În locul unui rinichi, materialele MXene pot fi utilizate pentru a filtra ureea, ar putea oferi pacienților dializați
Pentru mai mult de 3 milioane de oameni din întreaga lume, insuficiența renală este un diagnostic care schimbă viața, dacă nu chiar unul care pune viața în pericol. În timp ce aproximativ 17 la sută din oamenii din SUA cu boală de rinichi în stadiul final sunt acum transplanturi, timpul mediu petrecut în așteptare este de 3-5 ani. Și o mare parte din acest timp este consumat prin planificarea, primirea și recuperarea după tratament. Aceste persoane petrec câteva ore de mai multe ori în fiecare săptămână atașate la un aparat de dializă care le curăță toxinele din sânge - ușurând volumul de lucru pe rinichi.
Dializa poate înlocui temporar funcția rinichiului în timp ce pacienții așteaptă un transplant. Dar poate impune, de asemenea, destul de multe limitări asupra calității vieții lor - legarea eficientă a pacienților la un aparat de dializă și probabil la o unitate medicală. Este o sentință atât de impunătoare încât unii oameni aleg să întârzie sau să renunțe la procedură și să-și asume șansele în așteptarea unui transplant de rinichi.
De mai bine de trei decenii, inginerii biomedici și medicii lucrează la o versiune mai portabilă a aparatului de dializă care ar restabili o anumită normalitate pentru pacienții cu dializă. Dar marea problemă care stă în calea reducerii dimensiunii sale este volumul mare de apă necesar pentru curățarea sângelui de un deșeu deosebit de persistent numit uree.
Ureea este un compus organic produs în ficat care ajută la transportul azotului din organism ca produs rezidual în urină. Dar când rinichii încep să eșueze, ureea se poate acumula, atingând niveluri toxice dacă nu este eliminată din sistem. Pentru a elimina ureea, aparatul de dializă împinge litri de apă prin sistem pentru a spăla compusul solubil în apă înainte de a readuce sângele curat în circulație.
Deci, cheia reducerii dializei este eliminarea ureei în alt mod. Astfel, ar putea fi un filtru subțire realizat dintr-un tip unic de material subțire cu câțiva atomi numit MXene, potrivit cercetărilor unui grup internațional de oameni de știință, medici și ingineri, condus de Yury Gogotsi, dr., Universitatea Distinsă și Bach, Universitatea Drexel. profesor la Colegiul de Inginerie Drexel, la Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor.
Într-o lucrare publicată recent în ACS Nano, cercetătorii de la Drexel, Universitatea din California Los Angeles, Universitatea Brighton din Anglia, Universitatea de Medicină din Guangxi și Universitatea de Știință și Tehnologie Huazhong din China și Universitatea Internațională de Simbioză din India, au raportat că materialele MXene ar putea fii un candidat pentru eliminarea ureei din sânge în aplicații portabile de rinichi artificiali.
"Aceasta este o dezvoltare interesantă pentru tehnologia biomedicală", a spus Gogotsi. "Acest material a demonstrat o capacitate mai bună de a adsorbi moleculele de uree din plasma sanguină în comparație cu alți sorbenți cunoscuți. Aceasta înseamnă că într-o zi ar putea face rinichiul purtabil o realitate, îmbunătățind calitatea vieții pentru mulți oameni."
Materialele MXene sunt compuse din straturi subțiri de nanometri a căror compoziție chimică și spațiere pot fi adaptate pentru a le face filtre incredibil de selective. Materialele MXene au fost folosite la captarea radiațiilor electromagnetice, la transmiterea undelor radio și la îmbunătățirea fluxului de energie electrică. În lucrare, grupul explică modul în care pot fi, de asemenea, proiectate pentru a filtra moleculele de uree.