Najnovejši trendi v terapevtski uporabi materialov za čiščenje krvi pri boleznih ledvic

Povzetek

Čiščenje krvi je pogosto uporabljena metoda za odstranjevanje odvečnih presnovnih odpadkov v krvi pri nadomestnem zdravljenju ledvic. Zadostna odstranitev teh toksinov iz krvi lahko zmanjša zaplete in podaljša življenjsko dobo dializnih bolnikov. Vendar trenutni materiali za biološko čiščenje krvi v klinični praksi niso idealni, saj obstaja neizpolnjena potreba po proizvodnji novih materialov, ki imajo boljšo biokompatibilnost, zmanjšano toksičnost in zlasti učinkovitejše stopnje očistka toksinov in nižje stroške proizvodnje. Glede na to je ta pregled skrbno povzel na novo razvite inženirske različne strukturne biomedicinske materiale za čiščenje krvi v smislu vrst in strukturnih značilnosti materialov za čiščenje krvi, proizvodni proces ter lastnosti ali mehanizme kemične adsorpcije na površini. Ta študija lahko zagotovi dragoceno referenco za izdelavo uporabniku prijazne čistilne naprave, ki je primernejša za klinične aplikacije čiščenja krvi pri bolnikih na dializi.

Ključne besede

Čiščenje krvi, nadomestno ledvično zdravljenje, inženirski biomateriali, adsorbent, polimerna kompozitna membrana.

Kliknite tukaj, če želite izvedeti, kaj je Cistanche

Uvod

Uremični toksini se pogosto kopičijo pri bolnikih z ogroženim delovanjem ledvic, vključno s tistimi s končno ledvično boleznijo (ESKD). To vodi v resno bolezen, kjer je nadomestno ledvično zdravljenje edina rešitev za preživetje. Številne študije so pokazale zmanjšano umrljivost in poročila o boljši kakovosti življenja med prejemniki ledvic; vendar povpraševanje presega razpoložljivost, saj le 25 odstotkov bolnikov z ESKD prejme ledvico [1]. Ocenjuje se, da je po vsem svetu približno 280 bolnikov na milijon podvrženih redni hemodializi ali peritonealni dializi, medtem ko je petletno preživetje teh ljudi med 13 in 60 odstotki nižje kot pri ljudeh v splošni populaciji podobne starosti [1–3]. . Zaradi staranja prebivalstva ter povečane razširjenosti sladkorne bolezni in hipertenzije se pričakuje, da bo pojavnost ESKD v naslednjih desetletjih naraščala [4]. Še več, kopičenje uremičnih retencijskih raztopin pri visokih koncentracijah je povezano z neželenimi izidi pri bolnikih na dializi, vključno z visoko smrtnostjo in nizko splošno kakovostjo življenja, povezano z zdravjem [5–8].

Kreatinin je glavni uremični toksin in njegovo kopičenje v krvi povzroča vrsto toksičnih simptomov, ki lahko zmanjšajo delovanje ledvic in posledično pospešijo upad ledvic [9]. Na beljakovine vezani uremični toksini (PBUT) so majhne molekule, ki se primarno vežejo na transportni protein, človeški serumski albumin v krvi [10], in sodelujejo pri nastajanju reaktivnih kisikovih spojin (ROS) [11]. Medtem ko je še posebej znano, da so PBUT povezani s škodljivimi/toksičnimi učinki, vključno s srčno-žilnimi boleznimi [12–14], napredovanjem odpovedi ledvic [15] in smrtnostjo [5], njihovi mehanizmi ledvičnega očistka in vloge v uremični patofiziologiji ostajajo nejasni [16]. ]. Pogosto p-krezil sulfat (PCS), indoksil sulfat (IS), 3- karboksi-4-metil-5-propil-2-furanpropionska kislina (CMPF) in indol{{14 }}ocetna kislina (IAA) so najbolj diskriminatorni biomarkerji uremije in veljajo za prototip uremičnih toksinov, vezanih na beljakovine, ki lahko vežejo več kot 90 odstotkov plazemskih beljakovin. Vsi ti štirje PBUT imajo aromatski obroč in ionsko funkcionalno skupino ter lahko tvorijo nekovalentne vezi, kot so Van der Waalsove sile in vodikove vezi, pa tudi elektrostatične in hidrofobne interakcije [16]. Pri PBUT obstaja ravnotežje med na beljakovine vezanimi in nevezanimi oblikami v njihovem izločanju in obtoku, inherentni očistek nevezanih toksinov pa je v veliki meri odvisen od ledvične tubularne sekrecije preko specifičnih bazolateralnih transporterjev organskih anionov (OAT). Pot za proizvodnjo in očistek proteinskih PBUT je prikazana na sliki 1 [16]. Uremična toksičnost je povezana z endotelijsko disfunkcijo in imunsko disfunkcijo, ki povzroča vnetje in aktivacijo prirojenih imunskih efektorjev z indukcijo pro-vnetnega stanja, ki vključuje Tollu podobne receptorje in vnetne citokine [14]. Tako zadostna odstranitev teh toksinov iz krvi poveča učinkovitost dialize, kar posledično poveča stopnjo preživetja pri bolnikih z ESKD. Osnovni mehanizem hemodialize je prikazan na sliki 2. Vendar pa izločanje odvečnih metabolitov z uporabo običajnih zunajtelesnih ledvičnih nadomestnih terapij prek polprepustnih poroznih polimernih membran trenutno ni bilo učinkovito v klinični uporabi. Zlasti PBUT je težko odstraniti s hemodializo, ker ima vsaka od teh molekul aromatski del in ionsko funkcionalno skupino, ki omogoča vezavo na več adsorpcijskih mest na človeškem serumskem albuminu [17–20]. Poročali so, da se med visokopretočno hemodializo izloči manj kot 35-odstotno razmerje zmanjšanja PCS in IS [11].

Glede na to, da je hemodializa zunajtelesno zdravljenje ledvične odpovedi, ki vzdržuje življenje, kjer veliko število bolnikov z ESKD potrebuje dolgotrajno dializo, je treba pripraviti materiale s preprostimi in poceni metodami izdelave. Čeprav so se učinkovitost in selektivnost dializnih membran v zadnjih desetletjih izboljšale, tradicionalno zdravljenje z dializo ostaja neprijeten, dolgotrajen in drag postopek [21–23]. Nedavno je bilo razvitih več biomedicinskih materialov za čiščenje krvi za povečanje stopnje odstranjevanja toksinov, od katerih imajo nekateri tudi lastnosti, kot so manjša toksičnost in nizki proizvodni stroški. V tem članku povzemamo te rezultate po kategorijah, da ponudimo informacije za nadaljnje raziskave dializnih materialov z izboljšanimi lastnostmi.

Cistanche tubulosa

Biomedicinski materiali za odstranjevanje toksinov-Adsorbenti

Aktivno oglje (AC) in zeolit ​​sta dva pogosta adsorbenta, ki se uporabljata pri čiščenju za izboljšanje lastnosti ultrafiltracije. AC ima dolgo zgodovino v sistemih za razstrupljanje kot adsorptivni delci, ker lahko adsorbira širok spekter raztopljenih snovi [24–26]. Ima veliko por, vendar ni selektiven glede velikosti. AC ima visoko adsorpcijsko sposobnost za uremične toksine, vendar hkrati odstranjuje tudi druge uporabne molekule. Zmanjšanje premera delca je izvedljiv način za povečanje zunanje površine in s tem povečanje dostopnih aktivnih mest in hitre vezave. Vendar pa uporaba suspenzij z aktivnim ogljem v prahu zahteva membranski filter, ki zadrži sorbente v suspenziji in prepreči kakršen koli stik delcev s krvjo, kar običajno omejuje količino volumna sorbentov in neizogibno povzroči nižje koncentracije sorbentov [27]. V primerjavi z izmeničnim tokom imajo ogljikove nanocevke (CNT) večjo površino, večje razmerje stranic in boljšo adsorpcijsko učinkovitost za uremične toksine, zato veljajo za primernejši material za načrtovanje visoko učinkovite membrane za čiščenje krvi [28–30]. . Liu et al. izdelane kroglice poroznega ogljika, ki vsebujejo dušik (NPCA), ki so imele dodatne prednosti v smislu varnega in učinkovitega očistka PBUT in so imele zadovoljivo in vitro hemokompatibilnost. NPCA je bil pripravljen s pirolizo zamreženih poroznih kopolimernih kroglic akrilonitrila/divinilbenzena (slika 3a) [31]. Kroglice NPCA so pokazale višje stopnje adsorpcije PBUT (IS, PCS in IAA; 45 odstotkov, 44 odstotkov in 95 odstotkov) in enakovredno učinkovitost adsorpcije za toksine s srednjo molekulsko maso (PTH in IL-6). v človeški plazmi v primerjavi z HA- 130/MG-150 (komercialni adsorbent, ki se uporablja v kliniki). Mehanizem odstranjevanja PBUT pri NPCA je pripisan konkurenci med dušikovimi funkcionalnimi skupinami na NPCA in proteini za vezavo PBUT preko elektrostatičnih interakcij in nima močne povezave s strukturo por (slika 3b) [31].

