Hemodialyse maakt het mogelijk om bij nierfalen afvalstoffen uit het bloed te verwijderen en de vocht- en elektrolytenbalans te herstellen. Deze behandeling houdt al decennialang patiënten met eindstadium nierfalen in leven, maar bepaalt ook in grote mate hun dagelijkse bestaan.
Traditionele hemodialyse verplicht patiënten om drie keer per week naar een kliniek te reizen voor behandelingen van circa vier uur. Daarbij wordt gebruikgemaakt van grote, complexe stationaire hemodialyseapparaten waarvoor gespecialiseerd personeel nodig is en die infrastructuur vereist zoals waterzuivering, afvoer en adequate elektrische beveiliging. Deze vorm van dialyseren beperkt mensen in hun bestaan, maar leidt vanwege het intermitterende karakter ook tot onfysiologische schommelingen in bloedwaarden en vochthuishouding die bijdragen aan hart-en vaatschade.
Thuishemodialyse biedt meer vrijheid en resulteert vaak in betere gezondheidsuitkomsten doordat patiënten vaker kunnen dialyseren. [1] Toch kiest slechts een klein deel van de patiënten voor deze optie. De benodigde ruimte en ingrijpende woningaanpassingen die nodig zijn voor thuishemodialyse vormen belangrijke drempels. [2]
Ontwikkeling van een compact hemodialyseapparaat
In 2013 startte de Nierstichting een ambitieus project: de ontwikkeling van een compacte dialysemachine die behandeling buiten het ziekenhuis aanzienlijk toegankelijker maakt. Een internationale aanbesteding leidde tot samenwerking met bedrijven in Zwitserland en Singapore en resulteerde uiteindelijk in de Neokidney – een ultracompact, draagbaar dialyseapparaat.
Met een gewicht van circa dertien kilogram en een formaat dat past in een handbagagekoffer behoort de Neokidney tot de kleinste hemodialysesystemen die ooit zijn ontwikkeld. De ontwikkeling werd mogelijk gemaakt door financiering van de Nierstichting, enkele zorgverzekeraars en een succesvolle crowdfundingcampagne. De samenwerking leidde tot de oprichting van het bedrijf Nextkidney, dat momenteel de klinische studies uitvoert die nodig zijn voor CE-markering en FDA-goedkeuring.
De eerste klinische studies in Singapore en Frankrijk lieten veelbelovende resultaten zien. Recent startte het UMC Utrecht een grotere studie om de veiligheid en effectiviteit van het apparaat te testen. Deze studie is onderdeel van grotere Europese RENEW studie waarin eveneens ziekenhuizen in Brussel en Caen participeren.
Hergebruik van dialysaat maakt hemodialyse compacter en efficiënter
De compacte vorm van de Neokidney is mogelijk dankzij een innovatieve aanpak: het regenereren van de spoelvloeistof (dialysaat) door middel van sorbentmaterialen. Waar een reguliere dialysemachines per behandeling 120 liter vers dialysaat verbruikt, kan de Neokidney dankzij een sorbentcartridge slechts met enkele liters dialysaat toe.
Deze technologie bouwt voort op technologie die is toegepast in het ReCycling DialYsis (REDY)-systeem uit de jaren tachtig en negentig van de vorige eeuw en dat inmiddels in onbruik is geraakt. [3,4] In dit systeem wordt het gebruikte dialysaat continu gezuiverd door het te filteren met sorbentcartridge dat bestaat uit verschillende soorten materialen. In dit systeem verwijdert actief kool de organische afvalstoffen uit het dialysaat. Ureum, een stikstofhoudende afvalstof die moeilijk te binden is, met behulp van het enzym urease omgezet in ammonium en bicarbonaat (Fig. 1).
Het ammonium dat toxisch is, wordt samen met andere kationen zoals kalium, calcium en magnesium gebonden door zirkoniumfosfaat. Anionen zoals fosfaat worden verwijdert door zirkoniumhydroxide. Dankzij meerdere passages worden in het systeem ureum en andere toxines, kationen en fosfaat vrijwel volledig verwijderd (Fig. 2).
Omdat de natriumspiegel tijdens het dialysaat regeneratieproces stijgt en calcium, magnesium en kalium (vrijwel) volledig verwijderd worden, voegt het apparaat vervolgens een natriumvrije elektrolytrijke oplossing toe om de elektrolytensamenstelling van het dialysaat te herstellen. Anders dan bij de conventionele dialyse worden patiënten behandeld met dialysaat dat in evenwicht is met hun plasma-natriumconcentratie – een benadering die bekendstaat als isonatriëmische dialyse. Dit vormt een bijzonder zachte vorm van behandeling die moeilijk te bereiken is met conventionele dialysesystemen.
Systeemopbouw en werking
De Neokidney gebruikt rolpompen voor zowel het bloed- als het dialysaatcircuit. Druk- en temperatuursensoren zijn geïntegreerd in verwisselbare cassettes aan de voorzijde van het apparaat. Via een katheter of shunt stroomt het bloed naar het dialysefilter, waar diffusie, convectie en ultrafiltratie afvalstoffen en vocht verwijderen. Tijdens de behandeling bewaakt het systeem continu de druk en flowsnelheden in het systeem. Het gebruikte (vervuilde) dialysaat wordt vervolgens extern gezuiverd via de sorbentcartridge. Een ammoniumsensor detecteert tijdig verzadiging van de sorbentcartridge. Het gereinigde dialysaat wordt vervolgens opgevangen in een verwarmde zak. De warmhoudplaat fungeert daarbij tevens als weegschaal om de onttrokken hoeveelheid vocht nauwkeurig te monitoren. Voor een behandeling van twee uur zijn doorgaans negen regeneratiecycli nodig (Fig. 3).
