Nejnovější trendy v terapeutické aplikaci umělých materiálů na čištění krve pro onemocnění ledvin

Abstraktní

Čištění krve je běžně používaná metoda k odstranění přebytečného metabolického odpadu v krvi při renální substituční terapii. Dostatečné odstranění těchto toxinů z krve může snížit komplikace a zlepšit životnost dialyzovaných pacientů. Současné biologické materiály pro čištění krve v klinické praxi však nejsou ideální, kde existuje neuspokojená potřeba výroby nových materiálů, které mají lepší biokompatibilitu, sníženou toxicitu a zejména účinnější rychlost odstraňování toxinů a nižší náklady na výrobu. Vzhledem k tomu tento přehled pečlivě shrnul nově vyvinuté inženýrské různé strukturální biomedicínské materiály pro čištění krve z hlediska typů a strukturních charakteristik materiálů pro čištění krve, výrobního procesu a také vlastností nebo mechanismů chemické adsorpce na rozhraní. Tato studie může poskytnout cennou referenci pro výrobu uživatelsky přívětivého čisticího zařízení, které je vhodnější pro klinické aplikace čištění krve u dialyzovaných pacientů.

Klíčová slova

Čištění krve, Renální substituční terapie, Umělé biomateriály, Adsorbent, Polymerní kompozitní membrána.

Kliknutím sem zjistíte, co je Cistanche

Úvod

Uremické toxiny se často hromadí u pacientů se zhoršenou funkcí ledvin, včetně pacientů s terminálním onemocněním ledvin (ESKD). To vede k vážným onemocněním, přičemž léčba náhrady ledvin je jediným řešením pro přežití. Mnoho studií zjistilo sníženou úmrtnost a zprávy o lepší kvalitě života mezi příjemci ledvin; poptávka však převyšuje dostupnost, kde pouze 25 procent pacientů s ESKD dostává ledvinu [1]. Celosvětově se odhaduje, že asi 280 pacientů na milion podstupuje pravidelnou hemodialýzu nebo peritoneální dialýzu, přičemž pětileté přežití těchto lidí je o 13 až 60 procent nižší než u lidí v běžné populaci podobného věku [1–3]. . V důsledku stárnutí populace a také zvýšené prevalence diabetu a hypertenze se očekává, že incidence ESKD v příštích desetiletích poroste [4]. Akumulace uremických retenčních solutů ve vysokých koncentracích je navíc u dialyzovaných pacientů spojena s nepříznivými výsledky, včetně vysoké mortality a celkově nízké kvality života související se zdravím [5–8].

Kreatinin je hlavní uremický toxin a jeho hromadění v krvi způsobuje řadu toxických symptomů, které mohou snížit funkci ledvin a následně urychlit pokles ledvin [9]. Uremické toxiny vázané na protein (PBUT) jsou malé molekuly, které se primárně vážou na transportní protein, lidský sérový albumin v krvi [10] a podílejí se na tvorbě reaktivních forem kyslíku (ROS) [11]. Zatímco je známo, že PBUT jsou spojeny s nepříznivými/toxickými účinky, včetně kardiovaskulárních onemocnění [12–14], progrese selhání ledvin [15] a mortality [5], jejich mechanismy renální clearance a role v uremické patofyziologii zůstávají nejasné [16] ]. Často p-kresylsulfát (PCS), indoxylsulfát (IS), 3-karboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropionová kyselina (CMPF) a indol{{14 Kyselina octová (IAA) jsou nejvíce rozlišující biomarkery urémie a jsou považovány za prototyp uremických toxinů vázaných na proteiny, které mohou vázat více než 90 procent plazmatických proteinů. Všechny čtyři tyto PBUT mají aromatický kruh a iontovou funkční skupinu a mohou tvořit nekovalentní vazby, jako jsou Van der Waalsovy síly a vodíkové vazby, stejně jako elektrostatické a hydrofobní interakce [16]. U PBUT existuje rovnováha mezi oběma formami vázanými na proteiny a nevázanými formami v jejich sekreci a cirkulaci a inherentní clearance nenavázaných toxinů je do značné míry závislá na renální tubulární sekreci prostřednictvím specifických bazolaterálních transportérů organických aniontů (OAT). Cesta produkce a clearance proteinových PBUT je znázorněna na obr. 1 [16]. Uremická toxicita je spojena s endoteliální dysfunkcí a imunitní dysfunkcí, která způsobuje zánět a aktivaci vrozených imunitních efektorů prostřednictvím indukce prozánětlivého stavu, který zahrnuje Toll-like receptory a zánětlivé cytokiny [14]. Dostatečné odstranění těchto toxinů z krve tedy zvyšuje účinnost dialýzy, což následně zvyšuje míru přežití u pacientů s ESKD. Základní mechanismus hemodialýzy je znázorněn na obr. 2. Eliminace přebytečných metabolitů pomocí konvenčních mimotělních terapií náhrady ledvin prostřednictvím semipermeabilních porézních polymerních membrán však v současné době není v klinickém použití účinná. Zejména PBUT je obtížné odstranit hemodialýzou, protože každá z těchto molekul má aromatickou část a iontovou funkční skupinu, která umožňuje vazbu na několik adsorpčních míst na lidském sérovém albuminu [17–20]. Uvádí se, že během vysokoprůtokové hemodialýzy je eliminován méně než 35procentní poměr snížení PCS i IS [11].

Vzhledem k tomu, že hemodialýza jako život udržující mimotělní léčba selhání ledvin, kde velké množství pacientů s ESKD potřebuje dlouhodobou dialýzu, je nutné materiály připravovat jednoduchými a levnými výrobními metodami. Přestože se účinnost a selektivita dialyzačních membrán v posledních desetiletích zlepšila, tradiční dialyzační léčba zůstává nepohodlným, časově náročným a drahým procesem [21–23]. V poslední době bylo vyvinuto několik biomedicínských materiálů pro čištění krve, aby se zvýšila rychlost odstraňování toxinů, z nichž některé mají také vlastnosti, jako je menší toxicita a nízké výrobní náklady. V tomto článku shrnujeme tyto výsledky podle kategorií, abychom nabídli informace pro další výzkum dialyzačních materiálů se zlepšenými vlastnostmi.

Cistanche tubulosa

Biomedicínské materiály pro odstranění toxinů -Adsorbenty

Aktivní uhlí (AC) a zeolit ​​jsou dva běžné adsorbenty používané při čištění pro zvýšení ultrafiltračních vlastností. AC má dlouhou historii v detoxikačních systémech jako adsorpční částice, protože může adsorbovat širokou škálu rozpuštěných látek [24–26]. Má velkou velikost pórů, ale není velikostně selektivní. AC vykazuje vysokou adsorpční kapacitu pro uremické toxiny, ale současně odstraňuje další užitečné molekuly. Zmenšení průměru částice je proveditelný způsob, jak zvýšit vnější povrchovou plochu a tím zvýšit přístupná aktivní místa a rychlou vazbu. Aplikace suspenzí s práškovým aktivním uhlím však vyžaduje membránový filtr, který udrží sorbenty v suspenzi a zabrání jakémukoli kontaktu částic s krví, což obvykle omezuje množství objemu sorbentu a nevyhnutelně vede k nižším koncentracím sorbentů [27]. Ve srovnání s AC mají uhlíkové nanotrubice (CNT) větší povrch, větší poměr stran a lepší adsorpční výkon pro uremické toxiny, a proto jsou považovány za vhodnější materiál pro návrh vysoce účinné membrány pro čištění krve [28–30]. . Liu a kol. vyrobené kuličky porézního uhlíkového adsorbentu obsahujícího dusík (NPCA), které měly další výhody, pokud jde o bezpečnou a účinnou clearance PBUT, a měly uspokojivou hemokompatibilitu in vitro. NPCA byl připraven pyrolýzou zesíťovaných porézních kuliček kopolymeru akrylonitrilu/divinylbenzenu (obr. 3a) [31]. NPCA kuličky vykazovaly vyšší míru adsorpce PBUT (IS, PCS a IAA; 45 procent, 44 procent a 95 procent) a ekvivalentní adsorpční výkon vůči toxinům se střední molekulovou hmotností (PTH a IL-6) v lidské plazmě ve srovnání s HA- 130/MG-150 (komerční adsorbent používaný na klinice). Mechanismus odstraňování PBUT NPCA se připisuje kompetici mezi dusíkatými funkčními skupinami na NPCA a proteiny o vazbu PBUT prostřednictvím elektrostatických interakcí a nemá žádný silný vztah se strukturou pórů (obr. 3b) [31].

