告別透(tou)析！顛覆性植入人工腎來了
眾所(suo)周知，腎功(gong)能(neng)衰竭的(de)(de)患(huan)者需要定期(qi)透(tou)析(xi)，也(ye)就(jiu)是所(suo)謂的(de)(de)洗腎。近期(qi)加州(zhou)大(da)學舊(jiu)金山分校（UCSF）的(de)(de)研究(jiu)團(tuan)隊，展(zhan)示了一種人工腎臟，它可以植入身體里，與患(huan)者共存，無(wu)需更換電池，并(bing)且不(bu)用進行長期(qi)的(de)(de)一個透(tou)析(xi)。
其研究成果Kidney展示了其可植入的具有完整腎(shen)功能的人工腎(shen)原(yuan)型， 并因此獲(huo)得KidneyX的6.5萬(wan)美元的獎金。
01
人(ren)工腎終結透析
腎(shen)臟主要功(gong)能(neng)(neng)在于過濾血液中的(de)(de)(de)毒素和廢物(wu)，與(yu)其(qi)同時(shi)(shi)也在調劑體液、電解質以及血壓的(de)(de)(de)平衡。因此，一但發(fa)生腎(shen)衰竭時(shi)(shi)，將會給患者帶(dai)來(lai)長(chang)期的(de)(de)(de)身體健康負擔，不(bu)僅時(shi)(shi)間漫長(chang)，且(qie)給生活(huo)帶(dai)來(lai)長(chang)期的(de)(de)(de)不(bu)便(bian)。腎(shen)移植(zhi)雖然是目前較好的(de)(de)(de)治(zhi)療方式(shi)，但是目前依(yi)舊存在很(hen)明顯(xian)的(de)(de)(de)問題需要長(chang)期服用(yong)免疫抑制藥(yao)物(wu)，來(lai)預防排斥反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)危險副(fu)作用(yong)，人工腎(shen)的(de)(de)(de)研發(fa)及未來(lai)的(de)(de)(de)臨床應(ying)用(yong)可能(neng)(neng)會在很(hen)大程度上改變(bian)這種(zhong)尷尬的(de)(de)(de)現狀。
Kidney將腎臟(zang)的兩個重要部分：血液(ye)過(guo)濾(lv)器和(he)(he)生物反(fan)應(ying)器融合在一起，并(bing)且(qie)成果將人工(gong)腎小型化，使Kidney只有手掌大小和(he)(he)正(zheng)常(chang)人體(ti)腎臟(zang)大小非常(chang)接近(jin) 。同時，生物反(fan)應(ying)器包含了工(gong)程化的腎小管細(xi)胞，它們調(diao)節水量、電(dian)解質平(ping)衡和(he)(he)其(qi)他代謝功(gong)能(neng)(neng)。這些膜還(huan)能(neng)(neng)保護這些細(xi)胞不被病(bing)人的免(mian)疫系統所(suo)攻(gong)擊(ji)。
以前(qian)的(de)測試(shi)已經讓這(zhe)些(xie)部分中(zhong)的(de)每一(yi)個獨立工(gong)作，但這(zhe)是該團(tuan)隊第一(yi)次測試(shi)它們在一(yi)個設備中(zhong)串聯工(gong)作。該生物人工(gong)腎(shen)連接到(dao)病(bing)人的(de)兩(liang)條主要動脈--一(yi)條將血(xue)液輸(shu)送(song)到(dao)體(ti)內(nei)過(guo)濾，另(ling)一(yi)條將過(guo)濾后(hou)的(de)血(xue)液輸(shu)送(song)回體(ti)內(nei)--以及連接到(dao)膀胱，廢物在那里以尿液形式(shi)沉積。
由于他們(men)的(de)努力，加州大學舊金山分校的(de)研究人員現在已經獲得了KidneyX公司的(de)65萬(wan)美元獎(jiang)(jiang)金，成(cheng)為第一階段人工腎臟獎(jiang)(jiang)的(de)獲獎(jiang)(jiang)者之(zhi)一。
