【发展战略】人工肾脏中透析膜材料的应用与发展
人工透析技术的原理与应用
人工透析技术的原理与应用人工透析技术是一种医学技术，用来替代肾脏功能不足的患者的肾脏状况。
目前，人工透析技术已成为处理肾衰竭的主要手段，许多人在人工透析的帮助下重获新生。
本文将从人工透析技术的原理、应用和技术发展趋势方面进行讲解。
一、人工透析技术的原理人工透析技术是通过一些机器设备取代运作失灵的肾脏，人工透析机设备由内酰胺纤维膜、肾素-血管紧张素系统、药物代谢功能等部分组成。
这一技术是利用人工膜（如内酰胺纤维膜）模拟肾脏的滤过过程，清除体内废物和多余水分，使得肾脏无法挽救的患者得以维持生命。
肾脏能够将血液过滤、清洗出过多的废物和液体，让干净的血液再流回身体。
而肾脏功能不足进行透析治疗时，人工透析机器通过引进体外的血流，从中过滤掉废物和多余的水分，并清除血液的残余物质，但是并不改变血液成分的一种技术手段。
目前主要的人工透析包括腹膜透析和血液透析。
其中腹膜透析是在腹膜腔中通过特殊的透析液进行废物的过滤和清除，血液透析是在血液循环系统中通过机器进行废物的过滤和清除。
另外，人工透析机设备还具有肾素-血管紧张素系统和药物代谢等部分功能。
肾素-血管紧张素系统是通过酶联反应，调节肾小球对冷浸透和水的吸收和释放；药物代谢是指透析过程中通过人工机器将人体摄入的一些药物进行清除。
二、人工透析技术的应用人工透析技术目前主要应用于治疗肾衰竭患者。
肾衰竭是由于肾脏功能衰竭，严重程度可以分为急性肾衰竭和慢性肾衰竭两种。
人工透析技术就是用来进行肾功能替代治疗的一种手段。
在人工透析治疗之前，患者需要评估患者的病情，包括评估肾脏病因、肾脏病扩散情况、肾脏功用不全的类型和病情的严重程度等因素。
综合评估之后，医生可决定使用哪种人工透析技术或者是否需要人工透析治疗。
一般情况下，肾功能不全患者会通过人工透析来清洁代谢废物、调整水分平衡和电解质平衡，以使患者免受进一步不良结果的痛苦，并让患者得到适当的治疗。
三、人工透析技术的发展趋势人工透析技术是一个不断发展创新的领域，目前有一些新兴技术和趋势。
人工透析技术的研究与发展
人工透析技术的研究与发展人工透析技术的研究与发展可以追溯到20世纪50年代，当时主要是血液透析技术。
随着时间的推移，透析器的设计逐渐改进，并引入了新的透析膜材料，以提高治疗效果。
此外，透析器的自动化程度不断提高，使得患者的治疗更加方便和舒适。
在透析器的发展方面，研究人员着重改善透析膜的材料和结构。
透析膜的性能直接影响透析效果和患者的生活质量。
新型透析膜的研发旨在提高透析效率和抗血凝性能，并减少对肾脏的刺激。
例如，高速透析膜能够更快地清除废物，减少治疗时间，同时减少心脑血管并发症的发生。
另外，研究人员还改善了透析膜的生物相容性，以减少对患者的刺激和不良反应。
此外，研究人员也在改进透析器的自动化技术。
自动透析设备能够根据患者的生理指标和个体需求，自动调整治疗参数，如透析液的流速和成分等。
这不仅提高了治疗效果，减少了人为操作的错误，还减轻了医护人员的工作负担。
在透析液的研究方面，目前透析液的配方主要是基于电解质和酸碱平衡，以及废物清除的需求。
然而，透析治疗是一项长期的、频繁的治疗，患者对透析液的生物兼容性的要求也越来越高。
因此，研究人员正努力研发具有抗氧化、抗炎和抗病原体活性的新型透析液，以减少透析过程中产生的炎症反应和感染风险。
未来，人工透析技术的研究与发展主要集中在以下几个方面：第一，生物材料的研究和开发。
新型透析膜的研发已成为当前的研究热点之一，研究人员致力于开发具有更好物理特性和生物相容性的新材料，以提高透析效果和减少治疗刺激。
第二，智能化和自动化技术的应用。
透析设备的智能化和自动化程度将会越来越高，以满足患者个性化的治疗需求，提高治疗效果，减轻医护人员的工作负担。
第三，基于基因和细胞的治疗方法的研发。
基因治疗和细胞治疗是目前研究的热点，在肾脏疾病治疗中也有很大的潜力。
未来，研究人员可能会开发基于基因和细胞的治疗方法，以实现肾脏功能的恢复和修复。
总而言之，人工透析技术的研究与发展不仅需要在透析器、透析液和透析方法等方面进行改进，还需要关注患者的个性化治疗和生活质量的提高。
医用高分子材料在人工肾脏上的应用
主要类型
血液透析型（HD） 血液滤过型（HF） 血液灌流型（HP） 腹膜透析型（PD）
人工肾治疗方法是治疗终末期肾病--尿毒症的一种方法。 人工肾治疗方法所使用的最重要的设备是‘人工肾’，人 工肾模拟了人体肾脏的功能。
人工肾的功能主要是使透析治疗安全而顺利的进行。 在发生异常时，它能在尚未危及病人安全之前，就能发出 报警通知操作人员，同时马上停止血泵转动或让透析液旁 路，中止透析治疗。
肾功能衰竭
• 肾功能衰竭是指肾脏因各种原因而失去其正常功 能后引起的疾病，根据发病的快、慢可分为急性 肾功能衰竭和慢性肾功能衰竭。