Na rozdíl od amorfního AC mohou krystalické adsorbenty umožňovat přímou strukturní charakterizaci, která může pomoci při pochopení interakcí mezi adsorbentem a toxinem, což je kritické pro návrh vynikajících adsorpčních materiálů. Zeolit ​​je jedním z nejlepších inosilikátů hlinitých používaných pro četná molekulární síta a má vysokou odolnost v chemických a tepelných procesech [32]. Zeolity jsou netoxické, stabilní ve vodném roztoku a za fyziologických podmínek se nerozkládají. Kromě toho různé typy mikroporézních zeolitů mají kanálové systémy různých velikostí, které mohou selektivně adsorbovat některé uremické toxiny [33–36] a lze je nalézt přirozeně nebo je lze vyrobit synteticky. Tyto vlastnosti činí zeolity potenciálním materiálem pro aplikace umělých ledvin. Velikost a tvar zeolitových částic jsou důležité pro schopnost vychytávání kreatininu, když jsou zabudovány do membrány [37, 38]. Například mikročástice mají lepší účinnost při adsorpci kreatininu než nanočástice. Mezitím, ve srovnání s tyčinkovými nanočásticemi, jsou sférické nanočástice lepší volbou pro začlenění do elektrostatických polymerních vláken pro zlepšení rychlosti clearance kreatininu [37].

Doplněk Cistanche

Wernet a kol. zkoumali eliminaci uremických toxinů pomocí zeolitů různých strukturních typů [33]. Došli k závěru, že adsorpční vlastnosti zeolitů nezávisí pouze na velikosti kanálků, ale také na interakcích mezi adsorbáty a zeolitovými mřížkami. Přesněji řečeno, zeolitový silikolit (MFI) vykazuje silnou adsorpci p-kresolu (asi 60 procent p-kresolu v roztoku s koncentracemi blízkými koncentracím u uremických pacientů), což je připisováno účinku otevření/velikost kanálu a interakcím vodíkových vazeb. Mechanismy adsorpce jsou znázorněny na obr. 4 (např. adsorpce p-kresolu na silikitový zeolit) [39]. MFI má kratší dobu ekvilibrace a vyšší úroveň adsorpce p-kresolu než membrány na bázi celulózy a syntetické membrány [39]. Kromě toho je možné selektivně eliminovat 75 procent kreatininu v roztoku pomocí kyselého mordenitu (MOR), což je v podstatě způsobeno elektrostatickými interakcemi mezi Ofunkční skupinou a Brønstedtovými místy přítomnými v pórech MOR [33]. Vysoká adsorpce kyseliny močové na iontově vyměněných stilbitech (STI), jako je Ca-STI, K-STI a Na-STI, lze přičíst elektrostatické interakci mezi kationtem a negativním atomem polární molekulární vazby. Existuje však potenciální způsob, jak zvýšit adsorpční vlastnosti STI prostřednictvím tvorby silných kovalentních interakcí pomocí kationtů s afinitou k uremickým toxinům [33]. Bergé-Lefranc a kol. dále prokázali, že čistý oxid křemičitý MFI má lepší kapacitu pro odstranění p-kresolu než hlinitokřemičitanové MFI (Si/Al=30, kompenzující náboje s H plus, Na plus, K plus a Mg2 plus) [34]. Zjistili, že ve srovnání s roztokem jsou afinity p-kresolu k zeolitům obecně sníženy v lidském séru (získaném od dialyzovaných pacientů), protože proteiny ucpaly systém pórů. Zeolity lze tedy použít pouze v ultrafiltrátu bez přímého kontaktu se sérovým albuminem [35].

Metal-organic framework (MOF) je jedním druhem nového hybridního materiálu, který má vysokou tepelnou a chemickou stabilitu a bylo prokázáno, že je účinnější než materiály AC nebo mezoporézní oxid křemičitý díky své ultra vysoké poréznosti a aktivním místům [40–42]. . A povrchová plocha BET a vnitřní průměr MOF klece byly již dříve předpokládány jako klíčové parametry adsorpční kapacity MOF [43]. MOF je vyroben z kovových iontů a organických linkerů prostřednictvím souřadnicových vazeb za účelem vytvoření 1D, 2D nebo 3D struktury [40, 44]. MOF rychle získaly pozornost v aplikacích, ale nejsou omezeny na separaci bioaktivních sloučenin [45], čištění vody [46, 47], dodávání léčiv [48] a separaci plynů [49]. Nicméně použití MOF v aplikacích umělých ledvin je stále v raných fázích. Kromě toho mají MOF výjimečnou odolnost a na rozdíl od jiných tříd krystalických materiálů je lze systematicky studovat a začlenit do řady funkcí [50].

Cistacnhe extrakt

Abdelhameed a kol. referovali o jednom typu MOF na bázi Zr, který byl vypěstován v kompozitu bavlněné tkaniny, který lze regenerovat sonikací pomocí metanolu, přičemž jeho účinnost při odstraňování kreatininu se po třech generačních cyklech snižuje pouze o 16 procent (98 procent vs. 82 procent) [ 51]. Tento kompozit in situ byl přímo formátován bez výroby UiO-66-(COOH)2 a místo toho byl použit dianhydrid 1,2,4,5- benzentetrakarboxylové kyseliny, chlorid zirkoničitý a bavlněná tkanina [51]. Kompozit UiO-66- (COOH)2@bavlna adsorbuje kreatinin prostřednictvím slabých interakcí mezi vazebnými místy MOF a funkčními skupinami kreatininu. Reakční mechanismus je demonstrován na obr. 5. Kromě toho bylo publikováno, že funkcionalizace UiO-66 isvalentními substituenty, jako jsou -NH2, -OH a SO2H, značně zlepšila adsorpční kapacitu změnou elektronických vlastností MOF [52 , 53]. Klaudia a spol. syntetizovali řadu UiO-66 materiálů měnících se s konečným obsahem aminoskupin změnou poměru H2BDC/H2BDC-NH2 a přidáním kyseliny chlorovodíkové (HCl) během modulované syntézy [52]. Potvrdili, že UiO-66-NH2(75 procent) (se 75 mol procenty -aminoskupin) a UiO-66-NH2(75 procent)12,5 procent HCl vykazovaly lepší adsorpční kapacitu pro kyselinu hippurovou a {{39} }indoloctové kyseliny, odhalující analogickou adsorpční kapacitu jako NU-1000, mezitím připravený UiO-66-NH2 stále nevykazoval žádný cytotoxický účinek.

