第589章 生物人工肾
第589章生物人工肾
“这就是生物人工肾？”
卫康伸出戴着橡胶手套的左手，拿起一个梨子大小的圆柱体，放在手中仔细端详着。
这东西外壳似乎是一层柔性金属，散发着柔和的银白色光泽，手掌隔着橡胶能感受到一股淡淡的凉意，但没有什么坚硬的感觉。
顶端牢牢连着一根粗大的胶管，末端的两个出口，同样也连接着管子，不过却是一大一小两根细一点的管子。
“没错，这就是可以代替肾脏功能，净化血液，将血液中的代谢废物，形成尿液排出体外的人工肾。”
丁冕站在旁边，脸上浮现出一层淡淡的光辉，那是自信的光芒，他侃侃而谈道。
“一直以来，要治愈终末期肾病，就只有肾脏移植这一种方案，而肾源短缺问题，向来都非常严重。”
“随着医学技术的发展，肾移植由人-人同种移植进展到了临床级别的猪-人异种肾脏移植。”
“效果虽然还可以，世界上第一例猪-人肾脏移植患者，术后20分钟就成功产生了尿液，移植的猪肾脏也在体内存活了74小时，没有出现急性排斥反应。”
“患者后来因为大出血而死亡，但无论怎么说，都给异种移植打开了一扇大门。”
“当然，这样的解决办法也有着不小的隐患，中长期的排异反应还无法预估。”
“因此，科学家不死心地将目光转向了人工肾。”
“血液透析仪能够缓解尿毒症危机，替代肾脏的功能，但也有价格昂贵，感染，凝血，扎针痛苦，便利性差等诸多不便，如果人工肾研发成功，必然能解决这些难题。”
“说起人工肾，我们就要先了解一下肾脏的基本功能。”
“人体的肾脏有200万肾小球和肾小管细胞，承担着代谢的重任，前者过滤血液，拦截特定分子，形成筛选功能，后者拥有重吸收功能，能够再次吸收水和电解质，形成最终的尿液。”
“我们的人工肾就模拟了肾小球和肾小管的功能，达到跟肾脏一样的效果。”
“它上面的管子与动脉相连，动脉血流入人工肾内，首先经过‘血液过滤器’，也就是人工肾小球，里面有专门设计的有孔纳米过滤膜，可以允许特定的分子通过，拦截其他都拦截下来。”
“过滤后的血液，继续通过生物反应器，里面的硅胶膜上有培养出来的活体肾小管细胞，以及一些其他成分，可以模拟肾小管的‘重吸收’功能。”
“最后，下面的两根管子，粗一点的连接静脉血管，将健康的血液再输送回去，另一根细一点的管子则连接膀胱，将充满代谢废物的尿液排出体外。”
“这一整套设备，能够完全代替肾脏的功能。”
“它最大的亮点就在于，过滤机制是完全模仿人体的肾脏工作模式，因此效率很高，这么大小的一个人工肾，24小时下来，能够形成800毫升左右的尿液，这个效率已经很接近真正的肾脏了。”
“您手上的这个人工肾，每分钟能接收300毫升的血液输入，90%都会被血液过滤器过滤掉，形成30毫升的原尿，最后经过重吸收功能过滤，成为尿液的只有0.6毫升左右。”
“当然，这个人工肾目前是为动物实验打造的，所以做得小了点，如果要植入人体的话，会做得更大一点，更好地满足人体的需求。”
“这样的效率，比起目前尿毒症的主要治疗方式——血液透析，要高上许多，同时也方便许多。”
“患者每天做透析的话，要在透析机旁边呆上好几个小时，再加上排队等待时间，一天下来不剩多少时间了。大大制约了人身自由，很多事情都没法做，甚至连工作都不得不放弃。”
“而我们的人工肾，只要植入体内，就能代替肾脏，使患者恢复正常的生活，他们甚至连尿袋也不需要了。”
丁冕一口气说完这一大段话，露出了志得意满的笑容。
