人体每时每刻都在新陈代谢，在这个过程中必然会产生一些人体不需要甚至是有害的废物，其中一小部分由胃肠道排泄出，绝大部分由肾脏排出体外，从而维持人体的正常生理活动。除了排除自身的代谢废物外，肾脏还能把进入体内的一些外来有毒物质排出体外。

如图1所示，它就像筛子一样通过层层过滤把营养物质保留在体内，对人体有害的物质则排出体外。那么问题来了，如果肾脏出了毛病，这些对人体有害物质的排泄严重受到影响该怎么办呢？

图1 左图：血液透析示意图；右图：尿液形成的示意图（图片来源于网络）

调查资料显示，我们国家的慢性肾病患者高达1.2亿人，已发展成终末期肾病患者数量为200万；但目前仅有30多万人接受透析治疗，治疗率仅为15%，远低于欧美国家的90%。

治疗尿毒症的主要方式有血液透析与肾脏移植两种。肾源急缺问题使得我们国家尿毒症患者的肾脏移植率不足1%，而且这个难题在短期内是难以解决的，这样一来血液透析成了治疗尿毒症的主要手段。图1左图为血液透析示意图，通过血液与透析液进行物质交换达到血液净化的目的。

血液透析有一个核心部件叫透析器（图2a），它由约1万根具有微孔结构的中空纤维膜组成（图2b），可以起到血液净化的作用。由于它可以替代或者部分替代肾脏功能，所以它又被形象的称为“人工肾”。

图2 (a)为血液透析的核心部件：透析器；(b)透析器的组成部分：中空纤维膜

但是它作为体外血液循环接触材料，透析膜和血液接触时很容易发生凝血现象，也就是我们通常所说的血栓。血小板和纤维蛋白原聚集在一起就形成了血栓，血栓容易堵塞血管，严重时会导致心肌梗死、下肢动脉梗死、脑梗死、血栓塞等情况的发生。这对肾病患者来说无疑是雪上加霜。肝素作为一种药物可以起到防止凝血的作用，但是直接将肝素注射到人体内后虽然会防止血栓现象的发生，但是它会加剧出血风险，并且长期依赖肝素也会导致血小板减少症、皮肤反应、骨质疏松等副作用。

真的是“鱼”和“熊掌”不能兼得吗？

追根溯源，“鱼”和“熊掌”不能兼得的主要原因在于，作为不是人体组成部分的透析器中的中空纤维膜与人体血液的相容性太差，使得人体发生免疫反应，才会发生严重的血栓现象。如前面所说，后续将肝素直接注射进血液也会对人体造成一定伤害。

最近，中国科学院宁波材料技术与工程研究所刘富研究员团队就制作出一种自抗凝透析器，或许能很好解决上述“鱼”和“熊掌”不能兼得的问题。

科研人员将具有抗凝血作用的肝素或者与肝素具有相同作用的类肝素，直接固定在透析膜表面。如此一来，透析器在去除人体有害物质的同时，由于自身的抗凝血作用，也会大大抑制在血液经过透析器时发生的严重的凝血现象。

如图3所示，将具有自抗凝功能的膜浸入血浆很长时间后才产生絮凝，而传统透析器中的膜浸入血浆后在几十秒内就已经完全凝固。因此，我们把这种自身具有抗凝性能的透析器称为自抗凝透析器。

图3 分别为血浆开始出现絮凝（浸入2小时）和血浆完全凝固（浸入3小时）

与传统的透析器相比，自抗凝透析器无疑将会是肾病患者的福音，它使得肝素或类肝素的抗凝作用仅在需要的地方发挥（血液有透析器接触的位置），不会改变人体血液整体的生理环境。这样即可以解决肝素滥用问题（最终实现少肝素注射或无肝素注射），避免后遗症的发生，又能避免血栓现象的发生保证透析的高效进行，具有潜在的临床应用前景。

转自中科院之声

（高分子事业部 李田田 王辉 刘富）