血液净化技术在急症抢救中应用2014年

血液净化技术在急症科治疗中的应用 肾内科田洁2014 10 8 血液净化的发展史 近二十年来我国血液透析事业发展迅速血液净化技术早已超出血液透析的范畴 治疗指征也不仅是尿毒症 现已成为一门多学科的边缘科学 血液净化的发展史 1912年JohnAbel美国火棉胶管状透析器对肾衰竭兔模型行透析治疗 成功开创了血液透析治疗的时代1914年第一次世界大战的爆发促进了人工肾的研制步伐1926年Haas德国一例年轻的尿毒症患者应用人工肾治疗 这是历史上第一例临床实践 血液净化的发展史 1944年Kolff荷兰研制成第一台转鼓式人工肾 治疗15例 1例存活1947年平流型透析器管型透析器二次世界大战爆发 加拿大 瑞典用于战争中抢救伤员 挽救了士兵的生命 推动透析器的不断改进 血液净化的发展史 1955年理想的双蟠管型人工肾由美国生产并成为商品1960年Kill平板型透析器1967年中空纤维透析器研制成功 体积小高效能 一时风靡世界 血液净化的基本概念 定义 把患者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 血液净化 根据定义 血液净化应该包括 血液透析 血液滤过 血液透析滤过 血液灌流 血浆置换和免疫吸附等 腹膜透析虽然没有体外循环 仅以腹水交换达到净化血液的目的 但从广义上讲 也应包括在血液净化疗法之内 肾脏的主要功能 排泄功能 小分子毒素 尿素60 肌酐113 尿酸168中分子毒素 350 5000调节体液平衡 每天滤出尿液180L 99 重吸收调节电解质平衡 调节酸碱平衡 分泌生物活性物质 血管活性肽 肾素 血管紧张素 前列腺素 内皮素 利钠肽非血管活性肽 EPO 活性维生素D 血液净化的分类 间断血液净化床旁连续性肾脏替代治疗CRRT 血液透析hemodialysis 血液透析 人工肾 通过半透膜的弥散 对流的作用 清除体内的代谢废物 保持电解质 酸碱平衡 排除体内多余的水分 完成肾脏的主要功能 任何人工器官都不能完成一个人体器官的全部功能 只能起到部分的替代作用 如人工肾不能替代肾脏的内分泌功能 不能清除大分子物质 血液透析的基本原理 半透膜是一种具有微孔结构的膜 可以选择性地使小分子物质和水通过 部分中分子和大分子物质不能通过 蛋白质 细菌 血细胞是不能通过半透膜的 在人体内的半透膜有腹膜 胸膜等 血液透析的基本原理 弥散指物质靠本身的分子运动从浓度高的一侧向浓度低的一侧移动称弥散 如一杯水中放一勺糖很快糖会分布到水中 血液透析的基本原理 对流指液体在压力梯度的作用下通过半透膜的运动 临床透析时多指体内水分从血液侧向透析液侧移动称为超滤 血液透析的基本原理 透析器是血液透析机人工肾的核心部分 用来代替肾脏的功能血液透析时水和溶质的转运就是在透析器内完成的 透析器 平板型 蟠管型 空心纤维型 空心纤维型透析器 由10000 15000根空心毛细管型透析膜构成 血液在空心纤维内流过 透析液以相反的方向在透析膜外流动 膜材料和制备工艺是重要的环节 理想的透析器应该清除率高 超滤能力强 不易凝血 高度安全 操作简单 价格便宜 透析液 透析4 5小时需要120 150L透析液透析液通过透析膜与血液接触污染物和微生物可通过膜孔进入血液透析用水与透析液质量直接影响到患者的生存质量 透析液 透析液应具备的基本条件是 能充分清除代谢废物 如尿素 肌酐及其它尿毒症毒素 能保留身体需要的物质 如葡萄糖 氨基酸等 能维持电解质和酸碱平衡 等渗 对机体安全无害 高品质的透析器和超纯净的透析液是血液透析的质量保证 基本血液净化技术的临床应用 单纯超滤 应用透析膜两侧的压力梯度排除患者体内多余的水分 特点 血液动力学稳定 体液渗透压无明显改变 血压波动较小 临床应用 难以排除的多余液体如胸水 心包积液 常规透析中反复的低血压 内科治疗无效的慢性水肿如慢性心衰 肝硬化 