卫康笑道：“干得漂亮，你们当初是怎么想起搞这玩意的，我记得好像人工肾项目没有立项吧。所以是你们自己偷着搞的？”
丁冕脸色一变，连忙说道：“说起来，我们当时做人工肾，完全是一个意外。”
“它其实是人工膀胱项目的额外收获。”
“做人工膀胱的时候，因为过滤血液生成尿液，所以我做了一套模拟泌尿系统，不过一直都没办法解决重吸收的问题，导致尿液过滤不彻底，里面有血液残留。”
“后来利用干细胞培养了一批肾小管细胞，又加了点料，增强了吸收功能，才解决这个问题。”
“完事后太兴奋了，也没想着先给项目立项，直接就找了条狗，做了个成品放进去。”
“结果实验成功了，狗在切除一个肾以后，体内的人工肾同样行使起了肾脏的功能，泌尿功能没有任何衰减。”
“这意味着一种无血泵，可自行调节水盐平衡，可植入的通用型植入式生物人工肾的出现，并已经在动物模型中取得了成果。”
说到这里，丁冕挠了挠头发，憨憨一笑道。
“呵呵，我们也是这时候才知道，居然歪打正着，把人工肾做出来了。”
卫康面露惊讶之色，忍不住赞叹道。
“没想到人工膀胱项目还能顺便孵化一个人工肾，真是无心插柳柳成荫啊。”
“你们真的很棒，三清有伱们这样的科学家，我感到深深的自豪。”
他看着手上盈盈一握的人工肾，突然发现好像缺了点什么。
“这设备就只有三根管子吗？没有其他外接的东西了？电源线什么的都没有吗？”
丁冕微笑着摇了摇头：“没有，它是物理和化学的完美结晶，充满了简洁之美，没有任何多余的东西。”
卫康疑惑道：“你刚才说里面只有血液过滤器和生物反应器，那动力源在哪呢？整个设备由什么来驱动呢？电能？生物能？还是其他？”
丁冕摆了摆手，笑着解释道。
“我们利用了人体正常的血压差作为血流过滤的动力来源，这样就不需要使用血液泵，大大减少了体积，也不需要额外的能量，所以能够植入人体，并且在体内长期工作。”
卫康点点头，又看了一眼旁边沉默不语的薛珅，不由大感欣慰。
“你们两个能联手开发新项目，我非常高兴。”
“这个人工肾里面用到的过滤膜，还有利用血压差作为动力源，都是物理方面的功能，八成就是薛珅的手笔了吧。”
丁冕连连点头，对小伙伴不吝夸奖。
“没错，全靠薛哥出力，这项目才能这么顺利。”
“薛哥开发了一种纳米级的硅孔膜，跟肾小球细胞十分相似，可以阻止大分子通过，允许小分子通过。”
“还有生物反应器里的硅胶膜，有利于肾小管细胞保持活性，到了关键性的作用。”
“除此之外，实验过程中用到的很多数据，他也从物理的角度给出了很多优化意见，帮助很大。”
卫康正要点头，忽然又想起了一个问题，问道。
“我知道人体的肾脏细胞属于永久性细胞，代偿能力特别强，受损也可以自发进行修复，但是如果彻底坏了，就无法恢复了，这也导致了尿毒症的发生。”
“而这个生物反应器，里面的生物反应器，主要成分都是肾小管细胞，听起来是不错，可是它都是人工培养的细胞，代偿能力肯定比不上真正的肾脏细胞，那难道不会死亡吗？”
“到了一定时间，这些细胞如果硬化坏死了，那怎么办？”
“所以是需要定期更换吗？还是怎样？”
“如果定期更换的话，那它的应用前景可能会比较有限，也算不上真正的植入式生物人工肾。”
丁冕听到这一连串问题，脸上的笑容顿时消失不见，脑袋也如同霜打的茄子一般，焉了下来。
他长长叹了口气，低声道：“卫总，确实有这个问题。我们虽然能够延长肾小管细胞的存活期限，但毕竟放在一个封闭的设备中，生物活性属实有限。”
“而且高强度使用的话，细胞自身也没办法进行代偿和修复。”
