告别透析！颠覆性(xìng)植入人(rén)工腎来(lái)了(le)
衆所(suǒ)周知，腎功能(néng)衰竭的(de)患者(zhě)需要(yào)定(dìng)期(qī)透析，也(yě)就(jiù)是(shì)所(suǒ)謂的(de)洗腎。近(jìn)期(qī)加州大(dà)学旧(jiù)金(jīn)山(shān)分校（UCSF）的(de)研究团隊，展(zhǎn)示了(le)一(yī)種(zhǒng)人(rén)工腎髒，它(tā)可(kě)以(yǐ)植入身(shēn)體(tǐ)里(lǐ)，與(yǔ)患者(zhě)共存，無需更(gèng)換電(diàn)池，並(bìng)且(qiě)不(bù)用(yòng)進(jìn)行长(cháng)期(qī)的(de)一(yī)个(gè)透析。
其(qí)研究成果(guǒ)Kidney展(zhǎn)示了(le)其(qí)可(kě)植入的(de)具有(yǒu)完整腎功能(néng)的(de)人(rén)工腎原型， 並(bìng)因(yīn)此(cǐ)獲得KidneyX的(de)6.5万(wàn)美元(yuán)的(de)獎金(jīn)。
01
人(rén)工腎終(zhōng)結透析
腎髒主(zhǔ)要(yào)功能(néng)在(zài)于(yú)过(guò)濾血(xuè)液中(zhōng)的(de)毒素和(hé)廢物(wù)，與(yǔ)其(qí)同(tóng)时(shí)也(yě)在(zài)調剂體(tǐ)液、電(diàn)解質(zhì)以(yǐ)及(jí)血(xuè)压的(de)平衡。因(yīn)此(cǐ)，一(yī)但發(fà)生(shēng)腎衰竭时(shí)，将会(huì)給(gěi)患者(zhě)带(dài)来(lái)长(cháng)期(qī)的(de)身(shēn)體(tǐ)健康負擔，不(bù)僅时(shí)間(jiān)漫长(cháng)，且(qiě)給(gěi)生(shēng)活带(dài)来(lái)长(cháng)期(qī)的(de)不(bù)便。腎移植雖(suī)然是(shì)目前(qián)较好(hǎo)的(de)治療方(fāng)式，但是(shì)目前(qián)依旧(jiù)存在(zài)很明(míng)顯的(de)問(wèn)題(tí)需要(yào)长(cháng)期(qī)服(fú)用(yòng)免疫抑制藥物(wù)，来(lái)預防排斥反(fǎn)應(yìng)的(de)危險副作(zuò)用(yòng)，人(rén)工腎的(de)研發(fà)及(jí)未来(lái)的(de)臨床(chuáng)應(yìng)用(yòng)可(kě)能(néng)会(huì)在(zài)很大(dà)程度(dù)上(shàng)改變(biàn)这(zhè)種(zhǒng)尴尬的(de)现状。
Kidney将腎髒的(de)两(liǎng)个(gè)重(zhòng)要(yào)部(bù)分：血(xuè)液过(guò)濾器和(hé)生(shēng)物(wù)反(fǎn)應(yìng)器融合在(zài)一(yī)起(qǐ)，並(bìng)且(qiě)成果(guǒ)将人(rén)工腎小型化(huà)，使Kidney只(zhī)有(yǒu)手(shǒu)掌大(dà)小和(hé)正(zhèng)常人(rén)體(tǐ)腎髒大(dà)小非(fēi)常接近(jìn) 。同(tóng)时(shí)，生(shēng)物(wù)反(fǎn)應(yìng)器包(bāo)含了(le)工程化(huà)的(de)腎小管(guǎn)细胞，它(tā)们(men)調节(jié)水(shuǐ)量(liàng)、電(diàn)解質(zhì)平衡和(hé)其(qí)他(tā)代(dài)謝功能(néng)。这(zhè)些(xiē)膜还能(néng)保護这(zhè)些(xiē)细胞不(bù)被病人(rén)的(de)免疫系(xì)統所(suǒ)攻擊。
