Herbert Wertheimi tehnikakooli mehaanika- ja kosmosetehnika osakonna (MAE) teadlased on välja töötanud uut tüüpi hemodialüüsi membraani, mis on valmistatud grafeenoksiidist (GO), mis on üheaatomiline kihiline materjal.Eeldatakse, et see muudab neerudialüüsi ravi kannatlikult täielikult.See edasiminek võimaldab mikrokiipdialüsaatori kinnitada patsiendi nahale.Arteriaalse rõhu all töötades kõrvaldab see verepumba ja kehavälise vereringe, võimaldades ohutut dialüüsi mugavalt kodus.Võrreldes olemasoleva polümeermembraaniga on membraani läbilaskvus kaks suurusjärku suurem, see on verega ühilduv ja seda pole nii lihtne skaleerida kui polümeermembraane.
MAE professor Knox T. Millsaps ja membraaniprojekti juhtivteadur Saeed Moghaddam ja tema meeskond on välja töötanud uue protsessi, mis hõlmab isekoostumist ning GO nanotrombotsüütide füüsikaliste ja keemiliste omaduste optimeerimist.See protsess muudab 3 GO kihti ainult kõrgelt organiseeritud nanolehtede sõlmedeks, saavutades seeläbi ülikõrge läbilaskvuse ja selektiivsuse."Arendades membraani, mis on oluliselt läbilaskvam kui selle bioloogiline vaste, neeru glomerulaarne basaalmembraan (GBM), oleme näidanud nanomaterjalide, nanotehnoloogia ja molekulaarse isekoostumise suurt potentsiaali."Mogda dr Mu ütles.
Membraani jõudluse uurimine hemodialüüsi stsenaariumides on andnud väga julgustavaid tulemusi.Karbamiidi ja tsütokroom-c sõelumiskoefitsiendid on vastavalt 0,5 ja 0,4, mis on piisavad pikaajaliseks aeglaseks dialüüsiks, säilitades samal ajal rohkem kui 99% albumiinist;hemolüüsi, komplemendi aktiveerimise ja koagulatsiooni uuringud on näidanud, et need on võrreldavad olemasolevate dialüüsimembraani materjalidega või paremad kui olemasolevate dialüüsimembraani materjalidega.Selle uuringu tulemused on avaldatud Advanced Materials Interfaces (5. veebruar 2021) pealkirja all "Kolmekihiline omavahel ühendatud grafeenoksiidmembraan kantavale hemodialüsaatorile".
Dr Moghaddam ütles: "Oleme demonstreerinud ainulaadset ise kokkupandud GO nanotrombotsüütide tellitud mosaiiki, mis edendab oluliselt kümneaastaseid jõupingutusi grafeenipõhiste membraanide väljatöötamisel."See on elujõuline platvorm, mis võib tõhustada väikese vooluga öist dialüüsi kodus.Dr Moghaddam töötab praegu uusi GO membraane kasutavate mikrokiipide väljatöötamisega, mis lähendab uuringuid neeruhaigustega patsientidele kantavate hemodialüüsiseadmete pakkumise tegelikkusele.
Nature'i juhtkirjas (märts 2020) öeldi: „Maailma Terviseorganisatsiooni hinnangul sureb maailmas igal aastal neerupuudulikkusesse ligikaudu 1,2 miljonit inimest [ja lõppstaadiumis neeruhaiguse (ESRD) esinemissagedus on tingitud diabeedist ja hüpertensioonist].Dialüüs Tehnoloogia praktiliste piirangute ja taskukohasuse kombinatsioon tähendab ka seda, et vähem kui pooltel ravi vajavatest inimestest on sellele juurdepääs.Asjakohaselt miniatuursed kantavad seadmed on ökonoomne lahendus ellujäämise suurendamiseks, eriti arenevas Hiinas."Meie membraan on miniatuurse kantava süsteemi põhikomponent, mis suudab taasesitada neerude filtreerimisfunktsiooni, parandades oluliselt mugavust ja taskukohasust kogu maailmas," ütles dr Moghaddam.
"Suured edusammud hemodialüüsi ja neerupuudulikkusega patsientide ravis on piiratud membraanitehnoloogiaga.Membraantehnoloogia pole viimastel aastakümnetel märkimisväärseid edusamme teinud.Membraanitehnoloogia põhiline areng nõuab neerudialüüsi parandamist.Väga läbilaskvad ja selektiivsed materjalid, nagu siin välja töötatud üliõhuke grafeenoksiidmembraan, võivad paradigmat muuta.Üliõhukesed läbilaskvad membraanid ei suuda realiseerida mitte ainult miniatuurseid dialüsaatoreid, vaid ka tõelisi kaasaskantavaid ja kantavaid seadmeid, parandades seeläbi elukvaliteeti ja patsientide prognoosi.James L. McGrath ütles, et on Rochesteri ülikooli biomeditsiinitehnika professor ja erinevate bioloogiliste rakenduste jaoks mõeldud uue üliõhukese ränimembraanitehnoloogia kaasleiutaja (Nature, 2007).
Seda uuringut rahastas riiklik biomeditsiinilise pildistamise ja biotehnoloogia instituut (NIBIB) riiklike tervishoiuinstituutide all.Dr Moghaddami meeskonda kuuluvad dr Richard P. Rode, UF MAE järeldoktor, dr Thomas R. Gaborski (kaasuurija), Daniel Ornt, MD (kaasuurija) ja Henry C biomeditsiini osakonnast Inseneriteadus, Rochesteri Tehnoloogiainstituut.Dr Chung ja Hayley N. Miller.
Dr Moghaddam on UF Interdistsiplinaarsete mikrosüsteemide rühma liige ja juhib nanostruktureeritud energiasüsteemide laboratooriumi (NESLabs), mille missiooniks on parandada funktsionaalsete poorsete struktuuride nanotehnoloogia ja mikro-/nanomastaabis ülekandefüüsika teadmiste taset.Ta ühendab mitu inseneri- ja teadusharu, et paremini mõista mikro-/nanomastaabis ülekande füüsikat ning arendada järgmise põlvkonna struktuure ja süsteeme, millel on suurem jõudlus ja tõhusus.
Herbert Wertheimi tehnikakõrgkool 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Kontori telefoninumber