Naast waterbesparing is het systeem ook energiezuiniger. Dankzij een doordacht ontwerp en materiaalkeuze is geen elektrische beveiliging nodig. Hierdoor is geen aparte stroomaansluiting, aarding of extra transformator vereist, wat zowel het gewicht als het gebruiksgemak ten goede komt. In de praktijk kan een patiënt het apparaat gebruiken met elk stopcontact waar ook een mobiele telefoon kan worden opgeladen.
Frequentere, kortere behandelingen
De Neokidney is in eerste instantie ontworpen voor vier tot zes behandelingen van twee uur per week. Deze kort-frequente aanpak sluit beter aan bij de fysiologie van patiënten dan het traditionele schema van drie behandelingen per week. Het ontbreken van een langer dialyseinterval in het weekend is minder belastend voor het hart.
De eerste klinische testen waarbij de veiligheid van het systeem werd getest in een kleine serie dialysebehandelingen met vier patiënten hebben laten zien dat deze methode waarschijnlijk veilig en succesvol kan worden toegepast voor hemodialyse. De veiligheid en effectiviteit van de Neokidney wordt nu verder onderzocht in een grotere patiëntengroep in het ziekenhuis. In een volgende fase zal het apparaat ook in de thuissituatie worden getest. De resultaten daarvan worden in de loop van 2027 verwacht.
De Nierstichting is positief over deze ontwikkeling en verwacht dat deze technologie dialyse buiten het ziekenhuis straks aanzienlijk zal vereenvoudigen. Niet alleen patiënten die thuis willen dialyseren profiteren van een kleiner en minder opvallend apparaat, ook kleinschalige dialysehubs buiten het ziekenhuis kunnen hiervan gebruikmaken. Tegelijkertijd is duidelijk dat de Neokidney voorlopig nog niet voor alle patiënten geschikt zal zijn, zoals bijvoorbeeld bij patiënten met een matig functionerende vaattoegang of patiënten die meer gebaat zijn bij minder frequente en/of langzame (nachtelijke) dialyse.
Een blik op de toekomst
De draagbare kunstnier is naar verwachting straks het eerste dialysesysteem dat water hergebruikt. Dit maakt de technologie straks bijzonder interessant voor gebieden in de wereld waar schoon water schaars is en de reisafstanden naar het ziekenhuis groot zijn.
De kostprijs blijft daarbij een belangrijk aandachtspunt. Met name urease is een relatief kostbare component van de sorbentcartrdige. Binnen NXTGEN Hightech – een programma van het Nationaal Groeifonds – werkt Nextkidney aan de ontwikkeling van een industriële pilot productielijn waar urease wordt gewonnen uit bonen. Daarnaast wordt met een consortium van zes Nederlandse kwekers gewerkt aan de opschaling van de teelt van deze bonen op Nederlandse bodem. Dit moet de kostprijs per dialysebehandeling aanzienlijk verlagen.
Daarnaast wordt gekeken hoe de dialyse verder kan worden verduurzaamd, bijvoorbeeld door recycling van de sorbentcartridge en vermindering van plasticgebruik. Dialyse behoort binnen de zorg momenteel tot een van de behandelingen met de grootste ecologische voetafdruk, maar sorbenttechnologie zou hierin een omslag kunnen betekenen.
Conclusie
De Neokidney draagbare kunstnier markeert een belangrijke stap richting flexibele, patiëntgerichte en mogelijk zelfs duurzamere dialysezorg. In een zorgsysteem waarin de vraag groeit en de druk op personeel toeneemt bieden kleine compacte dialyseapparaten zoals de Neokidney een nieuw perspectief op de toekomst.
Referenties
[1] Garg AX, Suri RS, Eggers P, Finkelstein FO, Greene T, Kimmel PL, Kliger AS, Larive B, Lindsay RM, Pierratos A, Unruh M, Chertow GM; Frequent Hemodialysis Network Trial Investigators. Patients receiving frequent hemodialysis have better health-related quality of life compared to patients receiving conventional hemodialysis. Kidney Int. 2017 Mar;91(3):746-754.
[2] Earley Á, Lydon S, Walker RC, Gannon L, Reddan D, Durack L, O’Connor P. A Systematic Review of the Qualitative Research on Barriers and Facilitators to Home Hemodialysis. Hemodial Int. 2025 Oct;29(4):434-441.
[3] Blumenkrantz MJ, Gordon A, Roberts M, Lewin AJ, Pecker EA, Moran JK, Coburn JW, Maxwell MH. Applications of the Redy sorbent system to hemodialysis and peritoneal dialysis. Artif Organs. 1979 Aug;3(3):230-6.
[4] Agar JW. Review: understanding sorbent dialysis systems. Nephrology (Carlton). 2010 Jun;15(4):406-11.
