1、血液凈化材料血液血液是人體最重要的體液，通過(guò)血液循環(huán)系統(tǒng)向各功能組織運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)將機(jī)體的代謝廢物帶到肝、腎等器官進(jìn)行代謝和排泄，維持體液平衡。很多疾病在血液中能找到相關(guān)的致病物質(zhì)和有毒物質(zhì)。血液組成血漿，包含水、蛋白質(zhì)（白蛋白、免疫球蛋白、纖維蛋白原等）、有機(jī)分子、無(wú)機(jī)鹽；細(xì)胞成分，包含具有各自重要生理功能的紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板；人體內(nèi)毒素分類外源性毒素：來(lái)自體外的物質(zhì)，這些有毒物質(zhì)在體內(nèi)過(guò)多的聚集而引起病變，如農(nóng)藥、鼠毒強(qiáng)、藥物的誤服或過(guò)量使用。內(nèi)源性毒素：人體自身由于解毒系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和代謝系統(tǒng)的故障，引起代謝產(chǎn)物積累而形成的有毒物質(zhì)，最終導(dǎo)致血液中的某些成分發(fā)生質(zhì)和量的變化。 正常情

2、況下，人體可以通過(guò)自身保護(hù)系統(tǒng)（肝臟解毒系統(tǒng)、人體自身免疫系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)）進(jìn)行解毒、去除或中和內(nèi)外源性毒物，但當(dāng)上述系統(tǒng)發(fā)生功能障礙或突然攝入過(guò)多、來(lái)不及清除，就可能發(fā)生代謝產(chǎn)物和毒物積聚過(guò)多，引起一系列疾病，如藥物中毒、尿毒癥、腎衰竭、肝衰竭、高血脂癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等免疫性疾病，臨床上目前針對(duì)這些疾病常需要用血液凈化療法進(jìn)行治療。血液凈化血液凈化療法是通過(guò)彌散、對(duì)流、吸附的原理，把患者的血液引出體外，并通過(guò)一種凈化裝置，去除血液中的致病物質(zhì)和有毒成分，矯正血液中成分的異常后再把血液回輸體內(nèi)，使血液得以凈化并達(dá)到治療疾病的目的，這個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱為血液凈化。被譽(yù)為繼藥物、手術(shù)之后的第三療法，有時(shí)甚

3、至可以達(dá)到“起死回生”的效果。血液凈化技術(shù)的發(fā)展年代國(guó)籍人物事件意義19世紀(jì)蘇格蘭Thomas Graham提出透析（dialysis）一詞1913年美國(guó)John Abel用火棉膠（colliding）制成的管狀透析器，水蛭素作為抗凝劑，兔透析2小時(shí)。首次命名為人工腎臟（artificial kidney）。開創(chuàng)了血液透析事業(yè)。1926年德國(guó)Haas年輕尿毒癥患者透析。失敗。第一次人體透析。1937年Thalheimer玻璃紙做透析膜，生理鹽水作透析液，肝素抗凝，雙腎切除狗做3-5小時(shí)透析，排除尿素200-700mg。推動(dòng)血液透析事業(yè)發(fā)展。1945年9月荷蘭Kolff治療1例急性膽囊炎伴急性腎

4、功衰，透析11.5小時(shí)后神志改善，1周后利尿?？祻?fù)出院。第一例由人工腎成功救活的急性腎功衰患者。1955年Kolff雙蟠管型人工腎，有明顯超濾作用。治療急性腎功衰和藥物中毒。批量生產(chǎn)。1960年挪威Kiil平板型透析器。阻力小，不需血泵，一次性使用，消毒方便，價(jià)格低廉。促進(jìn)了人工腎的發(fā)展與普及。1966年加拿大張明瑞白蛋白火棉膠超薄半透膜包裹活性炭作HP推動(dòng)了血液灌流的發(fā)展1967年Lipps空心纖維透析器（hollow fiber）。體積小，透析效率高，除水能力強(qiáng)現(xiàn)有200多種類型，有一統(tǒng)天下之勢(shì)。血液凈化的原理與優(yōu)勢(shì)基本原理：彌散、過(guò)濾與吸附所采用的材料：分離膜和吸附劑主要優(yōu)勢(shì)：直接清除治

5、病物質(zhì)、起效快高效醫(yī)用血液凈化材料的研究是決定血液凈化療效的關(guān)鍵因素。血液凈化主要療法血漿交換 (Plasma Exchange ,PE)血液透析（Hemodialysis ,HD)血液濾過(guò) (Hemofiltration ,HF)血液灌流 (Hemoperfusion ,HP)血液透析過(guò)濾(HDF)、血液透析灌流(HDP)、血漿交換灌流(PEP)等一、血漿置換血漿置換（Pladma exchange，PE）是將患者的血液引出，應(yīng)用血漿分離器，將血球 與血漿分離，丟棄血漿以清除人體內(nèi)的致病物質(zhì)或內(nèi)外源性毒素，然后用正常人的血漿和余下的血液有形成分置換入患者體內(nèi)的一種技術(shù)。1956年血漿分離設(shè)備

