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1、血液净化技术的概述血液净化技术的概述1目目 录录透析机基本装置透析机基本装置血液净化发展史血液净化发展史透析人群的流行病学透析人群的流行病学血液透析基本原理血液透析基本原理血液透析方法血液透析方法透析器透析器透析液简介透析液简介2血液净化发展史n血液净化是指把患者血液引出体外净化去除某些致病物质，达到治疗目的过程的统称。n血液净化源于血液透析，近30多年发展出一系列治疗方法：血液透析滤过、连续性肾替代治疗、血液灌流、血浆置换、免疫吸附、血脂分离和腹膜透析。3血液净化技术发展史血液净化技术发展史n1943319447 荷兰 Groningen 大学的年轻医生William Kolff 制造了第一
2、台人工转鼓式人工肾。n19459 Kolff治疗1例急性胆囊炎 伴急性肾功能衰竭的昏迷患者， 透析1周后，开始利尿，好转出院。 此为首例由人工肾救活的急性肾衰竭患者。4血液净化技术发展史血液净化技术发展史n第二次世界大战期间，Murray and Delmore and Jhomas成功研制第一台蟠管（coil）人工肾，于1946年应用于临床。n1947年MacNeil、1948年Skeggs 先后报道了平流型透析器n1955年Kolff制成双蟠管型人工肾，透析面积为1.8m2，尿素清除率140ml/min,具明显超滤效果5血液净化技术发展史血液净化技术发展史1960年挪威人Kiil制成Kii
3、l平板型透析器。1967年Lipps将醋酸纤维拉成直径200um的空心纤维，将8000-10000根纤维装在一个硬壳里，为空心纤维透析器（Hollow fiber）。现在，已有200多种类型。6血液净化技术发展史血液净化技术发展史n血管通路尤其是永久性通路是血液透析能否用于治疗慢性肾衰的关键。1960年美国Quinton、Dillard创建了动静脉分流，使慢性透析成为现实。1966年Brescia 创建了动静脉内瘘，成为另一个里程碑。7透析人群流行病学n（一）透析患者的发病率8透析人群流行病学n（二）透析患者的住院率及死亡率n血液透析患者的死亡率上升，中国肾脏病学会也统计以心脑血管并发症为第一
4、住院死亡原因。血血液液透透析析患患者者易易发发并并发发症症9肾脏主要功能1.1.排泄功能排泄功能2.2.调节体液平调节体液平衡衡3.3.调节电解质调节电解质平衡平衡4.4.调节酸调节酸碱平衡碱平衡5.5.分泌活性物质分泌活性物质10血液透析基本原理11血液透析基本原理n一、溶质的转运机制一、溶质的转运机制（一）弥散（一）弥散1.定义：溶质依浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧运动的过称。定义：溶质依浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧运动的过称。12血液透析基本原理-影响弥散清除的因素13血液透析基本原理n（二）对流（二）对流n1.定义：通过透析膜两侧的压力梯度使血中毒素随着水的定义：通过透析膜两侧的
5、压力梯度使血中毒素随着水的跨膜移动而移动，此现象为对流。跨膜移动而移动，此现象为对流。14血液透析基本原理15跨膜压计算公式跨膜压计算公式P总=(PBi+PBo)/2-(PDi+PDo)/2PBi:血液入口处压力；PBo：血液出口处压力；PDi：透析液入口处压力；PDo：透析液出口处压力。跨膜压：跨膜压：透析液流出泵可以在透析液流出侧产生负压（为跨膜压，简称TMP），血液透析基本原理-影响对流清除的因素：16血液透析基本原理n（三）吸附 n 通过正、负电荷相互作用或范德华力和透析膜亲水性的原理，将可被吸附的物质如2-微球蛋白、补体、IGg抗体、内毒素等吸附。17血液透析方法n血液透析使用透析机
