Hemodialysis biocompatibility mathematical models to predict the inflammatory biomarkers released in dialysis patients based on hemodialysis membrane characteristics and clinical practices
Notice bibliographique
Résumé
Chronic kidney disease affects millions of people around the globe and many patients rely on hemodialysis (HD) to survive. HD is associated with undesired life-threatening side effects that are linked to membrane biocompatibility and clinical operating conditions. The present study develops a mathematical model to predict the inflammatory biomarkers released in HD patients based on membrane morphology, chemistry, and interaction affinity. Based on the morphological characteristics of two clinical-grade HD membrane modules (CTA and PAES-PVP) commonly used in Canadian hospitals, a molecular docking study, and the release of inflammatory cytokines during HD and in vitro incubation experiments, we develop five sets of equations that describe the concentration of eight biomarkers (serpin/antithrombin-III, properdin, C5a, 1L-1α, 1L-1β, C5b-9, IL6, vWF). The equations developed are functions of membrane properties (pore size, roughness, chemical composition, affinity to fibrinogen, and surface charge) and HD operating conditions (blood flow rate, Qb, and treatment time, t). We expand our model based on available clinical data and increase its range of applicability in terms of flow rate and treatment time. We also modify the original equations to expand their range of applicability in terms of membrane materials, allowing the prediction and validation of the inflammatory response of several clinical and synthesized membrane materials. Our affinity-based model solely relies on theoretical values of molecular docking, which can significantly reduce the experimental load related to the development of more biocompatible materials. Our model predictions agree with experimental clinical data and can guide the development of novel materials and support evidence-based membrane synthesis of HD membranes, reducing the need for trial-and-error approaches.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».