众所周知，肾功能衰竭的患者需要定期透析，也就是所谓的洗肾。近期加州大学旧金山分校（UCSF）的研究团队，展示了一种人工肾脏，它可以植入身体里，与患者共存，无需更换电池，并且不用进行长期的一个透析。

其研究成果Kidney首次展示了其可植入的具有完整肾功能的人工肾原型， 并因此获得KidneyX的6.5万美元的奖金。

01  人工肾终结透析

肾脏主要功能在于过滤血液中的毒素和废物，与其同时也在调剂体液、电解质以及血压的平衡。因此，一但发生肾衰竭时，将会给患者带来长期的身体健康负担，不仅时间漫长，且给生活带来长期的不便。肾移植虽然是目前最好的治疗方式，但是目前依旧存在很明显的问题需要长期服用免疫抑制药物，来预防排斥反应的危险副作用，人工肾的研发及未来的临床应用可能会在很大程度上改变这种尴尬的现状。

Kidney将肾脏的两个重要部分：血液过滤器和生物反应器融合在一起，并且成果将人工肾小型化，使Kidney只有手掌大小和正常人体肾脏大小非常接近 。同时，生物反应器包含了工程化的肾小管细胞，它们调节水量、电解质平衡和其他代谢功能。这些膜还能保护这些细胞不被病人的免疫系统所攻击。

以前的测试已经让这些部分中的每一个独立工作，但这是该团队第一次测试它们在一个设备中串联工作。该生物人工肾连接到病人的两条主要动脉--一条将血液输送到体内过滤，另一条将过滤后的血液输送回体内--以及连接到膀胱，废物在那里以尿液形式沉积。

由于他们的努力，加州大学旧金山分校的研究人员现在已经获得了KidneyX公司的65万美元奖金，成为第一阶段人工肾脏奖的获奖者之一。

“我们的团队设计了人工肾脏，以可持续地支持人类肾脏细胞的培养，而不引起免疫反应，”该项目的首席研究员Shuvo Roy说。“现在我们已经证明了结合血液过滤器和生物反应器的可行性，我们可以专注于扩大技术规模，进行更严格的临床前测试，并最终进行临床试验。

而Kidney是首个将血液过滤器和生物反应器融合在一起人工肾。Kidney只要有血压即可工作，不需要泵或外部电源，也无需血液稀释或免疫调节药物。并且Kidney已经完成临床前各项测试，不仅证实其功能可行性，而且在整个试验过程中，肾小管细胞存活并继续发挥功能。这使得Kidney临床可行性变得越来越高。因此Kidney的面世不仅可以复制肾移植患者的高品质生活，而且还可以让他们免于服用免疫抑制剂。

02  千亿级 会是人工肾的未来吗？

肾脏是一个非常重要的脏器，一旦肾出现问题、得了尿毒症，那就只能肾移植或者终身透析了。截止到2017年，全球慢性肾脏病患者人数大约7亿人口，中国患病人数达1.3亿。我国国家肾脏病医疗质量控制中心数据显示，我国透析患者数量已接近80多万人，并且逐年增长。

据统计，2020年全球血透市场规模达到了6200亿人民币，而国内血透市场规模也稳步上升，达到540亿元。作为终末期肾病的首选治疗方案，我国血液透析市场依然存在较大的缺口，市场前景不容小觑。相关人士估计，全球血透市场可能会在2024年增长至1270亿美元，在未来随着人口老龄化以及糖尿病患者的增加等诸多因素可能会加速推动市场的发展。

移植是目前尿毒症患者的最佳治疗方案，但器官移植的现状就是供体远远满足不了移植手术的需求。肾源紧缺，便成了尿毒症治疗的重大问题。在美国，已经有超过100,000例患者在等待肾移植的名单上，每一天，就有12人还没等到肾源就已经死去。

目前，研究人员也在新型人工肾的路程中踏出了第一步，3D技术打印生物肾、干细胞培养的生物肾以及将动物肾进行改造后移植给人等多种路径都有涉及。未来随着肾脏替代技术的发展，这些新型人工肾最终或将用于临床改变肾衰竭患者的人生。

03  走在最前端的可穿戴人工肾

目前全球主要有四个方向的新型人工肾研究，即可穿戴人工肾；混合生物材料和3D打印材料的可植入人工肾；干细胞培养的纯生物植入式人工肾；以及将猪肾进行改造，移植给人。其中，离临床最近的，当属可穿戴人工肾。

AWAK人工肾是一款重量很轻、内含特殊吸附剂的新型腹膜透析装置。与传统腹膜透析相比，它不需要依赖大量的透析液体，患者背着它可以随意走动。2021年3月WAK3.0的穿戴式人工肾获批美国专利，WAK3.0仅重0.9公斤，体积更小，可像腰带一样佩戴。它可以模拟肾脏，24小时持续稳定地清除患者体内的毒素和水分，不影响患者日常活动。

此外还有一种植入式人工肾IAKs，其是一种结合了硅纳米技术和人工培养生物肾小管上皮细胞的模拟人工肾，重量只有约0.5公斤。目前也已植入动物体内进行实验，还需进一步观察硅纳米膜材料与人体的生物相容性，验证其清除废物、净化血液的效能。

目前，计算机、通信技术和互联网技术的飞速发展，各种智慧化的血液透析系统的研发成功和推广应用，已经使家庭透析进入远程智能化时代，患者在家中就可以安全地完成治疗，时间更自由。希望便携式人工肾能早日走入普通患者中，未来可期！