日前，來自範德堡大學（Vanderbilt University）醫療中心的腎病專(zhuan) 家William H. Fissell IV副教授及其團隊使用3D打印技術開發出了一種可植入的人工腎髒，從(cong) 而為(wei) 那些腎功能出現問題必需依靠透析、甚至需要腎移植才能夠活下來的患者們(men) 帶來了新的希望。研究人員們(men) 稱該設備有望在一年之內(nei) 進行人體(ti) 實驗。

腎髒可謂是人體(ti) 內(nei) 最為(wei) “辛苦”的器官之一了，它日夜不停地為(wei) 人體(ti) 清潔血液和處理廢物。這兩(liang) 個(ge) 形狀像蠶豆、拳頭大小的器官每天會(hui) 過濾150公升的血液並產(chan) 生1-2公升的尿液。可以想見，這個(ge) 器官一旦失效，將直接危及人的生命。而器官移植則是治療腎衰竭最好的治療方案。

據統計，僅(jin) 在美國，就有超過46萬(wan) 人患有晚期腎病，排隊等待腎移植手術的患者名單人數超過10萬(wan) 人，但是2015年僅(jin) 有17108人接受了腎移植手術。每一天，就有13人還沒有等到腎移植供體(ti) 就已經死去。

如今Fissell教授及其團隊的發明有可能結束這一讓人悲哀而無奈的場景。他說：“我們(men) 正在打造一個(ge) 可以模擬腎髒功能的生物混合裝置，該裝置能夠清除足夠的人體(ti) 廢物、鹽和水，使病人無需再做透析。”

科學家們(men) 的目標是使這一裝置足夠小——目前它就像蘇打水罐那麽(me) 大——以便於(yu) 將其置入患者的身體(ti) 。這個(ge) 植入式人工腎包括微芯片過濾器和活的腎細胞，而且將由病人自己的心髒來提供動力。

據了解，該微芯片采用了與(yu) 微電子行業(ye) 在電腦上使用的矽納米技術。Fissell教授表示，這種芯片價(jia) 格便宜、精確，很適合製作過濾器，每個(ge) 裝置都使用了大約15個(ge) 微芯片。

在每個(ge) 芯片過濾器上都包含著許多孔，每個(ge) 孔都作為(wei) 一個(ge) 支架支撐著一個(ge) 活體(ti) 腎細胞的膜，該裝置就是依靠這些腎細胞來模擬腎髒的自然功能。研究團隊對該過濾器上的每個(ge) 孔都有相應的功能設計。

Fissell教授說，幸運的是，這些細胞在實驗室培養(yang) 皿中生長良好。他們(men) 可以創建出一個(ge) 腎細胞膜來找出那些代謝後停留在血液中的化合物，並將其作為(wei) 廢物轉移到尿液中。通過這種方式，Fissell教授補充說：“我們(men) 可以利用大自然經過6000萬(wan) 年進化的成果，在人工腎髒的內(nei) 部創造一個(ge) 活細胞組成的生物反應器。”

尤為(wei) 重要的是，該裝置不需要專(zhuan) 門的動力源，它的動力來自於(yu) 病人的心髒——在血管中血液流動產(chan) 生的自然壓力——來推動血液通過過濾器。

然而，這一特點也提出了一個(ge) 挑戰：如何微調流體(ti) 動力學，使血液流經該裝置不會(hui) 產(chan) 生凝塊。Amanda Buck博士是一位對流體(ti) 力學感興(xing) 趣的生物醫學工程師，他在該項目中負責這一塊。

Buck博士使用計算機模型來改進設備內(nei) 部通道的形狀以實現平穩的血流。然後，在3D打印技術的幫助下，研究團隊得以一個(ge) 原型，並對其進行測試，看它是如何順利地讓血液通過它。

Fssell教授說，由於(yu) 這是一種生物混合裝置，不會(hui) 激發人體(ti) 的免疫反應，因此不太可能會(hui) 發生器官移植中常見的排斥反應。

Fssell教授稱，這個(ge) 腎項目從(cong) 十幾年前就開始了。在2003年，它就獲得了來自美國國立衛生研究院（NIH）的第一筆研究撥款。而在近期。NIH又撥付了一筆600萬(wan) 美元、為(wei) 期4年的研究補助金給予Fissell教授和他的研究夥(huo) 伴及長期合作者——來自加州大學舊金山分校的huvo Roy。

該團隊希望能夠到2017年底之前進行矽過濾器試驗。Fissell教授說他有一長串的患者渴望參與(yu) 這項實驗。在2012年，美國食品和藥物管理局（FDA）通過了該項目的快速審批通道申請。