人工腎

人工腎是目前臨床廣泛應用、療效顯著的一種人工器官。就慢性腎炎和晚期尿毒症的治療效果而言，其五年生存率已達70～80%，其中約有一半患者還能部分恢復勞動力。由於上述成就，人工腎的治療範圍逐步擴大，並進入免疫性疾病的治療領域，受到各方面的重視，成為人工器官研究最活躍的領域之一。

早在19世紀中葉，就有人設法用透析法除去血液中的尿素，因未找到合適的半透膜未獲成功。1913年Abel等用火棉膠膜製成管狀透析裝置進行動物透析實驗；1943年Kolf等首次將轉鼓型人工腎應用於臨床並獲得成功，開創了人工腎治療腎衰竭患者的歷史；1960年Kill研製平板型人工腎；1966年Steward研製空心纖維人工腎臨床應用成功。進入70年代以來，透析器向小型化方面發展。

近年來開發的新的人工腎技術主要包括血液濾過、血液灌流和腹膜透析。

人工腎

細胞膜和其他生物膜都有選擇透過性，即生物膜讓水分子自由通過，一些小分子也可以通過，而其他離子、小分子和大分子則不能通過。因為生物膜的這個特性，人體血液中一部分代謝終產物通過腎臟形成尿液而排出體外。在腎臟病變不能正常行使功能時，體內代謝的廢物或毒素不能及時排出而出現各種疾病，醫藥上用人工合成的膜材料—透析型人工腎代替病變腎臟行使功能。

血液透析俗稱“人工腎”，是用人工方法模仿人體腎小球的濾過作用，在體外循環中清除人體血液內過剩的含氮化合物、新陳代謝產物或逾量藥物等，調節水和電解質平衡的一種血液透析裝置。

透析原理：人工腎的核心部分是一種用高分子材料(稱為膜材料)製成的透析器，這種膜材料具有半通透特性，可代替腎小球實現其毛細血管壁的濾過功能，達到血液凈化的目的。如下圖：其中的膜性管道相當於腎小球，透析箱相當於腎小囊，加熱的溫度是37.5℃。人工腎是應用的膜分離技術原理，用半透膜將引出人體外的血液與專門配製的透析液隔開，由於血液和透析液所含溶質濃度的不同及其所形成的滲透濃度差，使包含代謝產物的溶質(如尿素、肌肝、尿酸、以及廢物硫酸鹽、酚和過剩離子Na、K、Cl)在濃度梯度的驅動下，從濃度高的血液一側，通過半透膜向濃度低的透析液一側移動(稱為彌散作用)；而水分子則從滲透濃度低的一側向濃度高的一側轉移(稱為滲透作用)，最終實現動態平衡，達到清除人體代謝廢物和糾正水、電解質和酸鹼平衡的治療目的。

透析過程（見上圖）：透析開始時，將血液從患者臂部或腿部的血管通路導入動脈管道、去泡器（血泵），到達透析器。患者的血液在膜性管道中向一側流動，透析液在膜性管道外向相反方向流動。血液和透析液藉助於透析器內的半透膜進行逆流交換，交換后的透析液進入廢液槽被棄去，而被“凈化”的血液經過去泡器、靜脈管道從靜脈血管通路重新輸入患者體內，以達到“清洗”的目的。由於在半透膜兩側的血液和透析液具有不同的濃度，濃度高的一側的溶質可向低的一側移動，且膜內外物質移動的速度與其濃度差成正比。如尿毒症時的毒素，僅存在於膜內血液中，不存在於透析液中。透析開始階段，濃度差最大，透析速度也最快，隨著血中尿毒素濃度的下降，透析後期，尿毒素向膜外移動的速度也漸緩慢。透析液中各種電解質的濃度應與正常血液中電解質的含量相仿，這樣才可使血中缺乏的得到補充，多餘的則向膜外移動。但是，希望較快從血中移除的物質(如鉀)，則可在透析液中保持一較低濃度；希望每次透析得到稍稍補充的物質(如鈣)，則可使透析液中鈣的濃度略高於血中的遊離鈣值。一般為了防止某些鹽類等有用的物質隨著廢物離開血液，透析液中的酸鹼度和滲透壓應與血液中的基本相同。在血液透析過程中為防止血液在透析器等體外管道中凝集，臨床常用肝素做抗凝劑，肝素靜脈注射后5分鐘可產生全身抗凝作用，4～6小時排盡。

適應症：急性腎功能衰竭、慢性腎功能衰竭、急性藥物毒物中毒。

現在臨床上使用的人工腎是一種透析治療設備。透析療法包括血液透析、血液濾過、血液灌流和腹膜透析，是分別應用血液透析機、血濾機、血液灌流器和腹膜透析管對病人進行治療的技術。

