第四章　血液透析設(shè)備和裝置

第一節(jié)　透　析　器

一、透析器發(fā)展歷史

透析器(dialyzer)由透析膜及其支撐結(jié)構(gòu)組成,是血液透析治療的核心部分。歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,透析器已經(jīng)從最初復(fù)雜、笨重、低效的轉(zhuǎn)筒式透析器,演變至目前廣泛使用的簡(jiǎn)單、輕便、高效的中空纖維透析器。作為透析器核心的透析膜,其理化和生物特性也較早期透析膜有了質(zhì)的飛躍。縱觀透析器和透析膜的發(fā)展歷程,大致可分成3 個(gè)階段。

20 世紀(jì)早期,透析治療僅處于試驗(yàn)階段。1924 年HassG 使用火棉透析器對(duì)人體進(jìn)行第一次血液透析治療。1944 年美國(guó)醫(yī)師Kolff W 應(yīng)用轉(zhuǎn)筒式人工腎(rotating drum)第一次救治急性腎衰竭患者獲得成功,這是血液透析歷史上的里程碑。1947 年瑞典學(xué)者Alwall N 發(fā)明了第一個(gè)具有超濾功能的固定式管型透析器。1956 年 Kolff 和Watschinger 研制成功第1臺(tái)蟠管型透析器(coil dialyzer),并被用于臨床治療急性腎衰竭和藥物中毒,后由美國(guó)Travenol 公司批量生產(chǎn)。1960 年挪威Kiil 在早期平流型透析器基礎(chǔ)上研制成平板型透析器,即所謂Kiil 型平板透析器(parallel plate dialyzer),這種透析器具有阻力小、不需要血泵、透析膜一次性使用、消毒方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),促進(jìn)了人工腎的發(fā)展與普及,直至20 世紀(jì)70 年代,仍有不少中心在使用平板型透析器。1966 年美國(guó)Stewart R 研制出第一個(gè)乙酸纖維膜材料的中空纖維透析器(hollow fiber dialyzer),它具有體積小、透析效率高、除水能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為透析器的主流設(shè)計(jì)。

這一階段的透析治療已逐漸趨于標(biāo)準(zhǔn)化,中空纖維透析器成為主流,人們對(duì)膜的清除性能、膜材料、透析膜的生物相容性等方面有不少新的認(rèn)識(shí),合成膜透析器開(kāi)始應(yīng)用于臨床。

早期透析治療以清除尿素、肌酐等小分子毒素和水分為目的。當(dāng)時(shí)觀點(diǎn)認(rèn)為,小分子毒素清除依賴(lài)于濃度梯度驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)散作用,而水分的清除則通過(guò)壓力梯度下的對(duì)流作用,因此早期透析膜所能承受的壓力閾值不高。1967 年Bluemle LW 等通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),增加壓力梯度能夠有效增加毒素清除,這一研究促進(jìn)了以對(duì)流為主要原理的血液濾過(guò)(hemofiltration)的發(fā)展。與此同時(shí),對(duì)尿毒癥毒素的研究也認(rèn)為血液透析治療應(yīng)給予中分子毒素足夠的清除。因此,傳統(tǒng)的纖維素膜已不能很好地滿足臨床需求。1969 年,Hospal 以丙烯腈、甲代烯丙基磺酸鈉共聚物(acrylonitrile sodium methallysulfonate copolymer)為原料,研制出第一個(gè)合成膜(synthetic membrane)透析器,即AN69 膜透析器。隨后其他類(lèi)型的合成膜透析器廣泛應(yīng)用于臨床,如聚甲基丙烯酸甲酯膜(1977,Toray,日本東麗)、聚酰胺膜(1982,Gambro,瑞典金寶)、聚砜膜(1983,Fresenius,德國(guó)費(fèi)森)。

對(duì)透析膜生物相容性的認(rèn)識(shí)促進(jìn)了合成膜透析器的應(yīng)用。1968 年,Kaplow 和Goffinet首次報(bào)道應(yīng)用改良纖維素膜進(jìn)行透析的尿毒癥患者白細(xì)胞計(jì)數(shù)一過(guò)性降低。Craddock 等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象的機(jī)制在于纖維素膜表面的羥基對(duì)補(bǔ)體C3 的激活。以后,對(duì)透析膜性能的評(píng)價(jià)開(kāi)始綜合考慮清除效能、對(duì)凝血機(jī)制的影響及生物相容性等多方面。相比早期的纖維素膜,合成膜材料具有良好的清除性能和較佳的生物相容性,因此得以在臨床上廣泛應(yīng)用。以高質(zhì)量的合成膜為基礎(chǔ),配合具備自動(dòng)超濾控制功能的透析機(jī),血液透析治療的模式也延伸出血液透析濾過(guò)、高通量透析等新的治療手段。

