Проф. Мельникова Ираида Прокопьевна, д-р тех. наук, кафедра материаловедения и биомедицинской инженерии
410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77
Тел.: (917)2117362
Prof. Iraida Prokopyevna Melnikova, Dr. of Engineering, Department of Materials Science and Biomedical Engineering, professor
410054, Saratov, 77 Politechnicheskaya str.
Phone: (917)2117362
Нефёдов Владислав Олегович, кафедра технической механики и мехатроники, студент
410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77
Тел.: (962)6182561
Vladislav Olegovich Nefedov, Department of Technical Mechanics and Mechatronics, student
410054, Saratov, 77 Politechnicheskaya str.
Phone: (962)6182561
В статье проанализированы подходы к формированию мембран диализной терапии, на основании которых предложен и экспериментально опробован новый перспективный метод создания и использования композиционных и полимерных материалов для гемодиализа. Особое внимание уделено значительному увеличению рабочей поверхности половолоконных синтетических мембран из полисульфона размещением на ней биосовместимых наночастиц бемита. Перед пропиткой агломераты наночастиц диспергировали. При этом их размер уменьшался до отдельных частиц в состоянии поставки размером ~30 нм. Дроблению агломератов способствовал ультразвук (УЗ). При диспергировании также использовали поверхностно-активное вещество (ПАВ), механизм воздействия которого заключался в проникновении между частицами агломерата и снижении поверхностного натяжения. Наночастицы после диспергирования располагались в наноконтейнерах сетчатого гидрогеля, образующегося при попадании ПАВ полиэтиленгликоля в дистиллированную воду. Бемит вводили в волокна полисульфона, используя ультразвуковой капиллярный эффект. При воздействии ультразвука и использовании ПАВ суспензия с наночастицами поднимается по каналу волокон, и частицы закрепляются на их внутренней поверхности. При используемой в работе частоте генератора УЗ жидкость поднимается только на треть высоты. Поэтому дальнейшее введение суспензии, количество которой рассчитано по геометрическим размерам волокон, производили закапыванием сверху в волокна с помощью шприца. В статье показаны недостатки современных мембран и пути их устранения. Одним из таких путей является увеличение внутренней поверхности диализатора при использовании наночастиц размером ~30 нм. Анализ размеров элементов крови показал, что применяемые нами наночастицы значительно уступают им по размерам и реально могут быть использованы в технологических процессах гемодиализа.
The article analyzes approaches to the formation of dialysis therapy membranes, on the basis of which a new promising method for creating and using composite and polymer materials for hemodialysis is proposed and experimentally tested. Special attention is paid to a significant increase in the working surface of semi-fiber synthetic polysulfone membranes by placing biocompatible boehmite nanoparticles on it. Before impregnation, the agglomerates of the nanoparticles were dispersed. At the same time, their size was reduced to individual particles in the delivery state with a size of ~ 30 nm. The crushing of agglomerates was facilitated by ultrasound (ultrasound). During dispersion, a surfactant was also used, the mechanism of action of which consisted in penetration between the agglomerate particles and a decrease in surface tension. After dispersion, the nanoparticles were located in nanocontainers of a mesh hydrogel formed when surfactants of polyethylene glycol enter distilled water. Boehmite was injected into polysulfone fibers using an ultrasonic capillary effect. When exposed to ultrasound and surfactants are used, the suspension with nanoparticles rises along the fiber channel and the particles are fixed on their inner surface. At the frequency of the ultrasonic generator used in operation, the liquid rises only a third of the height. Therefore, the further introduction of the suspension, the amount of which is calculated according to the geometric dimensions of the fibers, was carried out by instilling into the fibers from above using a syringe. The article shows the disadvantages of modern membranes and ways to eliminate them. One of these ways is to increase the inner surface of the dialyzer when using nanoparticles with a size of ~ 30 nm. An analysis of the size of blood elements showed that the nanoparticles we use are significantly smaller than them and can actually be used in hemodialysis technological processes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.