6、問(wèn)世，1959年Waldenstrom應(yīng)用于治療疾病。 血漿置換的特點(diǎn)可以迅速有效地清除疾病相關(guān)性因子，如抗體、免疫復(fù)合物、同種異體抗原或改變抗原、抗體之間量的比例。PE對(duì)致病因子的清除要較口服或靜脈內(nèi)使用免疫抑制劑迅速而有效。有非特異性的治療作用，可降低血漿中炎性介質(zhì)如補(bǔ)體產(chǎn)物、纖維蛋白原的濃度，改善相關(guān)癥狀。可從置換液中補(bǔ)充機(jī)體所需物質(zhì)。應(yīng)該說(shuō)明的是，PE治療不屬于病因治療，因而不影響疾病的基本病理過(guò)程。針對(duì)病因的處理不可忽視。PE方法離心式血漿分離法膜式血漿分離 目前已生產(chǎn)出各種類型血漿膜式分離器，它是采用高分子材料制成，膜孔徑為0.2-0.4U，除血液的有形成份外都可以通過(guò)該膜.血漿置

7、換并發(fā)癥 電解質(zhì)紊亂 血容量改變及心律失常 感染：免疫球蛋白及補(bǔ)體的減少；合并應(yīng)用免疫抑制劑；機(jī)體免疫功能低下；置換液補(bǔ)充增加病毒性肝炎的機(jī)會(huì)過(guò)敏反應(yīng)：置換液中大量新鮮血漿、異體蛋白等物質(zhì)可引起變態(tài)反應(yīng)。出血傾向：凝血因子的丟失；過(guò)量使用抗凝劑 二、血液透析(HD)定義 血液透析是利用半透膜原理，讓患者血液與透析液同時(shí)流過(guò)透析膜兩側(cè)，借助膜兩側(cè)溶質(zhì)梯度及水壓梯度差，通過(guò)彌散、對(duì)流及吸附來(lái)清除毒素，通過(guò)超濾清除體內(nèi)潴留的過(guò)多水份，并能同時(shí)補(bǔ)充溶質(zhì)，糾正電解質(zhì)及酸堿平衡紊亂。血液透析的原理 溶質(zhì)清除的原理擴(kuò)散對(duì)流吸附水的清除原理滲透 超濾 血液透析的原理 一、 溶質(zhì)的清除(一)彌散：溶質(zhì)依靠濃度梯

8、度差進(jìn)行的轉(zhuǎn)運(yùn)稱為彌散。彌散是清除中小分子毒素的主要機(jī)制。彌散轉(zhuǎn)運(yùn)依從Fick定律：J=-DA C/ X J：溶質(zhì)的彌散量；D：彌散系數(shù)；A：膜的有效彌散面積；C：溶質(zhì)濃度梯度差；X：溶質(zhì)有效彌散距離。其中A=nr2，n為膜孔數(shù)；r為膜孔半徑，為圓圍率。血液透析的原理血液透析的原理(二)對(duì)流：對(duì)流是指溶質(zhì)隨溶液移動(dòng)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)運(yùn)，不受分子量與濃度差的影響，其動(dòng)力為膜兩側(cè)的壓水差。 血透中影響對(duì)流轉(zhuǎn)運(yùn)的主要是溶液的超濾量和膜的篩選系數(shù)(S)，其中：SCa/ Cb Ca為超濾液中的溶質(zhì)濃度，Cb為血中的溶質(zhì)濃度。 膜 膜壓力高壓力低壓力高壓力低對(duì) 流溶質(zhì)清除的原理吸附：吸附是指膜依靠范德華力、親水及

9、疏水性、膜孔亞結(jié)構(gòu)等將溶質(zhì)固定于膜上。吸附并不屬于一種轉(zhuǎn)運(yùn)模式，它與膜的特性密切相關(guān)，不同透析膜，吸附能力相差很大。吸附清除對(duì)于某些大分生物質(zhì)有一定作用。 吸 附 膜膜血液透析的原理二、水的清除 膜兩側(cè)濃度梯度差可使水由低濃度側(cè)向高濃度側(cè)移動(dòng)，這稱為滲透。向膜的一側(cè)施加壓力，則水會(huì)從壓力高側(cè)向壓力低側(cè)移動(dòng)，這稱為超濾。 超濾原理圖膜水砂糖水水砂糖水 膜滲 透超 濾膜水壓力低 膜壓力高血液透析原理模式圖透析膜動(dòng)脈端靜脈端透析膜透 析 液透 析 液血液透析器透析器的種類（按形狀結(jié)構(gòu)分）平板透析器管型透析器：是目前最常用的透析器，由800015000根中空纖維組成，纖維內(nèi)徑為200um，壁厚10um

