人工肾的概念与前瞻

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人工肾的概念与前瞻





随着生活水平的提高，肾功能衰竭困扰着越来越多的人，无论是急性肾功能衰竭，还是慢性肾功能衰竭，都有可能发展到尿毒症。目前有效的常规治疗有两种，肾移植和血液透析。但前者因供体器官太少而极大受限，后者则因疗效并不太理想和花钱昂贵让人却步。

透析研究的新方向包括治疗治疗成本更低，家庭疗法和简化血液净化方法。这些目标可能要通过利用新兴的学科，例如微型化、微流体技术、纳米技术在人工肾领域改革来实现。这项研究可能会使透析进入新时代，新的挑战包括可移动性、便携性，甚至可植入装置。虽然我们还没有实现，但是最近发表的一系列新论文，展示出有趣而且很有前景的可穿戴的超滤系统（WUF）和可穿戴的人工肾（WAK）。一些人工肾应用体外血液净化的方法，另外一部分人工肾应用腹膜透析的方法（ViWAK和AWAK）。值得一提的是在体内水分过多和充血性心力衰竭的时候可使用可携带的超滤系统进行治疗（WAKMAN），这一系统有助于实现院外治疗，并减少并发症和提高耐受性。在可携带式人工肾的研究中取得了新的发现，例如可应用于新生儿的血滤系统（CARPEDIEM）。新生儿实际上是典型的能从透析微型化中受益的。我们希望通过协作努力，使佩戴式人工肾称为一个现实，而不是一个梦想。

慢性病的经济负担是所有公共保健服务的主要问题。对终末期肾病患者透析服务日益增长的需求正面临一个真正的问题，即在各个国家这种治疗方法不能提供给所有患者。在世界的大部分地区可能需要构想出一种更便宜、更简单的透析护理。大医院只能提供最初的和并发症的管理。尽管腹膜透析液的供应在一些地区非常昂贵而且很难生产，但腹膜透析仍是一种潜在的治疗方法。其他的解决方法可以通过创新来实现，如吸附疗法、微小便携式或可佩戴的透析方法，这些设备只需要很少的水就可以完成。这项技术尚未成功，但它可以代表在未来几年的研究目标，因此，我们需要作出努力，创造出新型的、效能价格合算的设备。使这种设备能够以合理的价格投入到大规模的应用中。这种创新可能使透析每天甚至连续进行，而且还不会对已经不足的卫生财政投入增加负担。

虽然新试验是日夜持续透析，但是当前的肾脏替代治疗还分为三期。这种模式依然受生活质量、发病率和死亡率的限制。最近几年，有数百篇的外文报道称，如果透析治疗越早越持久，其治疗效果也会有显著提高。健康人的肾脏每周168小时进行血液滤过。显然，每周进行12小时的血液透析是不够的，最终降低生活质量及引起发病-死亡率升高。随着患者从传统的每周三次透析到每日透析治疗，有报道称这种方法能够显著提高患者的生活质量（例如，放宽饮食及液体限制等）。同时，也降低了治疗成本、并发症、生理症状、入院率及住院率。

持续性透析允许明显的高剂量治疗，但是不能在现今的技术下实施。机器太重，必须靠近墙上的插座，并需要很多水，因此急需技术上的突破，去改善每天或持续性透析。而持续非卧床腹膜透析至今还没研制成功。解决体外血液透析的便携式问题使得每天夜间治疗简单易行。然而，这些方法至今都未成功，原因是复杂技术和很难给每个患者使用的不现实的设备，限制了其在一个大规模基础的运用。新一代设备的发展，使得通过简单的输送系统可以持续性携带及工作，带来了新的可能性。这些系统被称为便携式人工肾脏，最近已经被试验了。想想如


果着眼于这些设备系列的研究，透析治疗可能会变得更简单、便宜，并带来重要的临床益处，因为在保证治疗的连续性同时，允许患者移动和提供给患者更多康复的机会。

透析研究的新方向包括治疗治疗成本更低，家庭疗法和简化血液净化方法。这些目标可能要通过利用新兴的学科，例如微型化、微流体技术、纳米技术在人工肾领域改革来实现。这项研究可能会使透析进入新时代，新的挑战包括可移动性、便携性，甚至可植入装置。虽然我们还没有实现，但是最近发表的一系列新论文，展示出有趣而且很有前景的可穿戴的超滤系统（WUF）和可穿戴的人工肾（WAK）。一些人工肾应用体外血液净化的方法，另外一部分人工肾应用腹膜透析的方法（ViWAK和AWAK）。值得一提的是在体内水分过多和充血性心力衰竭的时候可使用可携带的超滤系统进行治疗（WAKMAN），这一系统有助于实现院外治疗，并减少并发症和提高耐受性。在可携带式人工肾的研究中取得了新的发现，例如可应用于新生儿的血滤系统（CARPEDIEM）。新生儿实际上是典型的能从透析微型化中受益的。我们希望通过协作努力，使佩戴式人工肾称为一个现实，而不是一个梦想。

随着终末期肾病（ESKD）患者的逐渐增加，肾脏替代治疗的需求快速增长。血液透析与腹膜透析表现出可靠的治疗形式，可以为患者提供显著而持久的生存时间。但是，由于血液透析是间歇进行的，体液和电解在透析期内和间期移动，导致一定程度的非生理性。腹膜透析是唯一真正模仿肾脏治疗，因为它提供了一种可持续性的肾脏替代治疗，该治疗可以平稳地移除体液和纠正尿毒症异常，耐受性好。虽然透析疗法对于发达地区是一种常规治疗，但是对于欠发达的地区却仍然是一个挑战。同时，即使透析是在配备精良仪器的透析中心进行，患者的生活质量仍然不高，日常生活明显受限。 尽管透析治疗能排除体内的废物，但是透析并不能担当正常肾小管细胞的重吸收、代谢、内分泌和免疫功能。这就需要有更先进的设备来模拟和完成肾小管的功能，所谓的人工肾就应运而生。其实人工肾脏就是一种改良的类似肾的血液滤过器，可以做持续性透析。它由常规的血滤器(透析器)构成，所不同的是它的内侧表面依附了单层的人体肾脏的。肾小管上皮细胞。这些。肾小管细胞是从捐赠的供体肾器官培养生长起来的，所以，它被称为生物人工肾脏。

急性肾衰竭一种严重炎性疾病，而且伴有多器官衰竭和全身炎症反应综合征。病人一般需要在重症监护病房(ICU)采用连续肾替代疗法，即血液透析，但是也有55%～70%的病人会死亡。不过，现在一种新的生物人工(造)肾脏为病人带来了新的希望。

由于生物人工肾比传统的血滤器多了一层肾小管上皮细胞，因而在做持续性透析时优于传统的血滤器。例如，可以让透析后的血液保留维持生命所需的电解质、无机盐、葡萄糖和水。而且生物人工肾还可以像肾小管细胞一样产生细胞因子，即免疫系统分子，因而能起到抗感染的免疫防病作用。但用传统的血滤器做透析却会把这些人体必需的电解质、无机盐、葡萄糖和免疫分子筛除掉，因而疗效有限。

可穿戴人工肾（WDD）的开发需要ESKD患者临床和技术问题方面更深层次的理论支持，同时还需要ESKD患者为了追求革新，相信“逃出盒子”。

第一个挑战是要开发出一条适当的血管通路，允许血流速度为100ml/min，这种血流通路不同于慢性透析患者所需要的瘘，但是又能使手术治疗得以实施。因此，这个双导管应该是分离的、新型的，生物材料和皮肤剥离点是可以接受的。

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