告別透析！顛覆性植入人工腎來了
眾所周知，腎功能衰竭的患者需要定期透析，也就是所謂的洗腎。近期加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的研究團(tuán)隊(duì)，展示了一種人工腎臟，它可以植入身體里，與患者共存，無需更換電池，并且不用進(jìn)行長期的一個透析。
其研究成果Kidney展示了其可植入的具有完整腎功能的人工腎原型， 并因此獲得KidneyX的6.5萬美元的獎金。
01
人工腎終結(jié)透析
腎臟主要功能在于過濾血液中的毒素和廢物，與其同時也在調(diào)劑體液、電解質(zhì)以及血壓的平衡。因此，一但發(fā)生腎衰竭時，將會給患者帶來長期的身體健康負(fù)擔(dān)，不僅時間漫長，且給生活帶來長期的不便。腎移植雖然是目前較好的治療方式，但是目前依舊存在很明顯的問題需要長期服用免疫抑制藥物，來預(yù)防排斥反應(yīng)的危險副作用，人工腎的研發(fā)及未來的臨床應(yīng)用可能會在很大程度上改變這種尷尬的現(xiàn)狀。
Kidney將腎臟的兩個重要部分：血液過濾器和生物反應(yīng)器融合在一起，并且成果將人工腎小型化，使Kidney只有手掌大小和正常人體腎臟大小非常接近 。同時，生物反應(yīng)器包含了工程化的腎小管細(xì)胞，它們調(diào)節(jié)水量、電解質(zhì)平衡和其他代謝功能。這些膜還能保護(hù)這些細(xì)胞不被病人的免疫系統(tǒng)所攻擊。
以前的測試已經(jīng)讓這些部分中的每一個獨(dú)立工作，但這是該團(tuán)隊(duì)第一次測試它們在一個設(shè)備中串聯(lián)工作。該生物人工腎連接到病人的兩條主要動脈--一條將血液輸送到體內(nèi)過濾，另一條將過濾后的血液輸送回體內(nèi)--以及連接到膀胱，廢物在那里以尿液形式沉積。
由于他們的努力，加州大學(xué)舊金山分校的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)獲得了KidneyX公司的65萬美元獎金，成為第一階段人工腎臟獎的獲獎?wù)咧弧?/span>
“我們的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了人工腎臟，以可持續(xù)地支持人類腎臟細(xì)胞的培養(yǎng)，而不引起免疫反應(yīng)，”該項(xiàng)目的首席研究員Shuvo Roy說。“現(xiàn)在我們已經(jīng)證明了結(jié)合血液過濾器和生物反應(yīng)器的可行性，我們可以專注于擴(kuò)大技術(shù)規(guī)模，進(jìn)行更嚴(yán)格的臨床前測試，并進(jìn)行臨床試驗(yàn)。
而Kidney是將血液過濾器和生物反應(yīng)器融合在一起人工腎。Kidney只要有血壓即可工作，不需要泵或外部電源，也無需血液稀釋或免疫調(diào)節(jié)藥物。并且Kidney已經(jīng)完成臨床前各項(xiàng)測試，不僅證實(shí)其功能可行性，而且在整個試驗(yàn)過程中，腎小管細(xì)胞存活并繼續(xù)發(fā)揮功能。這使得Kidney臨床可行性變得越來越高。因此Kidney的面世不僅可以復(fù)制腎移植患者的高品質(zhì)生活，而且還可以讓他們免于服用免疫抑制劑。
02
千億級市場會是人工腎的未來嗎？
腎臟是一個非常重要的臟器，一旦腎出現(xiàn)問題、得了尿毒癥，那就只能腎移植或者終身透析了。截止到2017年，全球慢性腎臟病患者人數(shù)大約7億人口，中國患病人數(shù)達(dá)1.3億。我國國家腎臟病醫(yī)療質(zhì)量控制中心數(shù)據(jù)顯示，我國透析患者數(shù)量已接近80多萬人，并且逐年增長。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球血透市場規(guī)模達(dá)到了6200億人民幣，而國內(nèi)血透市場規(guī)模也穩(wěn)步上升，達(dá)到540億元。作為終末期腎病的治療方案，我國血液透析市場依然存在較大的缺口，市場前景不容小覷。相關(guān)人士估計(jì)，全球血透市場可能會在2024年增長至1270億美元，在未來隨著人口老齡化以及糖尿病患者的增加等諸多因素可能會加速推動市場的發(fā)展。
移植是目前尿毒癥患者的較好治療方案，但器官移植的現(xiàn)狀就是供體遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了移植手術(shù)的需求。腎源緊缺，便成了尿毒癥治療的重大問題。在美國，已經(jīng)有超過100,000例患者在等待腎移植的名單上，每一天，就有12人還沒等到腎源就已經(jīng)死去。
目前，研究人員也在新型人工腎的路程中踏出了第一步，3D技術(shù)打印生物腎、干細(xì)胞培養(yǎng)的生物腎以及將動物腎進(jìn)行改造后移植給人等多種路徑都有涉及。未來隨著腎臟替代技術(shù)的發(fā)展，這些新型人工腎或?qū)⒂糜谂R床改變腎衰竭患者的人生。
03
走在前端的可穿戴人工腎
目前全球主要有四個方向的新型人工腎研究，即可穿戴人工腎；混合生物材料和3D打印材料的可植入人工腎；干細(xì)胞培養(yǎng)的純生物植入式人工腎；以及將豬腎進(jìn)行改造，移植給人。其中，離臨床較近的，當(dāng)屬可穿戴人工腎。
AWAK人工腎是一款重量很輕、內(nèi)含特殊吸附劑的新型腹膜透析裝置。與傳統(tǒng)腹膜透析相比，它不需要依賴大量的透析液體，患者背著它可以隨意走動。2021年3月WAK3.0的穿戴式人工腎獲批美國專利，WAK3.0僅重0.9公斤，體積更小，可像腰帶一樣佩戴。它可以模擬腎臟，24小時持續(xù)穩(wěn)定地清除患者體內(nèi)的毒素和水分，不影響患者日常活動。
此外還有一種植入式人工腎IAKs，其是一種結(jié)合了硅納米技術(shù)和人工培養(yǎng)生物腎小管上皮細(xì)胞的模擬人工腎，重量只有約0.5公斤。目前也已植入動物體內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還需進(jìn)一步觀察硅納米膜材料與人體的生物相容性，驗(yàn)證其清除廢物、凈化血液的效能。
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目前，計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種智慧化的血液透析系統(tǒng)的研發(fā)成功和推廣應(yīng)用，已經(jīng)使家庭透析進(jìn)入遠(yuǎn)程智能化時代，患者在家中就可以完成治療，時間更自由。希望便攜式人工腎能早日走入普通患者中，未來可期！
來源：器械之家
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