血液透析用水處理和透析液2

水處理系統(tǒng)及透析用水

常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院附屬一醫(yī)院醫(yī)院腎內(nèi)科吳瑕

血透基本原理血液

透析液半透膜透析器示意圖基本理論-擴(kuò)散121-紅細(xì)胞2-細(xì)菌鈉鉀氯碳酸氫根尿素肌酐尿酸

2-微球蛋白(分子量>5000)血液透析液透析膜血液透析用水處理的意義血液透析治療中水與血液的接觸只通過(guò)一種半透膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。半透膜對(duì)通過(guò)它的物質(zhì)沒(méi)有選擇性。因此，作為透析用水純度要求非常高，如內(nèi)含有害物質(zhì)即使是較低濃度的有害元素，可導(dǎo)致急性或慢性并發(fā)癥。水處理就是根據(jù)去除水中有害物質(zhì)成分而建立的一個(gè)相互聯(lián)系、保護(hù)系統(tǒng)。

水處理目的：

20世紀(jì)60年代：主要目的是防止產(chǎn)生“硬水綜合征”（去除膠體、鈣、鎂、活性氯等）。70年代：去除水中活性氯、氯胺及硫酸鋁（自來(lái)水中漂白粉殺菌，硫酸鋁降低渾濁）。加入活性炭過(guò)濾器、反滲裝置、離子交換裝置，防止“溶血、透析癡呆”。80年代后，利用碳酸鹽透析、高通量透析膜和容量控制超濾，透析用水微生物引起高度重視。90年代以來(lái)，防止內(nèi)毒素引起急、慢性并發(fā)癥擺在首位。采用雙級(jí)反滲、循環(huán)流動(dòng)、管路無(wú)死腔及商品化透析液，要求超純水、超凈透析液,甚至達(dá)到注射用水標(biāo)準(zhǔn)〈透析用水＝藥品〉。水中污染物的種類(lèi)和對(duì)機(jī)體的影響污染物：微生物化學(xué)物質(zhì)不溶性顆粒（一）微生物：細(xì)菌及其釋放和降解產(chǎn)物，真菌病毒等少見(jiàn)。細(xì)菌:主要是細(xì)菌及其釋放和降解產(chǎn)物〈內(nèi)毒素〉。水中常見(jiàn)細(xì)菌為革蘭氏陰性菌，如結(jié)核性分枝菌，并易附著物質(zhì)表面形成生物膜〈尤其在反滲水箱、原液桶、管道死腔〉，生物膜一旦形成很難清除，并保護(hù)細(xì)菌對(duì)抗消毒劑殺滅作用。破膜細(xì)菌進(jìn)入血液，不破膜細(xì)菌產(chǎn)物細(xì)胞壁成分經(jīng)透析器膜孔進(jìn)入血液，導(dǎo)致致熱反應(yīng)。加熱、化學(xué)方法可殺菌、反滲、細(xì)菌過(guò)濾器也可濾掉細(xì)菌。內(nèi)毒素：

脂多糖（細(xì)菌細(xì)胞壁的成分），內(nèi)毒素及其碎片通過(guò)彌散作用、通過(guò)透析器膜可進(jìn)入血中（尤以使用高通量透析器或反超濾時(shí)）引起熱原反應(yīng)。長(zhǎng)期低濃度接觸內(nèi)毒素導(dǎo)致免疫功能下降，淀粉樣變、促紅素抵抗、MIA綜合征等慢性并發(fā)癥。反滲膜、超濾膜、內(nèi)毒素過(guò)濾器是去除內(nèi)毒素的主要措施。同時(shí)保持水中細(xì)菌低濃度狀態(tài)，可避免內(nèi)毒素積累。目前提倡無(wú)死腔概念。病毒：破膜進(jìn)入血液?？捎没瘜W(xué)劑殺死。原水軟化水活性炭微量過(guò)濾0.45um儲(chǔ)存水RO超微過(guò)濾0.1um儲(chǔ)存水再循環(huán)連接管透析液超濾內(nèi)毒素/pg/ml

