Tendințe recente în aplicarea terapeutică a materialelor proiectate pentru purificarea sângelui pentru boli de rinichi

Abstract

Purificarea sângelui este o metodă frecvent utilizată pentru a elimina excesul de deșeuri metabolice din sânge în terapia de substituție renală. Eliminarea suficientă a acestor toxine din sânge poate reduce complicațiile și poate îmbunătăți durata de viață de supraviețuire la pacienții dializați. Cu toate acestea, materialele actuale de purificare a sângelui biologic în practica clinică nu sunt ideale, acolo unde există o nevoie nesatisfăcută de a produce materiale noi care au o biocompatibilitate mai bună, toxicitate redusă și, în special, rate mai eficiente de eliminare a toxinelor și un cost de producție mai mic. Având în vedere acest lucru, această revizuire a rezumat cu atenție diferite materiale biomedicale structurale nou dezvoltate pentru purificarea sângelui în ceea ce privește tipurile și caracteristicile structurii materialelor de purificare a sângelui, procesul de producție, precum și proprietățile sau mecanismele de adsorbție chimică interfacială. Acest studiu poate oferi o referință valoroasă pentru fabricarea unui dispozitiv de purificare ușor de utilizat, care este mai potrivit pentru aplicațiile clinice de purificare a sângelui la pacienții dializați.

Cuvinte cheie

Purificarea sângelui, Terapie de înlocuire renală, Biomateriale proiectate, Adsorbant, Membrană compozită polimerică.

Click aici pentru a afla ce este Cistanche

Introducere

Toxinele uremice se acumulează adesea la pacienții cu funcție renală compromisă, inclusiv la cei cu boală renală în stadiu terminal (ESKD). Acest lucru duce la boli grave, terapiile de substituție renală fiind singura soluție de supraviețuire. Multe studii au constatat o mortalitate redusă și rapoarte de o calitate mai bună a vieții în rândul primitorilor de rinichi; cu toate acestea, cererea depășește disponibilitatea, unde doar 25 la sută dintre pacienții cu ESKD primesc un rinichi [1]. La nivel mondial, se estimează că aproximativ 280 de pacienți la un milion sunt supuși unui tratament regulat de hemodializă sau dializă peritoneală, în timp ce supraviețuirea pe cinci ani a acestor persoane este cu 13% și 60% mai mică decât persoanele din populația generală de vârste similare [1-3] . Datorită îmbătrânirii populației, precum și a prevalenței crescute a diabetului zaharat și a hipertensiunii arteriale, incidența ESKD este de așteptat să crească în următoarele decenii [4]. Mai mult decât atât, acumularea de soluți de retenție uremică la concentrații mari este asociată cu rezultate adverse la pacienții dializați, inclusiv mortalitate ridicată și calitate generală scăzută a vieții legate de sănătate [5-8].

Creatinina este o toxină uremică majoră, iar asamblarea ei în sânge provoacă o serie de simptome toxice care pot reduce funcția renală și, în consecință, accelerează declinul renal [9]. Toxinele uremice legate de proteine ​​(PBUT) sunt molecule mici care se leagă în principal de proteina de transport, albumina serică umană din sânge [10], și sunt implicate în generarea de specii reactive de oxigen (ROS) [11]. În timp ce PBUT sunt în special cunoscute ca fiind asociate cu efecte adverse/toxice, inclusiv boli cardiovasculare [12–14], progresia insuficienței renale [15] și mortalitate [5], mecanismele și rolurile lor de eliminare renală în fiziopatologia uremică rămân neclare [16] ]. Frecvent, sulfat de p-crezil (PCS), sulfat de indoxil (IS), acid 3- carbox-4-metil{-5-propil{-2-furanpropionic (CMPF) și indol{{14} }}acidul acetic (IAA) sunt cei mai discriminatori biomarkeri ai uremiei și sunt considerați a fi prototipuri de toxine uremice legate de proteine ​​care pot lega mai mult de 90% din proteinele plasmatice. Toate aceste patru PBUT au un inel aromatic și o grupare funcțională ionică și pot forma legături necovalente, cum ar fi forțele Van der Waals și legăturile de hidrogen, precum și interacțiuni electrostatice și hidrofobe [16]. Cu PBUT, există un echilibru între formele legate de proteine ​​și cele nelegate în secreția și circulația lor, iar clearance-ul inerent al toxinelor nelegate depinde în mare măsură de secreția tubulară renală prin intermediul transportatorilor de anioni organici (OAT) specifici bazolaterali. Calea pentru producerea și eliminarea proteinelor PBUT este prezentată în Fig. 1 [16]. Toxicitatea uremică este legată de disfuncția endotelială și de disfuncția imună, care provoacă inflamația și activarea efectorilor imunitari înnăscuți prin inducerea unei stări proinflamatorii care implică receptorii Toll-like și citokinele inflamatorii [14]. Astfel, eliminarea suficientă a acestor toxine din sânge crește eficacitatea dializei, care la rândul său crește rata de supraviețuire la pacienții cu ESKD. Mecanismul de bază al hemodializei este prezentat în Fig. 2. Cu toate acestea, eliminarea metaboliților în exces utilizând terapii convenționale de substituție renală extracorporală prin membrane polimerice poroase semipermeabile nu a fost în prezent eficientă în utilizare clinică. În special, PBUT-urile sunt dificil de îndepărtat prin hemodializă, deoarece fiecare dintre aceste molecule posedă o porțiune aromatică și o grupare funcțională ionică care permite legarea la mai multe situsuri de adsorbție de pe albumina serică umană [17-20]. S-a raportat că mai puțin de 35% raport de reducere atât a PCS, cât și a IS este eliminat în timpul hemodializei cu flux mare [11].

Având în vedere hemodializa ca un tratament extracorporeal de susținere a vieții pentru insuficiența renală, în cazul în care un număr mare de pacienți cu ESKD au nevoie de dializă pe termen lung, este necesar să se pregătească materiale cu metode de fabricare simple și ieftine. Deși proprietățile de eficiență și selectivitate ale membranelor de dializă s-au îmbunătățit în ultimele decenii, tratamentul tradițional de dializă rămâne un proces incomod, consumator de timp și costisitor [21-23]. Recent, au fost dezvoltate mai multe materiale biomedicale de purificare a sângelui pentru a crește rata de eliminare a toxinelor, unele dintre ele având și caracteristici precum o toxicitate mai mică și un cost de producție scăzut. În acest articol, rezumăm aceste rezultate pe categorii pentru a oferi informații pentru cercetări ulterioare despre materialele de dializă cu proprietăți îmbunătățite.

Cistanche tubulosa

Materiale biomedicale pentru eliminarea toxinelor -Adsorbanți

Cărbunele activat (AC) și zeolitul sunt doi adsorbanți obișnuiți aplicați în purificare pentru a crește proprietățile de ultrafiltrare. AC are un istoric lung în sistemele de detoxifiere ca particule de adsorbție deoarece poate adsorbi o gamă largă de substanțe dizolvate [24-26]. Posedă o dimensiune mare a porilor, dar nu este selectivă în funcție de dimensiune. AC prezintă o capacitate mare de adsorbție pentru toxinele uremice, dar îndepărtează și alte molecule utile. Reducerea diametrului unei particule este o modalitate fezabilă de a ridica suprafața exterioară și de a crește astfel locurile active accesibile și legarea rapidă. Cu toate acestea, aplicarea suspensiilor cu pulbere de cărbune activ necesită un filtru cu membrană pentru a menține sorbanții în suspensie și pentru a preveni orice contact de particule cu sângele, ceea ce limitează de obicei cantitatea de volum de sorbant și are ca rezultat inevitabil concentrații mai mici de sorbanți [27]. În comparație cu AC, nanotuburile de carbon (CNT) posedă o suprafață mai mare, un raport de aspect mai mare și o performanță de adsorbție mai bună pentru toxinele uremice și, prin urmare, sunt considerate materialul mai potrivit pentru proiectarea unei membrane de purificare a sângelui foarte eficientă [28-30] . Liu și colab. a fabricat perle de adsorbant poros de carbon (NPCA) care conțin azot care au avut avantaje suplimentare în ceea ce privește eliminarea sigură și eficientă a PBUT și au avut o hemocompatibilitate satisfăcătoare in vitro. NPCA a fost preparat prin pirolizarea unui copolimer poros de acrilonitril/divinilbenzen reticulat (Fig. 3a) [31]. Granulele NPCA au prezentat rate de adsorbție mai mari ale PBUT (IS, PCS și IAA; 45 la sută, 44 la sută și 95 la sută) și o performanță de adsorbție echivalentă față de toxinele cu greutate moleculară medie (PTH și IL-6) în plasma umană în comparație cu HA- 130/MG{-150 (un adsorbant comercial utilizat în clinică). Mecanismul de îndepărtare a PBUT al NPCA este atribuit competiției dintre grupările funcționale de azot de pe NPCA și proteinele pentru legarea PBUT prin interacțiunile electrostatice și nu are o relație puternică cu structura porilor (Fig. 3b) [31].

