一、血液凈化發展概述血液凈化設備是指實施血液凈化療法所需配置的設備，包括血液透析機、血液透析濾過機、腹膜透析機、連續性腎臟替代機、血漿置換機和供水供液設備等，為了全面闡述血液凈化設備的創新發展，本報告也將與之密切相關的耗材和具有輔助診療功能的軟件系統納入了討論范疇。隨著科技的迅猛發展，血液凈化設備作為醫療領域的重要一環，正經歷著前所未有的創新浪潮。●患者規模及治療率在中國，慢性腎臟病尤其是終末期腎臟病患者規模巨大，且呈現穩定上升趨勢。根據中國血液透析病例信息登記系統（Chinesenationalrenaldatasystem，CNRDS）公布，2022年底我國大陸在透血液凈化總人數近百萬，其中血液透析患者總數84.4萬人，腹膜透析患者總數14.05萬人。國內患者平均透析齡穩步上升，但與國外仍存在較大差距。隨著透析質量和疾病管理水平的不斷提升，我國血液透析及腹膜透析患者的平均透析齡逐步增加。●血液凈化設備分類與市場概況廣義的血液凈化設備是指血液凈化治療中所用到的各種設備，為了全面闡述其創新發展，本報告也將血液透析和腹膜透析所涉及的設備、耗材、具有診療輔助功能的軟件系統也納入了討論范疇。根據費森尤斯歷年年報，全球透析產業市場規模也穩步上升至2022年的820億歐元，其中血液透析產品的市場規模在150億歐元左右，透析服務（包括透析藥物）市場規模在670億歐元左右。未來三年，全球血液透析市場將以6.8%的復合增速加速擴張（見圖1-3）。根據蛋殼研究院測算，我國血液透析設備規模在2022年達到了178億人民幣左右，相比2021年提升了6個百分點（見圖1-4）。具體而言，在設備端，重癥監護病房（IntensiveCareUnit，ICU）擴容為CRRT和透析機帶來了新的發展機遇。耗材端，透析器和透析管路占據了絕大部分市場份額，隨著疫情過去，市場將進一步復蘇，耗材端市場規模也將伴隨終端需求的增長而持續擴張。根據實際調研情況及文獻研究，目前我國血液凈化市場主流產品的國產替代情況不一，其中血液透析機、CRRT等設備國產化率還較低，本土企業在設備生產工藝及設備運行的穩定性上還存在部分技術瓶頸；在耗材領域，國產企業正逐步追趕外資企業的腳步，在技術壁壘較高的透析器領域已經獲得接近50%的市場份額，而在更為成熟的透析管路、透析干粉和透析液等領域已經基本實現了國產替代，最后，在灌流器領域，國產企業更是占據了全部的市場份額。●血液凈化設備產業鏈血液凈化設備產業鏈主要由上游原材料供應、零部件生產，中游血液凈化設備生產和研發，下游血液凈化治療服務等環節組成，各環節之間相互協作，共同推動著整個血液凈化設備產業的運轉和發展。●血液凈化領域投融資與并購研究團隊通過動脈橙數據庫、公開信息檢索等方式，對2010年至今發生的血液凈化領域（包括相關設備、耗材與服務）相關投融資（不包括IPO后融資及并購）事件進行了搜集與統計，共采集到128個投融資事件，涉及金額接近19億美元，涉及公司49家。近10余年，全球血液凈化領域融資熱度整體呈上升趨勢。全球融資熱度大致可分為兩個階段：第一階段—2010-2014年間，全球血液凈化領域各年融資次數均在10次以下，平均融資次數僅5.4次；第二階段—2015年至今，多數年份全球血液凈化領域發生融資超過10次，平均融資約11.3次（見圖1-8）。通過動脈橙數據庫、公開信息檢索等方式，對2010年至今發生的血液凈化領域中的重大并購事件進行了搜集與統計，共采集到71起并購事件，涉及金額超過300億美元。從并購熱度趨勢看，國內并購熱度在2017年達到最高峰。