Za razliko od amorfnega AC lahko kristalni adsorbenti omogočajo neposredno strukturno karakterizacijo, ki lahko pomaga pri razumevanju interakcij med adsorbentom in toksinom, kar je ključnega pomena za načrtovanje vrhunskih adsorbentov. Zeolit ​​je eden najboljših alum inosilikatov, ki se uporablja za številna molekularna sita in ima visoko odpornost v kemičnih in termičnih procesih [32]. Zeoliti so netoksični, stabilni v vodni raztopini in se ne razgradijo v fizioloških pogojih. Poleg tega imajo različne vrste mikroporoznega zeolita sisteme kanalov v različnih velikostih, ki lahko selektivno adsorbirajo nekatere uremične toksine [33–36], najdemo pa jih lahko naravno ali sintetično. Zaradi teh lastnosti so zeoliti potencialni material za uporabo pri umetnih ledvicah. Velikost in oblika delcev zeolita sta pomembni za sposobnost privzema kreatinina, ko so vgrajeni v membrano [37, 38]. Na primer, mikrodelci imajo boljšo učinkovitost pri adsorpciji kreatinina kot nanodelci. V primerjavi s paličastimi nanodelci so sferični nanodelci boljša izbira za vgradnjo v elektropredenje polimernih vlaken za izboljšanje očistka kreatinina [37].

Cistanche dodatek

Wernet et al. raziskali izločanje uremičnih toksinov z uporabo zeolitov različnih strukturnih tipov [33]. Ugotovili so, da adsorpcijske lastnosti zeolitov niso odvisne samo od velikosti kanalov, temveč tudi od interakcij med adsorbati in zeolitnimi mrežami. Natančneje, zeolit ​​silikalit (MFI) kaže močno adsorpcijo p-krezola (približno 60 odstotkov p-krezola v raztopini s koncentracijami, ki so blizu tistim, ki jih najdemo pri bolnikih z uremijo), kar se pripisuje učinku odpiranja kanala/velikosti in interakcijam vodikovih vezi. Mehanizmi adsorpcije so prikazani na sliki 4 (npr. adsorpcija p-krezola na silikalit zeolit) [39]. MFI ima krajši čas za vzpostavitev ravnotežja in višjo stopnjo adsorpcije p-krezola kot membrane na osnovi celuloze in sintetične membrane [39]. Poleg tega je mogoče selektivno odstraniti 75 odstotkov kreatinina v raztopini s kislim mordenitom (MOR), kar je v bistvu posledica elektrostatičnih interakcij med Ofunkcionalno skupino in Brønstedtovimi mesti, prisotnimi v porah MOR [33]. Visoko adsorpcijo sečne kisline na ionsko izmenjanih stilbitih (STI), kot so Ca-STI, K-STI in Na-STI, je mogoče pripisati elektrostatični interakciji med kationom in negativnim atomom polarne molekularne vezi. Vendar pa obstaja potencialni način za povečanje adsorpcijskih lastnosti SPO s tvorbo močnih kovalentnih interakcij z uporabo kationov z afiniteto za uremične toksine [33]. Bergé-Lefranc et al. je nadalje dokazal, da ima čisti silicijev dioksid MFI boljšo sposobnost odstranjevanja p-krezola kot aluminosilikatni MFI (Si/Al=30, kompenzacijski naboji s H plus, Na plus, K plus in Mg2 plus) [34]. Ugotovili so, da so afinitete p-krezola za zeolite v primerjavi z raztopino na splošno zmanjšane v človeškem serumu (dobljenem od bolnikov na dializi), ker so proteini ovirali sistem por. Tako se lahko zeoliti uporabljajo le v ultrafiltratu brez neposrednega stika s serumskim albuminom [35].

Kovinsko-organsko ogrodje (MOF) je ena vrsta novega hibridnega materiala, ki ima visoko toplotno in kemično stabilnost in se je izkazalo, da je zaradi svoje ultravisoke poroznosti in aktivnih mest učinkovitejši od AC ali mezoporoznih silicijevih dioksidov [40–42]. . Površina BET in notranji premer kletke MOF sta bila prej domnevana kot ključna parametra v adsorpcijski zmogljivosti MOF [43]. MOF je sestavljen iz kovinskih ionov in organskih vezij prek koordinatnih meja, ki tvorijo 1D, 2D ali 3D strukturo [40, 44]. MOF so se hitro uveljavile v aplikacijah za ločevanje bioaktivnih spojin [45], čiščenje vode [46, 47], dostavo zdravil [48] in ločevanje plinov [49], vendar niso omejene nanje. Kljub temu je uporaba MOF v aplikacijah za umetno ledvico še vedno v zgodnjih fazah. Poleg tega imajo MOF izjemno vzdržljivost in jih je, za razliko od drugih razredov kristalnih materialov, mogoče sistematično preučevati in vključiti v množico funkcionalnosti [50].

Izvleček ciste

Abdelhamed et al. poročali o eni vrsti MOF na osnovi Zr, ki je bila gojena v kompozitu bombažne tkanine, ki se lahko regenerira z ultrazvočno obdelavo z uporabo metanola, medtem ko se njegova učinkovitost pri odstranjevanju kreatinina zmanjša le za 16 odstotkov (98 odstotkov proti 82 odstotkom) po treh generacijskih ciklih [ 51]. Ta in situ kompozit je bil neposredno oblikovan brez izdelave UiO-66-(COOH)2 in je namesto tega uporabil 1,2,4,5- benzen tetrakarboksilni dianhidrid, cirkonijev tetraklorid in bombažno tkanino [51]. Kompozit UiO-66- (COOH)2@bombažna tkanina adsorbira kreatinin s šibkimi interakcijami med veznimi mesti MOF in funkcijskimi skupinami kreatinina. Reakcijski mehanizem je prikazan na sliki 5. Poleg tega so poročali, da je funkcionalizacija UiO-66 z izovalentnimi substituenti, kot so -NH2, -OH in SO2H, znatno izboljšala adsorpcijsko zmogljivost s spremembo elektronskih lastnosti MOF [52]. , 53]. Klavdija idr. sintetiziral niz materialov UiO-66, ki se spreminjajo s končno vsebnostjo amino skupin s spreminjanjem razmerja H2BDC/H2BDC-NH2 in dodajanjem klorovodikove kisline (HCl) med modulirano sintezo [52]. Potrdili so, da imata UiO-66-NH2(75 odstotkov ) (s 75 molskimi odstotki -amino skupin) in UiO-66-NH2(75 odstotkov )12,5 odstotkov HCl boljšo adsorpcijsko sposobnost za hipurično kislino in {{39} }indolocetne kisline, ki kaže podobno adsorpcijsko sposobnost kot NU-1000, medtem pa pripravljeni UiO-66-NH2 še vedno ni pokazal nobenega citotoksičnega učinka.