• 当肾功能衰竭时，急性和慢性肾功能衰竭均可导 致终末代谢产物和内源性毒性物质在体内潴留， 水、电解质、酸碱平衡紊乱以及内分泌功能失调， 从而引起一系列自体中毒症状，称为尿毒症。 （uremia）。
• 调节电解质浓度，肾脏是钠、钾、磷等矿物质的 主要调节中心。
• 调节机体酸碱平衡：机体代谢产生很多有机酸， 肾脏不仅可以通过尿液排泄这些有机酸，还可以 通过回吸收碱或碱性物质调节机体内环境中酸碱 平衡，使之处于一种稳定状态。
• 内分泌功能: 分泌促红细胞生成素，促进骨髓造 血, 促进钙质吸收，调节骨骼、血液中钙磷的代 谢，维持骨骼正常结构和功能,分泌肾素、前列腺 素，血管紧张素，调节血压和水盐代谢 。
血液透析型（HD）
概念：
透析是指溶质从半透膜的一侧透过膜至 另一侧的过程。血液透析指血液在体外流 经半透膜通过扩散和对流作用，从循环的 血液中去除水分和代谢废物这样一种治疗 方法。
扩散与对流
• 扩散：半透膜两侧液体各自所含溶质浓度梯度及 它所形成的不同渗透浓度，溶质从浓度高的一侧 通过半透膜向浓度低的一侧移动。
• C电导计 • H加热器 • SS泵速选择器 • UV紫外灯 • CA导管 • K浓缩液 • T温度计 • Vi进阀 • D葡萄糖 • P测压器 • TM记时器 • V0出阀 • DC滴管 • PF腹透液 • i流入 • W自来水 • DR排液 • PP比例泵 • d保留 • F滤器 • RO反渗透单元 • o流出
透析膜材料的应用进展_朱冬冬.caj
中国血液净化２０１４年４月第１３卷第４期ＣｈｉｎＪＢｌｏｏｄＰｕｒｉｆ，Ａｐｒｉｌ，２０１４，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１３・讲座与综述・透析膜材料的应用进展朱冬冬综述刘必成审校【摘要】血液透析（ＨＤ）是终末期肾脏病（ＥＳＲＤ）患者主要的治疗手段。
尽管近年来ＨＤ技术的迅速发展明显改善了ＥＳＲＤ患者的预后，但其患病率和病死率仍高出一般人群。
如何进一步改善透析质量，降低ＥＳＲＤ患者病死率仍是临床重要的课题。
透析膜材料是影响血液透析治疗效果的关键因素。
对透析膜进行不断的改进和完善，使其在结构和功能上更加符合临床需要，以减少透析治疗本身对患者的不良影响具有十分重要的临床意义。
本文对血液透析膜材料的分类、演变、结构及作用特点等予以简要综述。
【关键词】血液透析；透析膜；膜材料；改良的透析膜；生物相容性；人工肾中图分类号：Ｒ３１８．１６文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－４０９１．２０１４．０４．００９血液透析（ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ，ＨＤ）是将血液与透析液用半透膜隔开，通过物质交换清除代谢废物和积聚液体，以达到维持体液和酸碱平衡的重要治疗方法［１］。
目前ＨＤ已广泛应用于终末期肾脏病（ＥＳＲＤ）患者的维持性治疗［２－４］。
尽管近年来ＨＤ技术的迅速发展明显改善了ＥＳＲＤ患者的临床预后［４］，但其患病率和病死率仍高出一般人群，主要原因是与其不能完全替代正常肾脏功能有关［５］。
进一步改善透析质量，是降低ＥＳＲＤ患者病死率的关键途径。
透析膜作为ＨＤ治疗的核心部分，其性能不仅影响血液与透析液间的“运输”，决定着不同分子质量物质的膜间转运效率，而且影响机体的生物相容性反应［６，７］。
对透析膜进行不断的改进和完善，使其在结构和功能上更接近生理肾脏，一直是血液净化领域重要的研究方向。
既往大量研究主要集中于改善透析膜的生物相容性，血液相容性及膜的选择通透性［８，９］。
本文拟对近年来有关血液透析膜材料研究进展作简要综述。
人工肾脏中透析膜材料的应用及其发展(doc 7页)(正式版)
让昨天告诉今天：人工肾脏中透析膜材料的应用与发展（2009年47期）让昨天告诉今天：人工肾脏中透析膜材料的应用与发展《中国组织工程研究与临床康复》学术部，辽宁省沈阳市 110004关键词: 透析膜；人工肾；血液透析；透析机doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.003血液透析示意图1854年，苏格兰化学家Thomas Graham(1805/1869)利用牛的膀胱膜做为过滤分子的膜，第一次提出了透析的概念，被称为现代透析之父。
历史学家称最早的透析是在古罗马皇帝的浴池。
在那里四周用大理石铸造，池水沸腾充满蒸汽，那些患尿毒症的人们在浴池里通过出汗和蒸气浴使体内的毒素和水分清除到池水中。
在人们寻求有效的透析方法的过程中，由于毒素和水分地逐渐堆积，无数的尿毒症患者死亡了。
通常他们会静悄悄地死在家里，有人称之为“dropsy”（浮肿而死）。
从1850年开始，人们寻求清除毒素和水分的研究有了一定进展。
直到1854年，苏格兰化学家Thomas Graham发现涂有鸡蛋清的羊皮纸允许晶体物质透过并弥散到血中，他利用牛的膀胱膜做为过滤分子的膜。
