人工肾血液透析材料及应用

相近
• 凝血物质产生
• 是无毒性、无抗原性， • 组织胺释放和各种细
无补体、白细胞和单
胞因子的产生
核细胞激活及细胞因
子的释放
• 对凝血系统无影响
血液透析的并发症
• 过敏反应——新透析器在短时间内产生的过 敏反应也叫首次使用综合征
• 低血氧症——原因是由于补体的激活释放多 种生物活性因子
• 凝血纤溶异常——导致凝血 • 免疫功能低下 • 脂质代谢紊乱——导致患者心脑血管事件发
中空纤维型透析器
中空纤维型透析器
• 成千上万根 （8000-15000） 薄壁中空纤维
• 纤维内径200um 左右，壁厚10um 左右
• 膜透析面积约 1m2
中空纤维 型透析器
中空纤维型透 析器是目前临 床使用最多、 效果最好的一 类透析器。决 定透析器性能 最重要的部件 是透析膜
血液流进
树脂 透析液流出
生的重要引因素之一
• 透析性骨病——淀粉样骨病
血液透析器的复用
• 改善透析膜的生物 相容性
• 预防透析器首次使 用综合症
• 节省医疗资源、节 省透析费用（复用 5-20次）
• 减少医疗垃圾，保 护环境
透析器复用机
人工肾研究的新进展
• 便携式人工肾
• 2007年12月，英国卫报报道英国科学家发明了一种可穿 戴的人工肾 http://v.youku.com/v_show/id_XMjAwOTUxMjA=.html
中空纤维膜具有半透膜的性质，关闭由具有纳米到微米 级空隙的多孔构成，膜上的孔径能让谁、尿素等一些小 分子通过而阻挡一些比较大的分子，如蛋白质等
东华人工肾
• 1974年研制我国第一台人工肾透析器，1978年获 得全国第一届科技大会奖，改产品在全国各大医 院投入使用
• 1988年《溶剂法纤维素中空纤维膜和人工肾的研 制》获得上海市优秀发明二等奖；1990年国家发 明三等奖
全世界
– 发病率：50-150人/百万人口 – 治疗
• 54万人使用人工肾，五年存活率超过85% • 发达国家95%晚期肾衰患者进行透析治疗
中国
– 发病率：100-200人/百万人口 – 治疗
• 1000家左右医院开展透析治疗 • 10-15%晚期肾衰患者进行透析治疗
人工肾
• 人工肾是一种替代肾 脏功能的装置，通过 透析、过滤、吸附、 膜分离，清除血液中 有害物质，纠正体内 电解质与维持酸碱平 衡。主要用于治疗肾 功能衰竭和尿毒症。
——透析器 • 自动控制系统
透析液
• 有效成分：有钠、钾 、钙、镁、氯、醋酸 盐及碳酸氢盐和葡萄 糖。
• 然而血液透析需要比 正常人饮用更大量的 水。透析液是由浓缩 液与透析用水按一定 比例混合。
透析器
组成 • 支撑结构 • 透析膜
分类(根据构型) • 平板型 • 蟠管型 • 中空纤维型
血液透析的原理
• 扩散——所谓扩散，即溶质 依赖膜两侧的浓度差，由高 浓度侧向低浓度侧移动。
• 超滤——超滤又称超过滤， 用于截留水中胶体大小的颗 粒，而水和低分子量溶质则 允许透过膜。
• 对流——溶质依赖水的跨膜 移动称为对流。比扩散快得 多
透析型人工肾机的组成
• 透析液供给系统 • 血液净化系统
透析液流进
血液流出
透析膜材料
• 未修饰的纤维素膜：
铜仿膜、双醋酸纤维素膜等
• 改良或再生纤维素膜：
血仿膜、三醋酸纤维素膜等
• 合成膜：
聚砜膜、聚碳酸脂膜、聚酰 胺膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈 膜等
聚醚砜中空纤维膜
优点
优异的稳定性 疏松的结构 良好的生物相容性 较好的吸附能力
中空纤维的膜分离过程
• 1994年改性聚丙烯腈人工肾透析器。该成果经改 进应用于腹水超滤浓缩器，2000年1月获教育部科 技发明三等奖
• 东华大学第四型人工肾透析器采用共混聚醚砜， 其模拟实验已达到标准，目前正在进行转产工作
透析膜的生物相容性
理想的生物相容性膜
不相容性的生物学反应
• 与人体血管内皮极为 • 激肽系统的激活
人工肾的发展历程
1913年， 第一台人 工肾，用 火棉胶制
成
1943年， 第一个现 代鼓膜透
析机
1946年， 第一台蟠
管型人工
肾,应ห้องสมุดไป่ตู้ 临床
1947年， 固定管型
透析器
1960年， 平板透析
器
1967年， 中空纤维
型透析器
人工肾的工作机理——血液透析
清除体内代谢 废物，保持电 解质和酸碱平 衡 排除体内潴留 的水分
• 可植入人工肾
• 2010年9月，美国科学家宣称，全球第一个具有活组织肾 脏功能的可移植人工肾脏已成功问世。
• http://v.youku.com/v_show/id_XMjA0NTk3Njg4.html
全球第一个可植入人工肾脏
去除血液毒素的数千 个极小的纳米级过滤 器 模仿真正肾脏代谢作用 和体液平衡作用的生物 反应器
肾
肾的功能
• 分泌尿液 ，排出代谢 废物、毒物、药物 • 调节体内水和渗透压 • 调节电解质浓度 • 调节酸碱平衡 • 内分泌功能
肾单位
• 组成肾脏的结构和 功能的基本单位
• 每个肾脏有一百多
万个肾单位
• 包括肾小体和肾小 管
• 肾小体由肾小球和 肾小囊组成
肾小体
纳米级微孔
肾功能衰竭和尿毒症发病率与治疗