科学家开发的生物人工肾原型通过实验室测试 有望取代透析治疗

摘要:

肾衰竭患者需要定期透析,这是一种侵入性和具有潜在风险的治疗。但现在加州大学旧金山分校(UCSF)的研究人员已经成功地展示了一个可以植入的生物人工肾原型,并且不需要药物就能工作。

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肾脏在体内发挥着几种重要的功能,最主要的是过滤血液中的毒素和废物,但也能调节血压、电解质浓度和其他体液。

因此,当这些器官开始衰竭时,复制这些过程是很复杂的。患者通常从透析开始,但这很耗时,而且不是很舒服。一个较长期的解决方法是肾脏移植,这可以恢复较高的生活质量,但也有风险的副作用,即需要免疫抑制药物来防止排斥反应。

对于加州大学旧金山分校的肾脏项目,该团队开发了一种生物人工肾脏,可以植入病人体内,发挥真实的主要功能,但不需要免疫抑制药物或血液稀释剂,而这些药物也经常需要。

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该设备由两个主要部分组成。血液过滤器由硅半导体膜组成,可以去除血液中的废物。同时,生物反应器包含了工程化的肾小管细胞,它们调节水量、电解质平衡和其他代谢功能。这些膜还能保护这些细胞不被病人的免疫系统所攻击。

以前的测试已经让这些部分中的每一个独立工作,但这是该团队第一次测试它们在一个设备中串联工作。该生物人工肾连接到病人的两条主要动脉--一条将血液输送到体内过滤,另一条将过滤后的血液输送回体内--以及连接到膀胱,废物在那里以尿液形式沉积。

该团队现在已经进行了概念验证实验,表明生物人工肾脏仅在血压下工作,不需要泵或外部动力源。肾小管细胞在整个试验过程中存活并继续运作。

由于他们的努力,加州大学旧金山分校的研究人员现在已经获得了KidneyX公司的65万美元奖金,成为第一阶段人工肾脏奖的获奖者之一。

“我们的团队设计了人工肾脏,以可持续地支持人类肾脏细胞的培养,而不引起免疫反应,”该项目的首席研究员Shuvo Roy说。“现在我们已经证明了结合血液过滤器和生物反应器的可行性,我们可以专注于扩大技术规模,进行更严格的临床前测试,并最终进行临床试验。”

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