More Related Content
What's hot
What's hot (14)
Viewers also liked
Similar to Что нас ожидает?
Similar to Что нас ожидает? (20)
Что нас ожидает?
- 1. Что нас ожидает? Чего мы ожидаем? А.Ю. Денисов www.dr-denisov.ru
- 2. Ожидания • Замедление прогрессирования ХПН • Восстановление автономности – Свобода передвижения • Улучшение качества лечения • Улучшение качества жизни
- 3. Проекты • Имплантируемая искусственная почка • Автоматическая носимая искусственная почка (AWAK) • Биоинженеринг • Катетеры-фильтры • Стволовые клетки
- 4. Made in USA Исследования в США Работа по улучшению почечного диализа насчитывает десятилетия 1970: Виллем Кольф и группа исследователей клиники создала носимую искусственную почку, по существу портативное устройство диализа, которое весило 7 фунтов. Устройство с питанием от батарей может использоваться до трех дней. 1998: Группой Демида Хьюмса сообщено о первом экспериментальном применении спаренных заселенных фильтров у животных 2004: Клиника университета штата Мичиган (где д-р Уильям Фиссел работал в то время под руководством д-ра Х. Дэвид Хьюмс, пионера в области разработки спаренных заселенных клетками устройств) Исследование помогло проложить путь для создания мембран используемых в небольшом устройстве, которое имплантируется и берет на себя функции почек. 2008 : В июльском номере журнала клинической и экспериментальной нефрологии было сообщено о конструкторской разработке автоматизированной, пригодной для носки искусственной почки в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе. Применение AWAK, не связано с осложнениями, характерными для традиционного гемодиализа.
- 8. Крупным планом А -Клетки канальцевого эпителия Б - Основа – мембрана фильтра А Б
- 9. В недавней работе, Andrew Zydney, показал, что новая мембрана также была в состоянии отделять более мелкие молекулы от более крупных молекул более эффективно, чем мембраны с круглыми порами.. Это было подтверждено экспериментами, показывающие, что новые мембраны может сохранять альбумин и другие белки при прохождении В2-микроглобулина, молекул, которые накапливаются при почечной недостаточности. На фото прототип мембраны биоинженерной почки при 50-кратном увеличении. Каждое прямоугольное окно состоит из почти 1500 щелевых пор размером 9 нм. Каждый квадратный сантиметр мембраны имеет более 3,8 млн. пор. Кафедра химической инженерии Университета штата Пенсильвания
- 12. AWAK
- 15. Выращивание отдельных структур нефрона
- 17. Университет Южной Каролины ПРОЕКТ ЧАРЛЬСТОН Над этим проектом работают : Xуджун Вэнь Цзябао, Крис Дрейк, Владимир Миронов
- 19. Д-р Макаллистер из Cytograft оценил стоимость процедуры от $ 15000 до $ 25000
- 20. Революционный материал, который был разработан с использованием нанотехнологий, имеет миллионов шипов, которые привлекают стволовые клетки, присутствующие в крови. Alexander Seifalian
Editor's Notes
- Схема био-инженерной почки продуцирующей bone morphogenic protein (BMP). Кровь пациента (красного цвета) сначала входит в гемофильтр (слева), где из крови отделяется ультрафильтрат Кровь и ультрафильтрат (желтый), покидают гемофильтр, и текут в биореактор (справа), который содержит половолокнистые капилляры заселенные на внутренних поверхностях клетками эпителия почечных канальцев (зеленые). Клетки секретируют BMP-7 (фиолетовый), который обогащает ультрафильтрат во время обработки и переходит в кровь, текущую с внешней стороны мембраны капилляров. Кровь обогащенная BMP-7 течет обратно в организм пациента, и отработанный ультрафильтрат (оранжевый) удаляется. Увеличенное сечение полого волокна капилляра биореактора показано в правом нижнем углу. Ультрафильтрат протекает в просвете полых капилляров а кровь течет снаружи. Внутренняя поверхность капилляра покрыта слоем клеток канальциевого эпителия секретирующих BMP-7, и BMP-7 обогащает ультрафильтрат и кровь в биореакторе. BMP-7 в ультрафильтрате будет регулировать производительность HPTC (Human primary renal proximal tubule cells (HPTCs), так как BMP-7 будет доставляться в кровь пациента. Tasnim et al. Fibrogenesis & Tissue Repair 2010 3 :14 Kidney Int. 2003 Jun;63(6):2037-49. Bone morphogenic protein-7 (BMP-7), a novel therapy for diabetic nephropathy. