血液透析(Hemodialysis,
HD)通過(guò)其生物物理機(jī)制,完成對(duì)溶質(zhì)及水的清除和轉(zhuǎn)運(yùn),其基本原理是通過(guò)彌散(Diffusion)、對(duì)流(Convection)及吸附(Absorption)清除血液中各種內(nèi)源性和外源性“毒素”;通過(guò)超濾(Ultrafiltration)和滲透(Osmosis)清除體內(nèi)潴留的水分,同時(shí)糾正電解質(zhì)和酸堿失衡,使機(jī)體內(nèi)環(huán)境接近正常從而達(dá)到治療的目的。
1. 溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)
a. 彌散轉(zhuǎn)運(yùn)
溶質(zhì)依靠濃度梯度從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn),稱(chēng)此現(xiàn)象為彌散。溶質(zhì)的彌散轉(zhuǎn)運(yùn)能源來(lái)自溶質(zhì)的分子或微粒自身的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)(布朗運(yùn)動(dòng))。在兩種溶液之間放置半透膜,溶質(zhì)通過(guò)半透膜從高濃度溶液向低濃度溶液中運(yùn)動(dòng),稱(chēng)為透析。這種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力是濃度梯度。
HD的溶質(zhì)交換主要是通過(guò)彌散轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)完成的。血液中的代謝廢物向透析液側(cè)移動(dòng),從而減輕尿毒癥癥狀;透析液中鈣離子和堿基移入血液中,以補(bǔ)充血液的不足。為敘述方便,一般提到的是凈物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn),實(shí)際上通過(guò)膜的溶質(zhì)交換是雙向性的。
b. 對(duì)流轉(zhuǎn)運(yùn)
溶質(zhì)伴隨含有該溶質(zhì)的溶劑一起通過(guò)半透膜的移動(dòng),稱(chēng)對(duì)流。溶質(zhì)和溶劑一起移動(dòng)是磨擦力作用的結(jié)果。不受溶質(zhì)分子量和其濃度梯度差的影響。跨膜的動(dòng)力是膜兩側(cè)的水壓差,即所謂溶質(zhì)牽引作用(Solvent Drag)。
HD和血液過(guò)濾(Hemofiltration,
HF)時(shí),水分從血液側(cè)向透析側(cè)或?yàn)V液側(cè)移動(dòng)(超濾)時(shí),同時(shí)攜帶水分中的溶質(zhì)通過(guò)透析膜。超濾液中的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn),就是通過(guò)對(duì)流的原理進(jìn)行的。反映溶質(zhì)在超濾時(shí)可被濾過(guò)膜清除的指標(biāo)是篩選系數(shù),它是超濾液中某溶質(zhì)的濃度除以其血中濃度。因此,利用對(duì)流清除溶質(zhì)的效果主要由超濾率和膜對(duì)此溶質(zhì)篩選系數(shù)決定。
c. 吸附
吸附是通過(guò)正負(fù)電荷的相互作用或范德華(Van der Wassls)力和透析膜表面的親水性基團(tuán)選擇性吸附某些蛋白質(zhì)、毒物及藥物(如b2-
M、補(bǔ)體、炎癥介質(zhì)、內(nèi)毒素等)。膜吸附蛋白質(zhì)后可使溶質(zhì)的擴(kuò)散清除率降低。在血液透析過(guò)程中,血液中某些異常升高的蛋白質(zhì)、毒物和藥物等選擇性地吸附于透析膜表面,使這些致病物質(zhì)被清除,從而達(dá)到治療目的。
2. 水的轉(zhuǎn)運(yùn)
