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-擴散121-紅細胞2-細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一種半透膜來實現(xiàn)。半透膜對通過它的物質(zhì)沒有選擇性。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)成分而建立的一個相互聯(lián)系、保護系統(tǒng)。

水處理目的：

20世紀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（自來水中漂白粉殺菌，硫酸鋁降低渾濁）。加入活性炭過濾器、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，防止內(nèi)毒素引起急、慢性并發(fā)癥擺在首位。采用雙級反滲、循環(huán)流動、管路無死腔及商品化透析液，要求超純水、超凈透析液,甚至達到注射用水標準〈透析用水＝藥品〉。水中污染物的種類和對機體的影響污染物：微生物化學物質(zhì)不溶性顆粒（一）微生物：細菌及其釋放和降解產(chǎn)物，真菌病毒等少見。細菌:主要是細菌及其釋放和降解產(chǎn)物〈內(nèi)毒素〉。水中常見細菌為革蘭氏陰性菌，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，并保護細菌對抗消毒劑殺滅作用。破膜細菌進入血液，不破膜細菌產(chǎn)物細胞壁成分經(jīng)透析器膜孔進入血液，導致致熱反應。加熱、化學方法可殺菌、反滲、細菌過濾器也可濾掉細菌。內(nèi)毒素：

脂多糖（細菌細胞壁的成分），內(nèi)毒素及其碎片通過彌散作用、通過透析器膜可進入血中（尤以使用高通量透析器或反超濾時）引起熱原反應。長期低濃度接觸內(nèi)毒素導致免疫功能下降，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)毒素過濾器是去除內(nèi)毒素的主要措施。同時保持水中細菌低濃度狀態(tài)，可避免內(nèi)毒素積累。目前提倡無死腔概念。病毒：破膜進入血液?？捎没瘜W劑殺死。原水軟化水活性炭微量過濾0.45um儲存水RO超微過濾0.1um儲存水再循環(huán)連接管透析液超濾內(nèi)毒素/pg/ml

（二）化學物質(zhì)：

殘余氯

離子：鈉、鉀、鈣、鎂

可溶性無機鹽

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

（活性氯和氨反應生成活性氯胺，以彌散方式通過透析膜→與氧發(fā)生反應破壞細胞壁→溶血）透析用水氯胺＜0.1mg/L，游離氯＜0.5mg/L，測氯胺較復雜，可測游離氯來間接監(jiān)測活性氯胺水平。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慢性中毒反應鋁：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、進行性嗜睡、出汗頭痛、發(fā)熱感、神經(jīng)錯亂、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慢性中毒反應

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、換氣困難心臟興奮、高血鉀、高血鈣、酸中毒甲醛溶液

：溶血過氧化氫

：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慢性中毒反應硝酸鹽：溶血、正鐵血紅蛋白血癥亞硝酸鹽致癌過氧乙酸同過氧化氫鉀：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)濾過裝置去除，保護相應設(shè)備和反滲膜。水處理的方法水處理系統(tǒng)分為三個部分：前處理系統(tǒng)水純化系統(tǒng)水貯存和輸送系統(tǒng)（一）前處理過濾器：去除水中顆粒

活性炭過濾器：去除水中活性氯、氯胺

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

合成膜過濾器是去除內(nèi)毒素、有機物和不帶電污染物質(zhì)最有效的方法。（安裝在透析器前，去除透析液中細菌、內(nèi)毒素）。活性炭過濾器（一）（1）綜合性能取決于：過濾器結(jié)構(gòu)（炭的容量，顆粒大小、特性、活化程度）進水量的大小水中活性氯、氯胺含量與活性炭接觸的時間活性炭過濾器（二）⑵活性炭不能再生，反沖只能沖掉吸附細菌。⑶活性炭可釋放出微粒子。其下游要安裝微過濾器。⑷測定活性氯應在水處理系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下及水流量大時進行。⑸大型透析單位可考慮雙級活性炭過濾器軟水器⑴其效果由進水總硬度，進水量、樹脂的質(zhì)量和再生頻率來衡量。⑵再生應在沒有透析時進行，應有旁路排出廢液，可手動或設(shè)頂自動再生程序。⑶因樹脂使水流緩慢，易細菌繁殖，需常進行反滲再生或定期用高濃度次氯酸鈉/過氧乙酸沖洗有助于降低細菌水平（不影響樹脂性能）。（二）水純化系統(tǒng)：包括1-2個反滲裝置和離子交換裝置使水完全純化。反滲透進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道爾頓的溶解性無機物、有機物、細菌、內(nèi)毒素、病毒和顆粒，排斥90%-95%的雙價離子和95%-99%的單價離子。目前使用的反滲膜為螺旋反滲膜，被包裹在堅硬的聚丙烯外桶內(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38℃可立刻破膜，水溫度低出水量減少。細菌：所有反滲膜都可以被細菌污染。活性氯：有些反滲透膜能抵抗1mg/L活性氯，但對另一些膜此濃度是危險的。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：

