告別透析!顛覆性植入人工腎來(lái)了

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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!
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