血液透析原理.ppt

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,1,2,3,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12 cm6 cm3 cm，重量为120-130 g。,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112 km，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125 ml/min，24小时约为180 L。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2 L。,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,排出体内蛋白质代谢终产物，尿素是主要成分，每天排出约30 g。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,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150 mg。,第四军医大学唐都医院肾脏内科,肾小球每天滤过尿液180 L，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。,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。,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。,第四军医大学唐都医院肾脏内科,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,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2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,