2015血液净化原理.ppt

血液净化原理,四川大学华西医院肾脏内科血透中心 朱 影,血液净化的概念,血液净化(blood purification )把患者的血液引出体外，并通过一种净化装置，除去其中某些致病物质,净化血液,达到治疗疾病的目的,这个过程即为血液净化,Page 4,尿毒症(uremia) Uremia=urine+emia,尿毒症的含义：尿液（中的毒素）污染了血液而产生的临 床综合征Uremia=urine+emia 代谢废物（毒素）潴留 水分潴留 电解质及酸碱平衡紊乱 并发症 贫血 高血压 骨病 心血管疾病等等,分子量（大小） 小分子（10,000D）：2-MG、瘦素、TNF 与血浆中蛋白结合情况 蛋白结合毒素：酚类、吲哚类、多胺、糖基化终末产物、瘦素、HCY 非蛋白结合毒素,尿毒症毒素（分类）,透析通过以下几种方式模仿肾脏的功能 从血液中滤除废物 平衡体液和电解质 维持机体的酸碱平衡 透析治疗主要包括以下四个过程 溶质的弥散 对流 渗透 液体的超滤 吸附 通过半透膜(透析器)）,入门知识,Page 8,普通血液透析模式简图,透析器,病人,血液入,血液回,透析液入,透析液出,透析（半透）膜,普通血液透析模式简图,透析器,人体,血液入,血液回,透析液入,透析液出,透析（半透）膜,血液侧 （膜内）,透析液侧 （膜外）,溶液：透析液,溶液是溶质和溶剂的混合物 透析液是用于透析的溶液 其溶剂为水 其溶质为电解质（如：钾、钙、钠、镁、氯离子和葡萄糖),=,透析液电解质,透析液中电解质的水平与正常人血中的水平基本相同，除了K+，HCO3-,Na+ K+ Cl- Mg2+ Ca2+ HCO3-,Na+ K+ Cl- Mg2+ Ca2+ HCO3-,透析器,人体,血液入,血液回,透析液入,透析液出,多孔的半透膜,透析器-透析膜-半透膜,选择性的滤过物质小、中分子物质 保留大分子物质、血细胞 水分可以自由通过,半透膜(透析膜),半透膜的功能类似于一个孔径极小的滤网，仅允许小颗粒通过,中分子量颗粒, 如：2 微球蛋白,水分子： 可以自由通过,电解质，红细胞,白蛋白 - 大分子蛋白的例子,尿素，肌酐,半透膜,透析器种类 透析器按膜材料分为两大类:纤维素膜及合成膜透析器 纤维素膜的基础是纤维二碳糖,其结构表面存在羟基,可激活血中补体系统,生物相容性差,以不同基团取代羟基以改善生物相容性,便形成了不同的替代纤维膜,如血仿膜,铜仿膜,醋酸纤维膜等. 合成膜是以高分子人工聚合成的纤维膜,表面无羟基,生物相容性好,如聚砜膜( PS),聚丙烯晴膜(PAN)等,弥散,Page 16,弥散,溶质穿过半透膜，从浓度高的一侧移动到浓度低的一侧由分子的大小、形状、电荷决定,能有效去除小分子溶质（500道尔顿）,开始: 两侧浓度不同,结束: 两侧浓度相同,时间,1,2,3,溶质流 驱动力: 浓度梯度,血液侧,透析液侧,半透膜,影响弥散的因素: 溶液的特性,浓度梯度 膜两侧液体的浓度各为多少? 浓度梯度使病人血液中的废物被透析液带走，并使透析液和血液中的电解质浓度达到平衡,血液: 含有高于正常水平的毒素,透析液： 和正常血液成分类似的溶液,溶质的清除 浓度梯度 (弥散),渗透膜,透析液,含有溶质 的血液,流入血液,流出血液,透析液,QB,QD,QB,QB,QB,QD,QD,QD,透析器两侧的浓度梯度,如何维持透析膜两侧的浓度梯度? 在治疗时间（t）内，弥散清除的驱动力如何变化?,透析纤维长度,透析液进入侧,Cbi,Cdo,Cdi,Cbo,浓度梯度驱动弥散,平均浓度梯度,影响弥散的因素: 溶液的特性,溶质的分子量 溶质颗粒的大小如何？ 小分子（尿素和各种盐）能更迅速和容易的弥散 中等大小的分子也能通过，但是速度较慢,影响弥散的因素: 溶液的特性,温度 液体的温度如何? 分子在高温下运动的更快，因此升高液体温度能使弥散加快。 透析过程中，应调整透析液温度以达到病人的安全和舒适，以及更快的弥散 36 -36.5,影响弥散的因素: 膜的特性,膜的通透性 孔洞的大小和数量如何？ 