Ricardo Arias Duval (Fresenius Medical Care),

IV Conferencia Anual de las Plataformas
Tecnológicas de Investigación Biomédica
La Cooperación en Tecnologías Sanitarias y Nanomedicina
Madrid, 1 de Marzo de 2011
Aplicación de la nanotecnología en diálisis
Mejorar la calidad de vida de los pacientes
Ricardo Arias-Duval
Fresenius Medical Care
Dialisis es una terapia que depende de una alta tecnología
Com ponentes básicos de un dializador...
La Membrana
La Fibra
Manojo de fibras
La Membrana: El ‘Pentium’ de la Terapia de Diálisis
El Filtro: El equipo donde la sangre se purifica
 Ambos fueron rediseñados
El Dializador
Nanoestructura de Helixone:
…un paso más hacia la “membrana ideal”
Nueva geometría de membrana
185 µm
La cara interna condiciona las propiedades
35 µm
34 µm
1µm = 1000 nm
(= 0.000001 m !!)
„inner membrana“
1µm = 1000 nm
„inner membrane“
Nano
Estructura
: solo unos pocos nanómetros ( 1 nm = 0.000000001 m)
: alta proporción de poros capaces de eliminar ß2M (S = 0.8)
de una manera eficaz
: determina el pefil de cribado para moléculas pesadas.
: conseguida mediante Nano Controlled Spinning Technology
Biocompatibilidad excepcional
Optima distribución de dimensiones del poro.
Mejorando la depuración de toxinas urémicas
via Fibra / Membrana Estructuras
1. Grosor de la pared capilar:
2. Luz menor (diámetro interno, ID)
3. Ondulación de la fibra:
4. Tamaño del poro & porosidad
p.ej. mejorar las propiedades de cribado de la membrana en la
región más interna:
 solutos urémicos mayores
La Tecnología NCS™ para Helix ona
• Mayor tamaño medio de poro 3,3 nm
• Mejor distribución de poros en la superficie
• Menos poros de menor tamaño
• Poros más suave y cilíndricos
Perfil de cribado de Helixone
•Muy cercano a valores
glomerulares
•Sß-2 M: 0,8 vs. 0,65 (F-series)
= incremento de 23%
•Muy bajos valores de Salbumina
= optimo para usar en
HDF ONLINE
Aumento de aclaramientos
Urea
Vitamina B12
+10 %
290
210
270
190
250
170
230
150
210
130
190
110
170
90
150
70
F40 /
FX40
F50 /
FX50
F60 /
FX60
F80 /
FX80
HdF100/
FX100
+16 %
F40 /
FX40
Aclaramientos a QB=300 ml/min
F50 /
FX50
F60 /
FX60
F80 /
FX80
HdF100/
FX100
Máximos aclaramientos de ß- 2Microglobulina
Aclaramientos de ß2-microglobulina
(ml/min)
140
121
120
HD : QB= 300 ml/min
QD= 500 ml/min
( Schäfer 1999, Münster)
100
80
55
HDF: QB= 300 ml/min
60
QD= 500 ml/min
40
Qsub= 60 ml/min
(Wizemann 1999, Gießen)
23
20
0
F60S (HD)
FX60 (HD)
FX60 (HDF)
Reducción de consumo de líquido de diálisis
FX-Class – Consumo de líquido de diálisis
Consumo reducido de líquido de diálisis con FX-class consiguiendo
las mismas prestaciones que con F-series
QD [ml/min]
500
400
HdF100/FX100
F80 /FX80
F60 / FX60
QB = 300 ml/min
F50 / FX50
200
F40 / FX40
300
Helixone® – el beneficio del rendimiento: Baja
permeabilidad
Helix one: Curva de cribado pronunciada
Detox ificación por m em branas de diálisis:
Basado basicamente en criterios de exclusión por tamaño
Por tanto, la estructura interna de la membrana y el tamaño del poro/disribución de poros es crucial
Lim itaciones generales de las tecnologías actuales de la
m em brana
“Abrir” la estructura de la membrana = aumentar “fuga” de móléculas
más grandes
Pero: la detoxificación en HD es un proceso de exclusión por tamaño:
p.ej., características de cribado de la membrana.
Por lo tanto, aumentando solo el tamaño medio del poro no es suficiente:
p.ej., fuga de sustancias útiles de la sangre el líquido de diálisis.
Computer Image Analysis (CIA) of Transmission
Electron Micrographs
1. Capa separadora fina
2. Alta porosidad local – y concentración reducida de polímero.
Helixone: contacto de la sangre con una superficie más lisa /
pulida
Análisis de aspereza superficial con Atomic Force Microscopy
Helixone
Fresenius Polysulfone
Bases científicas del concepto de desarrollo de la
Helixona
Nuevo referente en diálisis.
• Aspectos médicos:

Aclaramientos mejorados –> terapia de mayor calidad

Mayor eliminación de ß2M con menor perdida de albumina

Mayor biocompatibilidad -> menor morbilidad, menor medicación.

Mejor diseño cabezales  evita acodamiento líneas, flujo más homogéneo de
sangre.
• Manejo y costes:

Cebado y manejo simplificados

Menor consumo de líquido de diálisis.

Menor peso y, por tanto, menos residuos
Mas de un millon de tratamientos….
utilizado ya en mas de 100 hospitales y centros en España !!
1960 (Seattle): Scribner Tank System (1)
Flow scheme of the Seattle pumpless hemodialysis system
“Scribner tank”, 1960
1960 (Seattle): Scribner Tank System (2)
Lider Global del M ercado de diálisis en P roducto y
Servicio de Terapias Ex tracorpóreas I nnovadoras
Producción
Producto
& Terapias
I+D
Cuidado del
paciente
Evalución
Resultados de
Los tratamientos
Farma Renal
Base
datos
pacientes
Fresenius Medical Care – Una compañía verticalmente integrada
¿El Futuro?: Filtración y Reabsorción Resorción
¡ Membranas funcionales /
inteligentes con poros y
filtración selectivos son, por
ahora, una idea !
El “Nanom undo” de las Nanotecnologías
Nanostructures to
capture viruses
Super-thin membrane, 50 atoms
thick, sorts individual molecules
Figure 6
M em brana I nnovadora: M em brana de Silicona
Análogo
Membrana de silicona con nanoporos
glomerular ?
Critical pore dimension (nm)
0
(ml/min/kPa/pore)
Hydraulic permeability
1.0E-07
20
40
60
80
100
 ALTA PERMEABILIDAD
1.0E-08
1.0E-09
Continuum (Hagen-Poiseuille)
 SELECTIVIDAD DE
1.0E-10
PROTEÍNAS
1.0E-11
1.0E-12
DI water
PBS
Humes HD et al Kidney Int 2006