以(yǐ)前(qián)的(de)測試已經(jīng)让这(zhè)些(xiē)部(bù)分中(zhōng)的(de)每一(yī)个(gè)獨立工作(zuò)，但这(zhè)是(shì)該团隊第(dì)一(yī)次(cì)測試它(tā)们(men)在(zài)一(yī)个(gè)設備中(zhōng)串聯工作(zuò)。該生(shēng)物(wù)人(rén)工腎連(lián)接到(dào)病人(rén)的(de)两(liǎng)条(tiáo)主(zhǔ)要(yào)動(dòng)脈--一(yī)条(tiáo)将血(xuè)液輸送到(dào)體(tǐ)内过(guò)濾，另(lìng)一(yī)条(tiáo)将过(guò)濾後(hòu)的(de)血(xuè)液輸送回(huí)體(tǐ)内--以(yǐ)及(jí)連(lián)接到(dào)膀胱，廢物(wù)在(zài)那(nà)里(lǐ)以(yǐ)尿液形式沉積。
由(yóu)于(yú)他(tā)们(men)的(de)努力，加州大(dà)学旧(jiù)金(jīn)山(shān)分校的(de)研究人(rén)員现在(zài)已經(jīng)獲得了(le)KidneyX公(gōng)司的(de)65万(wàn)美元(yuán)獎金(jīn)，成为(wèi)第(dì)一(yī)階(jiē)段(duàn)人(rén)工腎髒獎的(de)獲獎者(zhě)之(zhī)一(yī)。
“我(wǒ)们(men)的(de)团隊設計(jì)了(le)人(rén)工腎髒，以(yǐ)可(kě)持(chí)續地(dì)支持(chí)人(rén)類(lèi)腎髒细胞的(de)培養，而不(bù)引起(qǐ)免疫反(fǎn)應(yìng)，”該項目的(de)首席(xí)研究員Shuvo Roy说(shuō)。“现在(zài)我(wǒ)们(men)已經(jīng)證明(míng)了(le)結合血(xuè)液过(guò)濾器和(hé)生(shēng)物(wù)反(fǎn)應(yìng)器的(de)可(kě)行性(xìng)，我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)專注于(yú)擴大(dà)技術(shù)規模，進(jìn)行更(gèng)嚴格的(de)臨床(chuáng)前(qián)測試，並(bìng)進(jìn)行臨床(chuáng)試验。
而Kidney是(shì)将血(xuè)液过(guò)濾器和(hé)生(shēng)物(wù)反(fǎn)應(yìng)器融合在(zài)一(yī)起(qǐ)人(rén)工腎。Kidney只(zhī)要(yào)有(yǒu)血(xuè)压即可(kě)工作(zuò)，不(bù)需要(yào)泵或(huò)外(wài)部(bù)電(diàn)源，也(yě)無需血(xuè)液稀釋或(huò)免疫調节(jié)藥物(wù)。並(bìng)且(qiě)Kidney已經(jīng)完成臨床(chuáng)前(qián)各(gè)項測試，不(bù)僅證實(shí)其(qí)功能(néng)可(kě)行性(xìng)，而且(qiě)在(zài)整个(gè)試验过(guò)程中(zhōng)，腎小管(guǎn)细胞存活並(bìng)繼續發(fà)揮功能(néng)。这(zhè)使得Kidney臨床(chuáng)可(kě)行性(xìng)變(biàn)得越来(lái)越高(gāo)。因(yīn)此(cǐ)Kidney的(de)面(miàn)世不(bù)僅可(kě)以(yǐ)複制腎移植患者(zhě)的(de)高(gāo)品質(zhì)生(shēng)活，而且(qiě)还可(kě)以(yǐ)让他(tā)们(men)免于(yú)服(fú)用(yòng)免疫抑制剂。
02
千(qiān)亿(yì)級市(shì)场(chǎng)会(huì)是(shì)人(rén)工腎的(de)未来(lái)嗎？
