肾脏的结构和生理

透析器
透析器的特性是由设计特性和工作特性 两部分组成。
设计特性包括透析器的构形、血室及透 析液室的预充量、膜的类型及生物相容 性。
工作特性包括不同溶质和水的转运率
透析器
透析器的面积：0.5—2.0平方。 透析膜：人体相容性、膜的通透性、
清除率、超滤系数。
透析器常用消毒方法
环氧乙烷（ETO） -射线 高压蒸汽消毒（湿、干）
血流阻力 过大影响动脉压 破膜率 耐受500mmhg, 残余血量 残余
血量 越少越好，不超过1ml。
透析器的参考标准（4）
预冲血量 适中，60-80ml 重复使用率 抗凝性 减少抗凝剂的用量减少并发症 价格
透析器使用的注意点
新的透析器使用时要进行预冲处理 首次诱导选用面积小、低效率的透析器。 高血压难以药物控制，体重增加较多，心血
管系统稳定性好的患者可选用高通量的透析 器。 小儿根据年龄和体重选用相应的透析器。 有出血倾向的透析患者，选用EVAL膜、血仿 膜减少肝素的用量，或用无肝素透析。
肌酐清除率
Ccr低于或等于10ml∕min.1.732体表面积 时就会出现症状。
糖尿病CRF Ccr<15 10ml∕min.1.732需要 早期透析。
正常人90±10 ∕min.1.732
透析疗法的发展
发展
口服胃肠透析 结肠透析 腹膜透析 血液透析 血液滤过
其他血液净化技术
HD治疗CRF的基本概念
是将患者的血液引出体外，通过利用不 同技术原理制作的装置（血液透析器、 血液滤过器、血液灌流器）完成对血液 溶质与水的传递，再将净化了的血液回 输入人体内，达到治疗目的。
血液透析原理
血液透析是通过人工肾的生物物理机制 来完成对血液中应清除的代谢废物、毒 物 、致病因子以及水、电解质的传递 和清除，达到内环境的稳定。
夜尿量超过白天尿量 夜尿>500ml, 比重<1.018
肾脏的生理功能
维持机体内环境稳定
排泄废物毒物 调节水电平衡 调节酸碱平衡 调节血压 内分泌功能
肾功能衰竭
肾功能衰竭
当各种病因引起肾功能严重障碍时， 人体内环境紊乱，表现为代谢产物在体内 蓄积，水、电解质和酸碱平衡紊乱，并伴 有尿量和尿质的改变以及肾脏内分泌功能 障碍引起一系列病理生理变化，这就是肾 功能衰竭（renal failure)。
生物相容性 透析膜与血液反应，激活补体，补体活
化后摄放过敏毒素，导致平滑肌痉挛， 血管通透性增加，肥大细胞摄放组胺。 临床在透析后15分钟检测白细胞、血小 板、血氧分压、补体C35等，判断血-膜 反应。
透析膜物理特性的影响因素
透析膜孔 膜孔的大小决定透析膜对水的通透性 膜孔的多少（多孔性、孔的密度）决 定对溶质的清除能力 不同大小孔的分布 平均孔径和最大（截留）孔径
临床表现：肾功能减退、各种代谢废物 潴留，水、电解质、酸碱平衡紊乱、肾 脏内分泌功能障碍等一系列综合症。
引起尿毒症的病因
肾小球疾病：慢性肾小球肾炎、SLE肾 炎
感染性疾病：慢性肾盂肾炎、肾结核 肾血管疾病：肾动脉硬化、肾动脉狭窄 代谢性即便：糖尿病肾病、痛风 梗阻性肾病：尿路结石、前列腺增生、
分反应，生物相容性差。 经铜氨处理后纤维表面更光滑，生物相
容性提高。
醋酸纤维素膜透析器
纤维素在形成膜之前被乙酰化，改善了 生物相容性及膜的性能。
改良(替代)纤维素膜透析器
游离羟基团被合成多聚体覆盖或先乙酰化 再成膜
生物相容性有所改善 根据替代程度的不同，可分为醋酸纤维膜、
双醋酸纤维膜、三醋酸纤维膜 血仿膜是一种替代的铜仿膜,表面游离羟基
肾脏透析
去除水溶性的物质的透析系统
水分清除的机理
血液透析或血液滤过治疗间隙潴留于体 内的水分需在透析时清除。
透析时水分的转运和清除的动力来源于 透析膜两侧的渗透压梯度和静水压的梯 度。
跨膜压
跨膜压（TMP），即膜两侧的压力差， 包括透析器内血液侧的正压和透析液侧 的负压之和。 透析液侧压力常为负压，跨膜压调节在 0~500mmHg 之间。
