Classificazione, standard e progresso delle membrane per dialisiⅡ

3. Biocompatibilità della membrana di dialisi

Essendo un materiale medico a diretto contatto con il sangue, l'importanza della biocompatibilità delle membrane per dialisi è evidente. In passato, la biocompatibilità si riferiva specificamente all’effetto di attivazione del biofilm sui leucociti e sui sistemi del complemento. Se la capacità di attivazione è forte si parla di “bioincompatibilità” e viceversa si parla di “biocompatibilità”.

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Ora, la biocompatibilità si riferisce generalmente a tutte le reazioni avverse dopo il contatto tra sangue e biofilm, mirate principalmente al sistema del complemento e all’attivazione dei leucociti, comprese trombosi, tossicità, reazioni allergiche o infiammatorie, distruzione delle cellule del sangue, attivazione del complemento ed effetti su piastrine e leucociti. Effetti sulla funzione delle cellule endoteliali.

Il rapporto di attivazione del complemento di una membrana per dialisi dipende generalmente dall'equilibrio tra idrofilicità e idrofobicità. La forte idrofobicità della membrana sintetica può ridurre significativamente il grado di attivazione del complemento e aumentarne significativamente la biocompatibilità. Allo stesso tempo, alcune membrane sintetiche, come le membrane AN69, hanno buone capacità di adsorbimento per proteine ​​molecolari di medie e grandi dimensioni come i fattori infiammatori e possono ridurre il livello di infiammazione nel corpo. Presentano alcuni vantaggi se applicati al trattamento CRRT di pazienti con sepsi.

Tra le numerose membrane per dialisi attuali, le membrane in fibra non modificata come le membrane a imitazione del rame hanno la peggiore biocompatibilità; le membrane di cellulosa modificate o rigenerate si basano su membrane di cellulosa non modificate e sono costituite da membrane a base di dietilammina. Il gruppo etilico sostituisce il gruppo ossidrile libero, permettendogli di adsorbire il 60% del fattore H nel plasma, riducendo così l'attivazione del complemento e migliorando la biocompatibilità; le membrane sintetiche hanno la migliore biocompatibilità, come le membrane in polisulfone che utilizzano altri. Il gruppo base sostituisce il gruppo ossidrile, rendendo la membrana favorevole al legame con il fattore H, prevenendo l'adsorbimento del fattore B e inibendo l'attivazione del complemento. Allo stesso tempo, l'idrofobicità della membrana sintetica aumenta, il coefficiente di ultrafiltrazione è elevato e una grande quantità di prodotti di attivazione del complemento può essere adsorbita, limitando il complemento. L'amplificazione è attivata. Inoltre, alcune membrane sintetiche possono adsorbire e rimuovere una grande quantità di fattore D. La combinazione del fattore D e della membrana sintetica lo rende inattivo, riducendo l'attivazione del complemento attraverso la via alternativa e riducendo o inibendo la produzione di citochine.

4. Miglioramento della biocompatibilità della membrana di dialisi

Al momento, gli studi in patria e all'estero utilizzano IL-1, IL-6, la proteina C-reattiva (CRP), il fattore di necrosi tumorale a (TNF-a), il B2-MG, ecc. come indicatori per valutare la biocompatibilità. Al fine di migliorare e aumentare la biocompatibilità delle membrane per dialisi, vengono apportati miglioramenti principalmente nei seguenti aspetti.

(1) Migliorare l'idrofilicità della superficie della membrana

L'idrofilicità e l'energia libera della superficie sono strettamente correlate all'adsorbimento e alla denaturazione dei componenti del sangue. Migliorando l'idrofilicità della superficie della membrana di dialisi è possibile ottenere buone proprietà antitrombotiche.

(2) Introduzione di sostanze biologicamente attive sulla superficie della membrana

Immobilizzare alcune sostanze sulla superficie di materiali esogeni che antagonizzano l'interazione sangue-superficie può migliorare la loro compatibilità con il sangue. Il copolimero sintetico viene utilizzato per modificare lo strato interno della membrana di cellulosa e la vitamina E viene rivestita sulla superficie della membrana per formare una membrana di dialisi modificata con vitamina E. Non cade durante il processo di dialisi e viene ossidato in situ con i radicali liberi, la vitamina C, ecc. nel sangue. reazione di riduzione, che gli conferisce una migliore biocompatibilità e un effetto antiossidante. Gli studi hanno dimostrato che il legame covalente della polimixina B alla fibra di polistirene rinforzata con polipropilene per formare un dializzatore in fibra di polistirene contenente polimixina B può ridurre l'endotelina plasmatica-1 nei pazienti. livello. Usarlo per trattare lo shock settico può ridurre la P-selettina solubile, il fattore piastrinico 4, ecc. e ridurre l'attivazione piastrinica.