Kato a kol. pozoroval adsorpční chování kresylsulfátu v řadě MOF založených na Zr6-s různou topologií, konektivitou a strukturou linkeru, včetně UiO-66, UiO-67, UiO-NDC, PCN{ {4}}OH, NU-901, NU-1000, NU-1010, NU-1200 a MOF-808 [50]. Tyto MOF na bázi zirkonia mají srovnatelné povrchy a velikosti pórů. Mezi nimi vykazuje nejvyšší účinnost odstraňování toxinů NU{12}}, kde je více než 70 procent p-kresylsulfátu, 98 procent indoxylsulfátu a kyseliny hippurové v roztoku a také asi 93 procent p-kresylsulfátu , lze odstranit z lidského sérového albuminu. To lze přičíst vysoce hydrofobním adsorpčním místům, která jsou sevřena dvěma pyrenovými linkery, a také vodíkové vazbě mezi hydroxylovými skupinami na uzlech Zr6 a iontovými funkčními skupinami adsorbátů [50]. Dvě místa p-kresylsulfátu na NU-1000 jsou znázorněna na obr. 6. Tato dvě místa mají přibližně stejné obsazení, kde dochází k elektrostatickým interakcím s hydroxylovými skupinami na uzlech Zr6 a interakcím π-π s linkery na bázi pyrenu jsou důležitými faktory adsorpční schopnosti. Nicméně Cuchiaro a kol. poukázal na to, že použití NU-1000 je omezené, protože je komerčně nedostupné a železo je žádoucí alternativou zirkonia [43]. Cuchiaro a kol. syntetizované MIL-100(Fe) a MOF-808, oba mají stejný organický linker s MOF-808, ale MIL-100 (Fe) je méně toxický kvůli železu kovové uzly na bázi [43]. Zjistili, že absorpce p-kresylsulfátu pro MIL-100(Fe) byla třikrát vyšší než pro MOF-808, což méně korelovalo s plochou povrchu BET, velikostí okénka pórů, průměrem klece a počtem aromatické uhlíky v organickém linkeru, což naznačuje, že interakce kov-železo se mohou vyskytovat příznivěji v MIL-100(Fe) než MOF-808.

Inspirováni samočistící schopností ledvin, Chen a spol. navrhli nový adsorbent nazvaný molekulárně vtisknuté polymerní inverzní opálové částice (MIPIOPs) [54]. Zde se fluidní prostředí používá k vyřešení dilematu nedostatečného kontaktu mezi adsorpčními materiály a cílovými molekulami. MIPIOP jsou zabudovány do mikrofluidního čipu s rybí kostní směšovačem a měřítko lze snadno zesílit tak, aby pojal velký počet MIPIOP pro čištění. Kromě toho mohou kanály rybí kosti generovat chaotickou advekci tekutiny, a proto zlepšit účinnost míchání a adsorpce mezi cílovými biomolekulami a MIPIOP. MIPIOP se vyrábí kombinačním procesem otiskování (obr. 7). Nejprve byly vyrobeny kuličky koloidních krystalů oxidu křemičitého (SCCB) a poté nanočástice oxidu křemičitého na povrchu SCCB adsorbovaly lysozym prostřednictvím elektrostatické interakce. Následující krok vyplnil prázdné prostory mezi nanočásticemi oxidu křemičitého lysozymem funkcionalizovaných SCCB pomocí prequel směsi methakrylátové želatiny (GelMA), polyethylenglykoldiakrylátu (PEGDA), močoviny a kreatininu. Poté byly SCCB a otiskové molekuly, včetně lysozymu, močoviny a kreatininu, odstraněny z polymeru před gelem. Výsledné MIPIOP mají více molekulárních vazebných míst pro lysozym na povrchu, zatímco močovina a kreatinin jsou uvnitř. MIPIOP mají jedinečné vlastnosti a vykazují dobrou krevní kompatibilitu a bylo prokázáno, že jejich adsorpční kapacita je stabilní i po pětinásobném použití [54]. Navíc díky vysoce uspořádaným 3D porézním strukturám mají vlastnosti fotonického pásma, které umožňují monitorování a vlastní hlášení stavu adsorpce.

Cyklodextriny (CD) jsou cyklické oligosacharidy toroidního tvaru složené z 6-8 jednotek D-glukózy ( , , ), s hydrofilním vnějším povrchem a relativně hydrofobní vnitřní dutinou, které mohou zapouzdřit různé lipofilní hosty nebo makromolekuly s nízkou molekulovou hmotností [55 , 56]. -CD ve tvaru pohárku se skládá ze 7 glukózových jednotek a nejčastěji se používá díky citlivému rozpoznávání různých hydrofobních molekul vytvořením komplexu CD-host. Li a kol. poprvé navrhli přidání síťovaných poly- -cyklodextrinů (PCD) do dialyzátu vnějšího dialyzátoru pro zlepšení účinnosti přenosu hmoty indoxylsulfátu (IS) (obr. 8a) [56]. PCD byl syntetizován zesítěním mezi -CD a epichlorhydrinem (ECH). -CD se nejprve rozpustí v roztoku NaOH, poté se do směsi přidá ECH a směs se následně míchá 2 hodiny při 30 stupních. Podle původní studie je maximální vazebná kapacita PCD pro IS asi 45 mg g-1 a v experimentu se simulací dialýzy se zavedením PCD bylo dosaženo 21procentního zvýšení rychlosti odstraňování. Mechanismus vazby IS na PCD může spočívat v tom, že indolový kruh IS je ubytován v dutině -CD prostřednictvím hydrofobní interakce a vodíkové vazby [56]. Tato nová strategie nemá žádný negativní dopad na dialyzační membránu a je bezpečná pro klinickou aplikaci, protože PCD bylo prokázáno s nízkou rychlostí hemolýzy a nemohlo proniknout membránou do kontaktu s krví (hydrodynamický průměr polymeru je 9 nm). Li a kol. dále porovnal adsorpční kapacitu poly- -cyklodextrinů, poly{25}}cyklodextrinů a poly{26}}cyklodextrinů a poly{27}}cyklodextrinů, které měly nejlepší výsledky s maximální vazebnou kapacitou kresolsulfátu (PCS) (263 mg g-1) [57]. Zjistili, že clearance PCS v plazmě prostřednictvím jednorázového režimu (obr. 8b) je účinnější než recyklovaný režim (96 procent vs. 43 procent), což je způsobeno rozdílem v koncentraci PCS mezi plazmou a dialyzátem, který se zvyšuje s odstraněním PCS. A PCS (96 procent), kyselina hippurová (98 procent) a kyselina chinolinová (97 procent) v plazmě byly odstraněny v systému dialyzátu s přidaným PCD, což dále objasňuje širokospektrální vlastnosti PCD při odstraňování PBUT [57].

MXeny jsou skupinou dvourozměrných karbidů a nitridů přechodných kovů s obecnou strukturou Mn plus 1XnTx (M je raný přechodný kov, jako je Ti, V, Nb atd.; n plus 1=1-3; X je C a/nebo N; Tx představuje povrchová zakončení, jako je O, OH, F a/nebo Cl) [58, 59]. MXeny mají jedinečnou kombinaci vlastností, včetně hydrofilních díky funkcionalizovaným povrchům a stabilních koloidních roztoků ve vodě díky vysokému negativnímu zeta potenciálu, a byly v posledních letech rozsáhle zkoumány v biomedicínské oblasti [58]. Ti3C2Tx je prvním hlášeným a nejvíce studovaným členem MXenes a je známo, že účinně adsorbuje močovinu. A v předchozích studiích in vivo bylo silně prokázáno, že Ti3C2Tx má relativně vysokou biokompatibilitu a nízkou biotoxicitu [60]. V práci Zhao et al. byl jako adsorbent použit Ti3C2Tx (Ti3C2-F, Ti3C2-O, Ti3C2-OH, vyrobený z prekurzoru Ti3AlC2 za použití 10 % hmotn. kyseliny fluorovodíkové). ve vodném roztoku a ve srovnání s konvenčním aktivním uhlím vykazoval vysokou adsorpční rychlost a vyšší adsorpční kapacitu vůči kreatininu a kyselině močové [59]. Vysoká afinita mezi Ti3C2Tx a kreatininem v adsorpčním procesu je připisována hydrofilním povrchovým zakončením Ti3C2Tx a intračásticové difúzi kreatininu mezi vrstvou Ti3C2Tx. V procesu adsorpce kyseliny močové však může vysoká afinita pocházet z vodíkových vazeb (TiOH…N) a van der Waalsových interakcí. A co víc, vezmeme-li v úvahu, že Ti3C2Tx účinně adsorbuje močovinu, kreatin a kyselinu močovou, stejně jako kationty elektrolytů (K plus, Ca2 plus, Mg2 plus atd.), mohou také obsadit aktivní místa Ti3C2Tx, Zhao et al. navrhl, že Ti3C2Tx má potenciál být použit jako účinný sorbent pro regeneraci dialyzátu. Nedávno Wang a kol. připravil nanovrstvu Ti3C2Tx delaminací naleptaného Ti3C2Tx v odvzdušněné vodě pomocí ultrazvuku a poprvé objevil ultravysokou schopnost odstraňování Ti3C2Tx směrem k IL-6, která prokázala 13,4krát vyšší účinnost než tradiční aktivní uhlí a mnohem rychlejší rychlost odstraňování [ 61]. Hlavním mechanismem adsorpce je tvorba vodíkových vazeb mezi MXene a IL-6 (TI-X … HNC=O), stejně jako imobilizace IL-6 na povrchu MXene nanovrstvy.