（二）化學(xué)物質(zhì)：

殘余氯

離子：鈉、鉀、鈣、鎂

可溶性無(wú)機(jī)鹽

微量元素

硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、氟化物殘余氯：指化合氯（氯胺化合物）與游離氯之和。CI2＋H2OHOCI＋HCINH3NH2CIHOCI＋NH2CINHCI2＋H2ONHCI2NCI3

（活性氯和氨反應(yīng)生成活性氯胺，以彌散方式通過(guò)透析膜→與氧發(fā)生反應(yīng)破壞細(xì)胞壁→溶血）透析用水氯胺＜0.1mg/L，游離氯＜0.5mg/L，測(cè)氯胺較復(fù)雜，可測(cè)游離氯來(lái)間接監(jiān)測(cè)活性氯胺水平。透析用水中的污染物質(zhì)和臨床癥狀（一）污染物急性中毒反應(yīng)慢性中毒反應(yīng)鋁：神經(jīng)方面癥狀透析癡呆、骨軟化、骨發(fā)育不全心肌功能失常、貧血芳香烴：致癌砷：皮膚色素沉著、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)損害鎘：貧血鈣：硬水綜合征：惡心、血壓高、虛弱、進(jìn)行性嗜睡、出汗頭痛、發(fā)熱感、神經(jīng)錯(cuò)亂、癲癇、記憶喪失、定位障礙氯胺：溶血、正鐵血紅蛋白血癥嘔吐、血壓下降、死亡活性氯：氧化應(yīng)激、形成氯胺致癌、同氯胺透析用水中的污染物質(zhì)和臨床癥狀（二）

污染物急性中毒反應(yīng)慢性中毒反應(yīng)

銅：溶血、發(fā)熱胃腸不適、頑固性血壓下降、肝臟損害氟化物：頭痛、惡心、心律不齊、骨軟化、骨質(zhì)疏松手足抽搐、出血點(diǎn)、換氣困難心臟興奮、高血鉀、高血鈣、酸中毒甲醛溶液

：溶血過(guò)氧化氫

：溶血次氯酸鹽

：溶血鉛：急腹痛、頑固性便秘、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、貧血嘔吐、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂鎂：硬水綜合征、心律紊亂皮膚燒感透析用水中的污染物質(zhì)和臨床癥狀（三）

污染物急性中毒反應(yīng)慢性中毒反應(yīng)硝酸鹽：溶血、正鐵血紅蛋白血癥亞硝酸鹽致癌過(guò)氧乙酸同過(guò)氧化氫鉀：高血鉀：緩慢性心律失常；低血鉀：快速性心律失常硅骨和乳腺疾病、貧血鈉高鈉：口渴、高血壓、細(xì)胞內(nèi)高血壓脫水（惡心嘔吐、定向力消失、昏迷）低鈉：血壓下降、細(xì)胞水腫（腦水腫、溶血）硫酸鹽惡心、嘔吐鋅溶血貧血、精神抑郁、智力障礙、畏食、性功能減退（三）不溶性顆粒和纖維（像沙子和泥土等）經(jīng)濾過(guò)裝置去除，保護(hù)相應(yīng)設(shè)備和反滲膜。水處理的方法水處理系統(tǒng)分為三個(gè)部分：前處理系統(tǒng)水純化系統(tǒng)水貯存和輸送系統(tǒng)（一）前處理過(guò)濾器：去除水中顆粒

活性炭過(guò)濾器：去除水中活性氯、氯胺

軟水器：去除水中鈣、鎂保護(hù)下游反滲膜過(guò)濾器（一）沉淀過(guò)濾器前過(guò)濾器：去除5-500μm顆粒（泥、沙等） 微量過(guò)濾器：可去除1-5μm微粒（安裝在前處理和反滲透裝置之間）超微過(guò)濾器：0.1-0.45μm的膜清除更小的顆粒、細(xì)菌）（安裝在反滲水箱前/后）過(guò)濾器（二）超濾器：

