血液透析之基本理論

前言

透析的基本原理簡單來說就是將某種溶液通過有選擇性的半透膜之後轉變成另一種不同成分的溶液過程,所以它的先決條件必須具備半透膜,所謂半透膜本身就是有許多孔洞的薄膜,這些孔洞只能讓某些小分子溶質及溶劑通過,卻不允許其它的一些分子量較大的物質通過。基本上血液透析就是利用這種原理把尿毒症病人血液中無法排除的代謝廢物清除掉,水分的堆積也是尿毒症的另一個異常,透析的過程也要肩負這項工作,簡而言之,我們利用透析之排除的溶質及水分兩種功能治療尿毒症病人。

機轉

溶質通過半透膜的孔洞主要靠2種不同的方式:擴散作用及超過濾作用或叫對流傳導

<一>擴散作用

影響擴散作用主要有三個因素有:<1>兩側溶質的濃度差<2>溶質的分子量<3>半透膜的通透性<或半透膜的阻力>。

A:濃度差:由濃度較高的一側溶質大量湧入濃度低的一側,直到兩側的濃度大約相等為止,所以可以明白兩側的溶質的濃度差是構成在半透膜兩側移動的最重要驅動力。

B:分子量:溶質的分子的分子量大小也會影響到分子的移動情形分子量愈大愈不容易通過半透膜。

C:半透膜的通透性<或半透膜的阻力>:如果透析膜的厚度厚,溶質愈不容易通過,;孔洞愈小,溶質分子愈不容易通過半透膜;相反的,透析膜的厚度薄,孔洞愈大,面積愈大,溶質分子愈容易通過半透膜。

<二>超過濾作用(對流傳導作用)

利用靜水壓膠體滲透壓兩種驅動力。它的作用是同時移動溶劑跟溶質。

A:靜水壓超過濾:面對半透膜,水分子的移動方向,就是要看哪一邊的壓力大,水一向是由壓力大的一側擠到壓力小的另一測,所以兩側的靜水壓力差愈大,則超過率的速度愈快。所以半透膜本身的特性,與其厚度,面積及孔動大小有密切關係;所以超過率或稱超過率係數< ultrafiltration coefficient>,是每小時1mmHg膜上壓,所能清除的水分的數量及ml/mmHg/hr。

B:滲透壓超過濾:水分子為了平衡兩側的大顆粒濃度,水分子就會由顆粒較少的一邊,經過半透膜到達顆粒較高的對側,使兩側的大顆粒分子的濃度達到平衡為止,這就是膠體滲透壓影響水分子走向的方式。

擴散與超過濾作用的臨床運用

一.擴散使用於血液透析過程

<一>血液透析之擴散作用:血液清除代謝廢物的原理最主要是利用擴散作用,透析膜本身是有選擇性的半透膜,他允許尿素.肌酸酐.鈉.鉀.氯等比較小分子的通過;但紅血球,白蛋白及細菌等大分子就無法通過。那些小分子通過半透膜是遵照兩側濃度差的擴散原理,透析膜把血液及透析液隔開,尿毒病人的血中有高濃度的尿素,肌酸酐等代謝廢物,這些是對側透析液中所沒有的,因為濃度差的驅動力,所以血中這些廢物會從病人血中通過透析膜到達透析液側來。其他如鈉離子即氯離子則兩側互通,既然兩側濃度差是造成擴散的最主要動力,為了增強血液及透析液兩側的濃度差,以使透析效果盡可能提升,所以是血液與透析液的流向剛好相反。

<二>廓清率之定量描述<包括擴散作用及超過濾作用>:血液透析治療的第一小時對小分子之廓清與效果遠超過透析末期的效果,因為第一個小時的溶質濃度差最大,這種濃度差會因為透析時間的延長而逐漸減少,透析膜的阻力愈大,則廓清效果愈差。

二.超過濾使用於血液透析過程

<一>血液透析之超過濾作用:超過濾作用也有清除溶質的能力,但是在傳統的血液透析中,他是用來清除病人過多的體液。腎臟排泄出來的水分就要靠透析膜的超過濾作用。超過濾主要利用靜水壓的方式將病人體內過多的水分抽出來。

<二>膜上壓的形成與計算:靜水壓及膠體滲透壓作用於透析膜的關係,造成兩側之壓力差,這個壓力是決定於水分遊走於透西膜兩側的原動力,我們稱這個壓力為膜上壓< transmembrane pressure,TMP >,膠體滲透壓的形成是靠血中一些不可通透的蛋白質所形成,這力量會使透析液的水份被吸回到病人的血液中,在血液透析中,因影響力很微小,可以忽略,簡單的說膜上壓其實就是透析液之靜水壓與血液中的靜水壓差值,以數學表達如下:

        TMP=PB-PD

其中
TMP:膜上壓
PB :血中靜水壓平均值
PD :透析液內靜水壓平均值

透析過程的酸鹼控制

藉由透析的過程,以擴散方式進入病人體內中和過多的酸,再經過4小時的血液透析後血中的碳酸鹽可以提高約4-6mEq/L;而醋酸鹽則可提升重碳酸鹽2-4 mEq/L,醋酸鹽經過體內的代謝之後會轉成重碳酸鹽。除了這樣鹼基的補充作用以外,透析膜本身也能藉著擴散作用及超過濾作用將堆積在病人體內過多的不揮發性酸清除出去。

結語

目前對於尿毒症病人的透析治療之基本觀念,雖然治療ㄉ目標及理想不變但是治療的方式跟觀念會隨著時間而改變,但願血液純化的科技能夠日新月異,突破目前的水準,這才是我們努力的目標。

           余佳純護理師整理