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1、血液净化原理和治疗模式选择,周维桂 青岛大学附属医院重症医学科,Case 1,男性，70岁 因低血钾口服补钾20天 测血钾7.0mmol/L 循环及生命体征稳定 血液净化方式？,CASE 2,男性，34岁 双上肢绳索束缚25小时，无尿1天。 双上肢感觉及运动功能障碍。 肾功能：Cr 367umol/L BUN 18.1mmol/L CK 58280U/L,诊 断,挤压伤 双上肢臂丛神经损伤 横纹肌溶解 急性肾损伤,病因 临床表现：肌肉痛，乏力，小便颜色变深(敏 感性、特异性均较差) 实验室检查： CK：5倍以上要警惕横纹肌溶解。 5000 存在横纹肌溶解且并发肾功能 衰竭可能性较大。 尿、血清
2、肌红蛋白：不是必需的指标。 治疗：清除CK，血液净化方式？,Clin Chem Lab Med 2010;48:749756,Case 3,女性，65岁 口服敌敌畏200ml后6小时 意识不清 气管插管、机械通气,诊断,有机磷农药敌敌畏中毒(重度） 急性呼吸衰竭 上消化道出血,问题,急性中毒的治疗原则？ 清除毒物 应用特效解毒剂 器官功能维护 血液中毒物清除：血液净化方式？,Case 4,男性，23岁 车祸伤后30小时，突发腹痛27小时 腹部CT：肝脏破裂出血 DSA下肝动脉栓塞术，术中发现肝（右）动脉门静脉瘘 术后患者血红蛋白反复下降，反复输液及输血 术后第三天，患者腹胀、尿少，监护示心率1
3、12次/分，血压190/100mmHg，腹内压40cmH2O，腹部B超示大量腹腔积液 外科会诊后认为手术风险巨大，家属放弃手术,诊 断,肝挫伤并破裂出血 急性肝功能损伤 急性肾功能衰竭 腹腔间隙综合征 腹腔出血 肝动脉-门静脉瘘 左髂骨骨折 肋骨骨折,问题,腹腔间隙综合征有哪些非手术治疗措施？ 增加腹壁顺应性 清空脏器内容物 清除腹腔积液 纠正液体正平衡 纠正液体正平衡，血液净化治疗的方式？,Case 5,女性，31岁 上腹痛2天 腹部CT：急性胰腺炎（水肿型），大量腹腔积液 血淀粉酶：913U/L，白细胞20.76*109/L 甘油三酯：28mmol/L,诊断,急性胰腺炎 腹腔积液 高脂血症
4、,问题,严重高脂血症的治疗？ 严格控制脂肪摄入 强化血糖控制 应用降脂药物 血液净化治疗 控制高脂血症，血液净化治疗的方式？,CBP: 血液净化 RRT: 替代肾脏清除水和溶质的治疗技术 CRRT：持续肾脏替代治疗 1995年第一届CRRT学术会议在美国圣地亚哥举行，每年一次学术会议,CBP基本概念,内 容,血液净化溶质清除原理 血液净化方式 滤器和膜 血液净化方式的选择,CRRT水和溶质清除原理,清除水 超滤Ultrafiltration 清除溶质 弥散Diffusion 对流Convection 吸附Adsorption,超滤（Ultrafiltration） ：特殊形式对流。利用膜两侧的
5、压力差使液体流动（清除溶液），不能通过膜的溶质会产生胶体渗透压。,超滤,正压,负压,影响超滤的因素,1. 半透膜两侧压力梯度差(TMP) 2. 透析器特性(膜超滤系数、膜面积),UFR=Lp*A*TMP,Lp:膜超滤系数、A:膜面积,CRRT溶质清除原理,清除溶质 弥散Diffusion 对流Convection 吸附Adsorption,物质分子量,Inflammatory media,小分子物质,氯化钠 Sodium Chloride 58.5 尿素 Urea 60 磷酸 Phosphate Acid 96 肌酐 Creatinine 113 尿酸 Uric Acid 168 葡萄糖 Gl
6、ucose 180,中分子物质,多肽 Peptide A 778 维生素B12 Vitamin B12 1355 菊糖 Inulin 5200 微球蛋白 B2-microglobulin 11800 肝素 Heparin 11200 肌球蛋白 Myoglobin 17000 因子D Factor D 24000 白介素1 Interleukin-1 31000 蛋白酶 Pepsin 35000 肿瘤坏死因子 Tumor Necrosis Factor 39000-225000,大分子物质,前白蛋白 Pre-albumin 55000 抗凝血酶原3 Antithrombin 3 65000 白蛋