Spre deosebire de AC amorf, adsorbanții cristalini pot permite caracterizarea structurală directă care poate ajuta la înțelegerea interacțiunilor dintre un adsorbant și o toxină, care este esențială pentru proiectarea materialelor adsorbante superioare. Zeolitul este unul dintre cei mai buni inosilicați de alaun aplicați pentru numeroase site moleculare și posedă rezistență ridicată la procese chimice și termice [32]. Zeoliții sunt netoxici, stabili în soluție apoasă și nu sunt degradați în condiții fiziologice. Mai mult, diferite tipuri de zeolit ​​microporos au sisteme de canale de diferite dimensiuni care pot adsorbi selectiv unele toxine uremice [33–36] și pot fi găsite în mod natural sau produse sintetic. Aceste caracteristici fac din zeoliți un material potențial pentru aplicații la rinichi artificiali. Mărimea și forma particulelor de zeolit ​​sunt importante pentru capacitatea de absorbție a creatininei atunci când sunt încorporate în interiorul membranei [37, 38]. De exemplu, microparticulele au performanțe mai bune la adsorbția creatininei decât nanoparticulele. Între timp, în comparație cu nanoparticulele cu tije, nanoparticulele sferice sunt o alegere mai bună pentru a fi încorporate în fibrele polimerice de electrofilare pentru a îmbunătăți rata clearance-ului creatininei [37].

Supliment Cistanche

Wernet et al. a investigat eliminarea toxinelor uremice folosind zeoliți de diferite tipuri structurale [33]. Ei au ajuns la concluzia că proprietățile de adsorbție ale zeoliților nu depind numai de dimensiunea canalelor, ci și de interacțiunile dintre adsorbați și rețelele de zeolit. Mai precis, silicalitul zeolitic (MFI) demonstrează o adsorbție puternică a p-crezolului (aproximativ 60% p-crezol în soluție cu concentrații apropiate de cele găsite la pacienții cu uremici), care este atribuită efectului de deschidere/dimensiune a canalului și interacțiunilor de legare de hidrogen. Mecanismele de adsorbție sunt prezentate în Fig. 4 (de exemplu, adsorbția p-crezolului pe zeolit ​​de silicalit) [39]. MFI posedă mai puțin timp de echilibrare și un nivel de adsorbție mai mare de p-crezol decât membranele pe bază de celuloză și membranele sintetice [39]. În plus, este posibilă eliminarea selectivă a 75% din creatinina în soluție printr-o mordenită acidă (MOR), care se datorează în principal interacțiunilor electrostatice dintre grupul Ofunctional și situsurile Brønstedt prezente în porii MOR [33]. Adsorbția ridicată a acidului uric pe stilbiții cu schimb de ioni (ITS), cum ar fi Ca-STI, K-STI și Na-STI, poate fi atribuită interacțiunii electrostatice dintre un cation și atomul negativ al unei legături moleculare polare. Cu toate acestea, există o modalitate potențială de a crește proprietățile de adsorbție ale ITS prin formarea de interacțiuni covalente puternice folosind cationi cu afinitate pentru toxinele uremice [33]. Bergé-Lefranc și colab. a demonstrat în continuare că IMF de silice pură posedă o capacitate mai bună de îndepărtare a p-crezolului decât IMF de aluminosilicat (Si/Al=30, compensând sarcini cu H plus, Na plus, K plus și Mg2 plus) [34]. Ei au descoperit că, în comparație cu în soluție, afinitățile p-crezolului pentru zeoliți sunt în general reduse în serul uman (obținut de la pacienții dializați), deoarece proteinele au obturat sistemul porilor. Astfel, zeoliții pot fi folosiți numai în ultrafiltrat fără contact direct cu albumina serică [35].

Cadrul metal-organic (MOF) este un tip de material hibrid nou, care are stabilitate termică și chimică ridicată și s-a demonstrat a fi mai eficient decât materialele AC sau silice mezoporoase, datorită porozității sale ultra-înalte și a locurilor active [40-42] . Și suprafața BET și diametrul intern al cuștii MOF au fost anterior ipotezați ca parametri cheie în capacitatea de adsorbție a MOF-urilor [43]. MOF este format din ioni metalici și linkeri organici prin limite de coordonate pentru a forma o structură 1D, 2D sau 3D [40, 44]. MOF-urile au câștigat rapid acțiune în aplicații pentru, dar nu se limitează la, separarea compușilor bioactivi [45], purificarea apei [46, 47], livrarea de medicamente [48] și separarea gazelor [49]. Cu toate acestea, utilizarea MOF-urilor în aplicații pentru rinichi artificiali este încă în stadii incipiente. Mai mult, MOF-urile posedă o durabilitate excepțională și, spre deosebire de alte clase de materiale cristaline, ele pot fi studiate sistematic și încorporate într-o serie de funcționalități [50].

Extras de Cistacnhe

Abdelhameed și colab. a raportat despre un tip de MOF pe bază de Zr care a fost crescut în compozit de țesătură de bumbac, care poate fi regenerat prin sonicare folosind metanol, în timp ce eficiența sa în eliminarea creatininei se reduce doar cu 16% (98% față de 82%) după trei cicluri de generație. 51]. Acest compozit in situ a fost formatat direct fără a fabrica UiO-66-(COOH)2 și a folosit în schimb 1,2,4,5- dianhidridă benzen tetracarboxilic, tetraclorură de zirconiu și țesătură de bumbac [51]. Compozitul de țesătură UiO-66- (COOH)2@cotton adsorb creatinina prin interacțiuni slabe între locurile de legare ale MOF și grupurile funcționale ale creatininei. Mecanismul de reacție este demonstrat în Fig. 5. În plus, sa raportat că funcționalizarea UiO-66 cu substituenți izovalenti precum -NH2, -OH și SO2H a îmbunătățit considerabil capacitatea de adsorbție prin modificarea proprietăților electronice ale MOF [52]. , 53]. Klaudia și colab. a sintetizat seria de materiale UiO-66 variind cu conținutul final de grupări amino prin modificarea raportului H2BDC/H2BDC-NH2 și adăugarea de acid clorhidric (HCl) în timpul sintezei modulate [52]. Ei au confirmat că UiO-66-NH2(75 la sută) (cu 75 la sută molar grupări amino) și UiO-66-NH2(75 la sută)12,5 la sută HCI au avut o capacitate de adsorbție mai bună pentru acidul hipuric și {{39} }acidul indoleacetic, dezvăluind o capacitate de adsorbție analogă cu NU-1000, între timp, UiO-66-NH2 preparat nu a prezentat încă niciun efect citotoxic.