6、分别驱动血液及透析液通过透析器来完成透析和超滤。n血液和透析液被分隔在半透膜两侧。血液中的小分子代谢废物通过弥散进入透析液被排除。n透析液和血液在透析膜两侧逆向流动，保持二者高流速可增加溶质弥散。1819血液滤过n血液滤过仅仅通过对流的方式来清除溶质，即水和溶质一起顺压力梯度被滤出。由于大量溶液被滤出，需补充大量置换液（大于40l/次）。n血液滤过比血液透析能更好的清除大分子溶质如2-微球蛋白、糖基化终产物等，提高小分子物质的清除率，稳定心血管系统，改善炎症反应。22血液透析滤过n血液透析滤过由血液透析和血液滤过组成，同时通过对流和弥散两种方式清除溶质。n置换被直接输入患者体内，置换液必须超纯
7、，内毒素的污染要降至最小。n血液透析滤过需要高通透性、大面积半透膜、高血流速以及对置换量的精确控制。23透析器n透析器是整个透析装置的核心功能部分，也成人工肾。n在临床上使用过的透析器主要有三类：n(一)平板型透析器n早期使用Kill型大平板型人工肾，后多采用多层小平板型透析器。n多层平板透析器由外壳、支撑片和透析膜组成。n血液在膜中间流动，透析液流经膜与支撑片之间的空间。n此类透析器尿素清除率可达100150ml/min。24透析器n优点：1）膜内部血流阻力小n 2）破膜率比蟠管型低n 3）溶液清除率和超滤能力比蟠管型高n 4）透析器内残留血量小n缺点：与空心纤维透析器相比，压力耐受性差，预
8、充量多，破膜率高，清除率和超滤量低。25透析器n(二)蟠管型透析器n临床应用最多的是封闭式的蟠管型透析器n由外壳、内衬网片及透析膜三部分构成n透析膜为扁管型，宽15-20cm，长4-6m，用尼龙或聚乙烯塑料网片做成夹具，将透析袋加于网片之间，卷成桶装。n血液在透析膜之间流动，透析液在膜外流动进行透析，尿素清除率为110-150ml/min。n像口袋状的透析膜与合成树脂网一起卷成圆桶状，血液从口袋一端进入，另一端流出。26透析器n优点:1)价格低廉n 2）血液阻力小n缺点:1）预充量多，体外循环血量多n 2）容易破膜、漏血。n 3）只能用正压型透析机，需用血泵。n 4）残余血量小n 5)与空心纤
9、维透析器相比，清除率低。27透析器n（三）空心纤维型透析器n 目前临床应用最多，透析效果最好。n由聚碳酸酯材料铸造成型的外壳与空心纤维透析膜构成。n临床上更常用中空纤维透析器，其预充量较少，复用方便，但容易出现轻微的凝血，并可能滞留氧化乙烯等消毒剂。2829透析器：技术说明n预充量一般为40-150ml（不包括血液管路-约为150ml）。n膜面积一般为0.5-2.2m2 。n超滤系数Kuf一般为2.5-85 ml/(h.mmHg)。 Kuf小于4 ml/(h.mmHg)属于中通透性，大于8 ml/(h.mmHg)为高通透性。高通透性膜需要采用容量控制方式以确保透析安全。n尿素KoA一般为200
10、-1200，小于300属于低效透析器，大于600属于高效透析器。31透析器：技术说明n透析器可以使用-射线、环氧乙烷或蒸汽灭菌。蒸汽和射线消毒对患者危害小。n在连接患者前应用2.0L盐水预充透析器，以避免透析器中的“碎片”（指可以进入身体的固体物质或可溶解复合物）释放进入人体，同时清除透析器生产过程中其它潜在的污染物和消毒剂。32透析器n近代科技及透析技术的发展使透析器性能有了很大提高，一些特殊类型的透析器也在投入临床应用。n1. 用于小儿透析 面积0.5m2， UFR 2ml/(H.0.133KPa)的婴幼儿透析器。n2. 用于出血倾向患者 乙烯聚乙烯醇（EVAL）透析器有防凝作用的半透膜，
11、可少用肝素，也可选择用肝素包被的血仿膜的透析器。33透析器n3.高效透析器 透析膜具有大面积，能大量清除尿素。高效透析器的膜孔径可大可小，大的孔径清除中分子物质多，小的孔径不能清除中分子物质。n4.高通量透析器 对于高通量的定义还未统一，一般认为Kuf20ml/(h.mmHg),尿素清除率100mL/L。而NIH HEMO研究小组对高通量透析器的定义为Kuf14ml/(h.mmHg), 2-微球蛋白20ml/min。34透析器n5.超通量透析器 如Fresenius F800S ，为聚砜膜，相对于高通量透析器具有更高的对流和内滤过的能力。n6.透析滤过用透析器 兼有透析器和滤过器的特点。采用高
