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。近期加州大學舊金山分校（UCSF）的研究團隊，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。
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人工腎終結透析
腎臟主要功能在于過濾血液中的毒素和廢物，與其同時也在調劑體液、電解質以及血壓的平衡。因此，一但發生腎衰竭時，將會給患者帶來長期的身體健康負擔，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，來預防排斥反應的危險副作用，人工腎的研發及未來的臨床應用可能會在很大程度上改變這種尷尬的現狀。
Kidney將腎臟的兩個重要部分：血液過濾器和生物反應器融合在一起，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，生物反應器包含了工程化的腎小管細胞，它們調節水量、電解質平衡和其他代謝功能。這些膜還能保護這些細胞不被病人的免疫系統所攻擊。
以前的測試已經讓這些部分中的每一個獨立工作，但這是該團隊第一次測試它們在一個設備中串聯工作。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過濾，另一條將過濾后的血液輸送回體內--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，加州大學舊金山分校的研究人員現在已經獲得了KidneyX公司的65萬美元獎金，成為第一階段人工腎臟獎的獲獎者之一。
“我們的團隊設計了人工腎臟，以可持續地支持人類腎臟細胞的培養，而不引起免疫反應，”該項目的首席研究員Shuvo Roy說。“現在我們已經證明了結合血液過濾器和生物反應器的可行性，我們可以專注于擴大技術規模，進行更嚴格的臨床前測試，并進行臨床試驗。
而Kidney是將血液過濾器和生物反應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節藥物。并且Kidney已經完成臨床前各項測試，不僅證實其功能可行性，而且在整個試驗過程中，腎小管細胞存活并繼續發揮功能。這使得Kidney臨床可行性變得越來越高。因此Kidney的面世不僅可以復制腎移植患者的高品質生活，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大約7億人口，中國患病人數達1.3億。我國國家腎臟病醫療質量控制中心數據顯示，我國透析患者數量已接近80多萬人，并且逐年增長。
據統計，2020年全球血透市場規模達到了6200億人民幣，而國內血透市場規模也穩步上升，達到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。相關人士估計，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，但器官移植的現狀就是供體遠遠滿足不了移植手術的需求。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技術打印生物腎、干細胞培養的生物腎以及將動物腎進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的發展，這些新型人工腎或將用于臨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；干細胞培養的純生物植入式人工腎；以及將豬腎進行改造，移植給人。其中，離臨床較近的，當屬可穿戴人工腎。
AWAK人工腎是一款重量很輕、內含特殊吸附劑的新型腹膜透析裝置。與傳統腹膜透析相比，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小時持續穩定地清除患者體內的毒素和水分，不影響患者日常活動。
此外還有一種植入式人工腎IAKs，其是一種結合了硅納米技術和人工培養生物腎小管上皮細胞的模擬人工腎，重量只有約0.5公斤。目前也已植入動物體內進行實驗，還需進一步觀察硅納米膜材料與人體的生物相容性，驗證其清除廢物、凈化血液的效能。
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目前，計算機、通信技術和互聯網技術的飛速發展，各種智慧化的血液透析系統的研發成功和推廣應用，已經使家庭透析進入遠程智能化時代，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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