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沸石多聚复合材料:尿毒症患者的福音

时间: 2014年04月03日 | 作者: | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
日本科学家发明一种可以吸收尿毒症患者血液中毒素的沸石-多聚复合物。该发明有望为肾衰竭的尿毒症患者提供更加便携的血液透析设备。

 


有望成为一种可清洁血液的“手表”的复合材料 (图片来源:K. Namekawa)
 
近日,日本科学家发明了一种可以吸收血液中的肌酸酐的纳米纤维网,这一发明有望用于研发出便携式的血液透析设备,帮助肾衰竭患者减轻痛苦。
 
肾衰竭患者往往无法自行清除体内的代谢废物,而如钾、尿素、肌酸酐等物质积累到一定程度会十分危险。在这种情况下,除了移植一个健康的肾以外,最好的解决办法就是透析。然而透析,也实为无奈之举。这种方法耗费时间、还需要专业设备、干净的水、电力、透析液,并且通常只能在医院里进行。而对于发展中国家的农村地区以及灾区,这些要求经常得不到满足。
 
透析法是利用分子的扩散特性,但是日本国立物质材料研究所(位于茨城县)的石田光洋荏原(Mitsuhiro Ebara)和他的团队却使用了一种不同的方法,发明了一种可以通过吸附作用清除血液中毒物的物质,从而达到清洁血液的目的。
 
沸石是一种具有吸附剂功能矿物质,通常用于水净化技术。不同的沸石具有不同的孔隙大小,也就是说它们可以选择性地吸收特定的溶质。荏原的团队利用静电纺丝法,将沸石与一种可生物相容的聚合物——乙烯醇共聚物(简称EVOH)——相混合,形成复合网,以免沸石逃逸到血管中造成血液污染。然后,他们测试了这种复合网从溶液中吸收肌酸酐的能力。他们的团队曾担心,EVOH的特性会使沸石丧失吸附能力,但是结果表明,这种复合网的吸附能力达到了普通沸石的67%。
 
荏原称,研究所面临的最大的挑战是精确地控制沸石-多聚纤维的结晶度,使得它们既不溶于水、同时又具有亲水性。“这种纤维必须是亲水性的,只有这样血液中的毒素才能被嵌在复合网中的沸石吸收,但是亲水性纤维在水中并不稳定。”
 
荏原的团队通过计算得出,16g的复合网就足够消除一个人一天内产生的所有肌酸酐废物。他们现在正在研制一个仅有手表大小的设备,这个“手表”可以连接到血液透析病人的分流器,一般情况下这种分流器都插入病人的皮肤下。而这种方法可以成为传统血液透析之外更加便宜的备选方案。
 
美国罗彻斯特理工学院( Rochester Institute of Technology)的托马斯·盖博瑞斯克(Thomas Gaborski)是生物医学工程师,他对这项工作评价很高,“每一次透析都会使用许多无菌透析液,而这种简单明确的方法则无需如此。”
 
该团队现在计划致力于研究能够清除肾衰竭患者血液内其他毒素的吸附式材料。
 
(翻译:黄安娜   审稿:林然)
 
原文链接:http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/02/zeolite-polymer-composite-adsorbs-toxins-kidney-failure