Застосовуючи нирку, матеріали MXene можна використовувати для фільтрації сечовини, що може дати пацієнтам на діаліз
Для більш ніж 3 мільйонів людей у всьому світі ниркова недостатність є діагнозом, що змінює життя, якщо не загрожувати життю. У той час як близько 17 відсотків людей із термінальною стадією захворювання нирок зараз пересаджують організм, середній час очікування становить 3-5 років. І більша частина цього часу витрачається на планування, отримання та відновлення після лікування. Ці люди проводять кілька годин кілька разів на тиждень підключеними до діалізного апарату, який очищає токсини від крові, полегшуючи навантаження на нирки.
Діаліз може тимчасово замінити функцію нирок, поки пацієнти очікують трансплантації. Але це також може накласти чимало обмежень на якість їхнього життя - ефективно прив'язуючи пацієнтів до діалізного апарату і, можливо, до медичного закладу. Це настільки вражаючий вирок, що деякі люди вирішили відкласти процедуру або відмовитись від неї, ризикуючи, очікуючи трансплантації нирки.
Понад три десятиліття біомедичні інженери та лікарі працюють над створенням більш портативної версії діалізного апарату, яка відновила б деяку нормальність для хворих на діаліз. Але великою проблемою, яка перешкоджає зменшенню його розміру, є великий обсяг води, необхідний для очищення крові від особливо стійкого відходів, що називаються сечовиною.
Сечовина - це органічна сполука, що виробляється в печінці, яка допомагає транспортуванню азоту з організму у вигляді відходів у сечі. Але коли нирки починають давати збій, сечовина може накопичуватися, досягаючи токсичного рівня, якщо його не очистити від системи. Щоб видалити сечовину, машина для діалізу штовхає літри води через систему для змивання водорозчинної сполуки перед поверненням чистої крові в кровообіг.
Отже, ключовим фактором зменшення діалізу є виведення сечовини якимось іншим способом. Таким чином, може бути тонкий фільтр, виготовлений з унікального типу тонкого в кілька атомів матеріалу, який називається MXene, згідно з дослідженнями міжнародної групи вчених, лікарів та інженерів, очолюваною Юрієм Гогоці, доктором наук, видатним університетом і Бахом професор Інженерного коледжу Дрекселя на кафедрі матеріалознавства та техніки.
У статті, нещодавно опублікованій в ACS Nano, дослідники з Дрекселя, Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, Брайтонського університету в Англії, Медичного університету Гуансі та Університету науки і технологій Хуачжун у Китаї та Міжнародного університету Симбіозу в Індії повідомляють, що матеріали MXene можуть бути кандидатом для виведення сечовини з крові при носінні штучних нирок.
"Це захоплюючий розвиток для біомедичних технологій", - сказав Гогоці. "Цей матеріал продемонстрував кращу здатність адсорбувати молекули сечовини з плазми крові порівняно з іншими відомими сорбентами. Це означає, що він одного разу може втілити носну нирку в реальність, покращуючи якість життя багатьох людей".
Матеріали MXene складаються з тонких нанометрових шарів, хімічний склад та відстань яких можна адаптувати, щоб зробити їх неймовірно селективними фільтрами. Матеріали MXene були використані для захоплення електромагнітного випромінювання, передачі радіохвиль і посилення потоку електрики. У статті група пояснює, як вони також можуть бути призначені для фільтрації молекул сечовини.