Entwicklung eines in vitro Testsystems zur Charakterisierung der Transportvorgänge am Peritoneum

Abstract

Peritonealdialyse ist eine Behandlungsform des chronischen Nierenversagens. Hierbei wird dem Patienten eine Dialyselösung mit einem osmotischen Agens in den Bauchraum gefüllt und das Bauchfell des Patienten als semipermeable Membran genutzt, um Giftstoffe und überschüssiges Körperwasser zu entziehen. Die Druckdifferenz zwischen Dialyselösung und Blutplasma sowie die Porenstruktur der Blutgefäße ist verantwortlich für die Dialyseeffizienz. Die Poren der Blutgefäße werden in kleine, große Poren sowie Aquaporine unterteilt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene in vitro Testsysteme entwickelt, um die Transportvorgänge am Peritoneum hinsichtlich Wasser- und Stofftransport zu charakterisieren. Diese wurden parallel genutzt, um den Effekt verschiedener Substanzen zu analysieren. Testsystem A erwies sich als geeignete Methode, um die Ultrafiltrationsleistung an den kleinen Poren des Peritoneums unter Verwendung verschiedener osmotischer Agenzien zu testen. Hierbei zeigten zwei neue Stärkepolymere als osmotische Agenzien eine hohe Ultrafiltrationsleistung. Testsystem B wurde als Zwischenstufe verwendet, um den Wassertransport an einer Aquaporinmembran zu analysieren. Ziel der Arbeit war die Etablierung des Testsystems C, um den Transport über alle Poren parallel zu erfassen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Auswahl geeigneter Membranen getroffen und Versuche mit den osmotischen Agenzien Glucose und Icodextrin sowie einem Antagonisten an einer Aquaporinmembran durchgeführt.

Peritoneal dialysis is a treatment option for chronic kidney failure. The dialysis solution with an osmotic agent is filled into the abdomen of the patient and the peritoneum the semipermeable membrane is used to remove toxins and water. The difference in pressure between dialysis solution and blood plasma as well as the pore structure of the blood vessels is responsible for the treatment effectiveness. In the course of this work different in vitro test systems have been developed to characterize the transport processes of water and substances at the peritoneum. In parallel these test systems have been used to analyze the effect of different test substances. Test setup A proved to be an appropriate method to test the ultrafiltration performance of different osmotic agents at the small pores of the peritoneum. Two new starch derivatives have shown a high ultrafiltration performance in this evaluation. Test setup B was used as an intermediate stage to analyze the water transport through an aquaporin membrane. The main objective of this work was the establishment of test setup C to perform ultrafiltration experiments with all types of pores in parallel. In the context of this work a selection of suitable membranes has been made and experiments with glucose and Icodextrin as osmotic candidates as well as with an antagonist of aquaporins have been performed.