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本文部分圖片資料來自浙江省醫(yī)學會醫(yī)工分會微信公眾號

上篇文章中，我們已經(jīng)介紹過了透析設備所需的基礎技術，本文將繼續(xù)介紹透析設備在這些技術架構下逐漸完善，逐漸發(fā)展的情況。

血液透析機的發(fā)展

動靜脈shunt的發(fā)明，自體動靜脈內(nèi)瘺成形術的成功，給慢性腎衰患者的治療帶來了新的福音，讓透析變?yōu)榭赡?。透析設備所蘊含的巨大商業(yè)價值也立刻被嗅覺敏銳的商人運用起來，下圖為金寶和百特各自推出的第一代透析機，如今金寶已被百特并購。

百特第一臺市售透析機

金寶  AK-1

世界上第一臺透析液配比系統(tǒng)是在1963年，由伊利諾伊大學化學博士阿爾伯特·拜波（Albert Babb）發(fā)明，他采用了世界上第一臺計量泵的發(fā)明者，同時也是全世界最大的計量泵制造商Milton Roy的泵來為透析液配比。他將原型機命名為Mini-1，其最大的特點是可作為便攜式設備由單人使用。

1965年，Milton Roy公司在阿爾伯特·拜波的Mini-1基礎上繼續(xù)創(chuàng)新，推出了一款名為Milton Roy's Model A的配比系統(tǒng)，這是史上第一款市售帶有配比系統(tǒng)、能自動消毒（將進水加熱至85℃消毒）、連續(xù)監(jiān)測電導度、溫度、靜脈壓、透析液壓及漏血的家用透析機，為透析產(chǎn)品開啟了家用時代。

我們知道，一項發(fā)明的誕生和發(fā)展將會伴隨著多領域技術的推進。隨著透析器的技術發(fā)展，高通量透析器逐漸走入人們的視野，在使用AN69透析器時，當時的透析機無法安全地進行超濾。于是1972年Rhone-Poulenc公司研發(fā)生產(chǎn)出了業(yè)內(nèi)第一款具有容量控制超濾系統(tǒng)的透析機——Rodial 75。

高通量透析器：通量指的是透析器對水的清除能力，用超濾系數(shù)Kuf(ml/mmHg/h)表示，意義為每小時、每個mmHg壓力下透析器超濾的水的毫升數(shù)。根據(jù)透析器的Kuf值把透析器分為低通量、中通量、高通量透析器。高通量透析器定義為Kuf>20-25ml/mmHg/h的透析器，低通量透析器Kuf<10ml/mmHg/h，中通量透析器介于二者之間。高通量透析器比低通量透析器能清除更多的中分子量毒素，應用于血液濾過、血液透析濾過、高通量血液透析這些血液凈化治療模式。

1977年，隨著計算機的快速發(fā)展，透析機也受到了很大的影響。Gambro AK-10采用了獨特的控制系統(tǒng)和保護系統(tǒng)提高了透析的安全性。AK-10也是第一個通過電導度反饋進行透析液配比的透析機。還可以安全UFM-10模塊進行容量控制的超濾，原理是基于法拉第定律。同年費森尤斯推出第一代透析機A2008，使用了平衡腔加超濾泵作為容量控制超濾系統(tǒng)。

創(chuàng)新使生活更美好

隨著電子技術的發(fā)展，人們不斷的完善著透析設備，目前在便攜式小體積的穿戴式人工腎領域，已經(jīng)取得了一定的成果。

時間來到1975年，日本人江良首先攻克了這一課題，他利用TM-101數(shù)字溫度計和REDY透析液吸附再循環(huán)裝置，制成40х35х15cm，9.2公斤重的攜帶型人工腎。1978年時，這一設計已經(jīng)發(fā)展成一種成熟的茄克式人工腎系統(tǒng)，總重量4.5公斤的夾克衫上集成了透析液、血泵、吸附劑和透析器，并可以連續(xù)工作。

由于受到抗凝藥、能源和代謝物排泄或再生問題的限制，小型人工腎的發(fā)展受到了不可避免的制約。當小型人工腎再次取得值得記錄的突破性進展，時間已經(jīng)到了現(xiàn)代，洛杉磯西奈醫(yī)療中心和加州大學洛杉磯分校醫(yī)學院組成的聯(lián)合研究團隊發(fā)布過一款共同研發(fā)的可穿戴人工腎(WAK)產(chǎn)品。2015年，這款醫(yī)療產(chǎn)品獲得美國FDA批準，進入臨床試驗階段。

WAK設備大約4.5斤左右，由9伏特電池驅(qū)動的WAK可自動工作?；颊咝枰恐芨鼡Q一次過濾器，每天添加化學品用以凈化過濾出來的水。來自加州大學研究團隊的維克托·古拉臨床副教授表示，參加臨床試驗的患者都能夠穿著WAK睡覺，淋浴和其它正常活動。

此外，新加坡AWAK公司也宣布研發(fā)了一款新型可穿戴式人工腎設備，該設備內(nèi)部使用了新研發(fā)的吸附技術，并且已經(jīng)招募15名尿毒癥患者成功的進行了人體試驗，實驗結(jié)果顯示該設備能夠有效替代腎臟排泄廢物和毒素，并且沒有任何人出現(xiàn)嚴重不良反應。

FDA給予了這項新技術高度認可，并獲得FDA授權創(chuàng)新性設備，意味著會加快設備開發(fā)和審查。

也許不用等太久，尿毒癥患者日常生活只需要攜帶這么一個小小的設備就能替代腎臟工作，不影響和朋友去喝茶，去工作，去熱愛生活......