這一階段人們主要致力于在膜材料、透析清除性能、消毒方式等方面不斷優(yōu)化和改良透析器。

在透析膜材料上,對(duì)透析膜生物相容性的認(rèn)識(shí)不斷深入。人們發(fā)現(xiàn),透析膜生物相容性和膜材料的分子結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。透析膜表面對(duì)蛋白的吸附和膜表面氫鍵基團(tuán)、電荷數(shù)以及親疏水能力均有關(guān)系,生物相容性較好的透析膜具有較少的親水基團(tuán)、較低的電荷及親水性和疏水性的良好平衡。疏水性為主的透析膜材料能夠吸附蛋白和血小板,而親水性為主的膜材料則激活補(bǔ)體和細(xì)胞。因此,理想的膜材料應(yīng)該很好地平衡親水性和疏水性。目前新型合成膜材料在此方面較早期已有較多改進(jìn)。

新的一些評(píng)價(jià)透析膜清除性能的指標(biāo)如β₂-微球蛋白逐步應(yīng)用于臨床。1986 年,Geyjo等報(bào)道了β₂-微球蛋白和透析患者淀粉樣變等并發(fā)癥的關(guān)系。由于傳統(tǒng)的低通量透析無(wú)法清除β₂-微球蛋白,且研究表明生物相容性差的透析膜反而促使β₂-微球蛋白生成,這些研究結(jié)果促進(jìn)了高通量透析和血液透析濾過(guò)等治療模式的推廣。與此同時(shí),人們也發(fā)現(xiàn),高通量透析膜不能完全阻止透析液側(cè)的污染物如內(nèi)毒素等進(jìn)入人體,在出現(xiàn)反超濾現(xiàn)象時(shí)這種風(fēng)險(xiǎn)更大。盡管超純透析液應(yīng)用和內(nèi)毒素濾過(guò)器能夠降低上述風(fēng)險(xiǎn),但也促使人們?cè)谕肝瞿げ牧系难兄浦锌紤]到透析膜對(duì)細(xì)菌內(nèi)毒素、細(xì)菌DNA 片段等有害物質(zhì)的吸附作用。

在透析器的消毒方式方面也有新的發(fā)展。早期透析器的消毒劑多采用環(huán)氧乙烷,且透析器的封裝材料中使用了以環(huán)氧乙烷為原材料生產(chǎn)的聚氨酯材料,可導(dǎo)致首次使用綜合征。目前使用環(huán)氧乙烷技術(shù)消毒的透析器已經(jīng)大幅降低,封裝材料中的聚氨酯比例也顯著降低,并在生產(chǎn)中使用除氣技術(shù)盡可能降低環(huán)氧乙烷殘存量。除環(huán)氧乙烷消毒外,γ 射線消毒和高溫蒸汽消毒業(yè)已十分常見(jiàn)。γ 射線消毒要求膜材料聚合物穩(wěn)定性較好,否則可能引起透析膜材料退化變質(zhì),高溫蒸汽消毒是理論上最佳的消毒方法,但對(duì)膜材料分子結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性有較高的要求。這些改進(jìn)的消毒方式也是膜材料改良中應(yīng)加以考慮的因素。

21 世紀(jì)以來(lái),隨著生產(chǎn)工藝水平的進(jìn)步,透析膜材料的更新和改良速度很快。透析膜的功能也不僅限于清除毒素和水分,一些具有特殊性能的透析器,如肝素覆層、多黏菌素B修飾、維生素E 修飾等透析膜,也開(kāi)始針對(duì)特定患者逐步應(yīng)用于臨床。隨著醫(yī)療實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富以及透析工程技術(shù)學(xué)的進(jìn)步,對(duì)透析膜和透析器的認(rèn)識(shí)也必將不斷深入。

