Des chercheurs en génie chimique de l'Université de l'Arkansas ont mis au point un appareil qui simule les fonctions de filtrage du sang et de transport d'ions du rein humain. La technologie pourrait transformer les options de traitement pour les personnes au stade final de la maladie rénale.

"Fondamentalement, nous avons créé un néphron synthétique - la structure qui filtre le sang pour disperser les nutriments dans le corps et éliminer les déchets, " a déclaré Christa Hestekin, professeur agrégé de génie chimique et chercheur principal. "Le système pourrait fonctionner comme un appareil autonome ou en conjonction avec la dialyse péritonéale pour contrôler la chimie des solutions utilisées dans le traitement. Et, des modifications mineures à l'appareil pourraient lui permettre de fonctionner comme un rein artificiel portable et potentiellement implantable."

Hestekin travaille dans une équipe comprenant Jamie Hestekin, professeur de génie chimique; Ira Kurtz, professeur de médecine et chef de néphrologie à UCLA Health; et plusieurs étudiants du département de génie chimique Ralph E. Martin de l'Université de l'Arkansas. Financé par la US Kidney Research Corporation, l'ouvrage a été publié en Supports de communication , une publication Nature.

Le système des chercheurs simule le travail critique de transport d'ions du néphron. En tant qu'unité structurelle et fonctionnelle du rein, le néphron régule la chimie du sang par filtration du sang qui délivre des ions et des molécules organiques au corps avant de générer l'urine à excréter.

Pour simuler le processus de filtration, les chercheurs ont inséré des mailles poreuses en platine entre deux plaquettes échangeuses d'ions pour créer une seule plaquette d'électrodésionisation qui utilise un champ électrique pour forcer les ions à travers les membranes. Les mailles servent d'électrodes lorsque la tension est appliquée. Les électrodes à mailles ont permis un contrôle indépendant des chambres de transport à l'intérieur de l'appareil, ce qui à son tour a permis aux chercheurs de sélectionner différents ions et d'ajuster les taux de transport de manière indépendante.

L'équipe de Hestekin a testé avec succès la technologie avec plusieurs ions physiologiquement pertinents, imitant le contrôle spécifique du transport des ions par le rein.

Combiné à l'ultrafiltration, systèmes de nanofiltration ou d'osmose inverse, la technologie des chercheurs pourrait être intégrée dans un rein artificiel, dit Hestekin.

Selon les Centers for Disease Control and Prevention, 37 millions de personnes aux États-Unis souffrent d'une forme de maladie rénale chronique. Parmi ceux-ci, environ 700, 000 personnes par an développeront en phase terminale, maladie rénale, qui nécessite une dialyse ou, en dernier recours, une greffe de rein. Le CDC rapporte que la durée moyenne de survie des patients en dialyse est légèrement supérieure à sept ans, et les patients doivent généralement attendre environ 10 ans pour recevoir un rein donné. Environ 100, 000 personnes meurent chaque année en attendant une greffe de rein.