目前，腎臟替代治療方法包括血液透析、腹膜透析、腎移植。正在研究的腎臟替代治療方法——人工腎，有哪些呢？人工腎的發展如何？何時應用至臨床？愛腎快馬加鞭地將研究進展分享給大家。

1

堅持，人工腎可期

我們知道，目前人工腎的研究，集中在兩個方面：

1.可穿戴式人工腎

2.可植入式人工腎

顧名思義，可穿戴式人工腎，是用來穿在身上方便攜帶的人工腎，本質上仍然是一臺血液透析機。但即便在透析過程中，腎友也可以帶著它自由活動，避免了必須在血液透析室進行治療的弊端。

目前，這項技術已經進行了人體試驗，最接近臨床應用，預期在5年內看到更成熟的產品出現。

和穿戴式人工腎相比，我們也可以把目光集中在可植入式人工腎。在我看來，可植入性人工腎的成功研發，是更有意義的重大進展。

2

可植入式人工腎的發展

可植入式人工腎的發展困難重重，但也一直在進步。

01

2016年，美國加州大學的Shuvo Roy與田納西州範德比爾特大學的W.Fissell聯合研發了第一款可植入生物人工腎（IAK）。

透過採用奈米技術、3D列印技術及活體細胞組成一個混合體，透過類似腎移植的方式植入，目前已經在狗身上進行試驗。接下來需要解決血栓、水分濾過等問題，預計在2020年透過監管機構的審批，進入臨床試驗的最後階段。

圖片攝於《第五屆腎臟病透析創新發展高峰論壇》現場

02

2016年，澳大利亞墨爾本大學的Little團隊透過誘導多能幹細胞在體外成功分化出一個具有腎臟功能的器官，邁出了幹細胞衍生腎臟的重要一步，但得到的器官並不成熟，不足以替代人體器官。

圖片攝於《第五屆腎臟病透析創新發展高峰論壇》現場

03

2017年，斯坦福大學的Nakauchi團隊，利用小鼠和大鼠成功獲得幹細胞發育的胰腺，並移植和治癒了患有糖尿病的小鼠模型。

隨後，他們聯合日本長崎TeppeiGoto團隊，在大鼠體內培育出了小鼠腎臟。

04

2018年，曼徹斯特大學的Sue Kimber和AdrianWool團隊，不僅利用多能幹細胞成功分化出腎祖細胞，並將其植入小鼠體內，產生了尿液。下一步將重點研究如何給這個“迷你腎臟”提供充足的血液。

圖片攝於《第五屆腎臟病透析創新發展高峰論壇》現場

05

腎臟類器官的血運問題，一直是人工腎的重大難題。但就在今年，哈佛工程與應用科學學院、布里格姆婦女醫院和哈佛幹細胞研究所的Jennifer Lewis和Ryuji Morizane博士，成功突破了這一難題，開發出一種有效的器官血管化方法，下一步則是嘗試其能否接受正常腎臟的供血量。

圖片攝於《第五屆腎臟病透析創新發展高峰論壇》現場

3

體內細胞重程式設計——修復損傷器官

2018年，美國索爾克生物研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte團隊使用細胞重程式設計技術，發現可逆轉機體的損傷細胞。該技術有望治療人體面板損傷，同時可能用於受損腎臟的修復。

目前美國人雖然研究人工腎，但是目前還沒有投入醫療中，也不知道什麼時候能研究成功，投入醫療中使用。

真希望早一點研究出來人工腎投入醫療中使用，大家好我是一個尿毒症患者小夥，我已經透析一年多了，我從70公斤透析一年多，現在只有55公斤左右，手上打了1000多針，手都打針打的像螞蜂窩一樣，我實在是受不了了，真希望人工腎早一點研究投入醫療，這樣我們就不用再受罪了。

我是高血壓導致腎臟衰竭的

我以前是一個廚師每天都按時上班，按時下班，因為我是一個廚師，不好找女朋友，所以我一直單身，我每天晚上下班不知道去哪裡，所以每天下班的要喝上半斤酒，來打發時間，我不知道是不是因為我每天晚上喝酒，血壓慢慢的高起來了，有一天過節我和幾個朋友多喝了幾杯，後來我頭痛的厲害，他們送我去小診所打針，後來小診所給我量了一下血壓，當時我的血壓是130的，180多，當時小診所說我血壓太高，叫我去大醫院裡面做個檢查，當時我以為是我酒喝太多，興奮而導致的血壓升高，就沒有在意後來我沒有幾天我就開始身體出現轉變，一是我突然之間很難喘氣，就好像我怎麼吸氣進去的都沒有氧氣？就像是缺氧了一樣，好來我去醫院做檢查，當時他們檢查出來的是說我是混的哮喘，其實他們沒有把我的病根檢出來，後來開了一點哮喘的藥，回來吃了半個月，不但沒有效果，身體越來越嚴重了，身體開始出現了水腫，身體也慢慢的沒有了力氣。

