血液净化技术的方法和原理
血液净化（BloodPurification）是清除机体内水分和溶质的技术的总称，由肾脏替代治疗技术基础上逐步发展而来，常用方法包括肾脏替代治疗、血液灌流、免疫吸附、内毒素吸附和血浆置换等。由于治疗原理和方法的差异，各种常用方法有各自的适应症，适合不同疾病或不同疾病状态的治疗。近些年来，随着人工材料和工程技术的进步，血液净化技术发展迅速，派生出来的新治疗模式越来越能适应不同疾病状态的治疗需求，使其应用范围逐步扩大。其适应症已从过去的肾脏替代拓展到多种非肾性疾病状态，如全身感染、全身过度炎症反应综合征（如严重创伤、重症急性胰腺炎早期等）、水电解质紊乱、药物过量、中毒和横纹肌溶解等。血液净化技术已经成为重症救治常用的治疗手段之一。
一、溶质清除机制
（一）弥散
弥散的动力来自半透膜两侧的溶质浓度差，可以透过半透膜的溶质从浓度高的一侧向浓度低的一侧移动，最终两侧浓度逐渐达到相等。血液透析主要通过弥散清除溶质。
弥散的速度主要取决于溶质分子自身的布朗运动，既分子的热运动。相同条件下布朗运动剧烈程度同分子的质量呈负相关，分子量越小，布朗运动越剧烈。因此，弥散机制更有利于小分子物质的清除。
（二）对流
当半透膜两侧的液体存在压力差时，液体就会从压力高的一侧流向压力低的一侧，液体中的溶质也会随之穿过半透膜，这种溶质清除机制即为对流。半透膜两侧的压力差称为跨膜压，是对流的源动力。血液滤过清除溶质主要凭借对流机制。
对流机制溶质清除的动力来自跨膜压，影响对流机制溶质清除的因素有滤过膜的面积、跨膜压、筛选系数和血流量等。中分子量物质可凭借对流机制予以清除。
（三）吸附
溶质分子可以通过正负电荷的相互作用或范德华力同半透膜发生吸附作用，是部分中分子物质清除的重要途径之一。这种吸附作用同溶质分子的化学特性及半透膜表面积有关，而同溶质分子浓度无关。炎症介质、内素素，部分药物和毒物可能通过滤膜的滤过和吸附两种机制清除。当吸附作用达到饱和后，清除效率也会随之下降。吸附作用达饱和的时间可能同溶质分子的特性和滤膜表面积有关。
二、血液净化技术
（一）常用治疗模式
表12-2常用治疗模式
模式
缩写
连续动静脉血液透析
CAVHD
连续静静脉血液透析
CVVHD
连续动静脉血液滤过
CAVH
连续静静脉血液滤过
CVVH
连续动静脉血液滤过透析
CAVHDF
连续静静脉血液滤过透析
CVVHDF
高通量血液透析
HFD
高容量血液滤过
HVHF
血浆滤过吸附
PFA
低效延时每日透析
SLEDD
1．血液透析
血液透析（hemodialysis，HD）时，血液和透析液间的物质的交换主要在滤过膜的两侧完成，弥散作用是溶质转运的主要机制。在动静脉压力差或血泵的驱动下，少许对流机制参与溶质清除。按照驱动血液循环的动力区分，HD包含连续动静脉血液透析（CAVHD）和连续静静脉血液透析（CVVHD）。CAVHD是利用动静脉的压力差驱动体外循环，通过滤过膜完成溶质和水的交换。年Uldall等借助血泵作为血流的驱动力量，首次应用单针双腔静脉管道进行静脉-静脉通路血液透析模式。HD模式的特点是对小分子物质，包括尿素氮、肌酐、钾、钠等清除效率高，但对炎症介质等中分子物质清除能力较差。
2．血液滤过
血液滤过（hemofiltration，HF）包括连续动静脉血液滤过（CAVH）和连续静静脉血液滤过（CVVH），是利用高通量滤过膜两侧的压力差，通过超滤的方式滤出水分，同时以对流的机制清除溶质。驱动力分别来自动静脉压力差或静-静脉之间的血泵。CAVH以自身动静脉压力差驱动，具有自限性，当动脉压下降时，超滤量就会相应减少。该技术的优点是所需设备简单，耐受性好，但对溶质清除能力有限，且在重症患者伴有血流动力学不稳定时应用受到限制。在休克代偿期，动脉血压并不能代表有效循环血容量，也限制了超滤率自身调节的能力。CAVH需要分别留置股动静脉导管，动脉导管护理比较繁复。相比之下，CVVH不需放置长时间动脉导管，一般采用单针双腔导管的方式（也有分别留置两条单腔静脉导管的）；CVVH以血泵作为血液循环的动力，能更精确的调控液体出入量，确保维持危重患者生命体征的稳定。因此，CAVH已被CVVH所取代。
CVVH置换液的补充有前稀释法和后稀释法两种模式。前稀释法抗凝剂的需要量也相对减少，但预先稀释了被处理的血液，溶质清除效率因此减低；后稀释法时，被处理血液先通过超滤浓缩，然后再补充置换液，这种方法的溶质清除效率较高，但管道内凝血的发生率较高。
