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血液透析原理

血液透析

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血液透析（hemodialysis，HD）是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一。它通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液（透析液）在一根根空心纤维内外，通过弥散/对流进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分，并将经过净化的血液回输的整个过程称为血液透析。

中文名：血液透析

外文名：hemodialysis

治疗：急慢性肾功能衰竭

仪器：由无数根空心纤维组成的透析器

性质：治疗方式

原理

溶质转运

1. 弥散：是HD时清除溶质的主要机制。溶质依靠浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧转运，此现象称为弥散。溶质的弥散转运能源来自溶质的分子或微粒自身的不规则运动（布朗运动）。

2. 对流：溶质伴随溶剂一起通过半透膜的移动，称为对流。溶质和溶剂一起移动，是摩擦力作用的结果。不受溶质分子量和其浓度梯度差的影响，跨膜的动力是膜两侧的静水压差，即所谓溶质牵引作用。

3. 吸附：是通过正负电荷的相互作用或范德华力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β2-微球蛋白、补体、炎性介质、内毒素等）。所有透析膜表面均带负电荷，膜表面负电荷量决定了吸附带有异种电荷蛋白的量。在血透过程中，血液中某些异常升高的蛋白质、毒物和药物等选择性地吸附于透析膜表面，使这些致病物质被清除，从而达到治疗的目的。

水的转运

1. 超滤定义：液体在静水压力梯度或渗透压梯度作用下通过半透膜的运动称为超滤。透析时，超滤是指水分从血液侧向透析液侧移动；反之，如果水分从透析液侧向血液侧移动，则称为反超滤。

2. 影响超滤的因素

（1） 净水压力梯度：主要来自透析液侧的负压，也可来自血液侧的正压。

（2） 渗透压梯度：水分通过半透膜从低浓度侧向高浓度侧移动，称为渗透。其动力是渗透压梯度。当两种溶液被半透膜隔开，且溶液中溶质的颗粒数量不等时，水分向溶质颗粒多的一侧流动，在水分流动的同时也牵引可以透过半透膜的溶质移动。水分移动后，将使膜两侧的溶质浓度相等，渗透超滤也停止。血透时，透析液与血浆基本等渗，因而超滤并不依赖渗透压梯度，而主要由静水压力梯度决定。

（3） 跨膜压力：是指血液侧正压和透析液侧负压的绝对值之和。血液侧正压一般用静脉回路侧除泡器内的静脉压来表示。

（4） 超滤系数：是指在单位跨膜压下，水通过透析膜的流量，反映了透析器的水通过能力。不同超滤系数值透析器，在相同跨膜压下水的清除量不同。

血液透析设备

血液透析的设备包括血液透析机、水处理及透析器、共同组成血液透析系统血液透析系统组成。

1、 血液透析机：是血液净化治疗中应用最广泛的一种治疗仪器，是一个较为复杂的机电一体化设备，由透析液供给监控装置及体外循环监控装置组成。它包括血泵，是驱动血液体外循环的动力；透析液配置系统；联机配置合适电解质浓度的透析液；容量控制系统，保证进出透析器的液体量达到预定的平衡目标；及各种安全监测系统，包括压力监控、空气监控及漏血监控等。

2、 水处理系统：由于一次透析中患者血液要隔着透析膜接触大量透析液(120L),而城市自来水含各种微量元素特别是重金属元素，同时还含一些消毒剂、内毒素及细菌，与血液接触将导致这些物质进入体内。因此自来水需依次经过滤、除铁、软化、活性炭、反渗透处理，只有反渗水方可作为浓缩透析液的稀释用水。而对自来水进行一系列处理的装置即为水处理系统。

3、 透析器：也称“人工肾”，由一根根化学材料制成的空心纤维组成，而每根空心纤维上分布着无数小孔。透析时血液经空心纤维内而透析液经空心纤维外反向流过，血液/透析液中的一些小分子的溶质及水分即通过空心纤维上的小孔进行交换，交换的最终结果是血液中的尿毒症毒素及一些电解质、多余的水分进入透析液中被清除，透析液中一些碳酸氢根及电解质进入血液中。从而达到清除毒素、水分、维持酸碱平衡及内环境稳定的目的。整个空心纤维的总面积即交换面积决定了小分子物质的通过能力，而膜孔径的大小决定了中大分子的通过能力。

4、 透析液：透析液由含电解质及碱基的透析浓缩液与反渗水按比例稀释后得到，最终形成与血液电解质浓度接近的溶液，以维持正常电解质水平，同时通过较高的碱基浓度提供碱基给机体，以纠正患者存在的酸中毒。常用的透析液碱基主要为碳酸氢盐，还含少量醋酸。

血管通路

工作原理建立和维护良好的血液净化的血管通路，是保证血液净化顺利进行和充分透析的首要条件。血管通路也是长期维持性血液透析患者的“生命线”。根据患者病情的需要和血液净化方式，血管通路分为紧急透析（临时性）的血管通路和维持性（永久性）血管通路。前者主要采用中心静脉留置导管或直接穿刺动脉及静脉，后者为动静脉内瘘或长期中心静脉留置导管。理想的血管通路在血透时应有足够的血流量，穿刺方便，持久耐用，各种并发症少。血管通路设计时应根据患者肾功能衰竭的原发病因，可逆程度、年龄、患者单位及医院条件来选择临时性血管通路还是永久性血管通路等。单纯急性肾功能衰竭或慢性肾功能衰竭基础上急剧恶化，动静脉内瘘未成熟时，都应选择临时性血管通路，可以采用经皮股静脉、锁骨下静脉或颈内静脉留置导管建立血管通路。慢性肾功能衰竭应选择永久性血管通路，可以采用动静脉内瘘或血管移植。当血管条件很差时也可用长期中心静脉留置导管。应当注意在慢性肾功能衰竭患者进入透析前，临床医师用妥善保护两上肢前臂的血管，避免反复穿刺是确保血管通路长期无并发症发生的最重要的步骤。