肾病综合症 基本血液净化技术的临床应用 低温血液透析 高体温增加对机体的损害 增加机体代谢和氧耗 影响细胞功能 破坏酶的活性 低体温可以使机体代谢率和氧耗降低 使全身血管阻力及血压增高 血流动力学稳定 有益于细胞因子和炎性介质的清除 提高危重症患者的存活率 目前冷透析和低温连续血液净化治疗 CRRT 广泛应用于ICU和危重症的抢救治疗中 比起传统的药物降温 物理降温会得到意向不到的生物效应 血液透析适应症 急性肾损伤慢性肾功能衰竭急性中毒其他 血液透析适应症 急性肾损伤 目的 有效地清除体内过多的水分和毒素 维持酸碱平衡 为药物及辅助支持治疗创造条件 避免多脏器功能衰竭等并发症的出现 降低死亡率 目前已公认对AKI进行早期预防性和充分性透析治疗可显著减少感染 出血 昏迷和多脏器功能衰竭等并发症 血液透析适应症 急性肾损伤 急性肺水肿 高血钾 血钾 6 5mmol L或心电图提示高血 高分解代谢型 每日尿素氮上升 14 3mmol L肌酐上升 177 mol L 血钾上升1 2mmol L 血清HCO3 下降 2mmol L 如为非高分解代谢型 但有少尿或无尿2天以上 血肌酐 442 mol L 肌酐清除率 7 10ml min 1 73m2 血尿素氮 21 4mmol L二氧化碳结合力 13mmol L 有尿毒症症状如恶心 呕吐 意识障碍等 误型输血者 游离血红蛋白 800mg L 血液透析适应症 慢性肾功能衰竭 内科学 第七版 当慢性肾衰竭患者GFR6 10ml min Scr 770umol L 并有明显的尿毒症临床表现 经治疗不能缓解时 则应进行透析治疗 对糖尿病肾病 可适当提前 GFR6 10ml min 透析 血液透析适应症 慢性肾功能衰竭 血液净化学 王质刚 肌酐清除率707 2umol L 3 活动能力 日常工作又困难 血液透析适应症 慢性肾功能衰竭 K DOQI指南 肾小球滤过率 GFR 降低是开始肾脏替代治疗的指征之一 建议当GFR 10 5ml min 1 73m2时应当开始透析治疗 除非患者在这种情况下尿量能维持正常而无水肿 体重稳定 标准化蛋白氮出现率 nPNA 不小于0 8g kg d 并且没有尿毒症症状和体征 营养不良 虽经积极非透析治疗 但营养不良不能纠正 应开始肾脏替代治疗 患者出现严重高血钾 酸中毒 水中毒或急性肺水肿 都是紧急透析的指征 血液透析适应症 急性中毒 对于小分子 不与血浆蛋白结合或蛋白结合率低的药物或毒物 可被透析膜透出 当其在体内分布均匀且未固定于某一部位时透析效果好 通常应在服药后8 16小时内进行 病情危重者可不必等待化验结果即开始血透治疗 如安眠 镇静药 止痛药 洋地黄等心血管药物 青霉素 磺胺类等抗菌药物 苯胺 砷 汞等毒物 血液透析适应症 其他 难治性充血性心衰和急性肺水肿的急救顽固性水肿 高胆红素血症 高尿酸血症 严重水电解质及酸碱平衡紊乱一般疗法难以生效者 高通量血液透析 是使用高通量血液滤器在容量控制的血液透析机上进行常规透析的一种技术 属于高效血液净化方法 高通量透析器 超滤系数高 尿素清除率及中分子物质清除率高 清除机制 弥散 对流 吸附 高通量血液透析定义 目前对于高通量的定义还未统一 一般认为高通量要求膜超滤系数Kuf 20ml h mmHg 尿素清除率 200ml LNIHHEMO研究小组对高通量透析器的定义则为 Kuf 14ml h mmHg 2微球蛋白 2 MG 清除率 20ml min 高通量血液透析与普通比较 高通量透析器与普通透析器膜相比具有膜薄 孔径大 生物相容性好的特点 其吸附功能则是高通量透析器所特有的清除中大分子溶质的一种重要方式 能有效的清除分子量范围在1 15KD之间的中 大分子物质 且清除效果随时间延长而增加 而且较多的研究表明 高通量透析还能改善透析患者的慢性炎症 血液滤过 原理 血液滤过的溶质清除是模拟肾小球的滤过作用 以对流转运的方式得以清除 