“我(wo)們(men)(men)的(de)團(tuan)隊設計了人工腎臟，以可持續地支持人類腎臟細胞的(de)培養，而不(bu)引起免疫(yi)反(fan)應，”該項目的(de)首席研究員Shuvo Roy說(shuo)。“現在(zai)我(wo)們(men)(men)已經證明了結合血液過濾器(qi)(qi)和生物(wu)反(fan)應器(qi)(qi)的(de)可行(xing)性，我(wo)們(men)(men)可以專注于擴(kuo)大技術規模，進行(xing)更嚴格的(de)臨床前測(ce)試(shi)，并進行(xing)臨床試(shi)驗。
而(er)(er)Kidney是將血液(ye)過(guo)濾器(qi)和生物反應器(qi)融合在(zai)一起(qi)人工(gong)腎(shen)。Kidney只(zhi)要(yao)有血壓即可(ke)(ke)工(gong)作(zuo)，不(bu)需要(yao)泵或外(wai)部(bu)電源，也無需血液(ye)稀(xi)釋(shi)或免(mian)疫調節(jie)藥物。并(bing)(bing)且Kidney已經完成臨床前各項測試，不(bu)僅證(zheng)實(shi)其功能(neng)可(ke)(ke)行(xing)性(xing)，而(er)(er)且在(zai)整個(ge)試驗(yan)過(guo)程中，腎(shen)小管細胞存活并(bing)(bing)繼續發揮功能(neng)。這使得Kidney臨床可(ke)(ke)行(xing)性(xing)變得越來越高(gao)。因此Kidney的面世不(bu)僅可(ke)(ke)以復制(zhi)腎(shen)移植患者的高(gao)品質生活，而(er)(er)且還可(ke)(ke)以讓他們免(mian)于服用(yong)免(mian)疫抑制(zhi)劑。
02
千億級市場會(hui)是人工腎(shen)的未來嗎？
腎(shen)(shen)臟(zang)是一個非常重要的臟(zang)器，一旦腎(shen)(shen)出現問題、得了尿毒癥，那(nei)就只能腎(shen)(shen)移植(zhi)或(huo)者(zhe)終身(shen)透(tou)(tou)析(xi)了。截止到2017年，全球(qiu)慢(man)性腎(shen)(shen)臟(zang)病(bing)患(huan)者(zhe)人(ren)數(shu)大約(yue)7億人(ren)口，中國患(huan)病(bing)人(ren)數(shu)達1.3億。我國國家腎(shen)(shen)臟(zang)病(bing)醫(yi)療質量控(kong)制(zhi)中心數(shu)據顯示，我國透(tou)(tou)析(xi)患(huan)者(zhe)數(shu)量已接(jie)近80多萬人(ren)，并且逐年增(zeng)長。
據統計(ji)，2020年全(quan)球血(xue)(xue)透市場(chang)規(gui)模達到了6200億人民(min)幣，而國內(nei)血(xue)(xue)透市場(chang)規(gui)模也穩步上升，達到540億元(yuan)。作為終(zhong)末(mo)期(qi)腎病的治療(liao)方(fang)案，我國血(xue)(xue)液透析市場(chang)依然存(cun)在(zai)(zai)較大的缺口，市場(chang)前(qian)景(jing)不容(rong)小覷。相關(guan)人士估計(ji)，全(quan)球血(xue)(xue)透市場(chang)可(ke)能會(hui)在(zai)(zai)2024年增(zeng)長至1270億美元(yuan)，在(zai)(zai)未(wei)來隨著人口老齡(ling)化(hua)以及糖尿病患者的增(zeng)加等諸多因(yin)素可(ke)能會(hui)加速推動市場(chang)的發展。
移(yi)植是目(mu)前尿毒(du)(du)癥患(huan)(huan)者的(de)較好治療方案(an)，但(dan)器官移(yi)植的(de)現(xian)狀(zhuang)就是供體遠遠滿足不了(le)移(yi)植手術(shu)的(de)需(xu)求。腎源(yuan)緊缺(que)，便成了(le)尿毒(du)(du)癥治療的(de)重大問題。在美國(guo)，已經有(you)超過100,000例患(huan)(huan)者在等待腎移(yi)植的(de)名單上，每一天，就有(you)12人(ren)還沒等到腎源(yuan)就已經死去。