二、透析膜

透析膜是透析器的核心部分。對(duì)透析膜的評(píng)價(jià)主要包括其理化特性和生物相容性。透析膜的理化特性主要指透析膜材料的物理性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)及膜通透性等,決定了透析膜對(duì)體內(nèi)毒素的清除能力和生物相容性。透析膜的生物相容性指透析膜對(duì)白細(xì)胞、補(bǔ)體系統(tǒng)和凝血系統(tǒng)等的活化作用。透析膜的上述理化特性很大程度上決定了血液透析患者治療的有效性和安全性。對(duì)于血液凈化用的透析膜有一些基本要求:①所需清除的中、小分子量物質(zhì)容易透過(guò),一般不允許透過(guò)蛋白質(zhì);②具有適宜的超濾滲水性;③有足夠的濕態(tài)強(qiáng)度與耐壓性;④具有良好的血液相容性,不引起血液凝固、溶血現(xiàn)象發(fā)生;⑤對(duì)人體安全無(wú)害;⑥滅菌處理后,膜性能不改變。

目前用于臨床的透析膜根據(jù)其材料性質(zhì),可分為纖維素衍生膜(regenerated cellulosic membrane)、改良纖維素膜(modified cellulosic membrane)和合成膜(synthetic membrane)三類(lèi)。

纖維素衍生膜以銅仿膜、乙酸膜等為代表。由于其原料易得,價(jià)格低廉,且其溶質(zhì)清除率能夠滿足血液透析基本的要求,因此在透析發(fā)展的早期階段較常用。但由于纖維素衍生膜對(duì)中、大分子尿毒癥毒素清除能力差,且生物相容性無(wú)法令人滿意,因此目前臨床已基本不再應(yīng)用。改良纖維素膜以雙乙酸膜(cellulose diacetate,CDA)和三乙酸膜(cellulose triacetate,CTA)為代表,是以纖維素膜為基礎(chǔ),通過(guò)嵌段、共聚、接枝等方法制備和開(kāi)發(fā)而成的新型透析膜材料。纖維素衍生膜和改良纖維素膜兩種透析膜材料均以纖維素為原料,因此也可將兩者統(tǒng)稱(chēng)為纖維素為基礎(chǔ)的透析膜(cellulose-based membrane),以區(qū)別于以高分子共聚物為原料的合成膜(synthetic membrane)。

合成膜是目前臨床上應(yīng)用最為廣泛的透析膜材料。合成膜由人工技術(shù)合成的高分子材料經(jīng)特殊工藝生產(chǎn)而成,根據(jù)高分子共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式不同可分成聚砜膜、聚醚砜膜、AN69 膜等,而根據(jù)其斷面物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分成對(duì)稱(chēng)膜(symmetric membrane)和非對(duì)稱(chēng)膜(asymmetric membrane)兩類(lèi)。合成膜具有生物相容性好,通透性高,可清除中、大分子毒素,具有一定的吸附能力等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),因此在臨床實(shí)踐中得以廣泛應(yīng)用。

臨床常見(jiàn)的各類(lèi)型透析膜分類(lèi)見(jiàn)表4-1-1。纖維素膜/合成膜的斷層微觀結(jié)構(gòu)示例見(jiàn)圖4-1-1。

表4-1-1　臨床常用的各類(lèi)型透析膜

圖4-1-1　纖維素膜/合成膜的斷層微觀結(jié)構(gòu)示例

纖維素衍生膜以銅仿膜和乙酸膜為代表,是最早廣泛應(yīng)用于臨床的透析膜。纖維素衍生膜對(duì)小分子毒素和水分的清除效果較好,能夠滿足血液透析的基本要求,但對(duì)中分子物質(zhì)的清除效率差。通過(guò)降低膜厚度等改良生產(chǎn)工藝,可改善纖維素膜的清除能力。纖維素膜的生物相容性較差,如銅仿膜可經(jīng)過(guò)旁路途徑激活補(bǔ)體,在透析過(guò)程中造成白細(xì)胞一過(guò)性下降、血氧分壓下降、首次使用綜合征等不良反應(yīng)。長(zhǎng)時(shí)間接觸銅仿膜可激活單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng),通過(guò)釋放白介素-1 而刺激免疫細(xì)胞,造成β₂-微球蛋白水平增高。由于上述原因,目前纖維素衍生膜在臨床已較少使用。

改良纖維素膜以雙乙酸膜、三乙酸膜等為代表,目前在臨床上仍有應(yīng)用。改良纖維素膜在膜清除效能、生物相容性等方面均較纖維素衍生膜有較大改進(jìn)。雙乙酸膜和三乙酸膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-1-2,兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是纖維素結(jié)構(gòu)中的糖單體3 個(gè)羥基被相應(yīng)乙酰基替代的數(shù)量。

圖4-1-2　雙醋酸膜和三醋酸膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)

合成膜是目前臨床應(yīng)用最為廣泛的透析膜,其最大優(yōu)點(diǎn)是良好的生物相容性。生物相容性指生物膜對(duì)白細(xì)胞和補(bǔ)體系統(tǒng)的活化作用。透析膜的補(bǔ)體活化比例通常取決于親水性和疏水性之間的平衡。合成膜疏水性較強(qiáng)的特點(diǎn),可明顯降低補(bǔ)體活化程度,顯著改善其生物相容性。同時(shí),部分類(lèi)型合成膜如AN69 膜等對(duì)中、小分子蛋白具有一定的吸附能力,可降低體內(nèi)炎癥因子水平,拓展了其臨床適用范圍。常見(jiàn)合成膜性能介紹和化學(xué)結(jié)構(gòu)如下:

AN69 膜是最早研發(fā)成功的合成膜,其化學(xué)結(jié)構(gòu)由聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)和甲基丙烯磺酸鈉(sodium methallyl sulfonate)組成。AN69 膜親水性較強(qiáng),在顯微鏡下其膜結(jié)構(gòu)為同質(zhì)性對(duì)稱(chēng)的水凝膠結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4-1-1),具有一定的吸附性。由于分子幾乎可以到達(dá)所有用于吸附的聚合物連接鏈,使AN69 可提供整體、大量的吸附容量。多項(xiàng)研究都顯示AN69 膜材有吸附多種與膜接觸后因細(xì)胞激活所釋放的過(guò)敏毒素、細(xì)胞毒素和酶等物質(zhì)的獨(dú)特能力。因此在特定人群如膿毒癥患者中,AN69 膜有一定的應(yīng)用價(jià)值。

在使用血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACEI)的患者中,應(yīng)用AN69 膜時(shí)應(yīng)特別注意過(guò)敏反應(yīng)。AN69 膜可以激活凝血因子Ⅻa(稱(chēng)之為接觸性相位激活),進(jìn)而促進(jìn)體內(nèi)緩激肽生成。正常患者體內(nèi)可產(chǎn)生血管緊張素轉(zhuǎn)化酶降解緩激肽。但在使用ACEI 的患者中,則可能由于體內(nèi)緩激肽水平過(guò)高而出現(xiàn)血管通透性增加、胃腸道和支氣管痙攣等過(guò)敏反應(yīng)的癥狀。對(duì)AN69 膜表面聚乙烯亞胺基團(tuán)進(jìn)行修飾,可降低AN69 膜表面負(fù)電荷,增加正電荷,減少接觸性相位激活,減少AN69 膜的不良反應(yīng),這一改良合成膜稱(chēng)之為AN69-ST 膜。AN-69 膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-1-3。

圖4-1-3　AN-69 膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)(Hospal AN69 膜/Asahi AN69 膜)

聚砜膜(polysulfone,PS)是目前較為常用的合成膜材料。由砜與聚乙烯吡咯啉酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)反應(yīng)而形成的聚合物即聚砜物。1983 年,Fresenius 公司首次研發(fā)出用于高通量透析的聚砜膜。其他類(lèi)型聚砜膜(如TorayPolysulfone^?、Helixone^?等)均在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,如加入親水性較強(qiáng)的PVP 材料,以及通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)工藝過(guò)程,使膜的形態(tài)學(xué)發(fā)生變化。

聚醚砜膜(polyethersulfone,PES)是在聚砜膜的基礎(chǔ)上增加了多醚基團(tuán)而生成,多用于生產(chǎn)一次性透析器。聚砜膜和聚醚砜膜是典型的合成透析膜,膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,可以接受幾乎全部的透析器消毒方式。同時(shí)在生物相容性、清除效能等方面具有很好的性能指標(biāo)。聚砜膜對(duì)內(nèi)毒素尚有吸附作用。因此在世界范圍內(nèi)應(yīng)用甚廣。聚砜膜和聚醚砜膜的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-1-4。