(3) Decorazione della superficie della membrana

Essendo una membrana preparata artificialmente, la superficie della membrana di dialisi è diversa dalle cellule endoteliali vascolari umane. Il contatto con il sangue causerà inevitabilmente una reazione nel corpo. Pertanto, molti studiosi hanno cercato di migliorare la biocompatibilità rivestendo la membrana cellulare endoteliale sulla superficie di materiali esogeni (come il metodo di passivazione dell'albumina) per ridurre l'adesione e l'aggregazione piastrinica. Studi stranieri hanno scoperto che l’uso della colla di glutaraldeide per fissare l’albumina sulla superficie della gomma siliconica vulcanizzata, del poliestere e del polipropilene può ridurre significativamente l’aggregazione piastrinica.

(4) Regolazione delle irregolarità microscopiche della superficie

Ottenuto attraverso il bloccaggio, l'innesto e la miscelazione di diversi segmenti polimerici (come il copolimero poliacrilonitrile-propilensolfonato, il copolimero polietilene-alcol vinilico e il copolimero polietere-policarbonato), formando una lega polimerica attraverso la copolimerizzazione a blocchi. Ad esempio, Radhakumary et al. hanno utilizzato nitrato di ammonio cerico come iniziatore per copolimerizzare il chitosano (CS) con acetato di etilene per preparare CS-g modificato, che è compatibile con il sangue, non citotossico e biodegradabile. -Membrana in PVAc.

5. Progressi della ricerca su nuove membrane per dialisi

(1) Dialisi senza membrana

Utilizzando il principio della microfluidica, non è necessario il contatto con la pellicola di sangue e il sangue e il dializzato, facilmente miscelabili, vengono direttamente contattati in un flusso parallelo, facendo affidamento sul meccanismo di diffusione per completare il trasporto convettivo e il liquido miscelato viene razionalmente separato ad un certo punto lontano.

(2) Membrana nanoporosa a base di silicio

I ricercatori hanno sfruttato le caratteristiche strutturali e funzionali della barriera di filtrazione glomerulare per sviluppare una membrana nanoporosa a base di silicio con una struttura tridimensionale simile a quella della membrana a fessura glomerulare. Ha un alto coefficiente di schermatura e una bassa filtrazione dell'albumina. A causa della diversità dei profili proteici, la dimensione ottimale dei pori necessita di ulteriori studi.

(3) Membrana di chitina

La chitina è un polimero naturale la cui quantità di biosintesi è seconda solo alla cellulosa. Ha molte proprietà uniche come anticoagulante, biodegradabilità, affinità cellulare e proprietà filmogene. Può essere utilizzato per realizzare membrane per dialisi artificiale. Questo tipo di membrana per dialisi può resistere alla sterilizzazione ad alta temperatura, ha un'elevata resistenza meccanica, ha una buona permeabilità ai soluti (come urea, vitamina B12) e ha buone proprietà antibatteriche contro Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Effetto.

(4) Membrana a matrice mista

Aggiungendo polimeri o copolimeri polivinilici, cellulosa e relativi lipidi nei materiali della membrana PES, la membrana a fibra cava prodotta ha una buona biocompatibilità, velocità di clearance e coefficiente di ultrafiltrazione.

(5) Membrana microporosa di acido polilattico di origine biologica

L'acido polilattico è un materiale ecologico a base biologica con buona biocompatibilità. Basandosi sulla termodinamica filmogena e sui principi cinetici del sistema dell'acido polilattico, il gruppo di ricerca sulle membrane funzionali del Ningbo Institute of Materials ha controllato con precisione il processo di conversione di fase e la polimerizzazione in situ dell'eparina innestata. Una serie di membrane a fibra cava a base di acido polilattico con spessori di parete da 40 a 100 μm e diametri interni da 200 a 450 μm sono state ottenute e preparate in componenti della membrana per emodialisi. La naturale biocompatibilità dell'acido polilattico lo rende più simile alle proprietà superficiali dei vasi sanguigni umani e durante l'applicazione non si verifica alcuna coagulazione.

