人工肾血液透析材料及应用

1、 人工肾人工肾 血液透析材料及其应用血液透析材料及其应用 SmilewqSmilewq20102010年年1212月月1313日日人工肾人工肾肾肾肾的功能肾的功能 分泌尿液分泌尿液 ，排出代谢，排出代谢废物、毒物、药物废物、毒物、药物 调节体内水和渗透压调节体内水和渗透压 调节电解质浓度调节电解质浓度 调节酸碱平衡调节酸碱平衡 内分泌功能内分泌功能肾单位肾单位 组成肾脏的结构和组成肾脏的结构和功能的功能的基本单位基本单位 每个肾脏有每个肾脏有一百多一百多万万个个肾单位肾单位 包括肾小体和肾小包括肾小体和肾小管管 肾小体由肾小球和肾小体由肾小球和肾小囊组成肾小囊组成肾小体肾小体纳米级微孔肾功能衰

2、竭和尿毒症发病率与治疗肾功能衰竭和尿毒症发病率与治疗l 全世界全世界 发病率：发病率：50-150人人/百万人口百万人口 治疗治疗 54万人使用人工肾，五年存活率超过万人使用人工肾，五年存活率超过85% 发达国家发达国家95%晚期肾衰患者进行透析治疗晚期肾衰患者进行透析治疗l 中国中国 发病率：发病率：100-200人人/百万人口百万人口 治疗治疗 1000家左右医院开展透析治疗家左右医院开展透析治疗 10-15%晚期肾衰患者进行透析治疗晚期肾衰患者进行透析治疗人工肾人工肾 人工肾是一种替代肾人工肾是一种替代肾脏功能的装置，通过脏功能的装置，通过透析、过滤、吸附、透析、过滤、吸附、膜分离膜分离

3、，清除血液中，清除血液中有害物质，纠正体内有害物质，纠正体内电解质与维持酸碱平电解质与维持酸碱平衡。主要用于治疗肾衡。主要用于治疗肾功能衰竭和尿毒症。功能衰竭和尿毒症。人工肾的发展历程人工肾的发展历程人工肾的工作机理人工肾的工作机理血液透析血液透析l清除体内代谢清除体内代谢废物，保持电废物，保持电解质和酸碱平解质和酸碱平衡衡l排除体内潴留排除体内潴留的水分的水分血液透析的原理血液透析的原理 扩散扩散所谓扩散，即溶质依赖膜两侧的浓度差，由高浓度侧向低浓度侧移动。 超滤超滤超滤又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。 对流对流溶质依赖水的跨膜移动称为对流。比扩散快得

4、多透析型人工肾机的组成透析型人工肾机的组成 透析液透析液供给系统供给系统 血液净化系统血液净化系统 透析器透析器 自动控制系统自动控制系统透析液透析液 有效成分：有钠、钾有效成分：有钠、钾、钙、镁、氯、醋酸、钙、镁、氯、醋酸盐及碳酸氢盐和葡萄盐及碳酸氢盐和葡萄糖。糖。 然而血液透析需要比然而血液透析需要比正常人饮用更大量的正常人饮用更大量的水。透析液是由浓缩水。透析液是由浓缩液与透析用水按一定液与透析用水按一定比例混合。比例混合。透析器透析器l 组成组成 支撑结构支撑结构 透析膜透析膜l 分类分类(根据构型根据构型) 平板型平板型 蟠管型蟠管型 中空纤维型中空纤维型 中空纤维型透析器中空纤维型

5、透析器中空纤维型透析器中空纤维型透析器 成千上万根成千上万根（8000-15000）薄壁中空纤维薄壁中空纤维 纤维内径纤维内径200um左右，壁厚左右，壁厚10um左右左右 膜透析面积约膜透析面积约1m2 中空纤维中空纤维型透析器型透析器中空纤维型透中空纤维型透析器是目前临析器是目前临床使用最多、床使用最多、效果最好的一效果最好的一类透析器。决类透析器。决定透析器性能定透析器性能最重要的部件最重要的部件是透析膜是透析膜血液流进血液流出透析液流出透析液流进树脂透析膜材料透析膜材料 未修饰的纤维素膜未修饰的纤维素膜：铜仿膜、双醋酸纤维素膜等 改良或再生纤维素膜改良或再生纤维素膜： 血仿膜、三醋酸纤

6、维素膜等 合成膜合成膜：聚砜膜、聚碳酸脂膜、聚酰胺膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜等聚醚砜中空纤维膜聚醚砜中空纤维膜优点优点l优异的优异的稳定性稳定性l疏松的结构疏松的结构l良好的生物相容性良好的生物相容性l较好的吸附能力较好的吸附能力中空纤维的膜分离过程中空纤维的膜分离过程中空纤维膜具有半透膜的性质，关闭由具有纳米到微米中空纤维膜具有半透膜的性质，关闭由具有纳米到微米级空隙的多孔构成，膜上的孔径能让谁、尿素等一些小级空隙的多孔构成，膜上的孔径能让谁、尿素等一些小分子通过而阻挡一些比较大的分子，如蛋白质等分子通过而阻挡一些比较大的分子，如蛋白质等东华人工肾东华人工肾 1974年研制我国第一台人工肾透析