7、白 Albumin 66000 血红蛋白 Hemoglobin 68000 凝血酶原 Prothrombin 68000 转铁蛋白 Transferrin 76500 免疫球蛋白G IgG 160000 纤维蛋白原 Fibrinnogen 341000 纤维连接蛋白 Fibronectin (dimer) 450000,扩散/弥散 (Diffusion) ： 由于半透膜两侧溶液的浓度差，溶质从高浓度一侧跨膜移动到低浓度一侧，逐渐达到膜的两侧溶质浓度相等。用于清除小分子溶质或电解质,扩散/弥散,弥散Diffusion,Red Blood cell,Bicarbonate,Cratinine,Ch
8、lorure,Potassium,Urea,Blood,Membrane,Filtrate,Associated with Dialysate,弥散有效清除小分子溶质,小分子物质血液浓度高 膜内外浓度差大 小分子物质易于扩散 相同膜对小分子物质阻力小,弥 散,弥散转运依从Fick定律： J= DA C/X J 溶质的弥散量 D 弥散系数(以浓度梯度等于1时,单位时间通过多孔介质单位面积的溶质质量 ) A 透析膜的表面积 C 溶质浓度梯度差 X 溶质弥散距离 A=nr2，n为膜孔数 r为膜孔半径,影响弥散作用的因素,1. 血流速 QB 2. 透析液流速 QD 3. 血液与透析液之间的 浓度梯度
9、4. 透析器特性,提高血流量和透析液流量可提高溶质清除量 清除率 Ci 溶质入透析器浓度 Co 溶质出透析器浓度 QB 入透析器的血流量(ml/min),血液和透析液流速,Ci,Co,Ci,QB,对流 (convection) ：溶质伴随含有该溶质的溶剂一起通过半透膜的移动。跨膜的动力是膜两侧的水压差，通过该压差，溶质随水的跨膜移动而移动。用于清除中大分子量的溶质。,对流,对流,溶质随水流移动， “溶剂拖移”,影响对流作用的因素,增加某种溶质的对流清除率有两种方法: 1. 选择一块更易于溶质通过的簿膜 2. 增加超滤出来的容量,C=S*UFR UFR=Lp*A*TMP,S:筛过系数,对流有效清
10、除中小分子溶质,血液滤过清除溶质的机理 对流有效清除中小分子溶质 超滤率越高，清除越多 需要补充置换液，维持机体正常溶质浓度,吸附（Adsorption）：通过正负电荷的相互作用或范德华和透析膜表面的亲水性基团选择性吸附某些蛋白质、毒物及药物( 如补体/炎症介质、内毒素等)。膜吸附蛋白质后可使溶质的扩散清除率降低。,吸附,吸附Adsorption,Red Blood cell,Creatinine,Chlorure,Potassium,Urea,Sang,Membrane,Filtrate,Inflammatory Mediators,吸附作用,有些膜材料带有吸附特性:(例如AN69膜) 发生
11、在膜表面的吸附 如果分子能通过膜表皮，更大规模的吸附发生在膜的深层,分子粘附在膜的表面或深层,各种溶质的清除机制,内 容,血液净化溶质清除原理 血液净化方式 滤器和膜 血液净化方式的选择,血液净化,血液滤过 （对流）,血液灌流 （吸附）,血浆置换 (高通透性膜),血液透析 （弥散）,血液净化,缓慢超滤 （超滤）,模式,SCU/SCUF 缓慢连续超滤 CVVH/HVHF 连续静静脉血液滤过 CVVHD 连续静静脉血液透析 CVVHDF 连续静静脉血液透析滤过 TPE 血浆置换 HP血液灌流技术,缓慢连续性超滤Slow Continuous Ultrafiltration,SCUF,单纯超滤原理是
12、对流，在跨膜压力作用下，血液中的水经透析膜滤出而清除。水分清除多于溶质清除，血浆渗透压不会降低，有利于组织水向血浆水转移，病人耐受良好。但溶质清除很低，易发生高血钾，不能保持肌酐在可以接受的水平。技术要点是：常规血流量，中或高效透析器，不用置换液、透析液。适应证：须大量脱水但耐受性差的血透病人；严重左心衰的血透病人。 须注意这类病人的补液中的钠浓度应保持在140mM，并定时补钙、镁。,Access,Return,Effluent废液,高压,低压,液体容量 减少,超滤 SCUF,Removal of water is done by UF No Substitution liquid is us
