• شماره ركورد
    23859
  • شماره راهنما
    CHE.ENG2 330
  • عنوان

    اصلاح ساختاري و عملكردي غشاهاي دياليز با هدف دستيابي به تراوش بالا، پاكسازي تنظيم‌شده و خون‌سازگاري در فرايند تصفيه خون

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي - فرايند هاي جداسازي
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1403/06/26
  • صفحه شمار
    173 ص.
  • استاد راهنما
    مريم همايون فال فيني
  • كليدواژه فارسي
    غشاي دياليز , پلي(وينيل‌الكل) , ويتامينE , هپارين , اتيلن‌دي‌آمين‌تترااستيك‌اسيد , پاكسازي اوره , خون‌سازگاري
  • چكيده فارسي
    بيماراني كه در مرحله نهايي بيماري كليوي قرار مي‌گيرند، درمان جايگزين كليه براي آن‌ها تجويز مي‌شود كه يكي از اين موارد درمان، همودياليز مي‌باشد. غشاي دياليز مركز اصلي اين سامانه مي‌باشد كه داراي چالش‌هايي شامل تصفيه سموم اورميك با حفظ پروتئين‌هاي ضروري براي بدن و زيست سازگاري غشا در تماس با خون است. هم‌چنين در طي همودياليز، اين بيماران با افزايش بروز التهاب و عوارض ناشي از تنش اكسايشي مواجه ‌مي‌شوند. براي حل اين چالش‌ها اصلاح‌كننده‌هاي پلي(وينيل‌الكل)، ويتامينE در بستر غشا و هپارين و اتيلن‌دي‌آمين تترااستيك اسيد به سطح غشاي پلي‌اكريلونيتريل افزوده‌شدند. آزمون‌هاي مشخصه‌يابي سطحي و شيميايي ATR و EDX، حضور اصلاح‌كننده‌ها در ساختار غشا را تاييد كردند. با آزمون PZC بار سطحي غشاها تعيين شدند و اثر اصلاح‌كننده‌‌ها بر روي زبري غشا توسط آزمون AFM و مورفولوژي حفرات غشا توسط آزمون SEM بررسي‌شد. آزمون‌هاي خو‌ن‌سازگاري شامل تعيين زمان انعقاد، نسبت هموليز، چسبندگي پلاكت و جذب پروتئين‌ها و آزمون‌هاي آنتي‌اكسيداني DPPH و MDA انجام شدند كه در مجموع خاصيت خون‌سازگاري و آنتي‌اكسيداني غشاها تاييد شد. هم‌چنين اثر هركدام از اين اصلاح‌كننده‌ها بر روي فيلتراسيون (تراوش‌پذيري آب، تراوش‌پذيري خون‌شبيه‌ساز، پاكسازي اوره، پاكسازي كراتينين، نسبت بازيابي شار و گرفتگي كل) بررسي شدند و با استفاده از طراحي آزمايش، پارامترهاي تاثيرگذار بر روي هركدام از پاسخ‌ها شناسايي شدند و غشاي بهينه تعيين‌شد. از سوي ديگر، مدل‌سازي جهت پيش‌بيني شار و پاكسازي اوره انجام‌شد و سازوكار گرفتگي براي هر ساعت از فيلتراسيون مشخص‌شد. هم‌چنين با استفاده از روابط انتقال جرم، سازوكار انتقال جرم و مقاومت‌هاي انتقال جرم در طول مسير فيلتراسيون تعيين شدند. نتايج در مجموع نشان‌داد حضور پلي(وينيل‌الكل) تخلخل غشا را تا 24 درصد افزايش‌داد و با ايجاد توزيع يكنواخت‌تر حفرات، طبق مدل‌سازي سازوكار گرفتگي، از انسداد كامل حفرات جلوگيري‌شد و موجب بهبود عملكرد غشا شد. هم‌چنين حضور ويتامينE در ساختار غشاها باعث‌شد خاصيت آنتي‌اكسيداني غشاها تا 32 درصد بهبود يابد و تاثير نامطلوبي بر روي شار نگذارد و حتي منجر به افزايش 15 درصدي پاكسازي اوره شود. از طرفي حضور اتيلن‌دي‌آمين تترااستيك اسيد نيز توانست درصد نسبت بازيابي شار را به 99 درصد برساند و طبق مدل‌سازي مقاومت‌هاي انتقال جرم، مشخص‌شد كه مي‌تواند تا 18 درصد مقاومت غشا را كاهش‌دهد. از سوي ديگر هپارين نيز زمان انعقاد را تا 5 برابر نسبت به غشاي خام افزايش‌داد و تاثيرات قابل توجهي بر روي چسبندگي پلاكت و جذب پروتئين غشاهاي سنتزشده گذاشت. در مجموع حضور اصلاح‌كننده‌ها در ساختار غشا علاوه بر اين كه تا 29 درصد باعث كاهش مقاومت انتقال جرم و افزايش پاكسازي اوره و شار شد، بلكه خون‌سازگاري و خاصيت آنتي‌اكسيداني مطلوبي را نيز به ارمغان آورد.
  • كليدواژه لاتين