通過陰陽離子交換、去除水中溶解的無機物。即水經(jīng)過陰陽離子樹脂時，水中溶解的離子與樹脂上離子進行交換，陽離子樹脂帶硫酸基，其氫離子與水中陽離子交換。樹脂帶有氨基、其氫氧與水中陰離子（氯）交換，置換下來的H+與OH-結(jié)合生成水。（四）輸送管道系統(tǒng)（貯水箱、紫外燈）1、要求無死腔、密閉循環(huán)系統(tǒng)，管道內(nèi)徑細一些，保證高流速。2、無接頭、裂紋，內(nèi)壁光滑（沒有焊接裂紋）的不銹鋼管是理想材料。3、高級PVC是常用的材料可用甲醛消毒。4、水箱內(nèi)的水應與管道內(nèi)的水一起循環(huán)流動水處理各組成部分對物質(zhì)清除情況(一)物質(zhì)過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物質(zhì)清除情況(二)物質(zhì)過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××有機物××內(nèi)毒素×細菌×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ā粒┬Ч幻黠@透析用水的不同要求和設(shè)備組成反滲裝置復合膜 醋酸膜纖維膜透析單元排斥水原水50μm填塞過濾器(棉芯)砂罐活性炭過濾器(除鐵過濾器)軟水器5μm過濾器循環(huán)管道1.純化水可通過簡單的水處理系統(tǒng)獲得反滲裝置復合膜/醋酸膜纖維膜原水50μm填塞過濾器(棉芯)砂罐活性炭過濾器(除鐵過濾器)軟水器5μm過濾器2.超純水：對化學物質(zhì)和微粒嚴格限制，要達到

靜脈注射用水的標準(1)

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

靜脈注射用水的標準(2)現(xiàn)代透析水質(zhì)標準1、控制水的電阻率在0.1—0.3兆歐/cm（或電導度在10微西門子/cm以下）。2、細菌在100CFU/ml以下。3、內(nèi)毒素在0.25EU/ml以下。表1透析用水的化學標準(一)

物質(zhì)最大濃度/mg/L美國AAMI標準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透析用水的化學標準(二)

最大濃度/mg/L

物質(zhì)

美國AAMI標準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

標準透析用水透析液

細菌計數(shù)/CFU/ml內(nèi)毒素/IU/ml細菌計數(shù)/CFU/ml內(nèi)毒素/IU/ml歐洲藥典(1997)≤100≤0.25n.s.n.s.德國標準(1993)＜200n.s.＜2000n.s..日本標準(1995)n.s.n.s.＜100＜0.25瑞典標準(1997)＜100＜0.25＜100＜0.25美國AAMI標準(1996)≤200n.s.≤2000n.s.注:n.s.沒有特殊要求

