Forskere fra Department of Mechanical and Aerospace Engineering (MAE) fra Herbert Wertheim School of Engineering har udviklet en ny type hæmodialysemembran lavet af grafenoxid (GO), som er et monoatomisk lagdelt materiale.Det forventes helt at ændre behandlingen af ​​nyredialyse tålmodigt.Denne fremgang gør det muligt at fastgøre mikrochipdialysatoren til patientens hud.Den fungerer under arterielt tryk og eliminerer blodpumpen og det ekstrakorporale blodkredsløb, hvilket muliggør sikker dialyse i dit hjem.Sammenlignet med den eksisterende polymermembran er membranens permeabilitet to størrelsesordener højere, har blodkompatibilitet og er ikke så let at skalere som polymermembraner.
Professor Knox T. Millsaps fra MAE og ledende forsker i membranprojektet Saeed Moghaddam og hans team har udviklet en ny proces, der involverer selvsamling og optimering af de fysiske og kemiske egenskaber af GO nanoblodplader.Denne proces forvandler kun de 3 GO-lag til højt organiserede nanoarksamlinger, hvorved der opnås ultrahøj permeabilitet og selektivitet."Ved at udvikle en membran, der er betydeligt mere permeabel end dens biologiske modstykke, den glomerulære basalmembran (GBM) i nyren, har vi demonstreret det store potentiale i nanomaterialer, nanoteknik og molekylær selvsamling."Mogda Dr. Mu sagde.
Undersøgelsen af ​​membranens ydeevne i hæmodialysescenarier har givet meget opmuntrende resultater.Sigtningskoefficienterne for urea og cytochrom-c er henholdsvis 0,5 og 0,4, hvilket er tilstrækkeligt til langvarig langsom dialyse, mens der bibeholdes mere end 99% af albumin;undersøgelser af hæmolyse, komplementaktivering og koagulation har vist, at de er sammenlignelige med eksisterende dialysemembranmaterialer eller bedre end ydeevnen af ​​eksisterende dialysemembranmaterialer.Resultaterne af denne undersøgelse er blevet offentliggjort på Advanced Materials Interfaces (5. februar 2021) under titlen "Trilayer Interlinked Graphene Oxide Membrane for Wearable Hemodialyzer".
Dr. Moghaddam sagde: "Vi har demonstreret en unik selvsamlet GO nanopladebestilt mosaik, som i høj grad fremmer den ti år lange indsats i udviklingen af ​​grafen-baserede membraner."Det er en levedygtig platform, der kan forbedre lav-flow natdialyse derhjemme."Dr. Moghaddam arbejder i øjeblikket på udviklingen af ​​mikrochips ved hjælp af nye GO-membraner, som vil bringe forskning tættere på virkeligheden med at levere bærbare hæmodialyseapparater til nyresygdomspatienter.
Nature's leder (marts 2020) udtalte: "World Health Organization anslår, at cirka 1,2 millioner mennesker dør af nyresvigt hvert år på verdensplan [og forekomsten af ​​nyresygdom i slutstadiet (ESRD) skyldes diabetes og hypertension]...Dialyse Kombinationen af ​​praktiske begrænsninger af teknologi og overkommelige priser betyder også, at mindre end halvdelen af ​​de mennesker, der har behov for behandling, har adgang til det.”Passende miniaturiserede bærbare enheder er en økonomisk løsning til at øge overlevelsesraten, især i udviklings-Kina."Vores membran er en nøglekomponent i et miniature-bærbart system, som kan reproducere nyrernes filtreringsfunktion, hvilket i høj grad forbedrer komfort og overkommelighed på verdensplan," sagde Dr. Moghaddam.
”Større fremskridt i behandlingen af ​​patienter med hæmodialyse og nyresvigt er begrænset af membranteknologi.Membranteknologien har ikke gjort væsentlige fremskridt i de sidste par årtier.Membranteknologiens grundlæggende fremskridt kræver forbedring af nyredialyse.En meget permeabel og selektive materialer, såsom den ultratynde grafenoxidmembran udviklet her, kan ændre paradigmet.Ultratynde permeable membraner kan ikke kun realisere miniaturiserede dialysatorer, men også rigtige bærbare og bærbare enheder, og derved forbedre livskvaliteten og patientprognosen."James L. McGrath sagde, at han er professor i biomedicinsk ingeniørvidenskab ved University of Rochester og en medopfinder af en ny ultratynd siliciummembranteknologi til forskellige biologiske anvendelser (Nature, 2007).
Denne forskning blev finansieret af National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) under National Institutes of Health.Dr. Moghaddams team omfatter Dr. Richard P. Rode, postdoc ved UF MAE, Dr. Thomas R. Gaborski (medansvarlig investigator), Daniel Ornt, MD (medansvarlig forsker), og Henry C fra Institut for Biomedicinsk Engineering, Rochester Institute of Technology.Dr. Chung og Hayley N. Miller.
Dr. Moghaddam er medlem af UF Interdisciplinary Microsystems Group og leder Nanostructured Energy Systems Laboratory (NESLabs), hvis mission er at forbedre vidensniveauet for nanoingeniørarbejde af funktionelle porøse strukturer og mikro/nanoskala transmissionsfysik.Han samler flere discipliner inden for ingeniørvidenskab og videnskab for bedre at forstå fysikken i mikro/nano-skala transmission og udvikle næste generations strukturer og systemer med højere ydeevne og effektivitet.
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Kontortelefonnummer