10、左右。其材料是半透膜，如銅仿膜、血仿膜、醋酸纖維膜、聚砜膜、聚丙烯晴膜等。血液在管中流動(dòng)，這些中空纖維稱為血室。外殼與血室之間間隙是透析液流動(dòng)的地方稱為水室。透析器長(zhǎng)20-25cm，直徑為5-10cm，透析面積為0.8-1.7m2。毛細(xì)管狀血液透析器平行層狀血液透析器工作中的血液透析示意圖肝素鹽水瓶血液透析器輸液瓶泵腹膜透析法示意圖血液透析的適應(yīng)癥急、慢性腎功能衰竭急性藥物或毒物中毒肝臟疾病，如肝硬化腹水水電紊亂，頑固性心力衰竭浮腫等。 血液濾過(guò)血液濾過(guò)（hemofiltration,HF）是血液凈化的新技術(shù)。血液濾過(guò)模仿腎單位的濾過(guò)重吸收原理設(shè)計(jì)，將患者的動(dòng)脈血液引入具有良好的通透性并與腎小

11、球?yàn)V過(guò)膜面積相當(dāng)?shù)陌胪改V過(guò)器中，當(dāng)血液通過(guò)濾器時(shí)，血漿內(nèi)的水分就被濾出（類似腎小球?yàn)V過(guò)），以達(dá)到清除滯留于血液中過(guò)多的水分和溶質(zhì)的治療目的。 腎小體的結(jié)構(gòu)入球小動(dòng)脈出球小動(dòng)脈尿極壁層臟層腎小體與原尿形成1. 入球微動(dòng)脈2. 出球微動(dòng)脈3.腎小囊腔連續(xù)動(dòng)靜脈血液濾過(guò)裝置（CAVH)示意圖撓動(dòng)脈插管靜脈插管尿液出口血液濾過(guò)器微量注射泵泵入肝素血液濾過(guò)與血液透析主要區(qū)別血液透析是依賴半透膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度差所產(chǎn)生的彌散作用進(jìn)行溶質(zhì)清除，其清除效能很差。血液濾過(guò)模仿正常腎小球清除溶質(zhì)原理，以對(duì)流的方式濾過(guò)血液中的水分和溶質(zhì)，其清除率與分子量大小無(wú)關(guān)，對(duì)肌酐和菊粉的清除率均為100-120ml/min。

12、故血液濾過(guò)在清除中分子毒物方面優(yōu)于血透，與正常人腎小球相似。主要適應(yīng)癥基本上與血液透析相同，適用于急、慢性腎功能衰竭，但在下列情況血液濾過(guò)優(yōu)于血液透析。（1）高血容量所致心力衰竭，在血透時(shí)往往會(huì)加重心衰，被列為血透禁忌證，而血濾則可以治療心衰；（2）頑固性高血壓；（3）低血壓和嚴(yán)重水、鈉滯留；（4）尿毒癥心包炎；（5）急性腎功能衰竭；（6）肝昏迷。 血液灌流血液灌流（Hemoperfusion，HP）是將患者血液引入裝有吸附劑的灌流器中，通過(guò)吸附劑的吸附作用，清除外源性或內(nèi)源性毒素；將凈化了的血液回輸體內(nèi)的一種血液凈化方法。目前臨床上主要用于藥物逾量和毒物中毒搶救，亦用于尿毒癥心包炎、尿毒癥神

13、經(jīng)病變、急性肝性腦病、牛皮癬及多種免疫性疾病治療。血液灌流的優(yōu)點(diǎn)凈化作用具有明顯的致病物質(zhì)的去除選擇性，對(duì)血液中的有效成分作用較少；患者自身血液可回收，不引入外源性物質(zhì)，可避免一些感染性疾病的發(fā)生；同時(shí)治療費(fèi)用相對(duì)低廉。 血液灌流吸附材料 吸附劑的分類生物親和型物理化學(xué)親和型血液吸附劑的基本結(jié)構(gòu)載體手臂配基致病因子吸附劑載體的基本要求1.惰性，與血液接觸不發(fā)生理化反應(yīng)2.良好的孔隙度，能夠允許致病物質(zhì)進(jìn)入其內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.有一定機(jī)械強(qiáng)度,不發(fā)生微粒脫落4.有強(qiáng)大吸附作用5.具有大的比表面積和可供偶聯(lián)配基的活性基團(tuán) 配基的選擇 配基要求能與致病物質(zhì)相互作用（最好是特異性的）、不易泄露、無(wú)毒。由于配基

