Rim artificialEdit
Hemodiálise é um método para remover produtos residuais como a creatinina e a ureia, bem como água livre do sangue quando os rins estão em insuficiência renal. O dispositivo mecânico utilizado para limpar o sangue dos pacientes chama-se dialisador, também conhecido como rim artificial. Os dialisadores modernos consistem tipicamente num invólucro cilíndrico rígido que envolve fibras ocas fundidas ou extrudidas a partir de um polímero ou copolímero, que é geralmente uma formulação patenteada. A área combinada das fibras ocas situa-se tipicamente entre 1-2 metros quadrados. Tem sido realizada investigação intensiva por muitos grupos para optimizar os fluxos de sangue e dialisado dentro do dialisador, de modo a conseguir uma transferência eficiente de resíduos de sangue para o dialisado.
Rim artificial implantávelEdit
O rim artificial implantável é um segundo projecto que está a ser co-desenvolvido por um nefrologista chamado William H. Fissell IV, MD, do Centro Médico da Universidade de Vanderbilt com o Professor Shuvo Roy da Universidade da Califórnia, São Francisco. Fissell e os seus colegas têm vindo a trabalhar no rim artificial implantável há mais de uma década, mas recentemente receberam uma bolsa de 6 milhões de dólares em Novembro de 2015 para continuarem a investigação e desenvolvimento do projecto. O objectivo deste projecto é criar um dispositivo bio-híbrido que possa imitar as funções de um rim saudável, removendo resíduos suficientes para evitar que um paciente precise de tratamento por diálise. A chave para o sucesso deste dispositivo é a utilização da nanotecnologia do silício e do microchip que é poroso e pode actuar como um filtro natural. Fissell e a sua equipa conceberam cada poro (do filtro) para desempenhar uma função ou tarefa específica. Os microchips funcionarão também como uma plataforma para a qual as células renais vivas residirão e crescerão nos filtros e em torno deles, com o objectivo de imitar as funções naturais do rim. O dispositivo bio-híbrido não estará ao alcance da resposta imunitária do corpo, o que lhe permite estar protegido contra ser rejeitado pelo corpo do paciente. O dispositivo será concebido para ser suficientemente pequeno para caber dentro do corpo de um paciente que irá funcionar com sucesso com o fluxo natural de sangue do paciente. Fissell e a sua equipa de investigação continuam a fazer progressos e esperavam que o rim artificial implantável entrasse em ensaios em humanos até 2017.
Wearable artificial kidneyEdit
Um rim artificial vestível é uma máquina de diálise vestível que uma pessoa com doença renal em fase terminal poderia usar diariamente ou mesmo continuamente. Um rim artificial vestível (WAK) não está disponível, mas as equipas de investigação estão em vias de desenvolver um tal dispositivo. O objectivo é desenvolver um dispositivo portátil que seja capaz de imitar as funções do rim normal. Este dispositivo permitiria que um paciente fosse tratado vinte e quatro horas por dia. Com o desenvolvimento de bombas em miniatura, a esperança de um dispositivo eficaz de hemodiálise vestível tornou-se realizável. Alguns pacientes já recebem um tratamento contínuo de diálise peritoneal que lhes permite permanecer em ambulatório. No entanto, apenas uma pequena parte dos pacientes de diálise utiliza o tratamento de diálise peritoneal porque este requer grandes quantidades de diálise para ser armazenado e eliminado. Os rins de um indivíduo saudável filtram o sangue 24 horas/dia, 168 horas/semana, em comparação com um indivíduo com doença renal em fase terminal cujo plano de tratamento de diálise é de aproximadamente 12 horas por semana. O tratamento resulta numa qualidade de vida inferior, bem como numa taxa de mortalidade mais elevada para os doentes com doença renal em fase terminal (DRIS). Por conseguinte, é necessário um dispositivo 24 horas por dia que permita aos doentes com DREE receberem diálise continuamente, mantendo uma vida normal. A FDA aprovou o primeiro ensaio clínico em seres humanos nos Estados Unidos para um rim artificial desgastável concebido pela Blood Purification Technologies Inc. O protótipo do WAK é um dispositivo de 10 libras, alimentado por baterias de nove volts, que se liga a um doente através de um cateter, e deve utilizar menos de 500mL de dialisado. Foi concebido para funcionar continuamente com baterias, permitindo que os pacientes permaneçam ambulatórios quando usam o dispositivo, levando a uma maior qualidade de vida. O dispositivo foi concebido para melhorar outros aspectos fisiológicos da saúde do paciente, tais como um melhor controlo do volume, uma diminuição da hipertensão e retenção de sódio, bem como uma diminuição da taxa de doenças cardiovasculares e AVC.
Experiências do rim artificial vestívelEdit
O rim artificial vestível (WAK) tem sido constantemente modificado ao longo dos anos para melhor das pessoas que têm insuficiência renal. Para tentar tornar o WAK utilizável, foram realizadas várias experiências. Enquanto se realizam estas experiências para o WAK, objectivos semelhantes estão a tentar ser alcançados. Por exemplo, um objectivo principal que estas experiências estão a tentar alcançar é o de garantir que o WAK possa funcionar como um rim normal.