12、通透性透析膜，截留分子量大于普通透析器。35透析器的主要技术性能n（一）清除率n透析器的清除率分别以小分子物质（分子量 300Da）物质：尿素（60Da）、肌酐（113Da）为代表，应能达到130-190ml/min；n中分子（分子量300-5000Da）：以维生素B12 （1360Da）为代表，应能达到20-50ml/min（高通量应达到50-100ml/min）；n大分子蛋白（分子量8*103-25*103）：以2-微球蛋白（分子量1.18*103）为代表。n清除率与膜材料、厚度、孔径、面积等相关。36透析器的主要技术性能n(二)超滤系数（Kuf）n定义：每毫米汞柱跨膜压（TMP）每小时超
13、滤的毫升数。n代表透析器对水分的廓清效率。n低通量透析器Kuf为4.2-8.0 mL/(h.mmHg),高通量透析器为20-55 mL/(h.mmHg)。n超滤率与透析膜材料、厚度、面积、工艺水平相关，通常耐受压力为500mmHg。随着膜对水的通透性的增加，所需的跨膜压随之降低。37透析器的主要技术性能n（三）血区预充量n空心纤维透析器的预充量一般为50-120ml，与透析面积成正比，跨膜压增加时血区容积基本不变，当复用透析器的部分纤维丝堵住时，实际预充量会减少。n（四）耐受压力n新透析器耐受压力标准不低于66.7KPa。n（五）残留血量n透析结束时残留在透析器中的血液量应不超过1ml。38透
14、析器的主要技术性能n（六）生物相容性n定义：指仅引起轻微的生化反应和生物反应，既往专指生物膜对白细胞和补体系统的活化作用。n使用生物相容性较好的聚砜膜透析器的患者，CPR显著降低，这种差别在分别使用两种透析膜透析数小时之后最为明显。n临床判断生物相容性的指标是检查透析15min后白细胞、血小板计数，血氧分压，补体C3a、C5a水平。39透析器的主要技术性能n（七）血流阻力n空心纤维透析器，膜内阻力大于平板型，通常为 20mmHg压力，如果阻力过大将会增加动脉压。n（八）重复使用率n透析器复用的优点：改善生物相容性，减少首次使用综合征和过敏反应，减少浪费。透析器复用的缺点：可能影响中分子、大分子
15、物质清除率，透析器容量减少，超滤率下降，增加热源反应和感染并发症。40透析膜n透析膜材料分为纤维膜、改良纤维膜、合成材料三种。n纤维素膜通透性低，并可能激活补体和白细胞，生物相容性较差。n改良纤维素膜通透性有高有低，生物相容性可好（如三醋酸纤维素）可差（如醋酸纤维素）。n合成膜都有较好的生物相容性，其通透性有高有低。合成膜和改良纤维素膜对溶质的清除率是相似的，但是合成膜对2-微球蛋白的清除效果更好。41材料材料别称别称纤维素纤维素铜氨人造纤维铜仿铜氨纤维再生纤维素改良纤维素改良纤维素合成纤维素血仿醋酸纤维素双醋酸纤维素Dicea，Diaphan三醋酸纤维素水合纤维素合成合成聚砜生物硫烷，PS，
16、helixone聚丙烯腈PAN,AN69，SPAN聚甲基丙烯酸甲酯PMMA聚酰胺Polyflux聚碳酸酯Gambrane42血液透析机的基本结构n（一）体外循环通路n1.血泵 通常是蠕动装置，调节血流速率200-600ml/min之间。43血液透析机的基本结构n2.动、静脉壶 n用以捕捉从上游进入血路的空气。n静脉壶位于静脉血路上，动脉壶位多位于血泵之前，为负压。n动静脉壶通常有1-3个接头，其作用：排除空气，调节液面；压力测定；动脉壶常作为输液、输血接口；静脉壶作为空气探测部位。44血液透析机的基本结构n3.动脉压力监测器 n检测血管通路与血泵之间的压力变化。n低压报警原因：血压下降；穿刺针
17、与血路之间的管路扭结；血液凝结；血管壁贴附于穿刺针上。n高压报警的原因：病人血压升高；血管通路与血泵之间的管路破裂；输注盐水的管路未夹闭；血泵泵血部分断裂。45血液透析机的基本结构n4.静脉压力监测器n低压报警原因：静脉管路破裂；血流量低n高压报警原因：静脉管路缠结；血液凝结；静脉通路失去功能。n5.空气探测器 采用超声波检测法46血液透析机的基本结构n6.自动管路夹 能够承受800mmHg的压力。n7.管路 具有良好的生物相容性，无毒性的材料制成，血泵部分的管路由硅酮处理后防止血液凝结。n8.肝素泵 位于血泵和透析器之间。多采用注射泵或蠕动泵。47血液透析机的基本结构n（二）透析液通路n1.