他第一次提出晶体物质通过半透膜弥散并开创了渗透学说，被称为现代透析之父，历史上第一种透析膜也自此而诞生。
在以后的近一个世纪里，科学家们遍寻可以作为半透膜使用的能够过滤水分和毒素同时又不容易破坏的材料。
烟丝和纤维素膜一直应用到现在。
血液透析原理示意图1913年，美国的John Abel等设计了第一台人工肾，用于动物，用火棉胶制成管状透析器，抗凝治疗使用了水蛭素，一种从水蛭中提取的抗凝物。
1913年，第一次世界大战前不久，美国医学家John Abel、Rowntree和Turener进行了第一次血液透析的动物试验，根据他们的设想，认为可以用透析的方法从肾衰竭患者的血液中去除某些可弥散性的物质，从而解除患者的中毒危象。
他们用动静脉分别插管的方法，建立体外循环，用水蛭素抗凝剂，使血液经过用火棉胶（珂罗玎膜 celloidin）制成的管状透析器，将此管浸于水浴中为兔成功地做了2 h的透析。
高通透性透析膜技术的发展与应用
Conclusion 在2009-2010年加拿大两个省份的加入研究透析群体中发现, 显著的透后 血小板减低的症状与电子束射线消毒的透析器使用有关。
Mercedeh Kiaii et al JAMA 2011;306(15):1679
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百特的创新膜技术帮助临床达到更好的疗效
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三层不对称聚酰胺膜结构区别于其他一切膜结构
膜材料
中空纤维结构
膜结构
聚砜合成膜
海绵状不均一结构
聚砜膜（聚醚砜膜）可同时满足目前透析的多重需求1： 良好的生物相容性，拉丝工艺成熟 机械强度高，耐化学腐蚀 可使用所有常见的方法灭菌（如γ射线，β射线，EtO，蒸汽加热）
聚砜膜的缺点： 释放大量BPA（双酚A），存在致癌、生殖毒性、免疫毒性等安全性隐患； 成型延展性一般，故透析膜呈现出紧密的内部结构，阻碍毒素物质进出
增加单位面积纤维丝的个数，减小直径和 膜厚，改善血流分布
增加束装密度 改善血流与透析液接触面积
切割技术
优秀的切割工艺无被堵塞的中空纤维，能 够保障血液透析的充分性
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透析器的性能好坏主要取决于中空纤维
中空纤维
纤维丝的内 径和数量
纤维丝的膜 结构技术
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百特提供全套血液透析产品
无论是血液透析还是血液透析滤过疗法，透析器始终是溶 质清除的核心部分
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透析器的性能好坏主要取决于中空纤维
中空纤维
纤维丝的内 径和数量
血液透析膜的发展趋势
血液透析膜的发展趋势血液透析是一种通过人工代替肾脏进行血液过滤的治疗方法，可以帮助肾脏病患者排除体内废物和多余水分。
血液透析过程中，透析膜扮演了重要的角色，它是血液和透析液之间的介质，可有效地分离出废物和水分。
然而，传统透析膜存在许多问题，如透析剂量不足、不易清洗和细菌滋生等。
因此，近年来透析膜的研发和改良受到了广泛关注，下面将对血液透析膜的发展趋势进行分析。
薄膜技术薄膜技术是透析膜改良的重要途径，它在透析膜的制造中得到了广泛的应用。
利用薄膜技术，可以制造出极薄而均匀的透析膜，它的微孔大小和分布可控性更强，对于血液和透析液的过滤效果更加准确，减少了废物的残留和不必要的水分丢失。
除此之外，薄膜技术还能有效提高透析剂量，满足患者不同的治疗需求，使患者处于更理想的透析状态。
近年来，薄膜技术得到了广泛发展，表面改性以及多功能透析膜的研制目前已成为薄膜技术发展方向。
生物相容性传统的透析膜材料中含有较多的非天然性物质，使得透析过程中存在一定程度的生物相容性问题。
近年来，随着人们对生物相容性的重视，透析膜材料开始向更生物可降解性的方向发展。
研究表明，可以使用选择性可溶液方法制备具有生物活性的纳米膜，其中生物活性物质可促进透析过程中的细胞新生和修复。
同时，还可以研发新型的生物材料，如食品级聚合物和天然高分子材料等，以提高透析膜的生物相容性。
不难看出，生物相容性是透析膜的一个重要发展趋势，它将极大地改善患者透析过程中的身体反应和治疗效果。
纳米技术纳米技术是透析膜研发领域的另一个重要趋势。
通过纳米技术处理，透析膜的微孔大小和分布更加均匀，独特的纳米通道结构能够让特定的物质通过而过滤掉其他物质。
同时，纳米技术还可以降低膜的表面张力，使血液和透析液流动更加自由，提高透析效率。
纳米技术还可以制备出具有高通量、透析效果好和可快速清洗的纳米透析膜，为透析膜的应用提出了新的方向。
