33血液透析原理

第四军医大学唐都医院肾脏内科血液透析王永利2015-10-21第四军医大学唐都医院肾脏内科123肾脏的功能血液透析的功能血液透析的基本原理血液透析原理第四军医大学唐都医院肾脏内科肾脏的功能第四军医大学唐都医院肾脏内科肾脏人体有2个肾脏，正常成年人的肾脏大小约为12cm×6cm×3cm，重量为120-130g。第四军医大学唐都医院肾脏内科肾脏第四军医大学唐都医院肾脏内科肾单位第四军医大学唐都医院肾脏内科肾单位每个肾脏约有100万个肾单位。肾单位包括肾小球和肾小管。肾小球由一团毛细血管丛和球囊组成。肾小管起始于肾小球囊，总长约112km，分为近曲小管、髓袢和远曲小管，最后连接于集合管，开口于肾盏，汇集于肾盂。第四军医大学唐都医院肾脏内科肾小球滤过第四军医大学唐都医院肾脏内科肾小球毛细血管壁肾小球毛细血管壁有3层：毛细血管内皮层、基膜层和外层。基膜是滤过膜的主要屏障，小分子物质可以自由通过该层。第四军医大学唐都医院肾脏内科尿的生成肾小球有滤过作用，滤过率125ml/min，24小时约为180L。肾小管主要有重吸收功能，将滤液中大部分水、电解质、葡萄糖以及其他小分子物质吸收入血液，每天排出尿液仅约2L。第四军医大学唐都医院肾脏内科肾脏的主要功能排泄功能调节水的平衡调节电解质平衡调节酸碱平衡分泌生物活性物质第四军医大学唐都医院肾脏内科排泄功能排出体内蛋白质代谢终产物，尿素是主要成分，每天排出约30g。其次是氨基酸、尿酸、肌酐、肌酸和氨。第四军医大学唐都医院肾脏内科排泄功能1.排出物中有小分子物质，如尿素、肌酐、尿酸；2.还有中分子物质，相对分子质量在350-5000，是引起尿毒症症状的主要毒性物质；3.正常肾脏滤过的大分子物质很少，每天排出的蛋白质不超过150mg。第四军医大学唐都医院肾脏内科肾小球每天滤过尿液180L，80%在近曲小管被重吸收，受尿液渗透压的调节；远曲小管重吸收受抗利尿激素的调节，从而保持机体体液平衡。调节水的平衡第四军医大学唐都医院肾脏内科大量钠、钾、钙、镁、碳酸氢盐、氯和无机盐等电解质滤过进入肾小管，大部分被重吸收，受神经、内分泌和体液调节。调节电解质平衡第四军医大学唐都医院肾脏内科人体血液保持pH值为7.35-7.45，肾脏主要通过以下方式进行调节：一是回吸收NaHCO3，排出氢离子；二是排出可滴定酸；三是生成氨，与强酸基结合，生成铵盐排出，并保留钠。调节酸碱平衡第四军医大学唐都医院肾脏内科分泌生物活性物质1.是内分泌器官;2.近球旁细胞分泌肾素，对血压有重要调节作用；3.产生促红细胞生成素（EPO），刺激骨髓加速红细胞生成；第四军医大学唐都医院肾脏内科分泌生物活性物质4.维生素D3在肝内羟化为25-羟基D3，在肾脏再次羟化为1,25-二羟基D3，成为有活性的维生素，才具有调节钙磷代谢的作用；5.分泌前列腺素，具有扩张血管，增加肾脏血流量的作用；6.对促胃液素、胰岛素和甲状旁腺激素的灭活都有影响。第四军医大学唐都医院肾脏内科血液透析的功能第四军医大学唐都医院肾脏内科血液透析是治疗终末期肾病的一种方法：将患者的血液引出体外，通过血液透析装置，完成对血液中的代谢废物、毒物、致病因子以及水、电解质和酸碱的清除，再将净化后的血液回输人体，实现机体内环境的平衡。第四军医大学唐都医院肾脏内科缺陷仅部分排出代谢废物及调节水电解质和酸碱平衡，无法完全实现肾脏的全部功能，依靠血液净化不能达到正常人的生存质量。有了生物工程技术的发展，现可以人工合成或基因重组表达出人体所需要的生物活性物质，如EPO和1,25-(OH)2D3，从而部分补偿血液净化治疗的缺陷。第四军医大学唐都医院肾脏内科血液透析的基本原理第四军医大学唐都医院肾脏内科基本原理弥散对流吸附第四军医大学唐都医院肾脏内科弥散与透析溶质溶于溶剂形成溶液，只要存在浓度梯度，溶质分子就会热运动，由高浓度向低浓度方向迁移，在溶剂中分散趋于均匀，这种现象称为弥散。在不同的溶液间，用一个半透膜将溶质分成两部分，溶质也能跨膜从高浓度侧向低浓度侧运动迁移，这一跨膜弥散过程称为透析过程。第四军医大学唐都医院肾脏内科弥散与透析血液透析就是基于这一原理发展而来，血液在空心纤维内流动，透析液在空心纤维外流动，溶质从血液侧经过空心纤维膜向透析液侧运动迁移。第四军医大学唐都医院肾脏内科弥散与透析溶质从血液侧经过空心纤维膜向透析液侧运动迁移，受到“血液侧”、“半透膜”、“透析液侧”三层阻力的影响，此为透析器溶质弥散的参数。第四军医大学唐都医院肾脏内科弥散与透析这一理论基础对临床的指导：1.血液侧的弥散阻力是主要的，增加血液流速，有助于降低血液侧的弥散阻力，提高透析效率。