Nature大子刊：可穿戴人工腎，無需透析液！

慢性腎病與終末期腎病在全球范圍內發病率與死亡率居高不下，預計到2030年將影響約1450萬人。患者腎功能受損導致體內多余水分與尿毒癥毒素積累，目前標準臨床治療主要依賴血液透析與血液透析濾過。然而，與天然腎臟持續調節體液的能力相比，現有臨床治療依賴龐大、非便攜的血液凈化設備，患者需每周多次往返醫院，生活負擔沉重。

盡管可穿戴人工腎作為傳統間歇性血液凈化的替代方案有所進展，但因現有設備仍基于傳統凈化原理（依賴大量透析液維持濃度與壓力梯度），其便攜性與實用性仍受限。因此，開發無需依賴大量液體的創新型血液凈化技術，是實現真正可穿戴治療的關鍵。

圖1 無透析液可穿戴人工腎的設計原理與傳統透析方式的對比

電子科技大學鄧旭教授、王德輝教授聯合四川大學趙長生教授提出一種基于液-氣相變驅動的無透析液可穿戴人工腎原型。

該原型采用氣體滲透性血液排斥膜作為核心，通過蒸氣壓力梯度驅動實現液-氣相變以去除水分，并結合吸附技術清除尿毒癥毒素。系統可實現約7 ml·min?1·m?2的高水清除通量，并在急性腎損傷兔模型中成功進行腎臟替代治療，有效去除了水分、肌酐和β?-微球蛋白。

該原型目前重量低于3.8 kg，具備進一步工程優化的潛力，為便攜式血液凈化的實際應用提供了可行路徑，開辟了靈活高效腎病治療的新途徑。

圖2 無透析液血液凈化器的結構設計與液-氣相變機制

該項研究開發的基于氣體滲透性血液排斥膜的無透析液可穿戴人工腎原型，通過液-氣相變機制實現了高效水分去除，并結合血液灌流吸附柱清除了尿毒癥毒素。在兔體內實驗中，系統展現出良好的安全性、可行性與有效性，能持續清除水分、肌酐及β?-微球蛋白。盡管該原型在毒素清除譜上仍較臨床血液透析為窄，但其在水分去除方面的性能已超越傳統方法。未來通過進一步優化膜材料、整合智能傳感系統、減輕設備重量及提升便攜性，該系統有望推動家用或可穿戴血液凈化技術的發展，提升患者生活質量并降低治療負擔。

Luo, J., Yu, H., Yang, X. et al. A dialysate-free wearable artificial kidney prototype driven by a liquid–gas phase transition. Nat Chem Eng (2026). https://doi.org/10.1038/s44286-026-00355-6

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