Η συσκευή, η οποία θα περιλαμβάνει χιλιάδες μικροσκοπικά φίλτρα, καθώς και έναν... βιοαντιδραστήρα για να έχει την δυνατότητα να μιμηθεί την εξισορρόπηση των ρόλων ενός πραγματικού νεφρού στον μεταβολισμό και το νερό, αναπτύσσεται σε μια συλλογική προσπάθεια από μηχανικούς, βιολόγους και ιατρούς, με επικεφαλή τον Shuvo Roy, PhD , στο Τμήμα UCSF της Εμβιομηχανικής και Θεραπευτικής Επιστημών.
Η θεραπεία έχει ενδειχθεί για να εργαστεί για τους βαριά άρρωστους ασθενείς που χρησιμοποιούν ένα εξωτερικό μοντέλο, μία συσκευή σε μέγεθος δωματίου, το οποίο αναπτύχθηκε από ένα μέλος της ομάδας στο Μίσιγκαν. Στόχος του Roy είναι η εφαρμογή της τεχνολογίας του πυριτίου σε μια κατασκευή σιλικόνης, μαζί με ειδικά σχεδιασμένα διαμερίσματα για τα ζώντα κύτταρα του νεφρού, για να συρρικνωθεί η μεγάλη κλίμακα της συσκευής σε μια συσκευή στο μέγεθος ενός φλιτζανιού καφέ. Η συσκευή θα μπορεί τότε να εμφυτεύεται στο σώμα, χωρίς την ανάγκη για φάρμακα για την περιστολή του ανοσοποιητικού, επιτρέποντας στον ασθενή να ζήσει μια πιο φυσιολογική ζωή.
"Αυτή η συσκευή έχει σχεδιαστεί για τα οφέλη της υγείας σε μία μεταμόσχευση νεφρού, με την παράλληλη αντιμετώπιση του περιορισμένου αριθμού των δοτών νεφρού κάθε χρόνο", δήλωσε ο Roy, αναπληρωτής καθηγητής στο UCSF Τμήμα Φαρμακευτικής που ειδικεύεται στην ανάπτυξη μικρο-ηλεκτρομηχανικών συστημάτων ( MEMS) τεχνολογία για βιοϊατρικές εφαρμογές. "Αυτό θα μπορούσε να μειώσει δραστικά την επιβάρυνση της νεφρικής ανεπάρκειας για εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο, καθώς και στη μείωση σε ένα από τα μεγαλύτερα έξοδα ιατροφαρμακευτικής περίθαλψης."
Η ομάδα έχει συσταθεί με τη σκοπιμότητα της δημιουργίας ενός εμφυτεύσιμου μοντέλου σε ζωικά μοντέλα και τα σχέδια να είναι έτοιμα για κλινικές δοκιμές σε πέντε έως επτά έτη.
Η τελικού σταδίου νεφρική νόσος ή χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, επηρεάζει περισσότερα από 500.000 άτομα ανά έτος μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, και σήμερα η μόνη θεραπεία γίνετε με μεταμόσχευση νεφρού. Ο αριθμός αυτός αυξήθηκε μεταξύ 5-7 τοις εκατό ανά έτος, ο Roy είπε, οτι εν μέρει αυτη η νεφρική βλάβη συνδέεται με τον διαβήτη και την υπέρταση.
Ωστόσο, μοσχεύματα είναι δύσκολο να αποκτηθούν: μια δωρεά 17.000 νεφρών ήταν διαθέσιμη για μεταμόσχευση πέρυσι, ενώ ο αριθμός των ασθενών για τη λίστα αναμονής για μεταμόσχευση ξεπερνούσε τους 85.000, σύμφωνα με το Δικτύο Προμηθειών Οργάνων Μεταμοσχεύσεων.
Περίπου 350.000 ασθενείς εξαρτώνται από αιμοκάθαρση, το οποίο ανέρχεται σε ένα τεράστιο κόστος. Το σύστημα Medicare και μόνο δαπανά 25 δισεκατομμύρια δολάρια στις επεξεργασίες για την νεφρική ανεπάρκεια - πάνω από 6 τοις εκατό του συνολικού προϋπολογισμού - ενώ η ασθένεια πλήττει μόνο το 1 τοις εκατό του Medicare δικαιούχων. Αυτό το κόστος περιλαμβάνει στο σύνολο σχεδόν 75.000 δολάρια ανά ασθενή κάθε χρόνο για αιμοκάθαρση.
Η αιμοκάθαρση έχει επίσης απώλεια σε ανθρώπινες ζωές. Ένα τυπικό πρόγραμμα αιμοκάθαρσης είναι τρεις φορές την εβδομάδα, για 3 έως 5 ώρες ανά συνεδρία, στην οποία το αίμα αντλείται μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος για φιλτράρισμα. Αυτό είναι εξαντλητικό για τους ασθενείς και αντικαθιστά μόνο 13 τοις εκατό της νεφρικής λειτουργίας. Το οποίο έχει ως αποτέλεσμα, μόνο το 35 τοις εκατό των ασθενών να επιβιώνε για περισσότερα από 5 χρόνια.
Με την περιορισμένη προσφορά των χορηγών, χιλιάδες ασθενείς πεθαίνουν κάθε χρόνο σε αναμονή για ένα νεφρό.
Η εμφυτεύσιμη συσκευή έχει ως στόχο την εξάλειψη του προβλήματος. Το δύο σταδίων σύστημα χρησιμοποιεί ένα φίλτρο αίματος το οποίο αφαιρεί τις τοξίνες από το αίμα, εφαρμόζοντας ταυτόχρονα πρόσφατες εξελίξεις στη μηχανική ιστών για να αυξηθούν τα κύτταρα νεφρικών σωληναρίων για να παρέχουν άλλες βιολογικές λειτουργίες ενός υγιούς νεφρού. Η διαδικασία στηρίζεται στην πίεση του αίματος του οργανισμού η οποία εκτελεί φιλτράρισμα χωρίς να χρειάζεται αντλίες ή μια ηλεκτρική παροχή.
"Το έργο αυτό δείχνει τι μπορεί να επιτυγχάνεται από ομάδες επιστημόνων με διαφορετικές γνώσεις και την συνεργασία τους για βαθιά και πιο γρήγορη βελτίωση της ζωής των ασθενών σε όλο τον κόσμο."
Η ομάδα του συνεργάζεται με 10 άλλες ομάδες ερευνητών για το έργο, περιλαμβανομένης της Cleveland Clinic, όπου ο Roy ανέπτυξε αρχικά την ιδέα, Case Western Reserve University, University of Michigan, Ohio State University, και Penn State University.
Η πρώτη φάση του έργου, η οποία έχει ήδη ολοκληρωθεί, επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη των τεχνολογιών που απαιτούνται για τη μείωση των συσκευών σε ένα μέγεθος που θα μπορούσε να ταιριάζει στο σώμα και τον έλεγχο των επιμερών στοιχείων στα ζωικά μοντέλα. Στην δεύτερη και τρέχουσα φάση, η ομάδα κάνει της εξελιγμένες εργασίες που απαιτούνται για να αναβαθμιστεί η συσκευή για τους ανθρώπους. Η ομάδα έχει πλέον τα στοιχεία και ένα οπτικό μοντέλο.
www.e-protasi.com