昆明雲大醫院檢查

後來去昆明雲大醫院做了一個2800塊錢的前身檢查，當時我檢查出來的結果，腎臟已經損壞了15%，當時腎臟的血肌酐已經升到了300多，當時醫生建議我住院治療，後來我住院治療血肌酐不但沒有降下來，還因為我的一次感冒，讓血肌酐升到了600多，當時醫生給我的建議是叫我先在手上做一個瘻的手術，做好透析準備，後來我實在想不通，我一個年紀輕輕的小夥，只有二十六七歲，為什麼會得這樣的不死之症？

結果

結果不到一個多月我的血肌酐就升到了700多，同時身體裡面的毒素已經有很多，都導致我全身癢，還有我前身有很多膿包，還有就是我呼吸很難，呼吸就缺氧，還有就是我面板也在慢慢的變黑，最終我還是走上了透析這一條路，現在就靠著一臺機器來維持生命，現在是每相隔兩天就要去醫院透一次析，我因為這個病也沒有結婚，其實我真的想跟你們正常人一樣，自由自在的生活著，所以我真的希望人工腎早一天研究出來投入市場，讓我們這些混腎病的人可以不用再承受這樣的痛苦。

最後祝所有小夥伴們珍惜自己的身體吧，不要再熬夜喝酒抽菸了，現在我生病了，才知道身體健康有多重要，可是已經來不及了。

如果人工腎普遍的話，絕對是有利有弊的，對身體好不好不說，肯定有弊端，但是好處也是有的，就看人工腎技術成熟不成熟了，期待中

腎在發育中容易出現畸形與異常

腎在發育過程中，可出現畸形或者位置與數量的異常

馬蹄腎 兩側腎的下端互相連線呈馬蹄形，發生率為1%-3%。容易引起腎盂積水、感染和結石。.多囊腎 胚胎時腎小管與集合管不交通，致使腎小管分泌物排出困難，引起腎小管膨大成囊狀。隨著囊腫的增大，腎組織會逐漸衰竭。單腎 一側發育不全或者缺失，國人以右側為多，先天性腎發生率約為萬分之五。低位腎 一側者多見，多因胚胎期腎上升受影響所致。因輸尿管短而變形，常易引起腎盂積水，感染或者結石。

1、人工腎的定義與原理

血液透析機俗稱“人工腎”，是一種能代替部分腎功能，清除血液中有害物質，糾正體內電解質與維持酸鹼平衡的體外血液透析裝置。

工作原理：主要是根據半透膜原理，將患者血液與透析液引入透析器中，血液與透析液被透析器中的透析膜 (半透膜)分隔在兩側，反方向流動，利用各自不同的濃度和滲透壓互相進行擴散和滲透，血液內多餘的有毒物質可向透析液中擴散，透析液中的有用離子物質向濃度高的一側滲透，經過透析的血液迴流進患者體內，迴圈往復，達到清除血液中的代謝廢物和毒物，調節血液中水、電解質及酸鹼平衡的目的，達到治療效果。

由於在透析的過程中，透析液的滲透濃度接近或高於患者血漿中的滲透濃度，因此，有時需在透析液一側增加負壓，可有效地增加體內水分的排出，該過程為超濾作用。血液透析主要透過超濾作用達到排除體內過多水分的目的。在透析過程中，滲透、擴散、濾過和超濾等作用同時進行。

2、人工腎應用範疇的擴充套件

人工腎主要用於急性腎功能衰竭及慢性腎功能衰竭治療，特別是慢性腎功能衰竭，還可以用於急性中毒和其它一些疾病，如肝性昏迷、 肝腎綜合症、肝硬化、頑固腹水、高尿酸血癥、高膽紅素血癥、嚴重水和電解質紊亂、酸鹼失衡等使用常規療法無效時，亦可考慮應用血液透析治療。隨著新技術的發展和臨床治療的需要，血液透析的概念已演化為血液淨化，治療物件從最初單一腎臟病領域發展到臨床各個科室。

