Dialýzová voda g; Vyčistite to
Je tiež mysliteľná prenosná umelá oblička
Norbert Dörholt
(04.10.2019) Každý, kto trpí terminálnou poruchou funkcie obličiek, musí byť pravidelne podrobený dialýze. Umelé umývanie krvi predstavuje veľkú záťaž pre postihnutých. Na odstránenie toxínov z krvi je potrebné značné množstvo čistiacej dialýzovej vody. Doteraz neexistovalo žiadne riešenie, ktoré by umožnilo nákladovo efektívne získať tento dialyzát, ale to sa teraz môže zmeniť.
Vedci spoločnosti Fraunhofer v súčasnosti vyvíjajú kryogénny proces, metódu na odstránenie nečistôt vo vode bez jej straty. Tento prístup nielenže šetrí náklady - je mysliteľná aj prenosná umelá oblička pre šetrnejšiu a na vode nezávislú dlhodobú dialýzu. Britta Widmann z ústredného komunikačného úradu Fraunhofer-Gesellschaft podáva prehľad o súčasnej situácii dialýzy.
Napísala: Asi 90 000 ľudí v Nemecku musí každý rok chodiť na dialýzu trikrát týždenne, na štyri až päť hodín, pretože ich obličky už nepracujú. Nemôžu dostatočne vylučovať toxíny cez orgán. Pri lekárskom zákroku sa škodlivé metabolické toxíny odstraňujú z krvi vedením von z tela cez semipermeabilnú membránu do špeciálnej dialyzačnej tekutiny, dialyzátu. Póry membrány sú také jemné, že nimi môžu prechádzať iba toxíny do určitej veľkosti. Malé molekuly ako voda, elektrolyty a močové látky - močovina, kyselina močová a kreatinín - sú prepúšťané a dostávajú sa do čistiacej kvapaliny, ale veľké molekuly ako bielkoviny a krvné bunky zostávajú zachované. Celé množstvo krvi cirkuluje na čistenie asi trikrát za hodinu.
Dialyzát sa môže použiť iba raz
Na dialýzu je potrebných asi 400 litrov dialyzátu. Kliniky a dialýza poskytujú túto vodu prostredníctvom systémov reverznej osmózy, ktoré využívajú veľa energie a sú drahé. Výzva: Dialyzát je možné použiť iba raz, pretože po umytí krvi zmizne ako odpadová voda. V porovnaní s rokom a 90 000 pacientmi je potrebných viac ako 5,6 milióna kubických metrov ultračistej vody. V mnohých regiónoch sveta táto požiadavka nie je splnená. Odhaduje sa, že každý rok zomrie viac ako milión ľudí, pretože nemajú prístup k dialýze.
"Voda na dialýzu je vzácna." Jeden rok dialýzy v Nemecku naplní kocku s dĺžkou hrany 175 metrov. Dodnes však neexistuje žiadny lacný proces obnovy dialyzátu, “hovorí Dr. Rainer Goldau, vedec oddelenia extrakorporálnej imunomodulácie na Fraunhoferovom inštitúte pre bunkovú terapiu a imunológiu IZI v Rostocku, ktorého výskum sa venuje tomuto problému.