    Dialysis membrane , Polyvinyl alcohol , Vitamin E , Heparin , Ethylenediaminetetraacetic acid , Urea clearance , Hemocompatibility
  • عنوان لاتين
    Structural and functional modification of dialysis membranes for achieving high permeation, adjusted clearance and hemocompatibility in blood purification process
  • گروه آموزشي
    مهندسي شيمي
  • چكيده لاتين
    Patients in end-stage renal disease are prescribed renal replacement therapy, one of which is hemodialysis. The dialysis membrane is the core of this system, facing challenges such as removing uremic toxins while preserving essential proteins and ensuring biocompatibility with blood. During hemodialysis, these patients also face increased inflammation and oxidative stress-related complications. To solve these challenges, polyvinyl alcohol, vitamin E in the membrane substrate and heparin and ethylenediaminetetraacetic acid were added to the polyacrylonitrile membrane surface. Surface and chemical characterization tests, including ATR and EDX, confirmed the presence of these modifiers in the membrane structure. The surface charge of the membranes was determined by PZC testing, and the effects of the modifiers on membrane roughness were assessed by AFM, while membrane pore morphology was examined by SEM. Blood compatibility tests, including coagulation time, hemolysis ratio, platelet adhesion, and protein adsorption, as well as antioxidant tests like DPPH and MDA, confirmed the blood compatibility and antioxidant properties of the membranes. Additionally, the effects of each modifier on filtration parameters (water flux, simulated blood flux, urea clearance, creatinine clearance, flux recovery ratio, and total fouling) were eva‎luated. Experimental design identified the key parameters influencing each response, leading to the optimization of the membrane. Modeling was also performed to predict flux and urea clearance, and the fouling mechanism was determined for each hour of filtration. Moreover, mass transfer mechanisms and resistances were established throughout the filtration process. Overall, the results showed that the addition of polyvinyl alcohol increased membrane porosity by up to 24%, creating a more uniform pore distribution and preventing complete pore blockage, thus enhancing membrane performance. Vitamin E improved the antioxidant properties of the membranes by up to 32% without negatively affecting flux, and it even increased urea clearance by 15%. Ethylenediaminetetraacetic acid increased the flux recovery ratio to 99% and reduced membrane resistance by up to 18%. Heparin increased clotting time by up to 5 times compared to the raw membrane and had significant effects on platelet adhesion and protein adsorption. Overall, the presence of these modifiers in the membrane structure reduced mass transfer resistance by up to 29%, increased urea clearance and flux, and provided improved blood compatibility and antioxidant properties.
  • تعداد فصل ها
    5
  • استاد مشاور خارج از دانشگاه
    دكتر فوزيه زادهوش
  • فهرست مطالب pdf
    36206
  • نويسنده

    حسيني سمناني، فاطمه سادات