尿毒症一詞起源於1840年，由Piorry創造，尿毒症導致腎臟完全沒有辦法產生尿液，從而使體內的代謝廢物與垃圾沒有辦法及時的排出到身體之外，進而毒害身體。

據中國大陸2015年統計資料，血液透析（HD）和腹膜透析（PD）的統計患病率：402.18PMP（95%CI：394.57-409.79PMP）、39.95PMP（95%CI：37.55-42.35PMP）。相應的HD和PD患者分別為~553.000和~55.000，從資料來看也可見腎病的患病率呈明顯增長趨勢。尿毒症非常難以治癒，目前主要療法為藥物口服、透析、腎臟移植、中醫藥浴療法等，其中透析療法是最常用、療效最好的方式。

那麼透析療法究竟是如何發展來的？原作器械之家帶大家一起來探索下。

治療尿毒症初探

1 古羅馬皇帝的浴池

歷史上最早的透析，來源於古羅馬皇帝的浴池（當然，這個時候還沒有“透析”這個字眼）。此浴池四周都是用大理石鑄造的熱氣的沸騰池水，尿毒症患者（好吧，那時候也沒有“尿毒症”這個詞）在浴池裡想通過出汗和蒸氣浴使體內的毒素和水分清除出來。但事與願違，毒素和水分的逐漸堆積，導致了很多尿毒症患者在治療的過程中喪命或最終死於家中，人們出於對尿毒症的恐懼，稱之為稱之為“dropsy”（浮腫而死）。

2 透析理論的提出

19世紀中葉，蘇格蘭化學家Thomas Graham（1805-1869）利用牛的膀胱作為過濾分子的膜，製作出了人類歷史上第一個真正意義上的過濾器，這個發明發生在1856年，不久後（1861年），他在這個發明的基礎上，發現了一個有趣的現象：塗有蛋清的羊皮紙能夠起到半透膜的作用，並在實驗中發現晶體物質可以經羊皮紙擴散到水中，而膠體物質不能。

Thomas Graham將在羊皮紙發現的特殊彌散現象稱為“透析”。當年發表的論文：Liquid Diffusion Applied to Analysis 成為臨床透析的重要基礎理論，同時他十分有遠見的預言——這一發現將會在醫學上得到應用。

1850年初，Thomas Graham的預言得以實現，人們對尋求清除毒素和水分的研究有了一定進展，透析治療的基礎就此形成。

❖Thomas Graham（格雷姆）

1805年12月20日生於格拉斯哥，1869年9月11日卒於倫敦。1819年入格拉斯哥大學學習，靠寫作和當家庭教師維持學習生活。由於受到他的老師 Thomas Thomson 的鼓勵而熱愛化學。後轉入愛丁堡大學，1824年畢業，獲碩士學位。回到格拉斯哥後，在機械學院任教。1830年任格拉斯哥安德森學院教授。1836年成為英國皇家學會會員。1841年建立倫敦化學會，並任第一任會長。1837-1855年,任倫敦大學學院教授。

Thomas Thomson

Thomas Thomson(1773年4月12日- 1852年8月2日)，蘇格蘭化學家和礦物學家，他的著作促進了道爾頓原子理論的早期傳播。其科學成就包括髮明瞭糖度計，並命名了矽 。他曾任格拉斯哥哲學學會主席。

3 人工腎概念的出現

美國化學家、生物學家約翰·阿貝爾John Jacob Abel（1859-1938）在大學畢業後，對生理學產生了濃厚興趣，去歐洲拜著名物理及組織學家者卡爾.路德維希為師。在研究器官對物質的代謝中又對滲透產生了興趣。

1913年，他設計了第一臺人工腎，用火棉膠製成管狀透析器，從水蛭中提取的抗凝劑用於動物實驗。他在研究人體時發現，大血管下面有小血管，小血管又連著毛細血管；雖然越來越細，但是物質交換的總面積，大大增加，因而物質代謝的效率十分高。這給了他很大啟發，他也在大管道下面，設定了很多平行的、細小的管道，用以增加滲透面積。同年8月11日泰晤士報道了John Abel的實驗，文中提到“人工腎”的概念。在1914年，《紐約時報》也對此事進行了報道。

約翰·雅各布·阿貝爾(John Jacob Abel,1857～1938)：先後就讀於德國萊比錫大學、斯特拉斯堡大學、柏林大學等，1883年獲密歇根大學哲學博士學位，1888年獲德國斯特拉斯堡大學醫學博士學位，1912年獲理學博士學位。曾任密歇根大學教授、約翰斯·霍普金斯大學教授。英國皇家學會會員。主要研究動物組織和液體的化學成分，分離出腎上腺素及苯甲醯衍生物形式的激素，還獲得胰島素晶體，製造出人工腎，指出活的動物正常血液中存在遊離的氨基酸等。

4 人類首次血液透析

1916年，在約翰·霍普金斯醫院工作的二年級醫學生麥克廉（Jay McLean）在生理學教授豪維爾（W. H. Howell）的指導下，進行體內促凝血物質效價測定的專題研究。在研究中，麥克廉發現，多種組織（腦、心、肝等）的提取物有促凝作用，而且在貯存期間活性減低。

