Даследчыкі з Дэпартамента машынабудавання і аэракасмічнай інжынерыі (MAE) Інжынернай школы Герберта Вертхайма распрацавалі новы тып гемадыялізнай мембраны з аксіду графена (GO), які з'яўляецца аднаатамным слаістай матэрыялам.Мяркуецца цалкам змяніць лячэнне дыялізу нырак цярпліва.Гэты прагрэс дазваляе прымацаваць дыялізатар з мікрачыпам да скуры пацыента.Працуючы пад артэрыяльным ціскам, ён ліквідуе помпа крыві і экстракарпаральнае кровазварот, што дазваляе бяспечна праводзіць дыяліз у камфорце вашага дома.У параўнанні з існуючай палімернай мембранай пранікальнасць мембраны на два парадкі вышэй, яна сумяшчальная з крывёю і яе не так проста маштабаваць, як палімерныя мембраны.
Прафесар Нокс Т. Мілсапс з MAE і вядучы даследчык мембраннага праекта Саід Магаддам і яго каманда распрацавалі новы працэс, які прадугледжвае самазборку і аптымізацыю фізічных і хімічных уласцівасцей нанапласцінак GO.Гэты працэс толькі ператварае 3 пласта GO у высокаарганізаваныя зборкі наналістоў, дзякуючы чаму дасягаецца звышвысокая пранікальнасць і селектыўнасць.«Распрацоўваючы мембрану, якая значна больш пранікальная, чым яе біялагічны аналаг, базальная мембрана клубочка (GBM) ныркі, мы прадэманстравалі вялікі патэнцыял нанаматэрыялаў, нанаінжынерыі і малекулярнай самазборкі».Mogda доктар Му сказаў.
Даследаванне працы мембраны ў сцэнарах гемадыялізу дало вельмі абнадзейлівыя вынікі.Каэфіцыенты прасейвання мачавіны і цытахром-с роўныя адпаведна 0,5 і 0,4, што дастаткова для працяглага павольнага дыялізу з захаваннем больш за 99% альбуміна;даследаванні гемолізу, актывацыі камлементу і каагуляцыі паказалі, што яны параўнальныя з існуючымі мембраннымі матэрыяламі для дыялізу або лепш, чым прадукцыйнасць існуючых мембранных матэрыялаў для дыялізу.Вынікі гэтага даследавання былі апублікаваны на Advanced Materials Interfaces (5 лютага 2021 г.) пад назвай «Трохслаёвая ўзаемазвязаная мембрана з аксіду графена для носнага гемадыялізатара».
Доктар Могаддам сказаў: «Мы прадэманстравалі унікальную самазборную ўпарадкаваную мазаіку GO з нанапласцінкамі, якая значна прасунула дзесяцігадовыя намаганні па распрацоўцы мембран на аснове графена».Гэта жыццяздольная платформа, якая можа палепшыць начны дыяліз з нізкім патокам у хатніх умовах».У цяперашні час доктар Магаддам працуе над распрацоўкай мікрачыпаў з выкарыстаннем новых мембран GO, што наблізіць даследаванні да рэальнасці забеспячэння носных гемадыялізных прылад для пацыентаў з хваробай нырак.
У рэдакцыйным артыкуле Nature (сакавік 2020 г.) гаворыцца: «Паводле ацэнак Сусветнай арганізацыі аховы здароўя, штогод ва ўсім свеце ад нырачнай недастатковасці памірае прыкладна 1,2 мільёна чалавек [і частата тэрмінальнай стадыі нырачнай недастатковасці (ТПН) звязана з дыябетам і гіпертаніяй]….Дыяліз Спалучэнне практычных абмежаванняў тэхналогіі і даступнасці таксама азначае, што менш за палову людзей, якія маюць патрэбу ў лячэнні, маюць да яго доступ».Адпаведна мініяцюрныя носныя прылады з'яўляюцца эканамічным рашэннем для павышэння ўзроўню выжывання, асабліва ў Кітаі, які развіваецца.«Наша мембрана з'яўляецца ключавым кампанентам мініяцюрнай носнай сістэмы, якая можа прайграваць функцыю фільтрацыі нырак, значна паляпшаючы камфорт і даступнасць ва ўсім свеце», - сказаў доктар Могаддам.
«Асноўныя дасягненні ў лячэнні пацыентаў з гемадыялізам і нырачнай недастатковасцю абмежаваныя мембраннай тэхналогіяй.Мембранныя тэхналогіі не дасягнулі істотнага прагрэсу за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў.Фундаментальны прагрэс мембраннай тэхналогіі патрабуе паляпшэння нырачнага дыялізу.Высокапранікальныя і селектыўныя матэрыялы, такія як звыштонкая мембрана з аксіду графена, распрацаваная тут, могуць змяніць парадыгму.Ультратонкія пранікальныя мембраны могуць не толькі рэалізаваць мініяцюрныя дыялізатары, але і рэальныя партатыўныя і носныя прылады, тым самым паляпшаючы якасць жыцця і прагноз для пацыентаў».Джэймс Л. Макграт сказаў, што ён з'яўляецца прафесарам біямедыцынскай інжынерыі ў Універсітэце Рочэстэра і адным з вынаходнікаў новай тэхналогіі звыштонкіх крэмніевых мембран для розных біялагічных прымянення (Nature, 2007).
Гэта даследаванне было прафінансавана Нацыянальным інстытутам біямедыцынскай візуалізацыі і біяінжынерыі (NIBIB) пры Нацыянальным інстытуце аховы здароўя.У каманду доктара Магаддама ўваходзяць доктар Рычард П. Роўд, дактарант UF MAE, доктар Томас Р. Габорскі (сугалоўны даследчык), Дэніэл Орнт, доктар медыцынскіх навук (сугалоўны даследчык), і Генры Сі з Дэпартамента біямедыцыны Тэхналогія, Рочэстэрскі тэхналагічны інстытут.Доктар Чунг і Хэйлі Н. Мілер.
Доктар Могаддам з'яўляецца членам міждысцыплінарнай групы мікрасістэм UF і ўзначальвае Лабараторыю нанаструктураваных энергетычных сістэм (NESLabs), місія якой - палепшыць узровень ведаў у галіне нанаінжынерыі функцыянальных порыстых структур і фізікі мікра-/нанамаштабнай перадачы.Ён аб'ядноўвае некалькі інжынерных і навуковых дысцыплін, каб лепш зразумець фізіку мікра/нанамаштабнай перадачы і распрацаваць структуры і сістэмы наступнага пакалення з больш высокай прадукцыйнасцю і эфектыўнасцю.
Інжынерны каледж Герберта Вертхайма 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Нумар офіснага тэлефона