現在的血液淨化技術包括血液透析、血液濾過、血液透析濾過、血液灌流、血漿置換、連續性腎臟替代治療、腹膜透析等。它的作用已遠遠超出了當初單純清除血液中有害物質的概念,而是同時具有維持其它重要器官功能及調整機體內環境平衡的作用。由透析基本原理髮展的各種治療模式，已延伸應用於肝衰 、胰腺炎、高脂血症、多臟器功能衰竭等病症的治療。

針對某些毒物不能由透析膜透出情況，均可考慮採用血液灌流、血液濾過等方法。血液灌流是利用體外迴圈灌流器的吸附作用清除血液中的毒素及代謝廢物；血漿置換是將患者的異常血漿非選擇性地分離後棄去， 然後將血漿的有形成分以及所補充的平衡液和白蛋白輸回體內，以清除大分子物質。但存在治療費用高，有病毒(肝炎)傳染的可能等缺點。

3、人工腎的發展歷程

19世紀中葉，蘇格蘭化學家格萊姆（Thomas Graham）發現“透析”現象。1912年11月阿貝爾(John Abell) 透過實驗發現了火棉膠膜具有半透膜的功能，該發現為透析技術在醫學上的應用奠定了理論基礎，同時用火棉膠膜設計了簡單透析器，命名為“人工腎”；1943年，荷蘭27歲的醫生考爾夫（Kolff）與工程師玻克（Berk），用塞璐芬膜代替火棉膠，共同研製出世界上第一臺轉鼓式人工腎，被後人稱為“KOLFF人工腎”；1946年,加拿大 Murray 等研製成功第一臺蟠管(Coil)型人工腎 ,並應用臨床。

1947年，瑞典人Alwall研製成功固定管型透析器。1953年,Engelberg成功研製改良型蟠管透析器；1955年，Kolff進一步研製成功雙蟠管型人工腎，並應用於急性腎衰竭和藥物中毒的治療，並由美國 Travenol 公司批次生產。1960年,挪威 Kill研製成功Kill型平板透析器，促進了血液透析的發展及普及，一直沿用至1970年左右，隨後瑞典學者將 Kill 型透析器改良為小型多層平板透析器，又稱積層型透析器。1967年，Lipps把醋酸纖維拉成直徑200μm的空心纖維，將800~10000根纖維裝在1個透析器硬殼內，全世界第1個空心纖維( hollow fiber)透析器問世。

它的優點是體積小、透析效率高、脫水能力強，延用至今。1960年，美國西雅圖市昆頓 （Quinton）和斯雷玻納（Seribner），發明了動靜脈外瘻，供長期慢性透析之用，生存時間得以延長數週至數月，1966年紐約退伍軍人管理局醫院的外科醫生布魯舍（Brescia），將血液透析的動靜脈外瘻改為內瘻，使生存時間延長至數年。動靜脈內瘻的建立是透析史上的一個里程碑，使人工腎逐漸在臨床上得到廣泛應用(見表1)。

今天的人工腎不管在效能還是功能都有不小的改進，再生、改良纖維素膜、合成聚合物膜等透析效果及生物相容性更好的透析膜的選用；採用安全和合理的科學方法配製透析液；透析裝置反饋控制、自動監測等功能，全面的保證了血液透析的安全和有效。

隨著人工腎裝置的不斷改進和科學技術的不斷進步，近年來，世界各國救治的急、慢性腎衰竭患者的數量逐年增加，治療質量和效果逐年提高。據文獻顯示，依比較保守的估計，全世界每天約有10.6萬個新病人進入常規血透治療，其中僅5%可望進行腎移植。目前我國慢性腎功能衰竭發病率為每年每百萬人口50~100人，不僅病人家屬，還有政府的醫療、保健部門都帶來巨大的負擔和壓力。所以，如何快速、有效地救治慢性腎衰竭患者成為醫學領域需要面對的難題。

4、人工腎的未來展望

目前，對於慢性腎衰竭的病人主要有兩種治療方法，一種就是長期持續地進行血液的透析濾過，每週兩到三次；由於腎移植技術已日趨成熟，所以另一種方法就是腎器官移植，但隨著腎功能衰竭病人的逐漸增加，缺乏合適的腎源是一個制約因素。所以目前主要的治療手段還是血液透析。