合成膜過(guò)濾器是去除內(nèi)毒素、有機(jī)物和不帶電污染物質(zhì)最有效的方法。（安裝在透析器前，去除透析液中細(xì)菌、內(nèi)毒素）?；钚蕴窟^(guò)濾器（一）（1）綜合性能取決于：過(guò)濾器結(jié)構(gòu)（炭的容量，顆粒大小、特性、活化程度）進(jìn)水量的大小水中活性氯、氯胺含量與活性炭接觸的時(shí)間活性炭過(guò)濾器（二）⑵活性炭不能再生，反沖只能沖掉吸附細(xì)菌。⑶活性炭可釋放出微粒子。其下游要安裝微過(guò)濾器。⑷測(cè)定活性氯應(yīng)在水處理系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下及水流量大時(shí)進(jìn)行。⑸大型透析單位可考慮雙級(jí)活性炭過(guò)濾器軟水器⑴其效果由進(jìn)水總硬度，進(jìn)水量、樹(shù)脂的質(zhì)量和再生頻率來(lái)衡量。⑵再生應(yīng)在沒(méi)有透析時(shí)進(jìn)行，應(yīng)有旁路排出廢液，可手動(dòng)或設(shè)頂自動(dòng)再生程序。⑶因樹(shù)脂使水流緩慢，易細(xì)菌繁殖，需常進(jìn)行反滲再生或定期用高濃度次氯酸鈉/過(guò)氧乙酸沖洗有助于降低細(xì)菌水平（不影響樹(shù)脂性能）。（二）水純化系統(tǒng)：包括1-2個(gè)反滲裝置和離子交換裝置使水完全純化。反滲透進(jìn)行水的純化是基于分子篩和離子排斥原理。反滲膜反滲膜是一種半透膜可阻擋分子量大于300道爾頓的溶解性無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、細(xì)菌、內(nèi)毒素、病毒和顆粒，排斥90%-95%的雙價(jià)離子和95%-99%的單價(jià)離子。目前使用的反滲膜為螺旋反滲膜，被包裹在堅(jiān)硬的聚丙烯外桶內(nèi)反滲膜的材料：醋酸纖維膜、合成膜、薄復(fù)合膜

反滲膜反滲膜性能由多種因素決定水PH值：PH值升高降低膜排斥率，反之相反。水溫度:25-28℃較合適，溫度高出水量大，易損害膜，超過(guò)38℃可立刻破膜，水溫度低出水量減少。細(xì)菌：所有反滲膜都可以被細(xì)菌污染?；钚月龋河行┓礉B透膜能抵抗1mg/L活性氯，但對(duì)另一些膜此濃度是危險(xiǎn)的。純水/排斥水的比率：0.85-0.95反滲膜性能好，＜0.8需更換。其他：總固體溶質(zhì)（水的總?cè)苜|(zhì)濃度），不容性顆粒，碳酸鈣，水壓。（三）離子交換裝置：

通過(guò)陰陽(yáng)離子交換、去除水中溶解的無(wú)機(jī)物。即水經(jīng)過(guò)陰陽(yáng)離子樹(shù)脂時(shí)，水中溶解的離子與樹(shù)脂上離子進(jìn)行交換，陽(yáng)離子樹(shù)脂帶硫酸基，其氫離子與水中陽(yáng)離子交換。樹(shù)脂帶有氨基、其氫氧與水中陰離子（氯）交換，置換下來(lái)的H+與OH-結(jié)合生成水。（四）輸送管道系統(tǒng)（貯水箱、紫外燈）1、要求無(wú)死腔、密閉循環(huán)系統(tǒng)，管道內(nèi)徑細(xì)一些，保證高流速。2、無(wú)接頭、裂紋，內(nèi)壁光滑（沒(méi)有焊接裂紋）的不銹鋼管是理想材料。3、高級(jí)PVC是常用的材料可用甲醛消毒。4、水箱內(nèi)的水應(yīng)與管道內(nèi)的水一起循環(huán)流動(dòng)水處理各組成部分對(duì)物質(zhì)清除情況(一)物質(zhì)過(guò)濾器活性炭軟水器離子交換器RO裝置鋁××砷××鋇××鎘××鈣×××氯胺×(×)活性氯×(×)鉻××銅××氯化物××鉛××鎂×××水處理各組成部分對(duì)物質(zhì)清除情況(二)物質(zhì)過(guò)濾器活性炭軟水器離子交換器RO裝置汞××硝酸鹽××鉀××硒××銀××鈉××硫酸鹽××鋅××病毒××有機(jī)物××內(nèi)毒素×細(xì)菌×微?！痢俩ォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォォプⅲ骸劣行Ч?，（×）效果不明顯透析用水的不同要求和設(shè)備組成反滲裝置復(fù)合膜 醋酸膜纖維膜透析單元排斥水原水50μm填塞過(guò)濾器(棉芯)砂罐活性炭過(guò)濾器(除鐵過(guò)濾器)軟水器5μm過(guò)濾器循環(huán)管道1.純化水可通過(guò)簡(jiǎn)單的水處理系統(tǒng)獲得反滲裝置復(fù)合膜/醋酸膜纖維膜原水50μm填塞過(guò)濾器(棉芯)砂罐活性炭過(guò)濾器(除鐵過(guò)濾器)軟水器5μm過(guò)濾器2.超純水：對(duì)化學(xué)物質(zhì)和微粒嚴(yán)格限制，要達(dá)到

