Հերբերտ Վերտհեյմի ճարտարագիտական ​​դպրոցի մեխանիկական և օդատիեզերական ճարտարագիտության (MAE) բաժնի հետազոտողները մշակել են գրաֆենի օքսիդից (GO) հեմոդիալիզի մեմբրանի նոր տեսակ, որը միատոմային շերտավոր նյութ է:Ակնկալվում է, որ այն ամբողջությամբ կփոխի երիկամների դիալիզի բուժումը համբերատար:Այս առաջընթացը թույլ է տալիս միկրոչիպային դիալիզատորին ամրացնել հիվանդի մաշկին:Աշխատելով զարկերակային ճնշման տակ՝ այն կվերացնի արյան պոմպը և արտամարմնային արյան միացումը՝ թույլ տալով անվտանգ դիալիզ ձեր տան հարմարավետության մեջ:Համեմատած գոյություն ունեցող պոլիմերային թաղանթի հետ՝ թաղանթի թափանցելիությունը երկու կարգով ավելի մեծ է, ունի արյան համատեղելիություն և այնքան էլ հեշտ չէ չափել, որքան պոլիմերային թաղանթները:
Պրոֆեսոր Նոքս Թ. Միլսափսը MAE-ից և թաղանթային նախագծի առաջատար հետազոտող Սաիդ Մոգադդամը և նրա թիմը մշակել են նոր գործընթաց, որը ներառում է GO նանոպլացետետների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների ինքնահավաքում և օպտիմալացում:Այս գործընթացը միայն 3 GO շերտերը վերածում է բարձր կազմակերպված նանոթերթի հավաքների՝ դրանով իսկ հասնելով ծայրահեղ բարձր թափանցելիության և ընտրողականության:«Զարգացնելով թաղանթ, որը զգալիորեն ավելի թափանցելի է, քան իր կենսաբանական գործընկերը՝ երիկամի գլոմերուլային նկուղային թաղանթը (GBM), մենք ցույց տվեցինք նանոնյութերի, նանոինժեներիայի և մոլեկուլային ինքնահավաքման մեծ ներուժը»:Մոգդա դոկտոր Մուն ասաց.
Հեմոդիալիզի սցենարներում մեմբրանի կատարողականի ուսումնասիրությունը շատ հուսադրող արդյունքներ է տվել:Ուրայի և ցիտոքրոմ-c-ի մաղման գործակիցները համապատասխանաբար 0,5 և 0,4 են, որոնք բավարար են երկարատև դանդաղ դիալիզի համար՝ պահպանելով ալբումինի ավելի քան 99%-ը;Հեմոլիզի, կոմպլեմենտի ակտիվացման և կոագուլյացիայի վերաբերյալ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ դրանք համեմատելի են գոյություն ունեցող դիալիզի թաղանթային նյութերի հետ կամ ավելի լավ, քան գոյություն ունեցող դիալիզի մեմբրանի նյութերի արդյունավետությունը:Այս ուսումնասիրության արդյունքները հրապարակվել են Advanced Materials Interfaces-ում (2021թ. փետրվարի 5) «Եռաշերտ փոխկապակցված գրաֆեն օքսիդի թաղանթ հագնվող հեմոդիալիզատորի համար» վերնագրով:
Դոկտոր Մոգադամն ասել է. «Մենք ցուցադրել ենք եզակի ինքնահավաքված GO նանոպլացետային պատվիրված խճանկար, որը մեծապես նպաստում է գրաֆենի վրա հիմնված թաղանթների ստեղծման տասնամյա ջանքերին»:Դա կենսունակ հարթակ է, որը կարող է ուժեղացնել ցածր հոսքի գիշերային դիալիզը տանը»:Բժիշկ Մոգադդամը ներկայումս աշխատում է նոր GO թաղանթների օգտագործմամբ միկրոչիպերի մշակման վրա, որոնք հետազոտությունները կմոտեցնեն երիկամային հիվանդությամբ հիվանդների համար կրելի հեմոդիալիզի սարքեր տրամադրելու իրականությանը:
Nature-ի խմբագրականում (2020 թ. մարտ) ասվում է. «Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպությունը գնահատում է, որ տարեկան մոտ 1,2 միլիոն մարդ մահանում է երիկամների անբավարարությունից ամբողջ աշխարհում [իսկ երիկամային հիվանդության վերջնական փուլի (ESRD) հաճախականությունը պայմանավորված է շաքարախտով և հիպերտոնիայով]…:Դիալիզ Տեխնոլոգիաների և մատչելիության գործնական սահմանափակումների համադրությունը նաև նշանակում է, որ բուժման կարիք ունեցող մարդկանց կեսից պակասն ունի այն հասանելիություն»:Համապատասխան փոքրացված կրելի սարքերը տնտեսական լուծում են գոյատևման մակարդակը բարձրացնելու համար, հատկապես զարգացող Չինաստանում:«Մեր թաղանթը մանրանկարչական կրելու համակարգի հիմնական բաղադրիչն է, որը կարող է վերարտադրել երիկամի ֆիլտրման գործառույթը՝ զգալիորեն բարելավելով հարմարավետությունն ու մատչելիությունը ողջ աշխարհում», - ասաց դոկտոր Մոգադդամը:
«Հեմոդիալիզի և երիկամային անբավարարությամբ հիվանդների բուժման հիմնական ձեռքբերումները սահմանափակված են թաղանթային տեխնոլոգիայով:Մեմբրանի տեխնոլոգիան զգալի առաջընթաց չի գրանցել վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում:Մեմբրանային տեխնոլոգիայի հիմնարար առաջընթացը պահանջում է երիկամային դիալիզի բարելավում:Բարձր թափանցելի և ընտրովի նյութերը, ինչպիսին է այստեղ մշակված ծայրահեղ բարակ գրաֆեն օքսիդի թաղանթը, կարող է փոխել պարադիգմը:Գերբարակ թափանցելի թաղանթները ոչ միայն կարող են իրականացնել մանրացված դիալիզատորներ, այլ նաև իրական շարժական և կրելի սարքեր՝ դրանով իսկ բարելավելով կյանքի որակը և հիվանդի կանխատեսումը»:Ջեյմս Լ. Մաքգրաթն ասաց, որ ինքը Ռոչեսթերի համալսարանի կենսաբժշկական ճարտարագիտության պրոֆեսոր է և տարբեր կենսաբանական կիրառությունների համար գերբարակ սիլիցիումային թաղանթների նոր տեխնոլոգիայի համահեղինակ (Nature, 2007):
Այս հետազոտությունը ֆինանսավորվել է Առողջապահության ազգային ինստիտուտին կից Կենսաբժշկական պատկերավորման և բիոինժեներության ազգային ինստիտուտի (NIBIB) կողմից:Բժ. Ինժեներություն, Ռոչեսթերի տեխնոլոգիական ինստիտուտ:Դոկտոր Չունգ և Հեյլի Ն. Միլլեր:
Դ.Նա միավորում է ճարտարագիտության և գիտության բազմաթիվ առարկաներ՝ ավելի լավ հասկանալու միկրո/նանո մասշտաբի փոխանցման ֆիզիկան և զարգացնելու հաջորդ սերնդի կառուցվածքներն ու համակարգերը՝ ավելի բարձր կատարողականությամբ և արդյունավետությամբ:
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Գրասենյակի հեռախոսահամարը