“时间一久，它肯定会失活，但是具体时间不好估计，要看使用情况。”
“我们做过测试，最低大概六个月后，肾小管细胞就会开始发生玻璃样变，无法完成既定的功能。”
“这种情况下，只有更换生物反应器，才能继续使用。”
“除此之外，还有一个设备维护的问题，时间久了，不但肾小管细胞会出问题，就连硅孔膜，在血透过程中也容易造成血栓，导致滤过功能下降。”
“人工肾虽然研究出来了，动物实验也成功了，但这两个问题也确实存在。”
“未来还需要长期实验，观察不良反应，以及植入后的长期预后。”
卫康笑了笑，说道：“无妨，既然发现了问题，也就有了一个努力的方向，我相信未来的某一天，你们一定能解决这个问题。”
他露出若有所思的神情，沉吟着说道。
“也许我们可以把它做成非植入式的人工肾，起码它非常轻巧，功能又很强大，可以替代大部分的肾脏功能。”
“患者可以像挂尿袋一样，把它挂在身上，这样每天都能排尿，而不是憋上两天再去做透析。要知道对于重度患者，可能多憋几个小时，就容易发生不测。”
“这东西也许可以把患者从透析机上解救下来，让他们能够过上正常的生活，再度拥有一丝体面。”
丁冕眼睛一亮，脱口而出道：“卫总，你说得对啊，我光想着一步到位去了。”
“这个人工肾，也许现在不能彻底解决病人的问题，但起码可以逐步改善他们的生活啊。”
“饭要一口一口吃，路也要一步一步走，先考虑解决问题，再想办法把问题解决得更漂亮。”
“不过您放心，我还是会和薛哥一起，继续努力，看看能不能把人工肾做成植入式的完成品吧。”
薛珅也赶紧拍着胸脯打包票。
“卫总您放心，做项目嘛，肯定都是阶段性成果，一步一步来，我们就先把非植入式人工肾做出来，然后再攻关植入式人工肾。”
卫康微微一笑，将手中的人工肾轻轻放在工作台上，在实验室内东张西望起来。
“那个植入人工肾的实验犬呢？带我去看看它怎么样了。”
“在另一个房间，我带您过去。”丁冕连忙说道。
三人来到另一个房间，里面一整面墙都是密密麻麻的笼子，关着各种实验动物。
卫康一眼就看到最下面一排笼子里的小狗。
小狗本来趴在笼子里，看到有人进来，立马站了起来，毛茸茸的脑袋使劲往外挤，发出呜呜的叫唤声。
丁冕讶然道：“今天狗看起来精神多了，看来前几天是刚做完手术，还在恢复期，现在已经完全康复了。”
他本来还有点担心，生怕老板看到一个病恹恹，有气没力的小狗，没想到短短一两天时间，小狗就恢复了活泼，顿时心中大定。
于是继续说道：“传统肾脏移植后，需要长期使用免疫抑制剂，但这只狗只吃了抗血小板药物，没有接受免疫抑制剂治疗。”
“跟肾衰的大型动物模型相比，人工肾可以显著改善狗的血容量，排出多余的体液。”
卫康走过去，轻抚狗头。
小狗伸出舌头舔着他的手，一双湿漉漉的大眼睛，看起来充满了灵性。
卫康查看了一下小狗身上的伤口，发现已经好得差不多了，外表看不出什么明显的痕迹。
轻轻按压，倒是能在腰腹部位感受到一点硬度。
只不过他不敢使劲，怕小狗吃痛，不一会就收回了双手。
“不错，看来我们的第一位患者状态很好，接下来就继续观察吧。”
“如果那两个问题一直不能解决的话，恐怕就只能再来一刀，把植入的人工肾从狗体内取出来，做成外置式人工肾了。”
卫康心里想着，顿时生出几分期待。
“等到进入临床，那些终末期肾病患者，就能彻底摆脱透析机，用上方便高效的人工肾了。”
“这样的场面，想想还有些激动呢。”
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卫康伸出戴着橡胶手套的左手，拿起一个梨子大小的圆柱体，放在手中仔细端详着。