更为重要的是，纳米透析膜的制造成本相对低廉，因而逐渐受到业界的关注和重视。
血液透析技术的发展及其应用前景
血液透析技术的发展及其应用前景随着现代医学科技的不断进步，各种疾病的治疗方法也不断更新，其中血液透析技术在肾脏疾病治疗方面起到了重要作用。
现在，许多人都了解到了血液透析技术，但还是有很多人不明白这项技术。
本文将为读者解读血液透析技术，深入探讨其发展及应用前景。
一、血液透析的定义血液透析是一种人工代替肾脏进行排泄、调节体液和酸碱平衡、调节电解质的一种治疗方式。
血液透析可以利用血液透析器，将患者的血液通过透析器进行过滤、分离，排除体内多余的水和含氮废物等有害物质，并通过电解质调节解决电解质失衡问题。
二、血液透析技术的发展历程随着医学技术的不断进步，血液透析技术也随之发展。
最早的透析技术出现在20世纪初期的欧洲，当时透析器的功能非常简单，只是单纯地利用膜的半透过性过滤血液，这种方法只能排出一部分体内废液，而无法阻止营养物质和其他有用物质的流失。
因此，这种技术治疗效果非常有限。
20世纪60年代，血液透析技术得到了重大改进。
透析器的结构得到了优化，增加了对营养物质和其他有用成分的保留功能。
同时，荷兰的医学教授Kolff使用了人工肾脏，也就是著名的“Kolff肾”，大大提高了血液透析技术的治疗效果。
20世纪70年代，血液透析技术再次得到改进，利用微型化等技术高度整合了治疗系统的各个部分。
1980年代以后，血液透析技术无人值守、自动化技术得到广泛应用。
三、血液透析技术的应用前景目前，全球透析患者数量逐年增加。
根据世界卫生组织的数据，全球肾脏疾病的发病率逐年上升，根据统计，有超过每10万人中有150例的人患有慢性肾脏疾病，其中很多患者需要依靠透析技术维持生命。
据了解，透析治疗的适应症主要包括：急性肾损伤、慢性肾功能不全、肾移植失败等。
在现代医学领域，透析技术早已成为一种重要的治疗方法，不仅仅用于肾脏疾病治疗。
随着透析技术的不断改进，它也逐渐被应用于衰老的预防、血液净化等方面。
同时，血液透析技术的普及也为创新型的医疗企业提供了市场机会，目前的透析设备和药品的公司已成为市场的核心之一。
透析膜技术在肾病治疗中的应用
透析膜技术在肾病治疗中的应用肾病是一种常见的慢性疾病，由于现在的生活节奏快、饮食不规律、压力大等因素的影响，使得患者数量不断增加。
并且，肾病如果不及时治疗，可能导致尿毒症等严重后果。
透析是一种常见的肾病治疗方法，而透析膜技术则是透析的重要部分，下面本文将为大家介绍透析膜技术在肾病治疗中的应用。
透析膜技术是一种分离科技，可以将废液（如血液）中的废物分离出来，从而达到排毒清除的目的。
透析是一种通过机器代替肾脏过滤废液的治疗方法，它完全可以帮助患者过滤出那些不能被肾脏过滤的废液和过多的水分。
透析膜技术则是透析过程中最重要的一步，它负责分离血液中的废物、毒素和水分，保证患者排出废物毒素的同时，不会损伤到健康组织。
透析膜技术的起源可以追溯到20世纪初期，当时科学家对膜过滤技术进行了深入研究，这一技术的应用范围不断扩大，包括水处理、食品加工、药品生产等方面。
而在透析膜技术的研究中，科学家从最早的纯膜技术，到现在的超滤、透析、纳滤、气体渗透等多种技术，成功地解决了透析过程中出现的各种问题。
透析膜技术在肾病治疗中的应用，则是这一技术在医疗领域中最重要的应用之一。
透析膜技术可以从血液中分离出废物和过多的水分，促进患者身体的清除作用，并避免因饮食、药物等原因而导致的过多废物、毒素在身体内堆积。
透析膜技术还可以减轻肾脏的负担，预防肾脏进一步损伤，从而保证患者的身体健康。
在透析膜技术的研究与实践过程中，科学家们面临着多种技术难题。
其中，尽管透析膜技术可以分离血液中的废物，但是它同时也会过滤掉一些健康组织，导致身体的营养物质减少。
此外，透析膜技术也容易导致各种并发症，如营养不足、感染等。
为了改善这些问题，科学家们进行了多方面的研究和实践，尝试使用不同的透析膜材料、提高透析膜分离效率、改善透析膜操作等等，成功地提高了透析膜技术的治疗效果，并减轻患者的痛苦。
总之，透析膜技术在肾病治疗中的应用，是医学领域中的一个重要技术。
通过透析膜技术的运用，可以有效地分离血液中的废物与过多的水分，促进患者身体的清除作用，保证身体健康，同时避免更进一步的肾脏损伤。
血液透析膜的发展趋势
血液透析膜是一种医用膜的种类，它被广泛应用于肾衰竭治疗中。
在血液透析过程中，患者的血液经过一定的处理流程，通过透析膜过滤掉体内多余的水分、电解质和代谢产物，并将洁净的血液返回到患者体内。
随着近年来医疗技术的不断发展，血液透析膜的性能和质量也得到了显著的提高。
下面将对血液透析膜的发展趋势进行分析。
一、仿生材料的应用仿生材料是模仿自然材料的生物材料。
大多数仿生材料具有良好的生物相容性和生物降解性，可以有效减少人体对材料的排斥反应。
在血液透析膜的制造中，仿生材料被广泛应用。
这种材料的应用为血液透析膜带来了良好的渗透性和稳定性，大大提高了透析效果和治疗效果。
