新的研究可以极大地改善血液透析
周围十分之一的加拿大人患有肾病还有数百万人处于危险之中。根据加拿大肾脏基金会的数据，患有终末期肾脏疾病的人数或自2009年以来，肾衰竭患者增加了35%，其中46%的新患者年龄在65岁以下。
血液透析是一种维持肾功能衰竭患者生命的治疗方法，以清洁和过滤他们的血液血废物，盐和多余的液体。然而，这种基于膜的治疗并不完美，而且血液透析患者经历急性副作用，危及生命慢性疾病令人无法接受的高发病率死亡率。
虽然血液透析治疗可以有效地替代一些失去的肾功能，但患者会遇到一些并发症，例如血栓，心脏病，心脏骤停，血液中毒，贫血、高血压/低血压、骨病、瘙痒、睡眠问题、心脏炎症、体液超载、感染和肌肉痉挛。
作为一名膜科学研究人员，我正在致力于创造比现有膜更适合人体的血液透析膜。我的短期目标是减少病人的副作用，提高生活质量。
我的长期目标是设计一种基于膜的可穿戴人工肾脏，与目前医院使用的肾脏相比，它的性能大大提高。这是加拿大唯一一个解决与透析膜相关的关键问题的研究项目。
血液透析的问题和挑战
首先，透析治疗费用昂贵，每位患者每年花费加拿大医疗保健系统超过10万美元。虽然它确实可以延长寿命，但它也带来了一些挑战。
在血液透析过程中，病人的血液被转移到一台机器上，以清除废物和多余的液体。一个典型的病人每周需要三次透析，每次透析需要4到5个小时，所以即使病人的血液和透析膜之间的轻微相互作用也可能随着时间的推移导致大问题。
由于目前使用的肾膜不能完美地模拟健康肾脏的功能，一些毒素可能无法从血液中过滤出来，新的毒素可能会在血膜相互作用中产生，血液凝固也可能发生。
的血液透析患者的5年生存率为35%，而血液透析合并糖尿病患者的5年生存率仅为25%;这两个值都比癌症患者的五年生存率约为64%。
更多的肾衰竭患者现在需要治疗超过30%的COVID-19住院患者会发生肾损伤。加拿大的一些研究表明54%因COVID-19住院的加拿大患者出现急性肾损伤。尽管急性肾损伤的发生率与大流行的最初几个月相比有所下降，高危患者应密切监测肾功能和体液状况。
研究项目进展
我的研究小组正在研制一种比现有的血液透析膜更能与人体相容的血液透析膜。第一步是指挥深入调查在加拿大医院可用的膜确定患者的副作用与膜的特性和所采用的临床实践之间的关系。我们正在得到几个关键问题的答案，并朝着新的设计和新的膜材料迈出了一步。
创新的成像技术可在加拿大光源萨斯卡通大学的CLS同步加速器让我的团队能够可视化并追踪它们的行为和沉积细胞膜通道内的血液蛋白。这很重要，因为这些蛋白质沉积会导致严重的炎症，是不受欢迎的。在CLS上成像可以实现高速实时3D可视化。
我们目前正在使用定制的金纳米颗粒来标记和跟踪特定的血液蛋白质，这些蛋白质具有不同的形状和大小，通过过滤过程。这是对其他成像技术的巨大进步，这些技术只能让我们看到膜的顶层。
我们现在可以监测新的和现有的血液透析膜的每一层的流动，这意味着我们可以评估透析膜表面的蛋白质沉积，膜孔在过程中所有点的积累和阻塞。
使用先进的软件，我们获得的3D图像被转换成有价值的模型，可以预测这些血液蛋白与不同类型的膜相互作用时的行为。这些模型还使我们能够了解在不同的临床条件下蛋白质积聚和阻断膜的时间、方式和原因。
对患者的影响
我们正在利用这些信息为医生提供优化临床实践的工具，并尽量减少患者的副作用。例如，最近的一项研究首次能够预测患者在透析后可能出现的炎症。
重要的是，我们正在利用所有这些信息来开发新的膜，更好地模仿健康血液的过滤能力肾脏。再次使用金纳米颗粒来追踪血液蛋白，CLS的成像技术显示了附着的数量目前的临床膜(照片A)大于我们用新涂层开发的膜(照片B)。
来自我们所有研究的信息正在被整合，使我们能够调整膜针对个别患者的特点，这直接有助于我们提高患者生活质量的目标。
我们的工作成果将减少急性副作用和危及生命的慢性疾病，并提高数百万患者的生活质量和生存率肾功能衰竭。
