¿Cómo funciona el riñón artificial y cuál es su proceso de desarrollo?

Después de más de 20 años de trabajo, un equipo de científicos, incluidos ingenieros, biólogos y físicos, dirigido por el profesor Shuvo Roy, MD, del Centro Médico de UCSF, tiene el potencial de proporcionar a los pacientes un riñón artificial implantable. Es un dispositivo biónico que utiliza la misma tecnología que se utiliza para fabricar chips de portátiles y de teléfonos inteligentes. Los científicos apilaron filtros de nanoporos de silicio cuidadosamente diseñados, luego los combinaron con células renales vivas cultivadas en un biorreactor y las empaquetaron en una caja amigable para los humanos que se conecta al sistema circulatorio y a la vejiga del paciente. No se requiere canulación externa. El riñón biológico artificial es un dispositivo de precisión que puede implantarse quirúrgicamente y usarse solo para tratar la uremia. Tiene la mayoría de las funciones biológicas del verdadero riñón humano.

La clave de este dispositivo es la tecnología de microchips de silicio a nanoescala y la tecnología de cultivo de células vivas de riñón. El dispositivo no requiere ninguna fuente de alimentación especial. Está impulsado por el corazón del paciente (la presión natural creada por el flujo de sangre en los vasos sanguíneos) que empuja la sangre a través del filtro. Además, la tecnología presenta un novedoso recubrimiento molecular que protege la membrana de silicona y la hace compatible con la sangre. Primero, un módulo de filtro de sangre con microchip de silicio a nanoescala procesa la sangre entrante y produce un ultrafiltrado que contiene toxinas, azúcares y sales disueltas. En segundo lugar, los biorreactores de células renales cultivadas procesan el ultrafiltrado y devuelven el azúcar y la sal al torrente sanguíneo. Durante este proceso, el agua también se reabsorbe en el cuerpo y el ultrafiltrado se concentra en la orina, que se excreta a través de la vejiga.

El análisis de toxinas urémicas en sangre intermitente es muy alto y las toxinas urémicas se eliminan rápidamente después de la diálisis, con una alta y otra baja, lo que dificulta la adaptación de los pacientes. Actualmente no existe una conclusión específica sobre cuánto tiempo pueden vivir los pacientes con uremia en hemodiálisis. Esto está relacionado con la constitución y el historial médico de cada persona. La diálisis no puede simular todas las funciones del riñón humano. Las máquinas de diálisis portátiles requerirán componentes miniaturizados que no pueden utilizar tanta agua, y los biomateriales necesarios en los dispositivos portátiles enfrentarán regulaciones estrictas, pero una nueva ola de financiamiento está revirtiendo años de estancamiento.