Riñon Artificial implantable

Cerca de 400.000 personas en los Estados Unidos - y millones hasta dos 

en todo el mundo - confían en las máquinas de diálisis para filtrar las toxinas de su sangre debido a la insuficiencia renal crónica. Los pacientes deben estar atados a las máquinas por lo menos tres veces a la semana para tres a cinco horas de un tirón. Incluso entonces, una máquina de diálisis es sólo un 13 por ciento tan eficaz como un riñón funcional, y el año de cinco tasa de supervivencia de los pacientes en diálisis es sólo 33 a 35 por ciento. A restaurar la salud, los pacientes necesitan un trasplante de riñón, y simplemente no hay suficientes órganos de donantes para todos. En agosto, había 85.000 pacientes en la lista de EE.UU. espera de un riñón en los EE.UU., mientras que sólo 17.000 trasplantes de riñón se llevó a cabo el año pasado. Un grupo colaborativo y multidisciplinario de los laboratorios está trabajando para crear la primer riñón artificial implantable. El prototipo, reveló la semana pasada, es compacto, del tamaño de una lata de sopa. No sólo filtra las toxinas de el torrente sanguíneo, pero también utiliza las células de riñón humano para llevar a cabo otras actividades vitales funciones, como la regulación de la presión arterial y la producción de vitamina D. "La diálisis no es sólo tiempo, sino que también es debilitante. Muchos los pacientes no se sienten bien, porque no está haciendo todas las funciones de un renal normal y saludable ", dice el bioingeniero Shuvo Roy, cuyo laboratorio en la Universidad de California en San Francisco produjo el nuevo dispositivo y se ya que las pruebas en animales. "El riñón no sólo las toxinas filtro. también tiene funciones metabólicas y las funciones hormonales, y la diálisis no la captura de estas capacidades. "

Hacer un riñón artificial lo suficientemente pequeño como para caber dentro del cuerpo, sin embargo, un gran reto. Un riñón saludable filtros de 90 litros de agua cada día. Máquinas de diálisis actuales son del tamaño de un refrigerador pequeño,y requieren considerable presión para la bomba de agua suficiente a través demembranas porosas de la máquina para permitir que los contaminantes que sefiltran de la sangre.

El nuevo implante es una fusión de varias líneas de investigación, y se aprovecha dedos avances recientes en el campo. Universidad de Michigan nefrólogo DavidHumes ha demostrado que las células de riñón humano podría ser utilizado en una máquina de filtración de tamaño de una habitación para mejorar considerablemente la salud de los pacientes cuyos riñones han dejado de funcionar. Mientras tanto, Royy Fissell William, un nefrólogo de la Clínica Cleveland, han producido una membrana de silicio nano-poroso que - con su densa y precisa estructura de poros - podría ayudar a miniaturizar máquinas de diálisis.

El prototipo es un sistema de dos partes: la mitad se compone de un filtro de eliminación de toxinas, en la que miles de membranas de silicio se apilan. Sunano-poros son tan densos, y por lo tanto de forma precisa, que se puede filtrar con mucha precisión utilizando sólo la fuerza de la presión de la sangre del cuerpopropio. La sangre fluye a través de este filtro, donde las toxinas, los azúcares, agua ysales se eliminan como una solución de filtrado.

La sangre limpia y acuoso filtrado se desvía tanto en la otra mitad del sistema: un cartucho separado. Aquí, el flujo de más de membranas de silicio más, estos recubierto con un tipo único de células de riñón humano, que ayuda a reabsorber el dispositivo un poco de agua, azúcares y sales, así como la producción de vitamina D y ayuda a prevenir la presión arterial se hunda demasiado baja - las funciones normales del riñón que no se ofrecen por medio de diálisis. Los residuos que no es reabsorbido se desvía a un tubo conectado a la vejiga y se retira como residuo en la orina - al igual que un riñón normal haría.Está lejos de ser un sistema completo, y los investigadores señalan que no siempre esperar que para sustituir a los trasplantes de riñón. "El riñón tiene 20 a 30 tipos de células en el mismo, todos los cuales cumplen funciones diferentes. Sin embargo, nos gustaría que para superar un problema crítico que ha surgido en la insuficiencia renal", dice Fissell. "Si usted está lista para un trasplante de riñón, que son mucho más propensos a morir en la lista de espera de lo que van a recibir un riñón." Él dice que el dispositivo podría actuar como un puente para pacientes que esperan un trasplante."Desde una perspectiva general, cualquier dispositivo implantable reduciría drásticamente la carga que los pacientes experimentan ahora", dice Glenn Chertow, el jefe de nefrología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. "Y si algo de la magia más que un riñón nativo proporciona podría ser añadido a un dispositivo implantable, podríamos acercarnos a la restauración del buen estado de salud."Los investigadores ya han trabajado algunos de los temas más difíciles: Humes ha descubierto cómo las células renales cultura en la escala necesaria (que se puede cultivar células suficiente para 100.000 dispositivos de un solo riñón). Él es también determinó la mejor manera de congelar para uso futuro. Y Roy, ganador TR35 en 2003, ha probado el implante de una docena de ratas y un puñado de cerdos.Todavía tienen que ampliar la eficiencia del implante a algo que podría funcionar con eficacia en los seres humanos, pero esperan comenzar los ensayos en humanos en cinco a siete años. En este momento el biocartridge puede filtrar entre 30 y 35 litros de agua por día, y tiene que ser capaz de filtrar al menos 43. También tienen que encontrar formas de asegurar que los dispositivos no causan coágulos de sangre o las reacciones inmunes.Otros grupos también están trabajando hacia alternativas a las citas de diálisis tres veces por semana, aunque la mayoría se concentran en dispositivos de diálisis portátil - una tarea difícil en sí mismo, dado el reto de la filtración constante en volúmenes tan grandes sin una bomba externa. Uno de ellos es que ya en la segunda etapa de los ensayos clínicos. Pero incluso la diálisis constante no puede tomar el lugar de otras funciones de los riñones.Allen Nissenson, director de marketing de DaVita, uno de los proveedores más grandes del país diálisis, dice que el concepto implantable tiene atractivo. "Es un riñón biorreactor, un concepto muy innovador, y realmente emocionante si se demuestra que es viable a gran escala", dice.