Polscy naukowcy opracowali urządzenie wykorzystujące metody chemiczne do monitorowania w czasie rzeczywistym przebiegu hemodializy. Ten wynalazek może podnieść efektywność terapii nerkozastępczej.
Microanalysis Sp. z o. o. została założona przez naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego: Łukasza Tymeckiego i Michała Michalca oraz UWRC Sp. z o.o. (spółka celowa UW). Firma ma na celu komercjalizację wyników badań naukowych z zakresu chemii analitycznej, w szczególności technologii chemicznego monitorowania dializ. Microanalysis jest dziesiątą taką spółką, która powstała na Uniwersytecie w celu transferu wiedzy do gospodarki.
Dializa jest zabiegiem, w którym do oczyszczenia organizmu pacjenta z toksyn metabolicznych używa się maszyny – sztucznej nerki. Stosowana jest w końcowej fazie niewydolności nerek,zazwyczaj, gdy straciły one znaczną część swojej funkcji tzw. zdolności filtracyjnej. W przypadku najczęściej stosowanej techniki dializacyjnej – hemodializy – oczyszczana jest bezpośrednio krew pacjenta. Jest to zatem zabieg inwazyjny, prowadzony pod ścisłą kontrolą specjalistycznego personelu medycznego. Polega na ciągłym wyprowadzaniu z organizmu pacjenta krwi, która styka się w specjalnym filtrze z płynem dializacyjnym. Płyn ten „zabiera” z krwi toksyny i nadmiar wody.
Hemodializa nie jest metodą na wyleczenie niewydolności nerek, a na utrzymanie chorego przy życiu, kiedy ten czeka na przeszczep.
Pacjenci poddawani leczeniu dializacyjnemu mają zwiększone ryzyko zakażenia, ponieważ proces hemodializy wymaga częstego stosowania cewników lub wprowadzania igieł w celu uzyskania dostępu do krwiobiegu. Dotknięci niewydolnością nerek mają osłabiony układ odpornościowy. Są także narażeni na powikłania podializacyjne, które wiążą się z dużymi wahaniami poziomów substancji obecnych we krwi. Do takich „typowych” powikłań należą m in. nadciśnienie tętnicze, niedokrwistość, zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej czy cukrzyca. Tylko w wyniku powikłań okołodializacyjnych, odsetek śmiertelności pacjentów wynosi kilka procent.
Konkluzja jest oczywista. Hemodializa to zabieg ratujący życie, ale niezwykle skomplikowany. Wymaga od osób nadzorujących leczenie dużej wiedzy i praktyki. Parametry tego procesu powinny być precyzyjnie określone i dopasowane do indywidualnych potrzeb pacjenta. Czy tak jest teraz?
Obecnie podczas terapii nerkozastępczej krew pacjentów analizowana jest tylko raz na kilka tygodni. W oparciu o te wyniki oraz obserwacje i wywiad, lekarz planuje m.in. częstotliwość (nawet 3-4 razy w tygodniu) i czas trwania kolejnych dializ (od 4 do 6 godzin).
Z uwagi na małą częstotliwość tych analiz, nie ma możliwości uwzględniania takich czynników, które mogą zmieniać się z dnia na dzień i wpływają na efektywność poszczególnych zabiegów. Także w trakcie dializy nie jest wiadome z jaką efektywnością toksyny „opuszczają” organizm pacjenta.
Mglistość wiedzy co do aktualnego stanu pacjenta i efektywności dializy pozwoli „wyostrzyć” urządzenie rozwijane przez Microanalysis.
Analizator, kompatybilny z każdym modelem sztucznej nerki, opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego automatycznie określa stężenie toksyn w płynie dializacyjnym – czyni to zatem nieinwazyjnie, nie ma kontaktu z pacjentem. Personel medyczny może dzięki temu śledzić bieżący postęp zabiegu i efekty, które on przynosi. To pozwala na dostosowanie czasu trwania zabiegu i daje możliwość zareagowania na nieprawidłowy jej przebieg.
Dzięki temu terapia może być bardziej skuteczna i bardziej bezpieczna.
– Wykorzystanie wiarygodnego monitoringu hemodializ w czasie rzeczywistym pozwoliłoby zweryfikować i udoskonalić obecnie stosowane procedury medyczne i modele matematyczne opisujące procesy zachodzące w organizmie pacjentów. Dzięki zgromadzonym danym można będzie lepiej prognozować, jakie parametry ustalić na początku terapii i każdego zabiegu – mówi Michał Michalec, jeden z twórców urządzenia.
– Analizator działa także w sposób selektywny – w płynie podializacyjnym znajdują się różne toksyny, m.in. mocznik, kreatynina i fosforany – tzw. toksyny wzorcowe. Nasz analizator oznacza te substancje w czasie rzeczywistym – tłumaczy dr hab. Łukasz Tymecki. – Na bieżąco można obserwować, że ilość toksyn w płynie w trakcie trwania dializy się zmniejsza aż do pożądanego poziomu, a gdy go osiągnie, lekarz może podjąć decyzję o skróceniu uciążliwego zabiegu. Na podstawie danych z monitorowania serii zabiegów, lekarz może stwierdzić, jak dobrze jest wykonana dana dializa, a także wyciągnąć wnioski do wykorzystania w terapii przyszłych pacjentów.
Co istotne, urządzenie uzyskuje informacje o jakości zabiegu na podstawie wyłącznie wiarygodnych metod analizy chemicznej.
Funkcjonujące w stacjach dializ sztuczne nerki, o ile w ogóle monitorują dializę, robią to w oparciu o pomiar fizykochemiczny, np. poprzez pomiar przewodnictwa dializatu. Przy czym implementacja takiej, dodatkowej funkcjonalności wydatnie zwiększa cenę aparatu. Tymczasem urządzenie rozwijane przez Microanalysis stanowi jedynie ułamek ceny sztucznej nerki.
Twórcy technologii są przekonani, że upowszechnienie ich rozwiązania choćby w części z kilkuset milionów dializ przeprowadzanych co roku na świecie, przyczyni się do zrewolucjonizowania podejścia do praktyki leczenia nerkozastępczego.
„Projekt dofinansowano z programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
Nauka da Społeczeństwa, Ministerstwo Nauki