Микросенсор для персонализированного гемодиализа

Почечная недостаточность является причиной того, что порядка двух миллионов людей во всем мире являются зависимыми от постоянного гемодиализа, необходимого для очистки крови. Система гемодиализа соединяется с кровеносным сосудом и кровь пациента проходит сквозь мембрану, с одной стороны которой находится диализат. Поскольку концентрация солей в крови выше, чем в этом растворе, соль проходит через мембрану и попадает в диализирующую жидкость. Скорость этого процесса зависит от разницы концентрации солей в крови и растворе, и эта концентрация сильно варьируется от пациента к пациенту. До сих пор эта разница никак не учитывалась и скорость была далека от идеала, что, в свою очередь, было причиной побочных явлений, таких как нарушения сердечного ритма и болезни почечных канальцев.

Исследователи из Эйндховенского университета (Голландия) разработали микросенсор, который обеспечивает возможность напрямую в реальном времени контролировать и корректировать состав жидкости для гемодиализа. Эта разработка является важным этапом на пути организации индивидуализированного под конкретного пациента гемодиализа, что даст возможность избавиться от значительной доли серьезных побочных эффектов, которые возможны при применении стандартного диализирующего раствора.

Сенсор представляет собой микросистему с центральным каналом и несколькими соединенными с ним капиллярами, сквозь который протекает диализат. Стенки этого канала и капилляров покрыты "чувствительными молекулами", которые под действием внешнего воздействия флуоресцируют в присутствии солей, в частности, солей натрия. Чем больше натрия в крови, тем сильнее флуоресценция, которую можно измерять с помощью спектрометра.

Причем, поскольку сенсорные молекулы не реагировали на другие соли, обеспечивались измерения концентрации только одного вида соли. Таким образом микрофлюидный сенсор размером примерно 5 х 5 см может точно и в реальном времени измерять концентрацию натрия в крови.

По утверждению голландских исследователей, систему относительно легко расширить с помощью дополнительных секций, в которых используются другие сенсорные молекулы  для определения концентрации и других солей, таких как соли калия и фосфора.

Новая технология относительно дешевая, стабильная и очень точная. Кроме этого, ученые надеются уменьшить размер сенсора до примерно 1 х 1 см, что существенно упростит его интеграцию в систему гемодиализа.