液體在水力學(xué)壓力梯度或滲透壓梯度作用下通過(guò)半透膜的運(yùn)動(dòng),稱(chēng)超濾。臨床透析時(shí),超濾是指水分從血液側(cè)向透析液側(cè)移動(dòng);反之,如果水分從透析液側(cè)向血液側(cè)移動(dòng),則稱(chēng)反超濾。
3. 酸堿平衡紊亂的糾正
透析患者每天因食物代謝產(chǎn)生50~100mEq的非揮發(fā)性酸,由于患者的腎功能障礙,這些酸性物質(zhì)不能排出體外,只能由體內(nèi)的堿基中和。體內(nèi)中和酸性產(chǎn)物的主要物質(zhì)是碳酸氫鹽,因此尿毒癥患者血漿中的
H2
CO3濃度常降低,平均為20~ 22mEq/
L左右。透析時(shí)常利用透析液中較血液濃度高的堿基彌散入血來(lái)中和體內(nèi)的酸性產(chǎn)物。
二 影響透析效率的因素
1. 透析器類(lèi)型
目前各種類(lèi)型透析器對(duì)中、小分子物質(zhì)的清除以及對(duì)水分超濾的效率較大程度上取決于透析膜性能。如聚砜膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和聚丙烯膜等對(duì)中分子物資和水分清除效果優(yōu)于銅仿膜透析器。此外,透析效率尚與透析器有效透析面積成正比。一般應(yīng)選用透析面積為1.2~1.5m2的透析器為宜。
2. 透析時(shí)間
透析時(shí)間與透析效率呈正比。使用中空纖維透析器,一般每周透析時(shí)間為12~15h。
3. 血液和透析液的流量
每分鐘流入透析器內(nèi)的血液和透析液流量與透析效果密切相關(guān)。
HD過(guò)程中,體內(nèi)某些代謝產(chǎn)物如肌酐或尿素氮的清除率,一般可由簡(jiǎn)化的清除率公式計(jì)算:
清除率=
Ci=某溶質(zhì)流入透析器濃度;
Co=某容質(zhì)流出透析器的濃度;
Q
B=入透析器的血流量(ml/
min )。
從公式中可以看出:(1)血流量越大,清除率越高;(2)在透析過(guò)程中,血液內(nèi)某一溶質(zhì)的清除與該物質(zhì)在血液側(cè)與透析液側(cè)的濃度的梯度差呈正比,為保持最大的濃度梯度差,可以增加透析液流量。此外,清除效果尚與透析液通過(guò)透析器時(shí)接觸透析膜的量、面積、時(shí)間有關(guān)。血流與透析液在透析器內(nèi)反向流動(dòng),可增加接觸時(shí)間。故透析液流量亦直接影響溶質(zhì)的清除。常規(guī)
HD要求血流量為200~ 300ml/
min,透析液流量為500ml/
min。若能提高血流量至300ml/
min,或必要時(shí)提高透析液流量至600~ 800ml/
min,則更可提高透析效率。
4. 跨膜壓力
HD過(guò)程中體內(nèi)水分的清除,主要靠超濾作用。超濾率與跨膜壓(TMP)密切相關(guān)。TMP越大,超濾作用越強(qiáng)。在常規(guī)
HD時(shí)為擴(kuò)大TMP,一般在透析液側(cè)加上負(fù)壓,通常為20~ 26.6kPa(150~200mmHg),使水分從血液側(cè)迅速向透析液側(cè)流動(dòng)。因此,在透析過(guò)程中,及時(shí)調(diào)節(jié)TMP甚為重要。血壓正?;颊撸谘髁繛?00ml/
min時(shí),入口端平均動(dòng)脈壓(
MAP)小于10.6~12kPa(80~ 90mmHg)。而出口端
MAP小于6.6~ 8kPa(50~60mmHg)。若出口端
MAP過(guò)低提示透析器內(nèi)阻力增加,升高則提示靜脈回路內(nèi)有阻力或見(jiàn)于體內(nèi)靜脈壓升高。此外,增加血流量至300ml/
min亦可明顯提高透析器兩端
MAP。透析器內(nèi)
MAP還受血流量和靜脈端回路阻力的影響。TMP實(shí)際上應(yīng)等于透析器平均動(dòng)脈壓與透析液側(cè)的負(fù)壓測(cè)定之和。
5. 溶質(zhì)分子量
