(科技)美国研发出可实时监测肾移植排异反应的电子设备
新华社北京9月11日电美国西北大学近日发布公报说,该校研究人员领衔的团队研发出一款能持续实时监测移植肾脏健康状况的植入式电子设备,可检测与肾移植排异反应引起的炎症或其他身体反应相关的体温异常。新设备有助于对肾移植排异反应的早期干预,改善患者治疗结果和健康状况。
排异反应是器官移植患者需要终生警惕的问题。目前监测移植肾脏健康状况的简单方法是检测患者的肌酐、血尿素氮等标志物水平,但准确性有限。而作为判断排异反应“金标准”的活检属于侵入性手术,存在引起出血、感染、疼痛及其他并发症的风险。
为更简单、可靠地监测肾移植排异反应,西北大学等机构研究人员开发出一款超薄、柔性植入式传感器,可通过感知体温异常变化,为潜在的肾移植排异反应提供早期预警信号。
这款传感器宽0.3厘米,长0.7厘米,厚度仅220微米,与一根头发的宽度相当。传感器安装在包裹肾脏的纤维膜之下,其中包含一个高灵敏度温度计,可检测到肾脏微小幅度的温度变化。传感器与安置在肾脏附近的小型电子设备相连,后者包含为设备供电的微型纽扣电池,并使用蓝牙技术将数据无线传输到手机、平板电脑等外部设备上。所有电子元件都包裹在一种柔性并具有生物相容性的塑料中。
研究团队借助接受了肾移植的大鼠模型测试了该设备,结果显示该设备可比目前常用的方法早三周检测到排异反应预警信号。这有助于医生更早干预,以改善患者治疗结果和健康状况,增加肾移植成功几率。
相关论文已发表在新一期美国《科学》杂志上。下一步,研究人员将在更大型的动物模型中测试该设备。虽然最初研究是针对肾脏移植的,但研究人员认为,该设备也适用于肝脏、肺等器官移植的排异反应监测。(完)
芯片肾脏肾病与尿毒症透析患者的福音!何时真正造福人类
周逊 肾内科主任医师
日前,《自然·通信》杂志发表了一项在肾病领域具有里程碑意义的研究成果:美国科学家展示的一种体外肾脏模型,具有与真正肾脏几乎相同的功能,它有望改变慢性肾脏病等疾病的研究过程。这是美国洛杉矶儿童医院开发的肾脏新模型,以一种允许形成天然肾小球滤过屏障的方式培养健康的肾细胞,如同在人体内一样。肾小球模型的功能与真正的肾脏几乎相同。研究人员称此模型为芯片肾脏 。
早在3年前,美国范德堡大学的研究人员就用微芯片滤膜和活的肾脏细胞创造一种可植入的人工肾脏,它能将身体产生的废物过滤出去。从而有希望让尿毒症患者彻底摆脱透析。该校医学中心肾病学家创造一种生物混合设备,能模拟肾脏清除毒素功能,让病人不再需要透析,目标是将设备做得足够小并可植入患者体内。这一设备的关键是硅纳米技术微芯片,非常精密,可作为理想的肾小球过滤膜。该装置约包含15个芯片并层层叠起来。
而在这此后,来自大连医科大学附属第一医院的发明人林洪丽等(来源于国家知识产权局,申请号:201821016635.0;公开号:CN208472114U;专利类型:实用新型专利)也研发了一种仿生芯片肾脏,其特征在于:所述仿生芯片肾脏包括下亚克力板,上方依次设置有盖玻片、下PDMS片、上PDMS片和上亚克力板。而在下PDMS片上开设有开口方向向上的肾小球足细胞培养室 ,在上PDMS片上开设有开口方向向下的肾小球内皮细胞培养室 ,肾小球足细胞培养室与肾小球内皮细胞培养室的横断面为等径的圆形,且二者的开口相对,同时在两个培养室之间还设置有多孔聚碳酸酯膜层。
而日前美国的这项芯片肾脏的研究模型被称作为“芯片上的肾小球”,研究人员在细胞的一侧添加液体,在另一侧收集“肾小球”过滤后的滤液。在实验中,当他们添加了健康个体的血清。在不使用人造过滤器的情况下,体外肾小球表现出人类肾脏的功能:蛋白质保留在血清中,而较小的分子进入滤液。在实验中,当添加慢性肾脏病患者的血清时,研究人员发现,体外肾小球模型在临床上表现出相同类型的损伤:蛋白质开始通过受损过滤器泄漏。在过滤液中测得的蛋白质水平匹配患者的临床滤液样品,相关性达90%左右。
研究人员表示,该芯片肾脏模型代表了目前体外肾脏研究标准的重大飞跃,为研究慢性肾脏病损伤的分子机制、更重要的是为如何预防损伤打开了大门。该模型还可用于在人体临床试验之前筛选新药。
或许在不久的将来,该芯片肾脏可造福于肾病与尿毒症透析患者,但仍需等待。随着研究的深入与技术的成熟,咱们肾病与尿毒症患者终将告别过去,迎接更加美好的未来。
文章来源于《肾为先》微信公众号
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