【倍特專欄】新材料前景:未來當全球人工腎臟需求數(shù)量逐年增長的時候?
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根據(jù)相關(guān)媒體報道稱,總部位于東京的東麗工業(yè)公司因其抗血栓形成人工腎臟的開發(fā)和商業(yè)化而獲得了2022年著名的市村獎的優(yōu)秀成就。東麗表示,該公司利用其核心納米技術(shù)和計算化學能力,利用聚砜膜制造出了一種人工腎臟,這種人工腎臟提高了抗血栓形成的性能,符合透析治療的進展。這項技術(shù)有助于改善慢性和急性腎功能衰竭患者的生活質(zhì)量,同時減少醫(yī)療專業(yè)人員的工作量。市村工業(yè)杰出成就獎由市村新技術(shù)基金會管理,今年已是第54個年頭。該獎旨在獎勵通過日本技術(shù)為工業(yè)領(lǐng)域的進步做出貢獻的開發(fā)人員或團體。該基金會還為科學技術(shù)項目的研究和發(fā)展提供資助。
人工腎臟從腎病患者的血液中清除廢物。透析器將聚砜與親水的聚乙烯吡咯烷酮混合在一起,以達到抗血栓形成的特性。為了提高它們的性能,東麗在聚合物設(shè)計過程中采用了一種專有的假設(shè),重點研究吸附的水如何與聚合物相互作用的計算化學。這項研究發(fā)現(xiàn)了一種新的抗血栓形成的聚合物,它能比聚乙烯吡咯烷酮更好地抑制血小板的粘附。東麗接著開發(fā)了基于該技術(shù)的用于慢性和急性腎衰竭的人工腎,并將其商業(yè)化。該技術(shù)已被應(yīng)用于一些提高病人生活質(zhì)量和臨床效率的產(chǎn)品,包括Toraylight NV血液透析器、Toraylight HDF和Toraysulfone NV血液透析過濾器以及HEMOFEEL SNV,它能提供持續(xù)而溫和的血液過濾。
值得一提的是,人工腎臟前景廣闊,其原因就是根據(jù)世界頂級醫(yī)學期刊公布的全球慢性腎臟病流行病學報告顯示:全球慢性腎臟病患者人數(shù)達7億,估計2022年前后中國患病人數(shù)達1.5億。中國國家腎臟病醫(yī)療質(zhì)量控制中心數(shù)據(jù)顯示,中國透析患者數(shù)量早在6年前2016年就已接近80萬人,而且呈逐年增長趨勢。
如今各種關(guān)于“腎臟”關(guān)鍵詞的新技術(shù)也是五彩繽紛,例如最近幾年來科學家在研究新型人造生物腎的征途上已經(jīng)邁出了“萬里長征第一步”,3D技術(shù)打印生物腎、干細胞培養(yǎng)的生物腎以及將動物腎進行改造后移植給人等路徑都有科學家在進行實踐。隨著腎臟替代技術(shù)的發(fā)展,這些新型人工腎最終或?qū)⒂糜谂R床,讓為透析所困的患者重獲新生。
值得警示的是,雖然人工腎可以挽救生命,但也存在很多弊端。也有相關(guān)專業(yè)人士稱,全球有將近400萬人接受人工腎的替代治療,但由于透析相關(guān)并發(fā)癥多,死亡風險高,患者平均5年生存率只有50%左右。血液透析患者往往需每周往返醫(yī)院3-4次,每次透析耗時3-4小時,治療過程中患者需要躺在治療床上,通過特殊的管路與透析機連接。這種頻繁且被固定機器所束縛的治療模式,使患者的自由受限,嚴重影響了他們的正常生活。從能源和環(huán)保方面看,目前人工腎工作需要消耗大量的水和電。據(jù)統(tǒng)計,如果按每人每次血液透析4小時,透析液流速500毫升/分計算,每分鐘就需要用約1升的市政供水來準備透析液,4小時的透析需要消耗240升市政供水。此外,血液透析的電力消耗也非常大,每年全球血液透析估計消耗27.5億千瓦時電力。
根據(jù)了解,還聽說目前,還有一些研究人員正在開展將去細胞腎臟作為移植腎臟替代方案的實驗,去細胞化是指去除所有細胞材料,即去除了出現(xiàn)負面影響的免疫原,只保留腎臟的支架結(jié)構(gòu),包括基質(zhì)結(jié)構(gòu)和固有的生物連接,這樣動物腎臟也可以作為人體腎臟移植的潛在來源,在去細胞化后的支架結(jié)構(gòu)上重新植入一個祖細胞群,包括誘導多能干細胞、胚胎干細胞、骨髓來源的間充質(zhì)干細胞等,形成人體新的腎臟。盡管目前還存在很多困難,但隨著腎臟替代技術(shù)的發(fā)展,這些新型人工腎最終或?qū)⒂糜谂R床,讓為透析所困的患者重獲新生。
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