(6) Pellicola di ossido di alluminio

Le membrane di allumina hanno pori su scala nanometrica uniformi, controllabili e ben strutturati, e i pori sono perpendicolari al piano della membrana. La membrana ha elevata porosità, elevata stabilità termica e resistenza chimica e migliori proprietà meccaniche. Gli esperimenti hanno dimostrato che il coefficiente di ultrafiltrazione della membrana di ossido di alluminio è più che raddoppiato rispetto alla tradizionale membrana per dialisi ad alto flusso e il coefficiente di screening dell'inulina del soluto molecolare medio è aumentato di oltre il 21%. Non vi è alcuna perdita di albumina e può sostituire efficacemente l'attuale membrana di dialisi. .

(7) Membrana in fluoruro di polivinilidene

Il fluoruro di polivinilidene è antinquinamento, antiradiazioni e ha proprietà chimiche stabili. Dopo averlo trasformato in una pellicola e averlo reso idrofilo, il fluoruro di polivinilidene risultante ha una superficie liscia, un basso adsorbimento proteico, una minore emolisi e proprietà anticoagulanti. Buona e bassa citotossicità, ottima biocompatibilità. Quando viene realizzato un filtro con uno spessore di parete di 30 μm, i tassi di eliminazione dell'urea e del lisozima sono rispettivamente del 90% e 75%, il tasso di eliminazione del B2-MG può raggiungere l'82% e il tasso di intercettazione dei bovini l'albumina sierica può raggiungere più del 90%. Un buon nuovo materiale per membrane per dialisi.

(8) Membrana bioattiva

1. La tradizionale tecnologia di purificazione del sangue del rene bioartificiale sostituisce solo la funzione di filtrazione del rene, ma non può completare varie funzioni come riassorbimento, endocrino e metabolismo. Con l’aumento del trapianto di cellule staminali e dell’ingegneria dei tessuti, le persone immaginano l’utilizzo di cellule specifiche e membrane biosintetiche per costruire reni bioartificiali che abbiano sia funzioni di filtrazione glomerulare che di riassorbimento tubulare per completare la filtrazione e il riassorbimento renale. , endocrino e l'autoregolazione di tutti i sostituti funzionali è diventato gradualmente possibile.

Il rene bioartificiale è composto da glomeruli bioartificiali e tubuli bioartificiali. Può essere utilizzato per il trattamento in vitro o impiantato nel corpo. Basandosi sul principio del trapianto di rene, il rene bioartificiale viene impiantato nel circuito artero-venoso e sottoposto a filtrazione glomerulare. Il liquido entra nella cavità interna del tubulo renale ed entra in contatto con le cellule tubulari renali piantate sulla superficie della cavità interna. Le sostanze riassorbite o secrete dalle cellule tubulari renali entrano nella circolazione sanguigna ed esercitano funzioni di trasporto, metabolismo e endocrine. Dopo essere stato filtrato dal glomerulo, il liquido di scarto che esce dallo sbocco del tubulo renale viene collegato al sistema di raccolta ed escrezione dell'urina del ricevente ed espulso dal corpo. La membrana nanoporosa a base di silicio rende il rene bioartificiale clinicamente pratico e può essere impiantato nel corpo umano per esercitare a lungo tutte le funzioni del rene.

2.TiO2 nanotubes. The dialysis membrane uses an anodization method to prepare a TiO2 nanotube film with a controllable structure and geometric size. The film has a uniform diameter, a film thickness of about 150 μm, and controllable nanotube morphology parameters. The bottom of the nanotubes is corroded by HF gas to obtain a TiO2 nanotube array film with transparent ends. This vertically arranged tubular array has a high pore density (>1010/cm2) e possono simulare il microambiente della matrice extracellulare. Cellule epiteliali del tubulo prossimale renale umano e cellule endoteliali della vena ombelicale umana sono state piantate sulla superficie di film di array di nanotubi, PES, cellulosa mista e cellulosa rigenerata per preparare con successo materiali di biofilm con funzioni fisiologiche e realizzare il composito funzionale di unità renali artificiali. Ha funzioni di filtrazione, riassorbimento, endocrine e immunitarie.