透析器的参考标准（1）
清除率 超滤率 透析器的二个主要功能，透析器质量的
评价标准。
血透治疗的目标
➢ 充分清除尿毒素溶质以及多余液体 ➢ 没有或尽可能少的并发症 ➢ 良好的长期预后
透析器及其膜材料的 作用是什么？
清除率
低通量
尿素清除180190ml/min
肌酐清除160170ml/min
Vb12清除6080ml/min
几乎不清除β2 微球
蛋白
高通量
尿素清除185192ml/min
肌酐清除172180ml/min
Vb12清除118135ml/min
β2微球蛋白透析后 下降40-60%
常用透析膜
膜 铜仿膜 血仿膜 铜氨膜
皂化纤维素酯膜 醋酸纤维素膜
PAN膜 聚砜膜 聚乙烯乙烯膜 PMMA膜
80 000 60 000 40 000 20 000
57% 43%
54% 46%
52% 48%
48% 52%
43% 57%
35% 65%
31% 69%
0 1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
合成膜
Synthetic Cellulosic
透析器的参考标准（3）
顺应性 空心纤维内顺应性，血室扩张 性不宜过大，防止增加体外循环量
尿液形成的过程
肾小管的重吸收作用 当原尿流经肾小管时，大部分水、全部 葡萄糖、部分无机盐等有用物质被肾小 管重新吸收进入毛细血管中。剩下的物 质由肾小管流出形成尿液，最后流向肾 盂。
尿量
正常成人1000-2000ml/24h 多尿(polyuria)：>2500ml/24h 少尿(oliguria)：<400ml/24h or <17ml/h 无尿(anuria)：<100ml/24h 夜尿增多：
肾 静 脉
肾小囊 皮 肾小球 质
肾球 小 体肾
肾小管 肾
小 囊
单
肾 动 脉
髓位
质
肾 小 管
毛细血管
肾脏的结构
形成的器官
肾脏
：
肾 动 脉
肾 静 脉
皮质 肾盂
髓质
输尿管
个每 肾个 单肾 位脏 组由 成一 。百
多 万
尿液形成的过程
肾小球 的滤过作用 当血液流经肾小球时，血浆中的一部分 水、无机盐、葡萄糖、尿素等物质由肾 小球滤过到肾小囊腔中形成原尿。
团被氨化合物覆盖，生物相容性提高
合成纤维膜透析器
包括聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸 甲酯（PMMA）、聚砜、聚碳酸酯、聚 乙烯乙烯醇和聚酰胺。
有较高的转运系数和超滤系数，生物相 容性较好，但价格较贵。
全世界范围内趋向使用合成膜透析器
纤维素膜
140 000 120 000 100 000
肾脏
“腰子” 是人体最重要的一
对排泄器官,对于维 持人的正常代谢及 生理功能有着重大 的意义。
肾脏在哪里?
形蚕豆 肾脏左右各一, 250多克重， 位於腹腔的背侧,脊椎的两旁.当血液流
经肾脏时,血液中的尿素便被滤出,与多 余的水分和盐类形成尿液。
肾脏Βιβλιοθήκη Baidu基本单位
肾单位
肾
肾小体
小
急性肾功能衰竭(ARF) 慢性肾功能衰竭(CRF) 多脏器功能衰竭(MODS)
急性肾衰竭
由各种原因使双肾排泄功能在短期内 （数小时至数周）迅速减低，
肾小球滤过功能（CCr表示）降低致正 常的50%以下，
血尿素氮及血肌酐迅速升高， 出现水、电解质及酸碱平衡失调及尿毒
症症状。
急性肾功能衰竭(ARF)
肾脏：完全恢复功能 高并发症 高的死亡率（morbidity & mortality） 合并其它脏器损害
慢性肾功能衰竭
健
衰
康
竭
的
的
肾
肾
肾脏因为病变而不能正常完成其净化血液的功能称 为肾衰竭。
什么是尿毒症？？？
当肾脏发生疾病,不能发挥正常的生理功 能时,就会逐渐发展为慢性肾功能衰竭尿毒症。
血－膜反应
急性并发症
过敏反应 低氧血症 首次使用综合征 透析后疲乏综合征