Kapsle Cistanche

Závěr

Na závěr jsme shrnuli nový biomateriál pro čištění krve, který byl hlášen v posledních letech. Tyto biomateriály byly zhruba rozděleny do 3 kategorií, včetně adsorbentů, polymerních kompozitních membrán a nanomateriálů. Adsorbenty, jako jsou zeolity, aktivní uhlí a CTN, jsou běžně začleňovány do polymerních materiálů pro zvýšení ultrafiltrační kapacity. Když jsou adsorpční částice rozptýleny v polymerní matrici, účinnost odstraňování uremických toxinů může být výrazně zlepšena kombinací adsorpce a difúze uremických retenčních solutů, což bylo ověřeno ve studiích souvisejících s MMM a f-CNT/PES kompozitními membránami. Vzhledem k velkému povrchu a poréznosti vykazují nanomateriály i MOF příznivé adsorpční schopnosti. Kromě toho je výroba polymerních nanovláken nákladově efektivní a MOF na bázi Zr mají dobrou znovupoužitelnost.

Permeace je životně důležitá vlastnost membrány používané pro hemodiafiltraci, protože nízká rychlost odstraňování toxinů způsobuje, že pacienti trpí dlouhými obdobími dialýzy, která je náročnější. Když je koncentrace volného toxinu na straně dialyzátu udržována na nízkých úrovních, dochází k kontinuální hnací síle difúze po celé délce hemodialyzátoru, zejména u PBUT [130, 131]. Jak je uvedeno v tomto článku, materiály s velkým povrchem a porozitou jsou slibnými kandidáty pro výrobu hemodialyzačních membrán. Zabudování adsorpčních částic do matrice polymerní membrány je také účinnou metodou pro dosažení účinnější rychlosti clearance uremických toxinů, což je způsobeno udržováním rozdílu koncentrací. Existuje také několik adsorbentů, jejichž adsorpční schopnost méně koreluje se strukturou pórů, jako jsou kuličky NPCA. Proto je klíčové analyzovat příslušnou molekulární strukturu adsorbentu a uremických toxinů, jakož i vzájemné interakce mezi nimi.

Dialýza je pro pacienty s ESKD dlouhodobou a život udržující léčbou a k získání čisté dialyzační vody pro jednu hemodialýzu je zapotřebí téměř 500 l vody z vodovodu, což je vysoké náklady i spotřeba energie [132]. Jednoduchý a levný způsob výroby dialyzačního materiálu má proto velký význam pro jeho klinické použití. Kromě toho se mikrobiologický biofilm způsobený stagnací vody bude stále tvořit, když je potrubní systém nedostatečný nebo dojde k nesprávné údržbě stroje [133, 134]. Růst bakterií a lýza v systému čištění vody, a tím i pyrogeny, by mohly být přeneseny do krve pacientů, což způsobuje mikrozánětlivý stav, což vede ke kardiovaskulárním vedlejším účinkům nebo akutním vedlejším účinkům, jako je horečka a svalové křeče [133–139]. . Bylo popsáno několik sorbentových systémů pro odstraňování endotoxinů (např. lipopolysacharidů), jako jsou funkcionalizované nanočástice [140], aktivní uhlí [26, 141], přidání kopolymeru PS-poly (ethylenglykol) (PS-PEG) a bělidla. sterilizace [133]. Kromě toho MMM nabízí vynikající odstranění endotoxinů a působí jako bezpečnostní bariéra, která zabraňuje zánětlivým reakcím bez snížení odstraňování uremických toxinů [71]. Obecně jsou biomateriály s dlouhodobou a vysokou ultrafiltrací, příznivou biokompatibilitou a nákladově efektivními metodami výroby ideálními kandidáty pro čištění krve. I když nové biomateriály zmíněné v tomto přehledu mají zlepšenou adsorpční kapacitu a biokompatibilitu, zbývá ještě mnoho práce, která se zaměřuje na úpravu materiálů tak, aby byly vhodné pro klinické použití.

Reference

1. Webster AC, Nagler EV, Morton RL, Masson P. Chronické onemocnění ledvin. Lanceta. 2017;389(10075):1238–52.

2. Tonelli M, Wiebe N, Knoll G, Bello A, Browne S, Jadhav D, et al. Systematický přehled: transplantace ledvin ve srovnání s dialýzou v klinicky relevantních výsledcích. Am J Transplant. 2011;11(10):2093–109.

3. Nordio M, Limido A, Maggiore U, Nicelatti M, Postorino M, Quintaliani G. Přežití u pacientů léčených dlouhodobě dialýzou ve srovnání s běžnou populací. Am J Kidney Dis. 2012;59(6):819–28.

4. Liyanage T, Ninomiya T, Jha V, Neal B, Patrice HM, Okpechi I, et al. Celosvětový přístup k léčbě konečného onemocnění ledvin: systematický přehled. Lanceta. 2015;385(9981):1975–82.

5. Bammens B, Evenepoel P, Keuleers H, Verbeke K, Vanrenterghem Y. Volné sérové ​​koncentrace retenčního roztoku p-kresolu vázaného na proteiny předpovídají mortalitu u hemodialyzovaných pacientů. Kidney Int. 2006;69(6):1081–7.

6. Cheung AK, Rocco MV, Yan G, Leypoldt JK, Levin NW, Greene T a kol. Hladiny mikroglobulinu beta{1}} v séru předpovídají mortalitu u dialyzovaných pacientů: výsledky domácí studie. J Am Soc Nephrol. 2006;17(2):546–55.

7. Ito S, Osaka M, Higuchi Y, Nishijima F, Ishii H, Yoshida M. Indoxyl sulfát indukuje interakce leukocyt-endotel prostřednictvím up-regulace selekce. J Biol Chem. 2010;285(50):38869–75.

8. Duranton F, Cohen G, De Smet R, Rodriguez M, Jankowski J, Vanholder R, et al. Normální a patologické koncentrace uremických toxinů. J Am Soc Nephrol. 2012;23(7):1258–70.

9. Panasyuk-Delaney T, Mirsky VM, Wolfbeis OS. Kapacitní kreatininový senzor založený na fotografovaném molekulárně vtisknutém polymeru. Elektroanalýza. 2002;14(3):221–4.

10. Vanholder R, De Smet R, Glorieux G, Argiles A, Baurmeister U, Brunet P a kol. Přehled uremických toxinů: klasifikace, koncentrace a interindividuální variabilita. Kidney Int. 2003;63(5):1934–43.

11. Itoh Y, Ezawa A, Kikuchi K, Tsuruta Y, Niwa T. Uremické toxiny vázané na proteiny u hemodialyzovaných pacientů měřené kapalinovou chromatografií/tandemovou hmotnostní spektrometrií a jejich účinky na produkci endoteliálních ros. Anal Bioanal Chem. 2012;403(7):1841–50.