靜脈注射用水的標(biāo)準(zhǔn)(1)

透析單元循環(huán)管道0.1μm復(fù)合膜過(guò)濾器反滲水箱0.1μm微濾器超濾器反滲裝置復(fù)合膜或合成膜排斥水原水50μm填塞過(guò)濾器(棉芯)砂罐活性炭過(guò)濾器(除鐵過(guò)濾器)軟水器5μm過(guò)濾器去離子裝置透析單元循環(huán)管道過(guò)濾器反滲水箱0.1μm微濾器超濾器2.超純水：對(duì)化學(xué)物質(zhì)和微粒嚴(yán)格限制，要達(dá)到

靜脈注射用水的標(biāo)準(zhǔn)(2)現(xiàn)代透析水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1、控制水的電阻率在0.1—0.3兆歐/cm（或電導(dǎo)度在10微西門(mén)子/cm以下）。2、細(xì)菌在100CFU/ml以下。3、內(nèi)毒素在0.25EU/ml以下。表1透析用水的化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(一)

物質(zhì)最大濃度/mg/L美國(guó)AAMI標(biāo)準(zhǔn)歐洲藥典包含在透析液中的離子鈣2（0.05mmol/L）2鎂4(0.15mmol/L)2鉀8(0.2mmol/L)2鈉70(3.0mmol/L)50飲用水中應(yīng)控制的有害元素砷0.005鋇0.01鎘0.001鉻0.014鉛0.005汞0.00020.01碘0.09銀0.005透析用水的化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(二)

最大濃度/mg/L

物質(zhì)

美國(guó)AAMI標(biāo)準(zhǔn)歐洲藥典在透析中有特殊毒性的元素

鋁0.010.01氨0.2氯胺0.1游離氯0.50.1氯化物50銅0.1氟化物0.20.2硝酸鹽2.02.0硫酸鹽10050

透析用水和透析液微生物標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)透析用水透析液

細(xì)菌計(jì)數(shù)/CFU/ml內(nèi)毒素/IU/ml細(xì)菌計(jì)數(shù)/CFU/ml內(nèi)毒素/IU/ml歐洲藥典(1997)≤100≤0.25n.s.n.s.德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(1993)＜200n.s.＜2000n.s..日本標(biāo)準(zhǔn)(1995)n.s.n.s.＜100＜0.25瑞典標(biāo)準(zhǔn)(1997)＜100＜0.25＜100＜0.25美國(guó)AAMI標(biāo)準(zhǔn)(1996)≤200n.s.≤2000n.s.注:n.s.沒(méi)有特殊要求

