ჰერბერტ ვერთეიმის საინჟინრო სკოლის მექანიკური და კოსმოსური ინჟინერიის დეპარტამენტის (MAE) მკვლევარებმა შეიმუშავეს ახალი ტიპის ჰემოდიალიზის მემბრანა, რომელიც დამზადებულია გრაფენის ოქსიდისგან (GO), რომელიც არის მონოატომური ფენიანი მასალა.მოსალოდნელია, რომ მთლიანად შეცვალოს მოთმინებით თირკმლის დიალიზის მკურნალობა.ეს წინსვლა საშუალებას აძლევს მიკროჩიპის დიალიზატორის დამაგრებას პაციენტის კანზე.არტერიული წნევის ქვეშ მოქმედებით, ის აღმოფხვრის სისხლის ტუმბოს და ექსტრაკორპორალურ სისხლის წრეს, რაც უზრუნველყოფს უსაფრთხო დიალიზს თქვენს სახლში.არსებულ პოლიმერულ მემბრანასთან შედარებით, მემბრანის გამტარიანობა ორი რიგით მაღალია, აქვს სისხლის თავსებადობა და არ არის ისეთი მარტივი მასშტაბირება, როგორც პოლიმერული მემბრანა.
პროფესორმა Knox T. Millsaps-მა MAE-დან და მემბრანული პროექტის წამყვანმა მკვლევარმა Saeed Moghaddam-მა და მისმა გუნდმა შეიმუშავეს ახალი პროცესი, რომელიც მოიცავს GO ნანოთრომბოციტების ფიზიკური და ქიმიური თვისებების თვითშეკრებას და ოპტიმიზაციას.ეს პროცესი მხოლოდ აქცევს 3 GO ფენას მაღალ ორგანიზებულ ნანოფურცლებად, რითაც მიაღწევს ულტრა მაღალ გამტარიანობას და სელექციურობას.„მემბრანის შემუშავებით, რომელიც მნიშვნელოვნად უფრო გამტარია, ვიდრე მისი ბიოლოგიური ანალოგი, თირკმლის გლომერულური სარდაფური მემბრანა (GBM), ჩვენ ვაჩვენეთ ნანომასალების, ნანოინჟინერიის და მოლეკულური თვითშეკრების დიდი პოტენციალი.მოგდა ექიმმა მუ.
ჰემოდიალიზის სცენარებში მემბრანის მუშაობის შესწავლამ ძალიან დამაიმედებელი შედეგები გამოიღო.შარდოვანას და ციტოქრომ-c-ის დაცრის კოეფიციენტები არის 0,5 და 0,4, შესაბამისად, რაც საკმარისია ხანგრძლივი ნელი დიალიზისთვის, ალბუმინის 99%-ზე მეტი შენარჩუნებისას;ჰემოლიზის, კომპლემენტის აქტივაციისა და კოაგულაციის კვლევებმა აჩვენა, რომ ისინი შედარებულია არსებულ დიალიზის მემბრანულ მასალებთან ან უკეთესია, ვიდრე არსებული დიალიზის მემბრანის მასალების მოქმედება.ამ კვლევის შედეგები გამოქვეყნებულია Advanced Materials Interfaces-ზე (2021 წლის 5 თებერვალი) სათაურით „Trilayer interlinked Graphene Oxide Membrane Wearable Hemodialyzer-ისთვის“.
დოქტორმა მოგადამმა თქვა: „ჩვენ ვაჩვენეთ უნიკალური თვითაწყობილი GO ნანოთრომბოციტების შეკვეთილი მოზაიკა, რომელიც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ათწლიან ძალისხმევას გრაფენზე დაფუძნებული მემბრანების შემუშავებაში“.ეს არის სიცოცხლისუნარიანი პლატფორმა, რომელსაც შეუძლია გააძლიეროს დაბალი ნაკადის ღამის დიალიზი სახლში.”დოქტორი მოღადამი ამჟამად მუშაობს მიკროჩიპების შემუშავებაზე ახალი GO მემბრანების გამოყენებით, რაც კვლევას დააახლოებს თირკმელების დაავადების მქონე პაციენტებისთვის ჰემოდიალიზის ტარების მოწყობილობების მიწოდების რეალობას.
