/ СОЗДАН ПОЛНОСТЬЮ ИСКУССТВЕННЫЙ НЕФРОН – ЕЩЕ ОДИН БОЛЬШОЙ ШАГ К ВОСПРОИЗВЕДЕНИЮ ПОЧКИ

СОЗДАН ПОЛНОСТЬЮ ИСКУССТВЕННЫЙ НЕФРОН – ЕЩЕ ОДИН БОЛЬШОЙ ШАГ К ВОСПРОИЗВЕДЕНИЮ ПОЧКИ

СОЗДАН ПОЛНОСТЬЮ ИСКУССТВЕННЫЙ НЕФРОН – ЕЩЕ ОДИН БОЛЬШОЙ ШАГ К ВОСПРОИЗВЕДЕНИЮ ПОЧКИ

Около десяти процентов населения планеты страдают от той или иной формы заболевания почек – важнейшего элемента для поддержания нашей жизни и здоровья. Почка по сути – это своего рода химический компьютер, который поддерживает стабильность состава крови, предотвращает накопление отходов в организме, стабилизирует электролитический уровень и вырабатывает гормоны, необходимые, чтобы регулировать кровяное давление и производить красные кровяные клетки.

Почки очищают нашу кровь с помощью нефронов, которые по сути являются фильтрами, пропускающими через себя жидкость и продукты жизнедеятельности, при этом блокируя клетки крови, белки и минералы, не позволяя им покидать организм с мочой.

Ученые повсеместно прикладывают большие усилия, чтобы придумать эффективные методы для лечения тяжелых форм почечной недостаточности и помощи пациентам, у которых по тем или иным причинам осталась только одна почка. Идеальным решением стало бы создание полностью работоспособной искусственной почки, но ее невероятно трудно синтетически воссоздать, в том числе и потому, что каждая из почек содержит около миллиона нефронов сложной структуры.

Суть разработки

shutterstock_390909169.jpg

Новая разработка ученых-химиков из Арканзасского университета (США) нацелена на решение именно этой проблемы и делает появление функционирующей искусственной почки ближе еще на один шаг. В новой статье, опубликованной в Nature Communications Materials, авторы подробно описывают созданное ими устройство, которое способно фильтровать кровь подобно биологическим нефронам.

Есть два основных процесса, которые происходят, когда кровь проходит через почки: фильтрационный (клубочковый) и транспортный (нефронный). На первом этапе кластеры кровеносных сосудов, называемые клубочками, пропускают небольшие молекулы, отходы и воду, при этом все нужные организму белки и клетки крови остаются позади. Затем материал, который прошел через этот первый фильтр, попадает в нефронную сеть, где происходят сложные химические процессы фильтрации, основанные на переносе ионов. Учеными уже были предложены методы для моделирования работы первичного фильтра, функции клубочков с использованием мембранной ультрафильтрации, но до сих пор нет известных технологий для моделирования ион-транспортных функций нефрона.

Работа исследователей была сосредоточена именно на втором этапе процесса. Они создали синтетический нефрон (рабочее название AWEDI), в котором между ионообменными пластинами помещается пористая сетка из платины, она служит электродом, и позволяет регулировать ион-обменные процессы в ходе подачи на нее напряжения. С помощью этого устройства ученым удалось смоделировать химические процессы ионной транспортировки в почках, при этом они могли регулировать селективность ионов и скорости переноса. В опубликованной работе продемонстрированы возможности AWEDI с несколькими физиологически значимыми ионами, которые имитируют точный контроль транспортировки ионов почками. Кроме того, благодаря интеграции технологии AWEDI с модулями ультрафильтрации и нанофильтрации, демонстрируется возможность ее внедрения в искусственную почку.

Обозримые перспективы

shutterstock_516703873.jpg

Криста Хестекин, доцент кафедры химической инженерии и ведущий автор статьи, отмечает: «Система может работать как автономное устройство или в сочетании с перитонеальным диализом для контроля химического состава растворов, используемых при лечении. А незначительные модификации устройства могут позволить ему функционировать как носимая и потенциально имплантируемая искусственная почка».

Сотни тысяч человек в разных странах находятся в очереди на пересадку почки. И, хотя полностью функциональная искусственная почка – это долгий проект, ученые постепенно, а самое главное, регулярно, прогрессируют в воссоздании этого жизненно важного органа. Можно представить процесс ее создания как огромную и сложную головоломку, которая состоит из множества микро-деталей. Искусственный нефрон, является лишь ее частью, но очень важной. И таких частей на самом деле уже подобрано немало.