Uma experiência que teve lugar incluiu oito pessoas que usaram o WAK durante quatro a oito horas. Uma vez que os participantes usaram o WAK, ocorreram vários resultados. Por exemplo, um dos resultados durante a experiência foi que a remoção do fluido para o WAK foi controlada correctamente por uma bomba de ultrafiltração. Outro resultado que teve lugar durante esta experiência foi que uma agulha ligada ao WAK acabou por se desligar. Quando isto aconteceu, o WAK foi capaz de reconhecer isto, e o sangue parou de bombear. Quando o sangue parou de bombear, a agulha pôde ser reintroduzida sem que o corpo perdesse uma grande quantidade de sangue. Como outras investigações têm sido realizadas, tem sido argumentado que a utilização de uma bomba de ultrafiltração pode não ser a melhor bomba para o WAK. Por exemplo, a investigação descobriu que, ao utilizar uma bomba peristáltica, permitiria a uma pessoa conhecer o seu fluxo sanguíneo sem ter um sensor, o que é necessário numa bomba de ultrafiltração utilizada na experiência acima mencionada. Uma mudança no tipo de bomba usada para o WAK pode ser crucial porque poderia ajudar a tornar o dispositivo mais barato e mais fiável para o público ao não ter um sensor.
Após muita investigação sobre o WAK, várias questões de investigação foram respondidas. Por exemplo, os investigadores descobriram que o WAK pode funcionar sem uma tomada porque tem sido capaz de funcionar com uma bateria de nove volts. Embora, os investigadores tenham argumentado que a utilização de baterias de nove volts não é suficientemente eficaz para o WAK porque não alimenta o dispositivo o tempo suficiente e, indirectamente, torna o WAK menos acessível quando se tem de mudar constantemente as baterias. Devido a isto, outras fontes de energia estão a ser exploradas, por exemplo, os investigadores estão a ver se as células de combustível, a transmissão sem fios de energia de uma fonte activa, ou a recolha de energia do ambiente seriam melhores formas de alimentar o WAK durante períodos de tempo mais longos. Várias questões foram respondidas sobre o WAK, mas muitas questões de investigação ainda estão por responder. Os investigadores ainda estão a tentar descobrir se o WAK pode ser energeticamente eficiente, acessível, e se pode reutilizar pequenas quantidades de dialisado.
Dispositivo de assistência renal implantável (IRAD)Editar
Correntemente, não existem rins bioengenharia viável. Embora muita investigação esteja em curso, existem numerosas barreiras à sua criação.
No entanto, o fabrico de uma membrana que imite a capacidade do rim de filtrar o sangue e subsequentemente excretar toxinas enquanto reabsorve a água e o sal permitiria um rim artificial vestível e/ou implantável. O desenvolvimento de uma membrana utilizando tecnologia de sistemas microelectromecânicos (MEMS) é um passo limitante na criação de um rim implantável, bioartificial.
Os Laboratórios de BioMEMS e Nanotecnologia Renal do Instituto de Investigação Lerner da Clínica Cleveland concentraram-se no avanço da tecnologia de membrana para desenvolver uma terapia implantável ou vestibular para doenças renais em fase terminal (ESKD). Os cartuchos de diálise actuais são demasiado grandes e requerem pressões superfisiológicas para a circulação sanguínea, e os poros das membranas poliméricas actuais têm uma distribuição demasiado ampla de tamanho e características irregulares. O fabrico de uma membrana de silicone, nanoporosa com distribuições estreitas do tamanho dos poros melhora a capacidade da membrana de discriminar entre moléculas filtradas e retidas. Também aumenta a permeabilidade hidráulica ao permitir que o tamanho médio dos poros se aproxime do corte desejado da membrana. A utilização de um processo de fabricação em lote permite um controlo rigoroso da distribuição e geometria do tamanho dos poros.
Estudos mostram que células renais humanas foram colhidas de órgãos doados impróprios para transplante, e cultivadas nestas membranas. As células cultivadas cobriram as membranas e parecem reter as características das células renais adultas. O crescimento diferenciado de células epiteliais renais em materiais MEMS sugere que um dispositivo miniaturizado adequado para implantação pode ser viável.
Um esforço liderado pela UCSF para criar um rim artificial implantável para pacientes de diálise foi seleccionado como um dos primeiros projectos a ser submetido a uma revisão mais atempada e colaborativa na Food and Drug Administration.
A FDA anunciou a 9 de Abril de 2012, que tinha escolhido três projectos de dispositivos renais para pilotar um programa de aprovação regulamentar chamado Innovation Pathway 2.0, destinado a trazer tecnologias inovadoras de dispositivos médicos aos pacientes de forma mais rápida e eficiente.
O projecto de rim artificial, que é destinado a ensaios clínicos em 2017, foi seleccionado pelo seu potencial transformador no tratamento de doenças renais em fase terminal e pelo seu potencial para beneficiar de interacções precoces com a FDA no processo de aprovação.
O esforço da FDA envolverá um contacto estreito entre a agência federal e os criadores de dispositivos no início do processo de desenvolvimento, a fim de identificar e abordar potenciais obstáculos científicos e regulamentares e criar um roteiro para a aprovação do projecto. O objectivo é melhorar as hipóteses globais de sucesso dos projectos, reduzindo simultaneamente o tempo e o custo da revisão da FDA e mantendo a segurança. As lições, disse a agência, informarão as aprovações noutras áreas.
O Projecto Rim é uma iniciativa de investigação nacional que se concentra no desenvolvimento e teste de um rim bioartifical implantado e independente. O Projecto Rim recebeu seis milhões de dólares em subsídios governamentais.