慢性并发症
• 感染率增加 • 营养不良 • 淀粉样变 • 残余肾功能下降 • 脂质代谢紊乱 • 动脉硬化 • 恶性肿瘤增加
再生纤维素膜透析器
包括 铜仿膜和铜氨纤维透析器。 纤维素表面有游离羟基团，可与血液成
透析原理
一种溶液通过半透膜与另一种溶液进行 溶质交换的过程。
半透膜两侧液体溶质浓度的梯度差及其 它溶质所形成的不同渗透浓度,使溶质从 浓度高的一侧通过半透膜向浓度低的一 侧移动（弥散作用）。
渗透作用
水分子从渗透浓度低的一侧向浓度高的一侧 渗透（渗透作用），达到动态平衡。
血液引入透析器时，代谢产物如尿素、肌酐、 胍类、中分子物质、过多的电解质可通过透 析膜弥散到透析液中，而透析液中的碳酸氢 根、葡萄糖、电解质等机体所需物质被补充 到血液中，从而达到清除体内代谢废物、纠 正水、电解质紊乱和酸碱失衡的目的。
血液灌流 人工肝 CRRT 血浆置换 免疫吸附
血液循 环
白蛋白循环
透析液循 环
MARS®FL UX
透析器
腹 膜 透 析 系 统
慢性肾衰竭
全球人口64亿
美国占18%
137-200万接受透析治疗
日本占18% 中国14亿
10万(?)治疗
医疗科学技术的发展
血液净化设备 水处理系统 血管通路技术的提高， 腹膜透析感染率的下降， 专业技术人员的业务水平的拓展 对疾病的认知, 成活率不断提高。
膀胱肿瘤
引起尿毒症的病因
肾小管肾病：肾小管酸中毒 中毒性肾病：药物、重金属中毒等 先天性遗传性肾病：多囊肾、遗传性肾
小球肾病。
尿毒症临床表现
累及全生各个脏器和组织。 消化系统（最早）厌食、腹部不适，恶
心、呕吐、腹泻、口有尿臭味、口腔溃 疡等。
尿毒症临床表现
精神、神经系统 血液系统 呼吸系统 皮肤表现 代谢性酸中毒 脱水或水肿 电解质平衡紊乱
肾脏的结构和生理
内容
肾脏的基本概念 慢性肾功能衰竭 透析疗法（血液透析）
人体的系统
循环系统 血液系统 泌尿系统 骨骼系统 消化系统
呼吸系统 神经系统 内分泌系统
泌尿系统的组成及功能
肾脏—— 形成尿液 输尿管— 输送尿液 膀胱—— 暂时贮存尿液
尿道—— 排出尿液
透析器的超滤系数
超滤系数（kfu）为每小时在每毫米汞 柱的跨膜压力下，液体通过透析膜的毫 升数。
kfu是衡量透析膜对水的通透性能的一 个指标。
影响清除率的因素
血液的流量 透析液的流量和逆向流动 透析器的面积和清除率
血液透析设备
透析机 透析器 透析管路 水处理系统 透析液
血液净化设备
水处理系统的发展
透析设备
透析器
平板型、蟠管型、空心纤维型。 目前使用的中空纤维型透析器。
透析器
有四个开口的柱状物。两个开口与 血路连接，两个开口与透析液通路 连接。
透析器由半透膜将血液与透析液分 开。半透膜制成许多中空纤维以扩 大面积。
Less materiel
透析膜物理特性的影响因素
吸附 对多肽和蛋白质 （疏水性）的吸附
－膜孔和膜表面的吸附 －疏水性材料的吸附性能更好 清除大分子溶质 吸附透析液中的内毒素及其降解产物，提高 生物相容性
膜生物相容性的影响因素
主要因素：血－膜反应 其它因素
透析膜性状、通透性 血液管路 透析液温度、种类 抗凝剂种类 透析方式 其它
high permeability
Tri-dimensional configuration of the hollow fiber bundle
透析器
血液和透析液在膜的两侧反向流动，水 和溶质则通过半透膜孔进行交换。
透析器的性能决定透析治疗的效果，是 制订血液透析方案的一个重要参考因素。
尿素清除率范围（ml/min） 50--196 82--194 106--194
166--177 128--194 148--188 150--192 172--177 169—194
超滤率
根据需要选用超滤系数大小的透析器 患者心血管系统的稳定性和耐受性 合成膜的超滤系数较高
透析器的参考标准（2）