12. Lin CJ, Pan CF, Liu HL, Chuang CK, Jayakumar T, Wang TJ a kol. Úloha uremických toxinů vázaných na proteiny při onemocnění periferních tepen a selhání cévního přístupu u pacientů na hemodialýze. Ateroskleróza. 2012;225(1):173–9.

13. Wu PH, Lin YT, Chiu YW, Baldanzi G, Huang JC, Liang SS a kol. Vztah indoxylsulfátu a p-kresylsulfátu s cílovými kardiovaskulárními proteiny u hemodialyzovaných pacientů. Sci Rep. 2021;11(1):3786.

14. Falconi CA, Junho CVDC, Fogaça-Ruiz F, Vernier ICS, Da Cunha RS, Stinghen AEM a kol. Uremické toxiny: alarmující nebezpečí týkající se kardiovaskulárního systému. Přední Physiol. 2021;12:686249.

15. Wu IW, Hsu KH, Lee CC, Sun CY, Hsu HJ, Tsai CJ a kol. P-kresylsulfát a indoxylsulfát předpovídají progresi chronického onemocnění ledvin. Transplantace nefrolového číselníku. 2011;26(3):938–47.

16. Daneshamouz S, Eduok U, Abdelrasoul A, Shoker A. Uremické toxiny vázané na protein (PBUTS) u pacientů s chronickým onemocněním ledvin (CKD): cesta produkce, výzvy a nedávné pokroky v renální clearance PBUTS. NanoImpact. 2021;21:100299.

17. Ghuman J, Zunszain PA, Petitpas I, Bhattacharya AA, Otagiri M, Curry S. Strukturální základ vazebné specifity lidského sérového albuminu. 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. Odstranění hydrofobních uremických toxinů vázaných na proteiny kombinovanou separační a adsorpční technikou frakcionované plazmy. Artif varhany. 2013;37(4):409–16.

19. Berge-Lefranc D, Chaspoul F, Cerini C, Brunet P, Gallice P. Termodynamická studie interakce indoxylsulfátu s lidským sérovým albuminem a kompetitivní vazby s p-kresylsulfátem. 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. Interakce lidského sérového albuminu s uremickými toxiny: termodynamická studie. RSC Adv. 2017;7(45):27913–22.

21. Baboolal K, McEwan P, Sondhi S, Spiewanowski P, Wechowski J, Wilson K. Náklady na renální dialýzu v prostředí Spojeného království--multicentrická studie. Transplantace nefrolového číselníku. 2008;23(6):1982–9.

22. Harris A, Cooper BA, Li JJ, Bulfone L, Branley P, Collins JF a kol. Nákladová efektivita včasného zahájení dialýzy: randomizovaná kontrolovaná studie. Am J Kidney Dis. 2011;57(5):707–15.

23. Young BA, Chan C, Blagg C, Lockridge R, Golper T, Finkelstein F a kol. Jak překonat bariéry a založit úspěšný domácí HD program. Clin J Am Soc Nephrol. 2012;7(12):2023–32.

24. Dinh DC, Recht NS, Hostetter TH, Meyer TW. Hemoperfuze potaženého uhlíku poskytuje omezenou clearance rozpuštěných látek vázaných na proteiny. Artif varhany. 2008; 32(9):717–24.

25. Jasan SR. Sorbenty v léčbě urémie: krátká historie a velká budoucnost. Semin Dial. 2009;22(6):615–22.

26. Gun'Ko VM, Betz WR, Patel S, Murphy MC, Mikhalovsky SV. Adsorpce lipopolysacharidu na uhlíkových sítech. Uhlík. 2006;44(7):1258–62.

27. Ash SR, Sullivan TA, Carr DJ. Sorbentové suspenze vs. Sorbentové kolony pro mimotělní detoxikaci při jaterním selhání. Ther Apher Dial. 2006;10(2):145–53.

28. Ye C, Gong Q, Lu F, Liang J. Adsorpce uremických toxinů na uhlíkových nanotrubičkách. Sep Purif Technol. 2007;58(1):2–6.

29. Lu C, Su F. Adsorpce přírodní organické hmoty uhlíkovými nanotrubičkami. Sep Purif Technol. 2007;58(1):113–21.

30. Spitalsky Z, Tasis D, Papagelis K, Galiotis C. Kompozity uhlíkové nanotrubice-polymer: chemie, zpracování, mechanické a elektrické vlastnosti. Prog Polym Sci. 2010;35(3):357–401.

31. Liu Y, Peng X, Hu Z, Yu M, Fu J, Huang Y. Výroba nového porézního uhlíkového adsorbentu obsahujícího dusík pro odstranění uremických toxinů vázaných na proteiny. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2021;121:111879.

32. Soldatkin OO, Soy E, Errachid A, Jaffrezic-Renault N, Akata B, Soldatkin AP a kol. Vliv složení nanobiokompozitů zeolit/enzym na analytické vlastnosti močovinového biosenzoru na bázi iontově selektivních tranzistorů s efektem pole. Sens Lett. 2011;9(6SI):2320–6.

33. Wernert V, Schäf O, Ghobarkar H, Denoyel R. Adsorpční vlastnosti zeolitů pro aplikace umělých ledvin. Micropor Mesopor Mat. 2005;83(1): 101–13.

34. Bergé-Lefranc D, Pizzala H, Paillaud JL, Schäf O, Vagner C, Boulet P a kol. Adsorpce malých molekul uremického toxinu na zeolitech typu mfi z vodného roztoku. Adsorpce. 2008;14(2):377–87.

35. Bergé-Lefranc D, Vagner C, Calaf R, Pizzala H, Denoyel R, Brunet P a kol. In vitro eliminace proteinově vázaného uremického toxinu p-kresolu zeolity typu mfi. Micropor Mesopor Mat. 2012;153:288–93.

36. Namekawa K, Tokoro Schreiber M, Aoyagi T, Ebara M. Výroba zeolit-polymerních kompozitních nanovláken pro odstranění uremických toxinů u pacientů se selháním ledvin. Biomater Sci-Uk 2014;2(5):674–9.

37. Lu L, Chen C, Samarasekera C, Yeow JTW. Vliv tvaru a velikosti zeolitů na jejich schopnost adsorbovat uremický toxin jako prášky a jako plniva v membránách. 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. Vliv velikosti částic zeolitu na výkonnost membrán se smíšenou matricí polymerního zeolitu. J Membrane Sci. 2000;175(2):285–8.

39. Wernert V, Schäf O, Faure V, Brunet P, Dou L, Berland Y a kol. Adsorpce uremického toxinu p-kresolu na hemodialyzační membrány a mikroporézní adsorbent zeolit ​​silikát. J Biotechnol. 2006;123(2):164–73.

40. Furukawa H, Cordova KE, O'Keeffe M, Yaghi OM. Chemie a aplikace kov-organických konstrukcí. Věda. 2013;341(6149):974.

41. Haque E, Jun JW, Jhung SH. Adsorpční odstranění methyloranže a methylenové modři z vodného roztoku pomocí kovově-organického konstrukčního materiálu, tereftalátu železa (mof-235). J Hazard Mater. 2011;185(1):507–11.

42. Fletcher AJ, Thomas KM, Rosseinsky MJ. Flexibilita v kov-organických nosných materiálech: vliv na sorpční vlastnosti. J Solid State Chem. 2005;178(8):2491–510.

43. Cuchiaro H, Thai J, Schaffner N, Tuttle RR, Reynolds M. Zkoumání prostoru parametrů adsorpce p-kresylsulfátu v kov-organických strukturách. Rozhraní ACS Appl Mater. 2020;12(20):22572–80.

44. Tan J, Civalleri B. Kovovo-organické konstrukce a hybridní materiály: od základů k aplikacím. Crystengcomm. 2015;17(2):197–8.

45. Abdelhameed RM, Abdel-Gawad H, Taha M, Hegazi B. Separace bioaktivního chamazulenu z extraktu z heřmánku pomocí kovově-organické struktury. J Pharmaceut Biomed. 2017;146:126–34.

