吸附透析装置

Understanding sorbent dialysis systems吸附剂透析系统,JOHN WM AGARRenal Services, Geelong Hospital, Barwon Health, Geelong, Victoria, Australia,常见血液透析系统,单遍排水装置 使用时间最早：20世纪60年代上市 应用最广泛 需要复杂电路 需要给、排水装置： 前滤过+反渗透 透析级别的水,吸附剂系统装置 上市时间晚，一度被淘汰 吸附剂药筒 结构相对简单 不需要复杂给、排水系统 早期技术不成熟 成本高,吸附剂,可以是一种固体或液体与其他物质结合：化学键、离子键 、分子络合物 表面积越大，其吸附作用越强,常见吸附剂,磷酸锆 表面携带Na+和H+，当磷酸锆遇到包含更活跃的一价或二价阳离子例如K+、Ca+或Mg+的溶液时，它会优先的释放Na+和H+，作为交换吸附其他阳离子,吸剂的发展,20世纪60年代早期，国家航空航天局（NASA）寻求能够净化废水或人的排泄液以便携带最少量的水从而减轻火箭的负载，为载人宇宙旅行寻找再生水源。吸附剂很快成为一条有效解决方法，它可以大范围清除人体排泄液中的废物。他们证明吸附剂是显著有效的水净化剂。,吸剂的发展,Reynolds首先发现吸附剂适用于血液净化，他使用磷酸锆作为吸附剂清除了实验液中的氨基。吸附剂的化学作用很快被发现可以作用于人工肾流出的透析液，使流出的透析液再使用成为可能。 REDY系统：REDY是单词Recirculation of Dialysate（透析液再循环）的字头缩写,REDY系统,系统装置包含活性炭、尿素酶和磷酸锆造价昂贵技术不成熟存在问题：有报告因早期吸附剂药筒含氢氧化铝因此透析液中含铝，醋酸盐暴露和可能使用氨浸泡吸附剂药筒等 后遭到淘汰,单遍透析系统,吸附剂透析系统,吸附剂药筒,第一层包含的是活性炭，活性炭是一种表面积很大的特殊物质。1克活性炭的表面积大约500m2，并且富含微孔。它能够吸附过滤重金属、氧化剂、氯胺类、肌酐、尿酸和许多种中分子物质包括2微球蛋白和其他有机物。在这一层没有溶质作为交换释放或产生。,吸附剂药筒,第二层含有尿素酶，能够催化水解尿素为二氧化碳和氨，公式为(NH2)2CO+H2OCO2+2NH3,吸附剂药筒,第三层。在这里，经过逐渐改良的流出的透析液还不能称为真正意义上的透析液，这一层含有磷酸锆。在磷酸锆表面富含Na+和H+。通过离子交换优先吸附K+、Ca+、Mg+、其他阳离子、金属和铵。如此，在第二层中产生的铵在第三层中通过Na+和H+的交换而清除。,吸附剂药筒,在第四层，包含氧化锆和碳酸锆的复合材料，吸收磷酸盐、氟化物和重金属，作为交换释出Na+、HCO3-和少量的醋酸盐。,吸附剂药筒,到这个过程结束，经过透析从血液中排出的溶质被全部的从流出的透析液中清除。最终形成的液体是由纯净的水、Na+、H+、HCO3-及少量醋酸盐组成的溶液。 就像单遍透析系统中用反渗水和一定浓度化学浓缩液混合形成最终的透析液一样，一个混有K+、Ca+、Mg+的干化学药品最后溶于流出的透析液中而流向透析器。然后，一遍又一遍的重复这个过程，使用的都是最初6L储水箱内的自来水。,吸附剂药筒,重要的是药筒还承担着细菌过滤器和内毒素及细胞因子吸附剂的角色。菌落计数1 cfu/ml和可检测的内毒素0.3EU/ml都接近超纯水的要求。所有组成均超出AAMI（真菌学研究变态反应学家协会）关于透析级别水的标准，几乎达到可检测的内毒素0.25EU/ml的欧洲标准。,吸附剂药筒,药筒有不同的规格，根据患者体重、体表面积和已知或预测的透析前尿素水平选择药筒。短时间透析、标准时间透析、延长时间透析、通宵透析都可以选择不同的药筒。,风险和不足,早期的吸附剂系统曾经遇到很多问题：铝中毒、酸中毒、透析液中含锆及成本不具备竞争力等。在老的REDY系统中关于铝中毒的问题已经得到解决，在现代的药筒中已经有铝吸附剂添加。过去的吸附剂系统中锆的释放（或漏出）的确是个危险，但在现代的药筒中没有再出现相关报道。如果选择合适规格的药筒，酸中毒是可以被避免的。,风险和不足,透析液中的钠缓慢但持续的增加，这是因为钠作为交换离子被不断的从吸附柱中释放到透析液中。,两者比较,表1 单遍透析系统和吸附剂透析系统的优缺点比较,两者比较,表2单遍透析系统和吸附剂透析系统的成本比较,对未来的冲击,目前关于透析装备的研究热点是吸附剂系统，掌握吸附剂透析系统的基本知识从来没有象现在这样更加重要。这个研究热点的原动力至少部分是由于全球范围内居家血液透析的再兴起，而居家血液透析要求简单便携。,对未来的冲击,体积减小、用户界面简化、便携、可以移动都是它的优点，而且维修频率、复杂性和成本上都得到改善，不再依赖于大量的源源不断的水源。不管对于血液透析还是腹膜透析来说，如果想设计出佩带式人工肾，很大程度上在于系统和驱动器的小型化。,对未来的冲击,Allient 系统 (Renal Solutions Inc, Warrendale, PA, USA)通过联邦药品管理局批准后在美国多个单位进行了成功的期试验，后已经被费森尤斯医疗保健公司购买。 Xcorporeal Wearable Artificial Kidney (the WAK, Lake Forest, CA, USA) Xcorporeal 佩带式人工肾已经在英国8名患者身上进行了临床试验，报告说临床成功并且患者接受性良好。Xcorporeal这套以吸附剂为基础的透析系统最近也已经被费森尤斯公司收购。,对未来的冲击,Automated Wearable Artificial Kidney (the AWAK)自动佩带式人工肾最初由一家新加坡的公司开发出来，作为一个以吸附剂为基础的透析液再生腹膜透析系统显示出一些希望。同样作为腹膜透析吸附剂系统被费森尤斯公司收购。,对未来的冲击,其他两个不同的系统已经出现：一，一个英国研究的便携式的量子溶液系统已经明确把目标定位在自我护理家庭市场上；二，做为一个目前已中断但临床上获得成功的Aksys系统的延续，美国百特公司正在开发一个体积小、便携式、热杀菌系统。这些都预示了在未来3-5年内透析设备的研发会更令人兴奋，竞争更激烈，科技得到更大发展。,吸附剂系统的特点,更好的可移动性及便携性不需要水源可以使用自来水适用于床旁或多单位透析在干旱地区具有优势