Een draagbaar dialyseapparaat zou een belangrijke verbetering van de kwaliteit van leven van nierpatiënten opleveren. Foto Shutterstock De EWUU-alliantie heeft een beurs toegekend aan een WUR-biochemicus om een nieuwe membraan te ontwikkelen waarmee ureum geabsorbeerd kan worden. Hiermee wordt het watergebruik van een dialysebehandeling verminderd, hetgeen de weg opent voor een draagbaar dialyseapparaat.
Onderzoekers van de TU Eindhoven, WUR, het UMC Utrecht en de Universiteit Utrecht (samen de EWUU-alliantie) ontwikkelen een membraan waarmee een forse verbetering van de levenskwaliteit van nierpatiënten mogelijk is. Op dit moment moeten deze patiënten drie tot vier keer per week een dagdeel in het ziekenhuis doorbrengen voor een dialysebehandeling. De dialyseapparaten wegen zo’n honderd kilo en gebruiken grote hoeveelheden water om de giftige stoffen uit het bloed te filteren. Dit water moet vervolgens gezuiverd worden en hergebruikt, waardoor de ziekenhuizen een groot waterzuiveringssysteem nodig hebben. Dit is de belangrijkste reden waarom het vooralsnog onmogelijk is geweest om een draagbaar dialyseapparaat te vervaardigen.
Het membraan dat Akbar Asadi, universitair docent bij de leerstoelgroep Biobased Chemistry and Technology, gaat ontwikkelen zal de behandeling met water verbeteren waardoor veel minder water nodig is. Dat opent de weg naar een draagbaar dialyseapparaat.
Waterzuivering
Hoewel het een levensreddende behandeling is, zorgt dialyse niet voor een continu effect en haalt het niet alle ureum uit de nieren. Daardoor vermindert de kwaliteit van leven van de patiënt en het leidt tot een sterftekans van 10-15 procent per jaar. Dialyse maakt gebruik van twee membranen. Het eerste membraan verwijdert giftige verbindingen zoals ureum uit het bloed en lost deze aan de andere kant van het membraan op in water. Het tweede membraan verwijdert de giftige stoffen weer uit het water, waardoor een kleine hoeveelheid water terug in het systeem gebracht kan worden.
Membranen
Asadi’s project richt zich op het tweede membraan. Het UMC Utrecht heeft korrels ontwikkeld die ureum kunnen opnemen. Die korrels zijn gebaseerd op polystyreen polymeren. ‘We moeten een membraan met een groot oppervlak ontwikkelen van dit absorberende materiaal’, legt Asadi uit. ‘Dan is slechts weinig water nodig en wordt het bloed snel gezuiverd.’ Op deze manier heeft het membraan een tweeledige functie: het zeeft het water en bindt tegelijkertijd het ureum.
Eenvoudige methode
De biochemicus kan gemakkelijk membranen in het lab maken door een proces dat bekend staat als fase-omkering. ‘Om te beginnen lossen we het polymeer op in een biologisch oplosmiddel,’ vertelt Asadi. ‘Daarna gieten we de oplossing als een dunne laag op een plaat – deze stap heet het gieten van het membraan. Die plaat plaatsen we ten slotte in water, waardoor het membraan een vaste vorm krijgt.’ Het membraan zal in eerste instantie als een platte, ronde schijf gemaakt worden. Later willen de onderzoekers membranen van holle vezels maken, waardoor het water van binnen naar buiten vloeit, of omgekeerd. ‘Het moet stevig genoeg zijn om niet te breken, maar ook een voldoende groot oppervlak hebben om snel en efficiënt ureum op te nemen.’
Video: Akbar Asadi legt uit hoe een membraan gemaakt wordt.
Plug and play
Het doel van dit eerste project is om binnen een jaar de bruikbaarheid aan te tonen (proof of principle), waarna een grotere beurs zal worden aangevraagd. Het polymeer neemt ureum op door covalente binding. Deze bindingen zijn veel sterker dan waterstofverbindingen of elektrostatische verbindingen. Hierdoor is het moeilijk om de membranen te hergebruiken als deze eenmaal verzadigd zijn met ureum. Asadi hoopt in de toekomst een draagbaar dialyseapparaat te ontwikkelen met meerdere holle-vezelmembranen, die de patiënt zelf met een plug and play-aanpak kan gebruiken om oude membranen te vervangen.