Kato et al. opazili adsorpcijsko obnašanje krezil sulfata v nizu MOF na osnovi Zr6-z različno topologijo, povezljivostjo in strukturo povezovalca, vključno z UiO-66, UiO-67, UiO-NDC, PCN{ {4}}OH, NU-901, NU-1000, NU-1010, NU-1200 in MOF-808 [50]. Te MOF na osnovi cirkonija imajo primerljive površine in velikosti por. Med njimi ima največjo učinkovitost odstranjevanja toksinov NU-1000, kjer je v raztopini več kot 70 odstotkov p-krezil sulfata, 98 odstotkov indoksil sulfata in hipurinske kisline ter približno 93 odstotkov p-krezil sulfata. , lahko odstranimo iz človeškega serumskega albumina. To lahko pripišemo visoko hidrofobnim adsorpcijskim mestom, ki sta stisnjena z dvema pirenskima povezovalcema, kot tudi vodikovim vezim med hidroksilnimi skupinami na vozliščih Zr6 in ionskimi funkcionalnimi skupinami adsorbatov [50]. Dve mesti p-krezil sulfata na NU-1000 sta prikazani na sliki 6. Ti dve lokaciji imata približno enako zasedenost, kjer so elektrostatične interakcije s hidroksilnimi skupinami na vozliščih Zr6 in interakcije π-π s povezovalci na osnovi pirena so pomembni dejavniki adsorpcijske sposobnosti. Vendar Cuchiaro et al. je poudaril, da je uporaba NU-1000 omejena, ker komercialno ni na voljo, železo pa je zaželena alternativa cirkoniju [43]. Cuchiaro et al. sintetiziral MIL-100(Fe) in MOF-808, ki imata oba enak organski povezovalec z MOF-808, vendar je MIL-100 (Fe) zaradi vsebnosti železa manj strupen na osnovi kovinskih vozlišč [43]. Ugotovili so, da je privzem p-krezil sulfata za MIL-100(Fe) trikrat večji od tistega za MOF-808, kar je bilo manj povezano s površino BET, velikostjo okna por, premerom kletke in številom aromatski ogljiki v organskem povezovalcu, kar kaže, da se lahko interakcije med kovino in železom bolj ugodno pojavljajo v MIL-100(Fe) kot MOF-808.

Navdihnjen s sposobnostjo samočiščenja ledvic, Chen et al. predlagal nov adsorbent, imenovan molekularno vtisnjeni polimerni inverzni opalni delci (MIPIOP) [54]. Tu se fluidno okolje uporablja za rešitev dileme o nezadostnem stiku med adsorbcijskimi materiali in ciljnimi molekulami. MIPIOP-ji so vdelani v mikrofluidni čip z mešalnikom v obliki ribje kosti, lestvico pa je mogoče takoj povečati, da sprejme veliko število MIPIOP-jev za čiščenje. Poleg tega lahko kanali v obliki ribje kosti ustvarijo kaotično advekcijo tekočine in tako izboljšajo učinkovitost mešanja in adsorpcije med ciljnimi biomolekulami in MIPIOP. MIPIOP-ji so izdelani s kombiniranim postopkom vtiskovanja (slika 7). Najprej so bile izdelane koloidne kristalne kroglice silicijevega dioksida (SCCB), nato pa so nanodelci silicijevega dioksida na površini SCCB adsorbirali lizocim z elektrostatično interakcijo. Naslednji korak je zapolnil prazne prostore med nanodelci silicijevega dioksida z lizocimom funkcionaliziranimi SCCB z uporabo predhodne mešanice metakrilatne želatine (GelMA), polietilen glikol diakrilata (PEGDA), sečnine in kreatinina. Nato so bili SCCB in molekule odtisa, vključno z lizocimom, sečnino in kreatininom, odstranjeni iz polimera pred gelom. Nastali MIPIOP imajo več molekularnih vezavnih mest za lizocim na površini, medtem ko sta sečnina in kreatinin v notranjosti. MIPIOP-ji imajo edinstvene značilnosti in kažejo dobro združljivost s krvjo, dokazano pa je bilo, da se njihova adsorpcijska sposobnost ohrani stabilno po petkratni ponovni uporabi [54]. Poleg tega imajo zaradi visoko urejenih 3D poroznih struktur podeljene lastnosti fotonske vrzeli, ki omogočajo spremljanje in samoporočanje o stanju adsorpcije.

Ciklodekstrini (CD) so ciklični oligosaharidi toroidne oblike, sestavljeni iz 6-8 D-glukoznih enot ( , , ), s hidrofilno zunanjostjo in relativno hidrofobno notranjo votlino, ki lahko inkapsulira različne nizkomolekularne lipofilne goste ali makromolekule [55]. , 56]. Skodeličasti -CD je sestavljen iz 7 enot glukoze in se najpogosteje uporablja zaradi občutljivega prepoznavanja različnih hidrofobnih molekul s tvorbo kompleksa CD-gost. Li et al. je prvič predlagal dodajanje zamreženih poli- -ciklodekstrinov (PCD) v dializat zunanjega dializatorja za izboljšanje učinkovitosti prenosa mase indoksil sulfata (IS) (slika 8a) [56]. PCD je bil sintetiziran z navzkrižno povezavo med -CD in epiklorohidrinom (ECH). -CD najprej raztopimo v raztopini NaOH, nato pa v zmes dodamo ECH, ki jo nato mešamo pri 30 stopinjah 2 uri. V skladu s prvotno študijo je največja vezavna zmogljivost PCD za IS približno 45 mg g-1 in v simuliranem dializnem poskusu z uvedbo PCD je bilo doseženo 21-odstotno povečanje stopnje odstranitve. Mehanizem vezave IS na PCD je lahko v tem, da se indolni obroč IS namesti v votlino -CD s hidrofobno interakcijo in vodikovo vezjo [56]. Ta nova strategija nima negativnega vpliva na dializno membrano in je varna za klinično uporabo, saj je dokazano, da ima PCD nizko stopnjo hemolize in ni mogel prečkati membrane v stik s krvjo (hidrodinamični premer polimera je 9 nm). Li et al. dodatno primerjali adsorpcijsko zmogljivost poli- -ciklodekstrinov, poli- - ciklodekstrinov in poli- -ciklodekstrinov ter poli- - ciklodekstrinov, ki so bili najboljši z največjo kapaciteto vezave krezol sulfata (PCS) (263 mg g-1) [57]. Ugotovili so, da je očistek PCS v plazmi prek enkratnega načina (slika 8b) učinkovitejši od recikliranega načina (96 odstotkov v primerjavi s 43 odstotki), kar je pripisano razliki v koncentraciji PCS med plazmo in dializatom, ki se poveča z odstranitvijo PCS. PCS (96 odstotkov), hipurinska kislina (98 odstotkov) in kinolinska kislina (97 odstotkov) v plazmi so bile odstranjene v dializatnem sistemu z dodatkom PCD, kar je dodatno pojasnilo lastnosti PCD za odstranjevanje PBUT širokega spektra [57].

MXeni so družina dvodimenzionalnih karbidov in nitridov prehodnih kovin s splošno strukturo Mn plus 1XnTx (M je zgodnja prehodna kovina, kot so Ti, V, Nb itd.; n plus 1=1-3; X je C in/ali N; Tx predstavlja površinske zaključke, kot so O, OH, F in/ali Cl) [58, 59]. MXeni imajo edinstveno kombinacijo lastnosti, vključno s hidrofilnostjo zaradi funkcionaliziranih površin in stabilnimi koloidnimi raztopinami v vodi zaradi visokega negativnega zeta potenciala, in so bili v zadnjih letih obsežno raziskani na področju biomedicine [58]. Ti3C2Tx je prvi prijavljeni in najbolj raziskan član MXenes in je znano, da učinkovito adsorbira sečnino. V predhodnih študijah in vivo je bilo močno dokazano, da ima Ti3C2Tx relativno visoko biokompatibilnost in nizko biotoksičnost [60]. V delu Zhao et al. je bil Ti3C2Tx (Ti3C2- F, Ti3C2-O, Ti3C2-OH, izdelan iz prekurzorja Ti3AlC2 z uporabo 10 masnih odstotkov fluorovodikove kisline) uporabljen kot adsorbenti v vodni raztopini in je v primerjavi z običajnim aktivnim ogljem opravil hitro hitrost adsorpcije in večjo adsorpcijsko zmogljivost proti kreatininu in sečni kislini [59]. Visoka afiniteta med Ti3C2Tx in kreatininom v procesu adsorpcije je pripisana hidrofilnim površinskim zaključkom Ti3C2Tx in difuziji kreatinina znotraj delcev med plastjo Ti3C2Tx. V procesu adsorpcije sečne kisline pa lahko visoka afiniteta izhaja iz vodikove vezi (TiOH … N) in van der Waalsovih interakcij. Še več, glede na to, da Ti3C2Tx učinkovito adsorbira sečnino, kreatin in sečno kislino, pa tudi elektrolitske katione (K plus, Ca2 plus, Mg2 plus itd.) lahko tudi zasedejo aktivna mesta Ti3C2Tx, Zhao et al. predlagal, da ima Ti3C2Tx potencial za uporabo kot učinkovit sorbent za regeneracijo dializata. Nedavno so Wang et al. pripravili nanoplast Ti3C2Tx z delaminacijo jedkanega Ti3C2Tx v deaerirani vodi z ultrazvokom in prvič odkrili ultravisoko sposobnost odstranjevanja Ti3C2Tx proti IL-6, ki je pokazala 13,4-krat večjo sposobnost tradicionalnega aktivnega oglja in veliko hitrejšo stopnjo odstranjevanja [ 61]. Glavni mehanizem za adsorpcijo je tvorba vodikove vezi med MXene in IL-6 (TI-X … HNC=O), kot tudi imobilizacija IL-6 na površini MXene nanoplošče.