現在，空心纖維型人工腎尚在臨床廣泛使用，吸附型人工腎、超濾型人工腎正在研製中，最終使人工腎朝多功能、小型化的方向發展，我們期待佩戴式或行動式透析系統早日應用於臨床。但是，血液透析濾過並非完全的腎替代治療，它們只是提供了腎臟的清除濾過功能，並沒有替代腎臟的自我平衡、調節、代謝和內分泌功能。

所以，尋找一種能長期、完全的腎功能替代治療的方法，是科研人員和醫務工作者急需解決的問題。組織工程是一個迅速發展的領域，應用組織工程的有關技術研製的生物人工腎，對急慢性腎功能衰竭的治療、完全的腎功能替代治療帶來了希望。美國密歇根大學的休姆博士從1989年就開始對生物人工腎進行系列的實驗研究。

他研究的生物人工腎主要由生物人工血濾器和生物人工腎小管兩部分組成，前者使用人工生物膜包裹具有活性的內皮細胞，有效避免宿主對移植細胞的排異反應，同時多種腎源性物質透過轉基因技術合成來實現；後者具有再生、分裂、分泌的功能，使得具有腎小球的濾過、分泌和腎小管細胞的重吸收、代謝和內分泌功能，讓我們看到未來仿生腎應用臨床的希望。

據報道，該專案目前正在臨床實驗階段，到時對慢性腎衰竭的病人只需進行仿生腎的移植手術即可。未來的人工腎將向著植於體內的仿生腎發展，使患者能擺脫費時費力，冗長的血液透析。它的發展與完善，難題，建議對個人績效多維度、分層次展示。首先，我們將個人績效管理系統展示介面分成三個層次即一般醫務人員、科室、醫院，三個層次的人所能看到的介面是不同的。

對一般醫務人員介面體現個人當前、歷史各個考核指標的完成情況及未來預測值；對科室層面，個人績效展示的是全科的資訊、展示各員工對科室的貢獻；對醫院層面，彙總的是整個醫院的整體情況。其次，對每一個層面的績效展示，做到圖文並茂，力求生動直觀，如用折線圖體現某一指標的趨勢。最後，個人績效管理為達到戰略導向作用，應能實時反映當先的完成情況並適當增加智慧提醒和激勵功能。

4、總結

針對個人績效管理系統研發中出現的三個難點，本文提出了透過加強風險-回報、投入-產出的分析，以及多種演算法的結合從多個角度考慮，實現個人績效管理的指標及權重隨醫院戰略的變化而變化，並以多維度、分層次的方式來展示，從而建立起科學、合理的個人績效管理系統。該系統應用於醫院員工的績效評價中去，能有效地進行績效評價，提高醫院的整體績效和管理水平。

為什麼人工腎能夠延長壽命？

在美國，一個需要做透析的人每年都要花費9萬美元以上，僅僅是治療末期腎病患者的費用就超過了350億美元。資料顯示，預計時間來到2030年的時候，全世界範圍內很可能將會有540萬人需要進行腎臟移植，又或是血液透析，同時也會有不少人將因為各種原因而無法進行移植和透析，然後直接走向死亡。

一個人體內有很多身體器官，正如大腦負責思考指揮，而腎則負責體內代謝廢物的排洩，以及維持酸鹼平衡和各種電解質的穩定。毫無疑問，腎不像闌尾這些身體組成部分，一旦出了問題手術切除即可，因為腎本就是我們每個人不可或缺的一個重要器官。如果某個人需要透過人工腎來將體內的毒素消除，那麼，這就說明其與生俱來的腎已幾乎已經喪失了全部的正常功能。不用多說，選擇人工腎的確是一種無奈之舉，但如果想要在腎臟失去基本功能後繼續維持生命，甚至是恢復勞動力，那麼人工腎這種可以替代腎功能的機器就是唯一選擇。

當然，並不是每個人都可以長期使用人工腎，因為這會涉及到比較高昂的費用，而人工腎的使用次數還會隨著病情惡化而逐步增多。與此同時，人工腎在進行透析的過程中也會對其他臟器造成不好的影響，以及一些其他的併發症。不過，對於需要它的人來說，人工腎的確能夠有效延長生命，近70%的人可以延續5到10年的樣子。

人工腎的原理是什麼？

近100年來，人類社會文明的發展速度可以說比以往快得多，而我們最直接的獲益之一，便是醫療水平的突飛猛進。在過去，急性闌尾炎就能奪走一個人的生命，而如今它卻不過是一個小小的外科手術。倘若沒有人工腎，那所謂的平均壽命都會因此而變得更短，如今更是成為了人工器官研究這個範疇裡十分活躍的一個領域。