这东西外壳似乎是一层柔性金属，散发着柔和的银白色光泽，手掌隔着橡胶能感受到一股淡淡的凉意，但没有什么坚硬的感觉。
顶端牢牢连着一根粗大的胶管，末端的两个出口，同样也连接着管子，不过却是一大一小两根细一点的管子。
“没错，这就是可以代替肾脏功能，净化血液，将血液中的代谢废物，形成尿液排出体外的人工肾。”
丁冕站在旁边，脸上浮现出一层淡淡的光辉，那是自信的光芒，他侃侃而谈道。
“一直以来，要治愈终末期肾病，就只有肾脏移植这一种方案，而肾源短缺问题，向来都非常严重。”
“随着医学技术的发展，肾移植由人-人同种移植进展到了临床级别的猪-人异种肾脏移植。”
“效果虽然还可以，世界上第一例猪-人肾脏移植患者，术后20分钟就成功产生了尿液，移植的猪肾脏也在体内存活了74小时，没有出现急性排斥反应。”
“患者后来因为大出血而死亡，但无论怎么说，都给异种移植打开了一扇大门。”
“当然，这样的解决办法也有着不小的隐患，中长期的排异反应还无法预估。”
“因此，科学家不死心地将目光转向了人工肾。”
“血液透析仪能够缓解尿毒症危机，替代肾脏的功能，但也有价格昂贵，感染，凝血，扎针痛苦，便利性差等诸多不便，如果人工肾研发成功，必然能解决这些难题。”
“说起人工肾，我们就要先了解一下肾脏的基本功能。”
“人体的肾脏有200万肾小球和肾小管细胞，承担着代谢的重任，前者过滤血液，拦截特定分子，形成筛选功能，后者拥有重吸收功能，能够再次吸收水和电解质，形成最终的尿液。”
“我们的人工肾就模拟了肾小球和肾小管的功能，达到跟肾脏一样的效果。”
“它上面的管子与动脉相连，动脉血流入人工肾内，首先经过‘血液过滤器’，也就是人工肾小球，里面有专门设计的有孔纳米过滤膜，可以允许特定的分子通过，拦截其他都拦截下来。”
“过滤后的血液，继续通过生物反应器，里面的硅胶膜上有培养出来的活体肾小管细胞，以及一些其他成分，可以模拟肾小管的‘重吸收’功能。”
“最后，下面的两根管子，粗一点的连接静脉血管，将健康的血液再输送回去，另一根细一点的管子则连接膀胱，将充满代谢废物的尿液排出体外。”
“这一整套设备，能够完全代替肾脏的功能。”
“它最大的亮点就在于，过滤机制是完全模仿人体的肾脏工作模式，因此效率很高，这么大小的一个人工肾，24小时下来，能够形成800毫升左右的尿液，这个效率已经很接近真正的肾脏了。”
“您手上的这个人工肾，每分钟能接收300毫升的血液输入，90%都会被血液过滤器过滤掉，形成30毫升的原尿，最后经过重吸收功能过滤，成为尿液的只有0.6毫升左右。”
“当然，这个人工肾目前是为动物实验打造的，所以做得小了点，如果要植入人体的话，会做得更大一点，更好地满足人体的需求。”
“这样的效率，比起目前尿毒症的主要治疗方式——血液透析，要高上许多，同时也方便许多。”
“患者每天做透析的话，要在透析机旁边呆上好几个小时，再加上排队等待时间，一天下来不剩多少时间了。大大制约了人身自由，很多事情都没法做，甚至连工作都不得不放弃。”
“而我们的人工肾，只要植入体内，就能代替肾脏，使患者恢复正常的生活，他们甚至连尿袋也不需要了。”
丁冕一口气说完这一大段话，露出了志得意满的笑容。
卫康笑道：“干得漂亮，你们当初是怎么想起搞这玩意的，我记得好像人工肾项目没有立项吧。所以是你们自己偷着搞的？”
