人工腎臟中透析膜材料的應(yīng)用及其發(fā)展

1、11/11HYPERLINK /讓昨天告訴今天：人工腎臟中透析膜材料的應(yīng)用與發(fā)展（2009年47期）發(fā)布者：ZhaiXCZBS發(fā)布時(shí)間：2009年11月25日來(lái)源：CRTER讓昨天告訴今天：人工腎臟中透析膜材料的應(yīng)用與發(fā)展中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù)學(xué)術(shù)部，遼寧省沈陽(yáng)市 110004關(guān)鍵詞: 透析膜；人工腎；血液透析；透析機(jī)doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.003血液透析示意圖1854年，蘇格蘭化學(xué)家Thomas Graham(1805/1869)利用牛的膀胱膜做為過(guò)濾分子的膜，第一次提出了透析的概念，被稱為現(xiàn)代透析之父。歷史學(xué)家稱最早的透析是在古羅馬皇帝

2、的浴池。在那里四周用大理石鑄造，池水沸騰充滿蒸汽，那些患尿毒癥的人們?cè)谠〕乩锿ㄟ^(guò)出汗和蒸氣浴使體內(nèi)的毒素和水分清除到池水中。在人們尋求有效的透析方法的過(guò)程中，由于毒素和水分地逐漸堆積，無(wú)數(shù)的尿毒癥患者死亡了。通常他們會(huì)靜悄悄地死在家里，有人稱之為“dropsy”（浮腫而死）。從1850年開(kāi)始，人們尋求清除毒素和水分的研究有了一定進(jìn)展。直到1854年，蘇格蘭化學(xué)家Thomas Graham發(fā)現(xiàn)涂有雞蛋清的羊皮紙?jiān)试S晶體物質(zhì)透過(guò)并彌散到血中，他利用牛的膀胱膜做為過(guò)濾分子的膜。他第一次提出晶體物質(zhì)通過(guò)半透膜彌散并開(kāi)創(chuàng)了滲透學(xué)說(shuō)，被稱為現(xiàn)代透析之父，歷史上第一種透析膜也自此而誕生。在以后的近一個(gè)世紀(jì)里

3、，科學(xué)家們遍尋可以作為半透膜使用的能夠過(guò)濾水分和毒素同時(shí)又不容易破壞的材料。煙絲和纖維素膜一直應(yīng)用到現(xiàn)在。血液透析原理示意圖1913年，美國(guó)的John Abel等設(shè)計(jì)了第一臺(tái)人工腎，用于動(dòng)物，用火棉膠制成管狀透析器，抗凝治療使用了水蛭素，一種從水蛭中提取的抗凝物。1913年，第一次世界大戰(zhàn)前不久，美國(guó)醫(yī)學(xué)家John Abel、Rowntree和Turener進(jìn)行了第一次血液透析的動(dòng)物試驗(yàn)，根據(jù)他們的設(shè)想，認(rèn)為可以用透析的方法從腎衰竭患者的血液中去除某些可彌散性的物質(zhì)，從而解除患者的中毒危象。他們用動(dòng)靜脈分別插管的方法，建立體外循環(huán)，用水蛭素抗凝劑，使血液經(jīng)過(guò)用火棉膠（珂羅玎膜 celloidi

4、n）制成的管狀透析器，將此管浸于水浴中為兔成功地做了2 h的透析。他們發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)及化學(xué)毒素可以從管中向外彌散，而大分子物質(zhì)如血細(xì)胞、蛋白質(zhì)等則不能通過(guò)珂羅玎膜，這一實(shí)驗(yàn)開(kāi)創(chuàng)了偉大的透析事業(yè)。挽救了千千萬(wàn)萬(wàn)患者的生命。可惜的是由于當(dāng)時(shí)透析器的制造技術(shù)和抗凝劑的不理想，使得這一工作受到了限制。直到1918年，美國(guó)醫(yī)學(xué)家hwell等發(fā)現(xiàn)肝素，但因制劑不純，使用受限。而水蛭素的不良反應(yīng)也很大，直到20世紀(jì)30年代才完成了肝素的提純。一次性血液透析器1923年德國(guó)的Georg Haas用火棉膠做成透析膜，以后發(fā)展為纖維素膜，銅仿膜和高分子合成膜。德國(guó)人Georg Haas首先把透析原理應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)，年

