투석 및 이식으로부터 사람들을 해방시킬 최초의 인공 신장은 혈압으로 작동합니다.
투석 기계와 이식 대기자 명단에서 신장 질환 환자를 해방시킬 것을 약속하는 신장 프로젝트(Kidney Project)의 이식 가능한 생체 인공 신장은 현실화를 향한 또 다른 큰 발걸음을 내디뎠습니다. 이식 가능한 기능적 프로토타입을 최초로 시연한 공로로 KidneyX로부터 650,000달러의 상금을 받았습니다. 인공 신장.
KidneyX는 “신장 질환의 예방, 진단 및 치료 혁신을 가속화”하기 위해 설립된 미국 보건복지부와 미국 신장학회 간의 공공-민간 파트너십입니다.
전국적인 협업인 신장 프로젝트(Kidney Project)는 인공 신장의 두 가지 필수 부분인 혈액여과기와 생물반응기를 결합하여 전임상 평가를 위한 스마트폰 크기의 장치를 성공적으로 이식했습니다.
이러한 발전을 위해 팀은 KidneyX의 1단계 인공 신장 상을 수상했으며 국제 분야에서 선정된 6개의 우승 팀 중 하나였습니다.
지난 몇 년 동안 The Kidney Project는 혈액에서 노폐물과 독소를 제거하는 혈액필터와 혈액 내 전해질 균형과 같은 다른 신장 기능을 복제하는 바이오리액터를 별도의 실험을 통해 성공적으로 테스트했습니다.
인공 신장상을 위해 팀은 두 장치를 축소된 버전의 인공 신장에 결합하고 전임상 모델에서 성능을 평가했습니다. 이 장치들은 혈액 희석제나 면역억제제가 필요 없이 혈압만으로 구동되어 동시에 작동했습니다.
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UCSF 약학 및 의과대학 교수인 Roy는 “인공 신장에 대한 비전은 환자에게 투석보다 완전한 이동성과 더 나은 생리학적 결과를 제공하는 것입니다.”라고 말했습니다. “신부전을 앓고 있는 전 세계 수백만 명의 삶의 질이 훨씬 높아질 것을 약속합니다.”
말기 신장 질환으로도 알려진 만성 신부전은 신장 기능의 점진적이고 위험한 상실을 초래합니다. 대부분의 신부전 환자는 혈액 여과를 위해 매주 여러 차례 투석 클리닉을 방문해야 하는데, 이 과정은 시간이 많이 걸리고 불편하며 위험합니다.
지속적으로 수요가 높은 기증 신장 풀 덕분에 소수의 환자가 이식 신장을 갖고 생활하고 있습니다. 하지만 이런 환자들조차 심각한 부작용을 일으킬 수 있는 면역억제제를 평생 복용해야 한다.
신장 프로젝트의 인공 신장은 신장 이식 수혜자의 높은 삶의 질(Roy에 따르면 신장 질환 치료의 “최적 표준”)을 복제할 뿐만 아니라 면역억제제를 복용할 필요도 없게 해줍니다.
Roy는 “우리 팀은 면역 반응을 유발하지 않으면서 인간 신장 세포 배양을 지속적으로 지원하기 위해 인공 신장을 설계했습니다.”라고 말했습니다. “이제 우리는 혈액여과기와 생물반응기를 결합하는 타당성을 입증했으므로 보다 엄격한 전임상 테스트와 궁극적으로 임상시험을 위해 기술을 확장하는 데 집중할 수 있습니다.”
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KidneyX 인공신장상은 과학자와 엔지니어들에게 “현재의 투석 방법을 넘어서는 혁신적인 치료 옵션을 제공하는 지속적인 신장 대체 요법”을 제출할 것을 촉구했습니다. 이는 UCSF의 인공 신장이 향후 몇 년 내에 달성할 높은 기준입니다.
UCSF 약학대학 학장 B. Joseph Guglielmo, PharmD는 “이 상은 수백만 명의 신부전 환자를 위한 실행 가능한 솔루션에 대한 신장 프로젝트의 대담한 비전과 실행에 대한 증거입니다.”라고 말했습니다.
출처: UCSF 약학대학
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First Artificial Kidney That Would Free People From Dialysis and Transplants Runs on Blood Pressure
First Artificial Kidney That Would Free People From Dialysis and Transplants Runs on Blood Pressure
The Kidney Project’s implantable bioartificial kidney, one that promises to free kidney disease patients from dialysis machines and transplant waiting lists, took another big step toward becoming reality—earning a $650,000 prize from KidneyX for its first-ever demonstration of a functional prototype of its implantable artificial kidney.
KidneyX is a public–private partnership between the U.S. Department of Health and Human Services and the American Society of Nephrology, founded to “accelerate innovation in the prevention, diagnosis, and treatment of kidney diseases.”
The Kidney Project, a nationwide collaboration, combined the two essential parts of its artificial kidney, the hemofilter and the bioreactor, and successfully implanted the smartphone-sized device for preclinical evaluation.
For this advance, the team was awarded KidneyX’s Phase 1 Artificial Kidney Prize and was one of six winning teams selected out of an international field.
In the last few years, The Kidney Project successfully tested the hemofilter, which removes waste products and toxins from blood, and the bioreactor, which replicates other kidney functions, like the balance of electrolytes in blood, in separate experiments.
For the Artificial Kidney Prize, the team married the two units into a scaled-down version of the artificial kidney and evaluated its performance in a preclinical model. The units worked in tandem, powered by blood pressure alone, and without the need for blood thinning or immunosuppressant drugs.
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“The vision for the artificial kidney is to provide patients with complete mobility and better physiological outcomes than dialysis,” said Roy, who is a faculty member of the UCSF Schools of Pharmacy and Medicine. “It promises a much higher quality of life for millions worldwide with kidney failure.”
Chronic kidney failure, also known as end-stage renal disease, leads to the progressive and dangerous loss of kidney function. Most patients with kidney failure must visit dialysis clinics multiple times every week to have their blood filtered, a process that is time-consuming, uncomfortable, and risky.
A minority of patients live with transplanted kidneys, thanks to a pool of donated kidneys that are constantly in high demand. But even these patients must contend with a lifetime on immunosuppressant drugs that can have severe side effects.
The Kidney Project’s artificial kidney will not only replicate the high quality of life seen in kidney transplant recipients—the “gold standard” of kidney disease treatment, according to Roy—but also spare them from needing to take immunosuppressants.
“Our team engineered the artificial kidney to sustainably support a culture of human kidney cells without provoking an immune response,” said Roy. “Now that we have demonstrated the feasibility of combining the hemofilter and bioreactor, we can focus on upscaling the technology for more rigorous preclinical testing, and ultimately, clinical trials.”
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The KidneyX Artificial Kidney Prize called on scientists and engineers to submit “continuous kidney replacement therapies that provide transformational treatment options beyond current dialysis methods,” a high bar that UCSF’s artificial kidney is poised to clear in the coming years.
“This award is a testament to The Kidney Project’s bold vision and execution of a viable solution for millions of patients with kidney failure,” said UCSF School of Ph
