告別透析！顛覆性植入人工腎來(lái)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(wú)需更換電池，并且不用進(jìn)行長(zhǎng)期的一個(gè)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(wàn)美元的獎(jiǎng)金。
01
人工腎終結(jié)透析
腎臟主要功能在于過(guò)濾血液中的毒素和廢物，與其同時(shí)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(shí)，將會(huì)給患者帶來(lái)長(zhǎng)期的身體健康負(fù)擔(dān)，不僅時(shí)間漫長(zhǎng)，且給生活帶來(lái)長(zhǎng)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(wèn)題需要長(zhǎng)期服用免疫抑制藥物，來(lái)預(yù)防排斥反應(yīng)的危險(xiǎn)副作用，人工腎的研發(fā)及未來(lái)的臨床應(yīng)用可能會(huì)在很大程度上改變這種尷尬的現(xiàn)狀。
Kidney將腎臟的兩個(gè)重要部分：血液過(guò)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(shí)，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(cè)試已經(jīng)讓這些部分中的每一個(gè)獨(dú)立工作，但這是該團(tuán)隊(duì)第一次測(cè)試它們?cè)谝粋€(gè)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?jiǎng)用}--一條將血液輸送到體內(nèi)過(guò)濾，另一條將過(guò)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(wàn)美元獎(jiǎng)金，成為第一階段人工腎臟獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?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(shuō)。“現(xiàn)在我們已經(jīng)證明了結(jié)合血液過(guò)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(cè)試，并進(jìn)行臨床試驗(yàn)。
而Kidney是將血液過(guò)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(wú)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(cè)試，不僅證實(shí)其功能可行性，而且在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)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(lái)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(jí)市場(chǎng)會(huì)是人工腎的未來(lái)嗎？
腎臟是一個(gè)非常重要的臟器，一旦腎出現(xiàn)問(wèn)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(guó)患病人數(shù)達(dá)1.3億。我國(guó)國(guó)家腎臟病醫(yī)療質(zhì)量控制中心數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)透析患者數(shù)量已接近80多萬(wàn)人，并且逐年增長(zhǎng)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球血透市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了6200億人民幣，而國(guó)內(nèi)血透市場(chǎng)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(guó)血液透析市場(chǎng)依然存在較大的缺口，市場(chǎng)前景不容小覷。相關(guān)人士估計(jì)，全球血透市場(chǎng)可能會(huì)在2024年增長(zhǎng)至1270億美元，在未來(lái)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(huì)加速推動(dòng)市場(chǎng)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(wèn)題。在美國(guó)，已經(jīng)有超過(guò)100,000例患者在等待腎移植的名單上，每一天，就有12人還沒(méi)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(dòng)物腎進(jìn)行改造后移植給人等多種路徑都有涉及。未來(lái)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(gè)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(dòng)。2021年3月WAK3.0的穿戴式人工腎獲批美國(guó)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(shí)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(dòng)。
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(dòng)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(shí)代，患者在家中就可以完成治療，時(shí)間更自由。希望便攜式人工腎能早日走入普通患者中，未來(lái)可期！
來(lái)源：器械之家
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