血液透析的历史

2021年1月27日发(作者：仇钺)
































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血液透析的历史

1854
年，苏格兰化学家
Thomas Graham
（
1805 -1869
）提出了透
析的概念，他第一次提出晶体物质通过半透膜弥散并开创了渗透学
说。被称为现代透析之父。

1913
年，美国的
John Abel等设计了第一台人工肾，用于动物，
用火棉胶制成管状透析器，
抗凝治疗使用了水蛭素，< br>一种从水蛭中提
取的抗凝物。当时肝素尚未发明。
1918
年，
hwe ll
等发现肝素，但因
制剂不纯，使用受限。而水蛭素的不良反应也很大，直到
20< br>世纪
30
年代才完成了肝素的提纯。

1924
年德国的
Georg Haas
第一个将透析技术用于人类，与Abel
一样，也使用火棉胶制成管状透析器同时使用水蛭素抗凝。

1928< br>年肝素发现，
Haas
第一个将肝素用于透析患者。但是由于
经费的原因，他的 研究未再进行下去。

1945
年，荷兰的
Willem Johan Ko lff
在极为困难的二次世界大
战时期，设计出转鼓式人工肾，被称为人工肾的先驱。同时期的 瑞典
的
Nils
Alwall
，发明了采用正压原理超滤水分的装置，Alwall
发表
的临床结果提示，他的正压超滤装置对于心衰、
HTN
患者取得了很好
的疗效。从此以后透析技术进入快速发展时期。

通路方面，在透析治 疗开始的早期，每次透析均穿刺动静脉，透
析结束时再做血管结扎。
当时透析仅限于抢救急性肾 功能衰竭和中毒

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患者。
1960
年美国的Quinton
和
Scriboner
创建了动静脉外瘘技术，
首次建立 了动静脉的连续血液循环，
是血管透析通路发展的第一个里
程碑。由于其易形成血栓（尽管可以 接受取拴术），经过几周或几个
月后很快就失去功能。
而对于所有非生物材料而言，
外 瘘管总是易于
感染，最终必须去除。

1961
年英国的
Shald on
等采用
Seldinger
技术在同一侧股静脉插
入导管，
建立 静脉通路进行血液透析，
为通过中心静脉留置导管建立
通路开创了先河。此种导管后来统称为< br>Shaldon
导管。

1966
年，
Brescia
及
Cimino
报道了
13
例桡动脉－头静脉内瘘取
得成功，使血液透析及血管通路技术进入了新纪元。
自体动静脉内瘘
作为一种最重要的永久性血管通 路一直延用至今，
是血液透析通路发
展的第二个里程碑。但是也有两个主要缺点
;一是老年人和肥胖患者
很难找到理想的静脉回路血管以建立成功的内瘘，
二是自体内瘘需要
较长的时间“成熟期”才能应用。
为了解决上述的技术问题，
制作成
功有效的 血管通路，促进了对移植血管内瘘的研究。

1970
年，
Girardet
首先进行了移植血管内瘘成形术。移植血管
内瘘的发展为那些需要长期透析又不能建立自体血管 内瘘的患者提
供了帮助。
1978
年，
Gambell
报道了聚四氟 乙烯（
PTFE
）人造血管在
临床中的应用。并在
20
世纪
70
年代
-80
年代的美国，几乎代替自体
血管内瘘而成为最常用的血管通路 。
但
TFE
搭桥与静脉温和部位很容

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易发生血栓，
这成了限制移植物血管使 用的最主要的原因。
其平均使
用期限只有
2-3
年。

而在
80
年代后期，半永久性皮下隧道带涤纶套的留置导管被于
血透通路。并发挥越来越重 要的作用。其缺点是血流量不足，反复感
染和中心静脉狭窄等。

88
年，< br>Schwab
首先报道了带
Cuff
的中心导管明显延长了导管的
使用 寿命，使中心静脉导管的应用更加广泛。

血管通路的建立是个多学科的问题，及时制作和合理 使用可以减
少其并发症发生率、
病人住院率，
透析有症状的发生率和相应得费用。而对于肾内科医生，
要维持病人长期血管通路通畅的挑战要远胜于制
作血管通路。

从透析这个概念提出的
100
年后，也就是
1954
年，血液透析机
开始投入批量生产。
1955
年，美国人工器官协会宣布人工肾正式应
用于临 床。
而随着透析设备的不断发展和完善，
也促进了血液净化方
法的开展，
19 67
年，血液滤过（
HF
）应用于临床；
1972
年血液灌流
抢救肝昏迷患者获得成功，间断离心分离血浆开始应用；
1976
年连
续性动静脉血 流滤过（
CAVH
）应用于临床。
1979
年，免疫吸附应用，
2< br>级滤过法行血浆置换首次使用，冷滤过法血浆置换技术设计成功；
1988
年可调钠血透 机出现，高通量，高效透析机出现；
1992
年，连
续性高通量透析（
CHF D
）、连续性高容量（
HVHF
）出现，并研制生产
再线血液透析滤过机（< br>on-lineHDF
）
,1996
连续性肾脏替代疗法