Cistanche kapsule

Zaključek

Na koncu smo povzeli nov biomaterial za čiščenje krvi, o katerem so poročali v zadnjih letih. Ti biomateriali so bili grobo razdeljeni v 3 kategorije, vključno z adsorbenti, polimernimi kompozitnimi membranami in nanomateriali. Adsorbenti, kot so zeoliti, aktivno oglje in CTN, so običajno vključeni v polimerne materiale za izboljšanje zmogljivosti ultrafiltracije. Ko so adsorpcijski delci razpršeni po polimernem matriksu, se lahko učinkovitost odstranjevanja uremičnih toksinov opazno izboljša s kombiniranjem adsorpcije in difuzije uremičnih retencijskih raztopin, kar je bilo potrjeno v študijah, povezanih z MMM in f-CNT/PES kompozitnimi membranami. Zaradi velike površine in poroznosti imajo tako nanomateriali kot MOF ugodne adsorpcijske sposobnosti. Poleg tega je izdelava polimernih nanovlaken stroškovno učinkovita in MOF na osnovi Zr imajo dobro možnost ponovne uporabe.

Prepustnost je bistvena lastnost membrane, ki se uporablja za hemodiafiltracijo, saj zaradi nizke stopnje odstranjevanja toksinov bolniki trpijo zaradi dolgih obdobij dialize, ki so višja. Ko se koncentracija prostega toksina na strani dializata vzdržuje na nizki ravni, obstaja neprekinjena difuzijska gonilna sila po celotni dolžini hemodializatorja, zlasti pri PBUT [130, 131]. Kot je omenjeno v tem dokumentu, so materiali z velikimi površinami in poroznostjo obetavni kandidati za proizvodnjo hemodializnih membran. Vgradnja adsorpcijskih delcev v matriko polimerne membrane je prav tako učinkovita metoda za doseganje učinkovitejšega očistka uremičnih toksinov, kar je posledica vzdrževanja koncentracijske razlike. Obstaja tudi nekaj adsorbentov, katerih adsorpcijska sposobnost je manj povezana s strukturo por, kot so kroglice NPCA. Zato je ključnega pomena analizirati ustrezno molekularno strukturo adsorbentov in uremičnih toksinov ter interakcijo znotraj njih.

Dializa je dolgoročno in doživljenjsko zdravljenje za bolnike z ESKD in skoraj 500 L vode iz pipe je potrebnih za pridobitev čiste dializne vode za eno samo hemodializo, kar je visoko tako po stroških kot po porabi energije [132]. Zato je preprosta in poceni metoda izdelave dializnega materiala velikega pomena za njegovo klinično uporabo. Poleg tega se bo mikrobiološki biofilm, ki ga povzroča stagnacija vode, še vedno tvoril, če je cevni sistem neustrezen ali je stroj nepravilno vzdrževan [133, 134]. Rast bakterij in liza v sistemu za čiščenje vode in s tem pirogeni se lahko prenesejo v kri pacientov, kar povzroči mikrovnetni status, ki vodi do kardiovaskularnih stranskih učinkov ali akutnih stranskih učinkov, kot so vročina in mišični krči [133–139] . Poročali so o več sorbentnih sistemih za odstranjevanje endotoksinov (npr. lipopolisaharidov), kot so funkcionalizirani nanodelci [140], aktivno oglje [26, 141], dodatek kopolimera PS-poli (etilen glikol) (PS-PEG) in belila. sterilizacija [133]. Poleg tega MMM nudi vrhunsko odstranjevanje endotoksinov in deluje kot varnostna ovira, ki preprečuje vnetne odzive brez zmanjšanja odstranjevanja uremičnih toksinov [71]. Na splošno so biomateriali z dolgotrajno in visoko ultrafiltracijo, ugodno biokompatibilnostjo in stroškovno učinkovitimi metodami izdelave idealni kandidati za čiščenje krvi. Tudi če imajo novi biomateriali, omenjeni v tem pregledu, izboljšano adsorpcijsko sposobnost in biokompatibilnost, je treba opraviti še veliko dela, ki se osredotoča na modifikacijo materialov, tako da so primerni za klinično uporabo.

Reference

1. Webster AC, Nagler EV, Morton RL, Masson P. Kronična ledvična bolezen. Lanceta. 2017; 389 (10075): 1238–52.

2. Tonelli M, Wiebe N, Knoll G, Bello A, Browne S, Jadhav D, et al. Sistematični pregled: presaditev ledvice v primerjavi z dializo pri klinično pomembnih rezultatih. Am J Transplant. 2011; 11 (10): 2093–109.

3. Nordio M, Limido A, Maggiore U, Nichelatti M, Postorino M, Quintaliani G. Preživetje pri bolnikih, zdravljenih z dolgotrajno dializo, v primerjavi s splošno populacijo. Am J Kidney Dis. 2012; 59 (6): 819–28.

4. Liyanage T, Ninomiya T, Jha V, Neal B, Patrice HM, Okpechi I, et al. Svetovni dostop do zdravljenja končne ledvične bolezni: sistematični pregled. Lanceta. 2015; 385 (9981): 1975–82.

5. Bammens B, Evenepoel P, Keuleers H, Verbeke K, Vanrenterghem Y. Proste serumske koncentracije proteinsko vezanega retencijskega topljenca p-krezola napovedujejo smrtnost pri bolnikih na hemodializi. Kidney Int. 2006; 69 (6): 1081–7.

6. Cheung AK, Rocco MV, Yan G, Leypoldt JK, Levin NW, Greene T, et al. Raven mikroglobulina beta-2 v serumu napoveduje umrljivost pri bolnikih na dializi: rezultati domače študije. J Am Soc Nephrol. 2006; 17 (2): 546–55.

7. Ito S, Osaka M, Higuchi Y, Nishijima F, Ishii H, Yoshida M. Indoksil sulfat inducira interakcije levkocitov in endotelija s povečano regulacijo selekcije. J Biol Chem. 2010; 285 (50): 38869–75.

8. Duranton F, Cohen G, De Smet R, Rodriguez M, Jankowski J, Vanholder R, et al. Normalne in patološke koncentracije uremičnih toksinov. J Am Soc Nephrol. 2012; 23 (7): 1258–70.

9. Panasyuk-Delaney T, Mirsky VM, Wolfbeis OS. Kapacitivni senzor kreatinina na osnovi fotografiranega molekularno vtisnjenega polimera. Elektroanaliza. 2002; 14 (3): 221–4.

10. Vanholder R, De Smet R, Glorieux G, Argiles A, Baurmeister U, Brunet P, et al. Pregled uremičnih toksinov: razvrstitev, koncentracija in variabilnost med posamezniki. Kidney Int. 2003;63(5):1934–43.

11. Itoh Y, Ezawa A, Kikuchi K, Tsuruta Y, Niwa T. Na beljakovine vezani uremični toksini pri bolnikih na hemodializi, merjeni s tekočinsko kromatografijo/tandemsko masno spektrometrijo in njihovi učinki na endotelno produkcijo ros. Anal Bioanal Chem. 2012; 403 (7): 1841–50.

12. Lin CJ, Pan CF, Liu HL, Chuang CK, Jayakumar T, Wang TJ, et al. Vloga uremičnih toksinov, vezanih na beljakovine, pri periferni arterijski bolezni in odpovedi žilnega dostopa pri bolnikih na hemodializi. ateroskleroza. 2012; 225 (1): 173–9.

