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第五百九十章 生物人工腎

  “這就是生物人工腎?”

  衛康伸出戴著橡膠手套的左手,拿起一個梨子大小的圓柱體,放在手中仔細端詳著。

  這東西外殼似乎是一層柔性金屬,散發著柔和的銀白色光澤,手掌隔著橡膠能感受到一股淡淡的涼意,但沒有什么堅硬的感覺。

  頂端牢牢連著一根粗大的膠管,末端的兩個出口,同樣也連接著管子,不過卻是一大一小兩根細一點的管子。

  “沒錯,這就是可以代替腎臟功能,凈化血液,將血液中的代謝廢物,形成尿液排出體外的人工腎。”

  丁冕站在旁邊,臉上浮現出一層淡淡的光輝,那是自信的光芒,他侃侃而談道。

  “一直以來,要治愈終末期腎病,就只有腎臟移植這一種方案,而腎源短缺問題,向來都非常嚴重。”

  “隨著醫學技術的發展,腎移植由人人同種移植進展到了臨床級別的豬人異種腎臟移植。”

  “效果雖然還可以,世界上第一例豬人腎臟移植患者,術后20分鐘就成功產生了尿液,移植的豬腎臟也在體內存活了74小時,沒有出現急性排斥反應。”

  “患者后來因為大出血而死亡,但無論怎么說,都給異種移植打開了一扇大門。”

  “當然,這樣的解決辦法也有著不小的隱患,中長期的排異反應還無法預估。”

  “因此,科學家不死心地將目光轉向了人工腎。”

  “血液透析儀能夠緩解尿毒癥危機,替代腎臟的功能,但也有價格昂貴,感染,凝血,扎針痛苦,便利性差等諸多不便,如果人工腎研發成功,必然能解決這些難題。”

  “說起人工腎,我們就要先了解一下腎臟的基本功能。”

  “人體的腎臟有200萬腎小球和腎小管細胞,承擔著代謝的重任,前者過濾血液,攔截特定分子,形成篩選功能,后者擁有重吸收功能,能夠再次吸收水和電解質,形成最終的尿液。”

  “我們的人工腎就模擬了腎小球和腎小管的功能,達到跟腎臟一樣的效果。”

  “它上面的管子與動脈相連,動脈血流入人工腎內,首先經過‘血液過濾器’,也就是人工腎小球,里面有專門設計的有孔納米過濾膜,可以允許特定的分子通過,攔截其他都攔截下來。”

  “過濾后的血液,繼續通過生物反應器,里面的硅膠膜上有培養出來的活體腎小管細胞,以及一些其他成分,可以模擬腎小管的‘重吸收’功能。”

  “最后,送回去,另一根細一點的管子則連接膀胱,將充滿代謝廢物的尿液排出體外。”

  “這一整套設備,能夠完全代替腎臟的功能。”

  “它最大的亮點就在于,過濾機制是完全模仿人體的腎臟工作模式,因此效率很高,這么大小的一個人工腎,24小時下來,能夠形成800毫升左右的尿液,這個效率已經很接近真正的腎臟了。”

  “您手上的這個人工腎,每分鐘能接收300毫升的血液輸入,90都會被血液過濾器過濾掉,形成30毫升的原尿,最后經過重吸收功能過濾,成為尿液的只有0.6毫升左右。”

  “當然,這個人工腎目前是為動物實驗打造的,所以做得小了點,如果要植入人體的話,會做得更大一點,更好地滿足人體的需求。”

  “這樣的效率,比起目前尿毒癥的主要治療方式——血液透析,要高上許多,同時也方便許多。”

  “患者每天做透析的話,要在透析機旁邊呆上好幾個小時,再加上排隊等待時間,一天下來不剩多少時間了。大大制約了人身自由,很多事情都沒法做,甚至連工作都不得不放棄。”

  “而我們的人工腎,只要植入體內,就能代替腎臟,使患者恢復正常的生活,他們甚至連尿袋也不需要了。”

  丁冕一口氣說完這一大段話,露出了志得意滿的笑容。

  衛康笑道:“干得漂亮,你們當初是怎么想起搞這玩意的,我記得好像人工腎項目沒有立項吧。所以是你們自己偷著搞的?”