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（
continuous renal replacement therapy,CRRT
）应用于
ICU
急性
肾功能治疗。
而目前，随着电子技术的发展，体积小，重量轻，便于携带，可
供出差、
旅游时使用的小型 人工肾免试，
1975
年日本江良利用
TM-101
和
REDY透析液吸附再循环装置，制成
40
х
35
х
15cm
，
9.2
公斤重的
携带型人工肾。
1978
年日本阿岸三制成一种夹克 式人工肾，透析液，
血泵、
吸附剂和透析器均放在夹克衫内穿在身上，
总重量只有4.5
公
斤，可以连续工作，但小型人工肾发展受到抗凝剂、能源和代谢物排
泄再 生问题的限制。


爱贝尔等人发明人工肾脏的故事



jskx 2006-12-19


1911
年冬季的一天，在 美国的一家大医院里，一位名叫爱贝尔
的年轻医生正在抢救一个患尿毒症的病人。病人已经昏迷数日，呼
吸微弱，情况十分危急。虽然爱贝尔采取对症的抢救措施，但病人
最后还是停止了心跳。作为一 位善良而有责任心的医生，爱贝尔对
病人的死去十分难过。他知道，尿毒症是医学界尚未攻克的世界性< br>难题。但他认为，面对病人以及家人期盼的目光，医生摇着头对他
们说“无能为力”，那是整个医 学界的失职。一位年长的同事看见

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他那悲伤的样子，
便安慰他：“爱贝尔 ，别难过，对于尿毒症病人，
谁也没有办法。
我们医院这两年就死去了
30
多 个病人。
往后你在这
儿呆久了，也就习惯了。”



“一 定要攻下这个难关。”爱贝尔开始了尿毒病治疗的研究工
作。
他从资料上了解到，
许多 医学专家试验过这样那样的治疗方法，
可效果都不理想。

爱贝尔萌发了一个大胆的想 法：“造一个人工
肾脏，替代尿毒症患者已失去正常功能的肾脏的工作。”





要将这个想法变成现实需要解决许多问题。肾脏最基本的功能
就是将血液里的各种新陈代谢的废物过滤出来，形成尿液。在肾脏
里有一层奇妙的滤过膜，
起到 “筛子”的作用。
因此要造人工肾脏，
首先要造一个能将血液里的废物滤去的膜。





爱贝尔将完成临床工作之外的业余时间都花在了寻找滤过膜 的
工作上。他将所有收集到的薄膜都进行试验。可这些薄膜要么“筛
孔”太小，连废物也滤不下 ；要么“筛孔”太大，连血液里的红细
胞、蛋白质等都滤了下来。要寻找到“筛孔”大小恰到好处的膜谈
何容易
!




正当他的实验陷入困境之时， 他的一位同行给他提供了由火棉
胶制成的薄膜。爱贝尔将薄膜铺在漏斗上，然后再缓慢地倒入狗的
血液，只见一滴滴的清液往下滴。爱贝尔高兴极了。





经过化验，证实滤出的清液中只含有尿素氮等废物，而不含红

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细胞、白细胞和蛋白质。
1913年，爱贝尔发明了一种原始的人工肾
脏。为了让同行们了解自己的研究进展，爱贝尔邀请医学专家观 看
人工肾脏在兔子身上的使用情况。他在大白兔的动脉和静脉各插入
一根细管子，将两根细管子 与一根由火棉胶制成的管子相连，并将
火棉胶管浸在一个盛有生理盐水的盆中。这样，血液从动脉出来，
经过火棉胶管过滤，又流回静脉中。实验证明，火棉胶管滤出了大
量的废物。可是有两大原因使 爱贝尔的发明只能停留在实验室，无
法用于临床。一是血液离开人体，很快就会凝结；二是血液在经过< br>人工肾脏时，需要泵之类的机器保持血液流动速度。



1920< br>年，医学专家研制出了一种效果良好的抗凝药物——肝
素。
1923
年，德国医 学家哈斯对爱贝尔发明的人工肾脏进行改进：
在血液中加入一定比例的肝素，使血液不凝结；用采用电池 作为电
源的电动泵对过滤的血液加速。至此，人工肾脏替代技术已经初步
成熟了。哈斯将人工肾 脏应用于生命垂危的尿毒症患者身上，结果
病人转危为安。之后，哈斯又连续采用人工肾脏治疗了一些尿 毒症
病人，取得了一定的治疗效果。



在哈斯成功地研制出改进 的人工肾脏后的
20
年，
荷兰医学家考
尔夫又登上了一个山峰。他对哈斯的人 工肾脏又做了重大改进：采
用性能极好的赛璐玢醋酸纤维薄膜作为透析膜
(
即滤过膜< br>)
；加大透
析膜的面积，
将长达
20
米的透析管盘绕在一个鼓 形圆筒上；
在人工
肾脏上安装上血泵等。考尔夫研制的这种人工肾脏的治疗效果比哈

