Aktuelle Nierenersatzoptionen
Die Dialyse ist die primäre Form des Nierenersatzes bei Patienten mit ESRD und selbst eine sehr erfolgreiche biomedizinische technische Leistung. Bei der Hämodialyse (HD) wird Patientenblut durch eine Dialysemaschine und einen Hämodialysefilter geleitet, der typischerweise viele Hohlfasern aus porösen Membranen enthält. Diese Geräte filtern und dialysieren dann Blut gegen die vorgeschriebenen Bäder, die spezifische Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium-, Bicarbonat- und Glukosekonzentrationen enthalten. Die Fasern können aus Cellulosemonomeren, modifizierten Cellulosemonomeren oder synthetischen Polymeren bestehen. Aus technischer Sicht ist die Dialysemembrantechnologie ständig bestrebt, die Biokompatibilität zu verbessern. Die Clearance von Blut wird sowohl durch Diffusion als auch durch Konvektion erreicht. Neben der Dialyse (die die Zusammensetzung des Blutes verändert) kann das Blutvolumen des Patienten auch durch Ultrafiltration (Flüssigkeitsentnahme) reguliert werden. Die allgemeinen Ziele der Huntington-Krankheit sind daher, urämische Toxine zu entfernen, das Säure-Basen-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, Hyperkaliämie oder andere Elektrolytungleichgewichte zu verhindern und die Euvolämie aufrechtzuerhalten. Die ständig wachsende Liste der urämischen Toxine variiert jedoch erheblich in Größe, Ladung, Verteilungsvolumen und Proteinbindung. Daher gibt es keine einheitliche Dialysemembran, die selektiv urämische Toxine entfernt und dennoch nützliche gelöste Stoffe zurückhält. Um die Dinge noch komplizierter zu machen, kann die Aufrechterhaltung der Euvolämie für Ärzte, Krankenschwestern und Patienten eine ziemliche Herausforderung sein.
Es gibt einige zusätzliche Einschränkungen für HD, wie es derzeit implementiert ist. Gefäßzugang, der hohe Blutflüsse aufnehmen kann, ist notwendig. Dies kann durch einen venösen Dialysekatheter mit großer Bohrung, ein prothetisches arteriovenöses Transplantat (AVG) oder eine native arteriovenöse Fistel (AVF) erreicht werden, die chirurgisch durch Verbinden einer Arterie und einer Vene (normalerweise im nicht dominanten Arm) gebildet werden muss. Katheter, die typischerweise in der Vena jugularis interna platziert sind, sind anfällig für Infektionen und können die nativen Gefäße beschädigen und stenosieren (abnormal verengen). AVGs, typischerweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE), sind anfällig für Thrombosen und Infektionen. AVFs sind der bevorzugte Zugang für die Langzeitdialyse aufgrund geringerer Infektionsraten und verbesserter Langlebigkeit. In der Tat gab es in Dialysezentren eine Bewegung, um den Einsatz von Fisteln mit der Fistula First-Initiative zu erhöhen, um die Versorgung von ESRD-Patienten zu verbessern. Leider führen nicht alle chirurgischen Eingriffe zur Erzeugung von AVFs zu einem funktionellen Dialysezugang. Es kann mehrere Wochen dauern, bis ein AVF reift, und oft benötigen sie zusätzliche chirurgische Revisionen, um einen ausreichenden Fluss zu erreichen. Darüber hinaus haben viele ESRD-Patienten eine vaskuläre Grunderkrankung, die ihre nativen Gefäße für die Fistelbildung ungeeignet macht. Das Verständnis der biologischen Mechanismen des Gefäßumbaus und der AVF-Bildung ist ein aktives Forschungsgebiet. Die gewonnenen Erkenntnisse können genutzt werden, um die Erfolgsraten der nützlichen Fistelbildung zu erhöhen. Eine weitere Einschränkung dieser Art der Dialyse besteht darin, dass der Patient dreimal pro Woche an eine Maschine angeschlossen und für Sitzungen, die 3-4 Stunden dauern, genau überwacht werden muss. Dies wirkt sich in der Regel negativ auf die Lebensqualität eines Patienten aus. Es werden Anstrengungen unternommen, den Einsatz von nächtlicher und häuslicher Hämodialyse auszuweiten, um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern. Letztendlich fehlt es Dialysegeräten und Membranen an der exquisiten und nuancierten Kontrolle, die einheimische gesunde Nieren und die darin enthaltenen Zellen bieten können, obwohl sie das Überleben von ESRD-Patienten über Jahre verlängern können. Die Mortalität der Patienten bei der Huntington-Krankheit beträgt etwa 20% pro Jahr. Die Verschlechterung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist ein Haupttreiber dieser hohen Mortalität.