使用超純水理由1）血液透析是一種長(zhǎng)期腎臟替代治療，遠(yuǎn)期并發(fā)癥（透析綜合征）隨患者生存期延長(zhǎng)而增加。2）生物不相容性為一個(gè)潛在性的危險(xiǎn)因素，水污染促進(jìn)炎性介質(zhì)釋放導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。3）現(xiàn)代透析技術(shù)對(duì)透析液要求非常高，也增加了使用污染透析液的危險(xiǎn)性。如：碳酸氫鹽易繁殖細(xì)菌，高通量透析器增加了反超濾、反滲透的機(jī)會(huì)。而HDF是透析機(jī)在線(xiàn)生產(chǎn)置換液。水處理系統(tǒng)日常維護(hù)電導(dǎo)度是判斷水質(zhì)的重要參數(shù)1、注意鹽桶中鹽的濃度和質(zhì)量，保證再生質(zhì)量2、砂罐：下層大石、中層小石、上層用沙3、活性炭每1至2天沖洗一次，根據(jù)水質(zhì)半年至2年更換一次4、樹(shù)脂每3天再生一次5、每日沖洗砂罐和反滲膜一次，保證出水量6、棉過(guò)濾芯變色需更換7、定期檢查（生化分析儀或化學(xué)試劑檢測(cè)）水鈣鎂含量，反映水質(zhì)軟化程度和樹(shù)脂軟化能力水處理系統(tǒng)日常維護(hù)清除水中微生物及產(chǎn)物1、細(xì)菌在過(guò)濾器、樹(shù)脂和活性炭?jī)?nèi)容易生長(zhǎng)繁殖，應(yīng)盡可能降低污染程度—消毒（消毒劑根據(jù)材料特性和制造商要求選擇），單純消毒不能清除定居的細(xì)菌，必須定期更換部件結(jié)合定期消毒，確保水質(zhì)安全2、細(xì)菌生物膜的預(yù)防和清除—細(xì)菌在管道、水箱內(nèi)表面附著、堆積，其多糖包被附著表面，產(chǎn)生外多糖，促進(jìn)細(xì)菌繁殖，在附著物體表面形成生物膜—細(xì)菌不易殺滅、器件腐蝕。少數(shù)清潔劑促使外多糖保護(hù)罩水解，定期使用可去除生物膜，重在預(yù)防。透析液成分及

臨床意義血液透析的治療目的是通過(guò)彌散、對(duì)流清除體內(nèi)代謝廢物。同時(shí)糾正水電解質(zhì)紊亂，酸堿失衡。所以透析液的成分極為重要，透析液應(yīng)被看作為一種真正的“藥物”。根據(jù)不同的透析機(jī)型和臨床需要，透析中心可用一種透析液的配方作為標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)應(yīng)根據(jù)患者的不同需要，使用幾種透析液配方進(jìn)行個(gè)體化透析。碳酸氫鈉透析液各種成分的濃度范圍鈉[Na+]/mmol/l137～144鉀[K+]/mmol/l0～3鈣[Ca2+]/mmol/l1.25～2.0鎂[Mg2+]/mmol/l0.25～0.75氯[Cl-]/mmol/l98～112醋酸根[CH3COO-]/mmol/l2.5～10碳酸氫鹽[HCO3-]/mmol/l27～35葡萄糖[C6H12O6]/mmol/l0～5.5PH7.1～7.3滲透壓/mOsm/(H2O·kg)285～295鈉

細(xì)胞外主要陽(yáng)離子，維持晶體滲透壓主要成分，Na+易通過(guò)透析膜，對(duì)心血管穩(wěn)定起重要作用。低鈉透析（Na+130mmol/l）

七十年代為糾正高血壓而被應(yīng)用，但結(jié)果導(dǎo)致：（1）負(fù)鈉平衡→刺激腎素分泌↑→血壓反而升高；（2）血漿滲透壓↓→體液從細(xì)胞外轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)→有效血容量↓，細(xì)胞內(nèi)容量↑（細(xì)胞外液脫水，細(xì)胞內(nèi)液水過(guò)多）→失衡綜合征、低血壓等嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生高鈉透析（Na+145mmol/l）為達(dá)到干體重超濾過(guò)多水預(yù)防透析中低血壓而被應(yīng)用，結(jié)果導(dǎo)致患者口渴、透析間期體重增加過(guò)多（水鈉潴留），頑固性高血壓，心衰發(fā)生。同時(shí)又增加了下次透析中為達(dá)到干體重需再增加超濾脫水量而發(fā)生不良反應(yīng)事件的危險(xiǎn)性可調(diào)鈉透析

