Tyrėjai iš Herbert Wertheim inžinerijos mokyklos Mechanikos ir kosmoso inžinerijos katedros (MAE) sukūrė naujo tipo hemodializės membraną, pagamintą iš grafeno oksido (GO), kuris yra monoatominė sluoksninė medžiaga.Tikimasi, kad tai visiškai pakeis inkstų dializės gydymą.Ši pažanga leidžia mikroschemą dializatorių pritvirtinti prie paciento odos.Veikdamas esant arteriniam slėgiui, jis pašalins kraujo siurblį ir ekstrakorporinį kraujo apytaką, todėl galėsite saugiai atlikti dializę patogiai namuose.Palyginti su esama polimerine membrana, membranos pralaidumas yra dviem dydžiais didesnis, yra suderinamas su krauju ir nėra toks lengvas kaip polimerinių membranų.
Profesorius Knoxas T. Millsapsas iš MAE ir pagrindinis membranų projekto tyrėjas Saeedas Moghaddamas ir jo komanda sukūrė naują procesą, apimantį savarankišką GO nanotrombocitų fizinių ir cheminių savybių optimizavimą.Šis procesas tik paverčia 3 GO sluoksnius į labai organizuotus nano lapų mazgus ir taip pasiekia itin didelį pralaidumą ir selektyvumą.„Sukurdami membraną, kuri yra žymiai pralaidesnė nei jos biologinis atitikmuo, inkstų glomerulų bazinė membrana (GBM), parodėme didelį nanomedžiagų, nanoinžinerijos ir molekulinės savaiminio surinkimo potencialą.Mogda daktaras Mu.
Membranos veikimo hemodializės scenarijuose tyrimas davė labai džiuginančių rezultatų.Karbamido ir citochromo-c sijojimo koeficientai yra atitinkamai 0,5 ir 0,4, kurių pakanka ilgalaikei lėtai dializei, išlaikant daugiau nei 99% albumino;hemolizės, komplemento aktyvinimo ir krešėjimo tyrimai parodė, kad jie yra palyginami su esamomis dializės membraninėmis medžiagomis arba geresni nei esamų dializės membranų medžiagų.Šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti Advanced Materials Interfaces (2021 m. vasario 5 d.) pavadinimu „Trisluoksnė tarpusavyje sujungta grafeno oksido membrana nešiojamam hemodializatoriui“.
Dr. Moghaddamas sakė: „Pademonstravome unikalią savarankiškai surinktą GO nanotrombocitų užsakytą mozaiką, kuri labai padidina dešimties metų pastangas kuriant grafeno pagrindu pagamintas membranas.Tai perspektyvi platforma, galinti pagerinti mažo srauto naktinę dializę namuose.Dr. Moghaddam šiuo metu kuria mikroschemas, kuriose naudojamos naujos GO membranos, kurios priartins tyrimus prie nešiojamųjų hemodializės prietaisų teikimo inkstų ligomis sergantiems pacientams realybės.
„Nature“ vedamajame straipsnyje (2020 m. kovo mėn.) teigiama: „Pasaulio sveikatos organizacija apskaičiavo, kad maždaug 1,2 milijono žmonių kasmet visame pasaulyje miršta nuo inkstų nepakankamumo [ir paskutinės stadijos inkstų liga (NSL) atsiranda dėl diabeto ir hipertenzijos].Dializė Praktinių technologijų apribojimų ir prieinamumo derinys taip pat reiškia, kad mažiau nei pusė žmonių, kuriems reikia gydymo, turi prieigą prie jo.Tinkamai miniatiūriniai nešiojami prietaisai yra ekonomiškas sprendimas padidinti išgyvenamumą, ypač besivystančioje Kinijoje.„Mūsų membrana yra pagrindinė miniatiūrinės nešiojamos sistemos sudedamoji dalis, kuri gali atkurti inkstų filtravimo funkciją, labai pagerindama komfortą ir įperkamumą visame pasaulyje“, – sakė dr. Moghaddamas.
„Didelę pažangą gydant hemodializuojamus ir inkstų nepakankamumu sergančius pacientus riboja membranų technologija.Membranų technologija per pastaruosius kelis dešimtmečius nepadarė didelės pažangos.Dėl esminės membranos technologijos pažangos reikia tobulinti inkstų dializę.Labai pralaidžios ir selektyvios medžiagos, tokios kaip čia sukurta itin plona grafeno oksido membrana, gali pakeisti paradigmą.Itin plonos pralaidžios membranos gali realizuoti ne tik miniatiūrinius dializatorius, bet ir tikrus nešiojamus bei nešiojamus prietaisus, taip pagerindamos gyvenimo kokybę ir pacientų prognozes.Jamesas L. McGrathas teigė, kad yra Ročesterio universiteto biomedicinos inžinerijos profesorius ir naujos itin plonos silicio membranos technologijos, skirtos įvairioms biologinėms reikmėms, išradėjas (Nature, 2007).
Šį tyrimą finansavo Nacionalinis biomedicininio vaizdo ir bioinžinerijos institutas (NIBIB) prie Nacionalinių sveikatos institutų.Dr. Moghaddam komandą sudaro dr. Richardas P. Rode'as, UF MAE doktorantas, dr. Thomas R. Gaborskis (bendras pagrindinis tyrėjas), Danielis Orntas, MD (bendras tyrėjas) ir Henry C iš Biomedicinos katedros Inžinerija, Ročesterio technologijos institutas.Dr Chung ir Hayley N. Miller.
Dr. Moghaddam yra UF tarpdisciplininių mikrosistemų grupės narys ir vadovauja Nanostruktūrinių energijos sistemų laboratorijai (NESLabs), kurios misija yra pagerinti funkcinių poringų struktūrų nanoinžinerijos ir mikro/nano masto perdavimo fizikos žinių lygį.Jis sujungia kelias inžinerijos ir mokslo disciplinas, kad geriau suprastų mikro/nano masto perdavimo fiziką ir sukurtų naujos kartos struktūras ir sistemas, pasižyminčias didesniu našumu ir efektyvumu.
Herbert Wertheim inžinerijos koledžas 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Biuro telefono numeris