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(noticias nanowerk) Un equipo colaborativo dirigido por Piran Kidambi, profesor asistente de ingeniería química y biomolecular, William Fissell, profesor asociado de nefrología e hipertensión en el Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt, Shuvo Roy, profesor de bioingeniería en la Universidad de California, San Francisco, y Francesco Fornasiero. , investigador asociado de ciencias biológicas y biotecnología del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, ha desarrollado un nuevo tipo de filtro para máquinas de diálisis renal que puede limpiar la sangre de manera más eficiente y mejorar la atención al paciente.
La enfermedad renal crónica, una afección en la que el daño renal provoca una mala filtración de la sangre, afecta a unos 697,5 millones de personas, o el 9 por ciento de la población mundial. El tratamiento incluye hemofiltración, hemodiálisis o trasplante de riñón. La hemofiltración y la hemodiálisis apoyan a los riñones filtrando toxinas y productos de desecho de la sangre.
El nuevo filtro utiliza nanotubos de carbono (pequeños tubos hechos de una capa de átomos de carbono conectados en una estructura de red hexagonal en forma de panal) con canales muy pequeños y suaves. Estos canales facilitan la eliminación de toxinas y desechos de la sangre sin filtrar proteínas importantes, lo que puede ser un problema con los filtros tradicionales.
En el artículo publicado en la revista Materiales funcionales avanzados (“Hemofiltración de alto rendimiento mediante tamizado molecular y fricción ultrabaja en membranas capilares de nanotubos de carbono”), Kidambi y sus coautores muestran que sus membranas de diálisis hechas de nanotubos y polímeros de carbono crean un nuevo paradigma para la diálisis.
«Nuestras membranas superan a las membranas de diálisis de última generación en más de un orden de magnitud y, al mismo tiempo, permiten una mejor eliminación de moléculas de agentes que podrían causar toxicidad y otras complicaciones de salud», dijo Kidambi. «Hemos demostrado que el control preciso de los diámetros de los nanotubos de carbono no sólo permite una eliminación mejorada y eficaz de las moléculas del medio, sino que la geometría del canal recto y las paredes resbaladizas de los nanotubos también permiten un flujo significativamente mejorado».
![Los nanotubos de carbono (CNT) a escala de oblea alineados verticalmente integrados en una plataforma de membrana con canales/capilares de menos de 5 nm permiten abordar los desafíos actuales en hemofiltración/hemodiálisis](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id63686_1.jpg)
El trabajo también proporcionó información fundamental sobre cómo se transportan las biomoléculas en constricciones a nanoescala. Como un pulpo que puede doblarse y luego expandirse en un espacio pequeño, Kidami y sus coautores descubrieron que las biomoléculas se introducen en la entrada del nanotubo en la membrana, migran a través y se expanden nuevamente hacia el otro lado. Este conocimiento puede ayudar a investigadores e ingenieros a desarrollar membranas para separaciones biológicas más allá de la diálisis.
El uso de mejores membranas en diálisis beneficia la atención al paciente. Kidambi y sus colegas planean evaluar la operatividad a largo plazo, la compatibilidad sanguínea y otras cuestiones del filtro para seguir desarrollándolo para la atención al paciente. Quieren avanzar en esta tecnología con los avances que el laboratorio Kidambi ha realizado con grafeno.
«Nuestro objetivo es habilitar kits de diálisis más pequeños para que puedan llegar a los pacientes en lugar de que tengan que ir al hospital y tener que estar atados a una máquina de diálisis durante cuatro horas tres veces por semana», dijo Peifu Cheng, investigador postdoctoral en Kidambi. -Laboratorio y primer autor del artículo. “Eso sería una gran mejora en la calidad de vida del paciente. Nuestro objetivo a largo plazo es la transición a dispositivos implantables”.
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