Шаг к созданию носимого искусственного почки

Для миллионов людей с почечной недостаточностью не хватает доступных трансплантатов почки. Помимо пересадки, единственной альтернативой для пациентов являются регулярные сеансы диализа для очистки организма от вредных продуктов клеточного метаболизма. Ученые сообщают в ACS Nano о новом сорбенте мочевины, который может ускорить прогресс в разработке легкого, носимого искусственного почки, способного сделать диализ более удобным, комфортным и эффективным.

Стандартный диализ требует трех посещений медицинского центра в неделю, где пациенты на несколько часов подключаются к аппарату. Это не только обременительно, но и дает плохие клинические результаты. Проблема в том, что почки фильтруют кровь круглосуточно; диализ, выполняемый всего несколько раз в неделю, не может работать так же хорошо. Ученые стремятся создать искусственную почку, которую можно было бы носить постоянно для непрерывного проведения диализа. Одним из препятствий является мочевина, которую необходимо удалять для поддержания азотистого баланса организма.

В настоящее время диализ справляется с мочевиной с помощью фермента, расщепляющего молекулу на аммиак и диоксид углерода (CO₂), но количество материала, необходимого для этой реакции, слишком велико и тяжело для комфортного ношения на теле. Поэтому Бабак Анасори, Юрий Гогоци и их коллеги решили опробовать новый подход.

Исследователи обратились к новому наноматериалу — MXene, двумерным нанослоям карбидов металлов. Вместо расщепления мочевины MXene может захватывать это соединение, задерживая молекулы мочевины между своими нанометровыми слоями.

• Эффективность: При комнатной температуре материал смог захватить 94% мочевины из отработанных растворов диализных аппаратов.
• Температурная зависимость: При температуре тела (98.6 °F, ~37 °C) материал удерживал еще больше мочевины.
• Биосовместимость: MXene не убивал клетки, что предполагает возможность его безопасного использования у людей.

Исследователи приходят к выводу, что этот материал может помочь воплотить концепцию комфортно носимого искусственного почки в реальность.