5、輕的Haas進(jìn)行大膽設(shè)想，1925年他用火棉膠做透析膜，用純化水蛭素抗凝，以狗做實(shí)驗(yàn)，獲得成功。1926年2月Haas首次對(duì)人體進(jìn)行了實(shí)踐。此后由于透析膜的材料及抗凝劑的問(wèn)題，血透的研究和運(yùn)用趨于沉寂，直到肝素的純化可供人體用及發(fā)明賽洛玢制成透析膜。1920年到1930年間，人們將纖維素溶于氫氧化鈉二硫化碳溶液中，再在酸浴中形成膜，這種再生纖維素膜稱為賽璐玢，是制造透析器的基本材料。由于醋酸纖維膜的發(fā)明、肝素的提純，為血液透析的現(xiàn)代化奠定了基礎(chǔ)。透析機(jī)之父威廉*考爾夫（Willem Kolff）1943年，被公認(rèn)為現(xiàn)代透析機(jī)之父、荷蘭Groningen大學(xué)的年輕醫(yī)生WilliamKolff制造

6、了第一個(gè)現(xiàn)代鼓膜透析機(jī)。1943年，被公認(rèn)為現(xiàn)代透析機(jī)之父、荷蘭Groningen大學(xué)的年輕醫(yī)生WilliamKolff，為了得到制造透析器必須的材料，冒著生命危險(xiǎn)偽造文書，他制造了第一個(gè)現(xiàn)代鼓膜透析機(jī)。在其后的10年里，這個(gè)技術(shù)一直被作為全球的臨床標(biāo)準(zhǔn)。Kloff的透析機(jī)非常簡(jiǎn)陋，他應(yīng)用的是一個(gè)巨大的木條制成的旋轉(zhuǎn)的鼓膜，纏繞了3040 m醋酸纖維素膜，然后放到一個(gè)巨大的透析液缸里。透析器復(fù)用機(jī)1945年，荷蘭的Willem Johan Kolff在極為困難的二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)鼓式人工腎，被稱為人工腎的先驅(qū)。與Willem Johan Kolff同一時(shí)期瑞典的Nils Alwall，

7、發(fā)明了采用正壓原理超濾水分的裝置，Alwall發(fā)表的臨床結(jié)果提示，他的正壓超濾裝置對(duì)于心衰、HTN患者取得了很好的療效。從此以后透析技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期通路方面，在透析治療開(kāi)始的早期，每次透析均穿刺動(dòng)靜脈，透析結(jié)束時(shí)再做血管結(jié)扎。當(dāng)時(shí)透析僅限于搶救急性腎功能衰竭和中毒患者。透析液配置機(jī)1960年美國(guó)醫(yī)生Scribner等建立了動(dòng)靜脈痰使得血液透析可用以治療終末期腎病，自那以來(lái),隨著生物工程技術(shù)、高分子化學(xué)的進(jìn)步,透析機(jī)、透析膜及透析技術(shù)的不斷發(fā)展以及對(duì)尿毒癥病理生理的深入了解，血液透析成為應(yīng)用最廣的腎臟替代治療。20世紀(jì)60年代，華盛頓的Georgetown大學(xué)醫(yī)院的George Schreiner醫(yī)生開(kāi)始為腎衰竭患者提供長(zhǎng)期的透析治療。另一方面，戰(zhàn)爭(zhēng)也使透析治療在20世紀(jì)50年代有了很大的發(fā)展。當(dāng)時(shí)，美國(guó)當(dāng)局參加了朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)，戰(zhàn)士的醫(yī)療問(wèn)題使美國(guó)官員大傷腦筋。很多士兵在身體主要器官受傷后常繼發(fā)腎功能衰竭，85%的人因此而致死，而戰(zhàn)爭(zhēng)的總體死亡率只有5%。為了解決這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)局要求在前線使用30 min的透析治療。結(jié)果證明透析治療大大降低了死亡率，這進(jìn)一步證明了新型透析機(jī)的效果。這次在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上的成功使透析治