通過(guò)使用更符合生理情況的透析液鈉濃度，維持穩(wěn)定滲透壓，防止細(xì)胞內(nèi)外脫水不均勻，既不會(huì)因超濾脫水達(dá)到干體重增加鈉負(fù)荷又可防止失衡綜合征、低血壓等不良反應(yīng)事件的發(fā)生?？烧{(diào)鈉透析是利用透析機(jī)可調(diào)鈉技術(shù)配置，高鈉高超濾低鈉低超濾，從治療開(kāi)始到結(jié)束透析，透析液鈉濃度從高到底，或從低到高再到低的動(dòng)態(tài)變化，最終使血鈉水平正常。目前可調(diào)鈉有三種方法1）下降型最常用，透析液鈉濃度為下降曲線(xiàn)，呈線(xiàn)性、階梯樣、脈沖樣下降三種形式，對(duì)維持血容量及預(yù)防透析失衡癥狀效果較理想。2）上升型即透析液鈉濃度為上升曲線(xiàn)，維持血容量有一定作用，但透后血鈉偏高，已少用。3）間斷型，用較低鈉濃度（130—135mmol/l的透析液。在透析中每隔0.5-1小時(shí)用高鈉濃度（145—150mmol/l）透析液。造成細(xì)胞內(nèi)外洗滌作用的效果，利于清除細(xì)胞內(nèi)的毒素血液透析濾過(guò)（HDF）HDF應(yīng)用高通透膜使溶質(zhì)彌散（透析）和對(duì)流（超濾）同時(shí)進(jìn)行，增加了對(duì)中分子物質(zhì)的清除。彌散原理是通過(guò)溶質(zhì)化學(xué)濃度梯度進(jìn)行，對(duì)流則是通過(guò)壓力梯度來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)。HDF通過(guò)聯(lián)合使用透析液和置換液以達(dá)到電解質(zhì)酸堿平衡。其中鈉通過(guò)彌散排出、對(duì)流清除和置換液中鈉的輸入后，通過(guò)極為復(fù)雜的機(jī)理，最終鈉才達(dá)到平衡。（置換液中鈉含量對(duì)鈉平衡、血漿鈉水平影響較大）。鉀

鉀在透析中以彌散方式清除，正常血鉀3.5—5.5mmol/l,若超濾2L水排鉀僅為10mmol/l，故可忽略超濾排鉀的作用。高鉀在腎衰中最常見(jiàn)，可產(chǎn)生嚴(yán)重的并發(fā)癥。透析液鉀濃度1.5—2.0mmol/l，明顯低于血漿鉀水平，足以在治療中產(chǎn)生彌散梯度迅速糾正高血鉀。為達(dá)到準(zhǔn)確的鉀平衡，應(yīng)結(jié)合考慮患者代謝狀態(tài)、并發(fā)癥、飲食攝入、透析方式、治療持續(xù)時(shí)間、頻率，準(zhǔn)確評(píng)估透析液鉀濃度水平。

如急性腎衰每日透析時(shí)，有的患者對(duì)鉀攝入很差，加之胃腸引流造成低鉀血癥，建議鉀含量為4mmol/L的透析液，以防止危險(xiǎn)低鉀血癥代謝酸中毒細(xì)胞內(nèi)鉀轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)低鉀，透析后酸中毒糾正程度是鉀平衡重要因素，細(xì)胞內(nèi)/外液鉀濃度比例可改變透析中心血管的耐受性誘發(fā)心律失常。透析液鉀含量不夠時(shí)，血清鉀下降過(guò)快，干擾了H+從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)出和細(xì)胞攝取HCO3-,透析膜兩側(cè)HCO3-梯度迅速下降，導(dǎo)致代謝性酸中毒糾正不充分，表現(xiàn)為細(xì)胞外堿中毒和細(xì)胞內(nèi)持續(xù)酸中毒。鈣透析液鈣濃度對(duì)維持體內(nèi)