目前(qian)，研究人(ren)員也在(zai)新型(xing)人(ren)工(gong)腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)路程(cheng)中踏出(chu)了第一步，3D技(ji)術打印生(sheng)物腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)、干細胞培養的(de)生(sheng)物腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)以(yi)及將(jiang)動(dong)物腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)進行改造后移植給人(ren)等多(duo)種路徑都有涉(she)及。未來(lai)隨(sui)著腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)臟替(ti)代(dai)技(ji)術的(de)發展，這(zhe)些(xie)新型(xing)人(ren)工(gong)腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)或將(jiang)用于臨床(chuang)改變腎(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)衰竭患(huan)者的(de)人(ren)生(sheng)。
03
走在前端(duan)的可穿戴人工腎
目前全球(qiu)主要有(you)四個方(fang)向的(de)新(xin)型人(ren)工(gong)(gong)腎研究，即(ji)可穿戴人(ren)工(gong)(gong)腎；混合生(sheng)物(wu)材(cai)料(liao)和3D打印材(cai)料(liao)的(de)可植(zhi)入人(ren)工(gong)(gong)腎；干細胞培(pei)養的(de)純生(sheng)物(wu)植(zhi)入式人(ren)工(gong)(gong)腎；以及將豬腎進行改造，移植(zhi)給(gei)人(ren)。其中，離臨床較近的(de)，當屬可穿戴人(ren)工(gong)(gong)腎。
AWAK人工腎是一(yi)款重(zhong)量(liang)(liang)很輕、內含特殊吸附劑的新型腹膜(mo)透析(xi)裝置。與傳(chuan)統腹膜(mo)透析(xi)相比(bi)，它不(bu)需(xu)要依賴大量(liang)(liang)的透析(xi)液體(ti)，患者背著它可(ke)以隨意走動。2021年3月WAK3.0的穿(chuan)戴式(shi)人工腎獲批(pi)美國專利，WAK3.0僅重(zhong)0.9公斤，體(ti)積更小(xiao)(xiao)，可(ke)像腰帶(dai)一(yi)樣佩戴。它可(ke)以模擬腎臟，24小(xiao)(xiao)時持(chi)續穩定地清除患者體(ti)內的毒(du)素和水分，不(bu)影(ying)響患者日(ri)常活動。
此(ci)外還有一(yi)(yi)種植(zhi)入式人(ren)工腎(shen)IAKs，其是一(yi)(yi)種結合了硅納米(mi)技術和人(ren)工培(pei)養(yang)生物(wu)腎(shen)小管(guan)上皮細胞的模擬人(ren)工腎(shen)，重量只有約0.5公斤。目前(qian)也已植(zhi)入動物(wu)體內進(jin)行(xing)實驗(yan)，還需進(jin)一(yi)(yi)步觀察硅納米(mi)膜材(cai)料與人(ren)體的生物(wu)相容(rong)性(xing)，驗(yan)證其清除廢物(wu)、凈化血液(ye)的效能。
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目前，計算機、通信(xin)技術(shu)和互聯網技術(shu)的(de)飛(fei)速發(fa)展，各種智(zhi)慧化的(de)血液透析系(xi)統的(de)研(yan)發(fa)成功(gong)和推廣(guang)應(ying)用(yong)，已(yi)經(jing)使家(jia)庭透析進入(ru)遠程(cheng)智(zhi)能化時(shi)代，患(huan)者在家(jia)中就可(ke)以完成治療，時(shi)間更自由。希望(wang)便(bian)攜式人工腎(shen)能早日走(zou)入(ru)普通患(huan)者中，未來可(ke)期！
來源：器械之家
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