13. Wu PH, Lin YT, Chiu YW, Baldanzi G, Huang JC, Liang SS, et al. Razmerje indoksil sulfata in p-krezil sulfata s ciljnimi kardiovaskularnimi proteini pri bolnikih na hemodializi. Sci Rep. 2021;11(1):3786.

14. Falconi CA, Junho CVDC, Fogaça-Ruiz F, Vernier ICS, Da Cunha RS, Stinghen AEM, et al. Uremični toksini: alarmantna nevarnost za srčno-žilni sistem. Front Physiol. 2021;12:686249.

15. Wu IW, Hsu KH, Lee CC, Sun CY, Hsu HJ, Tsai CJ, et al. P-krezil sulfat in indoksil sulfat napovedujeta napredovanje kronične ledvične bolezni. Presaditev Nephrol Dial. 2011; 26 (3): 938–47.

16. Daneshamouz S, Eduok U, Abdelrasoul A, Shoker A. Na beljakovine vezani uremični toksini (PBUTS) pri bolnikih s kronično ledvično boleznijo (CKD): pot proizvodnje, izzivi in ​​nedavni napredek pri ledvičnem očistku PBUTS. NanoImpact. 2021;21:100299.

17. Ghuman J, Zunszain PA, Petitpas I, Bhattacharya AA, Otagiri M, Curry S. Strukturna osnova specifičnosti vezave zdravila človeškega serumskega albumina. J Mol Biol. 2005; 353 (1): 38–52.

18. Brettschneider F, Toelle M, von der Giet M, Passlick-Deetjen J, Steppan S, Peter M, et al. Odstranjevanje hidrofobnih uremičnih toksinov, vezanih na beljakovine, s kombinirano tehniko ločevanja frakcionirane plazme in adsorpcije. Organi Artif. 2013;37(4):409–16.

19. Berge-Lefranc D, Chaspoul F, Cerini C, Brunet P, Gallice P. Termodinamična študija interakcije indoksil sulfata s človeškim serumskim albuminom in konkurenčna vezava s p-krezil sulfatom. 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. Interakcija človeškega serumskega albumina z uremičnimi toksini: termodinamična študija. RSC adv. 2017;7(45):27913–22.

21. Baboolal K, McEwan P, Sondhi S, Spiewanowski P, Wechowski J, Wilson K. Stroški ledvične dialize v okolju Združenega kraljestva--multicentrična študija. Presaditev Nephrol Dial. 2008; 23 (6): 1982–9.

22. Harris A, Cooper BA, Li JJ, Bulfone L, Branley P, Collins JF, et al. Stroškovna učinkovitost zgodnjega začetka dialize: randomizirano kontrolirano preskušanje. Am J Kidney Dis. 2011; 57 (5): 707–15.

23. Young BA, Chan C, Blagg C, Lockridge R, Golper T, Finkelstein F, et al. Kako premagati ovire in vzpostaviti uspešen domači HD program. Clin J Am Soc Nephrol. 2012; 7 (12): 2023–32.

24. Dinh DC, Recht NS, Hostetter TH, Meyer TW. Prevlečena ogljikova hemoperfuzija zagotavlja omejen očistek raztopljenih snovi, vezanih na beljakovine. Organi Artif. 2008; 32(9):717–24.

25. Pepel SR. Sorbenti pri zdravljenju uremije: kratka zgodovina in velika prihodnost. Semin Dial. 2009; 22 (6): 615–22.

26. Gun'Ko VM, Betz WR, Patel S, Murphy MC, Mikhalovski SV. Adsorpcija lipopolisaharida na ogljikovih sitih. Ogljik. 2006;44(7):1258–62.

27. Ash SR, Sullivan TA, Carr DJ. Suspenzije sorbentov v primerjavi s kolonami sorbentov za zunajtelesno razstrupljanje pri odpovedi jeter. The Apher Dial. 2006; 10 (2): 145–53.

28. Ye C, Gong Q, Lu F, Liang J. Adsorpcija uremičnih toksinov na ogljikovih nanocevkah. Sep Purif Technol. 2007;58(1):2–6.

29. Lu C, Su F. Adsorpcija naravne organske snovi z ogljikovimi nanocevkami. Sep Purif Technol. 2007; 58 (1): 113–21.

30. Spitalsky Z, Tasis D, Papagelis K, Galiotis C. Kompoziti ogljikovih nanocevk in polimerov: kemija, obdelava, mehanske in električne lastnosti. Prog Polym Sci. 2010;35(3):357–401.

31. Liu Y, Peng X, Hu Z, Yu M, Fu J, Huang Y. Izdelava novega poroznega ogljikovega adsorbenta, ki vsebuje dušik, za odstranjevanje uremičnih toksinov, vezanih na beljakovine. 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. Vpliv sestave nanobiokompozitov zeolit/encim na analitske lastnosti sečninskega biosenzorja na osnovi ionsko selektivnih poljskih tranzistorjev. Sens Lett. 2011;9(6SI):2320–6.

33. Wernert V, Schäf O, Ghobarkar H, Denoyel R. Adsorpcijske lastnosti zeolitov za aplikacije umetnih ledvic. Mikropor Mesopor Mat. 2005; 83 (1): 101–13.

34. Bergé-Lefranc D, Pizzala H, Paillaud JL, Schäf O, Vagner C, Boulet P, et al. Adsorpcija majhnih molekul uremičnega toksina na zeolitih tipa mfi iz vodne raztopine. Adsorpcija. 2008; 14 (2): 377–87.

35. Bergé-Lefranc D, Vagner C, Calaf R, Pizzala H, Denoyel R, Brunet P, et al. In vitro eliminacija na beljakovine vezanega uremičnega toksina p-krezola z zeoliti tipa mfi. Mikropor Mesopor Mat. 2012; 153: 288–93.

36. Namekawa K, Tokoro Schreiber M, Aoyagi T, Ebara M. Izdelava zeolit-polimernih kompozitnih nanovlaken za odstranjevanje uremičnih toksinov pri bolnikih z odpovedjo ledvic. Biomater Sci-Uk 2014; 2 (5): 674–9.

37. Lu L, Chen C, Samarasekera C, Yeow JTW. Vpliv oblike in velikosti delcev zeolita na njihovo sposobnost adsorpcije uremičnega toksina v obliki praškov in polnil v membranah. 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. Vpliv velikosti delcev zeolita na delovanje polimernih zeolitnih mešanih matričnih membran. J Membrane Sci. 2000; 175 (2): 285–8.

39. Wernert V, Schäf O, Faure V, Brunet P, Dou L, Berland Y, et al. Adsorpcija uremičnega toksina p-krezola na hemodializne membrane in mikroporozni adsorbent zeolit ​​silikat. J Biotechnol. 2006; 123 (2): 164–73.

40. Furukawa H, Cordova KE, O'Keeffe M, Yaghi OM. Kemija in uporaba kovinsko-organskih ogrodij. Znanost. 2013;341(6149):974.

41. Haque E, Jun JW, Jhung SH. Adsorptivno odstranjevanje metiloranža in metilen modrega iz vodne raztopine s kovinsko-organskim okvirnim materialom, železovim tereftalatom (mof-235). J Hazard Mater. 2011; 185 (1): 507–11.

42. Fletcher AJ, Thomas KM, Rosseinsky MJ. Fleksibilnost kovinsko-organskih ogrodij: vpliv na sorpcijske lastnosti. J Solid State Chem. 2005; 178 (8): 2491–510.

43. Cuchiaro H, Thai J, Schaffner N, Tuttle RR, Reynolds M. Raziskovanje prostora parametrov adsorpcije p-krezil sulfata v kovinsko-organskih okvirih. ACS Appl Mater vmesniki. 2020; 12 (20): 22572–80.

44. Tan J, Civalleri B. Kovinsko-organska ogrodja in hibridni materiali: od osnov do aplikacij. Crystengcomm. 2015; 17 (2): 197–8.

45. Abdelhameed RM, Abdel-Gawad H, Taha M, Hegazi B. Ločevanje bioaktivnega chamazulena iz ekstrakta kamilice z uporabo kovinsko-organskega ogrodja. J Pharmaceut Biomed. 2017; 146: 126–34.

