血液透析用水处理和透析液2

水处理系统及透析用水

常德职业技术学院附属一医院医院肾内科吴瑕

血透基本原理血液

透析液半透膜透析器示意图基本理论-扩散121-红细胞2-细菌钠钾氯碳酸氢根尿素肌酐尿酸

2-微球蛋白(分子量>5000)血液透析液透析膜血液透析用水处理的意义血液透析治疗中水与血液的接触只通过一种半透膜来实现。半透膜对通过它的物质没有选择性。因此，作为透析用水纯度要求非常高，如内含有害物质即使是较低浓度的有害元素，可导致急性或慢性并发症。水处理就是根据去除水中有害物质成分而建立的一个相互联系、保护系统。

水处理目的：

20世纪60年代：主要目的是防止产生“硬水综合征”（去除胶体、钙、镁、活性氯等）。70年代：去除水中活性氯、氯胺及硫酸铝（自来水中漂白粉杀菌，硫酸铝降低浑浊）。加入活性炭过滤器、反渗装置、离子交换装置，防止“溶血、透析痴呆”。80年代后，利用碳酸盐透析、高通量透析膜和容量控制超滤，透析用水微生物引起高度重视。90年代以来，防止内毒素引起急、慢性并发症摆在首位。采用双级反渗、循环流动、管路无死腔及商品化透析液，要求超纯水、超净透析液,甚至达到注射用水标准〈透析用水＝药品〉。水中污染物的种类和对机体的影响污染物：微生物化学物质不溶性颗粒（一）微生物：细菌及其释放和降解产物，真菌病毒等少见。细菌:主要是细菌及其释放和降解产物〈内毒素〉。水中常见细菌为革兰氏阴性菌，如结核性分枝菌，并易附着物质表面形成生物膜〈尤其在反渗水箱、原液桶、管道死腔〉，生物膜一旦形成很难清除，并保护细菌对抗消毒剂杀灭作用。破膜细菌进入血液，不破膜细菌产物细胞壁成分经透析器膜孔进入血液，导致致热反应。加热、化学方法可杀菌、反渗、细菌过滤器也可滤掉细菌。内毒素：

脂多糖（细菌细胞壁的成分），内毒素及其碎片通过弥散作用、通过透析器膜可进入血中（尤以使用高通量透析器或反超滤时）引起热原反应。长期低浓度接触内毒素导致免疫功能下降，淀粉样变、促红素抵抗、MIA综合征等慢性并发症。反渗膜、超滤膜、内毒素过滤器是去除内毒素的主要措施。同时保持水中细菌低浓度状态，可避免内毒素积累。目前提倡无死腔概念。病毒：破膜进入血液。可用化学剂杀死。原水软化水活性炭微量过滤0.45um储存水RO超微过滤0.1um储存水再循环连接管透析液超滤内毒素/pg/ml

（二）化学物质：

残余氯

离子：钠、钾、钙、镁

可溶性无机盐

微量元素

硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、氟化物残余氯：指化合氯（氯胺化合物）与游离氯之和。CI2＋H2OHOCI＋HCINH3NH2CIHOCI＋NH2CINHCI2＋H2ONHCI2NCI3

（活性氯和氨反应生成活性氯胺，以弥散方式通过透析膜→与氧发生反应破坏细胞壁→溶血）透析用水氯胺＜0.1mg/L，游离氯＜0.5mg/L，测氯胺较复杂，可测游离氯来间接监测活性氯胺水平。透析用水中的污染物质和临床症状（一）污染物急性中毒反应慢性中毒反应铝：神经方面症状透析痴呆、骨软化、骨发育不全心肌功能失常、贫血芳香烃：致癌砷：皮肤色素沉着、肝脏、神经系统损害镉：贫血钙：硬水综合征：恶心、血压高、虚弱、进行性嗜睡、出汗头痛、发热感、神经错乱、癫痫、记忆丧失、定位障碍氯胺：溶血、正铁血红蛋白血症呕吐、血压下降、死亡活性氯：氧化应激、形成氯胺致癌、同氯胺透析用水中的污染物质和临床症状（二）