18、加热/热交换 加热装置采用不锈钢材料制成。透析液一般在33-39之间。过热的透析液（ 42 ）引起溶血，低温可导致病人寒战等不适。n2.除气装置 防止透析液中气体过多，通过透析膜进入人体内或者附着在透析膜表面，减少有效交换面积，引起超滤控制系统的测量误差。48血液透析机的基本结构n3.透析液配比装置n将浓缩液以一定的比例与反渗水混合，获得有适当离子浓度、温度和电导率的透析液。n目前透析机所采用的配比泵有三种：陶瓷泵、计量泵、硅油泵。碳酸氢盐透析液配比系统，需要两个浓缩液泵，分别为酸性浓缩液泵和碳酸氢盐浓缩液泵。n碳酸氢盐应临时配制，否则配好的碳酸氢盐会缓慢释放CO2，利于细菌繁殖。49血液透析
19、机的基本结构n4.电导率检测元件 通过电导率检测，以检测透析液离子的总浓度。透析液的电导度主要反映钠离子浓度。n5.旁路阀 用途一是可以将温度或电导率异常的透析液导向透析器下游不流经透析器。n 用途二是在单纯超滤时，旁路阀将透析液直接导至透析器下游，使透析器中弥散过程停止。n6.超滤控制系统 n7.漏血监测 在规定的最大透析液流量下，每分钟漏血0.5ml时，发出警报，同时关泵。50血液透析机的基本结构n（三）透析机脱水装置n可分为压力控制型和容量控制型n1.压力控制型血透机 通过调节跨膜压进行脱水，机器通过负压泵对透析器透析液侧施加负压（Po），而血侧的静脉压为正值（Pv）。 Pv与Po的差值
20、即为TMP。51血液透析机的基本结构n容量控制型（平衡室型）血透机 平衡室型机在透析器的出水口设有一个超滤泵，设定脱水量后，超滤泵工作，泵每次工作脱水量固定不变，因此由每小时泵的工作次数可计算出每小时的脱水量。n（四）微电脑控制检测系统n 负责接收操作面板发出的指令，处理来自水路及血路上所有传感信号，按照预先编制的程序进行。 52透析液n透析液一般由浓缩透析液和碳酸氢盐缓冲液制备。n醋酸盐透析液容易生产和储存，醋酸盐透析液层被广泛使用。现在，碳酸氢盐透析液基本取代醋酸盐透析液。碳酸氢盐透析液更符合生理，能更好的控制酸中毒，且透析中引起的并发症和副作用少。n在透析液中的碳酸或乳酸，他们可以结合镁
21、、钙溶液与碳酸氢盐溶液混合后生成的碳酸钙或碳酸镁，降低透析液PH值至7.0-7.4，从而保证各种盐类的可溶解性。62普通透析液的组成普通透析液的组成钠钠132 155 mmol/L钾钾0 4 mmol/L钙钙1 2 mmol/L镁镁0.25-0.75 mmol/L氯氯90 120 mmol/L醋酸醋酸30 45 mmol/L(仅在醋酸盐透析液中)碳酸氢盐碳酸氢盐27 40 mmol/L葡萄糖葡萄糖0 - 5.5 mmol/LPHPH7.1 -7.3 63透析液成分简介n钠：临床上曾使用低钠透析液以降低高血压，但随之引起了一些其他并发症，如痉挛、失衡综合征、低血压，甚至由于引发肾素-血管紧张素分