46. ​​Mon M, Bruno R, Ferrando-Soria J, Armentano D, Pardo E. Kovovo-organické rámcové technologie pro sanaci vody: směrem k udržitelnému ekosystému. J Mater Chem A. 2018;6(12):4912–47.

47. Abdelhameed RM, Abdel-Gawad H, Elshahat M, Emam HE. Kompozit Cu–btc@cotton: návrh a odstranění ethionového insekticidu z vody. RSC Adv. 2016;6(48):42324–33.

48. Huxford RC, Della Rocca J, Lin W. Kovovo-organické struktury jako potenciální nosiče léčiv. Curr Opin Chem Biol. 2010;14(2):262–8.

49. Rodenas T, Luz I, Prieto G, Seoane B, Miro H, Corma A, et al. Nanovrstvy kov-organické struktury v polymerních kompozitních materiálech pro separaci plynů. Nat Mater. 2015;14(1):48–55.

50. Kato S, Otake K, Chen H, Akpinar I, Buru CT, Islamoglu T, et al. Kovovo-organické rámce na bázi zirkonia pro odstranění uremického toxinu vázaného na protein z lidského sérového albuminu. J Am Chem Soc. 2019;141(6):2568–76.

51. Abdelhameed RM, Rehan M, Emam HE. Tvarování kompozitu mof@bavlny na bázi zr pro potenciální aplikaci ledvin. Carbohyd Polym. 2018; 195:460–7.

52. Dymek K, Kurowski G, Kuterasinski L, Jedrzejczyk R, Szumera M, Sitarz M, et al. Při hledání účinných auto-66 kov-organických konstrukcí pro aplikaci umělých ledvin. ACS Appl Mater Inter. 2021;13(38):45149–60.

53. Zhu J, Wu L, Bu Z, Jie S, Li B. Polyethyleniminem modifikované kovové-organické struktury UiO-66-nh2 (zr): příprava a zvýšená selektivní adsorpce co2. ACS Omega. 2019;4(2):3188–97.

54. Chen H, Bian F, Sun L, Zhang D, Shang L, Zhao Y. Hierarchicky molekulárně otištěné porézní částice pro biomimetické čištění ledvin. Adv Mater. 2020; 32(52):2005394.

55. Mejia-Ariza R, Grana-Suarez L, Verboom W, Huskens J. Supramolekulární nanočástice na bázi cyklodextrinu pro biomedicínské aplikace. J Mater Chem B. 2017;5(1):36–52.

56. Li J, Han L, Liu S, He S, Cao Y, Xie J a kol. Odstranění indoxylsulfátu pomocí ve vodě rozpustných poly-cyklodextrinů při dialýze. Koloidní povrch B. 2018;164:406–13.

57. Li J, Han L, Xie J, Liu S, Jia L. Multi-sites polycyklodextrinové adsorbenty pro odstranění uremických toxinů vázaných na proteiny v kombinaci s hemodialýzou. Carbohyd Polym. 2020;247:116665.

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

59. Zhao Q, Seredych M, Precetti E, Shuck CE, Harhay M, Pang R a kol. Adsorpce uremických toxinů pomocí ti3c2tx muži pro regeneraci dialyzátu. ACS Nano. 2020;14(9):11787–98.

60. Dai C, Lin H, Xu G, Liu Z, Wu R, Chen Y. Biokompatibilní 2d kompozitní nanovrstvy karbidu titanu (mxeny) pro ph-responzivní MR řízenou nádorovou hypertermii. Chem Mater. 2017;29(20):8637–52.

61. Wang T, Sun X, Guo X, Zhang J, Yang J, Tao S a kol. Ultraúčinně uklidňující cytokinové bouře pomocí ti (3) c (2) t (x) mxenu. Malé metody. 2021;5(5): e2001108.

62. Tian H, Tang Z, Zhuang X, Chen X, Jing X. Biodegradabilní syntetické polymery: příprava, funkcionalizace a biomedicínská aplikace. Prog Polym Sci. 2012;37(2):237–80.

63. Weber V, Linsberger I, Hauner M, Leistner A, Leistner A, Falkenhagen D. Neutrální styren-divinylbenzenové kopolymery pro adsorpci toxinů při selhání jater. Biomakromolekuly. 2008;9(4):1322–8.

64. Jiang X, Xiang T, Xie Y, Wang R, Zhao W, Sun S a kol. Funkční polyethersulfonové částice pro odstranění bilirubinu. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 2015;27(2):28.

65. Lu L, Samarasekera C, Yeow JTW. Schopnost adsorpce kreatininu na elektrospun polyakrylonitrilových (PAN)-zeolitových nanovlákenných membránách pro potenciální aplikace umělých ledvin. J Appl Polym Sci 2015;132(34): 42418- 26.

66. Lu L, Yeow JTW. Studie adsorpce indoxylsulfátu zeolity a polyethersulfon-zeolitové kompozitní membrány. Mateřský design. 2017;120: 328–35.

67. Tijink MS, Wester M, Sun J, Saris A, Bolhuis-Versteeg LA, Saiful S, et al. Nový přístup k čištění krve: membrány se smíšenou matricí kombinující difúzi a adsorpci v jednom kroku. Acta Biomater. 2012;8(6):2279–87.

68. Tijink MSL, Wester M, Glorieux G, Gerritsen KGF, Sun J, Swart PC a kol. Membrány z dutých vláken se smíšenou matricí pro odstranění toxinů vázaných na proteiny z lidské plazmy. Biomateriály. 2013;34(32):7819–28.

69. Pavlenko D, van Geffen E, van Steenbergen MJ, Glorieux G, Vanholder R, Gerritsen KGF et al. Nové nízkoprůtokové směsné matricové membrány nabízejí vynikající odstranění toxinů vázaných na proteiny z lidské plazmy. Sci Rep 2016;6:34429.

70. Geremia I, Pavlenko D, Maksymow K, Rueth M, Lemke HD, Stamatialis D. Ex vivo hodnocení krevní kompatibility hemodialyzačních membrán smíšené matrice. Acta Biomater. 2020;111:118–28.

71. Geremia I, Bansal R, Stamatialis D. In vitro hodnocení smíšené matricové hemodialyzační membrány pro dosažení dialyzátu bez endotoxinů v kombinaci s vysokým odstraněním uremických toxinů z lidské plazmy. Acta Biomater. 2019;90:100–11.

72. Nie C, Ma L, Xia Y, He C, Deng J, Wang L a kol. Nové kompozitní membrány z uhlíkových nanotrubic/pes napodobujících heparin polymerním kartáčkem pro bezpečné a účinné čištění krve. J Membrane Sci. 2015;475:455–68.

73. Zhang Y, Lim CT, Ramakrishna S, Huang Z. Nedávný vývoj polymerních nanovláken pro biomedicínské a biotechnologické aplikace. J Mater Sci Mater Med. 2005;16(10):933–46.

74. Ramakrishna S, Fujihara K, Teo W, Yong T, Ma Z, Ramaseshan R. Elektrospun nanovlákna: řešení globálních problémů. Mater Today. 2006;9(3):40–50.

75. Huang Z, Zhang YZ, Kotaki M, Ramakrishna S. Přehled polymerních nanovláken elektrostatickým zvlákňováním a jejich aplikací v nanokompozitech. Compos Sci Technol. 2003;63(15):2223–53.

76. Fu GD, Xu LQ, Yao F, Zhang K, Wang XF, Zhu MF a kol. Inteligentní nanovlákna z kombinované živé radikálové polymerace, „klikací chemie“ a elektrostatického zvlákňování. ACS Appl Mater Inter. 2009;1(2):239–43.

77. Kim Y, Ebara M, Aoyagi T. Chytrý web z nanovláken, který zachycuje a uvolňuje buňky. Angew Chem Int Ed. 2012;51(42):10537–41.

