Forskere fra Institutt for mekanisk og romfartsteknikk (MAE) ved Herbert Wertheim School of Engineering har utviklet en ny type hemodialysemembran laget av grafenoksid (GO), som er et monoatomisk lagdelt materiale.Det forventes å fullstendig endre behandlingen av nyredialyse tålmodig.Denne fremgangen gjør at mikrochip-dialysatoren kan festes til pasientens hud.Den opererer under arterielt trykk, og eliminerer blodpumpen og det ekstrakorporale blodkretsløpet, og muliggjør trygg dialyse hjemme hos deg.Sammenlignet med den eksisterende polymermembranen, er permeabiliteten til membranen to størrelsesordener høyere, har blodkompatibilitet og er ikke like lett å skalere som polymermembraner.
Professor Knox T. Millsaps fra MAE og hovedforsker i membranprosjektet Saeed Moghaddam og teamet hans har utviklet en ny prosess som involverer selvmontering og optimalisering av de fysiske og kjemiske egenskapene til GO nanoplatelets.Denne prosessen gjør bare de 3 GO-lagene til svært organiserte nanoarksammenstillinger, og oppnår dermed ultrahøy permeabilitet og selektivitet."Ved å utvikle en membran som er betydelig mer permeabel enn dens biologiske motstykke, den glomerulære basalmembranen (GBM) i nyrene, har vi demonstrert det store potensialet til nanomaterialer, nanoteknikk og molekylær selvmontering."Mogda Dr. Mu sa.
Studiet av membranytelse i hemodialysescenarier har gitt svært oppmuntrende resultater.Siktingskoeffisienten for urea og cytokrom-c er henholdsvis 0,5 og 0,4, som er tilstrekkelig for langvarig langsom dialyse samtidig som den beholder mer enn 99 % av albumin;studier på hemolyse, komplementaktivering og koagulering har vist at de er sammenlignbare med eksisterende dialysemembranmaterialer eller bedre enn ytelsen til eksisterende dialysemembranmaterialer.Resultatene av denne studien har blitt publisert på Advanced Materials Interfaces (5. februar 2021) under tittelen "Trilayer Interlinked Graphene Oxide Membrane for Wearable Hemodialyzer".
Dr. Moghaddam sa: "Vi har demonstrert en unik selvmontert GO nanoplatebestilt mosaikk, som i stor grad fremmer den ti år lange innsatsen i utviklingen av grafenbaserte membraner."Det er en levedyktig plattform som kan forbedre nattdialyse med lav flyt hjemme."Dr. Moghaddam jobber for tiden med utviklingen av mikrobrikker ved bruk av nye GO-membraner, som vil bringe forskningen nærmere realiteten med å tilby bærbare hemodialyseapparater for nyresykdomspasienter.
Natures lederartikkel (mars 2020) uttalte: «Verdens helseorganisasjon anslår at omtrent 1,2 millioner mennesker dør av nyresvikt hvert år over hele verden [og forekomsten av nyresykdom i sluttstadiet (ESRD) skyldes diabetes og hypertensjon]...Dialyse Kombinasjonen av praktiske begrensninger av teknologi og rimelighet betyr også at mindre enn halvparten av de som trenger behandling har tilgang til den.»Passende miniatyriserte bærbare enheter er en økonomisk løsning for å øke overlevelsesraten, spesielt i utviklings-Kina."Membranen vår er en nøkkelkomponent i et miniatyrsystem som kan bæres, som kan reprodusere filtreringsfunksjonen til nyrene, noe som i stor grad forbedrer komforten og rimeligheten over hele verden," sa Dr. Moghaddam.
«Store fremskritt i behandlingen av pasienter med hemodialyse og nyresvikt er begrenset av membranteknologi.Membranteknologi har ikke gjort betydelige fremskritt de siste tiårene.Den grunnleggende utviklingen av membranteknologi krever forbedring av nyredialyse.Et svært permeabelt og selektivt materiale, slik som den ultratynne grafenoksidmembranen utviklet her, kan endre paradigmet.Ultratynne permeable membraner kan ikke bare realisere miniatyriserte dialysatorer, men også ekte bærbare og bærbare enheter, og dermed forbedre livskvaliteten og pasientens prognose."James L. McGrath sa at han er professor i biomedisinsk ingeniørvitenskap ved University of Rochester og medoppfinner av en ny ultratynn silisiummembranteknologi for ulike biologiske anvendelser (Nature, 2007).
Denne forskningen ble finansiert av National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) under National Institutes of Health.Dr. Moghaddams team inkluderer Dr. Richard P. Rode, postdoktor ved UF MAE, Dr. Thomas R. Gaborski (med-hovedetterforsker), Daniel Ornt, MD (med-rektor) og Henry C ved Institutt for biomedisinsk Engineering, Rochester Institute of Technology.Dr. Chung og Hayley N. Miller.
Dr. Moghaddam er medlem av UF Interdisciplinary Microsystems Group og leder Nanostructured Energy Systems Laboratory (NESLabs), hvis oppgave er å forbedre kunnskapsnivået innen nanoteknologi av funksjonelle porøse strukturer og mikro/nanoskala overføringsfysikk.Han samler flere disipliner innen ingeniørvitenskap og vitenskap for å bedre forstå fysikken til mikro/nano-skala overføring og utvikle neste generasjons strukturer og systemer med høyere ytelse og effektivitet.
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Kontortelefonnummer