Eine weitere Dialysemodalität ist die Peritonealdialyse (PD), die kostengünstiger ist als die Huntington-Krankheit. Bei dieser Art der Dialyse wird die patienteneigene Bauchfellmembran (die Zellauskleidung der Bauchhöhle) für die Dialyse und Ultrafiltration verwendet. Für diese Modalität wird ein verweilender Silikonkatheter in den Bauch implantiert. Dieser Katheter ermöglicht den Zu- und Abfluss von Dialyselösungen, die Elektrolyte, Base und Dextrose (Zucker) enthalten, die den Patienten über Osmose und Diffusion dialysieren. Die patienteneigene Peritonealmembran und das Gefäßsystem im Inneren fungieren als Dialysefilter. Die Flüssigkeit wird dann zu bestimmten Zeiten abgelassen, um urämische Toxine zu entfernen und auch eine Ultrafiltration zu erreichen. Eine sorgfältige Abwägung des Zeitpunkts des Dialysatzuflusses und -abflusses ist erforderlich, da mit zunehmender Verweilzeit mehr Dextroselösung systemisch absorbiert wird. Solange die Patienten das Verfahren sauber durchführen, um Peritonealinfektionen, bekannt als Peritonitis, zu vermeiden, wird die Autonomie der Patienten und damit die Lebensqualität im Vergleich zur Huntington-Krankheit erheblich verbessert. Leider kann sich die Peritonealmembran im Laufe der Zeit verändern, was zu einem Ultrafiltrationsversagen führt, bei dem die Flüssigkeitsentfernung nicht mehr effektiv erreicht werden kann. Darüber hinaus kann das Peritoneum Anzeichen einer Fibrose aufweisen. Ein besonders beunruhigendes Szenario ist die Entwicklung einer Störung, die als Verkapselung der Peritonealsklerose bekannt ist und eine hohe assoziierte Morbidität und Mortalität aufgrund wiederholter Darmobstruktionen aufweist. Diese Entität wird auch „Kokonbauch“ genannt, weil die Organe im Bauch wie ein Kokon eingewickelt erscheinen. Obwohl die Peritonealmembran ein lebendes Gewebe ist, handelt es sich um ein Gewebe, das nicht als Niere konzipiert wurde und durch Sequestrierung zu therapeutischen Zwecken signifikant verändert werden kann.
Obwohl eine Nierentransplantation eine Immunsuppression erfordert, sind die Verbesserungen des Gesamtüberlebens der Patienten und die Verbesserungen der Lebensqualität signifikant. Nierentransplantationen können von Blutgruppe abgestimmt verstorbenen oder lebenden Spendern sein. Lebende Spender werden sorgfältig auf ihre psychologische und medizinische Eignung zur Spende geprüft. Die gespendete Niere wird in das vordere Becken implantiert und durch die Beckengefäße vaskularisiert. Die nativen Nieren bleiben typischerweise an Ort und Stelle. Eine allogene Transplantation erfordert eine Immunsuppression, um eine Abstoßung zu verhindern. Bei Einhaltung des Patienten können Patienten und ihre Transplantationsorgane viele Jahre ohne Dialyse überleben. Mit Immunsuppression kommt ein erhöhtes Risiko für Infektionen und für die Entwicklung von Krebs. Dennoch ist für die meisten Patienten mit ESRD die Nierentransplantation die bevorzugte Nierenersatzoption. Leider gibt es einen erheblichen Mangel an verfügbaren Spendernieren und die Kluft zwischen dem gesamten ESRD-Patienten und der Anzahl der für die Transplantation verfügbaren Organe wird immer größer. Aktuelle Warteliste Zeiten in den Vereinigten Staaten sind 3-5 Jahre und viele Patienten sterben an der Dialyse, während auf dieser Warteliste. Neue Forschung ist erforderlich, um den klaren Bedarf an mehr Ersatznierengewebe zu decken.