In che modo Cistanche tratta le malattie renali?

Cistancheè una medicina erboristica tradizionale cinese usata da secoli per trattare varie condizioni di salute, tra cuirenemalattia. Si ricava dai gambi essiccati diCistancheDeserto, pianta originaria dei deserti della Cina e della Mongolia. I principali componenti attivi delle cisanche sonofeniletanoideglicosidi, Echinacoside, Eacteoside, che hanno dimostrato di avere effetti benefici surenesalute.

La malattia renale, nota anche come malattia renale, si riferisce a una condizione in cui i reni non funzionano correttamente. Ciò può provocare un accumulo di prodotti di scarto e tossine nel corpo, portando a vari sintomi e complicazioni. Le Cistanche possono aiutare a trattare l’asi della malattia renale attraverso diversi meccanismi.

In primo luogo, è stato scoperto che la cistanche ha proprietà diuretiche, il che significa che può aumentare la produzione di urina e aiutare a eliminare i prodotti di scarto dal corpo. Questo può aiutare ad alleviare il carico sui reni e prevenire l’accumulo di tossine. Promuovendo la diuresi, la cistanche può anche aiutare a ridurre la pressione alta, una complicanza comune delle malattie renali.

Inoltre, è stato dimostrato che la cisanche ha effetti antiossidanti. Lo stress ossidativo, causato da uno squilibrio tra la produzione di radicali liberi e le difese antiossidanti dell'organismo, gioca un ruolo chiave nella progressione della malattia renale. Aiutano a neutralizzare i radicali liberi e a ridurre lo stress ossidativo, proteggendo così i reni dai danni. I glicosidi feniletanoidi presenti nella cistanche sono stati particolarmente efficaci nell'eliminazione dei radicali liberi e nell'inibizione della perossidazione lipidica.

Inoltre, è stato scoperto che la cistanche ha effetti antinfiammatori. L’infiammazione è un altro fattore chiave nello sviluppo e nella progressione della malattia renale. Le proprietà antinfiammatorie delle Cistanche aiutano a ridurre la produzione di citochine proinfiammatorie e inibiscono l'attivazione delle vie mandatarie dell'infiammazione, alleviando così l'infiammazione nei reni.

Inoltre, è stato dimostrato che la cisanche ha effetti immunomodulatori. Nella malattia renale, il sistema immunitario può essere disregolato, portando a un’infiammazione eccessiva e a danni ai tessuti. Cistanche aiuta a regolare la risposta immunitaria modulando la produzione e l'attività delle cellule immunitarie, come le cellule T e i macrofagi. Questa regolazione immunitaria aiuta a ridurre l’infiammazione e a prevenire ulteriori danni ai reni.

Inoltre, è stato scoperto che la cistanche migliora la funzione renale promuovendo la rigenerazione dei tubi renali con le cellule. Le cellule epiteliali tubulari renali svolgono un ruolo cruciale nella filtrazione e nel riassorbimento dei prodotti di scarto e degli elettroliti. Nella malattia renale, queste cellule possono essere danneggiate, portando a un danno alla funzionalità renale. La capacità di Cistanche di promuovere la rigenerazione di queste cellule aiuta a ripristinare la corretta funzione renale e a migliorare la salute generale dei reni.

Oltre a questi effetti diretti sui reni, è stato scoperto che la cisanche ha effetti benefici su altri organi e sistemi del corpo. Questo approccio olistico alla salute è particolarmente importante nelle malattie renali, poiché la condizione spesso colpisce più organi e sistemi. È stato dimostrato che il che ha effetti protettivi sul fegato, sul cuore e sui vasi sanguigni, che sono comunemente colpiti da malattie renali. Promuovendo la salute di questi organi, la cistana aiuta a migliorare la funzione renale generale e a prevenire ulteriori complicazioni.

In conclusione, la cistanche è una medicina erboristica tradizionale cinese utilizzata da secoli per curare le malattie renali. I suoi componenti attivi hanno effetti diuretici, antiossidanti, antinfiammatori, immunomodulatori e rigenerativi, che aiutano a migliorare la funzione renale e a proteggere i reni da ulteriori danni. , la cistanche ha effetti benefici su altri organi e sistemi, rendendola un approccio olistico al trattamento delle malattie renali.