污染物急性中毒反应慢性中毒反应

铜：溶血、发热胃肠不适、顽固性血压下降、肝脏损害氟化物：头痛、恶心、心律不齐、骨软化、骨质疏松手足抽搐、出血点、换气困难心脏兴奋、高血钾、高血钙、酸中毒甲醛溶液

：溶血过氧化氢

：溶血次氯酸盐

：溶血铅：急腹痛、顽固性便秘、神经系统紊乱、贫血呕吐、神经系统紊乱镁：硬水综合征、心律紊乱皮肤烧感透析用水中的污染物质和临床症状（三）

污染物急性中毒反应慢性中毒反应硝酸盐：溶血、正铁血红蛋白血症亚硝酸盐致癌过氧乙酸同过氧化氢钾：高血钾：缓慢性心律失常；低血钾：快速性心律失常硅骨和乳腺疾病、贫血钠高钠：口渴、高血压、细胞内高血压脱水（恶心呕吐、定向力消失、昏迷）低钠：血压下降、细胞水肿（脑水肿、溶血）硫酸盐恶心、呕吐锌溶血贫血、精神抑郁、智力障碍、畏食、性功能减退（三）不溶性颗粒和纤维（像沙子和泥土等）经滤过装置去除，保护相应设备和反渗膜。水处理的方法水处理系统分为三个部分：前处理系统水纯化系统水贮存和输送系统（一）前处理过滤器：去除水中颗粒

活性炭过滤器：去除水中活性氯、氯胺

软水器：去除水中钙、镁保护下游反渗膜过滤器（一）沉淀过滤器前过滤器：去除5-500μm颗粒（泥、沙等） 微量过滤器：可去除1-5μm微粒（安装在前处理和反渗透装置之间）超微过滤器：0.1-0.45μm的膜清除更小的颗粒、细菌）（安装在反渗水箱前/后）过滤器（二）超滤器：

合成膜过滤器是去除内毒素、有机物和不带电污染物质最有效的方法。（安装在透析器前，去除透析液中细菌、内毒素）。活性炭过滤器（一）（1）综合性能取决于：过滤器结构（炭的容量，颗粒大小、特性、活化程度）进水量的大小水中活性氯、氯胺含量与活性炭接触的时间活性炭过滤器（二）⑵活性炭不能再生，反冲只能冲掉吸附细菌。⑶活性炭可释放出微粒子。其下游要安装微过滤器。⑷测定活性氯应在水处理系统正常工作状态下及水流量大时进行。⑸大型透析单位可考虑双级活性炭过滤器软水器⑴其效果由进水总硬度，进水量、树脂的质量和再生频率来衡量。⑵再生应在没有透析时进行，应有旁路排出废液，可手动或设顶自动再生程序。⑶因树脂使水流缓慢，易细菌繁殖，需常进行反渗再生或定期用高浓度次氯酸钠/过氧乙酸冲洗有助于降低细菌水平（不影响树脂性能）。（二）水纯化系统：包括1-2个反渗装置和离子交换装置使水完全纯化。反渗透进行水的纯化是基于分子筛和离子排斥原理。反渗膜反渗膜是一种半透膜可阻挡分子量大于300道尔顿的溶解性无机物、有机物、细菌、内毒素、病毒和颗粒，排斥90%-95%的双价离子和95%-99%的单价离子。目前使用的反渗膜为螺旋反渗膜，被包裹在坚硬的聚丙烯外桶内反渗膜的材料：醋酸纤维膜、合成膜、薄复合膜

反渗膜反渗膜性能由多种因素决定水PH值：PH值升高降低膜排斥率，反之相反。水温度:25-28℃较合适，温度高出水量大，易损害膜，超过38℃可立刻破膜，水温度低出水量减少。细菌：所有反渗膜都可以被细菌污染。活性氯：有些反渗透膜能抵抗1mg/L活性氯，但对另一些膜此浓度是危险的。纯水/排斥水的比率：0.85-0.95反渗膜性能好，＜0.8需更换。其他：总固体溶质（水的总溶质浓度），不容性颗粒，碳酸钙，水压。（三）离子交换装置：