同时，仿生材料的应用还可以有效减少透析过程中的细胞和血浆蛋白吸附，有利于维护透析膜的清洁和无菌。
二、纳米技术的应用纳米技术是一项新兴的技术，主要研究物质的特性和表现的方法。
在血液透析膜制造中，纳米技术被广泛应用于材料表面的改性和处理。
利用纳米技术可以将材料的表面变得更为平滑，从而减少细胞和蛋白质的吸附。
同时，纳米技术还可以通过制造纳米级孔隙结构来增强透析膜的性能和稳定性，提高透析效果和治疗效果。
三、智能化设计的应用智能化设计是指利用现代科技手段，将智能化技术融合到产品设计中，从而实现产品的智能化控制和自动化操作。
在血液透析膜制造中，智能化设计可以帮助透析膜更加精准地控制透析流量和透析效果。
同时，智能化设计也可以有效降低透析过程中的失误率和医疗风险，提高透析过程的安全性和稳定性。
四、微纳加工技术的应用微纳加工技术是指利用先进的微纳加工技术，对材料的结构和形态进行微观调控的技术。
在血液透析膜制造中，微纳加工技术可以用于制造透析膜的细孔结构和精细化表面纹理。
这种工艺可以让透析膜的孔隙大小和形状更加均匀，从而提高透析效果和治疗效果。
综上所述，血液透析膜的发展趋势正朝着仿生材料、纳米技术、智能化设计和微纳加工技术等多方面的领域发展。
未来，随着科技手段的不断更新和发展，血液透析膜的性能和效果将会不断优化，为肾衰竭患者带来更好的治疗体验和疗效。
高分子材料在人工脏器上的应用
– 人工心脏瓣膜 – 人工肾 – 人工肝 – 人工心脏 – 人工皮肤
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1.人工心脏瓣膜
• 定义：人工心脏瓣膜是可植入心脏内代替心脏瓣膜 （主动脉瓣、肺动脉瓣、三尖瓣、二尖瓣），能使血 液单向流动，具有天然心脏瓣膜功能的人工器官。当 心脏瓣膜病变严重而不能用瓣膜分离手术或修补手术 恢复或改善瓣膜功能时，则须采用人工心脏瓣膜置换 术。换瓣病例主要有风湿性心脏病、先天性心脏病、 马凡氏综合症等。
• Stentless Valves
– St. Jude Toronto SPV (Stentless Porcine Valve) – Medtronic Freestyle Stentless Aortic Valve – Tissuemed Stentless Pulmonary Valve
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美国国立心肺研究所在这方面做了开创性的工 作，他们发展了血液相容性高分子材料，以用于与 血液接触的人工器官制造，如人工心脏等。从70年 代始，高分子科学家和医学家积极开展合作研究， 使医用高分子材料快速发展起来。至80年代以来， 发达国家的医用高分子材料产业化速度加快，基本 形成了一个崭新的生物材料产业。
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• 由此看来，随着人们对人工脏器的研究的不断深入以 及科学技术的发展，高分子材料在人工脏器上的应用 会越来越广泛，人工脏器的成本会大大的降低，也会 有越来越多的病人得到救治的机会。这也是人类研究 人工脏器的最终目的。就目前而言，就有许多高分子 材料得以在人工脏器上应用。
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二、应用高分子材料的人工脏器
• Porcine Valves
– Hancock Porcine Valve – Carpentier-Edwards Porcine Valve – Tissuemed Stented Porcine Valve
人工肾的发展与应用
人工肾的发展与应用蔡东江;曾强生【摘要】本文对人工肾的定义、原理、应用范畴、发展历程、发展现状和未来展望等进行阐述和分析.并指出人工肾的未来将朝仿生肾的方向发展.【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2010(025)010【总页数】3页(P41-42,59)【关键词】人工肾;仿生肾;血液净化【作者】蔡东江;曾强生【作者单位】中山大学附属第五医院设备科,广东,珠海,519000;中山大学附属第五医院核医学科,广东,珠海,519000【正文语种】中文【中图分类】TH789%R459.51 人工肾的定义与原理血液透析机俗称“人工肾”，是一种能代替部分肾功能，清除血液中有害物质，纠正体内电解质与维持酸碱平衡的体外血液透析装置。
工作原理[11]：主要是根据半透膜原理，将患者血液与透析液引入透析器中，血液与透析液被透析器中的透析膜(半透膜)分隔在两侧，反方向流动，利用各自不同的浓度和渗透压互相进行扩散和渗透，血液内多余的有毒物质可向透析液中扩散，透析液中的有用离子物质向浓度高的一侧渗透，经过透析的血液回流进患者体内，循环往复，达到清除血液中的代谢废物和毒物，调节血液中水、电解质及酸碱平衡的目的，达到治疗效果。