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斯大大提高了一步，使人工肾脏真正地走向临床，拯救了许许多多
尿毒症患者的生命。


肾脏是人体内一对极为重要的器官，由于会不断滤过尿液，使身
体各种新陈代谢的废 物随尿液一起排出体外，
所以对人的的生命有着
至关重要的影响。

那么，为什么肾脏会滤过尿液呢？血液源源不断地流过肾脏，每
分钟可达
1000
多毫升。血液里多余的水呀、废物呀，一古脑地会由
肾脏过滤成为尿液。

原 来，肾脏是人体里像“筛子”样的滤过器。“筛子”有筛网，
肾脏也必定有层奇妙的滤过膜。

如果能够人工地仿造这种滤过膜，岂不可以制造成人工肾脏吗？

让我们来看看，围绕着这个问题，人工肾脏究竟是怎样创造的。



1911
年寒冬的一天，
美国巴尔的摩市一家医院里，
年轻的艾贝尔
医生正以沉痛的心情离开一位刚刚死去的尿毒症病人的病房。
他双眼
含着热泪喃喃地自语道：
“真的没有办法吗？眼看一个个尿毒症病人
死去
..
”

“别伤心了，这种事我见得多啦，尿毒症还真是没法治呀！”一
位年长的医生安慰道。


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“不，两年来接二连三地死去了将近
40
个病人了，总得找些办
法。”艾贝尔依然在喃喃自语。

当夜，艾贝尔失眠了 。那些死去病人苍白与痛苦的面容时时浮现
在眼前。想着，想着，一种奇妙的念头油然而生，造一个人工 肾脏，
替代尿毒症病人已失去功能的肾脏工作，可以延长病人的生命。

艾贝尔医生是 熟知肾脏在人体里功能的，他也知道，如果制造出
一种宛如筛网般的滤过漠，
让病人的血液被这 层滤过膜滤一下，
血液
里的废物被滤去，尿毒症病情就必然会缓解。

艰苦的 实验工作开始了。艾贝尔在完成繁重的医疗工作之后，一
头扎进实验室，
去寻找他心目中那层理 想的滤过膜。
他找来了形形色
色的各种材料的薄膜，
将动物的血液倒在这些薄漠上看看 哪一种能将
废物滤过。

结果呢？不是滤孔太小毒素与废物滤不出，便是滤孔太大，连 血
液里的红细胞、白细胞、蛋白质也滤跑啦。

那怎么行呢？正在艾贝尔一筹莫展之际 ，一位同事建议他采用一
种叫作火棉胶的材料制成这种滤过膜。

艾贝尔拿来这种材料 ，制成了一张平坦与极薄的薄膜，把它铺在
一只玻璃漏斗上，
再把一小杯从狗的静脉里抽出的血 液缓缓地倒在火
棉胶薄膜上。
血液居然没有流过这层薄膜，
而只见一滴滴的清液滤了< br>下来。艾贝尔惊喜地将这些滤清液送向化验室，并大声喊道：快给我
化验，是不是尿液成分？”化 验师取来几滴滤清液，一番忙碌，又是

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加上药水看颜色，
又是放在显微镜下检 查，
最后露出疑虑的神色对艾
贝尔说：是尿液呀！里边有不少尿素氮。”“有没有红细胞、白细 胞
与蛋白质？”艾贝尔又焦急地问。“没有呀！你怎么啦！”化验师好
奇地问。艾贝尔给化验师 作了简短的解释，便喜悦地回到实验室。因
为他心中明白，能代替肾脏工作的人工肾制作终于有了眉。< br>
1913
年的一天，艾贝尔终于造出了人工肾的雏形。

在医院实验室里，他当着不少著名学者的面，开始了他的实验。

一只特地被破坏掉肾 功能的大白兔被绑缚在实验台上。它的动脉
与静脉里都插上一根细管子。
动脉里的血液经过细管 流到一根火棉胶
制成的管子里。
流过这根火棉胶管的血液，
又流回到静脉里的那根细< br>管子中。也就是兔子的血液从动脉出来，又流回到静脉，中间必须经
过一段火棉胶管。
有 趣的是，
火棉胶管却被浸在一个盛有生理盐水的
盆里。
兔子的血液在不断地这样流动着 ，
这只患尿毒症白兔的血液也
就不断地流过火绵胶管。

实验完毕后检查，原 先白兔体内大量的代谢废物与毒素，竟然减
少了许多。这些毒素与废物被火胶棉管滤进了生理盐水中。< br>
实验获得了出奇的成功，艾贝尔成了人工肾脏制造的鼻祖。

艾贝尔的创举仅仅停留在实验阶段，竟然在以后的
10
年中，无
人敢真正地 用于临床。
其原因一方面是动脉流出血液，
静脉流入血液，
要经过一个人工肾，
单靠心脏收缩的力量是远远不够的，
必须要有种
方法，
像泵一般泵动血液，
这样才能保持血液流动的速度。
另一方面，

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