22、泌引起高血压发生。n提高透析液钠浓度可以减少肌肉痉挛、恶心、呕吐和低血压发生，然而，长期使用高钠透析液，由于盐超负荷可引起高钠血症，加重口渴和高血压。64钠曲线透析n是指在透析过程中的不同时间使用不同浓度钠离子以减少低血压的发生。n一般于透析起始阶段使用高钠透析液，之后逐步降低。n在尿素弥散速度最高的时期（透析早期）初始高钠可保持血渗透压，这样可保持血浆从组织间隙中得到水分的再充盈。n透析液钠浓度应逐步下降n一些对照研究发现，钠曲线透析有利于控制透析中的症状，尤其是减少痉挛和改善血管稳定性。n如透析期间透析液钠浓度没有充分下降或骑士浓度过高，就有钠潴留的危险，引起口渴加重、容量超负荷和高血压。
23、65透析液：其他电解质和葡萄糖n钾:对于伴有少尿、横纹肌溶解、需多次输血的急性肾衰竭患者，有时需更低或无钾透析液。有些患者由于腹泻、呕吐或每日透析而呈现顽固性低钾血症，则需要较高钾浓度透析液。n钙：水的软化、去离子和反渗都可有效解决由于硬水引起的高钙血症。对于大多数不伴有甲状旁腺功能亢进而呈现低钙血症的患者，低钙透析液是必须的。相反，对于伴有无法控制的甲状旁腺功能亢进和高钙血症的患者，低钙透析液是必须的。n葡萄糖：透析液中的葡萄糖有利于维持血浆渗透压，有助于预防快速清除尿素后出现失衡综合征，同时葡萄糖也有一定的酸碱缓冲作用。66透析液：酸-碱n透析治疗的一个重要作用就是纠正酸中毒。 由于血液的
24、缓冲作用，氢离子在血浆中浓度很低，不能被透析有效清除。在透析液中加入碱，当碱离子弥散入血后可中和酸。但含碳酸氢盐的透析液不稳定且易被细菌污染，醋酸曾被作为一个稳定的碱性透析成分。醋酸经过外周组织和肝脏乙酰辅酶A代谢，捕获一个氢离子，再经过脱羧作用释放氢离子进入呼吸链而发挥作用。n醋酸可增加透析中心血管不稳定性，高流量透析室还可出现醋酸聚积。对照研究发现，碳酸氢盐可以改善透析患者症状，降低合并症发生率，更好的控制血压，故应用较多。67水净化：处理和消毒n水净化是一个系统过程，包括：过滤器（去除一些颗粒）、活性炭（吸附氯胺、有机成分、氯）超微过滤器（1 m孔径）、软水器（通过钠阳离子交换树脂除去钙
25、、镁、铁、锰）、反渗装置（通过膜过滤和去离子阻挡大约300Da的分子），有时还包括螯合剂、去离子器、紫外线处理器、纳米过滤器等。n净化后的水需要储存并分流到各个透析机中去，应保持纯净和无微生物污染。68水净化：处理和消毒n欧洲透析用水指南要求细菌小于100cfu/ml,内毒素小于0.25iu/ml。n美国透析用水指南要求细菌小于200cfu/ml，内毒素小于2.0iu/ml。n高流量血液滤过需要超纯水，可通过中心或在线装置进一步超滤得到超纯水（用中空纤维滤器），也可通过再次的去离子器和反渗处理生产超滤水。应当尽量避免在输水管和储存器中形成生物薄膜。69污染物污染物作用作用铝小红细胞贫血，脑病痴呆，骨病（骨软化）钙（镁）恶心、呕吐，头痛无力，高血压铜贫血，头痛，溶血，肝炎锌贫血，恶心、呕吐，发热钠高血压，肺水肿，口渴，意识模糊，头疼，发作，昏迷铅神经紊乱氯胺溶血、贫血，高铁血红蛋白血症氟化物骨软化硝酸盐紫绀，高铁血红蛋白血症恶心、低血压硫酸盐恶心、呕吐，酸中毒微生物致热源，内毒素恶心、呕吐，发热，低血压，休克，透析相关淀粉样变性70 谢谢 谢谢 大大 家家71个人观点供参考，欢迎讨论