由于在透析的过程中，透析液的渗透浓度接近或高于患者血浆中的渗透浓度，因此，有时需在透析液一侧增加负压，可有效地增加体内水分的排出，该过程为超滤作用。
血液透析主要通过超滤作用达到排除体内过多水分的目的。
在透析过程中，渗透、扩散、滤过和超滤等作用同时进行。
2 人工肾应用范畴的扩展人工肾主要用于急性肾功能衰竭及慢性肾功能衰竭治疗，特别是慢性肾功能衰竭，还可以用于急性中毒和其它一些疾病，如肝性昏迷、肝肾综合症、肝硬化、顽固腹水、高尿酸血症、高胆红素血症、严重水和电解质紊乱、酸碱失衡等使用常规疗法无效时，亦可考虑应用血液透析治疗。
随着新技术的发展和临床治疗的需要，血液透析的概念已演化为血液净化，治疗对象从最初单一肾脏病领域发展到临床各个科室。
新型人工肾脏在透析治疗中的应用研究
新型人工肾脏在透析治疗中的应用研究随着人工智能与生物医学的结合，新型人工肾脏技术正在逐渐成为肾脏病患者的福音。
人工肾脏（Artificial Kidney）是一种可以替代肾脏完成透析处理的设备，能够有效地维持肾功能，是目前肾脏透析治疗的最佳替代品之一。
本文将从结构和作用原理两个方面阐述当前新型人工肾脏在透析治疗中的应用研究的进展。
新型人工肾脏的结构新型人工肾脏主要由遗传学、生物化学、工程学等多个学科的知识构成，其结构十分复杂，包括人工肾脏机、高分子吸附器、活性炭、膜分离器等多个部分。
其中，人工肾脏机是整个设备的核心部分，通过机械执行、过滤、分离等多个步骤来模拟人体肾脏透析。
新型人工肾脏的作用原理新型人工肾脏的作用原理主要包括两个过程：吸附和膜分离。
吸附是指将人体内的代谢产物、毒素等有害物质附着在吸附器表面，去除它们，使人体毒素排泄量增大。
膜分离则是指内侧导管中透析液与外侧管中血液分离，通过膜分离器，透析液中的有益成分会通过膜进入血液循环系统，而体内有毒有害的成分则通过膜被清除。
当前新型人工肾脏的应用研究新型人工肾脏的应用研究已经取得了很大的进展，特别是在材料科学和工程学方面的进展更是突飞猛进。
目前，一些国际知名科研机构和生产企业正在和全球知名大学合作，进一步研发新一代人工肾脏，让其更加高效、安全、经济，同时具有个性化、智能化的特征。
未来展望新型人工肾脏在透析治疗中的应用具有良好的发展前景。
未来，新型人工肾脏将更加便携、可穿戴，并应用更广泛。
同时，新型人工肾脏的个性化、智能化、数字化特征将得到进一步加强，通过大数据和人工智能技术，对每位患者的身体状况进行更加准确、全面的监测和匹配，为肾脏透析治疗提供更加完善的支持。
总之，新型人工肾脏技术在透析治疗中的应用具有重大的临床意义，同时也为肾脏病患者的生命安全提供了强有力的保障。
我们有理由相信，在生物医学与人工智能双重驱动的推动下，新型人工肾脏技术必将不断得到完善，并在逐步取代传统透析治疗的过程中，为广大肾脏病患者带来更多福音。
人工肾脏的发展和应用现状
人工肾脏的发展和应用现状肾脏是人体重要的代谢器官，能够排出代谢废物和调节水、电解质平衡，如肾脏出现疾病或损伤，会导致严重的身体损失和健康问题。
因此，根据医学研究和技术发展的需求，人工肾脏逐渐成为科学家和医生们进行研究和应用的重要领域之一。
人工肾脏是模拟肾脏过滤、吸附和排泄的功能，以达到替代肾脏的作用。
早期的人工肾脏是通过血液透析和血液灌流的方式实现的，但这些技术存在着许多不足，如需要长时间的治疗、易感染和出血等副作用。
此外，血液透析和血液灌流也不能完全满足患者的需求，因为它们只能排除一部分废物和代谢产物，而不能满足患者的水、电解质和酸碱平衡需求。
随着生物技术和材料科学的发展，新一代的人工肾脏技术开始涌现。
其中最为重要的是“光声法肾脏”，它是基于多光子共振光声技术和微纳米流体技术的创新，可以将肾脏内的细胞和组织转化为声波信号，从而实现体外肾脏过滤功能。
与传统的人工肾脏相比，“光声法肾脏”具有更高的过滤速率、更高的代谢产物清除能力和更低的副作用风险，可以更好地达到替代肾脏的效果。
除此之外，人工肾脏还具有许多其他的技术和应用，比如细胞生物技术、纳米材料和仿生学技术等。
通过这些技术的应用，科学家们已经开发出了多种与肾脏有关的医疗设备，如人工肾脏、肾脏支持器和肾脏膜等。
与此同时，这些医疗设备也开始被广泛应用到肾脏疾病的治疗和康复之中，如急性肾衰、肾移植后的康复、结石等肾脏疾病。
总的来说，人工肾脏技术在肾脏疾病的治疗和康复中具有重要的应用前景和社会意义。
随着科技的不断进步和人们健康意识的提高，相信人工肾脏技术也将在未来得到更广泛的推广和应用。
透析膜材料的开发与应用
透析膜材料的开发与应用随着科技的不断发展和人们健康意识的提高，膜技术在分离、净化、浓缩等领域中得到越来越广泛的应用。
其中，透析膜材料是一种非常重要的材料，能够通过笔记交换使溶质分子和溶液分离，被广泛应用于生物医学和生物制药领域。