膜上的孔洞越多，弥散的越快 大孔径能允许大分子通过 膜自身的厚度和设计也会影响弥散的速度,透析器的溶质转运系数（KoA）,对于一种溶质和某一特定透析器 KoA（溶质） 与 溶质清除率非线性相关，血液流速度（Qb）与透析液流速（Qd）是其系数,KoA =面积相关溶质转运系数,溶质KoA,溶质清除率 ml/min,影响弥散的因素: 膜的特性,膜的面积 面积是指： 能直接与血液、透析液接触的膜大小 膜的面积大，则弥散多,有效透析表面积 ,尿素清除率（ml/min）,影响弥散的因素: 膜的特性,流动几何学 液体如何流动？ 血液和透析液的相向流动能加速弥散。因为以这种流动方式，血液和透析液在透析器内全程都能保持较高的浓度梯度。,总结: 影响弥散的因素,溶液的特性 浓度梯度 血液和透析液的相向流动 血液和透析液的流速比Qb: Qd (1:2) 溶质的分子大小 温度 膜的特性 透析膜的特点 孔径大小 KoA （面积相关溶质转运系数） 几何学,对流,Page 28,对流,溶质随着水流一起运动，“溶剂牵引作用”，如：溶质随着超滤水的运动穿过渗透膜 可以有效去除中等大小分子（40,000da）,影响对流的因素,Qb 是重要因素 Qb 350 mL/min 最优化 Qb 大口径管路 高超滤率 主要决定于（限制于）Qb 和 Hct, 以及血浆蛋白 KuF膜 高流量膜,与溶质的浓度梯度无关, 10,11-20,21-60, 60,Water flow per mmHg TMP per hour (per 1 m2),low,middle,high,super,超滤系数（Kuf）：反映透析膜对水的通透性,低通(low-flux),高通(high-flux),超滤,Page 32,超滤,液体在压力梯度的作用下穿过半透膜，从高压的一侧到达低压的一侧。 压力梯度可以是：正压（“推力”），负压（“吸力”），渗透压 负责移除体内多余的水分 透析器的KuF,跨膜压 (TMP),血液透析过程中，血液侧的正压驱动液体的跨膜运动。 透析液一侧产生负压，透析膜两侧（血液侧和透析液侧）的压力差即为跨膜压。 跨膜压决定了做跨膜运动的水的量。过去（1970s），血液透析主要通过控制跨膜压来调节超滤的速度和量。 随着容量控制技术的使用，跨膜压不必设置，用户只需输入超滤量和透析时间即可保证超滤的精确度和平稳性。,滤过,Page 35,滤过,滤过是液体在水压的作用下穿过膜的过程 液体总是从高压侧流向低压侧 过大的颗粒不能通过滤器，因此被留在滤器的一侧,高压力,吸附,血液灌流技术是将患者血液从体内引到体外循环系统内，通过灌流器中吸附剂吸附毒物、药物、代谢产物，达到清除这些物质的一种血液净化治疗方法或手段。与其它血液净化方式结合可形成不同的杂合式血液净化疗法血液净化标准操作规程（2010 版）,血液吸附概念及原理,吸附原理,吸附在两相界面中，其中一相物质能自动的富集到另一相上的现象。 吸附剂具有吸附能力的物质（如活性炭、树脂） 吸附质被吸附在吸附剂表面的物质（如毒素）,吸附作用力吸附可分为物理吸附和化学吸附。如果吸附剂与被吸附物质之间是通过分子间引力(即范德华力)而产生吸附，称为物理吸附；如果吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用，生成化学键引起吸附，称为化学吸附 还有一种可以进行连续操作的分子筛，物料连续进入填充床，分子筛可以只吸附固定体积的分子,适应症,1急性药物或毒物中毒 2尿毒症，尤其是顽固性瘙痒、难治性高血压 3重症肝炎，特别是暴发性肝衰竭导致的肝性脑病 高胆红素血症 4脓毒症或系统性炎症综合征 5银屑病或其它自身免疫性疾病 6其它疾病，如精神分裂症、甲状腺危象、肿瘤化疗等,三、吸附材料分类,血液透析的不同模式,治疗模式加治疗参数,普通血液透析模式原理简图,透析器,人体,血液入,血液回,透析液入,透析液出,透析（半透）膜,RBC,弥撒,对流/超滤,腹膜透析的原理,腹膜透析：是利用人体腹膜作为半透膜