  丁冕臉色一變,連忙說道:“說起來,我們當時做人工腎,完全是一個意外。”

  “它其實是人工膀胱項目的額外收獲。”

  “做人工膀胱的時候,因為過濾血液生成尿液,所以我做了一套模擬泌尿系統,不過一直都沒辦法解決重吸收的問題,導致尿液過濾不徹底,里面有血液殘留。”

  “后來利用干細胞培養了一批腎小管細胞,又加了點料,增強了吸收功能,才解決這個問題。”

  “完事后太興奮了,也沒想著先給項目立項,直接就找了條狗,做了個成品放進去。”

  “結果實驗成功了,狗在切除一個腎以后,體內的人工腎同樣行使起了腎臟的功能,泌尿功能沒有任何衰減。”

  “這意味著一種無血泵,可自行調節水鹽平衡,可植入的通用型植入式生物人工腎的出現,并已經在動物模型中取得了成果。”

  說到這里,丁冕撓了撓頭發,憨憨一笑道。

  “呵呵,我們也是這時候才知道,居然歪打正著,把人工腎做出來了。”

  衛康面露驚訝之色,忍不住贊嘆道。

  “沒想到人工膀胱項目還能順便孵化一個人工腎,真是無心插柳柳成蔭啊。”

  “你們真的很棒,三清有伱們這樣的科學家,我感到深深的自豪。”

  他看著手上盈盈一握的人工腎,突然發現好像缺了點什么。

  “這設備就只有三根管子嗎?沒有其他外接的東西了?電源線什么的都沒有嗎?”

  丁冕微笑著搖了搖頭:“沒有,它是物理和化學的完美結晶,充滿了簡潔之美,沒有任何多余的東西。”

  衛康疑惑道:“你剛才說里面只有血液過濾器和生物反應器,那動力源在哪呢?整個設備由什么來驅動呢?電能?生物能?還是其他?”

  丁冕擺了擺手,笑著解釋道。

  “我們利用了人體正常的血壓差作為血流過濾的動力來源,這樣就不需要使用血液泵,大大減少了體積,也不需要額外的能量,所以能夠植入人體,并且在體內長期工作。”

  衛康點點頭,又看了一眼旁邊沉默不語的薛珅,不由大感欣慰。

  “你們兩個能聯手開發新項目,我非常高興。”

  “這個人工腎里面用到的過濾膜,還有利用血壓差作為動力源,都是物理方面的功能,八成就是薛珅的手筆了吧。”

  丁冕連連點頭,對小伙伴不吝夸獎。

  “沒錯,全靠薛哥出力,這項目才能這么順利。”

  “薛哥開發了一種納米級的硅孔膜,跟腎小球細胞十分相似,可以阻止大分子通過,允許小分子通過。”

  “還有生物反應器里的硅膠膜,有利于腎小管細胞保持活性,到了關鍵性的作用。”

  “除此之外,實驗過程中用到的很多數據,他也從物理的角度給出了很多優化意見,幫助很大。”

  衛康正要點頭,忽然又想起了一個問題,問道。

  “我知道人體的腎臟細胞屬于永久性細胞,代償能力特別強,受損也可以自發進行修復,但是如果徹底壞了,就無法恢復了,這也導致了尿毒癥的發生。”

  “而這個生物反應器,里面的生物反應器,主要成分都是腎小管細胞,聽起來是不錯,可是它都是人工培養的細胞,代償能力肯定比不上真正的腎臟細胞,那難道不會死亡嗎?”

  “到了一定時間,這些細胞如果硬化壞死了,那怎么辦?”

  “所以是需要定期更換嗎?還是怎樣?”