14、在血液凈化過(guò)程中起核心作用，其材料的選取對(duì)吸附劑清除致病因子的能力至關(guān)重要。 血液凈化吸附劑的設(shè)計(jì)原則 不同種類血液吸附劑的特點(diǎn)免疫吸附劑：特異性，它的設(shè)計(jì)合成必須注意的問(wèn)題是：固定化的抗原或抗體在固定化反應(yīng)、消毒、儲(chǔ)存過(guò)程中必須穩(wěn)定，不能失活，否則將失去功能；抗原或抗體本身有可能具有抗原性，這就要求用于固定化的鍵型必須穩(wěn)定，否則微量脫落的抗原或抗體會(huì)引起免疫反應(yīng)?；瘜W(xué)配基吸附劑：選擇性較高，含有物理化學(xué)配基的吸附劑比較容易制備和商品化。而且，相對(duì)其選擇性問(wèn)題，如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)與組合吸附劑表面配基，那么在特定環(huán)境中，可以使此類吸附劑達(dá)到與生物免疫吸附劑相同的吸附效果。大孔吸附劑：廣譜性，多孔和大

15、比表面吸附劑具有穩(wěn)定的物理化學(xué)和機(jī)構(gòu)性能，使用周期長(zhǎng)，品種繁多，選擇余地大，不存在微粒脫落等問(wèn)題，再生容易。對(duì)于小分子致病物質(zhì)的吸附，高比表面積有利于提高吸附容量，孔徑尺寸大小對(duì)吸附影響不大。對(duì)于中等分子和大分子致病物質(zhì)，高分子吸附劑除了必須具有適中的比表面積外，還必須具有較大的孔徑尺寸，一般要求孔道大小為吸附質(zhì)幾何尺寸的510倍，以便吸附質(zhì)分子自由進(jìn)入孔道內(nèi)部。大孔型吸附劑活性炭（Charcoals）椰子殼石油木材骨骼高溫蒸餾、炭化、酸洗及活化 活性炭形狀：球狀、柱狀、纖維狀結(jié)構(gòu)：大表面積（1000m2/g）、多孔（大孔徑500A0）、中孔（20 500A0）、小孔，20 A0吸附譜： 肝酐

16、、尿酸、中分子毒物、胍類、酚類、氨、 藥物及芳香族氨基酸吸附機(jī)理：非特異性吸附，對(duì)無(wú)極性、疏水分子吸附力強(qiáng)包裹材料：白蛋白火棉膠、丙烯酸水凝膠、醋酸纖維素、明膠、硅、尼龍等生物相容性：生物相容性較差及炭粒脫落包裹材料要求1.膜厚0.055，強(qiáng)度高，不易破損2.膜微孔0.54.5nm，溶質(zhì)易通過(guò)3.血液相容性好4.易消毒大孔樹脂吸附樹脂樹脂交換樹脂極性吸附樹脂非極性吸附樹脂高分子合成樹脂是由苯乙烯與二乙烯苯聚合制成的環(huán)球形共聚體大孔樹脂的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及性能：大孔徑環(huán)球形共聚體，表面積500m2/g，吸附性稍遜于活性炭，生物相容性較活性炭好。吸附譜： 極性樹脂：極性大，帶親水基團(tuán)物質(zhì) 非極性樹脂：

17、脂溶性物質(zhì)吸附原理：物理化學(xué)性吸附：電荷相斥、相吸；包裹問(wèn)題：部分樹脂也需包裹免疫吸附劑將特異性免疫活性物質(zhì)加入吸附劑中，以吸附血液中特異致病因子 吸附柱：由常用吸附劑做成 配體：是固定在吸附柱上的免疫吸附物載體與配體1載體：能固定配體的吸附材料 瓊脂糖凝膠、丙烯酰胺凝膠、聚羥乙基異丁烯酸脂凝膠、活性炭、硅膠2 配體： 抗原、抗體或有特定物理化學(xué)親和力的物質(zhì)，蛋白A IA劑的條件應(yīng)具備選擇性或特異性無(wú)毒和不溶解不激活補(bǔ)體及凝血系統(tǒng)、不致敏極少配基離解脫落能再生穩(wěn)定性好成本不高 免疫吸附示意圖分級(jí)純化廢物枸緣酸鹽緩沖液 pH7.0洗脫液pH2.2血泵血泵免疫吸附柱 免疫吸附劑分類吸附原理吸附方式固定物質(zhì)吸附對(duì)象抗原DNA血型物質(zhì)胰島素凝血因子抗DNA抗體抗血型物質(zhì)抗體抗胰島素抗體抗因子抗體抗原抗體結(jié)合抗體抗LDL抗體抗FP抗體抗HBsAg抗體抗IgE抗體L