血液透析俗稱“人工腎”，即將血液與透析液分置於一人工合成的半透膜兩側，利用各自不同的濃度和滲透壓互相進行擴散和滲透的治療方法。血液透析可將患者體內多餘水及代謝廢物排出體外，並從透析液中吸收機體缺乏的電解質及鹼基，以達到糾正水電解質及酸鹼平衡的目的。

經過人們長期的研究和臨床應用，人工腎的技術主要包括血液透析、血液濾過、血液灌流和腹膜透析。

⑴血液透析：歷史最久、應用最多的一種方法。主要是通過兩個途徑來完成其人工腎的替代功能：通過半透膜的彌散作用清除代謝產物；利用超濾壓及滲透壓將水分從血液排除。由於該方法安全、易行，可應用於絕大部分的腎衰患者。 ⑵血液濾過：在血液透析基礎上發展起來的一種透析方法。基本原理為：通過增加透析器內血液的壓力，使血漿中的水分、小分子物質及部分中分子物質排除，再輸入置換液。由於這種方法更接近腎臟功能，透析效果也比單純血液透析要好。 ⑶血漿置換、免疫吸附、血液灌流：血漿置換：將人體血液引出體外，將血漿分離，再將血細胞和相應置換液混合后回輸體內。免疫吸附：由血漿置換髮展來的一種技術，是通過吸附原理去除血循環中的致病物質，從而達到治療目的。其過程是使血漿通過一根含有配體的吸附柱，吸附掉致病物質。血液灌流：與免疫吸附相似，通過吸附罐內的吸附劑吸附毒物、藥物及其代謝產物，以達到治療目的。

⑷腹膜透析：利用腹膜作為半透膜，通過向腹腔內注入透析液，藉助腹膜兩側的毛細血管內血漿及腹膜腔內的透析液中的溶質濃度差和滲透壓差，通過彌散及滲透清除機體代謝廢物和過多的水分。隨著腹膜透析技術水平的不斷提高，現在越來越多的慢性腎衰病人採取腹膜透析的方法進行治療。

人工腎（血液透析系統）主要由四部分組成：血液透析機、透析器、透析液、水處理裝置。

● 血液透析機：血透機的主要功能是維持體外循環、超濾脫水、製備透析液並提供給透析器、生理監測等。

●透析器：經過透析器濾膜進行物質交換，血液中的代謝產物通過擴散和對流的原理經過透析器膜進入透析液，機體所需要的物質經過透析器膜進入血液。

●透析液：糾正透析患者電解質和酸鹼平衡紊亂，沖走從血液中濾過出來的代謝物。

●水處理裝置（連續性血液透析系統一般沒有水處理裝置)：製備高純度水供給血透機配製透析液。

人工腎是治療急、慢性腎功能衰竭和某些急性藥物、毒物中毒的有效方法，其適應症有以下幾方面： (1)急性腎功能衰竭：①無尿或少尿2天(48h)以上，伴有高血壓、水中毒、肺水腫、腦水腫之一者；②高鉀血症；⑤代謝性酸中毒，糾正無效。

(2)慢性腎功能衰竭，並伴有下列情況者：①出現心力衰竭或尿毒症性心包炎；②難以控制的高磷血症，臨床及X線檢查發現軟組織鈣化；③嚴重的電解質紊亂或代謝性酸中毒；④明顯的水鈉瀦留；⑤嚴重的尿毒症癥狀。 (3)急性藥物或毒物中毒：毒物能夠通過透析膜而被析出且毒物劑量不大與毒物作用速度不太快的可進行透析，應爭取在服毒后8～16小時以內進行，以下情況應行緊急透析：①經常規方法處理后，病情仍惡化，如出現昏迷，反射遲鈍或消失，呼吸暫停，難治性低血壓等；②已知進入體內的毒物或測知血液中毒物濃度已達致死劑量；③正常排泄毒物的臟器因有原發疾病或已受毒物損害而功能明顯減退；④合併肺部或其他感染。 (4)其他：①難治性充血性心力衰竭和急性肺水腫的急救；②肝膽疾病，如肝功能衰竭、肝硬化頑固性腹水、完全性梗阻性黃疸患者的術前準備；③水電解質紊亂，如各種原因稀釋性低鈉血症與高鉀血症；④精神分裂症；⑤牛皮癬。

現在，血液凈化的治療理念和目標已由維持患者生命轉變為提高患者生活質量，促進其回歸社會。為達到這一目標，更要求血液凈化技術的進一步成熟。其中起到核心作用的血液透析膜，發展至今雖已有了長足的進步，但對於腎臟功能的替代仍是不完全的，也是非生理性的。這也就要求廣大科研工作者在開發新的膜材料和對已有膜材料進行改性等方面繼續努力，進一步提供更完全的腎替代治療，改善腎衰竭患者的遠期預后。