對于終末期腎臟病（ESRD）患者而言跑慕，透析和腎移植是不得不考慮的治療方案万皿。前者對患者日常生活影響較大，后者也會有腎源緊缺和排異反應(yīng)的困擾核行。然而牢硅，2021年9月，美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校（UCSF）的藥學(xué)院（全球前5）制造出了第一臺的有完整腎功能芝雪、可移植唤衫、無排異反應(yīng)的人工腎原型機，并因此獲得了美國衛(wèi)生局和美國腎臟病學(xué)會下屬基金會（KidneyX）的助力绵脯。
一佳励、UCSF人工腎
眾所周知，腎臟的主要功能是過濾與凈化血液蛆挫，排出血液中的毒素和廢物赃承，同時也在調(diào)節(jié)體液、電解質(zhì)與血壓方面有突出作用悴侵。因此瞧剖，一旦發(fā)生腎衰竭，將會給患者的身體帶來極大傷害，不僅影響患者生存時間抓于，也極大的影響生活質(zhì)量做粤。?
UCSF人工腎具有以下4點優(yōu)勢，可以解決以上臨床問題捉撮。
1怕品、可移植
可移植意味著人工腎的體積與腎臟體積無太大差異，可與人體腹腔適配巾遭。人工腎還配有3個管道肉康，兩個管道分別與下腔動脈和靜脈鏈接，使患者血液流入灼舍，另外一個管道和膀胱鏈接吼和，可以使人工腎生成的尿液流入膀胱。因此骑素，不會給患者過多不便炫乓。
2、完整腎功能
腎臟最重要的2個功能献丑，排除廢物和體液調(diào)節(jié)都被UCSF的人工腎所解決末捣。UCSF人工腎分為2個重要部分，第一部分為血液過濾器阳距，即去除血液中的廢物和毒素塔粒，生物反應(yīng)器則可以復(fù)制腎臟的其他功能，比如血液中的電解質(zhì)平衡筐摘。并且以上2個功能可以24h工作卒茬，與正常腎臟一致。
3咖熟、無排異反應(yīng)
UCSF的人工腎由特殊材料制成圃酵，不會引起排異反應(yīng)，因此接受移植的患者理論上而言無需長期服用免疫抑制劑馍管。
4郭赐、無需更換電池
人工腎所需要的電能則依靠血壓來提供，無需定期手術(shù)更換電池确沸。因此捌锭，長期維護的經(jīng)濟和時間成本較低。
二罗捎、Kidney X的評價
在之前的實驗室試驗中观谦，UCSF人工腎的各個單獨設(shè)備有較好的表現(xiàn)。而為了獲得KidnenyX的投資桨菜，UCSF的工作小組完成了人工腎的臨床前試驗豁状，即各設(shè)備串聯(lián)起來進行試驗捉偏，并順利完成小型化和流體壓力供電（血壓供電）。試驗表明泻红，該人工腎或可在較短時間內(nèi)投入臨床試驗夭禽。因此，KidneyX基金獎勵了UCSF團隊65萬美元谊路，并計劃繼續(xù)向UCSF投資讹躯，希望早日使人工腎進入臨床試驗階段。
三凶异、機遇與困難
美國華盛頓大學(xué)透析創(chuàng)新中心的Jonathan Himmelfarb與Buddy Ratner曾在2020年10月在nature reviewsnephrology上發(fā)表論文蜀撑，對人工腎的機遇與困難做出了評價挤巡。
1剩彬、機遇
如今，放眼全球矿卑，人工腎的研究主要有4個方面構(gòu)成：①可穿戴人工腎喉恋；②可植入人工腎（UCSF）；③干細胞培養(yǎng)母廷；④其他動物（如豬）的腎臟進行改造后移植給人類轻黑。
目前，可穿戴人工腎也有杰出代表琴昆，AWAK氓鄙。AWAK3.0的重量不足1kg，體積較小业舍，可像腰帶一樣佩戴抖拦。與傳統(tǒng)腹膜透析相比，AWAK使用了全新的酶轉(zhuǎn)換技術(shù)舷暮，可以實時凈化态罪、分解透析液中毒素以及清除患者體內(nèi)的水分，并一定程度上維持患者的電解質(zhì)平衡下面。這種酶轉(zhuǎn)換技術(shù)是在透析液回路中加入尿素酶單元复颈，用酶將尿素轉(zhuǎn)換為氨和二氧化碳，并將氨吸附于磷酸鋯上沥割，而二氧化碳則排放于大氣之中耗啦。目前，AWAK正在美國食品藥品管理局（FDA）的主持下進行臨床試驗机杜。?
此外帜讲，尿素吸附劑的使用如Mxenes（含鈦吸附劑）、電氧化法叉庐、光氧化法都在有條不紊的進入臨床前試驗階段舒帮。然而，Mxenes可能造價過于高昂，可能限制患者的使用。
2、困難
目前累提，人工腎臟用于臨床除了本身的問題外悬槽，還需考慮患者的生理環(huán)境和生活環(huán)境2方面問題。
?①生理環(huán)境?
首先狠怨，對于使用血液透析的人工腎而言，必須面對患者的凝血問題。由于動靜脈存在不同的凝血機制耻陕，因此如何使設(shè)備可以適用于人體還需要更多研究。?其次刨沦，所有可移植人工腎都需要考慮患者的免疫系統(tǒng)诗宣，所選材料最好是不具有免疫原特性的材料。同時想诅，還需要考慮這些材料不能夠與機體產(chǎn)生贅生物召庞，或影響患者生理活動。
?②生活環(huán)境?
透析設(shè)備通常由工程師設(shè)計来破，可能沒有聆聽患者的想法篮灼。這是十分危險的，因為實際使用者可能是患者及其家屬與照料人員徘禁。
如何使人工腎可以符合患者的期望诅诱，是所有人工腎，或者說人工器官開發(fā)人員必須面對的問題送朱。?比如娘荡，患者佩戴或接受人工腎移植后，可否使用廁所骤菠、洗澡它改、外出活動是否有限制？這些問題必須考慮和解決商乎。此外央拖，使用是否簡便？如何培訓(xùn)醫(yī)護人員鹉戚、陪護人員和患者鲜戒，這些都是工程師們需要考慮的問題。