Kato și colab. a observat comportamentul de adsorbție al sulfatului de cresil într-o serie de MOF-uri bazate pe Zr6-cu diferite topologie, conectivitate și structură de linker, inclusiv UiO-66, UiO-67, UiO-NDC, PCN{ {4}}OH, NU-901, NU-1000, NU-1010, NU-1200 și MOF-808 [50]. Aceste MOF pe bază de zirconiu posedă suprafețe comparabile și dimensiuni ale porilor. Dintre acestea, NU-1000 prezintă cea mai mare eficiență de îndepărtare a toxinelor, unde peste 70% din sulfatul de p-crezil, 98% din sulfatul de indoxil și acidul hipuric în soluție, precum și aproximativ 93% din sulfatul de p-crezil. , poate fi îndepărtat din albumina serică umană. Acest lucru poate fi atribuit situsurilor de adsorbție foarte hidrofobe care sunt intercalate de doi linkeri pireni, precum și legăturii de hidrogen dintre grupările hidroxil de pe nodurile Zr6 și grupările funcționale ionice ale adsorbaților [50]. Două locații ale sulfatului de p-crezil pe NU-1000 sunt descrise în Fig. 6. Aceste două locații au aproximativ aceeași ocupare, unde interacțiunile electrostatice cu grupările hidroxil de pe nodurile Zr6 și interacțiunile π-π cu linkerii pe bază de piren sunt factori importanți în capacitatea de adsorbție. Totuși, Cuchiaro și colab. a subliniat că aplicarea NU-1000 este limitată, deoarece nu este disponibil comercial, iar fierul este o alternativă de dorit la zirconiu [43]. Cuchiaro et al. MIL-100(Fe) și MOF-808 sintetizate, ambele având același linker organic cu MOF-808, dar MIL-100 (Fe) este mai puțin toxic datorită fierului său -noduri metalice pe bază [43]. Ei au descoperit că absorbția de sulfat de p-crezil pentru MIL-100(Fe) a fost de trei ori mai mare decât cea pentru MOF-808, care a fost mai puțin corelată cu suprafața BET, dimensiunea ferestrei porilor, diametrul cuștii și numărul de carbonii aromatici din linkerul organic, ceea ce indică faptul că interacțiunile metal-fier pot avea loc mai favorabil în MIL-100(Fe) decât MOF-808.

Inspirat de capacitatea de auto-purificare a rinichilor, Chen et al. a propus un nou adsorbant numit particule de opal invers de polimer imprimat molecular (MIPIOPs) [54]. Aici, mediul fluidic este folosit pentru a rezolva dilema contactului insuficient dintre materialele adsorbante și moleculele țintă. MIPIOP-urile sunt încorporate într-un cip microfluidic cu un mixer în țesătură, iar scara poate fi ușor amplificată pentru a găzdui un număr mare de MIPIOP pentru purificare. Mai mult, canalele în schelete pot genera advecția haotică a fluidului și, prin urmare, pot îmbunătăți eficiența de amestecare și adsorbție între biomoleculele țintă și MIPIOP. MIPIOP-urile sunt fabricate printr-un proces combinativ de imprimare (Fig. 7). Granulele de cristal coloidal de silice (SCCB) au fost mai întâi fabricate, iar apoi nanoparticulele de silice de la suprafața SCCB-urilor au adsorbit lizozima prin interacțiune electrostatică. Următorul pas a umplut spațiile goale dintre nanoparticulele de silice ale SCCB-urilor funcționalizate cu lizozimă folosind un amestec prequel de gelatină metacrilat (GelMA), diacrilat de polietilen glicol (PEGDA), uree și creatinină. Apoi, SCCB-urile și moleculele de amprentă, inclusiv lizozima, ureea și creatinina, au fost îndepărtate din polimerul pre-gel. MIPIOP-urile rezultate posedă mai multe locuri de legare moleculară pentru lizozimă la suprafață, în timp ce ureea și creatinina sunt în interior. MIPIOP-urile au caracteristici unice și prezintă o bună compatibilitate cu sângele și s-a demonstrat că capacitatea lor de adsorbție este menținută stabil după ce au fost reutilizate de cinci ori [54]. Mai mult decât atât, datorită structurilor poroase 3D foarte ordonate, acestea sunt conferite cu proprietăți de bandă fotonică interzisă care permit monitorizarea și auto-raportarea stării de adsorbție.

Ciclodextrinele (CD) sunt oligozaharide ciclice de formă toroidală compuse din 6-8 unități D-glucoză ( , , ), cu un exterior hidrofil și o cavitate interioară relativ hidrofobă, care pot încapsula diferiți oaspeți sau macromolecule lipofile cu greutate moleculară mică [55]. , 56]. CD-ul în formă de cupă este compus din 7 unități de glucoză și este cel mai frecvent aplicat datorită recunoașterii sale sensibile a diverselor molecule hidrofobe prin formarea unui complex CD-oaspete. Li şi colab. a propus pentru prima dată adăugarea de poli- -ciclodextrine (PCD) reticulate în dializatul dializatorului exterior pentru a îmbunătăți eficiența transferului de masă al sulfatului de indoxil (IS) (Fig. 8a) [56]. PCD a fost sintetizată printr-o legătură încrucișată între -CD și epiclorhidrina (ECH). -CD s-a dizolvat mai întâi în soluție de NaOH, apoi s-a adăugat ECH în amestec, care a fost ulterior agitat la 30 de grade timp de 2 ore. Conform studiului original, capacitatea maximă de legare a PCD pentru IS este de aproximativ 45 mg g-1 și o creștere cu 21% a ratei de îndepărtare a fost obținută în experimentul de dializă simulată cu introducerea PCD. Mecanismul legării IS la PCD poate fi acela că inelul indolic al IS este acomodat în cavitatea -CD prin interacțiune hidrofobă și legături de hidrogen [56]. Această nouă strategie nu exercită niciun impact negativ asupra membranei de dializă și este sigură pentru aplicarea clinică, deoarece PCD a fost dovedită cu o rată scăzută de hemoliză și nu a putut traversa membrana pentru a intra în contact cu sângele (diametrul hidrodinamic al polimerului este de 9 nm). Li şi colab. a comparat în continuare capacitatea de adsorbție a poli- -ciclodextrinelor, poli{- - ciclodextrinelor și poli{- -ciclodextrinelor și poli{- -ciclodextrinelor au avut cele mai bune rezultate cu capacitatea maximă de legare a sulfatului de crezol (PCS) (263 mg g-1) [57]. Ei au descoperit că clearance-ul PCS în plasmă prin modul de trecere o dată (Fig. 8b) este mai eficient decât modul reciclat (96 la sută față de 43 la sută), care este atribuit diferenței de concentrație a PCS dintre plasmă și creșterea dializatului odată cu eliminarea PCS. Și PCS (96 la sută), acidul hipuric (98 la sută) și acidul chinolinic (97 la sută) din plasmă au fost îndepărtați în sistemul de dializat cu PCD adăugat, elucidând în continuare proprietățile de îndepărtare a PBUT cu spectru larg ale PCD [57].

MXenele sunt o familie de carburi și nitruri bidimensionale ale metalelor de tranziție cu structura generală Mn plus 1XnTx (M este un metal de tranziție timpurie, cum ar fi Ti, V, Nb etc.; n plus 1=1-3; X este C și/sau N; Tx reprezintă terminațiile de suprafață, cum ar fi O, OH, F și/sau CI) [58, 59]. MXenele au o combinație unică de proprietăți, inclusiv hidrofile datorită suprafețelor funcționalizate și soluțiilor coloidale stabile în apă datorită potențialului zeta negativ ridicat și au fost cercetate pe larg în domeniul biomedical în ultimii ani [58]. Ti3C2Tx este primul membru raportat și cel mai studiat al MXenes și este cunoscut pentru a absorbi eficient ureea. Și Ti3C2Tx a fost puternic demonstrat că are o biocompatibilitate relativ mare și o biotoxicitate scăzută în studiile anterioare in vivo [60]. În lucrarea lui Zhao și colab., Ti3C2Tx (Ti3C2- F, Ti3C{2-O, Ti3C{2-OH, fabricat din precursorul Ti3AlC2 folosind 10% în greutate acid fluorhidric) a fost utilizat ca adsorbanți în soluție apoasă și a realizat o viteză de adsorbție rapidă și o capacitate de adsorbție mai mare față de creatinina și acidul uric în comparație cu cărbunele activ convențional [59]. Afinitatea ridicată dintre Ti3C2Tx și creatinina în procesul de adsorbție este atribuită terminațiilor hidrofile de suprafață ale Ti3C2Tx și difuziei intraparticule a creatininei între stratul de Ti3C2Tx. În procesul de adsorbție a acidului uric, totuși, afinitatea mare ar putea proveni din legăturile de hidrogen (TiOH … N) și interacțiunile van der Waals. Mai mult, având în vedere că Ti3C2Tx adsorb efectiv ureea, creatina și acidul uric, precum și cationii electroliți (K plus , Ca2 plus , Mg2 plus , etc.) pot ocupa și locurile active ale Ti3C2Tx, Zhao et al. a propus că Ti3C2Tx are potențialul de a fi utilizat ca un sorbent eficient pentru regenerarea dializatului. Mai recent, Wang et al. a pregătit nanofoia Ti3C2Tx prin delaminarea Ti3C2Tx gravată în apă dezaerată prin ultrasunete și a descoperit pentru prima dată că capacitatea de îndepărtare ultraînaltă a Ti3C2Tx față de IL-6, care a demonstrat de 13,4 ori decât cea a cărbunelui activat tradițional și o rată de îndepărtare mult mai rapidă. 61]. Principalul mecanism de adsorbție este formarea legăturilor de hidrogen între MXene și IL-6 (TI-X … HNC{=O), precum și imobilizarea IL{-6 pe suprafața Nanofoi MXene.