正如前文所述，小型人工腎發(fā)展受到抗凝藥、能源和代謝物排泄或再生問題的限制，所以全世界相關的研發(fā)人員都夢想著開發(fā)出一種小型、高效、能植入體內(nèi)的人工腎，滿足“個體化透析”這一患者、臨床醫(yī)師夢寐以求的目標。并且，隨著5G技術的實現(xiàn)，遠程醫(yī)療的發(fā)展，必然會大大加速這一進程。

我們不妨想象一下這樣的畫面，未來醫(yī)生只要在患者隨身攜帶的透析處方卡上輸入適用于該患者的有關參數(shù)【如透析時間、超濾量（或超濾模型）、鈉濃度（或鈉曲線）、透析器型號、抗凝藥等】，患者即可利用便攜式透析機隨時隨地享受最為適合自己的透析治療，減輕醫(yī)生負擔的同時，更大大提升了患者的透析舒適度。

關于透析設備的未來，業(yè)內(nèi)人士還有很多先進設想，這一點，我們引用了孫世瀾教授所著的《血液凈化理論與實踐》一書中的選段，希望這一天盡早到來。

“透析設備的下一個發(fā)展目標是建立生物反饋系統(tǒng)。人體在透析過程中接受一些異常的信號，通過人體生物信號進行反饋和調(diào)整，達到新的平衡，這才能真正地使設備反應與生物體信息系統(tǒng)聯(lián)系在一起，從而達到極佳的透析效果。由于組織工程技術快速發(fā)展，可以應用培養(yǎng)的細胞與相應材料組合成具有生物活性的裝置代替失去功能腎臟。因為應用具有濾過功能的腎小球和有重吸收、內(nèi)分泌及激素調(diào)節(jié)功能的腎小管裝置組成的生物人工腎可以替代人體腎臟的完整功能，我們有理由相信生產(chǎn)生物人工腎（bioartificial kidney）已指日可待。”

孫世瀾：教授、主任醫(yī)師。1968年畢業(yè)于第四軍醫(yī)大學醫(yī)療系，從醫(yī)42年。1993 年享受國務院政府津貼，1993 年被批準為碩士研究生導師。1998 年被中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)院遴選為博士生導師，2002年為同濟醫(yī)學院博士生導師。1987年至1988年借調(diào)中央保健局，曾任中央領導專職保健醫(yī)師。為湖北省的第一代腎臟專科醫(yī)師。對腎內(nèi)科疑難病的診斷以及延緩腎衰竭進展的藥物治療、血液透析療法等方面有獨到之處。

1990-2000 年任同濟醫(yī)院血透室主任，將血透室擴大為中原地區(qū)最大的透析中心，并率先開展了一系列的新技術、新療法。先后接待了蘇丹共和國總統(tǒng)、外長以及我國國家領導人吳階平副委員長的參觀訪問。

血液凈化功能細化

1.血液透析(HD):通過彌散原理，使溶質(zhì)從高濃度向低濃度移動，清除小分子物質(zhì)。多用于救治急、慢性腎功能衰竭，藥物和毒物中毒的患者；

2.血液灌流(HP):通過灌流器的活性炭和樹脂吸附功能，救治藥物食物中毒患者；

3.血液濾過(HF):以溶質(zhì)轉(zhuǎn)運的形式，通過對流清除毒素。

4.血液透析濾過(HDF):采用彌散排除小分子的基礎上，采用高透性濾過膜，通過對流的方法，清除一些中大分子物質(zhì)。

5.血漿置換(PE):把血液引出，分離血漿和細胞成分，棄去含病理性毒物的血漿。

6.腹膜透析(PD):以腹膜為透析膜，將透析液注入腹腔，依彌散和過濾的作用使代謝產(chǎn)物和多余的水清除。

7.連續(xù)性腎臟替代治療(CRRT):以連續(xù)緩慢的血液流速，應用透析液和/或置換液，通過彌散和/或?qū)α鞯姆绞?，進行溶質(zhì)和水的清除。

8.免疫吸附:選擇性或特異性吸附清除致病因子、凈化血液。

9.人工肝:替代肝臟解毒，減少血漿毒素，使肝細胞再生

10. “雜交”血液凈化：目前許多血液凈化中心，將上述各種治療模式進行組合，用于救治更多的患者。