„Telo produkuje okolo 25 gramov močoviny denne. Táto molekula je veľká ako molekula vody, takže sa cez membránu filtra dostane do dialyzátu. Proces reverznej osmózy, ktorý sa používa na čistenie pitnej vody, nemá dostatočnú filtračnú kapacitu pre močovinu, takže nie je vhodný na regeneráciu. Existujú zložité enzymatické procesy, pomocou ktorých je možné čistiť odpadovú vodu z dialýzy, aby sa mohla znovu použiť na pacienta, ale filtre a náplne, ktoré sú na to potrebné, sú veľmi drahé. Regióny s vysokým faktorom chudoby, v ktorých je tiež nedostatok vody, si také postupy nemôžu dovoliť. ““
Dialýza vlastnou vodou pacienta
DR. Spoločnosť Goldau sa preto spolieha na inú variantu: kryo čistenie, ktoré je založené na koncentrácii zmrazenia známej z nápojového priemyslu. Pri kryogénnom procese by sa malo vrátiť viac ako 90 percent vody získanej od pacienta. Myšlienka: Denne sa skoncentrujete iba do dvoch až troch litrov vody, ktoré aj tak vylúčite, čo sa musí vždy počas dialýzy odstrániť. Pacienti ho môžu nahradiť pitím. Zvyšok - zvyčajne 25 až 30 litrov denne - sa po vyčistení vráti na dialýzu. „V našich experimentoch je množstvo vody, ktoré sa má zlikvidovať, menej ako desať percent. Toto množstvo je potrebné na odfiltrovanie toxínov. Náš postup sa sústreďuje takmer rovnako dobre ako samotné obličky, “hovorí Goldau. Vďaka tomu chce výskumník a jeho tím zaviesť úplnú dialýzu s vlastnou vodou pacienta bez dehydratácie pacientov s obličkami. Drahé filtre a náplne by boli zbytočné.
Ako však prebieha kryo čistenie? Využíva princíp, že voda je zmrazená a že štruktúra kryštálovej mriežky zmrazenej vody vylučuje všetky predtým rozpustené cudzie látky. Zostávajú na povrchu kryštálu. "Ľadové kryštály, ktoré sa tvoria pri zamrznutí vody, sú schopné vylúčiť nečistoty." Týmto spôsobom by sa mohli odfiltrovať toxíny uremia, teda všetky produkty rozkladu, ktoré musí telo vylučovať močom, “vysvetľuje Goldau. Tento proces je možné dosiahnuť pomocou premývacej kolóny podobnej ako v nápojovom alebo chemickom priemysle. Na mobilnú dialýzu postačuje malá premývacia kolóna na výrobu asi 30 až 40 ml/min dialyzátu. Na prípravu čerstvého dialyzátu je potrebné len malé množstvo energie. Elektrická energia mohla pochádzať buď zo zásuvky, z motorového vozidla alebo zo solárnych článkov. Zodpovedajúci laboratórny demonštrátor s chladiacou jednotkou sa pripravuje; na tento proces sa čaká patent. Vedci v súčasnosti pracujú na automatizovanom riešení, pri vývoji ktorého stále potrebujú podporu partnerov z priemyslu.
Prenosná oblička na domácu dialýzu
„Našu formu dialýzy je možné navrhnúť dokonca ako mobilnú; bola by možná prenosná hemodialýza,“ hovorí Dr. Goldau. Vízia výskumníka Rostock: Pacient dostane cievne spojenie, cez ktoré sa súčasne odoberá a vracia krv a prebytočná voda. Táto sa plní do vesty s dialyzačnou filtračnou membránou, ktorá obsahuje vymeniteľné vodné komory s objemom až štyri litre. Pacient pripojí vestu k prenosnej umývacej jednotke každé dve až tri hodiny, čím sa starý dialyzát vymení za čerstvú vodu. Netrvá to dlhšie ako ísť na toaletu pre zdravých ľudí.
Predchádzajúca dialýza na klinike nesmierne zaťažuje organizmus - kvalita života postihnutých je vážne narušená. Podľa štúdií je 20 až 40 percent pacientov po desiatich rokoch stále nažive.
S dlhodobou dialýzou nezávislou na vode, ktorú je možné kedykoľvek vykonať doma alebo v práci, je možné znížiť mieru chorobnosti a náklady na dialýzu. Bol by k dispozícii aj ľuďom v suchom páse po celom svete. Ďalším plusovým bodom: Dialyzačné strediská a kliniky by mohli zvýšiť efektívnosť dodávok vody. Goldau odhaduje, že jeho proces šetrí 90 percent vody, a teda aj odpadovej vody, pretože je v cykle a znovu sa používa: „Väčšina vody sa recykluje.“ Fyzik predpokladá, že systém sa opotrebuje asi za päť až sedem rokov Začiatok vývoja môže byť pripravený na trh.