Миллионам людей с почечной недостаточностью не хватает донорских почек и эту ситуацию пока исправить не получается. Помимо трансплантации, единственной альтернативой для пациентов остается проведение регулярных сеансов диализа.

Диализ обычно требует не менее трех посещений медицинского центра в неделю. Там пациентов подсоединяют к аппарату для диализа и в течение нескольких часов проводят процедуру. Мало того, что это сильно осложняет жизнь, но еще и не дает хороших результатов. Проблема в том, что почки фильтруют кровь круглосуточно; в этом плане диализ никак не может заменить нормальную почку.

Ученые стремятся разработать искусственную почку, которую можно носить постоянно, непрерывно выполняя диализ. Однако главным препятствием является мочевина, которую необходимо постоянно удалять, чтобы поддерживать баланс азота в организме.

В настоящее время диализ справляется с мочевиной при помощи фермента, разрушающего ее молекулу до аммиака и двуокиси углерода. К сожалению, количество вещества, необходимого для выполнения реакции, слишком велико — такую тяжесть невозможно постоянно носить на теле.

Чтобы решить проблему исследователи обратились к относительно новому классу наноматериалов под названием MXenes, представляющему собой двумерные нанослои металлических карбидов. Эти материалы очень гидрофильны. Вместо того, чтобы разрушать мочевину, MXene захватывает ее молекулы и удерживает между своими нанометровыми слоями.

При комнатной температуре материал способен захватить 94 % мочевины по сравнению с диализными машинами. В испытаниях при температуре тела материал удержал еще больше мочевины. Кроме того, MXene не токсичен для организма. Исследователи резюмируют, что MXene поможет превратить концепцию комфортной искусственной почки в реальность.