圖4-1-4　聚砜膜和聚醚砜膜的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)

膜材料為PMMA。按照空間構(gòu)象不同,PMMA 可分為對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),兩者是同分異構(gòu)體。在不同系列的PMMA膜中,兩種同分異構(gòu)體的比例略有不同。PMMA 膜疏水性較強(qiáng),膜結(jié)構(gòu)具有較好的同質(zhì)性和均一性,因此也具有一定的吸附作用。所有的PMMA 膜僅能經(jīng)由γ 射線消毒,不能經(jīng)由蒸汽或環(huán)氧乙烷消毒。PMMA 膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-1-5。

圖4-1-5　PMMA 膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)

是疏水性較強(qiáng)的芳香族脂肪酸共聚而成,同時(shí)加入了親水性較強(qiáng)的PVP。PVP 可以使得聚酰胺均勻分布,分布密度達(dá)到納米級(jí)水平(20～50nm),使在很小的區(qū)域內(nèi)多種化學(xué)物均勻分布,組成微區(qū)域結(jié)構(gòu)(domain structure)。在微觀結(jié)構(gòu)上,聚酰胺的疏水性和PVP 的親水性能夠較好的平衡,提高了生物相容性。同時(shí),由于PVP聚合物鏈會(huì)纏繞在聚合物網(wǎng)中,成為膜整體的一部分,因而對(duì)中分子溶質(zhì)的通透性增強(qiáng),而限制白蛋白的通過(guò),能夠提高膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)效能。

聚酰胺膜因含PVP,透析器僅能由環(huán)氧乙烷消毒。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行研發(fā)的polyamix 膜,在原膜材料中加入聚醚砜成分,使得膜分成3 層膜結(jié)構(gòu),內(nèi)層膜對(duì)溶質(zhì)形成選擇性的篩濾屏障,主要由聚酰胺和PVP 構(gòu)成;中間層為膜提供穩(wěn)定的機(jī)械抗力,在消毒過(guò)程中穩(wěn)定膜的構(gòu)象,主要由聚醚砜膜構(gòu)成;外層膜可以滯留吸附內(nèi)毒素,主要由聚酰胺構(gòu)成。polyamix 膜可使用蒸汽消毒。聚酰胺膜和PVP 的化學(xué)分子式見(jiàn)圖4-1-6。

圖4-1-6　聚酰胺膜和PVP 的化學(xué)分子式

是由乙烯和乙酸乙烯共聚,然后通過(guò)酯交換脫乙酸根而制成。由于聚乙烯鏈段和聚乙烯醇鏈段的親疏水性不同,結(jié)晶形態(tài)亦不同,因此調(diào)節(jié)EVAL 分子中兩者比例可以制備出不同滲透性能的膜材料。EVAL 膜親水性較強(qiáng),對(duì)凝血系統(tǒng)的影響小,在透析治療過(guò)程中可以減少肝素用量。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)EVAL 膜對(duì)蛋白的吸附性和免疫系統(tǒng)激活等生物相容性方面要優(yōu)于纖維素衍生膜。EVAL 膜透析器使用環(huán)氧乙烷或γ 射線消毒。EVAL 膜化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-1-7。

圖4-1-7　EVAL 膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)

透析膜材料的技術(shù)改良和革新可促進(jìn)透析技術(shù)不斷進(jìn)步。對(duì)一些經(jīng)典的合成膜材料進(jìn)行修飾,可更有針對(duì)性的應(yīng)用于特定類(lèi)型患者。如前所述的AN-69 ST 膜,可有效減少AN69膜對(duì)凝血因子的激活,并且正電荷尚可和肝素結(jié)合,增加膜的使用壽命。新近研發(fā)的oXiris以AN69-ST 膜為基礎(chǔ)進(jìn)行修飾,尚可增強(qiáng)內(nèi)毒素的吸附功能。此外,目前常用的透析膜并不能有效清除大分子毒素,通過(guò)改良透析膜的生產(chǎn)工藝,一些高截點(diǎn)(high cut-off,HCO)膜也逐步應(yīng)用于臨床。HCO 膜可清除分子量較大的尿毒癥毒素、炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子,部分HCO膜對(duì)白蛋白和白蛋白結(jié)合毒素也有一定的清除能力。這些新型透析膜的應(yīng)用尚需要積累更多臨床證據(jù)。

