Εφαρμογή του ζεόλιθου στην αντιμετώπιση της νεφρικής ανεπάρκειας

Ένας πολύτιμος “θησαυρός” βρίσκεται κρυμμένος στα σπλάχνα του Νομού Έβρου – “Θησαυρός”, όχι μόνον σε αξία οικονομική, αλλά και σε εφαρμογές υγείας – Τα Πετρωτά στον Βόρειο Έβρο και η Κίρκη στην Αλεξανδρούπολη, περιμένουν την ώρα της εκμετάλλευσης.

Έχουμε κατ” επανάληψιν αναφερθεί στον ευλογημένο από τον τόπο (πλην όμως ακριτικό και ξεχασμένο από την Πολιτεία) νομό Έβρου που κρύβει στα σπλάχνα του “προίκα αφάγωτη”.

Ανάμεσα στα πολύτιμα ορυκτά, που διαπιστωμένα υπάρχουν, είναι και ο ζεόλιθος. Ένα ορυκτό που πέραν της οικονομικής του αξίας, έχει άπειρες εφαρμογές, από την γεωργία και την βιομηχανία μέχρι και την υγεία.

Σήμερα στα αξιακά χαρακτηριστικά του θα πρέπει να προστεθεί και μια νέα εφαρμογή που έχει να κάνει με την αιμοκάθαρση.

Διαβάστε τα νεώτερα:

Εναν απλό τρόπο για να αντιμετωπίσουν τη νεφρική ανεπάρκεια βρήκαν επιστήμονες στην Ιαπωνία, οι οποίοι με τη βοήθεια της νανοτεχνολογίας κατάφεραν να καθαρίσουν δείγμα αίματος από τις τοξίνες. Η καινοτομία πραγματοποιήθηκε από ερευνητές του ιαπωνικού Διεθνούς Κέντρου Υλικών Νανοαρχιτεκτονικής και του Εθνικού Ινστιτούτου Επιστημονικών Υλικών στην πόλη Ιμπαράκι.

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν ένα πλέγμα από νανοΐνες χρησιμοποιώντας δύο συστατικά: μια πρωτογενή πολυμερική μήτρα που είναι συμβατή με το αίμα και διάφορες μορφές ζεόλιθων (αργιλοπυριτικά υλικά που υπάρχουν στη φύση). Οπως εξηγούν οι επιστήμονες, οι ζεόλιθοι έχουν πορώδη δομή που έχει την ικανότητα να απορροφά τις τοξίνες, όπως ακριβώς τις απορροφά η κρεατινίνη στο αίμα.

Το πλέγμα αναπτύχθηκε με τη χρήση μιας οικονομικής μεθόδου ηλεκτροστατικής, κατά την οποία χρησιμοποίησαν ένα ηλεκτρικό φορτίο για να αποσπάσουν ίνες από ένα υγρό. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η αναλογία πυριτίου – αργίλου στο εσωτερικό των ζεόλιθων παίζει καθοριστικό ρόλο στην προσρόφηση της κρεατινίνης και πως μια συγκεκριμένη μορφή του ζεόλιθου παρουσιάζει τη μεγαλύτερη ικανότητα προσρόφησης των τοξινών, παρουσιάζοντας παράλληλα τις δυνατότητες που είναι απαραίτητες σε ένα τελικό προϊόν αιμοκάθαρσης.

Σύμφωνα με την επιστημονική έκθεση, το πλέγμα αυτό μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα προϊόν αιμοκάθαρσης που θα είναι αρκετά μικρό, ώστε να μπορεί ο ασθενής να το φοράει στο χέρι του. Μάλιστα, σύμφωνα με τους επιστήμονες, μια τέτοια λύση θα έχει και οικονομικό όφελος, καθώς θα μειώνει το κόστος της θεραπείας, αλλά και τον χρόνο που χρειάζεται για να χορηγηθεί.

Οπως ανέφερε ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας Mitsuhiro Ebara, παρότι η θεραπεία αυτή βρίσκεται ακόμα σε αρχικό στάδιο και δεν είναι έτοιμη να χρησιμοποιηθεί στον άνθρωπο, υπάρχουν ήδη σαφείς ενδείξεις που μαρτυρούν ότι το πλέγμα από νανοΐνες θα αποτελέσει σύντομα μια εφικτή, εύκολη και οικονομική εναλλακτική λύση για τους ασθενείς που πάσχουν από νεφρική ανεπάρκεια και είναι υποχρεωμένοι να υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση σχεδόν σε καθημερινή βάση.

A new technique for purifying blood using a nanofiber mesh could prove useful as a cheap, wearable alternative to kidney dialysis.

Kidney failure results in a build up of toxins and excess waste in the body. Dialysis is the most common treatment, performed daily either at home or in hospital. However, dialysis machines require electricity and careful maintenance, and are therefore more readily available in developed countries than poorer nations. Around one million people die each year worldwide from potentially preventable end-stage renal disease.

In addition to this, in the aftermath of disasters such as the Japanese earthquake and tsunami of 2011, dialysis patients are frequently left without treatment until normal hospital services are resumed. With this in mind, Mitsuhiro Ebara and co-workers at the International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science in Ibaraki, Japan, have developed a way of removing toxins and waste from blood using a cheap, easy-to-produce nanofiber mesh1. The mesh could be incorporated into a blood purification product small enough to be worn on a patient’s arm, reducing the need for expensive, time-consuming dialysis.

The team made their nanofiber mesh using two components: a blood-compatible primary matrix polymer made from polyethylene-co-vinyl alchohol, or EVOH, and several different forms of zeolites – naturally occurring aluminosilicates. Zeolites have microporous structures capable of adsorbing toxins such as creatinine from blood.

The researchers generated the mesh using a versatile and cost-effective process called electrospinning – using an electrical charge to draw fibers from a liquid. Ebara and his team found that the silicon-aluminum ratio within the zeolites is critical to creatinine adsorption. Beta type 940-HOA zeolite had the highest capacity for toxin adsorption, and shows potential for a final blood purification product.

Although the new design is still in its early stages and not yet ready for production, Ebara and his team are confident that a product based on their nanofiber mesh will soon be a feasible, compact and cheap alternative to dialysis for kidney failure patients across the world.

K. Namekawa, M.T. Schreiber, T. Aoyagi, & M. Ebara. Fabrication of zeolite-polymer composite nanofibers for removal of uremic toxins from kidney failure patients. Biomaterials Science (2014) doi: 10.1039/c3bm60263j

The researchers on this project are associated with the following institution: International Center for Materials Nanoarchitechtonics (WPI-MANA), National Institute for Materials Science (NIMS), 1-1 Namiki, Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan