近日，电子科技大学邓旭教授、王德辉教授团队联合四川大学赵长生教授团队发表于Nature Chemical Engineering的《A dialysate-free wearable artificial kidney prototype driven by a liquid-gas phase transition》研究，首次报道了一种无需透析液、基于气液相变原理的可穿戴人工肾脏原型机，并通过兔实验验证了其安全性与有效性。
 
传统血液透析每次需100-150升透析液进行液-液交换，导致设备笨重。本研究提出气液相变策略：利用温差驱动蒸汽压梯度，使血液中水分蒸发为气态，跨膜后冷凝排出，全程无需透析液。关键技术在于气体渗透防血膜——在金属网表面沉积纳米二氧化硅构建超疏气涂层，实现“气透血阻”：血液接触角大于150°，不堵塞孔隙，同时水分子可高效跨膜。
 
性能方面，水清除通量最高可达7 ml min⁻¹ m⁻²。多层堆叠设计下，12小时可清除约1500 ml水分。联合树脂血液灌流柱后，可清除肌酐及β₂-微球蛋白。兔体内6小时循环实验结果显示：无凝血、无补体激活、主要脏器未见损伤，分离液中未检出白蛋白。
 
原型机总重低于3.8 kg，集成了净化器、制冷单元、灌流柱、微泵、传感模块及电源系统，具备持续血液净化能力。
 
本研究通过动物实验证明，基于气液相变的血液净化无需透析液即可实现容量管理与毒素清除，为可穿戴人工肾脏的研发提供了实验依据。

参考文献：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 3, 128–138 (2026). https://doi.org/10.1038/s44286-026-00355-6