三、透析器清除效能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

通量和效能是評(píng)價(jià)透析器清除效能的常用指標(biāo)。

通量是評(píng)價(jià)透析膜性能的重要指標(biāo)。廣義上的通量指的是透析膜的通透性。目前對(duì)通量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)透析膜和濾膜對(duì)水的清除能力,用超濾系數(shù)[ultrafiltration coefficient,Kuf,單位ml/(mmHg·h)]表示,意義為單位時(shí)間內(nèi)單位壓力下單位面積的透析膜超濾水的量。根據(jù)膜的Kuf 值將透析器分為低通量、中通量和高通量透析器。以Kuf 為標(biāo)準(zhǔn)劃分透析器標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一。以低通量透析器為例,歐洲標(biāo)準(zhǔn)為Kuf<10ml/(mmHg·h),而美國(guó)則為Kuf<8ml/(mmHg·h)。與之對(duì)應(yīng),高通量透析器的標(biāo)準(zhǔn)也并不一致,如歐洲標(biāo)準(zhǔn)為Kuf>20ml/(mmHg·h),而在HEMO 研究中定義高通量透析器為Kuf>14ml/(mmHg·h)。中通量透析器介于低、高通量透析器之間。如透析膜的通量高于普通的高通量透析器,達(dá)到50ml/(mmHg·h)以上,臨床上主要應(yīng)用于血液濾過(guò)治療,通常也稱(chēng)之為血濾器。

此外,尚有一些透析器被稱(chēng)之為“高效能”(“high-performance”或“high-efficiency”)透析器。這一定義包含了若干內(nèi)容,如以通量為標(biāo)準(zhǔn),這類(lèi)透析器指的是UFcoeff 比低通量透析器高,但又位于高通量透析器定義范圍的低限范圍。一般而言,這一標(biāo)準(zhǔn)在歐洲是10～20ml/(mmHg·h),而在美國(guó)則為8～15ml/(mmHg·h)。如以透析器膜面積為標(biāo)準(zhǔn),高效能透析器則指面積至少為1.5m²,甚至超過(guò)2.0m² 以上的透析器。因此,高效能透析器和中通量透析器有部分重合。

物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(mass transfer area coefficient,KoA)也是評(píng)價(jià)透析膜性能的重要標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。KoA 系指在特定血流量和透析液流量下,單位面積的透析膜通過(guò)擴(kuò)散作用對(duì)特定溶質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。如以尿素為標(biāo)準(zhǔn),則可將透析器分成高效透析器(大于700ml/min)和低效透析器(小于500ml/min),據(jù)此也衍生出透析器的“效能”(efficiency)概念。

必須指出的是,對(duì)透析器清除性能的評(píng)價(jià),其實(shí)質(zhì)是特定條件下透析膜對(duì)特定物質(zhì)的清除能力。因此,由于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同并由此產(chǎn)生的具體分類(lèi),其相互之間并不矛盾,甚至部分重合。在血液透析治療期間,尚需要評(píng)價(jià)膜對(duì)某種特定藥物或溶質(zhì)的清除能力。特定藥物或溶質(zhì)透過(guò)透析膜的能力用篩選系數(shù)(sieving coefficient,SC)來(lái)表達(dá)。SC 無(wú)限趨近0 表明該種藥物或溶質(zhì)無(wú)法經(jīng)過(guò)透析膜,SC=1 則意味著該溶質(zhì)可以自由通過(guò)透析膜。SC 是對(duì)血液透析患者進(jìn)行藥物調(diào)整的重要依據(jù)之一。

四、透析器的分類(lèi)和特性

透析器的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不同而有不同的分類(lèi)方法。根據(jù)上述通量標(biāo)準(zhǔn),透析器的分類(lèi)和常見(jiàn)代表性透析器見(jiàn)表4-1-2。

表4-1-2　透析器分類(lèi)和代表性透析器/膜舉例

注: ^?美國(guó)標(biāo)準(zhǔn):<8ml/(mmHg·h); ^??美國(guó)標(biāo)準(zhǔn):8～15ml/(mmHg·h); ^???美國(guó)標(biāo)準(zhǔn):8～50ml/(mmHg·h),歐洲標(biāo)準(zhǔn):>20ml/(mmHg·h),美國(guó)HEMO 研究使用標(biāo)準(zhǔn):>14ml/(mmHg·h);PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯;EVAL:聚乙烯-乙烯醇共聚物膜;polysulfone:聚砜膜;polyamide:聚酰胺膜;PES:聚醚砜膜;CTA:三乙酸膜