78. Wang XY, Drew C, Lee SH, Senecal KJ, Kumar J, Samuelson LA. Technologie elektrostatického zvlákňování: nový přístup k aplikaci senzorů. J Macromol Sci Pure Appl Chem. 2002; A39(10):1251–8.

79. Barhoum A, Pal K, Rahier H, Uludag H, Kim IS, Bechelany M. Nanovlákna jako materiály nové generace: od výrobních technik zvlákňování a nanospinningu po nové aplikace. Appl Mater dnes. 2019;17:1–35.

80. Peh P, Lim NSJ, Blocki A, Chee SML, Park HC, Liao S a kol. Současné dodávání vysoce různorodých bioaktivních sloučenin ze směsných elektrospunových vláken pro hojení kožních ran. Bioconjugate Chem. 2015;26(7):1348–58.

81. Qi R, Guo R, Shen M, Cao X, Zhang L, Xu J a kol. Elektricky zvlákňovaná poly(mléčná-ko-glykolová kyselina)/haloysitová kompozitní nanotrubičková nanovlákna pro zapouzdření léčiva a prodloužené uvolňování. J Mater Chem. 2010;20(47):10622–9.

82. Salalha W, Kuhn J, Dror Y, Zussman E. Zapouzdření bakterií a virů v elektricky zvlákňovaných nanovláknech. Nanotechnologie. 2006;17(18):4675–81.

83. Luo Y, Nartker S, Miller H, Hochhalter D, Wiederoder M, Wiederoder S, a kol. Povrchová funkcionalizace elektrozvlákňovaných nanovláken pro detekci např. Coli o157:h7 a tělesné buňky v biosenzoru s přímým přenosem náboje. Biosens Bioelektron. 2010;26(4):1612–7.

84. Esmaeili A, Haseli M. Elektrostatické zvlákňování termoplastických nanovláken karboxymethylcelulózy/poly (ethylenoxidu) pro použití v systémech uvolňování léčiv. Mat Sci Eng C-Mater. 2017;77:1117–27.

85. Han D, Steckl AJ. Triaxiální elektrospřádané nanovlákenné membrány pro kontrolované duální uvolňování funkčních molekul. ACS Appl Mater Inter. 2013;5(16):8241–5.

86. Bahramimehr F, Esmaeili A. Produkce hybridních nanovláken na bázi /pan/fe3o4/zeolit/kopřivový rostlinný extrakt/ureáza a deformovaný koaxiální přírodní polymer pro snížení toxicity materiálů v krvi dialyzovaných pacientů. J Biomed Mater Res A. 2019;107(8):1736–43.

87. Irfan M, Idris A, Yusof NM, Khairuddin NFM, Akhmal H. Povrchová modifikace a zvýšení výkonu nano-hybridních f-mwcnt/pvp90/pes hemodialyzačních membrán. J Membrane Sci. 2014;467:73–84.

88. Niyogi S, Hamon MA, Hu H, Zhao B, Bhowmik P, Sen R, et al. Chemie jednostěnných uhlíkových nanotrubic. Accounts Chem Res. 2002;35(12):1105–13.

89. Raravikar NR, Schadler LS, Vijayaraghavan A, Zhao Y, Wei B, Ajayan PM. Syntéza a charakterizace tloušťkově zarovnaných uhlíkových nanotrubicových polymerních kompozitních filmů. Chem Mater. 2005;17(5):974–83.

90. Valcárcel M, Cárdenas S, Simonet BM, Moliner-Martínez Y, Lucena R. Uhlíkové nanostruktury jako sorbentní materiály v analytických procesech. TrAC Trends Analyt Chem. 2008;27(1):34–43.

91. Tsuge M, Takahashi K, Kurimoto R, Fulati A, Uto K, Kikuchi A, et al. Výroba nanovlákenných sítí absorbujících vodu k účinnému odstranění přebytečné vody pacientům se selháním ledvin. Vlákna. 2019;7(5):39.

92. Khan I, Saeed K, Khan I. Nanočástice: vlastnosti, aplikace a toxicita. Arab J Chem. 2019;12(7):908–31.

93. Wang L, Zhang Y, Li Y, Chen J, Lin W. Nedávné pokroky v inženýrských nanomateriálech pro terapii akutního poškození ledvin. Nano Res. 2021;14(4):920–33.

94. Stamopoulos D, Bouziotis P, Benaki D, Kotsovassilis C, Zirogiannis PN. Využití nanobiotechnologie v hemodialýze: falešné dialyzační experimenty na homocysteinu. Transplantace nefrolového číselníku. 2008;23(10):3234–9.

95. Ma Y, Cai F, Li Y, Chen J, Han F, Lin W. Přehled aplikace nanočástic v diagnostice a léčbě chronického onemocnění ledvin. Bioact Mater. 2020;5(3):732–43.

96. Cheah W, Ishikawa K, Othman R, Yeoh F. Nanoporézní biomateriály pro adsorpci uremického toxinu v systémech umělých ledvin: přehled. 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 a kol. Vysoce adsorpční oxidované nanočástice škrobu pro účinné odstranění močoviny. 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 a kol. Grafenové nanodestičky modifikované aminoskupinami ultrazvukovým zářením o různé frekvenci pro potenciální adsorpci uremických toxinů. Nanomateriály Basilej. 2019;9(9):1261.

99. Andrade-Guel M, Ávila-Orta CA, Cadenas-Pliego G, Cabello-Alvarado CJ, Pérez-Alvarez M, Reyes-Rodríguez P a kol. Syntéza nanokompozitů nylon 6/modifikované saze pro aplikaci při adsorpci kyseliny močové. Materiály. 2020;13(22):5173.

100. Korsvik C, Patil S, Seal S, Self WT. Mimetické vlastnosti superoxiddismutázy vykazované volnými nanočásticemi ceru. Chem Commun. 2007; 10:1056–8.

101. Pirmohamed T, Dowding JM, Singh S, Wasserman B, Heckert E, Karakoti AS, et al. Nanoceria vykazují mimetickou aktivitu katalázy závislou na redoxním stavu. Chem Commun. 2010;46(16):2736–8.

102. Xue Y, Luan Q, Yang D, Yao X, Zhou K. Přímý důkaz aktivity vychytávání hydroxylových radikálů nanočástic oxidu ceru. J Phys Chem C. 2011; 115(11):4433–8.

103. Ni D, Wei H, Chen W, Bao Q, Rosenkrans ZT, Barnhart TE a kol. Nanočástice Ceria splňují ischemicko-reperfuzní poškození jater: dokonalá nedokonalost. Adv Mater. 2019;31(40):1902956.

104. Fleming RE, Ponka P. Přetížení železem u lidských nemocí. New Engl J Med. 2012;366(4):348–59.

105. Hamilton JL, Kizhakkedathu JN. Polymerní nanonosiče pro léčbu systémového přetížení železem. Mol Cell Ther. 2015; 3:3.

106. Kang H, Han M, Xue J, Baek Y, Chang J, Hu S et al. Renální odstranitelné nanochelátory pro léčbu přetížení železem. Nat Commun 2019;10(1):5134.

107. Mobarra N, Shanaki M, Ehteram H, Nasiri H, Sahmani M, Saeidi M, et al. Přehled o chelátorech železa v léčbě syndromů přetížení železem. Int J Hematol Oncol Stem Cell Res. 2016;10(4):239–47.

108. Shapiro SM. Toxicita bilirubinu ve vyvíjejícím se nervovém systému. Pediatr Neurol. 2003;29(5):410–21.

109. Peng Z, Yang Y, Luo J, Nie C, Ma L, Cheng C a kol. Nanovlákenné polymerní kuličky z aramidových vláken pro účinné odstranění bilirubinu. Biomater Sci-Uk. 2016;4(9):1392–401.

110. Yang M, Cao K, Sui L, Qi Y, Zhu J, Waas A, et al. Disperze aramidových nanovláken: nový stavební blok v nanoměřítku. ACS Nano. 2011;5(9):6945–54.

