3.5 血液透析机资料

一、血液透析机de用途及市场潜量进行体外透析以替代肾功能受损病人肾脏的主要功能，治疗晚期肾衰竭(ESRD)病人。健康的肾脏可维持体液、电解质和酸/碱平衡，抵制新陈代谢活动和经常变化的体外环境所造成的不良影响，一旦肾功能受损会使体内堆积新陈代谢废物和水。血液透析疗法就是从血流中清除这些物质以及离子和有机盐，虽然它不能恢复肾功能或促进肾痊愈，但通过部分地执行肾功能可恢复健康的生理状态，从而将对其他器官和生理系统的进一步损害降至最低。在我国，每年新发生的尿毒症病人约12000例，其中80%为青壮年。由于目前一般药物对此症难以奏效，必须终生依赖透析治疗。倘若有条件接受换肾手术，尿毒症患者才能有希望重获新生。美国政府每名透析病人每年给付(包括住院)美金六万二千八百元，约等于人民币54万元。中国台湾每名透析病人每年给付(包括住院)美金二万零四百元，约等于人民币18万元。肾脏的基本结构一、肾单位的基本结构二、肾的血液循环肾小球的滤过功能滤过：指血液流过肾小球时,血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。滤过三要素:屏障、动力、阻力尿的成分1.尿的成分2.尿的颜色淡黄色透明液体3.尿的比重1.010-1.0254.尿的酸碱度pH值：5.0-7.05.尿量1-2升/日，当环境气温升高，长时间进行剧烈运动或劳动时，由于出汗多，尿量减少。肾脏在保持水和酸碱平衡中的作用一、肾脏在保持水平衡中的作用主要有两条途径：一条是通过血浆晶体渗透压的改变；另一条是通过循环血量的改变，进而反射性地影响远曲小管和集合管对水的重吸收。二、肾脏在保持酸碱平衡中的作用1.肾小球滤液中NaHCO3的重吸收2.尿的酸化3.铵盐的形成肾小管与集合管的分泌作用分泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程。二、血透机的原理血液、血C、蛋白等大分子物质不能透过代谢产物、尿素氮、肌酐等中小分子物质可以透过电解质双向交换H2O渗透、超滤中、小分子物质，由流体静压强迫通过半透膜的特性具半透膜特性的材料体外血液输送回路系统透析液输送系统三、透析系统的组成透析系统可分为三个主要部分：透析液输送系统体外血液输送回路透析器。1．透析液输送系统透析液输送系统准备透析液--含有一种电解质成分类似血液的净化水溶液--并将之输送到透析器。透析液从血液中清除代谢废物，并作为离子源以保持血液适当的电解质和pH水平。醋酸盐或重碳酸盐浓缩液是透析液一部分，作为缓冲液。附加的水混合进透析液，以接近正常的重碳酸盐离子血液浓度。1.1水处理为防止长期毒害作用，输入的水必须经处理以消除其中无机和有机污染物，诸如矿物质和细菌。水处理系统通常使用机械过滤、活性炭过滤、消除电离(DI)和逆渗透(RO)来使污染物达到标准的可接受水平。用高压将污水挤压透过反向渗透隔膜，将已溶解的盐分、药物、化学物质和病毒等较小杂质过滤出来，最后再经过紫外线消毒，就得到了可循环利用的新生水。其中，反向渗透隔膜技术是生产新生水过程中的主要技术。反向渗透隔膜的微孔非常小，能挡住细菌、病毒和化学物质。假设将反向渗透隔膜、水分子和污染物都放大一亿倍，那么反向渗透隔膜微孔的体积有网球大小，细菌的体积相当于一幢两层楼，病毒的体积相当于一辆大卡车，受污染的化学物质和药物体积有足球大小，都无法通过微孔。而水分子的体积如同乒乓球，可以通过微孔。1.2透析液的控制处理过的水进入透析机，在与浓缩液混合形成透析液之前，通常经过加热器和脱气器。有两种比例系统用来混合水和浓缩液：固定比率控制器混合各一定量的水和浓缩液；伺服控制系统监测透析液的传导性，并调整浓缩液的输送以符合特定的传导性和pH限值。透析液的温度保持在34~42℃范围内，以防止血液过凉或过热。如果传导性或温度不在特定限值范围内，温度和传导性传感器会开始报警，并转移透析液远离透析器。一些系统也监测其他参数如pH，来测定透析液状态。