生物人工肾(1)
无论是急性肾(功能)衰竭，还是慢性。肾(功能)衰竭，都有可能发展到尿毒症。目前有效的常规治疗有两种，肾移植和血液透析。但前者因供体器官太少而极大受限，后者则因疗效并不太理想和花钱昂贵让人却步。难道就让生命凋零?
挽救50%病人的生命
急性肾衰竭一种严重炎性疾病，而且伴有多器官衰竭和全身炎症反应综合征。病人一般需要在重症监护病房(ICU)采用连续肾替代疗法，即血液透析，但是也有55%～70%的病人会死亡。不过，现在一种新的生物人工(造)肾脏为病人带来了新的希望。
美国马里兰大学的詹姆斯·图姆林和密执安大学的大卫·休姆斯等人在2008年2月13日的《美国肾病学会杂志》发表了“肾小管细胞治疗急性肾衰竭的效果和安全性”的研究文章。研究人员称，采用一种新型的人工肾脏，即肾小管辅助装置(RAD)，可以挽救50%的急性肾衰竭患者的生命。而且，这种人工肾脏可以在3天的较短时间内，让损坏的肾脏恢复正常的功能。
, 百拇医药
图姆林等人对美国的12个治疗中心的58名急性肾衰竭患者进行了多中心、随机、对照和开放性的Ⅱ期临床试验治疗。其中，18位患者只接受常规的连续透析，而40名患者接受常规透析的同时还接受72小时的人工肾脏(RAD)治疗。一个月之后，接受人工肾脏治疗的病人死亡率达33%，而接受常规透析治疗的对照组死亡率则达到61%。180天后，76.5%的接受常规透析治疗的病人已经死亡，但接受人工。肾脏治疗的病人死亡率只有46%。
尽管透析治疗能排除体内的废物，但是透析并不能担当正常肾小管细胞的重吸收、代谢、内分泌和免疫功能。这就需要有更先进的设备来模拟和完成肾小管的功能，所谓的人工肾就应运而生。其实人工肾脏就是一种改良的类似肾的血液滤过器，可以做持续性透析。它由常规的血滤器(透析器)构成，所不同的是它的内侧表面依附了单层的人体肾脏的。肾小管上皮细胞。这些。肾小管细胞是从捐赠的供体肾器官培养生长起来的，所以，它被称为生物人工肾脏。
由于生物人工肾比传统的血滤器多了一层肾小管上皮细胞，因而在做持续性透析时优于传统的血滤器。例如，可以让透析后的血液保留维持生命所需的电解质、无机盐、葡萄糖和水。而且生物人工肾还可以像肾小管细胞一样产生细胞因子，即免疫系统分子，因而能起到抗感染的免疫防病作用。但用传统的血滤器做透析却会把这些人体必需的电解质、无机盐、葡萄糖和免疫分子筛除掉，因而疗效有限。
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当然，生物人工肾不能像肾移植一样植入患者体内，只在体外做血液透析。
进化产生的最好过滤器——肾
肾脏对于人体的重要不仅仅在于排尿，而且还有水的重吸收和分泌出人体内的有害物质或毒素。重吸收是把有益于身体的物质从肾小管液中转运到血液中，而分泌是。肾小管上皮细胞本身产生的物质和血液中的物质转运至肾小管腔内，随尿液排出体外。
人的两个肾每天生成的肾小球滤过液达180升，但终尿仅为1.5升。这表明滤过液中约99%的水被。肾小管和集合管重吸收，只有约1%被排出体外。而且为人体所需的葡萄糖会全部被肾小管重吸收回血；钠、尿素则不同程度地被重吸收；肌酐、尿酸、氨等被肾小管分泌排出。
所有这些重吸收和分泌功能都是由肾的主要构成部分——肾小管和集合管来完成。肾小管是与肾小囊壁层相连的一条细长小管，由单层立方上皮细胞构成，可以分为三部分：近端小管，细段和远端(曲)小管。它们分别具有重吸收、尿浓缩和分泌的作用。
, 百拇医药
集合管是由肾皮质走向髓质锥体乳头孔的小管，它沿途与远曲小管连接，管壁由立方或柱状上皮细胞构成。过去认为集合管只有运输尿液的作用，但是现在发现，集合管也和远曲小管一样有重吸收和分泌的功能。
实际上肾脏的重吸收和分泌功能就是人体所必需的物质通过细胞的转运过程，而细胞转运物质有被动转运和主动转运两种形式。前者是体液中的溶质和水依赖电位差通过。肾小管上皮细胞的过程。其中，水的渗透压之差是水的转运动力。水从渗透压低的一侧通过细胞膜进入渗透压高一侧，也就是肾小管重吸收水的过程。