13、ed Used mainly for CHF + Fluid Overload,缓慢连续超滤SCUF,血液透析(hemodialysis, HD),主要通过弥散来清除毒物 适用于清除小分子量(5000D,主要清除500D以下)、分布容积小(1 L/kg)、弥散性强、水溶性、蛋白结合率低(7080%)的物质，如甲醇、乙二醇和锂盐，以及乙酰水杨酸、酒精等 可纠正水电解质、酸碱平衡紊乱及氮质血症,Chest, 2003; 123:577-592,血液透析 CVVHD,血液透析CVVHD,(Continuous Veno-Venous Hemodialysis),The principle ( cle
14、arances ) is Diffusion Eliminate mainly Small Molecules Net Fluid Removal is desired Used of Sterile Dialysate Solution,血液滤过(Hemofiltration, HF),模拟肾小球清除溶质原理，主要通过对流方式缓慢、可持续清除毒物，长时间维持内环境稳定 适合分子量小于40 00050 000 D的物质，尤其对中分子物质的清除 适用于休克或血压不稳定的中毒患者/重症感染患者/肾衰患者等,后稀释血液滤过CVVH,(Continuous Veno-Venous Hemofiltra
15、tion),The principle ( clearances ) is Convection Eliminate Small , Mid + Large molecules Net Fluid removal if desired In post-Dilution Fluids are returning after the Filter inside the venous line,前稀释血液滤过CVVH,The principle ( clearances ) is Convection Eliminate Small , Mid + Large molecules Net Fluid
16、 removal if desired In pre-Dilution Fluids are returning before the Filter through the pre Dilution line,血液透析滤过Hemodiafiltration（HDF）,为弥散清除（血液透析）和对流清除（血液滤过）二者的结合。滤器液腔需要透析液流动，而血液管路需要置换液输注。 CVVH基础上加做透析以弥补对小分子清除，对流加弥散，有效清除小中大分子物质,The principle ( clearances ) is Convection + Diffusion Eliminate Small +
17、Mid molecules Net Fluid removal if desired Use of Sterile Dialysate + Replacement Solutions,血液滤过透析CVVHDF,(Continuous Veno-Venous Hemodiafiltration),CVVHDF,血液灌流(hemoperfusion,HP),血液从体内引出进行体外循环 利用体外循环灌流器中吸附剂的吸附作用清除外源性和内源性毒物、药物以及代谢产物等 达到净化血液的目的,灌流器种类,合成树脂吸附 活性炭吸附 免疫性吸附,血液灌流(hemoperfusion, HP),运用吸附剂(活性炭