46. ​​Mon M, Bruno R, Ferrando-Soria J, Armentano D, Pardo E. Kovinsko-organske okvirne tehnologije za sanacijo vode: v smeri trajnostnega ekosistema. J Mater Chem A. 2018; 6 (12): 4912–47.

47. Abdelhameed RM, Abdel-Gawad H, Elshahat M, Emam HE. Cu–btc@cotton kompozit: oblikovanje in odstranjevanje etionskega insekticida iz vode. RSC adv. 2016;6(48):42324–33.

48. Huxford RC, Della Rocca J, Lin W. Kovinsko-organski okviri kot potencialni nosilci zdravil. Curr Opin Chem Biol. 2010; 14 (2): 262–8.

49. Rodenas T, Luz I, Prieto G, Seoane B, Miro H, Corma A, et al. Kovinsko-organske okvirne nanoplošče v polimernih kompozitnih materialih za ločevanje plinov. Nat Mater. 2015;14(1):48–55.

50. Kato S, Otake K, Chen H, Akpinar I, Buru CT, Islamoglu T, et al. Kovinsko-organski okvirji na osnovi cirkonija za odstranjevanje uremičnega toksina, vezanega na beljakovine, iz človeškega serumskega albumina. J Am Chem Soc. 2019; 141 (6): 2568–76.

51. Abdelhameed RM, Rehan M, Emam HE. Figuracija kompozita mof@cotton tkanine na osnovi zr za potencialno uporabo v ledvicah. Carbohyd Polym. 2018; 195: 460–7.

52. Dymek K, Kurowski G, Kuterasinski L, Jedrzejczyk R, Szumera M, Sitarz M, et al. V iskanju učinkovitih avto-66 kovinsko-organskih ogrodij za uporabo umetne ledvice. ACS Appl Mater Inter. 2021; 13 (38): 45149–60.

53. Zhu J, Wu L, Bu Z, Jie S, Li B. UiO-66-nh2 (zr) kovinsko-organski okvirji, modificirani s polietileniminom: priprava in izboljšana selektivna adsorpcija CO2. ACS Omega. 2019; 4 (2): 3188–97.

54. Chen H, Bian F, Sun L, Zhang D, Shang L, Zhao Y. Hierarhično molekularno vtisnjeni porozni delci za biomimetično čiščenje ledvic. Adv Mater. 2020; 32(52):2005394.

55. Mejia-Ariza R, Grana-Suarez L, Verboom W, Huskens J. Supramolekularni nanodelci na osnovi ciklodekstrina za biomedicinske aplikacije. J Mater Chem B. 2017; 5 (1): 36–52.

56. Li J, Han L, Liu S, He S, Cao Y, Xie J, et al. Odstranjevanje indoksil sulfata z vodotopnimi policiklodekstrini pri dializi. Koloidna površina B. 2018; 164: 406–13.

57. Li J, Han L, Xie J, Liu S, Jia L. Poli ciklodekstrinski adsorbenti na več mestih za odstranjevanje uremičnih toksinov, vezanih na beljakovine, v kombinaciji s hemodializo. Carbohyd Polym. 2020;247:116665.

58. Gogotsi Y, Anasori B. Vzpon mxenov. ACS Nano. 2019; 13 (8): 8491–4.

59. Zhao Q, Seredych M, Precetti E, Shuck CE, Harhay M, Pang R, et al. Adsorpcija uremičnih toksinov z uporabo ti3c2tx men za regeneracijo dializata. ACS Nano. 2020; 14 (9): 11787–98.

60. Dai C, Lin H, Xu G, Liu Z, Wu R, Chen Y. Biokompatibilni 2d titanov karbid (mxenes) kompozitni nanoplasti za ph-odzivno MRI-vodeno tumorsko hipertermijo. Chem Mater. 2017;29(20):8637–52.

61. Wang T, Sun X, Guo X, Zhang J, Yang J, Tao S, et al. Izjemno učinkovito pomirjanje citokinske nevihte z uporabo ti (3) c (2) t (x) mksena. Majhne metode. 2021; 5 (5): e2001108.

62. Tian H, Tang Z, Zhuang X, Chen X, Jing X. Biorazgradljivi sintetični polimeri: priprava, funkcionalizacija in biomedicinska uporaba. Prog Polym Sci. 2012;37(2):237–80.

63. Weber V, Linsberger I, Hauner M, Leistner A, Leistner A, Falkenhagen D. Nevtralni kopolimeri stiren-divinilbenzena za adsorpcijo toksinov pri odpovedi jeter. Biomakromolekule. 2008; 9 (4): 1322–8.

64. Jiang X, Xiang T, Xie Y, Wang R, Zhao W, Sun S et al. Funkcionalni polietersulfonski delci za odstranjevanje bilirubina. Journal of Materials Science: Materiali v medicini 2015; 27 (2): 28.

65. Lu L, Samarasekera C, Yeow JTW. Zmogljivost adsorpcije kreatinina elektropredenih poliakrilonitrilnih (PAN)-zeolitnih membran iz nanovlaken za potencialno uporabo pri umetnih ledvicah. J Appl Polym Sci 2015; 132 (34): 42418- 26.

66. Lu L, Yeow JTW. Študija adsorpcije indoksil sulfata z zeoliti in polietersulfon-zeolitnimi kompozitnimi membranami. Mater Design. 2017; 120: 328–35.

67. Tijink MS, Wester M, Sun J, Saris A, Bolhuis-Versteeg LA, Saiful S, et al. Nov pristop za čiščenje krvi: membrane z mešano matriko, ki združujejo difuzijo in adsorpcijo v enem koraku. Acta Biomater. 2012; 8 (6): 2279–87.

68. Tijink MSL, Wester M, Glorieux G, Gerritsen KGF, Sun J, Swart PC, et al. Membrane iz votlih vlaken z mešano matriko za odstranjevanje toksinov, vezanih na beljakovine, iz človeške plazme. Biomateriali. 2013;34(32):7819–28.

69. Pavlenko D, van Geffen E, van Steenbergen MJ, Glorieux G, Vanholder R, Gerritsen KGF et al. Nove mešane matrične membrane z nizkim pretokom nudijo vrhunsko odstranjevanje toksinov, vezanih na beljakovine, iz človeške plazme. Sci Rep 2016; 6: 34429.

70. Geremia I, Pavlenko D, Maksymow K, Rueth M, Lemke HD, Stamatialis D. Ex vivo ocena združljivosti krvi mešanih matričnih hemodializnih membran. Acta Biomater. 2020; 111: 118–28.

71. Geremia I, Bansal R, Stamatialis D. In vitro ocena mešane matrične hemodializne membrane za doseganje dializata brez endotoksinov v kombinaciji z visoko odstranitvijo uremičnih toksinov iz človeške plazme. Acta Biomater. 2019; 90: 100–11.

72. Nie C, Ma L, Xia Y, He C, Deng J, Wang L, et al. Nove kompozitne membrane iz ogljikovih nanocevk/pes s ščetkami, ki posnemajo heparin, za varno in učinkovito čiščenje krvi. J Membrane Sci. 2015; 475: 455–68.

73. Zhang Y, Lim CT, Ramakrishna S, Huang Z. Nedavni razvoj polimernih nanovlaken za biomedicinske in biotehnološke aplikacije. J Mater Sci Mater Med. 2005; 16 (10): 933–46.

74. Ramakrishna S, Fujihara K, Teo W, Yong T, Ma Z, Ramaseshan R. Elektrospredena nanovlakna: reševanje globalnih vprašanj. Mater danes. 2006;9(3):40–50.

75. Huang Z, Zhang YZ, Kotaki M, Ramakrishna S. Pregled polimernih nanovlaken z elektropredenjem in njihove uporabe v nanokompozitih. Compos Sci Technol. 2003;63(15):2223–53.

76. Fu GD, Xu LQ, Yao F, Zhang K, Wang XF, Zhu MF, et al. Pametna nanovlakna iz kombinirane polimerizacije živih radikalov, "kemije na klik" in elektropredenja. ACS Appl Mater Inter. 2009; 1 (2): 239–43.

77. Kim Y, Ebara M, Aoyagi T. Pametna mreža nanovlaken, ki zajema in sprošča celice. Angew Chem Int Ed. 2012; 51 (42): 10537–41.