透析系统的组成示意图机械过滤活性炭离子逆渗透浓缩透析液离子检测加温脱气机PH、T检测血泵空气、气泡检测器抗凝凝块过滤动静脉瘘透析器血路管2．体外血液输送回路体外血液输送系统(体外血液回路)使病人的一部分血循环，即使之经过透析器并返回到病人。2.1动静脉(AV)瘘动静脉(AV)瘘。绕过毛细血管床（此处动脉血压明显下降），血液进入瘘仍保持高压，引起静脉直径极大扩张。此时，可将一根或两根大口径针插入扩展血管中。单针技术要求一个Y接口和一个控制器来交替进行血液的流出和输入，或一个特殊的单针入口导管。另一种血管入口技术是体外动静脉吻合分流器，分流器由聚四氟乙烯和硅橡胶制成，连接到前臂或小腿的动静脉处。由于有感染、血栓和偶然脱落的危险，极少使用这种技术。进行正常的血液透析必须有一个血液通路，把患者血液与透析器连接起来。早年的临床工作者，使用中空的玻璃或金属管插入患者动脉和静脉进行血液透析，透析结束后拔除导管，结扎血管。以后采用柔软的尖端较细的聚氯乙烯或其他塑料管取代玻璃管或金属管。1950年以后，一些医生开始给某些患者重复血液透析，动脉或静脉插管希望能使用多次，他们将插管与透析器分开后分别注入少量肝素，防止凝血，或用一小段塑料管将动静脉管连接起来，形成短路循环。这些努力得到了一些成功，但是凝血、伤口感染和导管滑脱的事件常常发生。1960年Scribner等，在华盛顿大学设计出一种能够保留的动静脉插管，它用聚四氟乙烯材料制成，可以固定在体表任何部位。管腔光滑不容易发生凝血，对组织刺激性很小，不引起组织反应，发生感染的机会也明显减少。以后，Quinton又改进了这种插管，仅用聚四氟乙烯制成导管插入动静脉部位和连接动静脉的桥。动静脉管路应用高度硅化的胶管制成，该管柔软、易弯曲，有一定弹性，也能进行很好的消毒处理，使血液透析得以迅速发展。这种血管通路又称动静脉外瘘，一直延用至今。1966年Cimino等首先在尿毒症患者前臂将挠动脉与浅表静脉吻合，建立动静脉内瘘，血液从动脉直接流入皮下静脉，待一段时间后，静脉扩张，动脉化，可以直接穿刺内瘘进行血液透析。直到今天，长期血液透析患者，还是主要应用这种瘘进行血液透析。外瘘管的发明和临床应用，使血液透析可以重复进行。慢性肾功能衰竭患者通过规律性血液透析能够维持生命，从根本上改变了终末期肾病的治疗状况，开辟了血液透析蓬勃发展的新时代。外瘘管主要有三个部件：（1）尖端插管它是指插入动脉或静脉的一段小管，一般由聚四氟乙烯制成，质地较硬。它的一端较细，可以插入动脉或静脉；另一端较粗，插入外瘘管内。尖端插管分为大、中、小三种类型，其尖端粗细略有不同，以适应不同年龄的患者。（2）外瘘管它是连接动、静脉的管道，共有两根。一般由光滑、柔软而富有弹性的硅胶制成。理想的外瘘管座当具备：①内壁光滑，与血液和组织不起反应，使凝血减少到最小程度，不刺激皮肤引起炎症。②导管材料弹性好，不易折成死角，不会因肢体变动而发生扭曲和萎陷。③导管具有一定的韧性，不易断裂，能经受外伤和一定力量的牵拉。④便于固定于血管或周围组织，引出皮肤容易，出口处密封好，露出皮肤的距离不长，易与血液透析管路连接。实际上，高度硅化的胶管能基本上满足上述要求，已广泛应用于血液透析临床。外瘘管有S形、U形等多种，以适应于穿出皮肤和两根外瘘管连接一起。但是临床应用直管也可以满足要求，而且一旦外瘘管发生凝血，取栓和疏通管道也比较容易。（3）连接管又叫血管瘘桥，在不透析时，应用它连接动脉管和静脉管。它也由聚四氟乙烯制成，较硬，要求内面非常光滑，有一定刚性，不易折断和萎陷。在血液透析时取下，放入消毒液中浸泡，或放无菌盐水保存。连接管在连接外瘘管时，要严格无菌操作，并严防扭曲或压扁管腔。2.2空气/气泡检测器血泵使血液流经过体外管道和透析器。当泵把血液抽入体外管道时，会产生部分真空，如果连接不绝对紧密，将会把空气抽入管道。作为一个安全性能，使用空气/气泡检测器来检测血液回路的空气并防止空气泵入病人体内。