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12753291 Wang S, Chen Q, Simon TC, Strebeck F, Chaudhary L, Morrissey J, Liapis H, Klahr S, Hruska KA. Renal Division, Department of Pediatrics, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri 63110, USA. Abstract BACKGROUND: Bone morphogenic protein-7 (BMP-7), an essential developmental renal morphogen, is a secreted differentiation factor of the adult collecting duct. It activates receptors in the collecting duct, distal nephron, proximal tubule, and glomerulus. BMP-7 is therapeutic in tubulointerstitial nephritis raising the question of broader efficacy in chronic kidney disease (CKD). METHODS: Diabetes was induced in 200 g rats by a single dose of streptozotocin. After 16 weeks, glomerular hypertrophy and proteinuria were established, and therapy with BMP-7 (10, 30, or 100 microg/kg intravenously twice a week), enalapril (20 mg/kg), or vehicle was begun and continued until 32 weeks. Kidney weight, glomerular filtration rate (GFR), urine albumin excretion, blood pressure, pathology, and BMP-7 expression were measured. RESULTS: Diabetic vehicle-treated rats developed renal insufficiency by 32 weeks (GFR, 0.34 +/- 0.02 mL/min/100 g body weight vs. 0.55 +/- 0.02 in normal). In the diabetic BMP-7 high-dose-treated rats, GFR was preserved (0.70 +/- 0.08, P < 0.01 vs. vehicle), and higher than diabetic enalapril-treated rats (0.58 +/- 0.06). Kidney weights of vehicle-treated animals were not affected, but were reduced in all of the treatment groups (P < 0.001). Proteinuria was reversed to normal by BMP-7 in a dose-dependent manner. The reduction in proteinuria by the intermediate dose of BMP-7 was similar to the effect of enalapril therapy. Glomerular area and interstitial volume were significantly decreased in the BMP-7 and enalapril-treated animals. Glomerular sclerosis was prevented by BMP-7 therapy more effectively than by enalapril. Enalapril controlled hypertension throughout the course of therapy while BMP-7 did not affect blood pressure until the final 4 weeks of therapy. Diabetic vehicle-treated rats lost BMP-7 expression in the kidney. BMP-7 and enalapril therapy restored BMP-7 expression at high levels. CONCLUSION: BMP-7 partially reversed diabetic-induced kidney hypertrophy, restoring GFR, urine albumin excretion, and glomerular histology toward normal. Restoration of BMP-7 expression was associated with a successful repair reaction and a reversal of the ill-fated injury response. PMID: 12753291 [PubMed - indexed for MEDLINE] The kidney is the major source of BMP-7 in the adult body, and BMP-7 appears to be important for bone homeostasis Почки является основным источником BMP-7 в теле взрослого человека, и BMP-7, как представляется, важным для костей гомеостаза [ 43 - 45 ] . [ 43 - 45 ]. Animal experiments have shown that administration of BMP-7 improves kidney recovery in models of acute and chronic renal disease Эксперименты на животных показали, что администрация BMP-7 улучшает работу почек восстановления в моделях острой и хронической почечной недостаточности [ 44 , 100 , 102 - 107 ] . [ 44 , 100 , 102 - 107 ]. BMP-7 also has positive effects on vascular calcification and bone disease associated with chronic kidney failure in animal