而主动转运是溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程，需要消耗能量，是靠三磷酸腺苷(ATP)提供能量来完成的。例如，钾离子的重吸收和氢离子(H+)的排出，都需要三磷酸腺苷供能。另外，许多物质的转运都与三磷酸腺苷的供能有关，例如肾小管液中的葡萄糖、氨基酸、有机酸和氯等物质的重吸收。
肾脏的重吸收功能不仅保证了人体必需物质和水的保存，而且能调节人体的酸碱平衡。例如，远曲小管和集合管的上皮细胞在代谢过程中不断地生成氨(NH3)，而NH3主要由谷氨酰胺脱氨而来。NH3 具有脂溶性，能通过细胞膜向肾小管液周围组织间液和小管液自由扩散。由于小管液的pH较低(H+浓度较高)，NH3 容易向小管液中扩散。于是分泌出的NH3 与小管液中的H+ 结合并生成NH4，小管液中NH3 浓度因而下降。NH3与H+ 结合并生成NH4一后，可进一步与小管液中的强酸盐(如NacL等)的负离子结合，生成酸性铵盐(NH4CL等)并随尿排出。而强酸盐的正离子(如Na+)则与H+ 交换而进入肾小管细胞，然后和细胞内HCO3-一起被转运回血。
, 百拇医药
所以，肾小管细胞分泌NH3而形成铵盐，也促进了排H+ +(排酸)，并增加了NaHCO3的重吸收，因而能有效维持人体的酸碱平衡。
人工肾脏的萌芽和历史
引起急性肾衰竭的一个重要原因是急性肾小管坏死。种种原因可以造成急性肾小管坏死，如急性肾缺血、急性肾毒性损害、血管内溶血以及某些感染。
胸、腹部大手术中或术后大量出血或输血，各种原因产生的休克与休克纠正后体外循环心脏复跳，同种。肾移植恢复肾血液循环和心脏复苏等都可以造成急性肾缺血；药物(庆大霉素等)、重金属(汞、镉等)、化学毒物(甲醇、甲苯乙烯二醇等)和生物毒物(毒蕈、蜂毒)等因素则可以造成急性肾毒性损害；不配型的异型输血、各, 百拇医药(古 力)
挽救50%病人的生命
急性肾衰竭一种严重炎性疾病，而且伴有多器官衰竭和全身炎症反应综合征。病人一般需要在重症监护病房(ICU)采用连续肾替代疗法，即血液透析，但是也有55%～70%的病人会死亡。不过，现在一种新的生物人工(造)肾脏为病人带来了新的希望。
美国马里兰大学的詹姆斯·图姆林和密执安大学的大卫·休姆斯等人在2008年2月13日的《美国肾病学会杂志》发表了“肾小管细胞治疗急性肾衰竭的效果和安全性”的研究文章。研究人员称，采用一种新型的人工肾脏，即肾小管辅助装置(RAD)，可以挽救50%的急性肾衰竭患者的生命。而且，这种人工肾脏可以在3天的较短时间内，让损坏的肾脏恢复正常的功能。
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图姆林等人对美国的12个治疗中心的58名急性肾衰竭患者进行了多中心、随机、对照和开放性的Ⅱ期临床试验治疗。其中，18位患者只接受常规的连续透析，而40名患者接受常规透析的同时还接受72小时的人工肾脏(RAD)治疗。一个月之后，接受人工肾脏治疗的病人死亡率达33%，而接受常规透析治疗的对照组死亡率则达到61%。180天后，76.5%的接受常规透析治疗的病人已经死亡，但接受人工。肾脏治疗的病人死亡率只有46%。
尽管透析治疗能排除体内的废物，但是透析并不能担当正常肾小管细胞的重吸收、代谢、内分泌和免疫功能。这就需要有更先进的设备来模拟和完成肾小管的功能，所谓的人工肾就应运而生。其实人工肾脏就是一种改良的类似肾的血液滤过器，可以做持续性透析。它由常规的血滤器(透析器)构成，所不同的是它的内侧表面依附了单层的人体肾脏的。肾小管上皮细胞。这些。肾小管细胞是从捐赠的供体肾器官培养生长起来的，所以，它被称为生物人工肾脏。
由于生物人工肾比传统的血滤器多了一层肾小管上皮细胞，因而在做持续性透析时优于传统的血滤器。例如，可以让透析后的血液保留维持生命所需的电解质、无机盐、葡萄糖和水。而且生物人工肾还可以像肾小管细胞一样产生细胞因子，即免疫系统分子，因而能起到抗感染的免疫防病作用。但用传统的血滤器做透析却会把这些人体必需的电解质、无机盐、葡萄糖和免疫分子筛除掉，因而疗效有限。
