血液透析基本原理

血液透析的基本原理及相关知识 肾单位的构成 肾单位 nephron 的构成 由肾小体 renalcorpuscle 和与之相连的肾小管 renaltubule 构成 肾单位的构成 肾单位肾小体肾小球入球小动脉毛细血管网内皮窗孔70 90nm表面有带负电荷的糖蛋白出球小动脉肾小囊脏层壁层肾小管近端小管近曲小管近端小管直段髓袢细段髓袢降支细段髓袢升支细段远曲小管髓袢升支粗段远曲小管 肾小球滤过膜的构成 肾小球滤过膜毛细血管内皮细胞窗孔70 90nm表面有带负电荷的糖蛋白基膜非细胞性结构基质带负电荷的糖蛋白2 8nm多角形网孔阻碍血浆蛋白滤过的重要屏障肾小囊脏层上皮细胞有足突滤过裂隙膜4 11nm是滤过膜的最后一道屏障 肾小球的有效滤过半径 两侧肾脏总滤过面积1 5m2自由滤过的物质 有效半径半径4 2nm的物质然而 有效半径约为3 6nm的血浆白蛋白因带负电荷很难滤过 一般而言 分子量为60 000以上的物质如血清白蛋白很难通过 血桨球蛋白分子量在90 000以上 则完全不能通过 血液透析的基本原理 模仿肾小球滤过功能 利用 人工肾 即透析器中半透膜 以弥散及对流的原理清除体内毒性物质及多余的水分 血液透析所使用的半透膜厚度为10 20微米 膜上的孔径平均为3纳米 所以只允许分子量为1 5万以下的小分子和部分中分子物质通过 而分子量大于3 5万的大分子物质不能通过 透析原理 弥散 分子扩散或扩散 溶质从高浓度处向低浓度处的运动 影响因素 一 溶质分子量和溶质的分子体积二 半透膜两侧溶液浓度差 溶质浓度 分子体积 三 半透膜阻力半透膜厚度 孔径膜孔数 溶液分类1 高分子溶液溶质分子直径在1 100nm 为胶体溶液 如蛋白质 不能透过半透膜 2 低分子溶液溶质分子直径 1nm为晶体溶液 如葡萄糖 氯化钠 容易透过半透膜 对流 超滤 对流转运 液体在压力梯度下 透过半透膜的运动这一原理更接近肾小球的生理功能 能透过透析器的常见物质BUN 尿素氮 Cr 肌酐 UA 尿酸 电解质 Na K CL Ca2 P3 Glucose细菌内毒素不能透过透析器的物质RBC WBC PLT 蛋白质 细菌 病毒等 溶质弥散的速率 J 影响因素 透析器的通透性 透析器的表面积 膜两侧的溶质浓度差 C 密切相关 Jsm Km CJsm 溶质通过膜的速度 流速g s m2 即单位时间内通过单位面积膜溶质量 Km 比例常数 即溶质透过系数与透析膜壁厚 膜孔数量 膜孔大小 与溶质分子大小有关 C 两侧溶质浓度差 Km Dm XKm 溶质透过系数 Dm 溶质本身特性与透析膜的结构和特性 膜弥散系数 X 膜厚度 注1 Dm随温度的升高而显著增加 注2 Dm与膜的含水率成正比 水分的清除 一 负压透析液侧压力低于血液侧致使水分排除 PDo一般为负值 临床广泛应用 水分的清除 二 跨膜压 TMP 透析器内血液间隙 PB 与透析液间隙 PD 液体平均压之差TMP PB PD PBi PBo 2 PDi PDo 2 PBo PDoPBo主要由于血液流量和血液通路的内径 水分的清除 三 超滤量 QF QF Kuf TMPQF 超滤量超滤系数越大超滤量越大 但超滤控制准确度越小 故多选用超滤系数小的透析器 Kuf 透析器超滤系数 ml h mmHg TMP 跨膜压 范围0 500mmHg 水分的清除 Kuf 1mmHg的跨膜压下 每小时通过膜超滤的液体的毫升数 注1 多数透析器的超滤系数为2 0 6 0 注2 与半透膜壁厚度 膜孔径数目 膜面积 膜材料有关 注3 实际应用中由于蛋白质和红细胞压积的影响 超滤系数在体外实验的要少5 30 注4 超滤量一般为0 1000ml h 血液透析原理总结 透析是指半透膜两侧的溶液通过弥散 渗透及超滤作用 即溶质由浓度高的一侧向浓度低的一侧流动 而水分子由渗透压低的一侧向渗透压高的一侧流动的过程 最终达到动态平衡 血液透析通过血液与透析液之间的溶质弥散和超滤来达到治疗目的 因此透析过程也就是溶质进行弥散和滤过过程 血液透析原理总结 血液透析包括溶质的移动和水的移动 即血液和透析液在透析器 人工肾 内借半透膜接触和浓度梯度进行物质交换 使血液中的代谢废物和过多的电解质向透析液移动 透析液中的钙离子 碱基等向血液中移动 从而清除患者血液中的代谢废物和毒物 调整水和电解质平衡 调整酸碱平衡 具有人体肾脏的部分功能 但不能替代肾脏的内分泌和新陈代谢功能 血液滤过的原理 血液滤过 在血液透析基础上发展起来的一种透析方法 基本原理为 通过增加透析器内血液的压力 使血浆中的水分 小分子物质及部分中分子物质排除 再输入置换液 由于这种方法更接近肾脏功能 透析效果也比单纯血液透析要好 连续动静脉血液滤过 连续动静脉血液滤过 为血液滤过的一种类型 模拟肾小球的滤过功能 利用患者的动静脉血流压力差和重力作用进行体外持续超滤 适用于心衰 低血压 伴多脏器功能衰竭 创伤后及严重高分解代谢需全静脉营养的急性肾衰患者 血浆置换 血浆置换 将人体血液引出体外 将血浆分离 再将血细胞和相应置换液混合后回输体内 免疫吸附 免疫吸附 由血浆置换发展来的一种技术 是通过吸附原理去除血循环中的致病物质 从而达到治疗目的 其过程是使血浆通过一根含有配体的吸附柱 吸附掉致病物质 血液灌流 血液灌流 与免疫吸附相似 通过吸附罐内的吸附剂吸附毒物 药物及其代谢产物 以达到治疗目的 连续性肾脏替代治疗简介 CRRT continuousrenalreplacementtherapy CVVH continuousvenovenoushemofiltration HVHF highvolumehemofiltration C