2016年10月26日讯 哈佛大学材料科学家和生物工程教授詹妮弗·路易斯的实验室利用3D打印技术制造出人体肾脏中近端小管,这是组成肾脏基本功能单位的最重要结构,其功能几乎与健康肾脏中的近端小管完全一致。新人工组织可用来从体外帮助肾脏功能受损的患者,以及在药物研发中测试新药毒性,向获得可移植人工肾脏迈出了重要一步。
研究人员一直在试图制造人工肾脏,但20多年过去,仍无法攻克人体肾脏复杂的三维结构和内部蜂窝状构造带来的巨大挑战。近端小管是肾小管中最长最粗的一段,是原尿中几乎全部葡萄糖、氨基酸和蛋白质以及大部分水、离子和尿素等物质的“重吸收”场所。
全新人工近端小管组织是路易斯实验室利用他们早期开发出的创新性生物打印技术制造出来的。生物打印技术利用多种不同的凝胶状“墨水”,打印完毕后取出墨水,留下中空管道,再向空管内加入细胞,就可发育出想要的组织。该技术可用来打印人体不同组织内的复杂结构,包括维持组织活性的血管系统。
全世界罹患慢性肾病的人口高达10%,其中数百万患者需要靠透析维持生命,但透析机毕竟不能代替肾脏,往往让病人非常痛苦。他们希望能通过肾脏移植解除痛苦,但因肾源短缺,每年只有1.6万人能有幸接受肾移植。路易斯表示,有了人造近端小管,理论上就可以合成出整个肾脏,或许再过几年,3D打印肾脏就可供患者移植了。
目前,3D打印近端小管具有广泛的医学用途,比如,可构造测试药物效果的体外模型;可用来开发帮助肾透析患者的体外装置;另外,大约20%的药物因对肾脏具有毒性而在人体临床试验中失败,用人工肾脏组织体外检验药物毒性可避免人体临床试验的巨大耗费等。
肾单位是肾脏的基本结构和功能单位,肾单位由肾小球和肾小管组成,而肾小管又包括近段肾小管,髓袢和远端肾小管。根据肾单位在肾脏皮髓质分布部位和功能的不同,肾单位又分皮质肾单位和髓旁肾单位。皮质肾单位的肾小球,主要位于肾皮质浅表及中部,髓袢较短,进入外髓后,折返至皮质或未达到皮质就折返;而髓旁肾单位的肾小球,位于皮质深部,髓袢较长,可以由皮质深部深达内髓,是肾脏浓缩功能的主要结构基础。肾小球滤过屏障包括电荷屏障和机械屏障两大部分。电荷屏障位于毛细血管内皮细胞内侧,是由一组带有负电荷的生物大分子组成;机械屏障由内向外依次为毛细血管内皮细胞,肾小球基底膜,上皮细胞足突间的裂口膜。这三层结构及其上的裂口是机械屏障的结构基础,以防止中大分子被滤过。
肾脏的肾盂可过滤尿液中的毒素,输尿管饶过膀胱连接输精管方可撒尿...所以水肾坏了会影响到毒素的排除,尿受到影响了又危急到输精管了,输精管受到感染了,精子的质量和睾丸就会相继引起并发症状影响性生活质量(女性基本上一样)
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