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当然，生物人工肾不能像肾移植一样植入患者体内，只在体外做血液透析。
进化产生的最好过滤器——肾
肾脏对于人体的重要不仅仅在于排尿，而且还有水的重吸收和分泌出人体内的有害物质或毒素。重吸收是把有益于身体的物质从肾小管液中转运到血液中，而分泌是。肾小管上皮细胞本身产生的物质和血液中的物质转运至肾小管腔内，随尿液排出体外。
人的两个肾每天生成的肾小球滤过液达180升，但终尿仅为1.5升。这表明滤过液中约99%的水被。肾小管和集合管重吸收，只有约1%被排出体外。而且为人体所需的葡萄糖会全部被肾小管重吸收回血；钠、尿素则不同程度地被重吸收；肌酐、尿酸、氨等被肾小管分泌排出。
所有这些重吸收和分泌功能都是由肾的主要构成部分——肾小管和集合管来完成。肾小管是与肾小囊壁层相连的一条细长小管，由单层立方上皮细胞构成，可以分为三部分：近端小管，细段和远端(曲)小管。它们分别具有重吸收、尿浓缩和分泌的作用。
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集合管是由肾皮质走向髓质锥体乳头孔的小管，它沿途与远曲小管连接，管壁由立方或柱状上皮细胞构成。过去认为集合管只有运输尿液的作用，但是现在发现，集合管也和远曲小管一样有重吸收和分泌的功能。
实际上肾脏的重吸收和分泌功能就是人体所必需的物质通过细胞的转运过程，而细胞转运物质有被动转运和主动转运两种形式。前者是体液中的溶质和水依赖电位差通过。肾小管上皮细胞的过程。其中，水的渗透压之差是水的转运动力。水从渗透压低的一侧通过细胞膜进入渗透压高一侧，也就是肾小管重吸收水的过程。
而主动转运是溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程，需要消耗能量，是靠三磷酸腺苷(ATP)提供能量来完成的。例如，钾离子的重吸收和氢离子(H+)的排出，都需要三磷酸腺苷供能。另外，许多物质的转运都与三磷酸腺苷的供能有关，例如肾小管液中的葡萄糖、氨基酸、有机酸和氯等物质的重吸收。
肾脏的重吸收功能不仅保证了人体必需物质和水的保存，而且能调节人体的酸碱平衡。例如，远曲小管和集合管的上皮细胞在代谢过程中不断地生成氨(NH3)，而NH3主要由谷氨酰胺脱氨而来。NH3 具有脂溶性，能通过细胞膜向肾小管液周围组织间液和小管液自由扩散。由于小管液的pH较低(H+浓度较高)，NH3 容易向小管液中扩散。于是分泌出的NH3 与小管液中的H+ 结合并生成NH4，小管液中NH3 浓度因而下降。NH3与H+ 结合并生成NH4一后，可进一步与小管液中的强酸盐(如NacL等)的负离子结合，生成酸性铵盐(NH4CL等)并随尿排出。而强酸盐的正离子(如Na+)则与H+ 交换而进入肾小管细胞，然后和细胞内HCO3-一起被转运回血。
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所以，肾小管细胞分泌NH3而形成铵盐，也促进了排H+ +(排酸)，并增加了NaHCO3的重吸收，因而能有效维持人体的酸碱平衡。
人工肾脏的萌芽和历史
引起急性肾衰竭的一个重要原因是急性肾小管坏死。种种原因可以造成急性肾小管坏死，如急性肾缺血、急性肾毒性损害、血管内溶血以及某些感染。
胸、腹部大手术中或术后大量出血或输血，各种原因产生的休克与休克纠正后体外循环心脏复跳，同种。肾移植恢复肾血液循环和心脏复苏等都可以造成急性肾缺血；药物(庆大霉素等)、重金属(汞、镉等)、化学毒物(甲醇、甲苯乙烯二醇等)和生物毒物(毒蕈、蜂毒)等因素则可以造成急性肾毒性损害；不配型的异型输血、各, 百拇医药(古 力)