血液滤过原理 对流 是在外力作用下溶质 溶剂或整个溶液传质过程 它的传质推动力不是浓度差 而是力学强度的差别 如压力差 如用一个滤过膜将血液和滤过液分开 膜两侧有一定的压力差 血液中的水分在负压的吸引下由血液侧对流至滤过液侧 血液中一定分子量的溶质也随着水分的传递从血液进入滤过液 这样一个跨膜对流传质的过程称为滤过 血液滤过装置 血滤器 非对称的空心纤维素膜 血液滤过机 体液平衡装置置换液 血滤时由于大量血浆中的溶质和水分被滤出 故必须补充相当量的与正常细胞外液组成相似的置换液 置换液因直接入血 因此必须保证无菌 无热源 血滤清除溶质主要依赖于置换液量 血液滤过的方法 前稀释 血流阻力小 肝素用量小 血流量要求低 不易形成蛋白覆盖层 清除率相对低 置换液量大 价格高 后稀释 清除率相对高 降低成本 血流阻力大 肝素用量大 易形成蛋白覆盖层 血液动力学特点 血液动力学稳定 适合于心血管功能不稳定的患者 优点 1 治疗过程中血压稳定 对一些肾素依赖性高血压患者长期应用血液滤过可以使血压下降或恢复正常 2 末梢血管总阻力增加 3 血浆去甲肾上素水平增加 脉搏稳定 4 心排出量下降 血液滤过的临床应用 适应症 对血透耐受性差 存在器质性心脏病 心血管功能不稳定 周围神经病变 糖尿病等 对速尿和强心药抵抗的心衰 肺水肿 多种外源性中毒 肝昏迷 ARDS与多脏器衰竭 肾素依赖型高血压透析中低血压反应非容量负荷性心衰淀粉样变性 血浆置换plasmaexchange 定义 是指将全血分离成血浆和细胞成分 然后遗弃患者血浆和用健康人血浆或血浆代用品予以替补 血浆置换plasmaexchange 原理 血浆置换主要是先分离出血浆 在从其中清除某些疾病的相关致病因子 这些因子包括自身免疫性疾病的抗体 沉积于组织的免疫复合物 异型抗原和异常增多的低密度脂蛋白和一些副蛋白 如冷凝球蛋白及游离的轻链和重链 有时还包括一些同蛋白结合的毒素 基本技术 离心式血浆分离 由于血液中不同成分的比重和密度不同 在离心力的作用下 红细胞被分布到容器的边缘 而血浆仍留在原地 血小板和白细胞居于两者之间 可以分别提取不同血液成分 离心式间断血浆分离离心式连续血浆分离 基本技术 膜式血浆分离 是通过控制分离膜的膜孔径大小 和形状 来实现分离的 它的膜孔径大小只允许血浆成分 例如各种蛋白和低于蛋白质分子量的溶质透过 而所有的血细胞成分则被截留来 进而实现了血浆成分和细胞成分的分离 置换液 新鲜血浆新鲜冰冻血浆5 人血白蛋白706代血浆 膜式血浆分离 一级膜血浆分离法 二级膜血浆分离法 首先通过血浆分离器分离血细胞与血浆 再将分离出的血浆引入根据不同疾病选择不同膜孔径的血浆成分分离器 使血浆中的致病的大分子物质滞留于血浆成分分离器中而被弃去 而血浆中的小分子物质和白蛋白等血浆成分则随血细胞一起输回患者体内 血浆置换治疗可能有效的疾病 一线治疗冷凝球蛋白血症 冷凝球蛋白 抗肾小球基底膜疾病 抗肾小球基底膜抗体 急性脱髓鞘多发性神经病 抗髓鞘质抗体 高黏度综合征 IgM 微血管性血小板减少症 抗内皮细胞抗体 纯合子型家族性高胆固醇血症 LDL 胆固醇 重症肌无力危象一些药物过量 洋地黄 血浆置换治疗可能有效的疾病 辅助治疗急进性肾小球肾炎ANCA阳性的系统性小血管炎 抗中性粒细胞抗体 SLE特别是脑狼疮 抗DNA抗体 需要尽早进行血浆置换治疗的疾病 抗肾小球基底膜肾病高黏度综合征微血管性血小板减少症一些药物过量 血浆置换 存在的问题 血制品的浪费 血制品带来的感染 血液灌流HemoperfusionHP 指血液借助体外循环 通过具有广谱解毒效应的吸附装置 清除血液中的外源性和内源性的毒物达到血液净化的目的 临床上主要用于外源性中毒 血液灌流HemoperfusionHP 原理 吸附吸附剂一般有两种 活性碳和合成树脂 吸附剂的特点 是本身的多孔结构形成巨大的表面积而形成强大的吸附能力 