可是，出乎意料之外的是，貯存最久的肝臟提取物不但不促凝，反而可阻止血液凝固。麥克廉將此發現向豪維爾教授報告，當時豪維爾表示懷疑，懷疑提取物被鹽汙染。但隨後經重複實驗證明，肝臟提取物中確實存在一種強力的抗凝物質。豪維爾教授隨後從犬肝臟中萃取出該物質。當時認為該物質只存在於肝臟，故取名為肝素，此名稱一直沿用至今。

但因技術限制，當時的肝素製劑不純，價格昂貴，使用受限。而水蛭素的不良反應也很大，所以直到20世紀30年代才完成了肝素的提純。1938年，研究者開展了第一項肝素預防深靜脈血栓形成（DVT）的臨床試驗，肝素預防血栓形成獲得成功。在被發現20多年後，肝素才正式成為預防血栓栓塞的手段，開始廣泛應用。自此，肝素成為臨床上常用的抗凝藥。

在肝素成功運用之前的1924年，德國醫生格奧爾格哈斯Georg Hass（1886-1971）第一次成功地進行了臨床人體透析。他使用了8根火棉膠管並聯，水蛭素作為抗凝劑，透析進行了15分鐘。

肝素

血液抗凝

水蛭素

1928年，Haas第一個將肝素用於透析患者。但是由於經費的原因，他的研究沒能繼續進行下去。

關鍵技術的突破

1 現代透析機之父

人工器官之父—威廉•科爾夫（Willem Kolff）

1943年，荷蘭人威廉•科爾夫（Willem Kolff）用一個木條製成旋轉的鼓桶，纏繞了30～40米醋酸纖維素膜，放到一個透析液缸裡。患者的血液是從手腕動脈進入半透膜腸衣，透過轉動的鼓推動血液體外迴圈，置於鹽水浴中攪拌。由於腸衣是半滲透的，尿素等廢物被排出，大分子蛋白被保留。然後將經滲透後“乾淨” 的血液輸送回患者體內，就這樣“人類第一臺”透析機便誕生了。

威廉•科爾夫（Willem Kolff）對滲透機的原理和雛型機有所掌握後，他又根據汽車水泵等原理和參照洗衣機等裝置，對透析機進行反覆改進，還新增抗凝劑。在其後的10年裡，這個技術一直被作為全球的臨床標準。

2 負壓原理的超濾

第一次血管通路手術發生在1948年，尼爾斯Nils Alwall（1904-1985）（左一）和萊納特•奧斯特格林（Lennart Östergren）（左四），在瑞典名校隆德大學對轉鼓人工腎進行了改進，使其能透過負壓進行超濾。但由於各種併發症，1949年被迫停止了該類手術。

3 盤管透析器

馮加勒爾茨 Von Garrelts

在1940年代，馮加勒爾茨 Von Garrelts將Kolff 和Alwall的設計結合，最後由Kolff和Watschinger改進成為盤管透析液，並在1955年改進成雙盤管透析器。

百特公司再次抓住了這個千載難逢的機會，1956年百特公司對此技術轉化為批次產品配銷，命名為Travenol U200A。

4 平板透析器

Skeggs-Leonards Dialyzer

1949年，施開革Skeggs和倫納德Leonards發明了平板透析器。

50年代末，弗雷德裡克 Frederic Kiil改進了其設計，並風靡了1960s和1970s。

5 中空纖維透析器

澤比魯特 特瓦爾多夫斯基 Zbylut Twardowski

1960年初，中空纖維透析器理念由波蘭腎臟學家澤比魯特特瓦爾多夫斯基 Zbylut Twardowski提出。第一個中空透析器有800根纖維，長為10cm，內徑為55μm。

密西根大學的理查德·斯圖爾特 Richard D. Stewart, 本 利普斯Ben J. Lipps和約瑟夫 賽爾尼Joseph C. Cerny追隨了這個理念，在1967年臨床應用醋酸纖維膜作為半透膜，設定了1萬根纖維，纖維內徑為200μm，膜厚僅30μm。

血管通路的解決

1 新型血管通路的出現 the “shunt”

此階段的透析主要用於急性腎功能衰竭和嚴重的電解質紊亂，由於血管透過的問題，無法進行長期透析治療。

貝爾丁斯克里布納Belding Scribner

韋恩昆頓Wayne Quinton

一直到1960年，此方面的研究才有了新的突破，在西雅圖由內科醫生貝爾丁斯克里布納Belding Scribner、工程師韋恩昆頓Wayne Quinton、外科醫生大衛迪拉德David Dillard合作一起發明了特富龍材料的血管通路，將橈動脈與頭靜脈連線。

2 第一例內瘻手術成功

雖然AV shunt在血管通路方面有了新的突破，但由於各種併發症仍需要新的技術和發展。

1965年由肯尼斯 Kenneth Charles Appel（左），詹姆斯西米諾James E. Cimino（中）和邁克爾 佈雷西亞Michael J. Brescia（右）完成了第一例自體動靜脈內瘻。

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