1911年冬季的一天,在美國的一家大醫院里,一位名叫愛貝爾的年輕醫生正在搶救一個患尿毒癥的病人。病人已經昏迷數日,呼吸微弱,情況十分危急。雖然愛貝爾采取對癥的搶救措施,但病人最后還是停止了心跳。作為一位善良而有責任心的醫生,愛貝爾對病人的死去十分難過。他知道,尿毒癥是醫學界尚未攻克的世界性難題。但他認為,面對病人以及家人期盼的目光,醫生搖著頭對他們說“無能為力”,那是整個醫學界的失職。一位年長的同事看見他那悲傷的樣子,便安慰他:“愛貝爾,別難過,對于尿毒癥病人,誰也沒有辦法。我們醫院這兩年就死去了30多個病人。往后你在這兒呆久了,也就習慣了。”

“一定要攻下這個難關。”愛貝爾開始了尿毒病治療的研究工作。他從資料上了解到,許多醫學專家試驗過這樣那樣的治療方法,可效果都不理想。愛貝爾萌發了一個大膽的想法:“造一個人工腎臟,替代尿毒癥患者已失去正常功能的腎臟的工作。”
要將這個想法變成現實需要解決許多問題。腎臟最基本的功能就是將血液里的各種新陳代謝的廢物過濾出來,形成尿液。在腎臟里有一層奇妙的過濾膜,起到“篩子”的作用。因此要造人工腎臟,首先要造一個能將血液里的廢物濾去的膜。
愛貝爾將完成臨床工作之外的業余時間都花在了尋找濾過膜的工作上。他將所有收集到的薄膜都進行試驗。可這些薄膜要么“篩孔”太小,連廢物也濾不下;要么“篩孔”太大,連血液里的紅細胞、蛋白質等都濾了下來。要尋找到“篩孔”大小恰到好處的膜談何容易!
正當他的實驗陷入困境之時,他的一位同行給他提供了由火棉膠制成的薄膜。愛貝爾將薄膜鋪在漏斗上,然后再緩慢地倒入狗的血液,只見一滴滴的清液往下滴。愛貝爾高興極了。
經過化驗,證實濾出的清液中只含有尿素氮等廢物,而不含紅細胞、白細胞和蛋白質。1913年,愛貝爾發明了一種原始的人工腎臟。為了讓同行們了解自己的研究進展,愛貝爾邀請醫學專家觀看人工腎臟在兔子身上的使用情況。他在大白兔的動脈和靜脈各插入一根細管子,將兩根細管子與一根由火棉膠制成的管子相連,并將火棉膠管浸在一個盛有生理鹽水的盆中。這樣,血液從動脈出來,經過火棉膠管過濾,又流回靜脈中。實驗證明,火棉膠管濾出了大量的廢物。可是有兩大原因使愛貝爾的發明只能停留在實驗室,無法用于臨床。一是血液離開人體,很快就會凝結;二是血液在經過人工腎臟時,需要泵之類的機器保持血液流動速度。
1920年,醫學專家研制出了一種效果良好的抗凝藥物——肝素。1923年,德國醫學家哈斯對愛貝爾發明的人工腎臟進行改進:在血液中加入一定比例的肝素,使血液不凝結;用采用電池作為電源的電動泵對過濾的血液加速。至此,人工腎臟替代技術已經初步成熟了。哈斯將人工腎臟應用于生命垂危的尿毒癥患者身上,結果病人轉危為安。之后,哈斯又連續采用人工腎臟治療了一些尿毒癥病人,取得了一定的治療效果。
在哈斯成功地研制出改進的人工腎臟后的20年,荷蘭醫學家考爾夫又登上了一個山峰。他對哈斯的人工腎臟又做了重大改進:采用性能極好的賽璐玢醋酸纖維薄膜作為透析膜(即濾過膜);加大透析膜的面積,將長達20米的透析管盤繞在一個鼓形圓筒上;在人工腎臟上安裝上血泵等。考爾夫研制的這種人工腎臟的治療效果比哈斯大大提高了一步,使人工腎臟真正地走向臨床,拯救了許許多多尿毒癥患者的生命。