В 2015 году ученые Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса создали при помощи биопечати ткани почек, которые воспроизводили некоторые функции биологических нефронов. В 2016 году группа из Гарвардской лаборатории Льюиса использовала 3D-печать для воссоздания канальцев нефронов с сосудистой сетью для кровотока, но они оставались в живых лишь немногим более двух месяцев. Таким образом, полностью синтетическая природа разработки арканзасской команды могла бы опираться на существующие биологические подходы.

Конечно, учитывая предстоящий объём работы и огромное количество людей, уждающихся в искусственной почке, массово эти искусственно созданные органы появятся еще не скоро, но, когда они появятся, это станет крупнейшим прорывом в современной науке и медицине. А подобные исследования дают нам возможность, рассуждая об этом событии, говорить «когда» вместо «если».

Текст: Юлия Долженкова.

Поделиться в социальных сетях: 
Долженкова Юлия Владимировна
Автор
Долженкова Юлия Владимировна
  • Образование: Балтийский Федеральный Университет им. И.Канта. Специальность: философия. Аспирантура по специальности «Теория аргументации».
  • Сфера профессиональных компетенций:
    теория информации, аргументация, логика, оздоровительные практики и здоровый образ жизни, журналистика, свободно владею английским языком.
ФАСТ-ФУД И УЛЬТРА-ПЕРЕРАБОТАННЫЕ ПРОДУКТЫ ВРЕДЯТ РОСТУ СКЕЛЕТА У ДЕТЕЙ. ФАСТ-ФУД И УЛЬТРА-ПЕРЕРАБОТАННЫЕ ПРОДУКТЫ ВРЕДЯТ РОСТУ СКЕЛЕТА У ДЕТЕЙ.
Картошка фри, бургеры и чипсы – одни из самых...
Читать
3
Сегодня
ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ
Ученые из Университета штата Огайо (США) обнаружили...
Читать
7
Сегодня
КАКИЕ БАДЫ РАБОТАЮТ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ КОВИД-19? ОБЗОР НОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КАКИЕ БАДЫ РАБОТАЮТ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ КОВИД-19? ОБЗОР НОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
С самого начала пандемии ковид-19 активно распространяется...
Читать
5
20.04.21 г.
Читайте также
ГЕНЕРАЛЬНАЯ УБОРКА В ОРГАНИЗМЕ

ГЕНЕРАЛЬНАЯ УБОРКА В ОРГАНИЗМЕ

Стараясь избавиться от шлаков и токсинов, главное...
Читать
12891
28.04.19 г.
КАКАО УЛУЧШАЕТ ЗДОРОВЬЕ СОСУДОВ И МОЗГА.

КАКАО УЛУЧШАЕТ ЗДОРОВЬЕ СОСУДОВ И МОЗГА.

Стоит сразу оговориться, что речь идет о напитке,...
Читать
96
25.11.20 г.
Топ - 6
ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ

ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ

Ученые из Университета штата Огайо (США)...
Читать
7
Сегодня
ЧТО ПРОИСХОДИТ С ОРГАНИЗМОМ ПРИ ОТКАЗЕ ОТ КУРЕНИЯ: ХРОНОЛОГИЯ ИЗМЕНЕНИЙ

ЧТО ПРОИСХОДИТ С ОРГАНИЗМОМ ПРИ ОТКАЗЕ ОТ КУРЕНИЯ: ХРОНОЛОГИЯ ИЗМЕНЕНИЙ

Курение – самая распространенная вредная привычка,...
Читать
1030
02.04.21 г.
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ПИТАНИИ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ ЖИЗНИ.

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ПИТАНИИ ДЛЯ ПРОДЛЕНИЯ ЖИЗНИ.

Лекция Марии Волченковой на конференции Antiage...
Читать
94
20.04.21 г.
НЕПРИЯТНЫЙ ЗАПАХ ИЗО РТА – ГАЛИТОЗ: ЕСЛИ ПРИЧИНЫ В ПОЛОСТИ РТА (ЧАСТЬ I)

НЕПРИЯТНЫЙ ЗАПАХ ИЗО РТА – ГАЛИТОЗ: ЕСЛИ ПРИЧИНЫ В ПОЛОСТИ РТА (ЧАСТЬ I)

Неприятный запах изо рта – деликатная проблема,...
Читать
35
20.04.21 г.
ПЕРСОНАЛЬНАЯ КОРРЕКЦИЯ МЕХАНИЗМОВ ПРОЦЕССА СТАРЕНИЯ ОРГАНИЗМА

ПЕРСОНАЛЬНАЯ КОРРЕКЦИЯ МЕХАНИЗМОВ ПРОЦЕССА СТАРЕНИЯ ОРГАНИЗМА

Лекция Джеммы Подрезовой на конференции Antiage...
Читать
122
20.04.21 г.
Подписывайтесь на рассылку новых статей