丁冕脸色一变，连忙说道：“说起来，我们当时做人工肾，完全是一个意外。”
“它其实是人工膀胱项目的额外收获。”
“做人工膀胱的时候，因为过滤血液生成尿液，所以我做了一套模拟泌尿系统，不过一直都没办法解决重吸收的问题，导致尿液过滤不彻底，里面有血液残留。”
“后来利用干细胞培养了一批肾小管细胞，又加了点料，增强了吸收功能，才解决这个问题。”
“完事后太兴奋了，也没想着先给项目立项，直接就找了条狗，做了个成品放进去。”
“结果实验成功了，狗在切除一个肾以后，体内的人工肾同样行使起了肾脏的功能，泌尿功能没有任何衰减。”
“这意味着一种无血泵，可自行调节水盐平衡，可植入的通用型植入式生物人工肾的出现，并已经在动物模型中取得了成果。”
说到这里，丁冕挠了挠头发，憨憨一笑道。
“呵呵，我们也是这时候才知道，居然歪打正着，把人工肾做出来了。”
卫康面露惊讶之色，忍不住赞叹道。
“没想到人工膀胱项目还能顺便孵化一个人工肾，真是无心插柳柳成荫啊。”
“你们真的很棒，三清有伱们这样的科学家，我感到深深的自豪。”
他看着手上盈盈一握的人工肾，突然发现好像缺了点什么。
“这设备就只有三根管子吗？没有其他外接的东西了？电源线什么的都没有吗？”
丁冕微笑着摇了摇头：“没有，它是物理和化学的完美结晶，充满了简洁之美，没有任何多余的东西。”
卫康疑惑道：“你刚才说里面只有血液过滤器和生物反应器，那动力源在哪呢？整个设备由什么来驱动呢？电能？生物能？还是其他？”
丁冕摆了摆手，笑着解释道。
“我们利用了人体正常的血压差作为血流过滤的动力来源，这样就不需要使用血液泵，大大减少了体积，也不需要额外的能量，所以能够植入人体，并且在体内长期工作。”
卫康点点头，又看了一眼旁边沉默不语的薛珅，不由大感欣慰。
“你们两个能联手开发新项目，我非常高兴。”
“这个人工肾里面用到的过滤膜，还有利用血压差作为动力源，都是物理方面的功能，八成就是薛珅的手笔了吧。”
丁冕连连点头，对小伙伴不吝夸奖。
“没错，全靠薛哥出力，这项目才能这么顺利。”
“薛哥开发了一种纳米级的硅孔膜，跟肾小球细胞十分相似，可以阻止大分子通过，允许小分子通过。”
“还有生物反应器里的硅胶膜，有利于肾小管细胞保持活性，到了关键性的作用。”
“除此之外，实验过程中用到的很多数据，他也从物理的角度给出了很多优化意见，帮助很大。”
卫康正要点头，忽然又想起了一个问题，问道。
“我知道人体的肾脏细胞属于永久性细胞，代偿能力特别强，受损也可以自发进行修复，但是如果彻底坏了，就无法恢复了，这也导致了尿毒症的发生。”
“而这个生物反应器，里面的生物反应器，主要成分都是肾小管细胞，听起来是不错，可是它都是人工培养的细胞，代偿能力肯定比不上真正的肾脏细胞，那难道不会死亡吗？”
“到了一定时间，这些细胞如果硬化坏死了，那怎么办？”
“所以是需要定期更换吗？还是怎样？”
“如果定期更换的话，那它的应用前景可能会比较有限，也算不上真正的植入式生物人工肾。”
丁冕听到这一连串问题，脸上的笑容顿时消失不见，脑袋也如同霜打的茄子一般，焉了下来。
他长长叹了口气，低声道：“卫总，确实有这个问题。我们虽然能够延长肾小管细胞的存活期限，但毕竟放在一个封闭的设备中，生物活性属实有限。”
“而且高强度使用的话，细胞自身也没办法进行代偿和修复。”
“时间一久，它肯定会失活，但是具体时间不好估计，要看使用情况。”