7、器，年研制我国第一台人工肾透析器，1978年获年获得全国第一届科技大会奖，改产品在全国各大医得全国第一届科技大会奖，改产品在全国各大医院投入使用院投入使用 1988年年溶剂法纤维素中空纤维膜和人工肾的研溶剂法纤维素中空纤维膜和人工肾的研制制获得上海市优秀发明二等奖；获得上海市优秀发明二等奖；1990年国家发年国家发明三等奖明三等奖 1994年改性聚丙烯腈人工肾透析器。该成果经改年改性聚丙烯腈人工肾透析器。该成果经改进应用于腹水超滤浓缩器，进应用于腹水超滤浓缩器，2000年年1月获教育部科月获教育部科技发明三等奖技发明三等奖 东华大学第四型人工肾透析器采用东华大学第四型人工肾透析器采用共混聚醚砜

8、共混聚醚砜，其模拟实验已达到标准，目前正在进行转产工作其模拟实验已达到标准，目前正在进行转产工作透析膜的生物相容性透析膜的生物相容性理想的生物相容性膜理想的生物相容性膜 与人体血管内皮极为与人体血管内皮极为相近相近 是无毒性、无抗原性，是无毒性、无抗原性，无补体、白细胞和单无补体、白细胞和单核细胞激活及细胞因核细胞激活及细胞因子的释放子的释放 对凝血系统无影响对凝血系统无影响不相容性的生物学反应不相容性的生物学反应 激肽系统的激活激肽系统的激活 凝血物质产生凝血物质产生 组织胺释放和各种细组织胺释放和各种细胞因子的产生胞因子的产生 导致生物不相容性的因素导致生物不相容性的因素 透析液的成分和细

9、菌产物污染透析液的成分和细菌产物污染 复用方法复用方法 消毒剂种类消毒剂种类 透析器化学残留物透析器化学残留物 透析管路透析管路 血管通路等血管通路等血液透析的并发症血液透析的并发症 过敏反应过敏反应新透析器在短时间内产生的过新透析器在短时间内产生的过敏反应也叫首次使用综合征敏反应也叫首次使用综合征 低血氧症低血氧症原因是由于补体的激活释放多原因是由于补体的激活释放多种生物活性因子种生物活性因子 凝血纤溶异常凝血纤溶异常导致凝血导致凝血 免疫功能低下免疫功能低下 脂质代谢紊乱脂质代谢紊乱导致患者心脑血管事件发导致患者心脑血管事件发生的重要引因素之一生的重要引因素之一 透析性骨病透析性骨病淀粉样

10、骨病淀粉样骨病血液透析器的复用血液透析器的复用 改善透析膜的改善透析膜的生物生物相容性相容性 预防透析器预防透析器首次使首次使用综合症用综合症 节省医疗资源、节节省医疗资源、节省透析费用（省透析费用（复用5-20次） 减少医疗垃圾，保减少医疗垃圾，保护环境护环境透析器复用机透析器复用机透析器复用优点：透析器复用优点： 1、改善透析膜的生物相容性。生物相容性的改善使病人透析时感觉舒服，副作用小。2、预防透析器首次使用综合症。新生产的透析器采用环氧乙烷消毒，部分病人用新透析器治疗时发生过敏反应。透析器重复使用后，残留的环氧乙烷减少，环氧乙烷过敏反应也会降低。3、节省经费。复用5-20次，可将透析耗

11、材费用降低至一次性的1/10左右。4、有利于环保。制作透析器的材料属于不可降解的材料，大量丢弃的一次性透析器对我们生存的环境是极大的负担。透析器的复用透析器的复用益处益处 改善透析膜的生物相容性改善透析膜的生物相容性 预防透析器首次使用综合预防透析器首次使用综合症症 节省医疗资源、节省透析节省医疗资源、节省透析费用费用 减少医疗垃圾，保护环境减少医疗垃圾，保护环境风险风险 随着复用次数的增加，其随着复用次数的增加，其效能（尿素清除率等）及效能（尿素清除率等）及实际透析剂量会下降。实际透析剂量会下降。 增加的交叉感染危险增加的交叉感染危险人工肾研究的新进展人工肾研究的新进展 便携式人工肾便携式人

12、工肾 2007年年12月，英国卫报报道英国科学家发明了一种可穿月，英国卫报报道英国科学家发明了一种可穿戴的人工肾戴的人工肾http:/ 可植入人工肾可植入人工肾 2010年年9月，美国科学家宣称，全球第一个具有活组织肾月，美国科学家宣称，全球第一个具有活组织肾脏功能的可移植人工肾脏已成功问世。脏功能的可移植人工肾脏已成功问世。 http:/ 腹水透析器（白蛋白和酶的回收）腹水透析器（白蛋白和酶的回收） 人工肝脏、血液浓缩器人工肝脏、血液浓缩器 血液分离血液分离 降血脂用膜方法分离降血脂用膜方法分离 血液中癌细胞分离血液中癌细胞分离透析膜材料的未来发展方向透析膜材料的未来发展方向 传统透析膜的改进传统透析膜的改进如进一步改