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微芯片人工肾脏:由心脏供能靠血液运作,有望使患者摆脱透析
梅西 2016-02-19
导语

据美国范德堡大学最近消息,该校研究人员正在用微芯片滤膜和活的肾脏细胞创造一种可植入的人工肾脏,能将身体产生的废物过滤出去。

科技日报北京2月18日电 据美国范德堡大学最近消息,该校研究人员正在用微芯片滤膜和活的肾脏细胞创造一种可植入的人工肾脏,能将身体产生的废物过滤出去。这一技术或使肾病患者彻底摆脱透析。

该校医学中心肾病学家、医学副教授威廉姆·费塞尔说,他们正在创造一种生物混合设备,能模拟肾脏清除废物、盐和水,让病人不再需要透析。现在的目标是将设备做得足够小,可植入病人体内。

这一设备的关键是硅纳米技术微芯片,其工艺与计算机微电子行业中的芯片一样。这种芯片并不昂贵,却很精密,可作为理想的滤膜。目前团队正在设计膜上的小孔,按照每个孔的作用一个一个地设计。每个设备约包含15个芯片,层层叠起来。

图:费塞尔人工肾所使用的微芯片滤波器

微芯片的关键用途还不止过滤,它们还是活肾脏细胞安身的支架。研究人员把活肾脏细胞在微芯片滤膜上培养,让这些细胞能模仿肾脏的天生行为。肾脏细胞 能在实验室生长得很好,长成一种活细胞反应器:它们知道哪些化学物质“顽皮”,哪些“听话”,将身体所需的营养成分重新吸收,将身体不想要的废物丢弃。

这种设备的组织不会引起免疫反应,所以不会被身体排斥。费塞尔说,但它和器官移植不同,它不是适应免疫的匹配,而是天然地依靠病人血液运作。且它所需能量可完全由病人自己的心脏供给。

费塞尔指出,目前研究面临的挑战是如何让血液畅通无阻地通过设备。因为血液在动脉中是有节奏的,并非稳定地流动,要防止它们凝结或造成损害。范德堡 生物医学工程师阿曼达·巴克正在用流体力学模型改善设备通道的形状,让血液能畅流无阻。之后他们将3D打印出一个原型来,测试其中血流是否顺畅。

图:范德堡生物医学工程师阿曼达·巴克正用流体力学模型改善设备通道的形状

费塞尔说,很多需要透析的病人都渴望能加入将来的人体实验,目前已有一串长长的名单。人体实验有望2017年底开始。

消息链接:

VU Inside: Dr. William Fissell’s Artificial Kidney

(本文文字来源:科技日报)

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文章评论(1)
柏宝红[北京航空航天大学]

好熟悉的流体力学数值模拟

833天前 | 回复
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作者 梅西

本科生

北京工业大学

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  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
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