中國血液凈化行業的重大并購交易從2016年開始提速，2016-2018年的并購事件數量占近10年的80%左右，2019年后行業并購熱度整體下滑（見圖1-13）。二、血液凈化設備臨床痛點與需求在血液凈化設備發展的歷史過程中，無論是“人工腎”的出現，還是透析膜的工藝演變；無論是血液凈化設備還是透析服務之于資本的青睞，都離不開臨床需求的牽引。換言之，血液凈化領域的臨床需求推動著整個血液凈化設備的創新和發展。項目組于2023年4-6月，通過線上問卷和線下訪談完成了初次調研，2023年7-8月，進行了補充調研，2023年11月再次進行補充調研，對血液凈化領域醫務人員、患者的實際臨床需求進行定性、定量研究。●醫務人員痛點與需求本次線上線下調研結果顯示，血液透析領域醫務人員的臨床問題主要集中在工作量、操作難度和安全保障、患者隨訪與健康教育、患者血管通路管理、患者慢性并發癥問題等方面，腹膜透析領域醫務人員的臨床問題主要集中在患者腹膜透析效果與患者管理方面。●患者痛點與需求本次線上線下調研結果顯示，患者面臨的問題基于不同的透析方式各有不同。血液透析患者面臨的問題主要集中在血液透析質量、經濟壓力、專業知識獲取、生活質量等方面。腹膜透析患者面臨的問題主要集中在操作便捷性、透析效果、透析并發癥、透析費用、專業指導和干預獲取、生活質量等方面。基于前述臨床痛點與需求調研和分析，可將血液凈化設備創新發展方向歸納為三大類：一、減輕臨床工作負荷，提高工作效率；二、優化治療效果，改善并發癥；三、提升患者自由度，促進回歸社會。三、血液透析領域創新血液透析是一種腎臟替代治療方法，用于處理患者血液中的廢物和多余液體，以維持體內的水和電解質平衡。這種治療適用于慢性腎臟疾病患者或急性腎損傷患者，當腎臟無法有效執行濾過功能時，血液透析機模擬腎臟濾過的功能。血液透析領域的創新一直在不斷發展，旨在改善患者的治療效果和提高治療的便利性。血液透析領域的創新包括：血液透析機的改進、高效血液透析膜、透析液成分優化、集中供液以及高質量透析用水制備。●血液透析機創新血容量監測與生物反饋系統。血容量下降通常被認為是透析期間低血壓的起始事件。血容量監控生物反饋系統是利用生物傳感器實時監測患者的血流動力學參數并進行反饋控制，從而減少透析過程中血流動力學不穩定情況的發生。其基本組件包括傳感器、執行器和控制器。目前已有多家企業在其透析機上加載了這項功能，如百特Hemocontrol和威高日機裝Haemomaster血容量控制系統。費森尤斯血容量控制系統（Bloodvolumemonitor，BVM）是基于臨界相對血容量的定義和超濾速率的下降，即當相對血容量下降超過初始相對血容量和臨界相對血容量之間距離一半時，則超濾速度線性下降。貝朗的BiologicFusion血容量控制系統應用于部分貝朗Dialog系列血液透析機，主要通過反饋血容量和血壓兩個數值來進行血容量控制（見表3-2）。●血液透析耗材創新基于延展性透析（HDx）的中截留量透析膜。由于OL-HDF在臨床應用中需要具有血液透析濾過功能的透析機，對于患者的血管通路質量要求較高，且需要大量的置換液，因此該模式并非適用于所有患者。為了在傳統透析模式下清除中大分子毒素，中截留量膜問世并應用于臨床。在膜制造工藝上，中截留量膜仍然通過膜材料與PVP預混并在芯液中加入了透明質酸，提高了孔徑（見表3-5）。從膜材料的電鏡掃描結果來看（見圖3-5中截留量膜具有非對稱的三層結構，與血液接觸后的有效孔徑為3.0—3.5nm，介于高通量膜和高截留量膜之間，對尿毒癥毒素截留分子量已經接近白蛋白，達到了45kDa（見表3-6）。