如果說得通俗一點，人工腎的作用其實就是淨化血液，一般都用在尿毒症和腎功能衰竭的人身上，它能夠在一定時間內替代腎臟的功能，多年前就開始了廣泛的臨床應用。專門用來給病人透析的人工腎以前是一個比較龐大的裝置，它需要做的事就是透過透析液把病人血液中的排洩廢物和多餘的水排到身體外，並將鹼基和電解質糾正到正常水平。一般情況下，人工腎的主要結構包括4部分，它們分別是水處理裝置、透析液、透析器和血液透析機。而人工腎的研究和應用技術，則主要涵蓋了血液透析（使用時間最早且運用最廣泛）、血液濾過（這種方式事在血液透析的基礎上衍生出的新方式）、血液灌流（利用吸附劑將代謝物和毒物等有害物質吸附出來）和腹膜透析（主要用來將個體體內多餘的水分和代謝廢物清除乾淨）這幾種方式。

人工腎目前發展到什麼程度了？以前，一提到人工腎，很多人聯想到的就是一個龐然大物，但近年來研發的可穿戴式人工腎臟做到了很好的體積壓縮，並且，正在進行偷襲的人也不用被固定在一個床位上，可以在一定程度上進行自由活動。原因顯而易見，那就是原來笨重的人工腎，透過材料和技術實現了重量和尺寸上的大幅度減小，就像是一個特殊的腰帶束縛在人的身上。

另外，關於人工腎的研究方向，其實也並不是侷限於可穿戴式人工腎臟這一個方向，還有另一個重要研究方向是可植入式人工腎臟。不過，正如大家現在看到的這樣，直接植入人身體內的人工腎目前還處於技術並不成熟的階段，尤其是在確保血液正常執行這個方面，當然，科學家們並沒有因為難度大而放棄，只不過還需要一些時間來克服這些研究過程中遇到的各個障礙和困難。當然，雖然科學技術在進步，我們生活中遇到的很多問題都可以得到有效解決，但是，活著和生活還是有本質不同，生活質量還是尤為重要的。所以，撇開基因自身的原因，日常保持良好的生活習慣也尤為重要，我們無法改變終將走向生命的終點，但我們可以盡力延長這場旅程的時長和精彩程度。

人工腎工能很人體腎是一樣的，當人體腎臟發生衰竭或者病變去，失去原有功能的時候，就可以用人工腎來代替。人工腎能夠對血液進行透析、過濾、吸附、膜分離的排除人體新陳代謝產生的廢物。

在人工腎發展的早期，由於人工腎體積大，因此只能外接或者攜帶，對血液進行處理的時候需要將血液引出體外，血液處理完成，再經過調節電解質平衡之後將重新引回體內，如此就達到血液淨化得目的。

而隨著醫療技術的發展，人工腎朝著小型化、輕量化的方向發展，人工腎能夠植入體內，不需要把血液引出體外，而在體內就能完成工作。而隨著科學技術的進一步發展，將會發展出生物性的腎臟器官組織，這種是透過人體幹細胞分化培養而來或者異種器官移植。

這些都是人工腎功能和形態大致的發展歷程，那麼人工腎到底經歷了哪些發展階段呢？

第一代：可穿戴人工腎

可穿戴人工腎能夠穿戴在體外，原理還是和透析機一樣，只不過體積大大縮小了，但還是需要將血液引出體外進行處理，利用透析液回收技術，使患者能夠隨身攜帶，不用待在透析室。

第二代：植入式人工腎

第二代人工腎採用了3D列印技術、奈米技術，體積更加小巧，能夠植入患者體內，而且不需要電池驅動，利用人體動脈—靜脈壓力差就可以執行，實現血液在矽晶片上進行過濾。

第四代：異種器官移植

異種器官移植是透過把其它生物的器官移植到人體的方法，比如豬的器官構造和人體相接近，因此可以用豬體內的器官代替人體病變的器官。目前透過基因編輯技術已經解決了把豬腎移植到人體感染心疾病的問題，但是移植器官相容性問題仍亟待解決。

腎病發展至終末期，腎臟失去絕大部分功能，就是我們通常說的尿毒症。目前對尿毒症患者的治療，包括透析和腎移植治療。但是由於腎源緊缺，能配型上併成功移植的患者少之又少；透析治療，一般每週需要進行2-3次，在一定程度上影響了尿毒症患者的生活質量。因此，人工腎的誕生，為終末期腎病患者的治療帶來了新的思路、新的希望。腎臟科醫生和科學家們一直在孜孜不倦地研發更高科技的人工腎，期望改善腎病患者的生存質量。