111. Zhao C, Xue J, Ran F, Sun S. Modifikace polyethersulfonových membrán - přehled metod. Prog Mater Sci. 2013;58(1):76–150.

112. Goldberg AL. Degradace proteinů a ochrana proti špatně složeným nebo poškozeným proteinům. Příroda. 2003;426(6968):895–9.

113. Furie B, Furie BC. Mechanismy onemocnění: mechanismy tvorby trombů. New Engl J Med. 2008;359(9):938–49.

114. Arepally GM. Heparinem indukovaná trombocytopenie. Krev. 2017;129(21):2864–72.

115. Ratner BD. Krevní kompatibilita - 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. Různé přístupy k modifikaci povrchů biomateriálů pro zlepšení hemokompatibility. Adv koloidní rozhraní. 2004;110(1-2):5–17.

117. Werner C, Maitz MF, Sperling C. Současné strategie k hemokompatibilním povlakům. J Mater Chem. 2007;17(32):3376–84.

118. Huang J, Xue J, Xiang K, Zhang X, Cheng C, Sun S, a kol. Povrchová úprava polyethersulfonových membrán smícháním triblokových kopolymerů methoxylpoly(ethylenglykol)-polyuretan-methoxylpoly(ethylenglykol). Koloidní povrch B. 2011;88(1):315–24.

119. Liu X, Xu Y, Wu Z, Chen H. Poly(n-vinylpyrrolidon)-modifikované povrchy pro biomedicínské aplikace. Macromol Biosci. 2013;13(2):147–54.

120. Li X, Wang M, Wang L, Shi X, Xu Y, Song B a kol. Blokové kopolymery modifikované povrchy pro konjugaci biomakromolekul s kontrolou množství a aktivity. Langmuir. 2013;29(4):1122–8.

121. Modi A, Verma SK, Bellare J. Hydrofilní zif-8 zdobené go nanosheets zlepšují biokompatibilitu a separační výkon membrán z polyethersulfonových dutých vláken: potenciální membránový materiál pro bioumělou aplikaci jater. Mater Sci Eng C. 2018;91:524–40.

122. Said N, Abidin MNZ, Hasbullah H, Ismail AF, Goh PS, Othman MHD a kol. Nanočástice oxidu železa zlepšily biokompatibilitu a odstranění uremického toxinu střední molekuly z polysulfonových membrán z dutých vláken. J Appl Polym Sci. 2019;136(48):48234.

123. Wang L, Gong T, Brown Z, Randle C, Guan Y, Ye W a kol. Ascidianem inspirované heparin-mimetické magnetické nanočástice s potenciálem aplikace v hemodialýze jako recyklační antikoagulancia. ACS Biomater Sci Eng. 2020;6(4): 1998–2006.

124. Cheng C, Sun S, Zhao C. Pokrok v biomedicínských membránách funkcionalizovaných heparinu a heparinu podobných/napodobujících polymerem. J Mater Chem B. 2014;2(44): 7649–72.

125. Nie S, Xue J, Lu Y, Liu Y, Wang D, Sun S a kol. Zlepšená krevní kompatibilita polyethersulfonové membrány s hydrofilním a aniontovým povrchem. Koloidní povrch B. 2012;100:116–25.

126. Li L, Cheng C, Xiang T, Tang M, Zhao W, Sun S, a kol. Modifikace polyethersulfonové hemodialyzační membrány smícháním polyuretanu roubovaného kyselinou citronovou a jeho antikoagulační aktivity. J Membrane Sci. 2012;405:261–74.

127. Wang LR, Qin H, Nie SQ, Sun SD, Ran F, Zhao CS. Přímá syntéza heparinu podobného poly(ethersulfon) polymeru a jeho krevní kompatibilita. Acta Biomater. 2013;9(11):8851–63.

128. Nie S, Tang M, Cheng CS, Yin Z, Wang L, Sun S a kol. Biologicky inspirovaný design membrány s rozhraním podobným heparinu: prodloužená koagulace krve, inhibovaná aktivace komplementu a bioumělá proliferace buněk souvisejících s játry. Biomater Sci-Uk. 2014;2(1):98–109.

129. Ma L, Qin H, Cheng C, Xia Y, He C, Nie C a kol. Samopovlak na makrorozhraní inspirovaný mušlemi se zlepšenou biokompatibilitou a biologickou aktivitou prostřednictvím dopaminových roubovaných polymerů podobných heparinu a heparinu. J Mater Chem B. 2014;2(4):363–75.

130. Meyer TW, Peattie JWT, Miller JD, Dinh DC, Recht NS, Walther JL a kol. Zvýšení clearance rozpuštěných látek vázaných na proteiny přidáním sorbentu do dialyzátu. J Am Soc Nephrol. 2007;18(3):868–74.

131. Patzer J. Principy dialýzy vázaných solutů. Ther Apher Dial. 2006;10(2):118–24.

132. Agar JWM. Zelená dialýza: environmentální výzvy před námi. Seminánová dialýza. 2015;28(2):186–92.

133. Madsen B, Britt DW, Ho C, Henrie M, Ford C, Stroup E, a kol. Chemie povrchu hemodialyzační membrány jako bariéra přenosu lipopolysacharidů. J Appl Polym Sci. 2015;132(4155021).

134. Lonnemann GR. Kvalita dialyzátu: integrovaný přístup. Kidney Int. 2000;5876:S112–9.

135. Susantitaphong P, Riella C, Jaber BL. Vliv ultračistého dialyzátu na markery zánětu, oxidačního stresu, výživy a parametrů anémie: metaanalýza. Nephrol Dial Transpl. 2013;28(2):438–46.

136. Gorbet MB, Sefton MV. Endotoxin: nezvaný host. Biomateriály. 2005; 26(34):6811–7.

137. Schepers E, Glorieux G, Eloot S, Hulko M, Boschetti-de-Fierro A, Beck W, et al. Posouzení vztahu mezi zvětšující se velikostí pórů membrány a propustností endotoxinů pomocí nového nastavení experimentální simulace dialýzy. BMC Nephrol. 2018;19(1):1–0.

138. Glorieux G, Hulko M, Speidel R, Brodbeck K, Krause B, Vanholder R. Pohled za endotoxin: Srovnávací studie retence pyrogenu ultrafiltry používanými pro přípravu sterilní dialyzační tekutiny. Sci Rep 2014;4:6390.

139. van Tellingen A, Grooteman M, Schoorl M, Bartels P, Schoorl M, van der Ploeg T, et al. Interkurentní klinické příhody předpovídají hladiny c-reaktivního proteinu v plazmě u hemodialyzovaných pacientů. Kidney Int. 2002;62(2):632–8.

140. Darkow R, Groth T, Albrecht W, Lutzow K, Paul D. Funkcionalizované nanočástice pro vazbu endotoxinu ve vodných roztocích. Biomateriály. 1999;20(14):1277–83.

141. Murphy MC, Patel S, Phillips GJ, Davies JG, Lloyd AW, Gun'Ko VM a kol. Adsorpce zánětlivých cytokinů a endotoxinu mezoporézními polymery a aktivním uhlím. In: RodriguezReinoso F, McEnaney B, Rouquerol J, Unger K, redakce. Studium povrchové vědy a katalýzy; 2002. str. 515–20.

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

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

2 Nefrologická klinika, The Fourth Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, Yiwu 322000, Zhejiang, Čína.

3 International Institutes of Medicine, The Fourth Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, Yiwu 322000, Zhejiang, Čína.

4 Klíčová laboratoř výzkumu reprodukčního zdraví žen v provincii Zhejiang, ženská nemocnice, lékařská fakulta univerzity Zhejiang, Hangzhou 310006, Zhejiang, Čína.

5 Cancer Center, Zhejiang University, Hangzhou 310058, Zhejiang, Čína.