Penyelidik dari Jabatan Kejuruteraan Mekanikal dan Aeroangkasa (MAE) dari Sekolah Kejuruteraan Herbert Wertheim telah membangunkan sejenis membran hemodialisis baharu yang diperbuat daripada graphene oxide (GO), iaitu bahan berlapis monoatomik.Ia dijangka mengubah sepenuhnya rawatan dialisis buah pinggang dengan sabar.Kemajuan ini membolehkan dialisis mikrocip dilekatkan pada kulit pesakit.Beroperasi di bawah tekanan arteri, ia akan menghapuskan pam darah dan litar darah extracorporeal, membolehkan dialisis selamat dalam keselesaan rumah anda.Berbanding dengan membran polimer sedia ada, kebolehtelapan membran adalah dua urutan magnitud lebih tinggi, mempunyai keserasian darah, dan tidak semudah skala seperti membran polimer.
Profesor Knox T. Millsaps dari MAE dan penyelidik utama projek membran Saeed Moghaddam dan pasukannya telah membangunkan proses baharu yang melibatkan pemasangan sendiri dan pengoptimuman sifat fizikal dan kimia nanoplatelet GO.Proses ini hanya menukar lapisan 3 GO kepada himpunan helaian nano yang sangat teratur, dengan itu mencapai kebolehtelapan dan selektiviti ultra tinggi."Dengan membangunkan membran yang jauh lebih telap daripada rakan biologinya, membran bawah tanah glomerular (GBM) buah pinggang, kami telah menunjukkan potensi besar bahan nano, kejuruteraan nano, dan pemasangan sendiri molekul."Mogda Dr Mu berkata.
Kajian prestasi membran dalam senario hemodialisis telah menghasilkan keputusan yang sangat memberangsangkan.Pekali penyaringan urea dan cytochrome-c masing-masing ialah 0.5 dan 0.4, yang mencukupi untuk dialisis perlahan jangka panjang sambil mengekalkan lebih daripada 99% albumin;kajian tentang hemolisis, pengaktifan pelengkap dan pembekuan telah menunjukkan bahawa ia adalah setanding dengan bahan membran dialisis sedia ada Atau lebih baik daripada prestasi bahan membran dialisis sedia ada.Hasil kajian ini telah diterbitkan pada Antara Muka Bahan Termaju (5 Februari 2021) di bawah tajuk "Membrane Graphene Oxide Berkait Trilayer untuk Hemodialyzer Boleh Dipakai".
Dr. Moghaddam berkata: "Kami telah menunjukkan mozek nanoplatelet GO pemasangan sendiri yang unik, yang sangat memajukan usaha sepuluh tahun dalam pembangunan membran berasaskan graphene."Ia adalah platform berdaya maju yang boleh meningkatkan dialisis malam aliran rendah di rumah.”Dr. Moghaddam kini sedang mengusahakan pembangunan cip mikro menggunakan membran GO baharu, yang akan membawa penyelidikan lebih dekat kepada realiti menyediakan peranti hemodialisis boleh pakai untuk pesakit penyakit buah pinggang.
Editorial Nature (Mac 2020) menyatakan: “Pertubuhan Kesihatan Sedunia menganggarkan bahawa kira-kira 1.2 juta orang mati akibat kegagalan buah pinggang setiap tahun di seluruh dunia [dan kejadian penyakit buah pinggang peringkat akhir (ESRD) adalah disebabkan oleh diabetes dan hipertensi]….Dialisis Gabungan batasan praktikal teknologi dan kemampuan juga bermakna bahawa kurang daripada separuh daripada orang yang memerlukan rawatan mempunyai akses kepadanya."Peranti boleh pakai miniatur yang sesuai adalah penyelesaian ekonomi untuk meningkatkan kadar kemandirian, terutamanya dalam pembangunan China."Membran kami ialah komponen utama sistem boleh pakai kecil, yang boleh menghasilkan semula fungsi penapisan buah pinggang, meningkatkan keselesaan dan kemampuan di seluruh dunia," kata Dr. Moghaddam.
“Kemajuan besar dalam rawatan pesakit hemodialisis dan kegagalan buah pinggang dihadkan oleh teknologi membran.Teknologi membran tidak membuat kemajuan yang ketara dalam beberapa dekad yang lalu.Kemajuan asas teknologi membran memerlukan penambahbaikan dialisis buah pinggang.Bahan yang sangat telap dan terpilih, seperti membran graphene oksida ultra-nipis yang dibangunkan di sini, boleh mengubah paradigma.Membran telap ultra nipis bukan sahaja dapat merealisasikan dialisis kecil, tetapi juga peranti mudah alih dan boleh pakai sebenar, dengan itu meningkatkan kualiti hidup dan prognosis pesakit."James L. McGrath berkata beliau ialah seorang profesor kejuruteraan bioperubatan di Universiti Rochester dan pencipta bersama teknologi membran silikon ultra nipis baharu untuk pelbagai aplikasi biologi (Nature, 2007).
Penyelidikan ini dibiayai oleh Institut Pengimejan Bioperubatan dan Bioengineering Kebangsaan (NIBIB) di bawah Institut Kesihatan Negara.Pasukan Dr. Moghaddam termasuk Dr. Richard P. Rode, felo pasca doktoral di UF MAE, Dr. Thomas R. Gaborski (penyiasat bersama utama), Daniel Ornt, MD (penyiasat bersama utama), dan Henry C dari Jabatan Bioperubatan Kejuruteraan, Institut Teknologi Rochester.Dr. Chung dan Hayley N. Miller.
Dr. Moghaddam ialah ahli Kumpulan Mikrosistem Antara Disiplin UF dan mengetuai Makmal Sistem Tenaga Berstruktur Nano (NESLabs), yang misinya adalah untuk meningkatkan tahap pengetahuan kejuruteraan nano struktur berliang berfungsi dan fizik penghantaran skala mikro/nano.Beliau menghimpunkan pelbagai disiplin kejuruteraan dan sains untuk lebih memahami fizik transmisi mikro/nano dan membangunkan struktur dan sistem generasi akan datang dengan prestasi dan kecekapan yang lebih tinggi.
Kolej Kejuruteraan Herbert Wertheim 300 Weil Hall Peti Surat 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Nombor telefon pejabat