Investigadores de ingeniería química de la Universidad de Arkansas han desarrollado un dispositivo que simula las funciones de filtrado de sangre y transporte de iones del riñón humano. La tecnología podría transformar las opciones de tratamiento para las personas en la etapa final de la enfermedad renal.

"Básicamente creamos una nefrona sintética, la estructura que filtra la sangre para dispersar los nutrientes en el cuerpo y eliminar el material de desecho. "dijo Christa Hestekin, profesor asociado de ingeniería química e investigador principal. "El sistema podría funcionar como un dispositivo independiente o en conjunto con la diálisis peritoneal para controlar la química de las soluciones utilizadas en el tratamiento. Y, modificaciones menores al dispositivo podrían permitirle funcionar como un riñón artificial portátil y potencialmente implantable ".

Hestekin trabaja en un equipo que incluye a Jamie Hestekin, profesor de ingeniería química; Ira Kurtz, profesor de medicina y jefe de nefrología en UCLA Health; y varios estudiantes del Departamento de Ingeniería Química Ralph E. Martin de la Universidad de Arkansas. Financiado por la Corporación de Investigación del Riñón de EE. UU., el trabajo fue publicado en Materiales de comunicación , una publicación de Nature.

El sistema de los investigadores simula el trabajo crítico de transporte de iones de la nefrona. Como unidad estructural y funcional del riñón, la nefrona regula la química sanguínea a través de la filtración de la sangre que entrega iones y moléculas orgánicas al cuerpo antes de generar orina para ser excretada.

Para simular el proceso de filtración, Los investigadores insertaron mallas porosas de platino entre dos obleas de intercambio iónico para crear una sola oblea de electrodesionización que utiliza un campo eléctrico para forzar los iones a través de las membranas. Las mallas sirven como electrodos cuando se aplica voltaje. Los electrodos de malla permitieron el control independiente de las cámaras de transporte dentro del dispositivo, lo que a su vez permitió a los investigadores seleccionar diferentes iones y ajustar las velocidades de transporte de forma independiente.

El equipo de Hestekin probó con éxito la tecnología con varios iones fisiológicamente relevantes, imitando el control específico del transporte de iones por el riñón.

Combinado con ultrafiltración, sistemas de nanofiltración u ósmosis inversa, la tecnología de los investigadores podría integrarse en un riñón artificial, Dijo Hestekin.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, 37 millones de personas en los Estados Unidos padecen alguna forma de enfermedad renal crónica. De estos, alrededor de 700, 000 personas por año se desarrollarán en etapa final, enfermedad renal, que requiere diálisis o, como último recurso, un trasplante de riñón. El CDC informa que la duración promedio de la supervivencia del paciente en diálisis es un poco más de siete años, y los pacientes generalmente deben esperar unos 10 años para recibir un riñón donado. Aproximadamente 100, 000 personas mueren cada año mientras esperan un trasplante de riñón.