在本文中，我们将深入探讨膜透析材料的开发与应用。
一、透析膜材料的分类透析膜材料可以分为两种类型：应用于体外和体内透析。
应用于体外透析的透析膜功能主要是清除血液中毒素，常用于肾衰竭和肝疾病的治疗。
而应用于体内透析的透析膜则是通过植入透析器件和人体内部联系，将溶质、细胞及蛋白质分离出来。
体内透析领域的透析膜具有更高的精细度和准确性，被广泛用于肾脏疾病、骨髓瘤以及癌症治疗等。
透析膜还可以根据过滤分子的大小选择分为不同种类。
其中，微透析膜（Microdialysis membrane）主要用于排除小分子物质，如药物、代谢产物、离子等。
而超滤膜则能够排除较大的分子物质，如白蛋白、球蛋白、胆红素和葡萄糖等。
二、透析膜的性能要求透析膜在应用中需要具备多项性能，包括通透性、选择性、稳定性、抗菌性和成本效益。
具体来说，透析膜需要在保持流量的情况下过滤有害物质，同时不影响细胞、蛋白质和其他身体重要物质。
最为重要的是，透析膜需要满足高度的选择性，以便有效清除体内有害物质。
因此，透析膜的选择性必须非常高，通常是通过选择合适的多孔体积和孔径材料来实现。
此外，透析膜还需要保证充分的稳定性，以确保在长期使用中不会产生变形或退化。
在生产透析膜的过程中，还需要考虑成本和抗菌性。
目前市场上大多数透析膜都是由稳定的高分子材料制作而成，特别是聚甲基丙烯酸脂（PMMA）、聚丙烯、聚酸类材料（如聚酰亚胺、聚氨酯等）。
三、透析膜的开发及应用随着膜技术的不断发展，透析膜材料也逐渐发展为一种高性能、高灵敏的材料。
现在，市场上有许多已经开发了各种透析膜材料，例如超滤、微透析和透析器等。
同时，研究人员也在不断探索透析膜的新应用。
重大突破：人造肾即将投入实验，肾友或可远离透析，未来可期
重大突破：人造肾即将投入实验，肾友或可远离透析，未来可期尿毒症是肾脏病发展到终末期的结果，对尿毒症的治疗，为了及时排出血液中的毒素，避免造成生命危险，患者适当的时候要进行透析或者肾移植治疗。
透析主要是利用透析机来“代替”肾脏的工作，排出血液中的毒素及发挥调节体内水等物质平衡的作用，但透析的副作用是不仅把坏的东西排出体外，也会带着部分好的东西，且需要花费患者更多的时间和经历，因此有利有弊。
肾移植有两大难题，一是肾源，二是后期的排异问题。
等到肾源的时候对尿毒症期的患者是一种考验。
即使患上新的肾源，也不意味着疾病完全痊愈，还要注意肾脏的排异、感染等一系列问题。
“人造肾脏”的出现给肾病患者带来了一丝曙光。
近期据英国《每日邮报》报道，“人造肾脏”预计将在今年晚些时候开始进行首次人体试验，一旦成功，将在几年内投入使用，取代透析和移植技术，挽救人们的生命。
为了能够更好地治疗肾衰竭，造福人类，加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员在过去的20年中致力于研发人造肾脏。
人造肾脏是一种可以模仿人类肾脏功能的植入物，约为咖啡杯大小。
植入物本质上由两部分构成—过滤器，用于分离血液中的各种物质；“生物反应器”，用于将这些物质转移到血液或膀胱中，以便从体内取出。
这两部分置于一个耐磨盒中，外边覆盖由安全材料制成的薄膜，通过管道连接到附近的静脉和膀胱。
研究人员表示，他们将在近几个月内开始应用在人的身上，并有信心成功。
此前存在的血栓问题，研究人员在猪身上进行的实验显示已成功地得到了解决。
在人类应用时，也已经研发了两种预防血栓机制，通过改变血液在设备中的流动方式来防止这个问题的发生，并且在植入物上涂有防止血栓的涂层。
一旦准备工作全部完成，人造肾脏将以类似于肾移植手术的方式在全身麻醉下植入体内。
领导该项目的生物工程师舒沃罗伊教授表示，临床前的研究已大致完成，正在等待伦理委员会批准对患者进行首次安全性研究，该试验有望在2018年进行。
曼彻斯特大学NHS信托基金会肾脏专家桑迪普米特拉称赞该项目是“一个令人兴奋的进展”。
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让昨天告诉今天：人工肾脏中透析膜材料的应用与发展（2009年47期）
让昨天告诉今天：人工肾脏中透析膜材料的应用与发展
《中国组织工程研究与临床康复》学术部，辽宁省沈阳市 110004
关键词: 透析膜；人工肾；血液透析；透析机
doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.003
血液透析示意图
1854年，苏格兰化学家Thomas Graham(1805/1869)利用牛的膀胱膜做为过滤分子的膜，第一次提出了透析的概念，被称为现代透析之父。
历史学家称最早的透析是在古罗马皇帝的浴池。
在那里四周用大理石铸造，池水沸腾充满蒸汽，那些患尿毒症的人们在浴池里通过出汗和蒸气浴使体内的毒素和水分清除到池水中。
在人们寻求有效的透析方法的过程中，由于毒素和水分地逐渐堆积，无数的尿毒症患者死亡了。