在彌散過(guò)程中,溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)速率與其分子量有關(guān)。尿毒癥患者血液中蓄積小分子量的物質(zhì)如尿素、肌酐等通過(guò)透析膜的彌散速率高,銅仿膜中空纖維透析器對(duì)尿素的清除率可達(dá)130~ 180ml/
min,而中分子量的物質(zhì)(分子量300~5000之間)彌散速率低,而分子量超過(guò)5000以上的物質(zhì)不能通過(guò)一般材料的透析膜。在對(duì)流過(guò)程中,在膜截留分子量以下的溶質(zhì)其轉(zhuǎn)運(yùn)速率取決于溶液轉(zhuǎn)運(yùn)速率,而與分子量無(wú)關(guān)。
三 血液透析的適應(yīng)證和禁忌證
血液透析是目前公認(rèn)的清除血液中各種內(nèi)源性和外源性“毒素”效力又高又快的血液凈化方式。臨床適用于各種原因的急性或慢性腎功能衰竭,水分過(guò)量(急性肺水腫,嚴(yán)重腎病綜合征等)、電解質(zhì)紊亂、某些藥物或毒物中毒。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),
HD沒(méi)有絕對(duì)禁忌證。只需要從患者、病情及設(shè)備條件衡量利弊,選擇一種血液凈化方式。
1. 適應(yīng)證
a. 急性腎功能衰竭
HD治療急性腎功能衰竭(ARF)的目的是:(1)清除體內(nèi)過(guò)多的水分及毒素;(2)維持酸堿平衡;(3)為用藥及營(yíng)養(yǎng)治療創(chuàng)造條件;(4)避免多臟器功能障礙綜合征等并發(fā)癥的出現(xiàn)。凡高分解代謝者(每日血尿素氮上升超過(guò)或等于14.3mmol/
L,肌酐超過(guò)或等于177μ
mol/
L,鉀上升1~2mmol/
L,HCO3-下降大于或等于2mmol/
L,)立即進(jìn)行透析。非高分解代謝者,但符合下述第一項(xiàng)并有其它任何一項(xiàng)者,即可進(jìn)行透析:(1)無(wú)尿48小時(shí)以上;(2)血尿素氮(
BUN)超過(guò)或等于21.4mmol/
L(60mg/dl);(3)血肌酐(
Cr)超過(guò)或等于442μ
mol/
L(5mg/dl);(4)血鉀超過(guò)或等于6.5mmol/
L;(5)HCO3-小于15mmol/
L,
CO2結(jié)合力小于13.4mmol/
L(35Vol%);(6)有明顯水腫、肺水腫、惡心、嘔吐、嗜睡、躁動(dòng)或意識(shí)障礙;(7)誤輸血或其它原因所致溶血、游離血紅蛋白高于12.4mmol/
L。
b. 慢性腎功能衰竭
慢性腎功能衰竭應(yīng)用
HD治療的目的是:(1)維持患者生命,恢復(fù)工作;(2)對(duì)有可逆性急性加重因素的慢性腎功能衰竭患者,血液透析治療可幫助其渡過(guò)危險(xiǎn)期;(3)配合腎移植。
HD不僅可作為移植患者的術(shù)前準(zhǔn)備,而且可作為移植后出現(xiàn)ARF及急慢性排斥或移植腎失敗的應(yīng)急措施。
慢性腎功能衰竭
HD的時(shí)機(jī)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)由于醫(yī)療及經(jīng)濟(jì)條件的限制,多數(shù)患者透析較晚,故影響透析療效。目前,國(guó)內(nèi)外多數(shù)學(xué)者主張?jiān)缙谕肝觥M肝鲋刚鳎?1)內(nèi)生肌酐清除率小于10ml/
min;(2)
BUN高于28.6mmol/
L(80mg/dl),或
Cr高于707.2μ
mol/
L(8mg/dl);(3)血尿酸增高伴有痛風(fēng)者;(4)有高鉀血癥;(5)有代謝性酸中毒;(6)口中有尿毒癥氣味,伴食欲喪失和惡心、嘔吐等;(7)慢性充血性心力衰竭,腎性高血壓或尿毒癥性心包炎,用一般治療無(wú)效者;(8)出現(xiàn)尿毒癥神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,如個(gè)性改變、不安腿綜合征等。
c. 急性藥物或毒物中毒