  “如果定期更換的話,那它的應用前景可能會比較有限,也算不上真正的植入式生物人工腎。”

  丁冕聽到這一連串問題,臉上的笑容頓時消失不見,腦袋也如同霜打的茄子一般,焉了下來。

  他長長嘆了口氣,低聲道:“衛總,確實有這個問題。我們雖然能夠延長腎小管細胞的存活期限,但畢竟放在一個封閉的設備中,生物活性屬實有限。”

  “而且高強度使用的話,細胞自身也沒辦法進行代償和修復。”

  “時間一久,它肯定會失活,但是具體時間不好估計,要看使用情況。”

  “我們做過測試,最低大概六個月后,腎小管細胞就會開始發生玻璃樣變,無法完成既定的功能。”

  “這種情況下,只有更換生物反應器,才能繼續使用。”

  “除此之外,還有一個設備維護的問題,時間久了,不但腎小管細胞會出問題,就連硅孔膜,在血透過程中也容易造成血栓,導致濾過功能下降。”

  “人工腎雖然研究出來了,動物實驗也成功了,但這兩個問題也確實存在。”

  “未來還需要長期實驗,觀察不良反應,以及植入后的長期預后。”

  衛康笑了笑,說道:“無妨,既然發現了問題,也就有了一個努力的方向,我相信未來的某一天,你們一定能解決這個問題。”

  他露出若有所思的神情,沉吟著說道。

  “也許我們可以把它做成非植入式的人工腎,起碼它非常輕巧,功能又很強大,可以替代大部分的腎臟功能。”

  “患者可以像掛尿袋一樣,把它掛在身上,這樣每天都能排尿,而不是憋上兩天再去做透析。要知道對于重度患者,可能多憋幾個小時,就容易發生不測。”

  “這東西也許可以把患者從透析機上解救下來,讓他們能夠過上正常的生活,再度擁有一絲體面。”

  丁冕眼睛一亮,脫口而出道:“衛總,你說得對啊,我光想著一步到位去了。”

  “這個人工腎,也許現在不能徹底解決病人的問題,但起碼可以逐步改善他們的生活啊。”

  “飯要一口一口吃,路也要一步一步走,先考慮解決問題,再想辦法把問題解決得更漂亮。”

  “不過您放心,我還是會和薛哥一起,繼續努力,看看能不能把人工腎做成植入式的完成品吧。”

  薛珅也趕緊拍著胸脯打包票。

  “衛總您放心,做項目嘛,肯定都是階段性成果,一步一步來,我們就先把非植入式人工腎做出來,然后再攻關植入式人工腎。”

  衛康微微一笑,將手中的人工腎輕輕放在工作臺上,在實驗室內東張西望起來。

  “那個植入人工腎的實驗犬呢?帶我去看看它怎么樣了。”

  “在另一個房間,我帶您過去。”丁冕連忙說道。

  三人來到另一個房間,里面一整面墻都是密密麻麻的籠子,關著各種實驗動物。

衛康一眼就看到最  小狗本來趴在籠子里,看到有人進來,立馬站了起來,毛茸茸的腦袋使勁往外擠,發出嗚嗚的叫喚聲。

  丁冕訝然道:“今天狗看起來精神多了,看來前幾天是剛做完手術,還在恢復期,現在已經完全康復了。”

  他本來還有點擔心,生怕老板看到一個病懨懨,有氣沒力的小狗,沒想到短短一兩天時間,小狗就恢復了活潑,頓時心中大定。

  于是繼續說道:“傳統腎臟移植后,需要長期使用免疫抑制劑,但這只狗只吃了抗血小板藥物,沒有接受免疫抑制劑治療。”

  “跟腎衰的大型動物模型相比,人工腎可以顯著改善狗的血容量,排出多余的體液。”

  衛康走過去,輕撫狗頭。

  小狗伸出舌頭舔著他的手,一雙濕漉漉的大眼睛,看起來充滿了靈性。

  衛康查看了一下小狗身上的傷口,發現已經好得差不多了,外表看不出什么明顯的痕跡。

  輕輕按壓,倒是能在腰腹部位感受到一點硬度。

  只不過他不敢使勁,怕小狗吃痛,不一會就收回了雙手。

  “不錯,看來我們的第一位患者狀態很好,接下來就繼續觀察吧。”

  “如果那兩個問題一直不能解決的話,恐怕就只能再來一刀,把植入的人工腎從狗體內取出來,做成外置式人工腎了。”

  衛康心里想著,頓時生出幾分期待。

  “等到進入臨床,那些終末期腎病患者,就能徹底擺脫透析機,用上方便高效的人工腎了。”

  “這樣的場面,想想還有些激動呢。”

  (本章完)

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