78. Wang XY, Drew C, Lee SH, Senecal KJ, Kumar J, Samuelson LA. Tehnologija elektropredenja: nov pristop k uporabi senzorjev. J Macromol Sci Pure Appl Chem. 2002; A39(10):1251–8.

79. Barhoum A, Pal K, Rahier H, Uludag H, Kim IS, Bechelany M. Nanovlakna kot materiali nove generacije: od tehnik predenja in nanopredenja do nastajajočih aplikacij. Appl Mater danes. 2019; 17: 1–35.

80. Peh P, Lim NSJ, Blocki A, Chee SML, Park HC, Liao S, et al. Istočasno dovajanje zelo raznolikih bioaktivnih spojin iz mešanih elektropredenih vlaken za celjenje kožnih ran. Bioconjugate Chem. 2015; 26 (7): 1348–58.

81. Qi R, Guo R, Shen M, Cao X, Zhang L, Xu J, et al. Electrospun poli (mlečna ko-glikolna kislina)/halojzitna nanocevka kompozitna nanovlakna za inkapsulacijo zdravil in podaljšano sproščanje. J Mater Chem. 2010; 20 (47): 10622–9.

82. Salalha W, Kuhn J, Dror Y, Zussman E. Enkapsulacija bakterij in virusov v elektropredenih nanovlaknih. Nanotehnologija. 2006; 17 (18): 4675–81.

83. Luo Y, Nartker S, Miller H, Hochhalter D, Wiederoder M, Wiederoder S, et al. Površinska funkcionalizacija elektropredenih nanovlaken za odkrivanje npr. Coli o157:h7 in telesne celice v biosenzorju za neposredni prenos naboja. Biosens Bioelektron. 2010; 26 (4): 1612–7.

84. Esmaeili A, Haseli M. Elektropredenje termoplastičnih nanovlaken karboksimetil celuloze/poli (etilen oksida) za uporabo v sistemih za sproščanje zdravil. Mat Sci Eng C-Mater. 2017; 77: 1117–27.

85. Han D, Steckl AJ. Triaksialne elektropredene membrane iz nanovlaken za nadzorovano dvojno sproščanje funkcionalnih molekul. ACS Appl Mater Inter. 2013; 5 (16): 8241–5.

86. Bahramimehr F, Esmaeili A. Izdelava hibridnih nanovlaken na osnovi /pan/ fe3o4/zeolita/izvlečka rastline koprive/ureaze in deformiranega koaksialnega naravnega polimera za zmanjšanje toksičnih materialov v krvi bolnikov na dializi. J Biomed Mater Res A. 2019;107(8):1736–43.

87. Irfan M, Idris A, Yusof NM, Khairuddin NFM, Akhmal H. Modifikacija površine in izboljšanje učinkovitosti nano-hibridnih f-mwcnt/pvp90/pes hemodializnih membran. J Membrane Sci. 2014; 467: 73–84.

88. Niyogi S, Hamon MA, Hu H, Zhao B, Bhowmik P, Sen R, et al. Kemija enostenskih ogljikovih nanocevk. Računi Chem Res. 2002;35(12):1105–13.

89. Raravikar NR, Schadler LS, Vijayaraghavan A, Zhao Y, Wei B, Ajayan PM. Sinteza in karakterizacija po debelini poravnanih ogljikovih nanocevk in polimernih kompozitnih filmov. Chem Mater. 2005; 17 (5): 974–83.

90. Valcárcel M, Cárdenas S, Simonet BM, Moliner-Martínez Y, Lucena R. Ogljikove nanostrukture kot sorbentni materiali v analitskih procesih. TrAC Trends Analyt Chem. 2008;27(1):34–43.

91. Tsuge M, Takahashi K, Kurimoto R, Fulati A, Uto K, Kikuchi A, et al. Izdelava mrež iz nanovlaken, ki absorbirajo vodo, za učinkovito odstranjevanje odvečne vode pri bolnikih z odpovedjo ledvic. Vlakna. 2019; 7 (5): 39.

92. Khan I, Saeed K, Khan I. Nanodelci: lastnosti, uporaba in toksičnost. Arab J Chem. 2019; 12 (7): 908–31.

93. Wang L, Zhang Y, Li Y, Chen J, Lin W. Nedavni napredek na področju inženirskih nanomaterialov za zdravljenje akutne ledvične poškodbe. Nano Res. 2021; 14 (4): 920–33.

94. Stamopoulos D, Bouziotis P, Benaki D, Kotsovassilis C, Zirogiannis PN. Uporaba nanobiotehnologije pri hemodializi: poskusi lažne dialize na homocisteinu. Presaditev Nephrol Dial. 2008; 23 (10): 3234–9.

95. Ma Y, Cai F, Li Y, Chen J, Han F, Lin W. Pregled uporabe nanodelcev pri diagnozi in zdravljenju kronične ledvične bolezni. Bioact Mater. 2020; 5 (3): 732–43.

96. Cheah W, Ishikawa K, Othman R, Yeoh F. Nanoporozni biomateriali za adsorpcijo uremičnega toksina v sistemih umetnih ledvic: pregled. 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. Oksidirani nanodelci škroba z visoko adsorpcijo za učinkovito odstranjevanje sečnine. Carbohyd Polym. 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. Grafenske nanoplošče modificirane z amino skupinami z ultrazvočnim sevanjem spremenljive frekvence za potencialno adsorpcijo uremičnih toksinov. NanomaterialiBasel. 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 nanokompozitov najlon 6/modificiranih saj za uporabo pri adsorpciji sečne kisline. Materiali. 2020;13(22):5173.

100. Korsvik C, Patil S, Seal S, Self WT. Mimetične lastnosti superoksid dismutaze, ki jih kažejo nanodelci cerijevega oksida, ustvarjeni s prostim delovnim mestom. Chem Commun. 2007; 10:1056–8.

101. Pirmohamed T, Dowding JM, Singh S, Wasserman B, Heckert E, Karakoti AS, et al. Nanoceria kaže mimetično aktivnost katalaze, odvisno od redoks stanja. Chem Commun. 2010; 46 (16): 2736–8.

102. Xue Y, Luan Q, Yang D, Yao X, Zhou K. Neposredni dokazi za aktivnost odstranjevanja hidroksilnih radikalov nanodelcev cerijevega oksida. J Phys Chem C. 2011; 115 (11): 4433–8.

103. Ni D, Wei H, Chen W, Bao Q, Rosenkrans ZT, Barnhart TE, et al. Nanodelci cerija se srečujejo z jetrno ishemijo-reperfuzijsko poškodbo: popolna nepopolnost. Adv Mater. 2019;31(40):1902956.

104. Fleming RE, Ponka P. Preobremenitev z železom pri človeških boleznih. New Engl J Med. 2012; 366 (4): 348–59.

105. Hamilton JL, Kizhakkedathu JN. Polimerni nanonosilci za zdravljenje sistemske preobremenitve z železom. Mol Cell Ther. 2015;3:3.

106. Kang H, Han M, Xue J, Baek Y, Chang J, Hu S et al. Ledvično čistilni nanokelatorji za terapijo preobremenitve z železom. Nat Commun 2019;10(1):5134.

107. Mobarra N, Shanaki M, Ehteram H, Nasiri H, Sahmani M, Saeidi M, et al. Pregled kelatorjev železa pri zdravljenju sindromov preobremenitve z železom. Int J Hematol Oncol Res. 2016; 10 (4): 239–47.

108. Shapiro SM. Toksičnost bilirubina v razvijajočem se živčnem sistemu. Pediatr Neurol. 2003; 29 (5): 410–21.

109. Peng Z, Yang Y, Luo J, Nie C, Ma L, Cheng C, et al. Nanovlaknene polimerne kroglice iz aramidnih vlaken za učinkovito odstranjevanje bilirubina. Biomater Sci-Uk. 2016; 4 (9): 1392–401.

110. Yang M, Cao K, Sui L, Qi Y, Zhu J, Waas A, et al. Disperzije aramidnih nanovlaken: nov gradnik v nanometru. ACS Nano. 2011; 5 (9): 6945–54.

111. Zhao C, Xue J, Ran F, Sun S. Modifikacija polietersulfonskih membran - pregled metod. Prog Mater Sci. 2013;58(1):76–150.