如1克活性碳的表面积为1000M 10克活性碳可以吸附3 5克巴比妥酸 血液灌流的适应症 主要用于中毒 外源性药物 毒物的抢救治疗 血液灌流存在的问题 在血液灌流时不仅毒物与吸附剂结合从血液中被清除 同时生理物质和治疗药物如抗菌素 升压药也被清除 也可以出现血小板减少及可能的并发症 血浆灌流 是指血液引出体外后 首先通过血浆分离器将血浆和有形成分分开 含有病理物质的血浆经过特异性吸附除去病因物质 净化后的血浆和有形成分一起回到体内 血浆灌流方式克服血浆交换方式中血浆的浪费和带来感染的可能性 同时克服了血液灌流方式中无选择的吸附造成病因物质清除的同时生理物质和血小板的丢失 从而被认为是最理想的血液净化形式 具有最广阔的前景 特异性吸附 从血浆中特异的或选择性的吸附病因物质的治疗方法 将吸附材料作为载体 载体上固定一种称为配体的物质 配体与吸附对象 病因物质 具有特异性的结合能力 通过生物学的相互作用 如抗原与抗体结合 静电结合等方式与病因物质结合 使其从血液中清除 达到血液净化的目的 吸附剂 吸附材料 载体 配体配体为抗原 它可以吸附抗体或具有抗体活性的免疫复合物 如DNA抗原吸附剂可以特异的吸附抗DNA抗体及其免疫复合物 治疗红斑狼疮 急进性肾炎等 配体为抗体 它可以吸附抗原或病毒 如固定LDL抗体可以治疗家族性高胆固醇血症 在日本用于乙型肝炎的治疗 存在问题 如何得到吸附剂的配体是生物学家面临的挑战 随着生物工程学的进步 相信会得到更多的生物活性物质 稳定的活性物质与高亲和力的生物材料是目前研究的现实问题 连续性肾脏替代治疗Continuousrenalreplacementtherapy CRRT 指采用每天连续24小时或接近24小时的一种连续性血液净化方式以替代受损肾脏功能 CRRT的治疗模式 缓慢连续超滤 SCUF 连续性静 静脉血液滤过 CVVH 连续性静 静脉血液透析 CVVHD 连续性静 静脉血液透析滤过 CVVHDF CRRT的优势 1 血液动力学稳定 溶质 水分 渗透压 低温2 溶质清除率高 尤其是中分子物质3 加快急性肾功能衰竭的恢复 低血压 肾脏低灌注4 透析膜 生物相容性 炎症因子5 清除炎症介质 6 改善组织氧代谢 机制减轻间质水肿7 提供充分的营养支持 8 保持水电平衡 在复杂性ARF中的应用 ARF伴有心血管功能衰竭ARF合并脑水肿ARF伴高分解代谢 在非肾脏疾病中的应用 全身炎症反应综合征 SIRS SIRS是由感染或非感染因素刺激宿主触发全身机体对炎症反应 产生大量的炎症介质 最终导致机体对炎症反应失控而引起的一种临床综合征 在非肾脏疾病中的应用 急性呼吸窘迫综合征 ARDS CRRT清除炎症介质可以改善ARDS的预后 血管外肺水的清除是CBP治疗ARDS有效的另一种机制 在非肾脏疾病中的应用 多器官功能障碍综合征 MODS SIRS ARDS MODS炎症介质的清除内毒素的清除 在非肾脏疾病中的应用 急性坏死性胰腺炎发病机制是胰蛋白酶的大量活化 消化胰腺组织 同时胰蛋白酶进入血液循环 作用于各种不同的细胞 释放出大量血管活性物质 导致胰腺坏死 炎症反应 血管弥散性损伤 血管张力改变 引起心血管 肝和肾脏功能不全 在非肾脏疾病中的应用 挤压综合征是指肌肉丰富的肢体或躯干 受外界重物挤压或固定体位自体压迫1小时以上而造成的肌肉组织创伤 肌肉发生缺血坏死 在此基础上出现肾脏的缺血缺氧 肾血管痉挛 肌红蛋白可变成为不可溶性的血红蛋白 沉淀于肾小管内 从而加速ARF的进展 在非肾脏疾病中的应用 慢性心力衰竭CRRT可缓慢的清除体内潴留的液体 其清除的水分主要是组织间液 可避免有效循环血量的下降 从而降低心脏前负荷 降低心室和肺循环的灌注压 缩小心室内径 从而增加心脏射血分数和心排出量 在非肾脏疾病中的应用 毒物或药物中毒超滤液中含血浆中的所有药物 其含量取决于血浆药物浓度 和与蛋白的结合率 只有游离的药物或毒物才