Wat als dialyse beter kon?

Nachtmodus: dialyse aan  

Ze zijn klein, stil en zelden het onderwerp van gesprek: onze nieren. Elke dag filteren onze nieren echter een indrukwekkende 30 tot 50 maal ons gehele bloedvolume. Ze doen dat onopgemerkt, maar met een precisie waar zelfs de meest geavanceerde laboratoria jaloers op zouden zijn. Tot het misgaat.  

 Peter Peumans, CTO Health Technologies bij imec

Nierfalen treft wereldwijd miljoenen mensen. De gouden standaard als behandeling - niertransplantatie - is echter niet voor iedere patiënt praktisch of medisch mogelijk. Zelfs wie wél in aanmerking komt voor opname op de wachtlijst, moet gemiddeld twee tot vier jaar wachten op een geschikte donor. 

 Het merendeel van de patiënten wordt dus geholpen met dialyse. De meest toegepaste vorm is hemodialyse, een intensieve behandeling waarbij het bloed buiten het lichaam wordt gefilterd, gemiddeld drie keer per week, vier uur lang. Een levensreddende therapie, maar ook sterk infrastructuurafhankelijk, kostelijk, en met een aanzienlijk energie- en waterverbruik.

Wat minder zichtbaar is, maar des te voelbaarder voor patiënten, is de fysieke impact van deze behandeling. Na elke sessie kampen velen met vermoeidheid, duizeligheid, spierkrampen of misselijkheid - klachten die hun dagelijkse functioneren ernstig beperken. De vaste dialyseroutines maken het bovendien moeilijk om hun mobiliteit te behouden.

Sinds de Nederlandse arts Willem Kolff in de jaren 1940 het eerste dialyseapparaat ontwikkelde, zijn de basisprincipes grotendeels onveranderd gebleven. En dus ook de impact op de levenskwaliteit van patiënten: tijdsintensief, fysiek belastend en sociaal beperkend. 

Maar wat als dialyse beter kon? Niet alleen compacter, maar ook efficiënter, energiezuiniger en patiëntvriendelijker? 

Zo zijn er vandaag al draagbare hemodialyseapparaten in de klinische testfase - de eerste stap richting miniaturisatie. In plaats van het dialysaat na één filterronde weg te gooien, wordt het gezuiverd en hergebruikt. Daardoor volstaat de aanmaak en het opwarmen van slechts 5 liter dialysaat in plaats van de gebruikelijke 120 liter, met een aanzienlijke energiebesparing als gevolg.

Een toestel dat in een rolkoffer past, biedt patiënten bovendien iets wat velen deze zomer als vanzelfsprekend beschouwden: de vrijheid om langer dan een dag van huis te zijn. 

Toch blijven ook deze apparaten nog afhankelijk van externe bloedcircuits en complexe regeneratiesystemen. De ambitie reikt daarom verder - nog betere filters, lagere kosten en meer autonomie voor de patiënt.  

De technologische fundamenten liggen er al. Onder meer bij imec wordt volop gewerkt aan chipgebaseerde nanofilters met extreem uniforme nanoporiën. Die uniformiteit is geen detail: ze zorgt ervoor dat afvalstoffen met een kleine molecuulgrootte, zoals ureum en creatinine, efficiënt worden uitgescheiden, terwijl moleculen boven een bepaalde grootte zoals albumine betrouwbaar worden binnengehouden.

Zo is de filtratie scherper afgelijnd dan bij klassieke dialysefilters, en benadert het de selectiviteit van onze glomeruli. Ook andere organen, zoals de longen, kunnen baat hebben bij soortgelijke innovatieve chip-gebaseerde nanofilters toegespitst op gasuitwisseling. 

Wat zulke filters ook bijzonder maakt, is hun schaal. Ze zijn zo dun - slechts honderd nanometer, of minder dan een duizendste van de diameter van een haar - dat vloeistof er met gemak doorheen stroomt. Dankzij de hoge poriedichtheid volstaat de eigen bloeddruk om filtratie op gang te brengen. Geen externe pomp nodig, geen extra belasting voor het lichaam.  

Nanofilters kunnen de basis vormen van een nieuwe generatie dialysesystemen: zonder pomp, met een hoge precisie en mechanische stabiliteit.

Verregaande miniaturisatie van andere functies, zoals sensoren en micro-elektronica, laten bovendien toe om compacte, slimme systemen te bouwen. Zo ontstaat een dialysesysteem dat niet alleen zuivert, maar ook continu vitale parameters kan monitoren en doorsturen naar zorgverleners. Realtime data, zonder tussenkomst van de patiënt.  

Nanofilters kunnen dus de basis vormen voor een nieuwe generatie dialysesystemen: zonder pomp, maar met een hoge precisie en mechanische stabiliteit. Dat opent de deur naar compacte, energiezuinige en patiëntvriendelijke oplossingen die dichter aansluiten bij het natuurlijke functioneren van de nier. Denk bijvoorbeeld aan nachtelijke thuisdialyse, een aanpak die de levenskwaliteit van patiënten significant zou kunnen verbeteren in vergelijking met de huidige drie ziekenhuissessies per week.  

Sommige onderzoekers kijken zelfs verder, richting een volledig implanteerbare kunstnier. Dit vereist een combinatie van miniaturisatie, oplaadbaarheid en buitengewoon hoge biocompatibiliteit; een systeem dat bovendien jarenlang in het lichaam moet kunnen functioneren. En precies daar ligt nog de grootste uitdaging. (Ter vergelijking: klassieke dialysefilters worden vandaag na één sessie weggegooid.) 

 Maar de stap naar breed inzetbare en slimmere oplossingen vraagt nog verdere ontwikkeling in integratie van bouwblokken. Dat vraagt om samenwerking tussen de slimste koppen uit de chipindustrie, academische wereld en klinische praktijk. Want dankzij de opmars van microfluïdica, slimme sensoren en bio-elektronica is de vraag niet langer óf dialyse slimmer kan, maar hoe snel we die sprong kunnen maken. En vooral: hoe graag beleidsmakers en zorgsystemen die transitie willen faciliteren. 

Meer info:

The Future of Technology-Based Kidney Replacement Therapies: An Update on Portable, Wearable, and Implantable Artificial Kidneys, Am J Kidney Dis 2025. 85(6):787-796
New dialysis technology | imec 
Monolithic microsystems white paper | imec (vanaf p.15) 
TechNIERen 4: Chips in dialysebehandeling, Fokko Wieringa (YouTube)