18、或树脂)的吸附作用吸附分子量11340 000D的物质；对多种化合物有强大的亲和力，受蛋白结合率影响小 主要适用于中分子物质、小分子环状结构、与脂溶性或血浆蛋白结合的大分子物质如巴比妥、氨茶碱、地西泮、氯氮平、三唑仑、苯妥英钠、卡马西平、毒鼠强、有机磷中毒 、地高辛等 较血液透析能更有效地清除脂溶性有毒物质,血浆置换,分离弃掉含毒素血浆，补充正常血浆,膜式血浆分离器的特征,生物相容性好的高分子材料 中空纤维滤器 膜孔径0.2-0.6m 滤过的分子量6万-600万,血浆置换(Plasma exchange, PE),适用于与血浆蛋白结合率高(大于80%)、采用HP和HD难以清除的大分子毒物。如抗
19、体、免疫复合物、蛋白结合率高的药物或毒物、铬酸及重铬酸盐急性中毒等。 可用于严重的血管内溶血和高铁血红蛋白血症,Carbamazepine poisoning: treatment with plasma exchange. Experimental Toxicology,2001, 20:175-177,内 容,血液净化溶质清除原理 血液净化方式 滤器和膜 血液净化方式的选择,滤器和膜,滤器结构,滤器本质 隔着半透膜的两个腔,滤器由支撑结构和半透膜组成,血流和置换液膜内/中空纤维内,中空纤维,血流,超滤液和透析液膜外/中空纤维外,透析液,血流,血流,透析液,透析液,滤器相关定义,通透性（pe
20、rmeability）：半透膜对于溶质分子的清除能力，主要决定于膜孔数目，其次决定于膜孔径大小。目前以对2微球蛋白清除率来表示，20ml/min的膜称为高通透膜 通量（flux）：半透膜对溶剂（水分子）清除能力，主要决定于平均膜孔径大小，其次决定于膜孔的数目。 20ml/h/mmHg的滤器称为高通量滤器,滤器的通透性和通量是两个相互独立的特性。如纤维素高通透性膜却是低通量膜,Seminars in Dialysis,2002, 15: 191-195.,截留分子量（molecular weight cut-off）：平均膜孔直径滤出的溶质分子量 生物相容性(biocompatibility)：
21、由生物材料引起的生化反应和生物反应，既往专指生物膜对白细胞和补体系统的活化作用，目前泛指血液与生物膜接触后发生的一切不良反应，包括对血小板和内皮细胞功能的影响 机械强度（Mechanical strength ）：评价膜的机械力学特征，包括断裂强度（break strength）、爆破压力（burst pressure）,理想滤器定义,滤器分类,根据半透膜材料分类,滤器的历史,Hemodialysis International 2008; 12:173210.,滤器发展趋势,Crit Care Med, 2008 , 36: s243-s252.,内 容,血液净化溶质清除原理 血液净化方式
22、滤器和膜 血液净化方式的选择,血液净化方式选择,原则： 清除物质：水/溶质? 溶质特性：大小 溶解性 蛋白结合率？ 分布容积？ 患者血流动力学特点：间断/ 持续,溶解性,水溶性 甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、锂盐、二甲双胍、百草枯、乙酰水杨酸等 脂溶性 对乙酰氨基酚、氨茶碱、地西泮、氯氮平、苯妥英钠、卡马西平、毒鼠强、有机磷中毒、地高辛等,常见药物的分子量,血肌酐 113 D，肌红蛋白 17 kD ，TNF- 17 kD,蛋白结合率与分布容积,蛋白结合率：代表溶质与血浆蛋白的结合程度 决定溶质存在的形态：游离的还是与蛋白结合 蛋白结合率很高的不易被透析清除 分布容积：代表溶质在机体内的分布情况 决
23、定溶质主要在血液中还是分布到组织 0.7L/kg(5L)，存在组织分布，越高越不易透析清除,常见物质分布容积和蛋白结合率,中国血液净化，2006, 5(2):87-90,不同溶质特性与血液净化模式选择,血液净化方式的选择,Case 1：高钾血症血液透析 Case 2：横纹肌溶解血液滤过 Case 3：有机磷中毒血液灌流+血液滤过 Case 4：腹腔间隙综合征血液滤过 CRRT Case 5：高脂血症血浆置换,小 结,血液净化是肾脏替代治疗和溶质清除的重要手段 需根据不同治疗目的和溶质特性选择合适的血液净化方式 对于并发血流动力学不稳定、急性肾衰，分布容积大，半衰期长的宜采取CRRT治疗 发挥不同模式的优势，减少单一模式的弊端,