models BMP-7 также имеет положительное влияние на кальцификации сосудов и костей заболевание, связанное с хронической почечной недостаточностью на животных моделях [ 108 - 114 ] . [ 108 - 114 ]. Stryker Biotech is currently developing BMP-7-based treatments for kidney disease. Stryker Biotech в настоящее время разрабатывает BMP-7-основанные лечения заболеваний почек. It provides products consisting of a collagen sponge releasing human recombinant BMP-7 (OP-1 Putty and OP-1 Implant) for the treatment of bone disease. Он предоставляет продукты, состоящие из коллагеновой губки выпускать человеческий рекомбинантный BMP-7 (ОП-1 Putty и ОП-1 имплантатов) для лечения костных заболеваний. Treatment of kidney disease would require systemic administration of BMP-7, and in this regard, the short serum half-life of the growth factor of about 30 min is a problem. Лечение заболевания почек потребует системное введение BMP-7, и в этой связи, краткое сыворотки полураспада фактора роста около 30 мин проблемы. Treatment based on frequent administration of BMP-7 to kidney patients would be associated with high costs. Лечение, основанное на частые администрации BMP-7 на почки пациентов будет связан с высокими затратами. A BMP-7-releasing BAK, which delivers low concentrations of the growth factor to kidney patients during extended time periods (Figure BMP-7-выпуская БАК, которая обеспечивает низкие концентрации фактора роста на почки пациентов в течение длительного периода времени (рис. 3 ), might be an elegant solution for these problems. 3 ), может быть элегантным решением этих проблем. BMP-7 could either be released in a controlled manner from the membranes or other parts of the device, using, for instance, microparticle technology. BMP-7 может быть либо освобожден под контролем из мембран или других частей устройства, используя, например, микрочастицы технологии. Alternatively, HPTCs, which normally do not express BMP-7, could be genetically engineered to achieve BMP-7 secretion. Кроме того, HPTCs, которые обычно не выражают BMP-7, может быть генетически модифицированных для достижения BMP-7 секреции. A third possibility would be the inclusion of additional renal cell types (eg, distal tubule cells) that express endogenous BMP-7. Третья возможность будет включение дополнительных почечной типов клеток (например, дистальных канальцев клетки), которые выражают эндогенных BMP-7. However, with the latter approach, it might be difficult to exactly control the amounts of BMP-7 released by the device. Однако, последний подход, это может быть трудно точно контролировать количество BMP-7 выпущена устройства. Apart from the beneficial effects on kidney patients treated with the BMP-7-releasing BAK, BMP-7 secretion within the device would also be expected to inhibit tubule formation and improve cell performance within the BAK. Помимо благотворного влияния на почки пациентов с BMP-7-выпуская БАК, BMP-7 секреции в устройство будет также ожидать ингибируют образование канальцев и улучшить представление клетки в БАК. However, we would like to point out that the benefit of BMP-7 release by BAKs is still speculative at this point, and the discussion above reflects our personal view. Однако, мы хотели бы отметить, что в интересах BMP-7-релиз Бакс еще спекулятивных на данный момент, и обсуждение выше отражает наше личное мнение. It is also worth mentioning that secretion of active proteins into the bloodstream is one possible application of BAKs, and the use of BMP-7 is one possible example of such an application. Стоит также отметить, что выделение активных белков в крови является одним из возможных применение Baks, и использование BMP-7 является одним из возможных примеров таких приложений.