如前所述,β₂-微球蛋白也是常見(jiàn)的尿毒癥毒素,與尿素、肌酐等小分子毒素不同,β₂-微球蛋白的清除對(duì)膜的通透性要求更高。因此,β₂-微球蛋白可被用來(lái)代替Kuf 評(píng)價(jià)透析膜的清除性能。日本透析學(xué)會(huì)根據(jù)透析器對(duì)β₂-微球蛋白的清除性能,將透析器分成5類(lèi),見(jiàn)表4-1-3。

表4-1-3　日本透析學(xué)會(huì)對(duì)血液凈化透析器的分類(lèi)

注:體外清除條件為:Q _B=200ml/min,Q _D=500ml/min

五、透析器復(fù)用

在不少?lài)?guó)家和地區(qū),透析器復(fù)用十分常見(jiàn)。全美1999～2000 年的調(diào)查顯示,復(fù)用透析器比例曾達(dá)到約80%。近年來(lái),隨著一次性透析器的廣泛使用,復(fù)用比例在不斷下降。在我國(guó),目前大多數(shù)血液凈化中心(室)也采用一次性透析器,復(fù)用透析器的比例逐漸下降。復(fù)用透析器的主要優(yōu)勢(shì)是減少透析器過(guò)敏反應(yīng)和節(jié)省費(fèi)用,部分透析器復(fù)用對(duì)抗凝也具有一定優(yōu)勢(shì)。

透析器復(fù)用必須遵照國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)委托中華醫(yī)學(xué)會(huì)腎臟病學(xué)分會(huì)制定的《血液透析器復(fù)用操作規(guī)范》進(jìn)行操作。乙型和丙型病毒性肝炎、HIV 和梅毒等感染患者不得復(fù)用透析器。復(fù)用過(guò)程中對(duì)消毒劑過(guò)敏的患者不能復(fù)用。

透析器復(fù)用應(yīng)具備專(zhuān)用復(fù)用室,內(nèi)設(shè)反滲水接口、全自動(dòng)或半自動(dòng)復(fù)用機(jī)、復(fù)用透析器及濾器貯存柜。在復(fù)用過(guò)程中,應(yīng)遵守感染控制規(guī)范,操作者應(yīng)穿戴防護(hù)手套和防護(hù)衣,佩戴眼罩及口罩。如使用全自動(dòng)或者半自動(dòng)復(fù)用機(jī)操作,操作程序應(yīng)按照廠家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。在透析器或?yàn)V器首次復(fù)用前貼上透析器復(fù)用標(biāo)簽,內(nèi)容包括姓名、性別、年齡、住院號(hào)或門(mén)診號(hào)、透析器型號(hào)、復(fù)用日期、復(fù)用次數(shù)、操作人員姓名或編號(hào)等。

復(fù)用后的透析器應(yīng)進(jìn)行檢測(cè),包括外觀檢測(cè)、性能檢測(cè)和消毒劑殘余量檢測(cè)。外觀檢查要求標(biāo)簽字跡清楚,牢固貼附于透析器上;透析器外觀正常,無(wú)結(jié)構(gòu)損壞和堵塞,端口封閉良好、無(wú)泄漏;存儲(chǔ)時(shí)間在規(guī)定期限內(nèi)。性能檢測(cè)包括容量監(jiān)測(cè)和壓力監(jiān)測(cè)。容量檢測(cè)要求透析器容量至少應(yīng)是原有初始容量的80%。壓力檢測(cè)要求維持透析器血室250mmHg 正壓30秒,壓力下降應(yīng)<0.83mmHg/s;對(duì)高通量膜,壓力下降應(yīng)<1.25mmHg/s。消毒劑殘余量檢測(cè)可根據(jù)消毒劑產(chǎn)品的要求,采用相應(yīng)的方法檢測(cè)透析器消毒劑殘余量,確保符合標(biāo)準(zhǔn)。殘余消毒劑濃度要求如下:甲醛<5mg/L,過(guò)氧乙酸<1mg/L,雷諾林(renalin)<3mg/L,戊二醛<1～3mg/L。

