Watafiti kutoka Idara ya Uhandisi wa Mitambo na Anga (MAE) ya Shule ya Uhandisi ya Herbert Wertheim wameunda aina mpya ya utando wa hemodialysis uliotengenezwa na oksidi ya graphene (GO), ambayo ni nyenzo ya tabaka la monoatomiki.Inatarajiwa kubadilisha kabisa matibabu ya dialysis ya figo kwa subira.Uendelezaji huu huruhusu dialyzer ya microchip kuunganishwa kwenye ngozi ya mgonjwa.Ikifanya kazi chini ya shinikizo la ateri, itaondoa pampu ya damu na mzunguko wa damu nje ya mwili, kuruhusu dialysis salama katika faraja ya nyumba yako.Ikilinganishwa na utando wa polima uliopo, upenyezaji wa utando huo ni wa viwango viwili vya ukubwa wa juu, una upatanifu wa damu, na si rahisi kupima kama vile utando wa polima.
Profesa Knox T. Millsaps wa MAE na mtafiti mkuu wa mradi wa utando Saeed Moghaddam na timu yake wameunda mchakato mpya unaohusisha kujikusanya na kuboresha sifa za kimwili na kemikali za GO nanoplatelets.Mchakato huu hugeuza tu safu 3 za GO kuwa mikusanyiko ya nanosheet iliyopangwa sana, na hivyo kupata upenyezaji wa hali ya juu na uteuzi."Kwa kutengeneza utando unaoweza kupenyeka zaidi kuliko mwenzake wa kibaolojia, utando wa chini wa glomerular (GBM) wa figo, tumeonyesha uwezo mkubwa wa nanomaterials, nanoengineering, na kujikusanya kwa molekuli."Mogda Dk. Mu alisema.
Utafiti wa utendaji wa utando katika matukio ya hemodialysis umetoa matokeo ya kutia moyo sana.Mgawo wa sieving wa urea na cytochrome-c ni 0.5 na 0.4, kwa mtiririko huo, ambayo ni ya kutosha kwa dialysis ya polepole ya muda mrefu huku ikibakiza zaidi ya 99% ya albumin;tafiti kuhusu hemolisisi, uwezeshaji kamilisha na kugandisha zimeonyesha kuwa zinalingana na nyenzo zilizopo za utando wa dialisisi Au bora kuliko utendakazi wa nyenzo zilizopo za utando wa dialisisi.Matokeo ya utafiti huu yamechapishwa kwenye Violesura vya Vifaa vya Hali ya Juu (Februari 5, 2021) chini ya kichwa "Membrane ya Oksidi ya Graphene Iliyounganishwa ya Trilayer kwa Hemodialyzer Inayoweza Kuvaliwa".
Dk. Moghaddam alisema: "Tumeonyesha mosaic ya kipekee ya GO nanoplatelet iliyoagizwa, ambayo inakuza sana juhudi ya miaka kumi katika uundaji wa utando unaotegemea graphene."Ni jukwaa linalofaa ambalo linaweza kuboresha dayalisisi ya usiku yenye mtiririko wa chini nyumbani.Dkt. Moghaddam kwa sasa anafanyia kazi utengenezaji wa microchips kwa kutumia utando mpya wa GO, ambao utaleta utafiti karibu na uhalisia wa kutoa vifaa vinavyoweza kuvaliwa vya hemodialysis kwa wagonjwa wa figo.
Tahariri ya Nature (Machi 2020) ilisema: “Shirika la Afya Ulimwenguni linakadiria kwamba takriban watu milioni 1.2 hufa kutokana na kushindwa kwa figo kila mwaka [na matukio ya ugonjwa wa figo ya mwisho (ESRD) hutokana na kisukari na shinikizo la damu]….Dialysis Mchanganyiko wa vikwazo vya kiutendaji vya teknolojia na uwezo wa kumudu gharama pia inamaanisha kuwa chini ya nusu ya watu wanaohitaji matibabu wanapata matibabu.Vifaa vinavyoweza kuvaliwa vilivyo na rangi ndogo ifaavyo ni suluhisho la kiuchumi la kuongeza viwango vya maisha, hasa katika maendeleo ya China."Membrane yetu ni sehemu muhimu ya mfumo mdogo unaoweza kuvaliwa, ambao unaweza kuzalisha kazi ya kuchuja figo, kuboresha sana faraja na uwezo wa kumudu duniani kote," alisema Dk. Moghaddam.
"Maendeleo makubwa katika matibabu ya wagonjwa wenye hemodialysis na kushindwa kwa figo yamepunguzwa na teknolojia ya membrane.Teknolojia ya utando haijafanya maendeleo makubwa katika miongo michache iliyopita.Maendeleo ya kimsingi ya teknolojia ya utando yanahitaji uboreshaji wa dialysis ya figo.Nyenzo zinazoweza kupenyeka sana na zinazochaguliwa, kama vile utando wa oksidi ya graphene nyembamba sana iliyotengenezwa hapa, inaweza kubadilisha dhana.Utando mwembamba sana unaoweza kupenyeza hauwezi tu kutambua dialyzers ndogo, lakini pia vifaa halisi vinavyoweza kubebeka na kuvaliwa, na hivyo kuboresha ubora wa maisha na ubashiri wa mgonjwa."James L. McGrath alisema yeye ni profesa wa uhandisi wa matibabu katika Chuo Kikuu cha Rochester na mvumbuzi mwenza wa teknolojia mpya ya utando mwembamba wa silicon kwa matumizi mbalimbali ya kibiolojia (Nature, 2007).
Utafiti huu ulifadhiliwa na Taasisi ya Kitaifa ya Upigaji Picha na Uhandisi wa Baiolojia (NIBIB) chini ya Taasisi za Kitaifa za Afya.Timu ya Dk. Moghaddam ni pamoja na Dk. Richard P. Rode, mwenzake aliyehitimu udaktari katika UF MAE, Dk. Thomas R. Gaborski (mpelelezi mkuu), Daniel Ornt, MD (mpelelezi mkuu), na Henry C wa Idara ya Tiba ya viumbe. Uhandisi, Taasisi ya Teknolojia ya Rochester.Dk. Chung na Hayley N. Miller.
Dk. Moghaddam ni mwanachama wa Kundi la UF Interdisciplinary Microsystems Group na anaongoza Maabara ya Mifumo ya Nishati Iliyoundwa na Nanostructured (NESLabs), ambayo dhamira yake ni kuboresha kiwango cha maarifa ya uhandisi wa miundo inayofanya kazi ya vinyweleo na fizikia ya uambukizaji midogo/nanoscale.Analeta pamoja taaluma nyingi za uhandisi na sayansi ili kuelewa vyema fizikia ya upokezaji wa midogo/nano na kuendeleza miundo na mifumo ya kizazi kijacho yenye utendaji na ufanisi wa hali ya juu.
Herbert Wertheim College of Engineering 300 Weil Hall PO Box 116550 Gainesville, FL 32611-6550 Nambari ya simu ya ofisi