1 Analiza związku pomiędzy strukturą chemiczną a fizyczną stabilnością kamieni układu moczowego w aspekcie poszukiwania nowych strategii terapeutycznych kamicy moczowej Wojciech Dyś Promotor: dr hab. n. med. Hanna Trębacz, prof. nadzw. UM Lublin.

2 Cel pracy Zbadanie związku pomiędzy składem i strukturą chemiczną kamieni nerkowych, a ich fizyczną trwałością w aspekcie termodynamicznym i mechanicznym.

3 Kamica układu moczowego Kamica stała się jedną z najczęstszych chorób i częstością występowania dorównuje cukrzycy, co czyni z niej chorobę o wymiarze społecznym.

4 Kamica układu moczowego Obecnie na kamicę moczową choruje około 2% Polaków. Bez profilaktyki, po usunięciu pierwszego w życiu złogu u 50% chorych dojdzie do nawrotu kamicy w ciągu 5 lat, a u 60-80% w ciągu 10 lat. Prognozowane szacunkowe koszty leczenia kamicy w USA w 2030 roku to około 1,24 biliona dolarów rocznie. Roslan i wsp. 2009, GUS 2004 Worcester i Coe 2008 Antonelli i wsp. 2014, Roudakova i Monga 2014

5 Kamica układu moczowego Rewolucja w leczeniu. Mały postęp nauki jeśli chodzi o przyczynowe leczenie kamicy - zwłaszcza kamicy szczawianowej. Młodzi urolodzy powinni zainteresować się tematem kamicy dróg moczowych, nawet z pobudek czysto koniunkturalnych. Wkrótce problemy onkologiczne dotyczące narządów układu moczowo-płciowego, i nie tylko, będą rozwiązywane przez zastosowanie zaawansowanych technologii mało inwazyjnych, czy też z pomocą inżynierii genetycznej. Na co w dziedzinie kamicy moczowej nie zanosi się. Paul van Cangh 2010 Ostrowski 2010 Tiselius 2011

6 Materiał kamienie moczowe 44 pacjentów operowanych w Oddziale Urologii i Onkologii Urologicznej Szpitala Specjalistycznego w Puławach w latach 2011-2012 roku

7 Metody Analiza chemiczna jakościowa Spektroskopia Ramana Spektroskopia w podczerwieni – FTIR Testy mechaniczne Pomiary kalorymetryczne Miernik i wsp. 2015 Basiri i wsp. 2012 Hesse i wsp. 2005

8 Metody Fragmenty złogów poddano analizie chemicznej przy użyciu zestawu BIOLABO France do analizy kamieni nerkowych. Jest to metoda chemiczna jakościowa do diagnostyki in vitro głównych składników kamieni moczowych przy pomocy odczynników. Jest to metoda standardowo stosowana w polskich laboratoriach do identyfikacji głównych składników mineralnych kamieni.

9 Metody W pierwszym etapie badań porównawczych fragmenty złogów moczowych poddano analizie widmowej spektroskopią Ramana. Widma badanych próbek otrzymano za pomocą spektrofotometru Nicolet NXR 9650 FT-Raman (ThermoScientific, Waltham, MA, USA) w module FT- Ramana (NXR Ramana FT). Miernik A, Rassweiler JJ (2015) Is in vivo analysis of urinary stone composition feasible? Evaluation of an experimental setup of Raman system coupled to commercial lithotripsy laser fibers. World J Urol. 33(10).

10 Metody Złogi zbadano również metodą spektroskopii w podczerwieni FT IR na Nicolet 6700 FT-IR (ThermoScientific, Waltham, MA, USA) celem określenia składu mineralnego.

11 Metody W celu określenia mechanicznej wytrzymałości kamieni moczowych, poddano je testom osiowej kompresji za pomocą maszyny wytrzymałościowej Lloyd LRX. Próbki były ściskane jednorazowo do zniszczenia, ze stałą prędkością 0,5 mm/min.

12 Metody Analizę DSC przeprowadzono przy użyciu aparatu Q200 firmy TA Instruments. Próbki złogów moczowych badano w zakresie temperatur od 40 o C do 380 o C, z prędkością 10 stopnie/min. Wyniki pomiaru obrazuje termogram.

13 Wyniki Anzliza chemiczna: 68% stanowiły złogi wapniowe

14 Wyniki Spektroskopia Ramana Szczawiany wapnia (COM i COD) 68% hydroksyapatyt (HAP) w 18% kwas moczowy (UA) w 9% struwit (MAPH) w 4,6%

15 Wyniki Spektroskopia FTIR (78%) stanowiły szczawiany w formie wewelitu, jednowodnego szczawianu wapnia (COM) czystego lub z domieszką. struwit (MAPH), hydroksyapatyt (HAP), kwas moczowy (UA). Dominowały złogi dwuskładnikowe

16 Wyniki testy mechaniczne

17 Testy mechaniczne cd.

18 Wyniki Pomiary kalorymetryczne

19

20 Wyniki analiza istotności różnic pomiędzy głównymi grupami złogów w odniesieniu do parametrów DSC

21 Korelacje. Korelacje pomiędzy parametrami termodynamicznymi a parametrami mechanicznymi

22 Wnioski Wysoki odsetek występowania kamieni moczowych o strukturze dwuskładnikowej (38%) sugeruje potrzebę pobierania do analizy chemicznej próbek z dwóch części kamienia, tj. z jądra kamienia i warstwy wierzchniej. Różnicowa kalorymetria skaningowa pozwala określić temperatury rozpadu poszczególnych składników złogu, które mogą być pomocne w określaniu trwałości kamieni moczowych i w terapii kamicy. Na trwałość i energię rozpadu termicznego kamieni moczowych wpływa nie tylko ich skład mineralny, ale również w dużym stopniu obecność składników „zlepiających” w postaci glikozaminoglikanów.

23 Wnioski Złogi zbudowane z kryształów kwasu moczowego zawierają mniej glikozaminoglikanów w stosunku do innych rodzajów kamieni. Temperatura rozpadu szczawianów jak i substancji spajających koreluje z parametrami mechanicznymi badanych złogów, z „p” wynoszącym poniżej 0,005 (p < 0,05). Uzyskane wyniki w odniesieniu do dostępnej literatury sugerują, że poszerzenie grupy głównych czynników ryzyka kamicy moczowej o stopień uwodnienia szczawianów wapnia może ulepszyć profilaktykę i dobór odpowiedniej strategii leczenia w tym najczęstszym rodzaju kamicy.

24 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