- Клетки собачьих почек Мадин-Дарби (MDCK) образуют поляризованный эпителий на внутренней поверхности капилляров из полиэфирсульфона / поливинилпирролидона (А) Сливающийся монослой MDCK клеток на внутренней поверхности капилляра. Трещины в монослое (указаны стрелками) являются артефактами в результате подготовки образца (шкала: деление = 100 μm). (Б) Поверхность слоя клеток MDCK на внутренней поверхности капилляров (шкала: деление = 1 μ м). Поверхность клеток плотно покрыта микроворсинками. На вставке при большом увеличении показаны микроворсинки, покрывающие поверхности (шкала: деление = 1 μм).. Все изображения были получены с помощью сканирующего электронного микроскопа. Tasnim et al. Fibrogenesis & Tissue Repair 2010 3 :14
- Clinical trials are scheduled to start simultaneously in Los Angeles, California and Singapore at the start of 2011. David B. N. Lee and Martin Roberts: A peritoneal-based automated wearable artificial kidney. Clinical and Experimental Nephrology: 12:171-180, 2008. Abstract- Work on wearable kidneys has evolved around the technology of hemodialysis or hemofiltration, which call for continuous anticoagulation of the extracoporeal circulation and are encumbered with potential immunologic and non-immunologic complications of continuous blood–artificial membrane interactions. A peritoneal-based automated wearable artificial kidney (AWAK) requires no extracorporeal circulation and is therefore “bloodless.” Because AWAK is designed to continuously regenerate and reuse the spent dialysate in perpetuity, it is also “waterless.” A sorbent-based assembly regenerates both the aqueous and the protein components (AqC and PrC) of the spent dialysate, producing a novel, autologous protein-containing dialysate. The regenerated AqC has the same composition as the commercially available peritoneal dialysate, but contains bicarbonate instead of lactate and has a more physiological pH. The regenerated PrC is recycled back into the peritoneal cavity, thereby ameliorating or eliminating protein loss. Depending on the steady-state protein concentrations that can be achieved (under the condition of continuous dialysate regeneration and recycling), the PrC also has the potential of both augmenting ultrafiltration and mediating the removal of protein-bound toxins. Additional sorbents can be incorporated into AWAK for the removal of middle molecular weight uremic toxins. At a regeneration rate of 4 l/h, AWAK provides a dialysate flow of 96 l/day (8–12 times the current rate). Round-the-clock dialysis and ultrafiltration provide steady-state metabolic-biochemical and fluid balance regulation, thereby eliminating “shocks” of abrupt changes in these parameters that characterize the current dialytic modalities. Dialysis-on-the-go, made possible by AWAK’s “wearability” and automation, frees end-stage renal failure patients from the servitude that is demanded by the current dialytic regimentations. Keywords- Automated wearable artificial kidney, AWAK,Peritoneal dialysis. Martin Roberts and David B. N. Lee: Wearable Artificial Kidney: A Historical Perspective. Proceedings of the World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, 11th International Congress of the IUPESM, September 7-12, 2009, Munich, Germany. Abstract- A wearable artificial kidney (WAK) allows the patient to have a more normal life style and provides continuous fluid and electrolyte balance. Only four WAKs have been tested in patients and none marketed. Two hemofiltration WAKs used the heart as the blood pump. Neff required the patient to drink 450 ml of dialysate every hour to replace the fluid lost. Murisasco regenerated the ultrafiltrate with a miniature REDY cartridge. In both instances the artificial kidneys clotted within 5 days. Two WAKs were based on hemodialysis. Bazzato used the heart to pump the blood through a dialyzer without a casing, placed in a plastic bag. The patient changed the dialysate in the bag periodically. Gura uses a blood pump and regenerates the used hemodialysate with a REDY type cartridge. His unit has been clinically tested for only 8 hours. To develop an extracorporeal WAK, problems of clotting and possible accidental fatal disconnects need to be solved. A number of WAKs are under development. Lande presented a hemodialysis unit on the arm, which uses the heart as a pump by intermittently blocking the fistula. Nissenson has proposed a kidney based upon a G membrane and T membrane. The G membrane filters the blood. The T ‘smart” membrane blocks undesired substances while passing desirable substances. Humes and also Saito have proposed a hybrid kidney but have not formulated a wearable configuration. Two peritoneal-based kidneys are under development. Ronco uses activated carbon and polystyrene resins for the removal of creatinine, b2 microglobulin and angiogenin from used dialysate. Other metabolites such as urea and phosphate were not addressed. Lee and Roberts use a REDY type cartridge for complete regeneration of used peritoneal dialysate. Use of peritoneal dialysis eliminates the problem of clotting and accidental fatal disconnects. Keywords- Peritoneal Dialysis, Wearable kidney, Wearable Artificial Kidney, Hemodialysis, Hemofiltration.
