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DEVELOPMENT OF EXTENDED GATE FIELD EFFECT TRANSISTOR (EGFET) FOR QUANTIFICATION OF PHOSPHORUS MASS REMOVED FROM CHRONIC KIDNEY PATIENTS IN HEMODIALYSIS SESSIONS

A hemodiálise é um procedimento que busca remover o excesso de líquidos e de substâncias acumuladas no organismo do paciente com insuficiência renal (renal crônico). Substâncias como o fósforo em excesso são prejudiciais ao organismo, e o controle do seu nível sérico no paciente renal crônico durante a hemodiálise representa um desafio aos nefrologistas. O nível de fósforo no sangue acima do normal (hiperfosfatemia) está associado à casos de óbitos de pacientes renais crônicos. Este trabalho apresenta o resultado da pesquisa sobre o transistor de efeito de campo com porta estendida (EGFET) para ser utilizado na quantificação da massa de fósforo no dialisato total final extraída durante o processo de hemodiálise. Inicialmente foi fabricado dispositivo eletrólito-isolante-semicondutor (EIS) para ser conectado a porta de um MOSFET comercial para formar o EGFET. Na fabricação do dispositivo EIS, utilizou-se filmes finos de óxido de alumínio (Al2O3) depositado sobre uma estrutura composta de uma camada fina de óxido de silício (SiO2) sobre o substrato de silício. Além disso, foi fabricado um eletrodo de referência contendo uma membrana íon-seletiva a base de poli álcool vinílico com inserção do composto orgânico dietilenotriamina para ser utilizado no EGFET. Os resultados obtidos das curvas da corrente de saturação IDS e das curvas de VGS em função da concentração de fosfato medida no intervalo de zero a 7 mg/dL no dialisato total final (DTF), e sensibilidade de 97 mV/(mg/dL), mostraram que o EGFET fabricado é uma solução inovadora nas medidas da concentração de fosfato no DTF em tempo real, e com a contribuição da quantificação da massa de fósforo que é removida do paciente renal crônico durante a sessão de hemodiálise.
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DEVELOPMENT OF EXTENDED GATE FIELD EFFECT TRANSISTOR (EGFET) FOR QUANTIFICATION OF PHOSPHORUS MASS REMOVED FROM CHRONIC KIDNEY PATIENTS IN HEMODIALYSIS SESSIONS

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.3174262401116

  • Palavras-chave: EGFET, óxido de alumínio, hemodiálise, fosfato, filmes finos.

  • Keywords: EGFET, aluminum oxide, hemodialysis, phosphate, thin films.

  • Abstract: Hemodialysis is a procedure that seeks to remove excess fluids and substances accumulated in the body of patients with kidney failure (chronic kidney disease). Excess substances such as phosphorus are harmful to the body, and the control of its serum level in chronic kidney disease patients during hemodialysis represents a challenge for nephrologists. The elevated level of phosphate in the blood (hyperphosphatemia) is associated with death cases in chronic kidney disease patients. This work presents the development of an extended gate field effect transistor (EGFET) for phosphorus mass quantification in the final total dialysate (FTD) extracted during the hemodialysis process. Initially, an electrolyte-insulating-semiconductor device (EIS) was manufactured to be connected to the gate of a commercial MOSFET to form the EGFET. For the EIS device, thin aluminum oxide films (Al2O3) deposited on a structure composed of a thin layer of silicon oxide (SiO2) on the silicon substrate were used. In addition, a reference electrode was manufactured containing an ion-selective membrane based on poly vinyl alcohol, along with the insertion of an organic compound diethylenetriamine to be used in the EGFET. The results indicated the phosphate concentration in the range of zero to 7 mg/dL in FTD and a sensitivity of 97 mV/(mg/dL), confirming that the EGFET is an innovative solution for real time measurement of phosphate concentration in FTD for the quantification of the phosphorus mass that is removed from the chronic renal patient during the hemodialysis session.

  • SERGIO HENRIQUE FERNANDES
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