隨著奈米科技、3D列印技術、生物醫學技術的進步，我們引頸期盼的人工腎，離我們還有多遠呢？

第一代人工腎，離臨床最近的人工腎：可穿戴人工腎

目前，距離臨床應用最近的是這款可穿戴人工腎。

由西雅圖華盛頓大學的腎臟研究所希梅爾法布博士（Dr. Himmelfarb）領頭研發，是第一代人工腎的代表之一。

它本質上還是一臺血液透析機，但使用了透析液回收利用技術，患者可以在透析過程中帶著這個行動式透析儀自由走動，不必像傳統透析機一樣，患者必須固定在血液透析中心進行。

第二代人工腎：植入式人工腎

第二代生物人工腎融合了納米技術和3D列印技術，是生物與人造材料的混合體。

與上述介紹的可穿戴人工腎最大的不同，是直接利用人體的動脈-靜脈壓力差來實現血液在矽晶片上濾過，因此不需要電池驅動，它的體積也比較小，可以實現體內移植。

這款生物人工腎最早的雛形，是大衛·休謨教授（David Humes）製作的一個改良透析裝置：在傳統透析通路上串聯了一個植入了腎小管上皮細胞的透析管，具備了模擬腎小管上皮細胞的重吸收功能。當時只在重症監護室中接受連續血液超濾（CVVH）的病人上使用。在2002年和2005年通過了臨床1期和臨床IIa期試驗，但後續臨床試驗因為找不到足夠的受試患者和研究經費缺乏而擱置。

雖然試驗中止，但休謨教授的學生威廉姆·費賽爾博士（William H. Fissell）帶著老師的理念堅持了下去，與美國加州大學的生物工程博士羅伊（Shuvo Roy）一起合作，繼續研發人工腎，於是有了我們看到的升級版可植入生物人工腎。

矽晶片上，設計了不同的孔道作為濾過膜，血液在晶片上濾過，可以實現不同物質的分離

目前，這款生物人工腎還沒進入臨床實驗階段。據美國加州大學官方報道稱，這個生物人工腎已經收集了足夠多的臨床前期資料（比如先移植到豬上面，受試的豬沒有太大問題），預期在2018年開始做第一期生物安全性的臨床試驗。

臨床I期試驗只是安全性試驗，接下還要做的是臨床II期試驗來證明這個生物人工腎，至少要達不亞於第一代人工腎的功能（即15ml/hr的肌酐清除率），上市前還要做臨床III期試驗，對比生物人工腎與常規血透。假設這一路走下來都是順風順水的話，保守估計至少需要五年的時間。但我認為這款生物人工腎亟待解決的是最佳化濾過膜的設計，使它不出現溶血或者血栓，第二個是解決使用壽命的問題，第三是它植入的腎臟上皮細胞離真正的生物功能還有相當的距離。

因此，對於這個人工腎的上市，我持謹慎態度，如果只比較透析功能，可穿戴人工腎已經從臨床實驗階段到了工業最佳化階段，更受產業資本的青睞。如果比較生物功能，它可能又會被我們接下來要說的純生物化的人工腎超越。

第三代人工腎：純生物植入式人工腎

純生物植入式人工腎，由哈佛大學的Bonventre團隊和澳洲墨爾本大學的Little團隊分別主導的腎臟類器官（Kidney Organoid）研發。他們想做的是直接使用人的幹細胞，從培養皿中誘導分化出一個具有腎臟功能的器官。

目前，這兩個團隊分別用不同的方案，把一個人的誘導多能幹細胞（iPSc）分化為一個具備腎小管各個節段細胞的管道。比起第二代人工腎只是簡單地植入腎小管上皮細胞來說，腎臟類器官是更加擬合腎小管功能的器官，可以更精確地實現重吸收作用。

這兩個團隊正在攻克的課題是，如何讓這個腎臟類器官與毛細血管連通發育為一個具有濾過功能的腎單位。如果能夠在腎臟類器官中實現血液濾過，一個微型的腎臟就誕生了。

純生物人工腎還處在科學研究中，暫時連臨床前期都還沒有到，我估計大概還需要10-15年的時間才能看見成果。

第四代人工腎：豬器官移植到人

從異種動物中取出器官來移植不再是科幻小說了。哈佛大學的喬治·丘奇（George Church）團隊使用新一代基因編輯技術CRISPR，透過改造豬的基因，讓豬生產出能跟人相容的器官。