112. Goldberg AL. Razgradnja beljakovin in zaščita pred napačno zvitimi ali poškodovanimi beljakovinami. Narava. 2003; 426 (6968): 895–9.

113. Furie B, Furie pr. Mehanizmi bolezni: mehanizmi nastanka trombov. New Engl J Med. 2008; 359 (9): 938–49.

114. Arepally GM. Trombocitopenija, ki jo povzroča heparin. kri. 2017; 129 (21): 2864–72.

115. Ratner BD. Združljivost krvi - perspektiva. J Biomat Sci-Polym E. 2000; 11 (11): 1107–19.

116. Mao C, Qiu YZ, Sang HB, Mei H, Zhu AP, Shen J, et al. Različni pristopi za spreminjanje površin biomaterialov za izboljšanje hemokompatibilnosti. Adv Colloid Interface. 2004;110(1-2):5–17.

117. Werner C, Maitz MF, Sperling C. Trenutne strategije za hemokompatibilne premaze. J Mater Chem. 2007; 17 (32): 3376–84.

118. Huang J, Xue J, Xiang K, Zhang X, Cheng C, Sun S, et al. Modifikacija površine polietersulfonskih membran z mešanjem triblok kopolimerov metoksil poli(etilen glikola)-poliuretan-metoksil poli(etilen glikola). Koloidna površina B. 2011; 88 (1): 315–24.

119. Liu X, Xu Y, Wu Z, Chen H. Površine, modificirane s poli(n-vinilpirolidonom) za biomedicinske aplikacije. Macromol Biosci. 2013; 13 (2): 147–54.

120. Li X, Wang M, Wang L, Shi X, Xu Y, Song B, et al. Blok kopolimerno modificirane površine za konjugacijo biomakromolekul z nadzorom količine in aktivnosti. Langmuir. 2013; 29 (4): 1122–8.

121. Modi A, Verma SK, Bellare J. Hidrofilni zif-8 okrašeni go nanosheets izboljšajo biokompatibilnost in učinkovitost ločevanja polietersulfonskih membran iz votlih vlaken: potencialni membranski material za bioumetno uporabo jeter. Mater Sci Eng C. 2018; 91: 524–40.

122. Said N, Abidin MNZ, Hasbullah H, Ismail AF, Goh PS, Othman MHD, et al. Nanodelci železovega oksida so izboljšali biokompatibilnost in odstranitev uremičnega toksina srednje molekule polisulfonskih membran iz votlih vlaken. J Appl Polym Sci. 2019;136(48):48234.

123. Wang L, Gong T, Brown Z, Randle C, Guan Y, Ye W, et al. Magnetni nanodelci, ki jih navdihuje ascidijski heparin-mimetik, s potencialom za uporabo pri hemodializi kot reciklažni antikoagulanti. ACS Biomater Sci Eng. 2020; 6 (4): 1998–2006.

124. Cheng C, Sun S, Zhao C. Napredek pri heparinu in heparinu podobnih/posnemajočih polimerno funkcionaliziranih biomedicinskih membranah. J Mater Chem B. 2014; 2 (44): 7649–72.

125. Nie S, Xue J, Lu Y, Liu Y, Wang D, Sun S, et al. Izboljšana krvna kompatibilnost polietersulfonske membrane s hidrofilno in anionsko površino. Koloidna površina B. 2012; 100: 116–25.

126. Li L, Cheng C, Xiang T, Tang M, Zhao W, Sun S, et al. Modifikacija polietersulfonske hemodializne membrane z mešanjem poliuretana, cepljenega s citronsko kislino, in njegove antikoagulantne aktivnosti. J Membrane Sci. 2012; 405: 261–74.

127. Wang LR, Qin H, Nie SQ, Sun SD, Ran F, Zhao CS. Neposredna sinteza heparinu podobnega poli (eter sulfon) polimera in njegova združljivost s krvjo. Acta Biomater. 2013; 9 (11): 8851–63.

128. Nie S, Tang M, Cheng CS, Yin Z, Wang L, Sun S, et al. Biološko navdahnjena zasnova membrane z vmesnikom, podobnim heparinu: podaljšana koagulacija krvi, zavirana aktivacija komplementa in biološko umetna proliferacija celic, povezana z jetri. Biomater Sci-Uk. 2014; 2 (1): 98–109.

129. Ma L, Qin H, Cheng C, Xia Y, He C, Nie C, et al. Samoprevleka na makrovmesnici, ki jo navdihuje školjka, z izboljšano biokompatibilnostjo in bioaktivnostjo preko dopamina cepljenih heparinu podobnih polimerov in heparina. J Mater Chem B. 2014; 2 (4): 363–75.

130. Meyer TW, Peattie JWT, Miller JD, Dinh DC, Recht NS, Walther JL, et al. Povečanje očistka topljencev, vezanih na beljakovine, z dodatkom sorbenta v dializat. J Am Soc Nephrol. 2007;18(3):868–74.

131. Patzer J. Načela dialize z vezano raztopino. The Apher Dial. 2006;10(2):118–24.

132. Agar JWM. Zelena dializa: prihodnji okoljski izzivi. Dializa semena. 2015; 28 (2): 186–92.

133. Madsen B, Britt DW, Ho C, Henrie M, Ford C, Stroup E, et al. Površinska kemija hemodializne membrane kot ovira za prenos lipopolisaharidov. J Appl Polym Sci. 2015;132(4155021).

134. Lonnemann GR. Kakovost dializata: integriran pristop. Kidney Int. 2000; 5876: S112–9.

135. Susantitaphong P, Riella C, Jaber BL. Vpliv ultračistega dializata na označevalce vnetja, oksidativni stres, prehrano in parametre anemije: meta-analiza. Nephrol Dial Transpl. 2013; 28 (2): 438–46.

136. Gorbet MB, Sefton MV. Endotoksin: nepovabljeni gost. Biomateriali. 2005; 26(34):6811–7.

137. Schepers E, Glorieux G, Eloot S, Hulko M, Boschetti-de-Fierro A, Beck W, et al. Ocena povezave med povečanjem velikosti membranskih por in prepustnostjo endotoksina z uporabo nove eksperimentalne postavitve simulacije dialize. BMC Nefrol. 2018;19(1):1–0.

138. Glorieux G, Hulko M, Speidel R, Brodbeck K, Krause B, Vanholder R. Looking onkraj endotoksina: primerjalna študija zadrževanja pirogena z ultrafiltri, ki se uporabljajo za pripravo sterilne dializne tekočine. Sci Rep 2014; 4: 6390.

139. van Tellingen A, Grooteman M, Schoorl M, Bartels P, Schoorl M, van der Ploeg T, et al. Medsebojni klinični dogodki napovedujejo ravni c-reaktivnega proteina v plazmi pri bolnikih na hemodializi. Kidney Int. 2002;62(2):632–8.

140. Darkow R, Groth T, Albrecht W, Lutzow K, Paul D. Funkcionalizirani nanodelci za vezavo endotoksina v vodnih raztopinah. Biomateriali. 1999; 20 (14): 1277–83.

141. Murphy MC, Patel S, Phillips GJ, Davies JG, Lloyd AW, Gun'Ko VM, et al. Adsorpcija vnetnih citokinov in endotoksina z mezoporoznimi polimeri in aktivnim ogljem. V: RodriguezReinoso F, McEnaney B, Rouquerol J, Unger K, uredniki. Študije površinske znanosti in katalize; 2002. str. 515–20.

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

1 Kidney Disease Center, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou 310003, Zhejiang, Kitajska.

2 Oddelek za nefrologijo, Četrta pridružena bolnišnica, Medicinska fakulteta Univerze Zhejiang, Yiwu 322000, Zhejiang, Kitajska.

3 Mednarodni inštituti za medicino, Četrta pridružena bolnišnica, Medicinska fakulteta Univerze Zhejiang, Yiwu 322000, Zhejiang, Kitajska.

4. Ključni laboratorij za raziskave reproduktivnega zdravja žensk v provinci Zhejiang, Ženska bolnišnica, Medicinska fakulteta Univerze Zhejiang, Hangzhou 310006, Zhejiang, Kitajska.

5 Cancer Center, Univerza Zhejiang, Hangzhou 310058, Zhejiang, Kitajska.