在静脉和动脉管路两处都要监测体外血压；如果必要，高压和低压报警会关闭血泵。2.3凝块过滤由于血液与异物表面接触时会趋于凝结，诸如那些管道和透析器里的界面，因而要用与输入管路无菌相连的注射器将肝素（一种抗凝剂）注入血液回路的动脉一边。肝素泵:输入泵可按预先设定的速率输送肝素。血液回路静脉一边的滴注室含有一个凝块阻止过滤器，用来防止逆流的凝块和其它碎屑进入病人体内。3．透析器透析器是一次性器件，在这里发生溶质交换或清除。有三种基本的设计规格：盘管、平板和空心纤维。在这三种型式中，电解液、废物和水都是通过半透膜进入流动的透析溶液中的。通过扩散、渗透和超滤(UF)，水和代谢物在血液和透析液之间进行交换。浓度梯度引起废物如尿素和肌酸酐，通过膜从血液扩散到透析液。电解质液双向流动保持一种平衡。红、白血细胞和蛋白质太大难以通过膜上的细孔。采用压力梯度的UF是一种通过半透膜从血液中移去多余水的主要方法。当水(一种小分子)由流体静压强迫通过膜时发生UF--此时透析保持在负压（血液透析中UF的基本机理）。由UF清除率测量除去的水分，在较新型的机器里这是自动控制的。透析器是人工肾的主要部件之一。目前世界上最常用的是中空纤维型透析器(简称HFAK)。由大约10000余根内径210~260μm的空心纤维管组成，装在长21~25cm，直径7~8cm的塑料筒内制成。空心纤维一般由醋酸纤维膜和铜芬膜制成，也有用聚砜膜制成，两端配有动、静脉血路，血液和透析液分别在管内外呈反向流动，通过管壁进行透析，排除体内过剩的含氯化合物、新陈代谢产物或逾量药物等，调节电解质平衡。高流通量透析通常会缩短治疗时间，这是采用较大的、高效率的透析器而得出的结论，其膜表面积增加和渗透性增加，因而比标准透析器可能会有更多的液体清除率。薄壁、中空纤维膜的发展提高了UF和清除速率。使用高流通量透析器的透析机必须有能力在经膜压力(TMPs)接近0时工作同时保持对UF的适当控制。(使用高流通量透析仍然有争议：由于极高的UF速率，这种方式可以进行快速治疗，但未必能充分清除代谢产物。这也与细菌或内毒素渗入高流通量透析使用的膜中的能力有关。一些医院使用高流通量透析治疗药品过量和化学中毒。)一些透析机通过微处理器控制报警、传感器和操作功能；可作数据存储；及与临床数据库接口。下载到临床数据库的数据能够用于分析有关特定病人或机器的信息，或者用于分析多个病人和机器的治疗情况。(个性化透析)四、存在问题1．水净化在血液透析中将水进行适当的净化是必要的。自来水的质量和成分随地点的不同而变化；被认为饮用安全的水，用于血透仍具有危险。长期透析病人每周承受450升水，几乎是正常量的50倍；结果是，自来水中的微量元素可能使透析病人接近中毒水平。铝证明可能是引起诸如透析脑病，骨病和贫血等疾病的原因；过量的铅会导致神经损伤。铁能通过透析膜移动，导致肝脏中存储过量的铁；铜能引起贫血和代谢性酸中毒；血透系统中已经制订水质量的标准，但究竟什么构成水不洁仍不确定。研究者目前发现净化系统和透析膜移去的水中许多成分，比如锌，对人体新陈代谢是重要的。经常规定要给透析病人作维生素治疗。应该定期检查用于透析的水。监测次数取决于使用的水处理系统。使用逆渗透(RO)或消除电离(DI)设备的中心至少每年检查一次，使用其它方法的至少每三个月检查一次。除市政供水可能有有害污染物体外，还有报导说在机器的水净化系统进行消毒的过程中，液体受到污染。疾病控制与防止中心(CDC)已经调查了几例透析病人遭受氯胺、叠氮化钠或过氧化氢危害的事故，并提出具体建议，以降低透析液体的化学污染。水处理一个透析中心的用水如何处理，需要根据当地的水源和所含的成分而定。一般自来水的化学成分和细菌含量应当符合国家饮用水基本标准。用这种水处理后应达到美国国家标准研究所颁布的透析用水标准。具体的措施和步骤如下：（1）自来水首先进行沉淀和过滤（可以用细砂或微孔膜来进行过滤）。（2）离子交换树脂进行软化（每月要定期检查水的硬度）。（3）活性碳吸附。（4）逆渗透处理（对流入和流出的水要连续进