腎髒是(shì)一(yī)个(gè)非(fēi)常重(zhòng)要(yào)的(de)髒器，一(yī)旦腎出(chū)现問(wèn)題(tí)、得了(le)尿毒症，那(nà)就(jiù)只(zhī)能(néng)腎移植或(huò)者(zhě)終(zhōng)身(shēn)透析了(le)。截止到(dào)2017年(nián)，全球慢性(xìng)腎髒病患者(zhě)人(rén)數大(dà)約7亿(yì)人(rén)口(kǒu)，中(zhōng)國(guó)患病人(rén)數达(dá)1.3亿(yì)。我(wǒ)國(guó)國(guó)家(jiā)腎髒病醫療質(zhì)量(liàng)控制中(zhōng)心(xīn)數据顯示，我(wǒ)國(guó)透析患者(zhě)數量(liàng)已接近(jìn)80多(duō)万(wàn)人(rén)，並(bìng)且(qiě)逐年(nián)增长(cháng)。
据統計(jì)，2020年(nián)全球血(xuè)透市(shì)场(chǎng)規模达(dá)到(dào)了(le)6200亿(yì)人(rén)民(mín)幣(bì)，而國(guó)内血(xuè)透市(shì)场(chǎng)規模也(yě)穩步上(shàng)升(shēng)，达(dá)到(dào)540亿(yì)元(yuán)。作(zuò)为(wèi)終(zhōng)末期(qī)腎病的(de)治療方(fāng)案(àn)，我(wǒ)國(guó)血(xuè)液透析市(shì)场(chǎng)依然存在(zài)较大(dà)的(de)缺口(kǒu)，市(shì)场(chǎng)前(qián)景不(bù)容小觑。相關(guān)人(rén)士估計(jì)，全球血(xuè)透市(shì)场(chǎng)可(kě)能(néng)会(huì)在(zài)2024年(nián)增长(cháng)至(zhì)1270亿(yì)美元(yuán)，在(zài)未来(lái)随着人(rén)口(kǒu)老(lǎo)齡化(huà)以(yǐ)及(jí)糖(táng)尿病患者(zhě)的(de)增加等諸多(duō)因(yīn)素可(kě)能(néng)会(huì)加速推動(dòng)市(shì)场(chǎng)的(de)發(fà)展(zhǎn)。
移植是(shì)目前(qián)尿毒症患者(zhě)的(de)较好(hǎo)治療方(fāng)案(àn)，但器官移植的(de)现状就(jiù)是(shì)供體(tǐ)远远滿足不(bù)了(le)移植手(shǒu)術(shù)的(de)需求。腎源紧缺，便成了(le)尿毒症治療的(de)重(zhòng)大(dà)問(wèn)題(tí)。在(zài)美國(guó)，已經(jīng)有(yǒu)超过(guò)100,000例患者(zhě)在(zài)等待腎移植的(de)名(míng)單上(shàng)，每一(yī)天(tiān)，就(jiù)有(yǒu)12人(rén)还沒(méi)等到(dào)腎源就(jiù)已經(jīng)死去(qù)。
目前(qián)，研究人(rén)員也(yě)在(zài)新(xīn)型人(rén)工腎的(de)路(lù)程中(zhōng)踏出(chū)了(le)第(dì)一(yī)步，3D技術(shù)打(dǎ)印(yìn)生(shēng)物(wù)腎、干(gàn)细胞培養的(de)生(shēng)物(wù)腎以(yǐ)及(jí)将動(dòng)物(wù)腎進(jìn)行改造後(hòu)移植給(gěi)人(rén)等多(duō)種(zhǒng)路(lù)径都有(yǒu)涉及(jí)。未来(lái)随着腎髒替代(dài)技術(shù)的(de)發(fà)展(zhǎn)，这(zhè)些(xiē)新(xīn)型人(rén)工腎或(huò)将用(yòng)于(yú)臨床(chuáng)改變(biàn)腎衰竭患者(zhě)的(de)人(rén)生(shēng)。
