Inimese neerude funktsiooniks on vere puhastamine organismis leiduvatest jääkainetest. Kui neerud on kahjustunud ega funktsioneeri korralikult, hakkab verre ja kehasse kogunema liigselt vedelikku ja jääkaineid. Kui neid õigeaegselt kehast ei väljutata ehk dialüüsita, võivad jääkained muutuda inimese organismile mürgisteks, mis võib väljenduda jõuetuse ja iiveldusena ning äärmuslikul juhul lõppeda surmaga.

Neerudialüüsi vältel eemaldatavaid erineva iseloomu ja suurusega molekule nimetatakse ureemilisteks toksiinideks. Kokku on leitud neid üle 100. Toksiinid jaotatakse väikese molekulmassiga ja veeslahustuvateks molekulideks nagu kreatiniin ja uurea, keskmisteks molekulideks alates molekulmassist 500 daltonit ja inimese valkudega seotud molekulideks. "Mõningate toksiinide kogust saab laboratoorselt verest määrata, kuid paljude toksiinide kontsentratsiooni ei ole kahjuks senini võimalik laboratoorselt kindlaks teha," selgitas doktoritööd juhendanud Tallinna Tehnikaülikooli tervisetehnoloogiate instituudi professor Ivo Fridolin.

Seetõttu pole ka täpselt teada, kui efektiivselt toimib tegelikult neeruasendus- ehk dialüüsravi, mida kasutatakse siiani toksiinide kunstlikuks eemaldamiseks patsiendi verest. Kõik toksiinid pole dialüüsi jooksul kergesti eemaldatavad nagu näiteks keskmise molekulmassiga ja valkudega seotud ained. Nende kuhjumine veres võib põhjustada terviseprobleeme ja inimese elukvaliteedi langust. Seega on oluline jälgida ka rutiinselt laboris mitte analüüsitavate toksiinide eemaldamist verest, mida on dialüüsravi käigus raske eemaldada.

Doktoritöö kaitsnud Kai Lauri väitekirja fookuses oli erisuguste omaduste ja suurusega molekulide eemaldamise uurimine erinevate neeru dialüüsravi sessioonide juures. Doktoritöö keskendus seega vere ja dialüüsivedeliku uurimisele. "Vedelikku kasutatakse dialüüsi filtris ja sellesse filtreeruvad veres leiduvad toksiinid, mis täidavad seega põhimõtteliselt uriini funktsiooni organismist jääkide väljutamisel. "Analüüsisime toksiinide kontsentratsioone dialüüsivedelikus optiliste meetoditega, kasutades spektrofotomeetrilist ja fluoromeetrilist analüüsi," selgitas Fridolin.

Optiliselt on võimalik dialüüsivedelikku analüüsida ka reaalajas. Sel juhul voolab kogu dialüüsravi sessiooni jooksul dialüüsivedelik läbi optilise mõõteriista ja ultraviolett kiirgusalas neelduvate või fluorestseeruvate ainete kogust mõõdetakse koheselt dialüüsivedelikus. Sel viisil saab hinnata nende ainete eemaldamist inimese verest kogu raviseansi jooksul.

"Doktoritööst selgus, et dialüüsraviga eemaldatakse kergesti madalamolekulaarseid veeslahustuvaid aineid. Seevastu aga valkudega seotud molekulide, näiteks indoksüülsulfaadi, eemaldamine oli oluliselt aeglasem ning keskmise suurusega molekule saab elimineerida hästi vaid teatud tüüpi dialüüsravi puhul, kus kasutatakse lisaks difusioonile ka ultrafiltratsiooni tehnoloogia,t" kinnitas Ivo Fridolin.

Lisaks seati doktoritöös eesmärgiks uurida optiliste meetodite täpsust võrreldes igapäevases laboripraktikas kasutatavate laboratoorsete meetoditega. Saadud tulemused kinnitavad mõlema meetodi head kokkulangevust, tagades sellega optiliste mõõtmistulemuste usaldusväärsuse.

"Oleme välja töötanud ka optilise seadme prototüübi ehk multikomponentse neeruasendusravi monitori, millega saab reaalajas hinnata erinevat tüüpi ureemiliste toksiinide kontsentratsioone dialüüsivedelikus. Praktikas võimaldab see hinnata verest väljaviidavate ureemiliste toksiinide hulka. Arstile on see info vajalik, et teada saada kui efektiivselt saab verest tegelikult jääkaineid välja viia," selgitas Fridolin.

Optilise sensori igapäevasesse praktikasse juurutamise eesmärgil viidi läbi edukas kliiniline uuring neljas erinevas Euroopa neeruasendusravikeskuses Belgias, Eestis, Hispaanias ja Rootsis H2020 SME projekti "On-line Dialysis Sensor Phase2" raames. Käimas on läbirääkimised dialüüsimasinate tootjatega sensori integratsiooniks olemasolevatesse neeruasendusravi aparaatidesse.

Doktoritöö juhendaja oli professor Ivo Fridolin, kaasjuhendaja vanemteadur Jana Holmar. Oponendid olid professorid David Goldsmith Londoni Guy's and St Thomas' haiglatest ja Per Magnusson Linköpingi Ülikoolist. Väitekirjaga "Ureemiliste toksiinide elimineerimise hindamine dialüüsravil optiliste ja analüütiliste meetoditega" saab tutvuda Tallinna Tehnikaülikooli digikogus.