Cistanche capsule

Concluzie

În concluzie, am rezumat noul biomaterial pentru purificarea sângelui care a fost raportat în ultimii ani. Aceste biomateriale au fost împărțite aproximativ în 3 categorii, inclusiv adsorbanți, membrane polimerice compozite și nanomateriale. Adsorbanții, cum ar fi zeoliții, cărbunele activat și CTN, sunt în mod obișnuit încorporați în materialele polimerice pentru a îmbunătăți capacitatea de ultrafiltrare. Atunci când particulele de adsorbție sunt dispersate în toată matricea polimerică, eficiența de îndepărtare a toxinelor uremice poate fi îmbunătățită în mod semnificativ prin combinarea adsorbției și difuzării substanțelor dizolvate de retenție uremică, care a fost validată în studii referitoare la membranele compozite MMM și f-CNT/PES. Datorită suprafeței mari și porozității, nanomaterialele și MOF-urile prezintă ambele abilități de adsorbție favorabile. În plus, fabricarea nanofibrelor polimerice este rentabilă, iar MOF-urile pe bază de Zr au o bună reutilizare.

Permeabilitatea este o proprietate vitală a unei membrane utilizate pentru hemodiafiltrare, deoarece o rată scăzută de îndepărtare a toxinelor face ca pacienții să sufere perioade lungi de dializă, care sunt mai mari în cheltuieli. Când concentrația de toxină liberă pe partea de dializat este menținută la niveluri scăzute, există o forță motrice de difuzie continuă pe toată lungimea hemodializatorului, în special pentru PBUT [130, 131]. După cum sa menționat în această lucrare, materialele cu suprafețe mari și porozitate sunt candidați promițători pentru producerea membranelor de hemodializă. Încorporarea particulelor de adsorbție într-o matrice de membrană polimerică este, de asemenea, o metodă eficientă pentru a obține o rată mai eficientă de eliminare a toxinelor uremice, care se datorează menținerii unei diferențe de concentrație. Există, de asemenea, câțiva adsorbanți a căror capacitate de adsorbție este mai puțin corelată cu structura porilor, cum ar fi granulele NPCA. Prin urmare, este crucial să se analizeze structura moleculară respectivă a toxinelor adsorbante și uremice, precum și interacțiunea în cadrul acestora.

Dializa este un tratament pe termen lung și de susținere a vieții pentru pacienții cu ESKD și este nevoie de aproape 500 L de apă de la robinet pentru a obține apă de dializă pură pentru o singură ședință de hemodializă, care este mare atât în ​​​​cost, cât și în consumul de energie [132]. Prin urmare, metoda de fabricație simplă și ieftină a materialului de dializă este de mare importanță pentru aplicarea sa clinică. În plus, biofilmul microbiologic cauzat de stagnarea apei se va forma în continuare atunci când sistemul de tuburi este inadecvat sau există o întreținere necorespunzătoare a mașinii [133, 134]. Creșterea și liza bacteriană în sistemul de purificare a apei și, prin urmare, pirogenii ar putea fi transferați în sângele pacienților, ceea ce provoacă stare microinflamatoare, ducând la efecte secundare cardiovasculare sau efecte secundare acute, cum ar fi febră și crampe musculare [133-139] . Au fost raportate mai multe sisteme de absorbție pentru îndepărtarea endotoxinelor (de exemplu, lipopolizaharide), cum ar fi nanoparticule funcționalizate [140], cărbune activat [26, 141], adăugarea unui copolimer PS-poli (etilen glicol) (PS-PEG) și înălbitor. sterilizare [133]. În plus, MMM oferă o eliminare superioară a endotoxinelor și acționează ca o barieră de siguranță care evită răspunsurile inflamatorii fără scăderea eliminării toxinelor uremice [71]. În general, biomaterialele cu ultrafiltrare pe termen lung și înaltă, biocompatibilitate favorabilă și metode de fabricare rentabile sunt candidații ideali pentru purificarea sângelui. Chiar dacă noile biomateriale menționate în această revizuire au capacitatea de adsorbție și biocompatibilitatea îmbunătățite, mai sunt încă multe de făcut, care se concentrează pe modificarea materialelor, astfel încât acestea să fie adecvate pentru aplicarea clinică.

Referințe

1. Webster AC, Nagler EV, Morton RL, Masson P. Boala cronică de rinichi. Lancet. 2017;389(10075):1238–52.

2. Tonelli M, Wiebe N, Knoll G, Bello A, Browne S, Jadhav D și colab. Revizuire sistematică: transplantul de rinichi în comparație cu dializa în rezultatele relevante clinic. Am J Transplant. 2011;11(10):2093–109.

3. Nordio M, Limido A, Maggiore U, Nichelatti M, Postorino M, Quintaliani G. Supraviețuirea la pacienții tratați prin dializă pe termen lung comparativ cu populația generală. Am J Rinichi Dis. 2012;59(6):819–28.

4. Liyanage T, Ninomiya T, Jha V, Neal B, Patrice HM, Okpechi I și colab. Acces la nivel mondial la tratament pentru boala renală în stadiu terminal: o revizuire sistematică. Lancet. 2015;385(9981):1975–82.

5. Bammens B, Evenepoel P, Keuleers H, Verbeke K, Vanrenterghem Y. Concentrațiile serice libere ale solutului p-crezol de retenție legat de proteine ​​prezic mortalitatea la pacienții cu hemodializă. Rinichi Int. 2006;69(6):1081–7.

6. Cheung AK, Rocco MV, Yan G, Leypoldt JK, Levin NW, Greene T și colab. Nivelurile serice ale beta-2 microglobulinei prezic mortalitatea la pacienții dializați: rezultatele studiului la domiciliu. J Am Soc Nephrol. 2006;17(2):546–55.

7. Ito S, Osaka M, Higuchi Y, Nishijima F, Ishii H, Yoshida M. Indoxil sulfatul induce interacțiuni leucocite-endoteliale prin reglarea în sus a selecției. J Biol Chem. 2010;285(50):38869–75.

8. Duranton F, Cohen G, De Smet R, Rodriguez M, Jankowski J, Vanholder R, et al. Concentrații normale și patologice de toxine uremice. J Am Soc Nephrol. 2012;23(7):1258–70.

9. Panasyuk-Delaney T, Mirsky VM, Wolfbeis OS. Senzor capacitiv de creatinina bazat pe un polimer imprimat molecular fotografiat. Electroanaliza. 2002;14(3):221–4.

10. Vanholder R, De Smet R, Glorieux G, Argiles A, Baurmeister U, Brunet P, et al. Revizuirea toxinelor uremice: clasificare, concentrație și variabilitate interindividuală. Rinichi Int. 2003;63(5):1934–43.

11. Itoh Y, Ezawa A, Kikuchi K, Tsuruta Y, Niwa T. Toxine uremice legate de proteine ​​la pacienții cu hemodializă măsurate prin cromatografie lichidă/spectrometrie de masă în tandem și efectele lor asupra producției de ros endotelial. Anal Bioanal Chim. 2012;403(7):1841–50.

12. Lin CJ, Pan CF, Liu HL, Chuang CK, Jayakumar T, Wang TJ și colab. Rolul toxinelor uremice legate de proteine ​​în boala arterelor periferice și insuficiența accesului vascular la pacienții aflați în hemodializă. Ateroscleroza. 2012;225(1):173–9.