“我们做过测试，最低大概六个月后，肾小管细胞就会开始发生玻璃样变，无法完成既定的功能。”
“这种情况下，只有更换生物反应器，才能继续使用。”
“除此之外，还有一个设备维护的问题，时间久了，不但肾小管细胞会出问题，就连硅孔膜，在血透过程中也容易造成血栓，导致滤过功能下降。”
“人工肾虽然研究出来了，动物实验也成功了，但这两个问题也确实存在。”
“未来还需要长期实验，观察不良反应，以及植入后的长期预后。”
卫康笑了笑，说道：“无妨，既然发现了问题，也就有了一个努力的方向，我相信未来的某一天，你们一定能解决这个问题。”
他露出若有所思的神情，沉吟着说道。
“也许我们可以把它做成非植入式的人工肾，起码它非常轻巧，功能又很强大，可以替代大部分的肾脏功能。”
“患者可以像挂尿袋一样，把它挂在身上，这样每天都能排尿，而不是憋上两天再去做透析。要知道对于重度患者，可能多憋几个小时，就容易发生不测。”
“这东西也许可以把患者从透析机上解救下来，让他们能够过上正常的生活，再度拥有一丝体面。”
丁冕眼睛一亮，脱口而出道：“卫总，你说得对啊，我光想着一步到位去了。”
“这个人工肾，也许现在不能彻底解决病人的问题，但起码可以逐步改善他们的生活啊。”
“饭要一口一口吃，路也要一步一步走，先考虑解决问题，再想办法把问题解决得更漂亮。”
“不过您放心，我还是会和薛哥一起，继续努力，看看能不能把人工肾做成植入式的完成品吧。”
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“卫总您放心，做项目嘛，肯定都是阶段性成果，一步一步来，我们就先把非植入式人工肾做出来，然后再攻关植入式人工肾。”
卫康微微一笑，将手中的人工肾轻轻放在工作台上，在实验室内东张西望起来。
“那个植入人工肾的实验犬呢？带我去看看它怎么样了。”
“在另一个房间，我带您过去。”丁冕连忙说道。
三人来到另一个房间，里面一整面墙都是密密麻麻的笼子，关着各种实验动物。
卫康一眼就看到最下面一排笼子里的小狗。
小狗本来趴在笼子里，看到有人进来，立马站了起来，毛茸茸的脑袋使劲往外挤，发出呜呜的叫唤声。
丁冕讶然道：“今天狗看起来精神多了，看来前几天是刚做完手术，还在恢复期，现在已经完全康复了。”
他本来还有点担心，生怕老板看到一个病恹恹，有气没力的小狗，没想到短短一两天时间，小狗就恢复了活泼，顿时心中大定。
于是继续说道：“传统肾脏移植后，需要长期使用免疫抑制剂，但这只狗只吃了抗血小板药物，没有接受免疫抑制剂治疗。”
“跟肾衰的大型动物模型相比，人工肾可以显著改善狗的血容量，排出多余的体液。”
卫康走过去，轻抚狗头。
小狗伸出舌头舔着他的手，一双湿漉漉的大眼睛，看起来充满了灵性。
卫康查看了一下小狗身上的伤口，发现已经好得差不多了，外表看不出什么明显的痕迹。
轻轻按压，倒是能在腰腹部位感受到一点硬度。
只不过他不敢使劲，怕小狗吃痛，不一会就收回了双手。
“不错，看来我们的第一位患者状态很好，接下来就继续观察吧。”
“如果那两个问题一直不能解决的话，恐怕就只能再来一刀，把植入的人工肾从狗体内取出来，做成外置式人工肾了。”
卫康心里想着，顿时生出几分期待。
“等到进入临床，那些终末期肾病患者，就能彻底摆脱透析机，用上方便高效的人工肾了。”
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