通过阴阳离子交换、去除水中溶解的无机物。即水经过阴阳离子树脂时，水中溶解的离子与树脂上离子进行交换，阳离子树脂带硫酸基，其氢离子与水中阳离子交换。树脂带有氨基、其氢氧与水中阴离子（氯）交换，置换下来的H+与OH-结合生成水。（四）输送管道系统（贮水箱、紫外灯）1、要求无死腔、密闭循环系统，管道内径细一些，保证高流速。2、无接头、裂纹，内壁光滑（没有焊接裂纹）的不锈钢管是理想材料。3、高级PVC是常用的材料可用甲醛消毒。4、水箱内的水应与管道内的水一起循环流动水处理各组成部分对物质清除情况(一)物质过滤器活性炭软水器离子交换器RO装置铝××砷××钡××镉××钙×××氯胺×(×)活性氯×(×)铬××铜××氯化物××铅××镁×××水处理各组成部分对物质清除情况(二)物质过滤器活性炭软水器离子交换器RO装置汞××硝酸盐××钾××硒××银××钠××硫酸盐××锌××病毒××有机物××内毒素×细菌×微粒××━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━注：×有效果，（×）效果不明显透析用水的不同要求和设备组成反渗装置复合膜 醋酸膜纤维膜透析单元排斥水原水50μm填塞过滤器(棉芯)砂罐活性炭过滤器(除铁过滤器)软水器5μm过滤器循环管道1.纯化水可通过简单的水处理系统获得反渗装置复合膜/醋酸膜纤维膜原水50μm填塞过滤器(棉芯)砂罐活性炭过滤器(除铁过滤器)软水器5μm过滤器2.超纯水：对化学物质和微粒严格限制，要达到

静脉注射用水的标准(1)

透析单元循环管道0.1μm复合膜过滤器反渗水箱0.1μm微滤器超滤器反渗装置复合膜或合成膜排斥水原水50μm填塞过滤器(棉芯)砂罐活性炭过滤器(除铁过滤器)软水器5μm过滤器去离子装置透析单元循环管道过滤器反渗水箱0.1μm微滤器超滤器2.超纯水：对化学物质和微粒严格限制，要达到

静脉注射用水的标准(2)现代透析水质标准1、控制水的电阻率在0.1—0.3兆欧/cm（或电导度在10微西门子/cm以下）。2、细菌在100CFU/ml以下。3、内毒素在0.25EU/ml以下。表1透析用水的化学标准(一)

物质最大浓度/mg/L美国AAMI标准欧洲药典包含在透析液中的离子钙2（0.05mmol/L）2镁4(0.15mmol/L)2钾8(0.2mmol/L)2钠70(3.0mmol/L)50饮用水中应控制的有害元素砷0.005钡0.01镉0.001铬0.014铅0.005汞0.00020.01碘0.09银0.005透析用水的化学标准(二)

最大浓度/mg/L

物质

美国AAMI标准欧洲药典在透析中有特殊毒性的元素

铝0.010.01氨0.2氯胺0.1游离氯0.50.1氯化物50铜0.1氟化物0.20.2硝酸盐2.02.0硫酸盐10050

透析用水和透析液微生物标

标准透析用水透析液

细菌计数/CFU/ml内毒素/IU/ml细菌计数/CFU/ml内毒素/IU/ml欧洲药典(1997)≤100≤0.25n.s.n.s.德国标准(1993)＜200n.s.＜2000n.s..日本标准(1995)n.s.n.s.＜100＜0.25瑞典标准(1997)＜100＜0.25＜100＜0.25美国AAMI标准(1996)≤200n.s.≤2000n.s.注:n.s.没有特殊要求

使用超纯水理由1）血液透析是一种长期肾脏替代治疗，远期并发症（透析综合征）随患者生存期延长而增加。2）生物不相容性为一个潜在性的危险因素，水污染促进炎性介质释放导致炎症反应。3）现代透析技术对透析液要求非常高，也增加了使用污染透析液的危险性。如：碳酸氢盐易繁殖细菌，高通量透析器增加了反超滤、反渗透的机会。而HDF是透析机在线生产置换液。水处理系统日常维护电导度是判断水质的重要参数1、注意盐桶中盐的浓度和质量，保证再生质量2、砂罐：下层大石、中层小石、上层用沙3、活性炭每1至2天冲洗一次，根据水质半年至2年更换一次4、树脂每3天再生一次5、每日冲洗砂罐和反渗膜一次，保证出水量6、棉过滤芯变色需更换7、定期检查（生化分析仪或化学试剂检测）水钙镁含量，反映水质软化程度和树脂软化能力水处理系统日常维护清除水中微生物及产物1、细菌在过滤器、树脂和活性炭内容易生长繁殖，应尽可能降低污染程度—消毒（消毒剂根据材料特性和制造商要求选择），单纯消毒不能清除定居的细菌，必须定期更换部件结合定期消毒，确保水质安全2、细菌生物膜的预防和清除—细菌在管道、水箱内表面附着、堆积，其多糖包被附着表面，产生外多糖，促进细菌繁殖，在附着物体表面形成生物膜—细菌不易杀灭、器件腐蚀。少数清洁剂促使外多糖保护罩水解，定期使用可去除生物膜，重在预防。透析液成分及

