人工肾脏研究.ppt

小组成员：宋美慧 孙靖 师茎 石良 孙晨 石超  高分子材料在人工肾脏上的应用 人体肾的结构与功能 肾的功能 分泌尿液 ，排出代谢废物、毒物、药物 调节体内水和渗透压 调节电解质浓度 调节酸碱平衡 内分泌功能 肾单位 组成肾脏的结构和功能的基本单位 每个肾脏有一百多万个肾单位 包括肾小体和肾小管 肾小体由肾小球和肾小囊组成 肾小体 纳米级微孔 肾脏的基本结构就是肾单位，也是肾脏的核心部分，每个肾单位都由一个肾小球、肾小囊和肾小管组成。肾小球分别有一根小动脉和一根小静脉作为血液的流入和流出的通道，两者之间是网状的毛细血管（与肾小囊一起构成过滤器的滤网，又称“滤膜”）。血液流经肾小球的滤膜时，血液中的一部分物质和水份就会通过“滤膜”进入肾小管形成原始的尿液，原始的尿液在流经肾小管时，其中的一部份营养成分就会通过肾小管重吸收，其余部分则形成尿液排出体外。 肾脏的工作机理 肾脏的功能结构相当复杂，但可以把肾脏作一个很简单的比喻。即： 肾脏好比一个“过滤器”. 血液通过肾动脉流入肾脏，经肾脏的过滤作用，把血液中的有毒物质、代谢产物和多余的水分滤出，形成尿液排除体外，而经过净化的血液通过肾静脉回流至心脏。 不同物质通过肾小球滤膜的能力决定于被滤过物质的分子大小及其所带的电荷。 下表表示被滤过物质的分子量和有效半径对滤过的影响。一般来说，有效半径小于1.8nm的物质，如葡萄糖（分子量180）的有效半径为0.36nm，它可以被完全滤过。有效半径大于3.6nm的大分子物质，如血浆白蛋白（分子量约69000）则几乎完全不能滤过。有效半径介于葡萄糖和白蛋白之间的各种物质，随着有效半径的增加，它们被滤过的量逐渐降低。 物质的有效半径和肾小球滤过能力的关系 滤过能力的值为1.0，表示自由滤过， 0则不能滤过 以上事实提示，滤过膜上存在着大小不同的孔道，小分子物质很容易通过各种大小的孔道，而有效半径较大的物质只能通过较大的孔道。 用不同有效半径的中性右旋糖酐分子进行实验，也清楚地说明了被滤过物质的大小对滤过的影响（见下图）。有效半径小于1.8nm的中性右旋糖酐能自由通过滤过膜，有效半径大于3.6nm的右旋糖酐就完全不能通过。有效半径在1.8-3.6nm的右旋糖酐，其滤过量与有效半径成反比，即随着有效半径增大，滤过量就不断减少 。 不同的有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用 滤过能力的值为1.0，表示自由滤过， 0则不能滤过 肾功能衰竭是指肾脏因各种原因而失去其正常功能后引起的疾病，根据发病的快、慢可分为急性肾功能衰竭和慢性肾功能衰竭。 当肾功能衰竭时，急性和慢性肾功能衰竭均可导致终末代谢产物和内源性毒性物质在体内潴留，水、电解质、酸碱平衡紊乱以及内分泌功能失调，从而引起一系列自体中毒症状，称为尿毒症（uremia）。 肾功能衰竭 肾功能衰竭和尿毒症发病率与治疗 全世界 发病率：50-150人/百万人口 治疗 54万人使用人工肾，五年存活率超过85% 发达国家95%晚期肾衰患者进行透析治疗 中国 发病率：100-200人/百万人口 治疗 1000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 人工肾的工作机理 人工肾发展历史 19 世纪中叶，苏格兰化学家格莱姆（Thomas Graham）发现“透析”现象。1912 年11 月阿贝尔(John Abell) 通过实验发现了火棉胶膜具有半透膜的功能，该发现为透析技术在医学上的应用奠定了理论基础，同时用火棉胶膜设计了简单透析器，命名为“人工肾” 1943 年，荷兰27 岁的医生考尔夫（Kolff）与工程师玻克（Berk），用塞璐芬膜代替火棉胶，共同研制出世界上第一台转鼓式人工肾，被后人称为“KOLFF 人工肾” 1946 年, 加拿大 Murray 等研制成功第一台蟠管(Coil) 型人工肾 , 并应用临床。1947 年，瑞典人Alwall 研制成功固定管型透析器 1953 年,Engelberg成功研制改良型蟠管透析器；1955 年，Kolff 进一步研制成功双蟠管型人工肾，并应用于急性肾衰竭和药物中毒的治疗，并由美国 Travenol 公司批量生产。 1960 年, 挪威 Kill 研制成功Kill 型平板透析器，促进了血液透析的发展及普及，一直沿用至1970 年左右，随后瑞典学者将 Kill 型透析器改良为小型多层平板透析器，又称积层型透析器 1967 年，Lipps 把醋酸纤维拉成直径200μm 的空心纤维，将800~10000 根纤维装在1 个透析器硬壳内，全世界第1 个空心纤维( hollow fiber) 透析器问世。它的优点是体积小、透析效率高、脱水能力强，延用至今 人工肾的基本结构 主要有： 透析器 透析液供给装置 自动监护装置