凡能夠通過(guò)透析膜清除的藥物及毒物,即相對(duì)分子質(zhì)量小,不與組織蛋白結(jié)合,在體內(nèi)分布較均勻,而不固定于某一部位者,均可采取透析治療。應(yīng)在服藥物或毒物后8~12h內(nèi)進(jìn)行,病情危重者可不必等待檢查結(jié)果即可開(kāi)始透析治療。下列情況并非透析禁忌癥:(1)呼吸暫停;(2)難治性低血壓;(3)昏迷;(4)肺部感染;(5)原有肝、腎、肺疾患或糖尿病者。通過(guò)
HD可以清除的藥物有:(1)鎮(zhèn)靜、安眠、麻醉藥:巴比妥類(lèi)、格魯米特、甲丙氨酯、甲喹酮、副醛、水合氯醛、氯氮卓、地西泮;(2)醇類(lèi):甲醇、乙醇、異丙醇;(3)止痛藥:阿司匹林、水楊酸類(lèi)、非那西丁、對(duì)乙酰氨基酚;(4)抗生素類(lèi):氨基糖甙類(lèi)抗生素、四環(huán)素、青霉素類(lèi)、利福平、異煙肼、磺胺類(lèi)、萬(wàn)古霉素、先鋒霉素
II等;(5)內(nèi)源性毒素:氨、尿酸、乳酸、膽紅素;(6)金屬類(lèi):銅、鈣、鐵、鈷、鎂、汞、鉀、鋰、鉍;(7)鹵化物:溴化物、氯化物、碘化物、氟化物;(8)興奮藥:苯丙胺、甲基丙胺、單胺氧化酶抑制劑、苯乙肼、異惡唑酰肼;(9)其它:砷、硫氰酸鹽、苯胺、重鉻酸鉀、利血平、地高辛、麥角胺、樟腦、四氯化碳、環(huán)磷酰胺、5-氟尿嘧啶、一氧化碳、奎寧、氯磺丙脲。
d. 其它疾病
嚴(yán)重水、電解質(zhì)及酸堿平衡紊亂,用一般療法難以生效者;肝昏迷、肝腎綜合征;肝硬化頑固腹水;高膽紅素血癥;高尿酸血癥;牛皮癬;精神分裂癥。
2. 禁忌證
近年來(lái),隨著透析技術(shù)的改進(jìn),血液透析已無(wú)絕對(duì)的禁忌證。下列情況為相對(duì)的禁忌證。(1)休克或低血壓,血壓低于80mmHg(10.7kPa)者;(2)嚴(yán)重的心肌病變導(dǎo)致的肺水腫及心力衰竭;(3)嚴(yán)重心律失常;(4)有嚴(yán)重出血傾向或腦出血;(5)晚期惡性腫瘤;(6)極度衰竭、臨終患者;(7)精神病及不合作者,或家屬不同意透析者。
四 透析機(jī)器及透析器的選擇
1. 透析機(jī)的選擇
應(yīng)選擇定容型透析機(jī)及碳酸氫鹽透析液,并根據(jù)患者情況選擇不同鈉濃度的透析液。
2. 透析器的選擇
銅仿膜透析器生物相容性差,該膜可激活補(bǔ)體,發(fā)生低氧血癥和中性粒細(xì)胞減少。有條件的應(yīng)選擇碳酸脂膜、聚甲基丙烯酸甲脂膜和醋酸纖維膜透析器。作者單位主要應(yīng)用聚砜膜、聚酰胺膜及聚丙烯腈膜。在相同條件下,老年人和有心血管功能不穩(wěn)定、肺部并發(fā)癥者,應(yīng)選擇生物相容性好的人工合成膜,兒童宜選擇容積較小的透析器。一般情況下,對(duì)透析器及透析膜不必作過(guò)多的選擇。
五 透析時(shí)機(jī)和速度
目前,對(duì)于ARF總的趨勢(shì)是早期、多次或連續(xù)性進(jìn)行血液透析治療,可有效地糾正尿毒癥引起的一系列病理生理改變,不僅有利于預(yù)防某些危險(xiǎn)并發(fā)癥的發(fā)生,而且也有利于原發(fā)病的治療及腎功能的恢復(fù)。
透析的合并癥通常多發(fā)生于透析的早期。因此,透析開(kāi)始時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行,尤其是在透析開(kāi)始后的前30min,血流量應(yīng)適當(dāng)控制。大多數(shù)成人可耐受150~200ml/
min的血流量,此時(shí)血尿素氮的清除也足以達(dá)到預(yù)期目的。對(duì)于緊急透析患者,透析應(yīng)該緩慢進(jìn)行。在1~4次透析過(guò)程中,血尿素氮的清除率只需保持在1~2ml/(
kg·
min);患者如處于高危狀態(tài),其尿素氮的清除率亦不應(yīng)超過(guò)3ml/(
kg·
min)。高分解代謝的患者,則不必嚴(yán)格遵守以上原則,否則不足以控制尿毒癥的發(fā)展。