臨床研究表明，采用中截留量膜的HDx模式，其透析篩分曲線與腎臟接近，能夠有效地清除κ游離輕鏈等毒素。哥倫比亞擴大血液透析登記協議（ExpandedhemodialysisregistryprotocalinColombia，COREXH）研究納入992例血液透析患者，隨訪一年結果表明，HDx治療顯著增加spKt/V，從基線的1.62上升到1.70，瘙癢以及不寧腿綜合征等不良反應改善，治療效果無異于OL-HDF。四、腹膜透析領域創新腹膜透析是利用人體腹膜作為半透膜，以腹腔作為交換空間，通過彌散和對流作用，清除體內過多水分、代謝產物和毒素，達到血液凈化、部分替代腎臟功能的治療技術。腹膜透析的發展經歷了3個階段：臨床探索期、快速推廣期、成熟發展期。●新型腹膜透析液目前，新型腹膜透析液根據滲透劑或緩沖劑的成分差異，可分為艾考糊精腹膜透析液、氨基酸腹膜透析液以及碳酸氫鹽腹膜透析液三大類（見表4-2）。●腹膜透析遠程患者管理系統腹膜透析遠程患者管理系統（RemotePatientMonitoring，RPM）是一種基于移動互聯網技術、智能監測模塊和軟件工具，實現對患者家庭腹膜透析情況持續追蹤并輔助醫患進行疾病管理的系統。●腹膜感染早期監測系統腹膜感染早期監測系統致力于及早發現腹膜感染問題，以提供及時干預，從而避免腹膜炎持續進展，進而減輕腹膜炎對腹膜的損傷，減少住院，降低治療費用。腹膜炎患者通常表現為流出液混濁和腹痛。五、血液吸附領域創新血液吸附是一種重要的血液凈化療法，其核心原理是利用吸附劑與毒素之間的相互作用力，去除血液中的有害毒素。相較于彌散和對流這兩種凈化方式，血液吸附的治療方法在清除某些特定的中/大分子毒素以及蛋白結合類毒素方面具有顯著的優勢，能夠彌補傳統血液凈化方法的不足。這使得血液吸附在一些特定的疾病治療中得到廣泛應用，為患者提供更有效的治療選擇。隨著化學、生物學、材料學、醫學等學科的創新和發展，不斷有新型高效的血液吸附劑被開發出來，從而進一步提高了血液吸附劑的吸附性能和生物相容性。除了活性炭和樹脂材料外，基于生物親和原理的血液吸附劑在近年來也被應用于臨床。基于生物親和原理的血液吸附劑主要利用了高度特異性的抗原抗體或有特定物理化學親和力的物質（配基）去捕獲血液中的致病因子，從而達到血液凈化的目的。目前常用的配基包括蛋白A、IgG抗體、色氨酸/苯丙氨酸、DNA、硫酸右旋糖酐等（見表5-1）。六、血管通路領域創新隨著在透患者逐漸增多、糖尿病及高血壓等合并癥比例逐漸增加，血管通路的建立、使用和維護已經成為至關重要的臨床問題。創建血管通路時，目前尚無理想的血管通路類型，AVF因感染率低、使用壽命長、并發癥少，是目前國內外首選的血管通路，但仍有超過60%的患者在創建AVF時出現失敗。造瘺成功后，依然有9%-16%的患者在血管通路成熟后出現并發癥和功能障礙，其中血管狹窄就是AVF和AVG最常見的并發癥。狹窄通常會導致患者透析不充分，引發血栓形成，從而影響尿毒癥患者的透析質量和生命安全。經皮腔內球囊血管成形術（PercutaneoustransluminalAngioplasty，PTA）是目前狹窄的一線治療方法，但PTA治療本身會引起炎癥反應，刺激內膜過度增生導致短期內出現再狹窄。據統計，50%以上病人會在術后12個月內發生再狹窄。因此，在血管通路領域，提升造瘺的成功率、延長血管通路的使用時間、優化通路再通技術，是腎內科醫生及血管通路行業創新關注的重點。●通路建立技術的創新目前核心的創新方向包括人工血管的創新、促自體動靜脈內瘺成熟的創新設備、以及中心靜脈導管的創新。