13. Wu PH, Lin YT, Chiu YW, Baldanzi G, Huang JC, Liang SS, et al. Relația dintre sulfatul de indoxil și sulfatul de p-crezil cu proteinele cardiovasculare țintă la pacienții cu hemodializă. Sci Rep. 2021;11(1):3786.

14. Falconi CA, Junho CVDC, Fogaça-Ruiz F, Vernier ICS, Da Cunha RS, Stinghen AEM, et al. Toxine uremice: un pericol alarmant pentru sistemul cardiovascular. Front Physiol. 2021;12:686249.

15. Wu IW, Hsu KH, Lee CC, Sun CY, Hsu HJ, Tsai CJ și colab. Sulfatul de P-crezil și sulfatul de indoxil prezic progresia bolii cronice de rinichi. Transplant Nephrol Dial. 2011;26(3):938–47.

16. Daneshamouz S, Eduok U, Abdelrasoul A, Shoker A. Toxine uremice legate de proteine ​​(PBUTS) la pacienții cu boală renală cronică (CKD): calea de producție, provocări și progrese recente în eliminarea PBUTS renală. NanoImpact. 2021;21:100299.

17. Ghuman J, Zunszain PA, Petitpas I, Bhattacharya AA, Otagiri M, Curry S. Structural basis of the drug-binding specificity of human serum albumin. J Mol Biol. 2005;353(1):38–52.

18. Brettschneider F, Toelle M, von der Giet M, Passlick-Deetjen J, Steppan S, Peter M și colab. Îndepărtarea toxinelor uremice hidrofobe legate de proteine ​​printr-o tehnică combinată de separare și adsorbție a plasmei fracționate. Organe Artif. 2013;37(4):409–16.

19. Berge-Lefranc D, Chaspoul F, Cerini C, Brunet P, Gallice P. Studiu termodinamic al interacțiunii sulfatului de indoxil cu albumina serică umană și legarea competitivă cu sulfatul de p-crezil. J Therm Anal Calorim. 2014;115(3):2021–6.

20. Yu S, Schuchardt M, Toelle M, van der Giet M, Zidek W, Dzubiella J, et al. Interacțiunea albuminei serice umane cu toxinele uremice: un studiu termodinamic. RSC Adv. 2017;7(45):27913–22.

21. Baboolal K, McEwan P, Sondhi S, Spiewanowski P, Wechowski J, Wilson K. The cost of renal dialysis in a UK setting--a multicentre study. Transplant Nephrol Dial. 2008;23(6):1982–9.

22. Harris A, Cooper BA, Li JJ, Bulfone L, Branley P, Collins JF, et al. Cost-eficacitatea inițierii precoce a dializei: un studiu controlat randomizat. Am J Rinichi Dis. 2011;57(5):707–15.

23. Young BA, Chan C, Blagg C, Lockridge R, Golper T, Finkelstein F și colab. Cum să depășiți barierele și să stabiliți un program HD de succes acasă. Clin J Am Soc Nephrol. 2012;7(12):2023–32.

24. Dinh DC, Recht NS, Hostetter TH, Meyer TW. Hemoperfuzia de carbon acoperit oferă un clearance limitat al soluțiilor legate de proteine. Organe Artif. 2008; 32(9):717–24.

25. Frasin SR. Sorbenți în tratamentul uremiei: o scurtă istorie și un mare viitor. Semin Dial. 2009;22(6):615–22.

26. Gun'Ko VM, Betz WR, Patel S, Murphy MC, Mikhalovsky SV. Adsorbția lipopolizaharidei pe site de carbon. Carbon. 2006;44(7):1258–62.

27. Ash SR, Sullivan TA, Carr DJ. Suspensii sorbante vs. Coloane sorbante pentru detoxifiere extracorporala in insuficienta hepatica. Acolo Apher Dial. 2006;10(2):145–53.

28. Ye C, Gong Q, Lu F, Liang J. Adsorbția toxinelor uremice pe nanotuburi de carbon. Sep Purif Technol. 2007;58(1):2–6.

29. Lu C, Su F. Adsorbția materiei organice naturale de către nanotuburi de carbon. Sep Purif Technol. 2007;58(1):113–21.

30. Spitalsky Z, Tasis D, Papagelis K, Galiotis C. Compozite nanotuburi de carbon-polimer: chimie, procesare, proprietăți mecanice și electrice. Prog Polym Sci. 2010;35(3):357–401.

31. Liu Y, Peng X, Hu Z, Yu M, Fu J, Huang Y. Fabricarea unui nou adsorbant de carbon poros care conține azot pentru îndepărtarea toxinelor uremice legate de proteine. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2021;121:111879.

32. Soldatkin OO, Soy E, Errachid A, Jaffrezic-Renault N, Akata B, Soldatkin AP, et al. Influența compoziției nanobiocompozitelor zeolit/enzime asupra caracteristicilor analitice ale biosenzorului de uree bazat pe tranzistori cu efect de câmp selectiv cu ioni. Sens Lett. 2011;9(6SI):2320–6.

33. Wernert V, Schäf O, Ghobarkar H, Denoyel R. Proprietăți de adsorbție ale zeoliților pentru aplicații la rinichi artificiali. Micropor Mesopor Mat. 2005;83(1): 101–13.

34. Bergé-Lefranc D, Pizzala H, Paillaud JL, Schäf O, Vagner C, Boulet P, et al. Adsorbția moleculelor mici de toxină uremică pe zeoliți de tip mfi din soluție apoasă. Adsorbţie. 2008;14(2):377–87.

35. Bergé-Lefranc D, Vagner C, Calaf R, Pizzala H, Denoyel R, Brunet P, et al. Eliminarea in vitro a p-crezolului toxinei uremice legate de proteine ​​de către zeoliții de tip mfi. Micropor Mesopor Mat. 2012;153:288–93.

36. Namekawa K, Tokoro Schreiber M, Aoyagi T, Ebara M. Fabricarea nanofibrelor compozite zeolit–polimer pentru îndepărtarea toxinelor uremice de la pacienții cu insuficiență renală. Biomater Sci-Uk 2014;2(5):674–9.

37. Lu L, Chen C, Samarasekera C, Yeow JTW. Influența formei zeolitului și a dimensiunii particulelor asupra capacității lor de a adsorbi toxina uremică sub formă de pulberi și ca materiale de umplutură în membrane. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017;105(6):1594–601.

38. Tantekin-Ersolmaz SB, Atalay-Oral C, Tatlier M, Erdem-Senatalar A, Schoeman B, Sterte J. Efectul mărimii particulelor de zeolit ​​asupra performanței membranelor cu matrice mixtă de zeolit ​​polimeric. J Membrane Sci. 2000;175(2):285–8.

39. Wernert V, Schäf O, Faure V, Brunet P, Dou L, Berland Y și colab. Adsorbția toxinei uremice p-crezol pe membranele de hemodializă și silicalit zeolit ​​adsorbant microporos. J Biotechnol. 2006;123(2):164–73.

40. Furukawa H, Cordova KE, O'Keeffe M, Yaghi OM. Chimia și aplicațiile cadrelor metalo-organice. Ştiinţă. 2013;341(6149):974.

41. Haque E, Jun JW, Jhung SH. Îndepărtarea prin adsorbție a portocaliului de metil și a albastrului de metilen din soluția apoasă cu un material cadru metal-organic, tereftalat de fier (mof-235). J Hazard Mater. 2011;185(1):507–11.

42. Fletcher AJ, Thomas KM, Rosseinsky MJ. Flexibilitatea materialelor cadru metalo-organic: impact asupra proprietăților de sorbție. J Solid State Chim. 2005;178(8):2491–510.

43. Cuchiaro H, Thai J, Schaffner N, Tuttle RR, Reynolds M. Exploring the parameter space of p-cresyl sulfate adsorbtion in metal-organic frameworks. Interfețe ACS Appl Mater. 2020;12(20):22572–80.

44. Tan J, Civalleri B. Cadre metalo-organice și materiale hibride: de la fundamente la aplicații. Crystengcomm. 2015;17(2):197–8.

45. Abdelhameed RM, Abdel-Gawad H, Taha M, Hegazi B. Separarea chamazulenei bioactive din extractul de mușețel folosind cadrul metal-organic. J Pharmaceut Biomed. 2017;146:126–34.

