Các nhà nghiên cứu từ Khoa Cơ khí và Kỹ thuật Hàng không vũ trụ (MAE) của Trường Kỹ thuật Herbert Wertheim đã phát triển một loại màng lọc máu mới làm từ graphene oxit (GO), là một vật liệu phân lớp đơn nguyên tử.Nó được kỳ vọng sẽ thay đổi hoàn toàn cách điều trị bệnh nhân chạy thận nhân tạo.Tiến bộ này cho phép thiết bị thẩm tách vi mạch được gắn vào da của bệnh nhân.Hoạt động dưới áp suất động mạch, nó sẽ loại bỏ bơm máu và mạch máu ngoài cơ thể, cho phép lọc máu an toàn trong sự thoải mái tại nhà của bạn.So với màng polyme hiện có, tính thấm của màng cao hơn hai bậc, có khả năng tương thích với máu và không dễ co giãn như màng polyme.
Giáo sư Knox T. Millsaps của MAE và là nhà nghiên cứu chính của dự án màng Saeed Moghaddam và nhóm của ông đã phát triển một quy trình mới liên quan đến việc tự lắp ráp và tối ưu hóa các tính chất vật lý và hóa học của tiểu cầu nano GO.Quá trình này chỉ biến 3 lớp GO thành các tổ hợp tấm nano có tổ chức cao, do đó đạt được độ thấm và độ chọn lọc cực cao.“Bằng cách phát triển một màng có tính thấm cao hơn đáng kể so với đối tác sinh học của nó, màng đáy cầu thận (GBM) của thận, chúng tôi đã chứng minh tiềm năng to lớn của vật liệu nano, kỹ thuật nano và tự lắp ráp phân tử.”Mogda Tiến sĩ Mu nói.
Nghiên cứu về hiệu suất của màng lọc trong các tình huống chạy thận nhân tạo đã mang lại những kết quả rất đáng khích lệ.Hệ số sàng của urê và cytochrom-c lần lượt là 0,5 và 0,4, đủ để lọc máu chậm trong thời gian dài trong khi vẫn giữ lại hơn 99% albumin;các nghiên cứu về tán huyết, kích hoạt bổ thể và đông máu đã chỉ ra rằng chúng tương đương với vật liệu màng lọc máu hiện có Hoặc tốt hơn hiệu suất của vật liệu màng lọc máu hiện có.Kết quả của nghiên cứu này đã được xuất bản trên Advanced Materials Interfaces (ngày 5 tháng 2 năm 2021) với tiêu đề “Màng Graphene Oxide liên kết ba lớp cho máy chạy thận nhân tạo đeo được”.
Tiến sĩ Moghaddam cho biết: “Chúng tôi đã trình diễn khảm khảm theo thứ tự tiểu cầu nano GO tự lắp ráp độc đáo, giúp thúc đẩy đáng kể nỗ lực mười năm trong việc phát triển màng dựa trên graphene.”Đây là một nền tảng khả thi có thể tăng cường lọc máu ban đêm lưu lượng thấp tại nhà.”Tiến sĩ Moghaddam hiện đang nghiên cứu phát triển các vi mạch sử dụng màng GO mới, điều này sẽ đưa nghiên cứu đến gần hơn với thực tế cung cấp các thiết bị chạy thận nhân tạo có thể đeo được cho bệnh nhân mắc bệnh thận.
Bài xã luận của Nature (tháng 3 năm 2020) cho biết: “Tổ chức Y tế Thế giới ước tính rằng có khoảng 1,2 triệu người chết vì suy thận mỗi năm trên toàn thế giới [và tỷ lệ mắc bệnh thận giai đoạn cuối (ESRD) là do bệnh tiểu đường và tăng huyết áp]….Lọc máu Sự kết hợp giữa những hạn chế thực tế của công nghệ và khả năng chi trả cũng có nghĩa là chưa đến một nửa số người cần điều trị được tiếp cận với nó.”Các thiết bị đeo được thu nhỏ phù hợp là một giải pháp kinh tế để tăng tỷ lệ sống sót, đặc biệt là ở Trung Quốc đang phát triển.Tiến sĩ Moghaddam cho biết: “Màng của chúng tôi là thành phần chính của một hệ thống đeo trên người thu nhỏ, có thể tái tạo chức năng lọc của thận, giúp cải thiện đáng kể sự thoải mái và khả năng chi trả trên toàn thế giới.
“Những tiến bộ lớn trong điều trị bệnh nhân chạy thận nhân tạo và suy thận bị hạn chế bởi công nghệ màng lọc.Công nghệ màng đã không đạt được tiến bộ đáng kể trong vài thập kỷ qua.Sự tiến bộ cơ bản của công nghệ màng đòi hỏi phải cải thiện quá trình lọc máu thận.Một Vật liệu chọn lọc và có tính thấm cao, chẳng hạn như màng oxit graphene siêu mỏng được phát triển ở đây, có thể thay đổi mô hình.Các màng thấm siêu mỏng không chỉ có thể tạo ra quả lọc máu thu nhỏ, mà còn là các thiết bị đeo và di động thực sự, nhờ đó cải thiện chất lượng cuộc sống và tiên lượng của bệnh nhân.”James L. McGrath cho biết ông là giáo sư kỹ thuật y sinh tại Đại học Rochester và là người đồng phát minh ra công nghệ màng silicon siêu mỏng mới cho các ứng dụng sinh học khác nhau (Nature, 2007).
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Viện Hình ảnh Y sinh và Kỹ thuật Sinh học Quốc gia (NIBIB) thuộc Viện Y tế Quốc gia.Nhóm của Tiến sĩ Moghaddam bao gồm Tiến sĩ Richard P. Rode, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại UF MAE, Tiến sĩ Thomas R. Gaborski (đồng nghiên cứu chính), Daniel Ornt, MD (đồng nghiên cứu chính) và Henry C của Khoa Y sinh Kỹ thuật, Viện Công nghệ Rochester.Tiến sĩ Chung và Hayley N. Miller.
Tiến sĩ Moghaddam là thành viên của Nhóm Hệ thống Vi mô Liên ngành UF và lãnh đạo Phòng thí nghiệm Hệ thống Năng lượng Cấu trúc Nano (NESLabs), có nhiệm vụ nâng cao trình độ kiến ​​thức về kỹ thuật nano của các cấu trúc xốp chức năng và vật lý truyền dẫn vi mô/cấp độ nano.Ông tập hợp nhiều lĩnh vực kỹ thuật và khoa học để hiểu rõ hơn về vật lý của quá trình truyền tải vi mô/nano và phát triển các cấu trúc và hệ thống thế hệ tiếp theo với hiệu suất và hiệu quả cao hơn.
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Số điện thoại văn phòng