其中，人工血管的開發和研制至今已有60余年的歷史，其產品設計、材料、性能等方面不斷提升，但仍不能完全滿足臨床需求。因此，人工血管領域的創新從未停止，目前研究的熱點分為新材料和新技術兩個方面（見圖6-2在材料方面，新型高分子材料和細胞脫基質材料在生物相容性方面表現最優，是最理想的人工血管材料；在技術方面，靜電紡絲技術、3D打印技術能夠制備與人體血管更相似的血管組織，進一步增加產品的生物相容性。具體而言，聚氨酯人工血管、脫細胞組織工程血管（HumanAcellularVessels，HAV）及3D打印人工血管是目前市場上最為關注的三個方向。●通路再通技術創新發展到現在，血管通路技術已經相對成熟，但AVF的平均使用年限僅有2-5年，其中血管狹窄是影響動靜脈瘺失功的首要原因。AVF和AVG均可因反復穿刺、感染、壓迫及動脈硬化等原因造成血管狹窄，進而引發動靜脈瘺血流量下降，不僅會導致透析不充分，還會引發血栓形成，從而影響尿毒癥患者的透析質量和生命安全。因此，血管通路再通技術對于血液透析的發展至關重要。目前，藥物球囊、刻痕球囊、覆膜支架是核心創新方向。●通路穿刺技術創新良好的血管通路是完成血液透析治療的基本保證，隨著透析病人老齡化趨勢加劇，血管硬化、血管狹窄、血栓形成等并發癥高發，如何減少穿刺引起的通路損傷、延長血管通路的使用壽命成為了臨床上關注的重點問題。目前，在穿刺技術方面的創新上，主要包含軟針（留置針）及皮下植入輸液港兩大創新路徑。七、多器官支持領域創新體外多器官支持技術經歷了一個從單一器官支持到多器官支持集成的發展過程。20世紀50年代實現了腎臟支持的廣泛臨床應用，標志著單一器官支持技術的誕生。在此基礎上，接下來的幾十年里，相繼研發了支持心、肺、肝臟等其他單一臟器的體外支持技術。隨著重癥監護醫學的發展，人們逐漸認識到重癥監護病房中多器官衰竭的高發病率是導致病死率居高不下的重要原因。因此，當前的技術發展方向是試圖通過模塊化組合不同的單一器官支持系統，或更理想的，開發一個集成的多器官支持平臺，以一個設備同時實現對腎臟、肝臟、肺臟等多個臟器的支持（見圖7-1）。生物人工肝技術的發展。生物人工肝是利用肝臟細胞進行體外培養，再置于體外循環中進行血液凈化的技術。20世紀50年代，生物人工肝的概念就已提出。目前臨床上較為成熟的技術主要有美國VitalTherapies公司的體外人工肝支持裝置（Extracorporealliverasistdevice，ELAD）系統，該系統利用人胚干細胞來源的肝細胞進行體外培養。但從近期的II期臨床試驗結果看，ELAD系統對改善急性肝衰竭患者的預后效果仍不明確。生物人工肝技術要實現臨床突破，還需要持續的技術創新（見表7-3）。多器官支持創新案例。ADVITOS公司的先進的器官支持系統（Advancedorgansystem，ADVOS）可以同時提供腎、肝、肺支持，實現從腎替代到多器官支持的跨越。ADVOS是基于白蛋白透析的原理。一方面，白蛋白在不同pH條件下會發生變構而幫助了毒素的清除和白蛋白本身的再利用。另一方ADVOS能夠降低膽紅素、脂肪酸、以及肌酐的水平（見圖7-3）。八、血液凈化治療方式創新除了在傳統設備上的改良與創新，在未來，血液凈化設備行業也將會呈現更多顛覆式的創新，這主要體現在血液凈化設備的小型化、人工腎和異種移植上。血液凈化設備的小型化主要針對于解決血液凈化的便利性問題，而人工腎和異種移植則代表著更加未來的技術路徑，他們希望采用體內腎臟替代的方式，從根本上解決血液凈化的問題。