基于微芯片的”人工肾脏“——有望助肾病患者摆脱透析

  肾脏是个令人惊奇的脏器,每天24小时不停地工作,清洁血液,处理废物。每一天,这些位于脊柱两侧、肋骨下方,大豆形、拳头大小的器官,滤过150升血液产生12升尿液。移植是肾功能衰竭的最佳治疗方案,但对器官的需求量远远大于供应量。美国器官获取和移植网络说,有超过100000例患者在等待肾移植的名单上,但去年,只有17108例患者获得移植。

  据美国范德堡大学最近消息,该校研究人员正在用微芯片滤膜和活的肾脏细胞创造一种可植入的人工肾脏,能将身体产生的废物过滤出去。这一技术或使肾病患者彻底摆脱透析。

  这一设备的关键是硅纳米技术微芯片,其工艺与计算机微电子行业中的芯片一样。这种芯片并不昂贵,却很精密,可作为理想的滤膜。目前该校团队正在设计膜上的小孔,按照每个孔的作用一个一个地设计。每个设备约包含15个芯片,层层叠起来。

  “这种设备的组织不会引起免疫反应,所以不会被身体”,该校医学中心肾病学家、医学副教授威廉姆·费塞尔说,“它和不同,它不是适应免疫的匹配,而是天然地依靠病人血液运作。且它所需能量可完全由病人自己的心脏供给。”

  费塞尔指出,目前研究面临的挑战是如何让血液畅通无阻地通过设备。因为血液在动脉中是有节奏的,并非稳定地流动,要防止它们凝结或造成损害。范德堡生物医学工程师阿曼达·巴克正在用流体力学模型改善设备通道的形状,让血液能畅流无阻。之后他们将通过3D打印设备打印出一个原型来,测试其中血流是否顺畅。

  这个肾脏项目早在十多年前就已经开始。2003年,它获得了第一批来自美国国立卫生研究院(NIH)的财政拨款、最近美国国立卫生研究院(NIH)为费塞尔教授和他的研究伙伴提供了长达4年,高达600万美元的资助。

  2012年,食品和药品管理局(FDA)给予该项目快速通道审评——一种是用来促进和加速用于治疗严重疾病且有可能解决无法满足目前医疗需求药物的审评方式。费塞尔说,很多需要透析的病人都渴望能加入将来的人体实验,目前已有一串长长的名单。人体实验有望2017年底开始。

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