使用高通量透析器，血液流速高，也有助于达到治疗目的。第四军医大学唐都医院肾脏内科弥散与透析2.半透膜的弥散阻力与膜的厚度是呈正相关，降低透析器空心纤维膜的厚度，有利于提高透析效率。3.半透膜面积越大，在相同条件下透析效率越高。4.血液中代谢废物等的浓度与透析液中溶质的浓度相差越大，越有利于提高透析效率。第四军医大学唐都医院肾脏内科弥散与透析5.透析液流速较血液流速高，因此，从透析器流出的透析液中清除的溶质浓度较低，直接废弃在经济上不合理。小于10-15%的透析流出液重新与新鲜透析液合并使用，可节省透析液，但并不影响血液侧代谢废物的弥散。第四军医大学唐都医院肾脏内科对流与滤过对流是在外力下，整个溶液迁移的过程，比弥散快得多。这种外力不是浓度差，而是力学强度差，如压力差。对流可以在二相间发生，如用一个半透膜将血液和透析液分开，膜两侧予以一定的压力差，血液中的水分在负压吸引下由血液侧对流迁移至透析液侧，血液中的代谢废物也随水分的迁移从血液进入透析液，这一过程称为滤过，血液滤过就是基于这一原理发展而来。第四军医大学唐都医院肾脏内科对流与滤过溶质以对流的形式随水的滤过而清除，受半透膜面积和迁移外力的影响，这一理论对临床工作的指导：1.血液滤过溶质对流迁移的速率与半透膜两侧的压力差呈正相关，合理地对压力差进行控制，使之与人的生理状态相适应。第四军医大学唐都医院肾脏内科对流与滤过2.血液滤过器的参数，如面积、孔径、孔结构、孔隙率、截留最大分子量、膜表面电荷性等，影响血液滤过溶质的对流迁移速率：面积大，迁移速率高；相同面积下孔径大及孔隙率高，迁移速率大；孔的规整度影响溶质的对流迁移速率，而且与截留分子量的大小直接相关；膜表面带负电荷，不易与血液中带负电荷的蛋白相互作用，不易在半透膜的表面形成次级膜。否则，形成次级膜增加膜的对流迁移阻力，引起溶质对流迁移速率的下降。第四军医大学唐都医院肾脏内科对流与滤过3.血细胞的比容、血脂的含量、胶体渗透压的高低也影响溶质的对流迁移速率。4.血液滤过治疗时不同的补液方式也对溶质的对流迁移速率有影响。前稀释与后稀释方式相比，前者溶质的对流迁移的速率明显要高，次级膜的形成较低，但因为溶质浓度低，小分子物质总清除率较低。第四军医大学唐都医院肾脏内科对流与滤过5.溶质的对流迁移随水的滤过而清除，膜两侧溶质的浓度基本相当，因此与血液透析相比，对小分子物质的迁移速率低，但对中分子物质的迁移速率较高。6.血液滤过中少有溶质弥散迁移的发生，而血液透析除了有溶质弥散迁移，也有对流迁移的发生。第四军医大学唐都医院肾脏内科吸附与灌流许多材料表面带不同的基团，在电荷或分子间力的作用下，可以吸附许多物质。如疏水基团可以选择性吸附蛋白质、药物及有害物质（如内毒素、补体和β2微球蛋白）。将这些具有吸附作用的材料制成含有大、中和微孔的孔道结构，形成具有微孔结构的球形吸附材料，获得相当大的比表面，再以微囊包膜。第四军医大学唐都医院肾脏内科吸附与灌流血液与吸附材料表面接触时，溶质以弥散和对流方式通过微囊膜进入吸附材料的大、中孔道，最后进入微孔道，在静电或范德华力作用下被吸附。若吸附材料表面固定有抗原或抗体，则可以利用生物亲和力将血液中相应的抗体或抗原吸附。综上所述，血液和吸附材料直接接触，溶质分子通过静电作用、范德华力和生物亲和力被吸附材料吸附的过程称为血液（浆）吸附，血液灌流治疗就是基于这一原理发展而来。第四军医大学唐都医院肾脏内科吸附与灌流这一理论对临床工作的指导：1.根据要清除的溶质的化学结构与生物特性，选择合适的吸附材料：水溶性溶质的清除，宜选用活性炭类吸附材料；脂溶性溶质的清除，宜选用树脂类吸附材料；大分子溶质的清除，宜选用亲和性吸附材料。第四军医大学唐都医院肾脏内科吸附与灌流2.根据要清除的溶质分子大小来选择合适孔径及分布、孔隙率及比表面的吸附材料。并非所有溶质的清除都要求吸附材料高比表面。当清除相对分子质量较大的溶质时，比表面过大反而使孔径过小，不易于溶质进入吸附材料的孔道，不利于吸附清除。因此，血液灌流时，首先要强调适宜的孔径及其分布。第四军医大学唐都医院肾脏内科吸附与灌流3.对于固定有生物活性物质，依靠生物亲和力进行溶质吸附的吸附材料，要重视生物活性物质的洗脱和自动脱落的问题，这可以对机体造成危害。4.吸附材料的微粒脱落问题也要引起重视。对吸附材料采用微囊技术对其表面进行微囊化，可以防止吸附剂微粒脱落，并提高吸附材料的生物相容性。第四军医大学唐都医院肾脏内科第四军医大学唐都医院肾脏内科血液透析原理动画第四军医大学唐都医院肾脏内科血液透析原理第四军医大学唐都医院肾脏内科