46. ​​Mon M, Bruno R, Ferrando-Soria J, Armentano D, Pardo E. Tehnologii cadru metal-organic pentru remedierea apei: spre un ecosistem sustenabil. J Mater Chem A. 2018;6(12):4912–47.

47. Abdelhameed RM, Abdel-Gawad H, Elshahat M, Emam HE. Compozit Cu–btc@cotton: proiectarea și îndepărtarea insecticidului etion din apă. RSC Adv. 2016;6(48):42324–33.

48. Huxford RC, Della Rocca J, Lin W. Metal-organic frameworks as potential drug carriers. Curr Opin Chem Biol. 2010;14(2):262–8.

49. Rodenas T, Luz I, Prieto G, Seoane B, Miro H, Corma A, et al. Nanofoi de cadru metal-organic din materiale compozite polimerice pentru separarea gazelor. Nat Mater. 2015;14(1):48–55.

50. Kato S, Otake K, Chen H, Akpinar I, Buru CT, Islamoglu T, et al. Cadre metal-organice pe bază de zirconiu pentru îndepărtarea toxinei uremice legate de proteine ​​din albumina serică umană. J Am Chem Soc. 2019;141(6):2568–76.

51. Abdelhameed RM, Rehan M, Emam HE. Figurarea compozitului de țesătură mof@cotton pe bază de zr pentru o potențială aplicare la rinichi. Polim carbohidrați. 2018; 195:460–7.

52. Dymek K, Kurowski G, Kuterasinski L, Jedrzejczyk R, Szumera M, Sitarz M și colab. În căutarea unor cadre auto-66 metalo-organice eficiente pentru aplicarea rinichilor artificiali. ACS Appl Mater Inter. 2021;13(38):45149–60.

53. Zhu J, Wu L, Bu Z, Jie S, Li B. Cadre metal-organice UiO-66-nh2 (zr) modificate cu polietilenimină: pregătire și adsorbție selectivă îmbunătățită de CO2. ACS Omega. 2019;4(2):3188–97.

54. Chen H, Bian F, Sun L, Zhang D, Shang L, Zhao Y. Particule poroase imprimate ierarhic molecular pentru curățarea biomimetică a rinichilor. Adv Mater. 2020; 32(52):2005394.

55. Mejia-Ariza R, Grana-Suarez L, Verboom W, Huskens J. Nanoparticule supramoleculare pe bază de ciclodextrină pentru aplicații biomedicale. J Mater Chem B. 2017;5(1):36–52.

56. Li J, Han L, Liu S, He S, Cao Y, Xie J și colab. Îndepărtarea sulfatului de indoxil prin policiclodextrine solubile în apă în dializă. Coloid Surface B. 2018;164:406–13.

57. Li J, Han L, Xie J, Liu S, Jia L. Adsorbanți multi-situri de policiclodextrină pentru îndepărtarea toxinelor uremice legate de proteine ​​care se combină cu hemodializa. Polim carbohidrați. 2020;247:116665.

58. Gogotsi Y, Anasori B. The rise of mxenes. ACS Nano. 2019;13(8):8491–4.

59. Zhao Q, Seredych M, Precetti E, Shuck CE, Harhay M, Pang R, et al. Adsorbția toxinelor uremice folosind ti3c2tx men pentru regenerarea dializatului. ACS Nano. 2020;14(9):11787–98.

60. Dai C, Lin H, Xu G, Liu Z, Wu R, Chen Y. Nanofoi compozite biocompatibile de carbură de titan 2d (mxeni) pentru hipertermia tumorală ghidată de ph-respuns la RM. Chem Mater. 2017;29(20):8637–52.

61. Wang T, Sun X, Guo X, Zhang J, Yang J, Tao S și colab. Calmează ultraeficient furtuna de citokine folosind ti (3) c (2) t (x) mxene. Metode mici. 2021;5(5): e2001108.

62. Tian H, Tang Z, Zhuang X, Chen X, Jing X. Polimeri sintetici biodegradabili: preparare, funcționalizare și aplicare biomedicală. Prog Polym Sci. 2012;37(2):237–80.

63. Weber V, Linsberger I, Hauner M, Leistner A, Leistner A, Falkenhagen D. Copolimeri neutri de stiren-divinilbenzen pentru adsorbția toxinelor în insuficiența ficatului. Biomacromolecule. 2008;9(4):1322–8.

64. Jiang X, Xiang T, Xie Y, Wang R, Zhao W, Sun S și colab. Particule funcționale de polietersulfonă pentru îndepărtarea bilirubinei. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 2015;27(2):28.

65. Lu L, Samarasekera C, Yeow JTW. Capacitatea de adsorbție a creatininei a membranelor din nanofibre de poliacrilonitril (PAN)-zeolit ​​electrofilat pentru potențiale aplicații la rinichi artificiali. J Appl Polym Sci 2015;132(34): 42418- 26.

66. Lu L, Yeow JTW. Un studiu de adsorbție al sulfatului de indoxil de către membranele compozite de zeoliți și polietersulfonă-zeolit. Mater Design. 2017;120: 328–35.

67. Tijink MS, Wester M, Sun J, Saris A, Bolhuis-Versteeg LA, Saiful S, et al. O abordare nouă pentru purificarea sângelui: membrane cu matrice mixtă care combină difuzia și adsorbția într-o singură etapă. Acta Biomater. 2012;8(6):2279–87.

68. Tijink MSL, Wester M, Glorieux G, Gerritsen KGF, Sun J, Swart PC și colab. Membrane cu fibre goale cu matrice mixtă pentru îndepărtarea toxinelor legate de proteine ​​din plasma umană. Biomateriale. 2013;34(32):7819–28.

69. Pavlenko D, van Geffen E, van Steenbergen MJ, Glorieux G, Vanholder R, Gerritsen KGF et al. Noile membrane cu matrice mixtă cu flux scăzut oferă o îndepărtare superioară a toxinelor legate de proteine ​​din plasma umană. Sci Rep 2016;6:34429.

70. Geremia I, Pavlenko D, Maksymow K, Rueth M, Lemke HD, Stamatialis D. Evaluarea ex vivo a compatibilității cu sânge a membranelor de hemodializă cu matrice mixtă. Acta Biomater. 2020;111:118–28.

71. Geremia I, Bansal R, Stamatialis D. Evaluarea in vitro a membranei de hemodializă cu matrice mixtă pentru obținerea dializatului fără endotoxine combinată cu îndepărtarea ridicată a toxinelor uremice din plasma umană. Acta Biomater. 2019;90:100–11.

72. Nie C, Ma L, Xia Y, He C, Deng J, Wang L și colab. Nouă perie polimerică grefată cu nanotuburi de carbon/membrane compozite de polietilenă pentru o purificare sigură și eficientă a sângelui. J Membrane Sci. 2015;475:455–68.

73. Zhang Y, Lim CT, Ramakrishna S, Huang Z. Dezvoltarea recentă a nanofibrelor polimerice pentru aplicații biomedicale și biotehnologice. J Mater Sci Mater Med. 2005;16(10):933–46.

74. Ramakrishna S, Fujihara K, Teo W, Yong T, Ma Z, Ramaseshan R. Electrospun nanofibers: solving global issues. Mater Astăzi. 2006;9(3):40–50.

75. Huang Z, Zhang YZ, Kotaki M, Ramakrishna S. O revizuire a nanofibrelor polimerice prin electrofilare și aplicațiile lor în nanocompozite. Compos Sci Technol. 2003;63(15):2223–53.

76. Fu GD, Xu LQ, Yao F, Zhang K, Wang XF, Zhu MF și colab. Nanofibre inteligente din polimerizarea radicalilor vii combinate, „chimia clicurilor” și electrofilare. ACS Appl Mater Inter. 2009;1(2):239–43.

77. Kim Y, Ebara M, Aoyagi T. O rețea inteligentă din nanofibră care captează și eliberează celule. Angew Chem Int Ed. 2012;51(42):10537–41.

78. Wang XY, Drew C, Lee SH, Senecal KJ, Kumar J, Samuelson LA. Tehnologia electrospinning: o abordare nouă a aplicării senzorilor. J Macromol Sci Pure Appl Chem. 2002; A39(10):1251–8.

