Herbert Wertheim School of Engineeringin mekaanisen ja ilmailutekniikan laitoksen (MAE) tutkijat ovat kehittäneet uudentyyppisen hemodialyysikalvon, joka on valmistettu grafeenioksidista (GO), joka on yksiatominen kerrosmateriaali.Sen odotetaan muuttavan täysin munuaisdialyysin hoitoa kärsivällisesti.Tämä edistysaskel mahdollistaa mikrosirudialysaattorin kiinnittämisen potilaan iholle.Valtimopaineen alaisena se eliminoi veripumpun ja kehonulkoisen verenkierron, mikä mahdollistaa turvallisen dialyysin mukavasti kotonasi.Verrattuna olemassa olevaan polymeerikalvoon kalvon läpäisevyys on kaksi suuruusluokkaa suurempi, se on yhteensopiva veren kanssa, eikä se ole yhtä helppo skaalata kuin polymeerikalvot.
Professori Knox T. Millsaps MAE:stä ja kalvoprojektin johtava tutkija Saeed Moghaddam ja hänen tiiminsä ovat kehittäneet uuden prosessin, joka sisältää itsekokoonpanon ja GO-nanoverihiutaleiden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien optimoinnin.Tämä prosessi vain muuttaa 3 GO-kerrosta erittäin organisoiduiksi nanolevykokoonpanoiksi, jolloin saavutetaan erittäin korkea läpäisevyys ja selektiivisyys."Kehittämällä kalvon, joka on huomattavasti läpäisevämpi kuin sen biologinen vastine, munuaisen glomerulusten pohjakalvo (GBM), olemme osoittaneet nanomateriaalien, nanotekniikan ja molekyylien itsekokoamisen suuren potentiaalin."Mogda tohtori Mu sanoi.
Membraanien suorituskyvyn tutkimus hemodialyysin skenaarioissa on tuottanut erittäin rohkaisevia tuloksia.Urean ja sytokromi-c:n seulontakertoimet ovat 0,5 ja 0,4, vastaavasti, mikä riittää pitkäaikaiseen hitaaseen dialyysiin säilyttäen yli 99 % albumiinista;hemolyysiä, komplementin aktivaatiota ja koagulaatiota koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, että ne ovat verrattavissa olemassa oleviin dialyysikalvomateriaaleihin tai parempia kuin olemassa olevien dialyysikalvomateriaalien suorituskyky.Tämän tutkimuksen tulokset on julkaistu Advanced Materials Interfaces -sivustolla (5. helmikuuta 2021) otsikolla "Trilayer Interlinked Graphene Oxide Membrane for Wearable Hemodialyzer".
Tohtori Moghaddam sanoi: "Olemme osoittaneet ainutlaatuisen itse kootun GO-nanoverihiutaleen tilatun mosaiikin, joka edistää suuresti kymmenen vuoden työtä grafeenipohjaisten kalvojen kehittämisessä."Se on käyttökelpoinen alusta, joka voi tehostaa matalavirtausta yödialyysiä kotona."Tohtori Moghaddam kehittää parhaillaan uusia GO-kalvoja käyttäviä mikrosiruja, jotka tuovat tutkimuksen lähemmäksi puettavien hemodialyysilaitteiden tarjoamista munuaissairauspotilaille.
Naturen pääkirjoituksessa (maaliskuu 2020) todettiin: "Maailman terveysjärjestö arvioi, että noin 1,2 miljoonaa ihmistä kuolee vuosittain munuaisten vajaatoimintaan maailmanlaajuisesti [ja loppuvaiheen munuaissairauden (ESRD) esiintyvyys johtuu diabeteksesta ja verenpaineesta]….Dialyysi Tekniikan käytännön rajoitusten ja kohtuuhintaisuuden yhdistelmä tarkoittaa myös sitä, että alle puolet hoidon tarpeessa olevista pääsee siihen.”Asianmukaisesti miniatyrisoidut puettavat laitteet ovat taloudellinen ratkaisu eloonjäämisasteen nostamiseen erityisesti kehitysmaissa Kiinassa."Membraanimme on avainkomponentti miniatyyrissä puettavassa järjestelmässä, joka voi toistaa munuaisten suodatustoiminnon, mikä parantaa huomattavasti mukavuutta ja kohtuuhintaisuutta maailmanlaajuisesti", sanoi tohtori Moghaddam.
”Membraaniteknologia rajoittaa suurta edistystä hemodialyysipotilaiden ja munuaisten vajaatoimintaa saavien potilaiden hoidossa.Kalvotekniikka ei ole edistynyt merkittävästi viime vuosikymmeninä.Kalvoteknologian perustavanlaatuinen kehitys edellyttää munuaisdialyysin parantamista.Erittäin läpäisevät ja selektiiviset materiaalit, kuten täällä kehitetty erittäin ohut grafeenioksidikalvo, voivat muuttaa paradigmaa.Ultraohuet läpäisevät kalvot eivät pysty toteuttamaan vain minidialysaattoreita, vaan myös todellisia kannettavia ja puettavia laitteita, mikä parantaa elämänlaatua ja potilaiden ennustetta.James L. McGrath sanoi olevansa biolääketieteen tekniikan professori Rochesterin yliopistossa ja uuden ultraohuen piikalvoteknologian toinen keksijä erilaisiin biologisiin sovelluksiin (Nature, 2007).
Tätä tutkimusta rahoitti National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) National Institutes of Healthin alaisuudessa.Tohtori Moghaddamin tiimiin kuuluvat tohtori Richard P. Rode, UF MAE:n tutkijatohtori, tohtori Thomas R. Gaborski (suunnittelija), Daniel Ornt, MD (ohjaajatutkija) ja Henry C biolääketieteen laitokselta Engineering, Rochester Institute of Technology .Dr. Chung ja Hayley N. Miller.
Tohtori Moghaddam on UF Interdisciplinary Microsystems Groupin jäsen ja johtaa Nanostructured Energy Systems Laboratorya (NESLabs), jonka tehtävänä on parantaa toiminnallisten huokoisten rakenteiden nanotekniikan ja mikro/nanomittakaavan siirtofysiikan tietämystä.Hän yhdistää useita tekniikan ja tieteen tieteenaloja ymmärtääkseen paremmin mikro-/nano-mittakaavaisen siirron fysiikkaa ja kehittääkseen seuraavan sukupolven rakenteita ja järjestelmiä, jotka ovat tehokkaampia ja tehokkaampia.
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PL 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Toimiston puhelinnumero