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据最新发表在国际顶尖医学杂志《柳叶刀》上的一项研究报道，我国成人慢性肾脏病患病率高达10.8%。也就是说，我们身边每10个成人就有1人患不同程度的慢性肾脏病。

尿毒症一词起源于1840年，由Piorry创造，尿毒症导致肾脏完全没有办法产生尿液，从而使体内的代谢废物与垃圾没有办法及时的排出到身体之外，进而毒害身体。

据中国大陆2015年统计数据，血液透析（HD）和腹膜透析（PD）的统计患病率：402.18PMP（95%CI：394.57-409.79PMP）、39.95PMP（95%CI：37.55-42.35PMP）。相应的HD和PD患者分别为~553.000和~55.000，从数据来看也可见肾病的患病率呈明显增长趋势。尿毒症非常难以治愈，目前主要疗法为药物口服、透析、肾脏移植、中医药浴疗法等，其中透析疗法是最常用、疗效最好的方式。

那么透析疗法究竟是如何发展来的？器械之家带大家一起来探索下。

治疗尿毒症初探

历史上最早的透析，来源于古罗马皇帝的浴池（当然，这个时候还没有“透析”这个字眼）。此浴池四周都是用大理石铸造的热气的沸腾池水，尿毒症患者（好吧，那时候也没有“尿毒症”这个词）在浴池里想通过出汗和蒸气浴使体内的毒素和水分清除出来。但事与愿违，毒素和水分的逐渐堆积，导致了很多尿毒症患者在治疗的过程中丧命或最终死于家中，人们出于对尿毒症的恐惧，称之为称之为“dropsy”（浮肿而死）。

19世纪中叶，苏格兰化学家Thomas Graham（1805-1869）利用牛的膀胱作为过滤分子的膜，制作出了人类历史上第一个真正意义上的过滤器，这个发明发生在1856年，不久后（1861年），他在这个发明的基础上，发现了一个有趣的现象：涂有蛋清的羊皮纸能够起到半透膜的作用，并在实验中发现晶体物质可以经羊皮纸扩散到水中，而胶体物质不能。

Thomas Graham将在羊皮纸发现的特殊弥散现象称为“透析”。当年发表的论文：Liquid Diffusion Applied to Analysis 成为临床透析的重要基础理论，同时他十分有远见的预言——这一发现将会在医学上得到应用。

1850年初，Thomas Graham的预言得以实现，人们对寻求清除毒素和水分的研究有了一定进展，透析治疗的基础就此形成。

 

❖ Thomas Graham（格雷姆）

1805年12月20日生于格拉斯哥，1869年9月11日卒于伦敦。1819年入格拉斯哥大学学习，靠写作和当家庭教师维持学习生活。由于受到他的老师 Thomas Thomson 的鼓励而热爱化学。后转入爱丁堡大学，1824年毕业，获硕士学位。回到格拉斯哥后，在机械学院任教。1830年任格拉斯哥安德森学院教授。1836年成为英国皇家学会会员。1841年创建伦敦化学会，并任第一任会长。1837-1855年,任伦敦大学学院教授。

Thomas Thomson

Thomas Thomson (1773年4月12日- 1852年8月2日)，苏格兰化学家和矿物学家，他的著作促进了道尔顿原子理论的早期传播。其科学成就包括发明了糖度计，并命名了硅 。他曾任格拉斯哥哲学学会主席。

美国化学家、生物学家约翰·阿贝尔John Jacob Abel（1859-1938）在大学毕业后，对生理学产生了浓厚兴趣，去欧洲拜著名物理及组织学家者卡尔.路德维希为师。在研究器官对物质的代谢中又对渗透产生了兴趣。

1913年，他设计了第一台人工肾，用火棉胶制成管状透析器，从水蛭中提取的抗凝剂用于动物实验。他在研究人体时发现，大血管下面有小血管，小血管又连着毛细血管；虽然越来越细，但是物质交换的总面积，大大增加，因而物质代谢的效率十分高。这给了他很大启发，他也在大管道下面，设置了很多平行的、细小的管道，用以增加渗透面积。同年8月11日泰晤士报道了John Abel的实验，文中提到“人工肾”的概念。在1914年，《纽约时报》也对此事进行了报道。

1914年，《纽约时报（New York Times）》报道了他的“人工肾脏”

约翰·雅各布·阿贝尔(John Jacob Abel,1857～1938)：先后就读于德国莱比锡大学、斯特拉斯堡大学、柏林大学等，1883年获密歇根大学哲学博士学位，1888年获德国斯特拉斯堡大学医学博士学位，1912年获理学博士学位。曾任密歇根大学教授、约翰斯·霍普金斯大学教授。英国皇家学会会员。主要研究动物组织和液体的化学成分，分离出肾上腺素及苯甲酰衍生物形式的激素，还获得胰岛素晶体，制造出人工肾，指出活的动物正常血液中存在游离的氨基酸等。

