Pētnieki no Herberta Verteima Inženierzinātņu skolas Mašīnbūves un aviācijas inženierijas nodaļas (MAE) ir izstrādājuši jauna veida hemodialīzes membrānu, kas izgatavota no grafēna oksīda (GO), kas ir monoatomisks slāņains materiāls.Paredzams, ka tas pilnībā pacietīgi mainīs nieru dialīzes ārstēšanu.Šis uzlabojums ļauj mikroshēmas dializatoru piestiprināt pie pacienta ādas.Darbojoties zem arteriālā spiediena, tas likvidēs asins sūkni un ekstrakorporālo asinsriti, ļaujot droši veikt dialīzi jūsu mājās.Salīdzinot ar esošo polimēru membrānu, membrānas caurlaidība ir par divām kārtām augstāka, tai ir saderība ar asinīm, un to nav tik viegli mērogot kā polimēru membrānām.
Profesors Knox T. Millsaps no MAE un membrānas projekta vadošais pētnieks Saeed Moghaddam un viņa komanda ir izstrādājuši jaunu procesu, kas ietver GO nanoplatetu fizikālo un ķīmisko īpašību optimizāciju.Šis process tikai pārvērš 3 GO slāņus augsti organizētos nanoloksnes komplektos, tādējādi panākot īpaši augstu caurlaidību un selektivitāti."Izstrādājot membrānu, kas ir ievērojami caurlaidīgāka nekā tās bioloģiskais līdzinieks, nieres glomerulārā bazālā membrāna (GBM), mēs esam parādījuši nanomateriālu, nanoinženierijas un molekulārās pašsavienošanās lielo potenciālu."Mogda Dr Mu teica.
Membrānas veiktspējas pētījums hemodialīzes scenārijos ir devis ļoti iepriecinošus rezultātus.Urīnvielas un citohroma-c sijāšanas koeficienti ir attiecīgi 0,5 un 0,4, kas ir pietiekami ilgstošai lēnai dialīzei, saglabājot vairāk nekā 99% albumīna;pētījumi par hemolīzi, komplementa aktivāciju un koagulāciju ir parādījuši, ka tie ir salīdzināmi ar esošajiem dialīzes membrānas materiāliem vai labāki par esošo dialīzes membrānu materiālu veiktspēju.Šī pētījuma rezultāti ir publicēti Advanced Materials Interfaces (2021. gada 5. februārī) ar nosaukumu “Trīslāņu savstarpēji savienota grafēna oksīda membrāna valkājamam hemodializatoram”.
Dr Mogadams teica: "Mēs esam demonstrējuši unikālu pašu samontētu GO nanoplatešu pasūtītu mozaīku, kas ievērojami veicina desmit gadu ilgo darbu grafēna membrānu izstrādē."Tā ir dzīvotspējīga platforma, kas var uzlabot zemas plūsmas nakts dialīzi mājās.Dr Moghaddam pašlaik strādā pie mikroshēmu izstrādes, izmantojot jaunas GO membrānas, kas tuvinās pētījumus realitātei, kas nodrošina valkājamas hemodialīzes ierīces nieru slimību pacientiem.
Nature's redakcijā (2020. gada marts) teikts: “Pasaules Veselības organizācija lēš, ka aptuveni 1,2 miljoni cilvēku katru gadu pasaulē mirst no nieru mazspējas [un beigu stadijas nieru slimības (ESRD) biežums ir saistīts ar diabētu un hipertensiju].Dialīze Praktisko tehnoloģiju ierobežojumu un pieejamības kombinācija nozīmē arī to, ka mazāk nekā pusei cilvēku, kam nepieciešama ārstēšana, tā ir pieejama.Atbilstoši miniaturizētas valkājamas ierīces ir ekonomisks risinājums, lai palielinātu izdzīvošanas rādītājus, īpaši attīstības Ķīnā."Mūsu membrāna ir miniatūras valkājamas sistēmas galvenā sastāvdaļa, kas var reproducēt nieres filtrēšanas funkciju, ievērojami uzlabojot komfortu un cenas pieejamību visā pasaulē," sacīja Dr. Moghaddam.
"Lielākos sasniegumus hemodialīzes un nieru mazspējas pacientu ārstēšanā ierobežo membrānas tehnoloģija.Pēdējo desmitgažu laikā membrānas tehnoloģija nav guvusi ievērojamu progresu.Membrānas tehnoloģijas fundamentālajai attīstībai nepieciešama nieru dialīzes uzlabošana.Ļoti caurlaidīgi un selektīvi materiāli, piemēram, šeit izstrādātā īpaši plānā grafēna oksīda membrāna, var mainīt paradigmu.Īpaši plānas caurlaidīgas membrānas var ne tikai realizēt miniaturizētus dializatorus, bet arī reālas pārnēsājamas un valkājamas ierīces, tādējādi uzlabojot dzīves kvalitāti un pacientu prognozes.Džeimss L. Makgrats teica, ka viņš ir Ročesteras universitātes biomedicīnas inženierijas profesors un līdzizgudrotājs jaunai īpaši plānai silīcija membrānas tehnoloģijai dažādiem bioloģiskiem lietojumiem (Nature, 2007).
Šo pētījumu finansēja Nacionālais biomedicīnas attēlveidošanas un bioinženierijas institūts (NIBIB) Nacionālajos veselības institūtos.Dr. Moghaddama komandā ir Dr. Ričards P. Rods, UF MAE pēcdoktorants, Dr. Tomass R. Gaborskis (līdz galvenais pētnieks), Daniels Ornts, MD (līdz galvenais pētnieks) un Henrijs C no Biomedicīnas katedras. Inženierzinātnes, Ročesteras Tehnoloģiju institūts.Dr Chung un Hayley N. Miller.
Dr Moghaddam ir UF starpdisciplināro mikrosistēmu grupas loceklis un vada Nanostrukturēto enerģijas sistēmu laboratoriju (NESLabs), kuras misija ir uzlabot zināšanu līmeni par funkcionālu porainu struktūru nanoinženieriju un mikro/nanomēroga transmisijas fiziku.Viņš apvieno vairākas inženierzinātņu un zinātnes disciplīnas, lai labāk izprastu mikro/nano mēroga pārraides fiziku un izstrādātu nākamās paaudzes struktūras un sistēmas ar augstāku veiktspēju un efektivitāti.
Herberta Verteima Inženieru koledža 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Biroja tālruņa numurs