●血液凈化設備小型化在過去30年，中心化的血液透析在技術、成本、臨床獲益等方面已趨向成熟，但是該模式便利性差，對患者生活工作影響大，是患者犧牲自由后換來了生命的低質量延續。圍繞血液凈化便利性問題的創新可以分為三代，每下一代都有顛覆上一代的潛力（見表8-1）。第一代是居家血液透析設備（HomeHemodialysis，HHD該類設備是對醫用透析設備的進一步小型化和功能優化，以更好適用于家庭場景，可節省患者每周定時往返醫院的時間經濟成本，但仍需要耗用大量透析液或者建立水處理系統以供給純凈水。第二代是便攜式透析設備（PortableArtificialKidney，PAK這類設備具有透析液的再生功能，僅需少量初始透析液，不被水路處理系統限制，極大提升了透析時間和場地的自由度。第三代是可穿戴式透析設備（WearableArtificialKidney，WAK該設備不僅具有透析液再生功能，同時依托微型泵技術，將設備做到了足夠小巧輕便，不僅提高了自由度，還實現了24h不間斷進行水、電解質和血磷的緩慢持續清除，從而避免了脈沖式短時間大量清除帶來的心血管風險。●人工腎和異種移植創新人工腎和異種移植創新主要包含了3D打印腎臟、腎臟芯片、生物人工腎及異種腎臟移植四大技術路徑。自20世紀90年代開始，細胞培養技術開始用于構建簡單的腎臟模型，腎臟芯片開始進入人們的視野。進入21世紀，生物打印的概念被提出，3D打印技術被應用于組織工程領域，3D打印腎臟成為可能。2002年，Humes團隊開發了第一個生物人工腎—BAK。2021年以來，人們嘗試將基因修飾豬的腎臟植入患者體內，并啟動了異種腎移植的1期臨床試驗。2023年8月，異種腎臟移植取得了突破性進展，阿拉巴馬大學伯明翰分校的JaymeE.Locke團隊在JAMAsurgery雜志上報道了這項結果，證明轉基因豬的腎臟可在人體內正常運轉一周。生物人工腎（BioartificialKidney，BAK）是一種生物學和物理化學有機結合的人工腎。BAK中含有腎近端小管細胞，且具有轉運、代謝和內分泌活性，可以模擬人體腎小管的功能。與可穿戴式透析機不同的是，BAK的部分功能是由生物方法（細胞）實現的。對急性腎損傷（AKI）患者的研究提示，BAK可以提高患者的生存率。然而，BAK最大的問題是細胞的獲取與儲存。如果醫療機構或相關公司不能解決上述細胞的生產、運輸、儲存和有效分配等問題，則BAK的可及性將始終較低。此外，也可研究如何延長細胞的壽命，以降低BAK的使用費用。異種腎臟移植：不同物種之間的細胞、組織和器官移植稱為異種移植。目前異種移植的器官來源主要是豬，亦有少數其他物種，如尼羅河羅非魚等。涉及移植的器官，主要包括胰腺、皮膚、角膜、脈絡叢細胞、腎臟及心臟等。美國、中國、新西蘭、阿根廷及巴西等國是目前已經開展異種移植手術的國家。近年來，有報道顯示，基因編輯豬（Geneticallyengineeredpigs）可作為器官供體。近日，Locke團隊在《TheJournaloftheAmericanMedicalAssociation》上報道了一項豬腎臟異種移植的報道，移植腎臟在腦死亡患者中可正常工作7周，并實現了肌酐清除能力（見圖8-11）。今年8月，美國紐約大學蘭貢醫療中心將一顆基因編輯豬腎移植到一名腦死亡男子體內，該豬腎運行一個多月后未出現排異或感染現象，受體的血肌酐水平一直保持在正常范圍內，創造了基因編輯豬腎在人體內工作的新紀錄，是異種移植技術取得的重大進展。九、血液凈化數智化創新數智化創新以臨床需求為出發點，依托多種數字技術如物聯網、5G、人工智能等及創新性軟硬件結合，以輔助實現醫療五大場景落地：①醫護工作流程智能化；②醫護臨床決策支持；③患者診治流程智能化；④患者遠程管理；⑤醫療資源共享。