1916年，在约翰·霍普金斯医院工作的二年级医学生麦克廉（Jay McLean）在生理学教授豪维尔（W. H. Howell）的指导下，进行体内促凝血物质效价测定的专题研究。在研究中，麦克廉发现，多种组织（脑、心、肝等）的提取物有促凝作用，而且在贮存期间活性减低。

可是，出乎意料之外的是，贮存最久的肝脏提取物不但不促凝，反而可阻止血液凝固。麦克廉将此发现向豪维尔教授报告，当时豪维尔表示怀疑，怀疑提取物被盐污染。但随后经重复实验证明，肝脏提取物中确实存在一种强力的抗凝物质。豪维尔教授随后从犬肝脏中萃取出该物质。当时认为该物质只存在于肝脏，故取名为肝素，此名称一直沿用至今。

但因技术限制，当时的肝素制剂不纯，价格昂贵，使用受限。而水蛭素的不良反应也很大，所以直到20世纪30年代才完成了肝素的提纯。1938年，研究者开展了第一项肝素预防深静脉血栓形成（DVT）的临床试验，肝素预防血栓形成获得成功。在被发现20多年后，肝素才正式成为预防血栓栓塞的手段，开始广泛应用。自此，肝素成为临床上常用的抗凝药。

在肝素成功运用之前的1924年，德国医生格奥尔格哈斯Georg Hass（1886-1971）第一次成功地进行了临床人体透析。他使用了8根火棉胶管并联，水蛭素作为抗凝剂，透析进行了15分钟。

  

                                                                                                           肝素                              血液抗凝                               水蛭素           

1928年，Haas第一个将肝素用于透析患者。但是由于经费的原因，他的研究没能继续进行下去。

关键技术的突破

人工器官之父—威廉•科尔夫（Willem Kolff）

1943年，荷兰人威廉•科尔夫（Willem Kolff）用一个木条制成旋转的鼓桶，缠绕了30～40米醋酸纤维素膜，放到一个透析液缸里。患者的血液是从手腕动脉进入半透膜肠衣，通过转动的鼓推动血液体外循环，置于盐水浴中搅拌。由于肠衣是半渗透的，尿素等废物被排出，大分子蛋白被保留。然后将经渗透后“干净” 的血液输送回患者体内，就这样“人类第一台”透析机便诞生了。

威廉•科尔夫（Willem Kolff）对渗透机的原理和雏型机有所掌握后，他又根据汽车水泵等原理和参照洗衣机等装置，对透析机进行反复改进，还添加抗凝剂。在其后的10年里，这个技术一直被作为全球的临床标准。

第一次血管通路手术发生在1948年，尼尔斯Nils Alwall（1904-1985）（左一）和莱纳特•奥斯特格林（Lennart Östergren）（左四），在瑞典名校隆德大学对转鼓人工肾进行了改进，使其能通过负压进行超滤。但由于各种并发症，1949年被迫停止了该类手术。

冯加勒尔茨 Von Garrelts

在1940年代，冯加勒尔茨 Von Garrelts将Kolff 和Alwall的设计结合，最后由Kolff和Watschinger改进成为盘管透析液，并在1955年改进成双盘管透析器。

百特公司再次抓住了这个千载难逢的机会，1956年百特公司对此技术转化为批量产品配销，命名为Travenol U200A。

Skeggs-Leonards Dialyzer

1949年，施开革Skeggs和伦纳德Leonards发明了平板透析器。

50年代末，弗雷德里克 Frederic Kiil改进了其设计，并风靡了1960s和1970s。

泽比鲁特 特瓦尔多夫斯基 Zbylut Twardowski

1960年初，中空纤维透析器理念由波兰肾脏学家泽比鲁特特瓦尔多夫斯基 Zbylut Twardowski提出。第一个中空透析器有800根纤维，长为10cm，内径为55μm。

密西根大学的理查德·斯图尔特 Richard D. Stewart, 本 利普斯Ben J. Lipps和约瑟夫 赛尔尼Joseph C. Cerny追随了这个理念，在1967年临床应用醋酸纤维膜作为半透膜，设置了1万根纤维，纤维内径为200μm，膜厚仅30μm。

血管通路的解决

此阶段的透析主要用于急性肾功能衰竭和严重的电解质紊乱，由于血管通过的问题，无法进行长期透析治疗。

贝尔丁斯克里布纳Belding Scribner

韦恩昆顿Wayne Quinton

一直到1960年，此方面的研究才有了新的突破，在西雅图由内科医生贝尔丁斯克里布纳Belding Scribner、工程师韦恩昆顿Wayne Quinton、外科医生大卫迪拉德David Dillard合作一起发明了特富龙材料的血管通路，将桡动脉与头静脉连接。

虽然AV shunt在血管通路方面有了新的突破，但由于各种并发症仍需要新的技术和发展。

1965年由肯尼斯 Kenneth Charles Appel（左），詹姆斯西米诺James E. Cimino（中）和迈克尔 布雷西亚Michael J. Brescia（右）完成了第一例自体动静脉内瘘。