03
走(zǒu)在(zài)前(qián)端的(de)可(kě)穿戴人(rén)工腎
目前(qián)全球主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)四(sì)个(gè)方(fāng)向(xiàng)的(de)新(xīn)型人(rén)工腎研究，即可(kě)穿戴人(rén)工腎；混合生(shēng)物(wù)材料和(hé)3D打(dǎ)印(yìn)材料的(de)可(kě)植入人(rén)工腎；干(gàn)细胞培養的(de)純生(shēng)物(wù)植入式人(rén)工腎；以(yǐ)及(jí)将豬腎進(jìn)行改造，移植給(gěi)人(rén)。其(qí)中(zhōng)，離臨床(chuáng)较近(jìn)的(de)，當屬可(kě)穿戴人(rén)工腎。
AWAK人(rén)工腎是(shì)一(yī)款重(zhòng)量(liàng)很輕(qīng)、内含特(tè)殊吸附剂的(de)新(xīn)型腹膜透析裝(zhuāng)置。與(yǔ)傳統腹膜透析相比，它(tā)不(bù)需要(yào)依赖大(dà)量(liàng)的(de)透析液體(tǐ)，患者(zhě)背着它(tā)可(kě)以(yǐ)随意(yì)走(zǒu)動(dòng)。2021年(nián)3月(yuè)WAK3.0的(de)穿戴式人(rén)工腎獲批美國(guó)專利，WAK3.0僅重(zhòng)0.9公(gōng)斤(jīn)，體(tǐ)積更(gèng)小，可(kě)像腰带(dài)一(yī)樣(yàng)佩戴。它(tā)可(kě)以(yǐ)模拟腎髒，24小时(shí)持(chí)續穩定(dìng)地(dì)清(qīng)除患者(zhě)體(tǐ)内的(de)毒素和(hé)水(shuǐ)分，不(bù)影響患者(zhě)日常活動(dòng)。
此(cǐ)外(wài)还有(yǒu)一(yī)種(zhǒng)植入式人(rén)工腎IAKs，其(qí)是(shì)一(yī)種(zhǒng)結合了(le)矽納米(mǐ)技術(shù)和(hé)人(rén)工培養生(shēng)物(wù)腎小管(guǎn)上(shàng)皮(pí)细胞的(de)模拟人(rén)工腎，重(zhòng)量(liàng)只(zhī)有(yǒu)約0.5公(gōng)斤(jīn)。目前(qián)也(yě)已植入動(dòng)物(wù)體(tǐ)内進(jìn)行實(shí)验，还需進(jìn)一(yī)步觀察矽納米(mǐ)膜材料與(yǔ)人(rén)體(tǐ)的(de)生(shēng)物(wù)相容性(xìng)，验證其(qí)清(qīng)除廢物(wù)、淨化(huà)血(xuè)液的(de)效能(néng)。
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目前(qián)，計(jì)算機(jī)、通(tòng)信(xìn)技術(shù)和(hé)互聯网(wǎng)技術(shù)的(de)飛速發(fà)展(zhǎn)，各(gè)種(zhǒng)智慧化(huà)的(de)血(xuè)液透析系(xì)統的(de)研發(fà)成功和(hé)推广應(yìng)用(yòng)，已經(jīng)使家(jiā)庭透析進(jìn)入远程智能(néng)化(huà)时(shí)代(dài)，患者(zhě)在(zài)家(jiā)中(zhōng)就(jiù)可(kě)以(yǐ)完成治療，时(shí)間(jiān)更(gèng)自(zì)由(yóu)。希望便攜式人(rén)工腎能(néng)早(zǎo)日走(zǒu)入普通(tòng)患者(zhě)中(zhōng)，未来(lái)可(kě)期(qī)！
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