79. Barhoum A, Pal K, Rahier H, Uludag H, Kim IS, Bechelany M. Nanofibres as new-generation materials: from spinning and nano-spinning fabrication techniques to emergent applications. Appl Mater astăzi. 2019;17:1–35.

80. Peh P, Lim NSJ, Blocki A, Chee SML, Park HC, Liao S și colab. Livrarea simultană a compuși bioactivi foarte diversi din amestecul de fibre electrofilate pentru vindecarea rănilor pielii. Bioconjugate Chim. 2015;26(7):1348–58.

81. Qi R, Guo R, Shen M, Cao X, Zhang L, Xu J și colab. Nanofibre compozite de nanotuburi de poli (acid lactic-co-glicolic)/haloysit pentru încapsularea medicamentelor și eliberarea susținută. J Mater Chim. 2010;20(47):10622–9.

82. Salalha W, Kuhn J, Dror Y, Zussman E. Encapsulation of bacteries and viruses in electrospun nanofibres. Nanotehnologie. 2006;17(18):4675–81.

83. Luo Y, Nartker S, Miller H, Hochhalter D, Wiederoder M, Wiederoder S, și colab. Funcționalizarea suprafeței nanofibrelor electrofilate pentru detectarea e. Coli o157:h7 și celulele corpului într-un biosenzor cu transfer direct de sarcină. Biosens Bioelectron. 2010;26(4):1612–7.

84. Esmaeili A, Haseli M. Electrofilarea nanofibrelor termoplastice de carboximetil celuloză/poli (oxid de etilenă) pentru utilizare în sistemele de eliberare a medicamentelor. Mat Sci Eng C-Mater. 2017;77:1117–27.

85. Han D, Steckl AJ. Membrane triaxiale din nanofibre electrofilate pentru eliberarea dublă controlată a moleculelor funcționale. ACS Appl Mater Inter. 2013;5(16):8241–5.

86. Bahramimehr F, Esmaeili A. Producerea de nanofibre hibride pe bază de /pan/ fe3o4/zeolit/extract de plante de urzici/urează și un polimer natural coaxial deformat pentru a reduce toxicitatea materialelor din sângele pacienților dializați. J Biomed Mater Res A. 2019;107(8):1736–43.

87. Irfan M, Idris A, Yusof NM, Khairuddin NFM, Akhmal H. Modificarea suprafeței și îmbunătățirea performanței membranelor de hemodializă f-mwcnt/pvp90/pes nano-hibride. J Membrane Sci. 2014;467:73–84.

88. Niyogi S, Hamon MA, Hu H, Zhao B, Bhowmik P, Sen R și colab. Chimia nanotuburilor de carbon cu un singur perete. Conturi Chem Res. 2002;35(12):1105–13.

89. Raravikar NR, Schadler LS, Vijayaraghavan A, Zhao Y, Wei B, Ajayan PM. Sinteza și caracterizarea filmelor compozite nanotuburi de carbon-polimer aliniate la grosime. Chem Mater. 2005;17(5):974–83.

90. Valcárcel M, Cárdenas S, Simonet BM, Moliner-Martínez Y, Lucena R. Carbon nanostructures as sorbent materials in analytical processes. TrAC Trends Analyt Chem. 2008;27(1):34–43.

91. Tsuge M, Takahashi K, Kurimoto R, Fulati A, Uto K, Kikuchi A, et al. Fabricarea de rețele de nanofibre care absorb apă pentru o îndepărtare eficientă a excesului de apă de la pacienții cu insuficiență renală. Fibre. 2019;7(5):39.

92. Khan I, Saeed K, Khan I. Nanoparticule: proprietăți, aplicații și toxicități. Arab J Chem. 2019;12(7):908–31.

93. Wang L, Zhang Y, Li Y, Chen J, Lin W. Progrese recente în nanomaterialele proiectate pentru teranosticele leziunilor renale acute. Nano Res. 2021;14(4):920–33.

94. Stamopoulos D, Bouziotis P, Benaki D, Kotsovassilis C, Zirogiannis PN. Utilizarea nanobiotehnologiei în hemodializă: experimente simulate de dializă pe homocisteină. Transplant Nephrol Dial. 2008;23(10):3234–9.

95. Ma Y, Cai F, Li Y, Chen J, Han F, Lin W. O revizuire a aplicării nanoparticulelor în diagnosticul și tratamentul bolii cronice de rinichi. Bioact Mater. 2020;5(3):732–43.

96. Cheah W, Ishikawa K, Othman R, Yeoh F. Biomateriale nanoporoase pentru adsorbția toxinelor uremice în sistemele renale artificiale: o revizuire. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017;105(5):1232–40.

97. Abidin MNZ, Goh PS, Ismail AF, Said N, Othman MHD, Hasbullah H, et al. Nanoparticule de amidon oxidate cu adsorbție ridicată pentru îndepărtarea eficientă a ureei. Polim carbohidrați. 2018;201:257–63.

98. Cabello-Alvarado C, Andrade-Guel M, Pérez-Alvarez M, Cadenas-Pliego G, Cortés-Hernández DA, Bartolo-Pérez P, et al. Nanoplachete de grafen modificate cu grupări amino prin radiații ultrasonice de frecvență variabilă pentru potențiala adsorbție a toxinelor uremice. Nanomateriale Basel. 2019;9(9):1261.

99. Andrade-Guel M, Ávila-Orta CA, Cadenas-Pliego G, Cabello-Alvarado CJ, Pérez-Alvarez M, Reyes-Rodríguez P, et al. Sinteza nanocompozitelor de nailon 6/negru de fum modificate pentru aplicare în adsorbția acidului uric. Materiale. 2020;13(22):5173.

100. Korsvik C, Patil S, Seal S, Self WT. Proprietățile mimetice ale superoxidului dismutază prezentate de nanoparticulele de ceria concepute pentru locuri libere. Chem Commun. 2007; 10:1056–8.

101. Pirmohamed T, Dowding JM, Singh S, Wasserman B, Heckert E, Karakoti AS, et al. Nanoceria prezintă activitate mimetică a catalazei dependentă de starea redox. Chem Commun. 2010;46(16):2736–8.

102. Xue Y, Luan Q, Yang D, Yao X, Zhou K. Dovezi directe pentru activitatea de captare a radicalilor hidroxil a nanoparticulelor de oxid de ceriu. J Phys Chem C. 2011; 115(11):4433–8.

103. Ni D, Wei H, Chen W, Bao Q, Rosenkrans ZT, Barnhart TE, et al. Nanoparticulele de ceria se întâlnesc cu leziuni de ischemie-reperfuzie hepatică: imperfecțiunea perfectă. Adv Mater. 2019;31(40):1902956.

104. Fleming RE, Ponka P. Supraîncărcarea cu fier în boala umană. New Engl J Med. 2012;366(4):348–59.

105. Hamilton JL, Kizhakkedathu JN. Nanopurtători polimerici pentru tratamentul supraîncărcării sistemice cu fier. Mol Cell Ther. 2015;3:3.

106. Kang H, Han M, Xue J, Baek Y, Chang J, Hu S și colab. Nano-chelatori eliminabili renali pentru terapia supraîncărcării cu fier. Nat Commun 2019;10(1):5134.

107. Mobarra N, Shanaki M, Ehteram H, Nasiri H, Sahmani M, Saeidi M, et al. O revizuire a chelatorilor de fier în tratamentul sindroamelor de supraîncărcare cu fier. Int J Hematol Oncol Stem Cell Res. 2016;10(4):239–47.

108. Shapiro SM. Toxicitatea bilirubinei în sistemul nervos în curs de dezvoltare. Pediatr Neurol. 2003;29(5):410–21.

109. Peng Z, Yang Y, Luo J, Nie C, Ma L, Cheng C și colab. Mărgele polimerice nanofibroase din fibre de aramid pentru îndepărtarea eficientă a bilirubinei. Biomater Sci-Uk. 2016;4(9):1392–401.

110. Yang M, Cao K, Sui L, Qi Y, Zhu J, Waas A, et al. Dispersiile de nanofibre de aramidă: un nou bloc de construcție la scară nanometrică. ACS Nano. 2011;5(9):6945–54.

111. Zhao C, Xue J, Ran F, Sun S. Modificarea membranelor de polietersulfonă - o revizuire a metodelor. Prog Mater Sci. 2013;58(1):76–150.