Nature-ის რედაქციაში (2020 წლის მარტი) ნათქვამია: ”ჯანმრთელობის მსოფლიო ორგანიზაციის შეფასებით, დაახლოებით 1,2 მილიონი ადამიანი იღუპება ყოველწლიურად თირკმელების უკმარისობით მსოფლიოში [და თირკმლის დაავადების ბოლო სტადიის (ESRD) სიხშირე გამოწვეულია დიაბეტით და ჰიპერტენზიით]….დიალიზი ტექნოლოგიის პრაქტიკული შეზღუდვებისა და ხელმისაწვდომობის ერთობლიობა ასევე ნიშნავს, რომ მკურნალობის საჭიროების მქონე ადამიანების ნახევარზე ნაკლებს აქვს მასზე წვდომა“.სათანადოდ მინიატურული ტარებადი მოწყობილობები ეკონომიური გამოსავალია გადარჩენის მაჩვენებლების გაზრდისთვის, განსაკუთრებით განვითარების ჩინეთში.„ჩვენი მემბრანა არის მინიატურული ტარებადი სისტემის ძირითადი კომპონენტი, რომელსაც შეუძლია თირკმლის ფილტრაციის ფუნქციის რეპროდუცირება, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს კომფორტს და ხელმისაწვდომობას მთელ მსოფლიოში“, - თქვა დოქტორმა მოგადამმა.
„ჰემოდიალიზისა და თირკმლის უკმარისობის მქონე პაციენტების მკურნალობის ძირითადი მიღწევები შეზღუდულია მემბრანული ტექნოლოგიით.მემბრანულ ტექნოლოგიას ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში მნიშვნელოვანი პროგრესი არ მიუღწევია.მემბრანული ტექნოლოგიის ფუნდამენტური წინსვლა მოითხოვს თირკმლის დიალიზის გაუმჯობესებას.უაღრესად გამტარი და შერჩევითი მასალები, როგორიცაა აქ განვითარებული ულტრა თხელი გრაფენის ოქსიდის მემბრანა, შეიძლება შეცვალოს პარადიგმა.ულტრა თხელ გამტარ მემბრანებს შეუძლიათ არა მხოლოდ მინიატურული დიალიზატორების, არამედ რეალური პორტატული და ტარებადი მოწყობილობების რეალიზება, რითაც აუმჯობესებენ ცხოვრების ხარისხს და პაციენტის პროგნოზს.ჯეიმს ლ. მაკგრატმა თქვა, რომ ის არის ბიოსამედიცინო ინჟინერიის პროფესორი როჩესტერის უნივერსიტეტში და ულტრა თხელი სილიკონის მემბრანის ახალი ტექნოლოგიის თანაგამომგონებელი სხვადასხვა ბიოლოგიური გამოყენებისთვის (Nature, 2007).
ეს კვლევა დააფინანსა ბიოსამედიცინო ვიზუალიზაციისა და ბიოინჟინერიის ეროვნულმა ინსტიტუტმა (NIBIB) ჯანდაცვის ეროვნულ ინსტიტუტთან.დოქტორ მოგადდამის გუნდში შედიან დოქტორი რიჩარდ პ. როდე, UF MAE-ის პოსტდოქტორანტი, დოქტორი თომას რ. გაბორსკი (თანამთავრული მკვლევარი), დენიელ ორნტი, მედიცინის დოქტორი (თანამთავრული მკვლევარი) და ჰენრი C ბიოსამედიცინო დეპარტამენტიდან. ინჟინერია, როჩესტერის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი.დოქტორი ჩუნგი და ჰეილი ნ. მილერი.
დოქტორი მოღადამი არის UF ინტერდისციპლინარული მიკროსისტემების ჯგუფის წევრი და ხელმძღვანელობს ნანოსტრუქტურული ენერგეტიკული სისტემების ლაბორატორიას (NESLabs), რომლის მისიაა ფუნქციონალური ფოროვანი სტრუქტურების ნანოინჟინერიის და მიკრო/ნანომასშტაბიანი გადაცემის ფიზიკის ცოდნის დონის გაუმჯობესება.ის აერთიანებს ინჟინერიისა და მეცნიერების მრავალ დისციპლინას, რათა უკეთ გაიგოს მიკრო/ნანო მასშტაბის გადაცემის ფიზიკა და განავითაროს შემდეგი თაობის სტრუქტურები და სისტემები უმაღლესი შესრულებითა და ეფექტურობით.
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 ოფისის ტელეფონის ნომერი