Herbert Wertheim Mühendislik Fakültesi Makine ve Uzay Mühendisliği Bölümü'nden (MAE) araştırmacılar, tek atomlu katmanlı bir malzeme olan grafen oksitten (GO) yapılmış yeni bir hemodiyaliz membranı geliştirdiler.Sabırla böbrek diyalizi tedavisini tamamen değiştirmesi bekleniyor.Bu ilerleme, mikroçip diyaliz cihazının hastanın cildine yapıştırılmasını sağlar.Arteriyel basınç altında çalışarak, kan pompasını ve ekstrakorporeal kan devresini ortadan kaldırarak evinizin rahatlığında güvenli diyaliz yapmanızı sağlar.Mevcut polimer membran ile karşılaştırıldığında, membranın geçirgenliği iki kat daha yüksektir, kan uyumluluğuna sahiptir ve polimer membranlar kadar kolay ölçeklendirilemez.
MAE'den Profesör Knox T. Millsaps ve zar projesinin baş araştırmacısı Saeed Moghaddam ve ekibi, GO nanoplatelet'lerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin kendi kendine birleştirilmesi ve optimizasyonunu içeren yeni bir süreç geliştirdi.Bu işlem yalnızca 3 GO katmanını son derece organize nanotabaka düzeneklerine dönüştürür, böylece ultra yüksek geçirgenlik ve seçicilik elde eder."Böbreğin biyolojik muadili olan glomerüler bazal zarından (GBM) önemli ölçüde daha geçirgen olan bir zar geliştirerek, nanomateryallerin, nanomühendisliğin ve moleküler kendi kendine montajın büyük potansiyelini gösterdik."Mogda Dr. Mu dedi.
Hemodiyaliz senaryolarında membran performansının incelenmesi çok cesaret verici sonuçlar vermiştir.Üre ve sitokrom-c'nin eleme katsayıları sırasıyla 0,5 ve 0,4'tür, bunlar albüminin %99'dan fazlasını tutarken uzun süreli yavaş diyaliz için yeterlidir;hemoliz, tamamlayıcı aktivasyonu ve pıhtılaşma üzerine yapılan araştırmalar, bunların mevcut diyaliz membran malzemeleriyle karşılaştırılabilir olduğunu veya mevcut diyaliz membran malzemelerinin performansından daha iyi olduğunu göstermiştir.Bu çalışmanın sonuçları Advanced Materials Interfaces'de (5 Şubat 2021) "Giyilebilir Hemodiyaliz Cihazı için Üç Katmanlı Birbirine Bağlı Grafen Oksit Membran" başlığı altında yayınlandı.
Dr. Moghaddam şunları söyledi: "Grafen bazlı zarların geliştirilmesinde on yıllık çabayı büyük ölçüde ilerleten, kendi kendine birleşen benzersiz bir GO nanoplatelet sipariş mozaiği gösterdik."Evde düşük akışlı gece diyalizini iyileştirebilecek uygun bir platform.”Dr. Moghaddam şu anda yeni GO membranları kullanan mikroçipler üzerinde çalışıyor ve bu araştırmayı böbrek hastaları için giyilebilir hemodiyaliz cihazları sağlama gerçeğine yaklaştıracak.
Nature'ın başyazısında (Mart 2020) şunlar belirtildi: “Dünya Sağlık Örgütü, dünya çapında her yıl yaklaşık 1,2 milyon insanın böbrek yetmezliğinden öldüğünü tahmin ediyor [ve son dönem böbrek hastalığı (ESRD) insidansı diyabet ve hipertansiyona bağlı]….Diyaliz Teknolojinin pratik sınırlamaları ve karşılanabilirlik kombinasyonu, tedaviye ihtiyacı olan insanların yarısından azının buna erişebildiği anlamına da geliyor.”Uygun şekilde küçültülmüş giyilebilir cihazlar, özellikle gelişmekte olan Çin'de hayatta kalma oranlarını artırmak için ekonomik bir çözümdür.Moghaddam, "Zarımız, böbreğin filtrasyon işlevini yeniden üretebilen ve dünya çapında konforu ve satın alınabilirliği büyük ölçüde artıran minyatür bir giyilebilir sistemin önemli bir bileşenidir" dedi.
“Hemodiyaliz ve böbrek yetmezliği olan hastaların tedavisindeki büyük ilerlemeler membran teknolojisi ile sınırlıdır.Membran teknolojisi son birkaç on yılda önemli bir ilerleme kaydetmedi.Membran teknolojisindeki temel ilerleme, renal diyalizin iyileştirilmesini gerektirir.Burada geliştirilen ultra ince grafen oksit membran gibi oldukça geçirgen ve seçici Malzemeler paradigmayı değiştirebilir.Ultra ince geçirgen zarlar yalnızca minyatürleştirilmiş diyalizörleri değil, aynı zamanda gerçek taşınabilir ve giyilebilir cihazları da gerçekleştirebilir, böylece yaşam kalitesini ve hasta prognozunu iyileştirir.”James L. McGrath, Rochester Üniversitesi'nde biyomedikal mühendisliği profesörü ve çeşitli biyolojik uygulamalar için yeni bir ultra-ince silikon membran teknolojisinin mucidi olduğunu söyledi (Nature, 2007).
Bu araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri bünyesindeki Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü (NIBIB) tarafından finanse edilmiştir.Dr. Moghaddam'ın ekibinde UF MAE'de doktora sonrası araştırmacı Dr. Richard P. Rode, Dr. Thomas R. Gaborski (yardımcı araştırmacı), Dr. Daniel Ornt (yardımcı araştırmacı) ve Biyomedikal Departmanından Henry C bulunmaktadır. Mühendislik, Rochester Teknoloji Enstitüsü.Chung ve Hayley N. Miller.
Dr. Moghaddam, UF Disiplinlerarası Mikrosistemler Grubunun bir üyesidir ve görevi fonksiyonel gözenekli yapılar ve mikro/nano ölçekli iletim fiziğinin nanomühendisliği bilgi düzeyini geliştirmek olan Nanoyapılı Enerji Sistemleri Laboratuvarı'na (NESLabs) liderlik etmektedir.Mikro/nano ölçekli iletim fiziğini daha iyi anlamak ve daha yüksek performans ve verimliliğe sahip yeni nesil yapılar ve sistemler geliştirmek için mühendislik ve bilimin birçok disiplinini bir araya getiriyor.
Herbert Wertheim Mühendislik Fakültesi 300 Weil Hall Posta Kutusu 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Ofis telefon numarası