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本文部分圖片資料來自浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)工分會(huì)微信公眾號(hào)

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

血液透析機(jī)的發(fā)展

動(dòng)靜脈shunt的發(fā)明，自體動(dòng)靜脈內(nèi)瘺成形術(shù)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(shè)備所蘊(yùn)含的巨大商業(yè)價(jià)值也立刻被嗅覺敏銳的商人運(yùn)用起來，下圖為金寶和百特各自推出的第一代透析機(jī)，如今金寶已被百特并購。

百特第一臺(tái)市售透析機(jī)

金寶  AK-1

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

1965年，Milton Roy公司在阿爾伯特·拜波的Mini-1基礎(chǔ)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(dòng)消毒（將進(jìn)水加熱至85℃消毒）、連續(xù)監(jiān)測(cè)電導(dǎo)度、溫度、靜脈壓、透析液壓及漏血的家用透析機(jī)，為透析產(chǎn)品開啟了家用時(shí)代。

我們知道，一項(xiàng)發(fā)明的誕生和發(fā)展將會(huì)伴隨著多領(lǐng)域技術(shù)的推進(jìn)。隨著透析器的技術(shù)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(shí)，當(dāng)時(shí)的透析機(jī)無法安全地進(jìn)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(jī)——Rodial 75。

高通量透析器：通量指的是透析器對(duì)水的清除能力，用超濾系數(shù)Kuf(ml/mmHg/h)表示，意義為每小時(shí)、每個(gè)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(yīng)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(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，透析機(jī)也受到了很大的影響。Gambro AK-10采用了獨(dú)特的控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)提高了透析的安全性。AK-10也是第一個(gè)通過電導(dǎo)度反饋進(jìn)行透析液配比的透析機(jī)。還可以安全UFM-10模塊進(jìn)行容量控制的超濾，原理是基于法拉第定律。同年費(fèi)森尤斯推出第一代透析機(jī)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(shù)的發(fā)展，人們不斷的完善著透析設(shè)備，目前在便攜式小體積的穿戴式人工腎領(lǐng)域，已經(jīng)取得了一定的成果。

時(shí)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(jì)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(shí)，這一設(shè)計(jì)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(dāng)小型人工腎再次取得值得記錄的突破性進(jìn)展，時(shí)間已經(jīng)到了現(xiàn)代，洛杉磯西奈醫(yī)療中心和加州大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)院組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)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(zhǔn)，進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

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

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(shè)備，該設(shè)備內(nèi)部使用了新研發(fā)的吸附技術(shù)，并且已經(jīng)招募15名尿毒癥患者成功的進(jìn)行了人體試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該設(shè)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(yán)重不良反應(yīng)。

FDA給予了這項(xiàng)新技術(shù)高度認(rèn)可，并獲得FDA授權(quán)創(chuàng)新性設(shè)備，意味著會(huì)加快設(shè)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(gè)小小的設(shè)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(guān)的研發(fā)人員都?jí)粝胫_發(fā)出一種小型、高效、能植入體內(nèi)的人工腎，滿足“個(gè)體化透析”這一患者、臨床醫(yī)師夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。并且，隨著5G技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展，必然會(huì)大大加速這一進(jìn)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(guān)參數(shù)【如透析時(shí)間、超濾量（或超濾模型）、鈉濃度（或鈉曲線）、透析器型號(hào)、抗凝藥等】，患者即可利用便攜式透析機(jī)隨時(shí)隨地享受最為適合自己的透析治療，減輕醫(yī)生負(fù)擔(dān)的同時(shí)，更大大提升了患者的透析舒適度。

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

“透析設(shè)備的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)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(hào)，通過人體生物信號(hào)進(jìn)行反饋和調(diào)整，達(dá)到新的平衡，這才能真正地使設(shè)備反應(yīng)與生物體信息系統(tǒng)聯(lián)系在一起，從而達(dá)到極佳的透析效果。由于組織工程技術(shù)快速發(fā)展，可以應(yīng)用培養(yǎng)的細(xì)胞與相應(yīng)材料組合成具有生物活性的裝置代替失去功能腎臟。因?yàn)閼?yīng)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(xué)醫(yī)療系，從醫(yī)42年。1993 年享受國務(wù)院政府津貼，1993 年被批準(zhǔn)為碩士研究生導(dǎo)師。1998 年被中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院遴選為博士生導(dǎo)師，2002年為同濟(jì)醫(yī)學(xué)院博士生導(dǎo)師。1987年至1988年借調(diào)中央保健局，曾任中央領(lǐng)導(dǎo)專職保健醫(yī)師。為湖北省的第一代腎臟?？漆t(yī)師。對(duì)腎內(nèi)科疑難病的診斷以及延緩腎衰竭進(jìn)展的藥物治療、血液透析療法等方面有獨(dú)到之處。

1990-2000 年任同濟(jì)醫(yī)院血透室主任，將血透室擴(kuò)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(shù)、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(lǐng)導(dǎo)人吳階平副委員長的參觀訪問。

血液凈化功能細(xì)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(dòng)，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(yùn)的形式，通過對(duì)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(chǔ)上，采用高透性濾過膜，通過對(duì)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(xì)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(yīng)用透析液和/或置換液，通過彌散和/或?qū)α鞯姆绞?，進(jìn)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(xì)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(jìn)行組合，用于救治更多的患者。