112. Goldberg AL. Degradarea proteinelor și protecție împotriva proteinelor pliate greșit sau deteriorate. Natură. 2003;426(6968):895–9.

113. Furie B, Furie BC. Mecanisme ale bolii: mecanisme de formare a trombilor. New Engl J Med. 2008;359(9):938–49.

114. Arepally GM. trombocitopenie indusă de heparină. Sânge. 2017;129(21):2864– 72.

115. Ratner BD. Compatibilitate cu sânge - o perspectivă. J Biomat Sci-Polym E. 2000; 11(11):1107–19.

116. Mao C, Qiu YZ, Sang HB, Mei H, Zhu AP, Shen J și colab. Diverse abordări de modificare a suprafețelor biomaterialelor pentru îmbunătățirea hemocompatibilității. Interfață Adv Coloid. 2004;110(1-2):5–17.

117. Werner C, Maitz MF, Sperling C. Strategii curente spre acoperiri hemocompatibile. J Mater Chim. 2007;17(32):3376–84.

118. Huang J, Xue J, Xiang K, Zhang X, Cheng C, Sun S și colab. Modificarea suprafeței membranelor de polietersulfonă prin amestecarea copolimerilor tribloc de metoxil poli (etilen glicol)-poliuretan-metoxil poli (etilen glicol). Coloid Surface B. 2011;88(1):315–24.

119. Liu X, Xu Y, Wu Z, Chen H. Suprafețe modificate cu poli(n-vinilpirolidonă) pentru aplicații biomedicale. Macromol Biosci. 2013;13(2):147–54.

120. Li X, Wang M, Wang L, Shi X, Xu Y, Song B și colab. Suprafețe modificate cu copolimeri bloc pentru conjugarea biomacromoleculelor cu control al cantității și activității. Langmuir. 2013;29(4):1122–8.

121. Modi A, Verma SK, Bellare J. Hydrophilic zif-8 decorated go nanosheets îmbunătățește biocompatibilitatea și performanța de separare a membranelor cu fibre goale din polietersulfonă: un material potențial de membrană pentru aplicarea bioartificială a ficatului. Mater Sci Eng C. 2018;91:524–40.

122. Said N, Abidin MNZ, Hasbullah H, Ismail AF, Goh PS, Othman MHD și colab. Nanoparticulele de oxid de fier au îmbunătățit biocompatibilitatea și eliminarea toxinei uremice cu moleculă mijlocie a membranelor din fibre goale de polisulfon. J Appl Polym Sci. 2019;136(48):48234.

123. Wang L, Gong T, Brown Z, Randle C, Guan Y, Ye W și colab. Nanoparticule magnetice heparină-mimetice inspirate de ascidian cu potențial de aplicare în hemodializă ca anticoagulante de reciclare. ACS Biomater Sci Ing. 2020;6(4): 1998–2006.

124. Cheng C, Sun S, Zhao C. Progresul în heparină și membranele biomedicale funcționale cu polimeri asemănătoare heparinei/mimând. J Mater Chem B. 2014;2(44): 7649–72.

125. Nie S, Xue J, Lu Y, Liu Y, Wang D, Sun S și colab. Compatibilitate îmbunătățită cu sânge a membranei de polietersulfonă cu o suprafață hidrofilă și anionică. Coloid Surface B. 2012;100:116–25.

126. Li L, Cheng C, Xiang T, Tang M, Zhao W, Sun S și colab. Modificarea membranei de hemodializă cu polietersulfonă prin amestecarea poliuretanului grefat cu acid citric și a activității sale anticoagulante. J Membrane Sci. 2012;405:261–74.

127. Wang LR, Qin H, Nie SQ, Sun SD, Ran F, Zhao CS. Sinteza directă a polimerului poli (eter sulfonă) asemănător heparinei și compatibilitatea acestuia cu sânge. Acta Biomater. 2013;9(11):8851–63.

128. Nie S, Tang M, Cheng CS, Yin Z, Wang L, Sun S și colab. Design de membrană inspirat din punct de vedere biologic, cu o interfață asemănătoare heparinei: coagularea prelungită a sângelui, activarea inhibată a complementului și proliferarea celulară bio-artificială legată de ficat. Biomater Sci-Uk. 2014;2(1):98–109.

129. Ma L, Qin H, Cheng C, Xia Y, He C, Nie C și colab. Autoacoperire inspirată de midii la macro-interfață cu biocompatibilitate și bioactivitate îmbunătățite prin polimeri asemănători heparinei grefați cu dopamină și heparină. J Mater Chem B. 2014;2(4):363–75.

130. Meyer TW, Peattie JWT, Miller JD, Dinh DC, Recht NS, Walther JL și colab. Creșterea clearance-ului substanțelor dizolvate legate de proteine ​​prin adăugarea unui sorbant la dializat. J Am Soc Nephrol. 2007;18(3):868–74.

131. Patzer J. Principles of bound solute dialysis. Acolo Apher Dial. 2006;10(2):118– 24.

132. Agar JWM. Dializa verde: provocările de mediu care urmează. Semin Dializa. 2015;28(2):186–92.

133. Madsen B, Britt DW, Ho C, Henrie M, Ford C, Stroup E, et al. Chimia suprafeței membranei de hemodializă ca barieră în calea transferului de lipopolizaharide. J Appl Polym Sci. 2015;132(4155021).

134. Lonnemann GR. Calitatea dializatului: o abordare integrată. Rinichi Int. 2000;5876:S112–9.

135. Susantitaphong P, Riella C, Jaber BL. Efectul dializatului ultrapur asupra markerilor de inflamație, stres oxidativ, nutriție și parametrii anemiei: o meta-analiză. Nephrol Dial Transpl. 2013;28(2):438–46.

136. Gorbet MB, Sefton MV. Endotoxină: oaspetele neinvitat. Biomateriale. 2005; 26(34):6811–7.

137. Schepers E, Glorieux G, Eloot S, Hulko M, Boschetti-de-Fierro A, Beck W, et al. Evaluarea asocierii dintre creșterea dimensiunii porilor membranei și permeabilitatea endotoxinei utilizând o nouă configurație experimentală de simulare a dializei. BMC Nephrol. 2018;19(1):1–0.

138. Glorieux G, Hulko M, Speidel R, Brodbeck K, Krause B, Vanholder R. Looking beyond endotoxin: A comparative study of pyrogen retention by ultrafilters used for the preparation of sterile dialysis fluid. Sci Rep 2014;4:6390.

139. van Tellingen A, Grooteman M, Schoorl M, Bartels P, Schoorl M, van der Ploeg T, et al. Evenimentele clinice intercurente sunt predictive ale nivelurilor plasmatice de proteină c-reactivă la pacienții cu hemodializă. Rinichi Int. 2002;62(2):632–8.

140. Darkow R, Groth T, Albrecht W, Lutzow K, Paul D. Nanoparticule funcționalizate pentru legarea endotoxinei în soluții apoase. Biomateriale. 1999;20(14):1277–83.

141. Murphy MC, Patel S, Phillips GJ, Davies JG, Lloyd AW, Gun'Ko VM, et al. Adsorbția citokinelor inflamatorii și a endotoxinei de către polimerii mezoporoși și cărbunii activați. În: RodriguezReinoso F, McEnaney B, Rouquerol J, Unger K, editori. Studii în știința suprafeței și cataliză; 2002. p. 515–20.

Cui Gao1 , Qian Zhang1 , Yi Yang1,2,3, Yangyang Li4,5 și Weiqiang Lin1,3

1 Centru de boli de rinichi, primul spital afiliat, Școala de Medicină a Universității Zhejiang, Hangzhou 310003, Zhejiang, China.

2 Departamentul de Nefrologie, Spitalul al patrulea afiliat, Școala de Medicină a Universității Zhejiang, Yiwu 322000, Zhejiang, China.

3 International Institute of Medicine, The Fourth Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, Yiwu 322000, Zhejiang, China.

4 Laboratorul cheie de cercetare în domeniul sănătății reproductive a femeilor din provincia Zhejiang, Spitalul pentru femei, Școala de Medicină a Universității Zhejiang, Hangzhou 310006, Zhejiang, China.

5 Cancer Center, Universitatea Zhejiang, Hangzhou 310058, Zhejiang, China.