Bij hemodialyse wordt het bloed van de patiënt gezuiverd door het via een membraan in contact te brengen met de dialysevloeistof, het ‘spoelmiddel’ dat onder meer overtollige zouten uit het bloed opneemt. De samenstelling van deze vloeistof luistert nauw: bevat de spoelvloeistof een te hoge concentratie van bepaalde stoffen, dan zullen deze onvoldoende onttrokken worden uit het bloed van de patiënt – terwijl een te lage concentratie ervoor zorgt dat de patiënt na de dialyse juist achterblijft met bijvoorbeeld te weinig natrium in het bloed. En dat kan hoofdpijn, misselijkheid en spierkrampen veroorzaken.

“Die dialysevloeistof moet dus worden aangepast aan de specifieke patiënt”, legt promovendus Manoj Sharma uit. “In de praktijk wordt echter een ‘one-size-fits-all’-aanpak gebruikt, waarbij voor alle patiënten dezelfde spoelvloeistof wordt gebruikt.” Dat is geen optimale situatie, vindt de Indiër. “Veel beter zou zijn om realtime de samenstelling van zowel bloed als spoelvloeistof in de gaten te houden, zodat je de concentraties van bepaalde stoffen in de vloeistof direct kunt aanpassen.”

Oplichten

Sharma ontwikkelde daarom een sensor die oplicht als een vloeistof natrium bevat – één van de vier ionen die normaal gesproken door onze nieren worden gereguleerd. Zijn apparaatje, een prototype ter grootte van een luciferdoosje, maakt gebruik van speciale sensormoleculen - geplakt aan de wand van een piepklein vloeistofkanaaltje. Zodra deze moleculen in contact komen met natriumionen in de vloeistof zenden ze licht uit met een specifieke kleur, dat wordt opgevangen door een minuscule lichtdetector.

Volgens Sharma is het een kunst om natriumionen te onderscheiden van andere elektrisch geladen deeltjes in het bloed, zoals kalium, calcium en bicarbonaat. “Met een detector op basis van een elektrode is dat heel moeilijk, maar sensormoleculen kun je specifiek ontwerpen voor elk ion. Als je ervoor zorgt dat sensormoleculen voor verschillende ionen ook verschillende kleuren licht uitzenden, dan kun je deze zelfs tegelijkertijd meten.” Zo ver is hij niet gekomen tijdens zijn promotie. “Wel hebben we aangetoond dat we met deze methoden daadwerkelijk verschillende ionen van elkaar kunnen onderscheiden in dialysevloeistof.”

Tweehonderd liter

Het zal lastiger worden om datzelfde voor elkaar te krijgen in bloed, geeft de Indiër aan, hoewel hij ook daarop goede hoop heeft. Maar alleen al een sensor voor spoelvloeistof kan van groot nut zijn, benadrukt hij. “Tijdens elke dialyse, die zo’n vier uur in beslag neemt, wordt een kleine tweehonderd liter dialysevloeistof verbruikt. En dat drie tot vier keer per week.” Omdat de samenstelling nu nog niet snel en goedkoop gemeten kan worden, gaat de dure vloeistof direct vanuit het dialyseapparaat de afvoer in, terwijl het met een goede sensor prima hergebruikt kan worden. “Dan heb je aan een paar liter genoeg. Er bestaan al draagbare dialyseapparaten, maar in de toekomst kun je op reis wellicht ook je eigen spoelvloeistof meenemen voor hemodialyse.”

Hoofdfoto | Bart van Overbeeke