使用超純水理由1）血液透析是一種長期腎臟替代治療，遠期并發(fā)癥（透析綜合征）隨患者生存期延長而增加。2）生物不相容性為一個潛在性的危險因素，水污染促進炎性介質(zhì)釋放導致炎癥反應。3）現(xiàn)代透析技術(shù)對透析液要求非常高，也增加了使用污染透析液的危險性。如：碳酸氫鹽易繁殖細菌，高通量透析器增加了反超濾、反滲透的機會。而HDF是透析機在線生產(chǎn)置換液。水處理系統(tǒng)日常維護電導度是判斷水質(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、棉過濾芯變色需更換7、定期檢查（生化分析儀或化學試劑檢測）水鈣鎂含量，反映水質(zhì)軟化程度和樹脂軟化能力水處理系統(tǒng)日常維護清除水中微生物及產(chǎn)物1、細菌在過濾器、樹脂和活性炭內(nèi)容易生長繁殖，應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、細菌生物膜的預防和清除—細菌在管道、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，促進細菌繁殖，在附著物體表面形成生物膜—細菌不易殺滅、器件腐蝕。少數(shù)清潔劑促使外多糖保護罩水解，定期使用可去除生物膜，重在預防。透析液成分及

臨床意義血液透析的治療目的是通過彌散、對流清除體內(nèi)代謝廢物。同時糾正水電解質(zhì)紊亂，酸堿失衡。所以透析液的成分極為重要，透析液應被看作為一種真正的“藥物”。根據(jù)不同的透析機型和臨床需要，透析中心可用一種透析液的配方作為標準。同時應根據(jù)患者的不同需要，使用幾種透析液配方進行個體化透析。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

細胞外主要陽離子，維持晶體滲透壓主要成分，Na+易通過透析膜，對心血管穩(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用，但結(jié)果導致：（1）負鈉平衡→刺激腎素分泌↑→血壓反而升高；（2）血漿滲透壓↓→體液從細胞外轉(zhuǎn)入細胞內(nèi)→有效血容量↓，細胞內(nèi)容量↑（細胞外液脫水，細胞內(nèi)液水過多）→失衡綜合征、低血壓等嚴重并發(fā)癥發(fā)生高鈉透析（Na+145mmol/l）為達到干體重超濾過多水預防透析中低血壓而被應用，結(jié)果導致患者口渴、透析間期體重增加過多（水鈉潴留），頑固性高血壓，心衰發(fā)生。同時又增加了下次透析中為達到干體重需再增加超濾脫水量而發(fā)生不良反應事件的危險性可調(diào)鈉透析

通過使用更符合生理情況的透析液鈉濃度，維持穩(wěn)定滲透壓，防止細胞內(nèi)外脫水不均勻，既不會因超濾脫水達到干體重增加鈉負荷又可防止失衡綜合征、低血壓等不良反應事件的發(fā)生?？烧{(diào)鈉透析是利用透析機可調(diào)鈉技術(shù)配置，高鈉高超濾低鈉低超濾，從治療開始到結(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，呈線性、階梯樣、脈沖樣下降三種形式，對維持血容量及預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，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小時用高鈉濃度（145—150mmol/l）透析液。造成細胞內(nèi)外洗滌作用的效果，利于清除細胞內(nèi)的毒素血液透析濾過（HDF）HDF應用高通透膜使溶質(zhì)彌散（透析）和對流（超濾）同時進行，增加了對中分子物質(zhì)的清除。彌散原理是通過溶質(zhì)化學濃度梯度進行，對流則是通過壓力梯度來轉(zhuǎn)運溶質(zhì)。HDF通過聯(lián)合使用透析液和置換液以達到電解質(zhì)酸堿平衡。其中鈉通過彌散排出、對流清除和置換液中鈉的輸入后，通過極為復雜的機理，最終鈉才達到平衡。（置換液中鈉含量對鈉平衡、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，可產(chǎn)生嚴重的并發(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。為達到準確的鉀平衡，應結(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)時間、頻率，準確評估透析液鉀濃度水平。

如急性腎衰每日透析時，有的患者對鉀攝入很差，加之胃腸引流造成低鉀血癥，建議鉀含量為4mmol/L的透析液，以防止危險低鉀血癥代謝酸中毒細胞內(nèi)鉀轉(zhuǎn)移至細胞外，導致細胞內(nèi)低鉀，透析后酸中毒糾正程度是鉀平衡重要因素，細胞內(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，血清鉀下降過快，干擾了H+從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)出和細胞攝取HCO3-,透析膜兩側(cè)HCO3-梯度迅速下降，導致代謝性酸中毒糾正不充分，表現(xiàn)為細胞外堿中毒和細胞內(nèi)持續(xù)酸中毒。鈣透析液鈣濃度對維持體內(nèi)