丘奇教授團隊中由楊璐菡博士領銜的eGenesis公司已經在雲南農業大學的實（yang）驗（zhu）室（chang），實現了透過CRISPR激素剪掉豬體內的逆轉錄病毒。如果不去掉這種病毒，豬腎移植到人身上會引起人類感染新的疾病，所以說，這項進展已經去掉了豬器官移植到人體一個很大的障礙。

另一方面，斯坦福大學的Nakauchi團隊使用的是“器官種植”技術，科學地說，如果目標是得到一個胰腺，就把受體的幹細胞注入在缺乏胰腺發育基因的供體動物的囊胚裡，在供體動物發育成熟後，那麼它的胰腺，就是完全由受體的幹細胞發育而成。（就好比“借肚養子”）

這種“器官種植”技術目前已經成功地在小鼠和大鼠之間實現了胰腺移植。

可以暢想，如果這兩個團隊在一起，把去病毒的改良豬，用CRISPR技術敲除腎臟發育基因，再用人的幹細胞實施“器官種植”，就可以在豬身上得到一個人源性的腎臟。

這項技術亟待解決的是豬和人生物相容性的問題（比如異種免疫、異種感染等），可以預見的是，運用CRISPR技術，我們可以逐步將豬的基因修改為人的基因，來提高豬的人源性器官的生物相容性。如果這種“器官種植"方式成功的話，那不光是人工腎了，估計除了人工腦之外，其他人的器官都可以由豬產生。這種通天的技術，我希望在有生之年能看見。

人工腎已經離我們越來越近。

從近的來說，行動式可穿戴血透已經通過了I期臨床試驗，進入了產品最佳化階段，可能在5年內，我們會看見一款比較簡便的產品，讓透析患者從透析中心中解放出來。

可植入的人工腎臟最早也可能在2018年進入臨床試驗，我們期待5-10年間可能會出現第一款產品。

異種生產人的器官這個終極夢想，也在一步步突破障礙，向我們靠近。

顛覆終末期腎衰竭患者治療方式，指日可待！我們和大家一樣期盼著人工腎的研發的早日突破，早日應用於臨床。

人工腎是一種替代腎臟功能的裝置，主要用於治療腎功能衰竭和尿毒症。它將血液引出體外利用透析、過濾、吸附、膜分離等原理排除體內過剩的含氮化合物，新陳代謝產物或逾量藥物等，調節電解質平衡然後再將淨化的血液引回體內。亦有利用人體的生物膜(如腹膜)進行血液淨化。

人工腎治療方法所使用的最重要的裝置是“人工腎”，人工腎模擬了人體腎臟的功能。

人工腎是目前臨床廣泛使用，療效顯著的一種人工器官。就慢性腎炎晚期尿毒症的治療效果而言，其五年生存率巳達70%至80%地，而其中約有一半患者還能部分恢復勞動力。由於上述成就，人工腎的治療範圍逐步擴大並進入免疫性疾病的治療領域受到各方面的重視，成為人工器官研究最活躍的領域之一。

腎病是一種嚴重的疾病，危害人們的身體健康。為了保證人的健康，血液透析機橫空出世。俗稱“人工腎”，是一種能代替部分腎功能，清除血液中有害物質，糾正體內電解質與維持酸鹼平衡的體外血液透析裝置。

由於在透析的過程中，透析液的滲透濃度接近或高於患者血漿中的滲透濃度，因此，有時需在透析液一側增加負壓，可有效地增加體內水分的排出，該過程為超濾作用。

血液透析主要透過超濾作用達到排除體內過多水分的目的。在透析過程中，滲透、擴散、濾過和超濾等作用同時進行高尿酸血癥、高膽紅素血癥、嚴重水和電解質紊亂、酸鹼失衡等使用常規療法無效時，亦可考慮應用血液透析治療。

隨著新技術的發展和臨床治療的需要，血液透析的概念已演化為血液淨化，治療物件從最初單一腎臟病領域發展到臨床各個科室。現在的血液淨化技術包括血液透析、血液濾過、血液透析濾過、血液灌流、血漿置換、連續性腎臟替代治療、腹膜透析等。它的作用已遠遠超出了當初單純清除血液中有害物質的概念,而是同時具有維持其它重要器官功能及調整機體內環境平衡的作用。