- Почечные канальцы, которые образуются спонтанно на 2-мерных поверхностях в пробирке. Почечные клетки культивировали на дне ячейки (многоячеистая пластина) в течение нескольких дней, пока не происходило спонтанного формирования трубочки. (А) Часть почечных канальцев образованных человеческими клетками первичных почечных проксимальных канальцев (HPTCs). Левый конец трубочки крепится к краю ячейки (темная зона в левом нижнем углу). Эпителий на дне был частично нарушен в процессе формирования трубочки (площадь лишенная клеток в верхнем левом углу).. Изображение было получено при микроскопии в ярком поле, и появление областей с яркими и темными освещения связано с оптическими эффектами близко к краю ячейки и вокруг канальцев. (Б) часть почечных канальцев образуются LLC-PK 1 клетками. The cell nuclei were stained with 4', 6'-diamidino-2'-phenylindole (DAPI, blue). Ядра клеток окрашены 4 ', 6'-diamidino-2'-phenylindole (DAPI, голубой). Изображение было получено эпифлуоресцентным микроскопом. Шкала: деление= (А) 400 μм и (B) 100 μм. Tasnim et al. Fibrogenesis & Tissue Repair 2010 3 :14
- Трансплантации почки для лечения терминальной стадии почечной болезни хорошо установленном порядке с отличным клиническим исходом, в настоящее время, пересадки почки составляет 70% всех трансплантаций органов. In 2003, more than 2,000 patients received a kidney transplant as their first therapy, and the number of patients needing a kidney transplant grows steadily. В 2003 году более 2000 пациентов получили по пересадке почки в качестве первого терапии, а число пациентов, нуждающихся в пересадке почки растет. However, the shortage of kidney donors is an unsolved problem that creates a transplant crisis. Однако, нехватка доноров почек является нерешенная проблема, которая создает пересадки кризиса. According to data from United Network for Organ Sharing, kidney patients account for 65,000 of the approximately 90,000 patients on the waiting list for all organ transplantation. По данным Организации Объединенных сети для совместного использования органов, почек пациентов составляют 65000 из примерно 90.000 пациентов в листе ожидания для всех трансплантации органов. Besides transplants, other strategies, such as extracorporeal dialysis, are in clinical use. Кроме того трансплантации, другие стратегии, такие как экстракорпорального диализа, в клинической практике. However, in current hemodialysis or hemofiltration, synthetic semipermeable membranes are utilized only to substitute for the small solute clearance functions of the renal glomerulus; this does not replace the transport, metabolic, and endocrinologic functions of the tubular cells. Однако, в текущих гемодиализа или гемофильтрации, синтетические полупроницаемой мембраны используются только для замены малых вещества функции оформления почечных клубочков, это не заменяет транспорта, метаболических и эндокринологических функций трубчатых клеток. Although researchers tried to combine a synthetic hemofiltration device with renal tubule cells derived from porcine kidney to replace certain physiologic function of kidney in acutely uremic animals, extracorporeal perfusion still has significant limitations in terms of morbidity, mortality, and cost. Хотя исследователи пытались объединить синтетические устройства гемофильтрация с почечных канальцев клетки, полученные из свиных почки заменить определенные функции физиологической почек в острой уремический животных, экстракорпоральной перфузии по-прежнему имеет существенные ограничения в плане заболеваемости, смертности и стоимости. Therefore, extracorporeal dialysis is a partial, temporary treatment, not a radical solution for this problem. Таким образом, экстракорпорального диализа частичное, временное лечение, не радикальное решение этой проблемы. Engineering of a living, functional human kidney can solve this problem permanently. Техника жизни, функциональные человеческой почки могут навсегда решить эту проблему. However, this is no established technology to tissue-engineer functional human kidney yet. Однако, это не хорошо зарекомендовавшая себя технология для тканей инженер-функциональных человеческой почки еще. To this end, we recently initiated Charleston Bioengineered Kidney Project . Для этого, мы недавно приступили Чарлстон Биоинженерные почки проекта . The goal of this translational multidisciplinary project is to bioengineer a living, functional human kidney suitable for clinical transplantation. Цель этой трансляционной междисциплинарного проекта заключается в биоинженер жизни, функциональные человеческой почки пригодный для клинического трансплантации. There