●血液凈化數字化管理創新數字化管理創新指創造一種新的或更有效的資源整合方式，這種方式以數字化方法輔助臨床工作全過程管理以達到運營效率提升的目標。目前仍有部分醫院血液凈化中心采取傳統人工作業方式，面對龐大的血透患者數，而透析過程中對護理要求細致繁瑣、經常存在重復記錄數據，手工傳統紙質化管理方式導致工作效率低下、易出錯。對于透析中心而言，數字化管理是大勢所趨，其利于持續追蹤患者的透析質量情況，也利于全科的醫療質量安全管理。除遠程管理外，廠商還可通過互聯網技術來支持用文字、圖片、視頻等多種方式來拓展線下宣教模式，進行在線教育評估，及時制訂宣教計劃及調整宣教方案。德國貝朗的血液透析患者教育平臺—珍析相伴（見圖9-4從患教內容，患教工具、患教社群、患教活動這四個方面入手，幫助醫護和患者建立院外患教溝通的橋梁，通過豐富的患教活動鼓勵患者積極治療提高依從性。●血液凈化流程業務協同創新血液凈化流程業務協同創新是指面向血液凈化業務科室，利用血液凈化數據資源，以血液凈化科室業務需求為導向，利用物聯網、大數據、人工智能等多項技術，填補血液凈化業務功能空白或優化現有業務功能。業務流程創新主要集中在以下兩個方面：血液凈化診斷預測業務協同創新和血液凈化治療業務協同創新。●血液凈化AI軟硬件集成創新相對于傳統的單體硬件或純軟件，軟硬件集成創新模式可以把算法封裝到電子醫療設備中，賦能硬件，讓硬件變得更智慧、更智能，同時還可以較好地保護軟件的知識產權。目前市場上已經研發出來的軟硬件集成產品主要集中在宣教機器人、數據采集盒、內瘺監聽設備、智能接診一體機等系列。血液透析設備種類多、數據維度多、患者合并性疾病多，同時橫跨臨床診療、護理、醫工等交叉學科。因此，搭建一整套涵蓋臨床全工作流、聯動患者院內外管理、覆蓋透析全設備及數據、基于循證管理學的生態系統，使用數字化技術助力透析流程精益再造及管理，實現推動臨床工作流再造及管理，費森尤斯在全球實踐經驗表明，對照傳統透析室管理模式，將現代化透析設備、水處理系統及數字技術組合在血液透析日常工作流中，可帶來65%臨床工作步驟改善，對比傳統透析流程，效率提升58%（見圖9-12）。●血液凈化數字療法血液凈化數字療法產品未來可探索的應用方向有以下幾個方面：血液凈化患者AI處方：患者治療前系統可自動生成當日治療透析處方，治療期間通過治療數據模型算法給出患者最優處方建議。部分企業已相繼展開此項應用的研發，可以預測，未來2-3年還會有更多的企業及科研機構陸續取得該方向的研發成果。血液凈化患者居家健康指導APP：患者通過居家移動軟件的使用，血液凈化管理模型的無縫嵌入，及時干預患者的治療行為及治療方案，提高患者生存質量。目前患者居家管理APP或小程序市場種類較多，但具有深度學習能力且可智能干預管理透析患者的APP或小程序仍然空白，可以預見，隨著透析患者對手機軟件學習能力的提高，該類方向的數字療法APP將會在未來治療中發揮重要作用。十、血液凈化設備創新發展展望血液凈化技術發展時至今日已近百年，前文分別從血液凈化設備的發展、臨床痛點與需求的分析、治療方式的升級、設備以及耗材技術革新、數智化創新等方面進行展開，對血液凈化行業的發展做了個全面且深入的闡述，那么未來血液凈化發展的趨勢如何呢？行業發展的機遇和挑戰有哪些？對血液凈化領域的創新發展又有哪些建議呢？●血液凈化設備發展趨勢研判通過對臨床醫務人員和患者的調研，以及對血液凈化行業目前發展趨勢的解讀，未來的血液凈化設備發展應主要體現在治療技術創新、智能監測、人工智能輔