5.55.1 Introduzione

purificazione del Sangue è una terapia basata sul trattamento extracorporeo del sangue, e questo è stato ampiamente usato oggi per il trattamento di molti disturbi che sono refrattari alle terapie convenzionali, come la somministrazione di farmaci e la chirurgia. Funziona rimuovendo le tossine o gli agenti patogeni dalla circolazione sanguigna con le tecniche di bioseparazione, compreso dialisi, filtrazione, adsorbimento, o una combinazione di c’è ne di questi., Grazie alla sua capacità di rimozione diretta e rapida di agenti patogeni dai pazienti, la terapia di purificazione del sangue è impiegata principalmente in tre aree in una clinica: (1) il campo della cura critica, come la plasmaferesi per i tossici; (2) supporto vitale per i fallimenti di organi, come l’emodialisi per l’insufficienza renale; e (3) riparazione di disturbi metabolici e immunitari, come Attualmente, l’applicazione più nota è quella dell’emodialisi, utilizzata nel trattamento di pazienti con insufficienza renale., Si stima che più di 1 milione di pazienti, in tutto il mondo, siano tenuti in vita dall’emodialisi. Se non ci fosse una tecnica di emodialisi oggi, tutti questi pazienti sarebbero morti per insufficienza renale entro 2 settimane.

Diverse tecnologie terapeutiche e dispositivi sofisticati sono stati sviluppati e applicati clinicamente negli ultimi tre decenni. Lo sviluppo di queste tecnologie è spinto dalla crescente comprensione dell’ematologia e della fisiopatologia nelle ricerche mediche, nonché dai progressi nelle tecniche di bioseparazione.,

Le scoperte mediche in fisiopatologia di molte malattie hanno notevolmente esteso l’applicazione della terapia di purificazione del sangue. Negli ultimi 30 anni, è stata identificata una vasta gamma di nuovi agenti patogeni esistenti nella circolazione sanguigna. Queste molecole sono state trovate per svolgere un ruolo chiave nella fisiopatologia delle malattie relative, quali le malattie autoimmuni, la sindrome infiammatoria sistemica di risposta, l’amiloidosi dialisi-relativa (DRA) e perfino cancro., Poiché i livelli ematici di questi agenti patogeni sono strettamente correlati al progresso delle malattie, oltre a riflettere la loro gravità, sono stati fatti enormi sforzi per esplorare l’uso di varie tecniche di purificazione del sangue per controllare le condizioni patologiche . Ad esempio, la proteina A, derivante dalla proteina della parete cellulare di Staphylococcus aureus, è diventata un adsorbente efficiente per il trattamento di molte malattie autoimmuni, tra cui l’artrite reumatoide, la miastenia grave (MG) e la porpora trombocitopenica idiopatica., Inoltre, sono stati fatti molti tentativi per rimuovere la β2-microglobulina (ß2M, peso molecolare 11 800 Da) dal sangue, poiché ß2M è stato identificato come il precursore proteico responsabile del deposito di amiloide, una condizione patologica inevitabilmente derivante dalla malattia renale allo stadio terminale (ESRD) o dall’implementazione a lungo termine di terapie sostitutive renali. Inoltre, la rimozione di antigeni tumorali (ad es.,, α-fetoproteina associata al cancro epatico, antigene carcinoembrionico che si trova in vari carcinomi e tioesterasi o citocheratine associate al cancro al seno) utilizzando adsorbenti con anticorpi monoclonali immobilizzati sono considerati potenziali candidati per la purificazione del sangue nel trattamento del cancro. Inoltre, il controllo della sepsi e dello shock settico mediante la rimozione delle citochine infiammatorie e l’eliminazione del virus dalla circolazione sono tutti argomenti caldi sotto indagine approfondita.,

Gli obiettivi per la purificazione del sangue possono coprire un ampio spettro di molecole, che variano in dimensioni, polarità e proprietà chimiche e biologiche. Di conseguenza, la purificazione del sangue può essere eseguita con molte tecniche diverse. In linea di principio, la base di diversi approcci terapeutici risiede nella scienza della bioseparazione. Le tecniche basate sulla membrana e / o sull’adsorbimento costituiscono la parte principale della strategia di purificazione del sangue attualmente in uso. Le tecniche di membrana (emodialisi, plasmaferesi e ultrafiltrazione) separano i composti in base alla dimensione dei pori e non rimuovono selettivamente componenti specifici., La rimozione della tossina si ottiene mediante diffusione e / o filtrazione con una membrana di una certa dimensione dei pori. Variando la permeabilità dei filtri, è possibile filtrare diversi componenti del sangue, dalle tossine solubili a basso peso molecolare, come le tossine uremiche, alle proteine medie e più grandi, come l’albumina legata alla bilirubina. Se la dimensione dei pori è abbastanza grande da consentire una permeabilità di circa il 100% di proteine, è possibile eseguire lo scambio plasmatico. Pertanto, il materiale della membrana e la struttura dei pori sono due fattori primari che influenzano le prestazioni dei filtri., Le tecniche di adsorbimento (emoperfusione e perfusione plasmatica), al contrario, possono consentire una rimozione più selettiva di composti specifici. Il plasma o il sangue possono essere perfusi attraverso una colonna contenente adsorbente (di solito perline sintetiche) accoppiato a composti specifici che agiscono attraverso le loro proprietà fisico-chimiche o biologiche. Ogni adsorbente è caratterizzato dai suoi ligandi immobilizzati e le prestazioni di un adsorbente possono essere determinate direttamente dalle proprietà del suo ligando., Pertanto, lo sviluppo di tecniche di adsorbimento si concentra principalmente sul ligando, lavorando verso un’elevata specificità, una buona stabilità e un costo relativamente basso.

Sebbene le tecniche di purificazione del sangue condividano i meccanismi simili con gli approcci di bioseparazione nella bioingegneria, hanno le loro caratteristiche e richieste speciali. Il problema più importante è la loro emocompatibilità., Si ritiene che quando il sangue entra in contatto con materiali estranei, una serie di componenti del sangue si manterrebbe su questi materiali estranei, il che può portare all’attivazione di alcuni componenti nel sangue attraverso una varietà di processi enzimatici. L’emoincompatibilità può indurre l’attivazione del complemento e dei leucociti in misura diversa, nonché il rilascio di mediatori infiammatori, tra cui citochine, ossido nitrico, radicali liberi dell’ossigeno e fattori attivanti delle piastrine. Queste reazioni possono portare a gravi effetti collaterali durante i trattamenti di purificazione del sangue., Pertanto, la scelta dei materiali appropriati e il miglioramento della loro emocompatibilità sono sempre tra le principali preoccupazioni nella progettazione di dispositivi terapeutici. Questo articolo si concentra sulle varie tecniche cliniche di purificazione del sangue secondo i loro meccanismi di bioseparazione. Viene anche enfatizzata l’emocompatibilità di queste tecniche di purificazione.