临床意义血液透析的治疗目的是通过弥散、对流清除体内代谢废物。同时纠正水电解质紊乱，酸碱失衡。所以透析液的成分极为重要，透析液应被看作为一种真正的“药物”。根据不同的透析机型和临床需要，透析中心可用一种透析液的配方作为标准。同时应根据患者的不同需要，使用几种透析液配方进行个体化透析。碳酸氢钠透析液各种成分的浓度范围钠[Na+]/mmol/l137～144钾[K+]/mmol/l0～3钙[Ca2+]/mmol/l1.25～2.0镁[Mg2+]/mmol/l0.25～0.75氯[Cl-]/mmol/l98～112醋酸根[CH3COO-]/mmol/l2.5～10碳酸氢盐[HCO3-]/mmol/l27～35葡萄糖[C6H12O6]/mmol/l0～5.5PH7.1～7.3渗透压/mOsm/(H2O·kg)285～295钠

细胞外主要阳离子，维持晶体渗透压主要成分，Na+易通过透析膜，对心血管稳定起重要作用。低钠透析（Na+130mmol/l）

七十年代为纠正高血压而被应用，但结果导致：（1）负钠平衡→刺激肾素分泌↑→血压反而升高；（2）血浆渗透压↓→体液从细胞外转入细胞内→有效血容量↓，细胞内容量↑（细胞外液脱水，细胞内液水过多）→失衡综合征、低血压等严重并发症发生高钠透析（Na+145mmol/l）为达到干体重超滤过多水预防透析中低血压而被应用，结果导致患者口渴、透析间期体重增加过多（水钠潴留），顽固性高血压，心衰发生。同时又增加了下次透析中为达到干体重需再增加超滤脱水量而发生不良反应事件的危险性可调钠透析

通过使用更符合生理情况的透析液钠浓度，维持稳定渗透压，防止细胞内外脱水不均匀，既不会因超滤脱水达到干体重增加钠负荷又可防止失衡综合征、低血压等不良反应事件的发生。可调钠透析是利用透析机可调钠技术配置，高钠高超滤低钠低超滤，从治疗开始到结束透析，透析液钠浓度从高到底，或从低到高再到低的动态变化，最终使血钠水平正常。目前可调钠有三种方法1）下降型最常用，透析液钠浓度为下降曲线，呈线性、阶梯样、脉冲样下降三种形式，对维持血容量及预防透析失衡症状效果较理想。2）上升型即透析液钠浓度为上升曲线，维持血容量有一定作用，但透后血钠偏高，已少用。3）间断型，用较低钠浓度（130—135mmol/l的透析液。在透析中每隔0.5-1小时用高钠浓度（145—150mmol/l）透析液。造成细胞内外洗涤作用的效果，利于清除细胞内的毒素血液透析滤过（HDF）HDF应用高通透膜使溶质弥散（透析）和对流（超滤）同时进行，增加了对中分子物质的清除。弥散原理是通过溶质化学浓度梯度进行，对流则是通过压力梯度来转运溶质。HDF通过联合使用透析液和置换液以达到电解质酸碱平衡。其中钠通过弥散排出、对流清除和置换液中钠的输入后，通过极为复杂的机理，最终钠才达到平衡。（置换液中钠含量对钠平衡、血浆钠水平影响较大）。钾

钾在透析中以弥散方式清除，正常血钾3.5—5.5mmol/l,若超滤2L水排钾仅为10mmol/l，故可忽略超滤排钾的作用。高钾在肾衰中最常见，可产生严重的并发症。透析液钾浓度1.5—2.0mmol/l，明显低于血浆钾水平，足以在治疗中产生弥散梯度迅速纠正高血钾。为达到准确的钾平衡，应结合考虑患者代谢状态、并发症、饮食摄入、透析方式、治疗持续时间、频率，准确评估透析液钾浓度水平。

如急性肾衰每日透析时，有的患者对钾摄入很差，加之胃肠引流造成低钾血症，建议钾含量为4mmol/L的透析液，以防止危险低钾血症代谢酸中毒细胞内钾转移至细胞外，导致细胞内低钾，透析后酸中毒纠正程度是钾平衡重要因素，细胞内/外液钾浓度比例可改变透析中心血管的耐受性诱发心律失常。透析液钾含量不够时，血清钾下降过快，干扰了H+从细胞内转出和细胞摄取HCO3-,透析膜两侧HCO3-梯度迅速下降，导致代谢性酸中毒纠正不充分，表现为细胞外碱中毒和细胞内持续酸中毒。钙透析液钙浓度对维持体内