除上述檢測(cè)外,復(fù)用透析器在使用中需嚴(yán)格監(jiān)測(cè)不良反應(yīng)。如出現(xiàn)不明原因的發(fā)熱和/或寒戰(zhàn),以及血管通路側(cè)上肢疼痛等,應(yīng)注意是否與復(fù)用相關(guān),需檢測(cè)復(fù)用沖洗的反滲水內(nèi)毒素含量及復(fù)用透析器消毒劑殘余量。

透析器復(fù)用次數(shù)應(yīng)依據(jù)透析器或?yàn)V器測(cè)定容積、膜的完整性實(shí)驗(yàn)和外觀檢查來(lái)確定,三項(xiàng)中任何一項(xiàng)不符合要求即應(yīng)廢棄。即使復(fù)用后各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求,但透析器復(fù)用次數(shù)仍建議不超過(guò)5 次。

(沈波　鄒建洲　丁小強(qiáng))

參考文獻(xiàn)

1.丁小強(qiáng).血液凈化療法//王吉耀.內(nèi)科學(xué).第2 版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2010:704-717.

2.滕杰,丁小強(qiáng).急性腎損傷//陳灝珠,林果為,王吉耀.實(shí)用內(nèi)科學(xué).第14 版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2013:2083-2092.

3.Haas G.Versuche der Blutauswaschung am Lebenden mit hilfe der Dialyse.Klin Wochenschrift,1925,4(1):13-14.

4.Alwall N.On the artificial kidney I:apparatus for dialysis of blood in vivo.Acta Med Scand,1947,128:371-325.

5.Kiil F.Development of a parallel flow artificial kidney in plastics.Acta Chir Scand Suppl,1960,Suppl 253:140-142.

6.Steward RD,Baretta ED,Cerny JC,et al.An artificial kidney made from capillary fibres.Invest Urol,1966,5:614-624.

7.Henderson LW,Besarab A,Michaels A,et al.Blood Purification by ultrafiltration and fluid replacement(diafiltration).Trans Amer Soc Artif Int Organs,1967,13:216-226.

8.Babb AL,Farrell PC,Uvelli DA,et al.Haemodialyzer evaluation ny examination of solute molecular spectra.Trans Am Soc Artif Organs,1972,18:98-105.

9.Kaplow LS,Goffinet JA.Profound neutropenia during the early phase of hemodialysis.JAMA,1968,203:133-135.

10.Craddock PR,Fehr J,Brigham KL,et al.Complement and leucocyte-mediated pulmonary dysfunction in hemodialysis.New England Journal of Medicine,1977,296:769-774.

11.Matsuda T.Biological responses at non-physiological interfaces and molecular design of biocompatible surface.Nephrol Dial Transplant,1989,4:60-66.

12.Jahn B,Betz M,Deppisch R,et al.Stimulation of beta2-microglobulin synthesis in lymphocytes after exposure to Cuprophan dialyzer membrane.Kidney Int,1991,40:285-290.

13.Weber C,Linsberger I,Rafieetehrani M,et al.Permeability and adsorption capacity of dialysis membranes to lipid A.Int J Artif Organs,1997,20:144-152.

14.Dolovich J,Bell B.Allergy to a products of ethylene oxide gas:Demonstration of IgE and IgG antibodies and hapten specificity.J Allergy Clin Immunol,1978,62:30-32.

15.Takesawa S,Satoh S,Hidai H,et al.Degradation by gamma irradiation of regenerated cellulose membranes for clinical dialysis.Trans Am Soc Artif Intern Organs,1987,33:584-587.

16.王質(zhì)剛.血液凈化學(xué).北京:北京科學(xué)技術(shù)出版社,2003.

17.Streicher E,Schneider H.Polysulphone membrane mimcking human glomerular basement membrane.Lancet,1983,11:1136-1136.

18.Weber V,Linsberger I,Rossmanith E,et al.Pyrogen transfer across high and how flux hemodialysis membrane.Artif Organs,2004,2:156.

19.Sawada K,Malchesky PS,Guidubaldi JM,et al.In vitro evaluation of a relationship between human serum-or plasma-material interaction and polymer bulk hydroxyl and surface oxygen content.ASAIO J,1993,39:910-917.