人工腎主要用於急性腎功能衰竭及慢性腎功能衰竭治療，特別是慢性腎功能衰竭，還可以用於急性中毒和其它一些疾病，如肝性昏迷、肝腎綜合症、肝硬化、頑固腹水、

對於慢性腎衰竭的病人主要有兩種治療方法，一種就是長期持續地進行血液的透析濾過，每週兩到三次；由於腎移植技術已日趨成熟，所以另一種方法就是腎器官移植，但隨著腎功能衰竭病人的逐漸增加，缺乏合適的腎源是一個制約因素。所以目前主要的治療手段還是血液透析。

人工腎

腎臟對人體有多重要毋庸置疑，如果發展到腎功能衰竭和尿毒症，不換腎臟的情況下，目前基本只能依賴機器透析維持生命，長期如此不僅是經濟上的負擔，更是精神上的折磨。

人工腎就是一種替代腎臟功能的裝置，透析機算是人工腎的雛形。

透析治療

人工腎的發展歷程

透析機人工腎——行動式人工腎——可穿戴式人工腎——生物仿生人工腎

1913年英國的阿黛爾用硝棉膠膜作為透析膜，這就是人工腎的前驅研究。

1935年黑斯首次將透析技術用於臨床。

1937年薩爾海莫應用賽璐玢作為透析膜。

1943年荷蘭醫生科爾夫製成了第一個人工腎，機器第一次替代了腎臟的作用。

科爾夫發明的早期人工腎

1960年，美國外科醫生斯克里布納發明了一種塑膠聯結器，可以永久裝進病人前臂，這樣方便病人長期進行血液透析。

之後的數十年，透析機不斷完善，出現了行動式人工腎。

但行動式透析裝置面臨的一個很大的問題是需要大量的水：每4個小時需要消耗120-180升水。因為需要解決耗水，費森尤斯行動式家用透析裝置重達34公斤。

為了讓人工腎能更加便捷，目前全球主要有四個方向的新型人工腎研究：

1、可穿戴式人工腎；

2、混合生物材料和3D列印材料的可植入人工腎；

3、幹細胞培養的純生物植入式人工腎；

4、以及將豬腎進行改造，移植給人類。

很顯然，目前最靠譜的還是可穿戴式人工腎，距離臨床最近。

穿戴式人工腎

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。

這一產品距離透過FDA審批上市還需經過進一步臨床試驗，有可能在5年內應用於臨床。

希望這一產品能夠早日為腎友們帶來福音。

引言：人們出現了腎病，如果不及時的調理，發展到後期，就會讓腎臟失去大部分功能，也就是人們常說的尿毒症。尿毒症患者要想更快的痊癒，必須進行換腎治療或者是腎移植。但是由於醫療上面腎源，還是比較緊缺的，能夠配型成功，不出現排斥反應的患者，可以說少之又少。於是人工腎就誕生，今天小編想分享的話題就是，人工腎的發展歷程是怎樣的？

一、人工腎的發展歷程是怎樣的？

第1代發明的人工腎，也是距離臨床最近的人工腎，叫可穿戴人工腎，也是由華盛頓大學的腎臟研究所希梅爾法布博士帶頭研發。尿毒症患者在透析的過程中，可以帶著可穿戴的人工腎，進行自由的活動。但是第1代人工腎還處在最佳化當中來，提高人工腎的安全性，穩定性以及便攜性。於是就出現了第2代人工腎，第2代人工腎也是植入式的人工腎，第2代的人工腎融合了納米以及3D列印技術，可以說是生物和人造材料的混合體。與第1代的可穿戴人工是最大的不同，就是能夠利用人體的動脈，靜脈壓力，來實現血液在矽片上的律動，不需要使用電池。

二、結語。

但是因為在臨床試驗上，找不到適合的實驗患者，研究經費也不足，所以就擱置了。

第3代人工腎屬於純生物植物式的人工腎，是由哈佛大學和澳洲墨爾本大學的團隊，帶頭研發。他們的初衷是想直接用人的肝細胞，從培養皿中誘匯出一個具有生長功能的器官。但是這種第3代人工腎還處在研究當中，估計還得10~15年的時間，才能夠看見明顯的成效。第4代人工腎就是將豬身上的器官移植到人身上，透過改造基因讓豬的體中產出和人相似的器官。總而言之，隨著科學的不斷進步，人工腎距離我們越來越近。如果人工腎正式在臨床上得到驗證，那麼對於尿毒症患者來說，是非常好的。