are five major components in mammal nephrons: the renal corpuscle consists of a thin capsule of epithelial tissue (Bowman's Capsule) surrounding a ball of capillaries (glomerulus), the proximal convoluted tubule, the Loop of Henle, the distal convoluted tubule, and the collecting ducts. Есть пять основных компонентов в млекопитающих нефронов: почечная тельце состоит из тонкой капсулой из эпителиальной ткани (в капсулы Боумена), окружающие шар капилляров (клубочек), проксимальных извитых канальцев, петли Генле, дистальных извитых канальцев, а также собирательных трубок. We demonstrated that kidney epithelial cells can form a cyst-like structure and then fuse into a renal tubule-like structure with appropriate polarity]. Мы показали, что почки эпителиальные клетки могут образовывать кисты, как структура, а затем сливаются в почечных канальцев-подобную структуру с соответствующими] полярности. Using phase inversion technology, we fabricated biodegradable, elastic, hollow-fiber membranes from biocompatible polyurethane and seeded the membranes with kidney epithelial cells. Использование технологии инверсии фазы, были изготовлены биологически, упругой, полые волокна мембран из биосовместимых полиуретановых и семенами мембран с почечной эпителиальных клеток. Using laser micro-fabrication, we then created holes of controlled size and demonstrated that epithelial cyst-like structure can fuse with the epithelialized hollow fiber through those laser-drilled holes. Использование лазерной микро-изготовление, мы тогда создали отверстия контролируемого размера и показано, что эпителиальные кисты-подобной структуры могут сливаться с epithelialized полое волокно через эти лазерной перфорацией. Thus, we can create a seamless epithelial transition from hybrid synthetic-epithelial tubes (macro-structure of bioengineered kidney) to regenerated renal tubules in the permissive hydrogel system (micro-structure of regenerated renal tissue). Таким образом, мы можем создавать бесшовные эпителиальных переход от гибридных синтетических эпителиальных трубок (макро-структуры биоинженерных почки), чтобы регенерировать почечных канальцев в разрешительной системе гидрогеля (микро-структура регенерированного почечной ткани). We demonstrated the feasibility of fabricating four out of five essential components of a kidney nephron using animal cells. Мы продемонстрировали возможность изготовления четыре из пяти основных компонентов почки нефрона использованием животных клеток. The glomerulus is the only element in the renal corpuscle that remains to be developed. Клубочек является единственным элементом в почечной тельце, что еще предстоит разработать.
- Из куска кожи пациентов, исследователи вырастили кровеносных сосудов в лаборатории, а затем успешно имплантировали их обратно в тело, чтобы помочь восстановить приток крови к поврежденным артериям и венам пациентам. Доктор Макаллистер из Cytograft оценил стоимость процедуры от $ 15000 до $ 25000, но добавил, что цена будет скорее всего падать с более широкого использования.
- Революционное устройство, которое было разработано с использованием нанотехнологий, состоит из миллионов инновационных шипами, которые привлекают стволовые клетки, присутствующие в крови. These stem cells then blend completely with endothelial linings of the blood vessels which prevents clot formation. Эти стволовые клетки, то смесь полностью с эндотелиальной накладки из кровеносных сосудов, предотвращает образование сгустков. Professor Alexander Seifalian of University College London, who led the research adds that around 30 percent of heart patients lack the proper vein that can be incorporated during a heart bypass surgery. Профессор Александр Seifalian из Университетского колледжа в Лондоне, возглавлявший исследование добавляет, что около 30 процентов пациентов с заболеваниями сердца отсутствие надлежащего вены, которые могут быть включены во время операции шунтирования сердца. Thus, this ground-breaking invention is expected to be hugely beneficial for patients suffering from life threatening coronary heart diseases. Таким образом, это новаторское изобретение, как ожидается, будет чрезвычайно полезным для пациентов, страдающих от угрожающих жизни ишемической болезни сердца. Meanwhile, the scientists have been granted £500,000 by medical research charity, Wellcome Trust to perform the first human trials, which is likely to commence later this year. Между тем, ученые получили £ 500,000 медицинской благотворительной исследований, Wellcome Trust, чтобы выполнить первые испытания на человеке, который, вероятно, начать в конце этого года.