【記者林奕榮綜合外電報導】腎衰竭患者通常需接受透析治療，最常見的方式包括血液透析、腹膜透析和腎移植，然而，這些治療方式均嚴重影響患者的生活品質；為了改善這個問題，美國舊金山加州大學（University of California in San Francisco）開發可模擬腎臟功能的植入式裝置，目前已完成首次臨床試驗；未來，腎衰竭患者有望免除透析治療或器官移植的漫長等待。

據統計，美國每年逾50萬人需要每周進行數次血液透析，也就是俗稱的洗腎，使用透析器 ( 即人工腎臟 ) 及洗腎機直接排除血中廢物。許多患者希望接受腎臟移植，但捐贈者人數不足，每年只有約2萬人能接受腎移植。

植入式人工腎臟，將是腎衰竭患者的福音。舊金山加州大學與范德比爾大學醫學中心（Vanderbilt University Medical Center）合作，啟動「腎臟計畫」（The Kidney Project），舊金山加州大學的羅伊（Shuvo Roy）博士擔任技術總監，范德比爾大學醫學中心的費賽爾（William H. Fissell）博士擔任醫學總監。2021年，研究團隊開發出生物人工腎臟，也開始進行人體測試，順利透析受測者血液中的廢棄物並運送到膀胱，成功執行腎臟的功能。

這種新型的生物人工腎臟包含血液過濾器（hemofilter）及生物反應器（bioreactor）；血液過濾器使用矽半導體材料製作表面薄膜，可過濾血液中的廢棄物；生物反應器則含有人工腎小管，可維持人體含水量與電解質的平衡以及其他新陳代謝程序。

羅伊博士展示生物人工腎臟。圖／取自UCSF網站

對腎衰竭患者來說，免疫反應是腎臟移植的主要障礙，患者接受移植後需服用強效的免疫抑制藥物。舊金山加州大學初期的實驗顯示，使用矽半導體材料，能避免人工腎臟受到免疫細胞攻擊。位於生物反應器裝置內的腎細胞能平順運作，不會觸發接免疫系統的反應。此外，這種生物人工腎臟不須外接任何電源。

研究團隊日前已完成測試，將生物人工腎臟連接受測者的兩條主動脈，包括成功運送需要過濾的血液，並把過濾完的血液輸送到全身。

在2023年8月29日發表於《自然通訊》（Nature Communications）期刊的報告中，研究團隊表示，「腎臟計畫」再次跨出重要一步，把生物人工腎臟植入豬隻體內並進行了為期7天的追蹤，各項數據均相當理想；研究突隊表示，接下來將進行為期一個月的動物試驗，最後再進行人體實驗。

研究團隊將在人工腎臟的生物反應器中，置入不同的腎細胞，這些細胞可以模擬腎臟所有功能，例如平衡體液、釋放激素調節血壓，如此一來，就能位患者提供功能完整的人工腎臟。

羅伊博士表示：「生物人工腎臟將善腎臟疾病的治療效率，也讓治療過程更舒適。研究團隊安全地複製了腎臟的關鍵功能，並證明功能性的生物反應器不需使用免疫抑製劑，沒有出現任何併發症。」生物人工腎臟採用的特殊材質與技術，讓移植這款人工腎臟的病患不需長期服用抗排斥藥物及抗凝血劑，有助大幅提升患者的術後恢復及生活品質。