通常他们会静悄悄地死在家里，有人称之为“dropsy”（浮肿而死）。
从1850年开始，人们寻求清除毒素和水分的研究有了一定进展。
直到1854年，苏格兰化学家Thomas Graham发现涂有鸡蛋清的羊皮纸允许晶体物质透过并弥散到血中，他利用牛的膀胱膜做为过滤分子的膜。
他第一次提出晶体物质通过半透膜弥散并开创了渗透学说，被称为现代透析之父，历史上第一种透析膜也自此而诞生。
在以后的近一个世纪里，科学家们遍寻可以作为半透膜使用的能够过滤水分和毒素同时又不容易破坏的材料。
烟丝和纤维素膜一直应用到现在。
血液透析原理示意图
1913年，美国的John Abel等设计了第一台人工肾，用于动物，用火棉胶制成管状透析器，抗凝治疗使用了水蛭素，一种从水蛭中提取的抗凝物。
1913年，第一次世界大战前不久，美国医学家John Abel、Rowntree和Turener进行了第一次血液透析的动物试验，根据他们的设想，认为可以用透析的方法从肾衰竭患者的血液中去除某些可弥散性的物质，从而解除患者的中毒危象。
他们用动静脉分别插管的方法，建立体外循环，用水蛭素抗凝剂，使血液经过用火棉胶（珂罗玎膜 celloidin）制成的管状透析器，将此管浸于水浴中为兔成功地做了2 h的透析。
他们发现电解质及化学毒素可以从管中向外弥散，而大分子物质如血细胞、蛋白质等则不能通过珂罗玎膜，这一实验开创了伟大的透析事业。
挽救了千千万万患者的生命。
可惜的是由于当时透析器的制造技术和抗凝剂的不理想，使得这一工作受到了限制。
直到1918年，美国医学家hwell等发现肝素，但因制剂不纯，使用受限。
而水蛭素的不良反应也很大，直到20世纪30年代才完成了肝素的提纯。
一次性血液透析器
1923年德国的Georg Haas用火棉胶做成透析膜，以后发展为纤维素膜，铜仿膜和高分子合成膜。
德国人Georg Haas首先把透析原理应用到临床医学，年轻的Haas进行大胆设想，1925年他用火棉胶做透析膜，用纯化水蛭素抗凝，以狗做实验，获得成功。
1926年2月Haas首次对人体进行了实践。
此后由于透析膜的材料及抗凝剂的问题，血透的研究和运用趋于沉寂，直到肝素的纯化可供人体用及发明赛洛玢制成透析膜。
1920年到1930年间，人们将纤维素溶于氢氧化钠二硫化碳溶液中，再在酸浴中形成膜，这种再生纤维素膜称为赛璐玢，是制造透析器的基本材料。
由于醋酸纤维膜的发明、肝素的提纯，为血液透析的现代化奠定了基础。
透析机之父威廉*考尔夫（Willem Kolff）
1943年，被公认为现代透析机之父、荷兰Groningen大学的年轻医生WilliamKolff 制造了第一个现代鼓膜透析机。
1943年，被公认为现代透析机之父、荷兰Groningen大学的年轻医生WilliamKolff，为了得到制造透析器必须的材料，冒着生命危险伪造文书，他制造了第一个现代鼓膜透析机。
在其后的10年里，这个技术一直被作为全球的临
床标准。
Kloff的透析机非常简陋，他应用的是一个巨大的木条制成的旋转的鼓膜，缠绕了30~40 m醋酸纤维素膜，然后放到一个巨大的透析液缸里。
透析器复用机
1945年，荷兰的Willem Johan Kolff在极为困难的二次世界大战时期，设计出转
鼓式人工肾，被称为人工肾的先驱。
与Willem Johan Kolff同一时期瑞典的Nils Alwall，发明了采用正压原理超滤水分的装置，Alwall发表的临床结果提示，他的正压超滤装置对于心衰、HTN患者
取得了很好的疗效。
从此以后透析技术进入快速发展时期通路方面，在透析治
疗开始的早期，每次透析均穿刺动静脉，透析结束时再做血管结扎。
当时透析
仅限于抢救急性肾功能衰竭和中毒患者。
透析液配置机
1960年美国医生Scribner等建立了动静脉痰使得血液透析可用以治疗终末期肾病，自那以来,随着生物工程技术、高分子化学的进步,透析机、透析膜及透析技术的不断发展以及对尿毒症病理生理的深入了解，血液透析成为应用最广的肾脏替代治疗。
20世纪60年代，华盛顿的Georgetown大学医院的George Schreiner医生开始为肾衰竭患者提供长期的透析治疗。
另一方面，战争也使透析治疗在20世纪50年代有了很大的发展。
当时，美国当局参加了朝鲜战争，战士的医疗问题使美国官员大伤脑筋。
很多士兵在身体主要器官受伤后常继发肾功能衰竭，85%的人因
此而致死，而战争的总体死亡率只有5%。
为了解决这个问题，当局要求在前线使用30 min的透析治疗。
结果证明透析治疗大大降低了死亡率，这进一步证明
了新型透析机的效果。
这次在朝鲜战场上的成功使透析治疗在和平年代得到了
广泛使用。
George Schreine医生的战地诊室成为第一个为慢性肾衰竭患者提供中心透析的地方。
他的动静脉分流装置使血液持续流出体外循环往复，使长时间透析成为可能。
纤维素膜的产生更促进了透析治疗在全世界开展。
血液透析原理。