HF和HD对溶质清除的主要机制不同，对不同分子量溶质的清除效率也不一样。HD模式有利于小分子物质（MW＜D）的清除，而HF模式有利于中分子物质（MW～00D）的清除。因此应根据治疗目标恰当选择治疗模式：为减轻全身炎症反应或治疗挤压综合症，应选择HF；为纠正高钾血症或氮质血症，则应选择HD。
3．血液滤过透析（HDF）
血液滤过透析（hemodiafiltration，HDF）也包括连续动静脉血液滤过透析（continuousarteriovenoushemodiafiltration，CAVHDF）和连续静静脉血液滤过透析（Continuousveno-venoushemodiafiltration，，CVVHDF）两种模式。HDF是在HF的基础上发展而来的，弥补了HF对小分子溶质清除效率低的不足。
4．高通量血液透析
高通量血液透析（high-fluxhemodialysis，HFD）是对HD的改进，通过增加透析膜的孔径和超滤量提高对溶质的清除效力。同常规的HD相比，HFD对截留分子量以下的各种溶质有较高的清除效率。但在实施过程中某些风险增加，主要包括致热源入血，大量白蛋白、可溶性维生素及微量元素丢失等。
5．高容量血液滤过
高容量血液滤过（highvolumehemofiltration，HVHF）指置换液速度大于45ml/kg/h的血液滤过。研究表明：增加CVVH的置换液速度能改善sepsis动物的血流动力学和septicshock时升压药的用量，因而提出HVHF的治疗模式。为提高溶质清除效率，血管通路的血流量需达到-ml/min。该模式对中、小分子物质清除能力大为提高，在严重全身性感染的救治中证明优于普通的CVVH。
6．低效延时每日透析
低效延时每日透析（SlowExtendedDailyDialysis，SLEDD）利用HD的设备，降低治疗时血流速度（-ml/min）和透析液流量（-ml/min），延长治疗时间到8-24小时。同HD相比，SLEDD有较好的心血管耐受性和液体调节能力，适用于老年人、心功能不全者、少尿型肾功能不全者或需要调节液体平衡者。
7．血浆滤过吸附（PFA）
年Tetta等提出血浆滤过吸附（PlasmaFiltrationAdsorption，PFA）模式，首先以血浆吸附滤过器分离出血浆，将血浆引入吸附装置，去除内毒素、炎症介质等有害物质，再将血浆重新输回体内。该模式可以应用于SIRS或sepsis的治疗。
图12-2
图12-3
图12-4
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（二）滤器
滤器的基本结构有平板型和空心纤维型之分。滤过膜宜采用生物相容性良好的高分子材料制成的半透膜。对滤过膜的要求包括以下几点：1）无毒，无致热源，生物相容性好；2）孔径均匀，有确切的截留分子量；3）滤过率高；4）理化性能稳定。目前常用的材料包括纤维素、聚丙烯腈（PAN）、聚砜（PS）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）等。
（三）置换液配置
原则上说，置换液的成分应当尽可能接近人的细胞外液。可应用的碱基包括乳酸盐、柠檬酸盐、醋酸盐及碳酸氢盐，由于前三者需要在肝脏中代谢成碳酸氢盐，因此在肝功能不全或乳酸性酸中毒患者的应用中受到限制。在重症医学领域，碳酸氢盐作为置换液碱基的应用最为广泛。
常用的商品置换液有Port配方和Kaplan配方等。自行配制时应当遵循以下原则：①无菌，无致热原；②电解质浓度应保持在生理水平，为纠正患者原有的电解质紊乱可根据治疗目标个体化调节；③缓冲系统可采用碳酸氢盐、乳酸盐或柠檬酸盐；④置换液或透析液的渗透压要保持在生理范围内，一般不采用低渗或高渗配方。
（四）抗凝
血液接触体外管路和滤器后可激活凝血因子，引起血小板活化和黏附，在滤过膜及管路的表面形成血栓，从而影响管路中血液流动的阻尼和溶质的清除效率，或可导致严重的栓塞并发症。因此在血液净化治疗过程中应采取恰当的抗凝措施。目前所采用的抗凝策略有三种：全身抗凝，局部抗凝和无抗凝。
对于无出血风险的重症患者可采用全身抗凝。全身抗凝一般采用普通肝素或低分子肝素持续给药。普通肝素首次负荷剂量0～0IU静注，维持剂量～0IU/h；或负荷剂量25～30IU/kg静注，然后以5～10IU/kg/h的速度持续静脉输注。需每4～6h监测APTT，据此调整普通肝素用量，一般将APTT维持在正常值的1-1.4倍。低分子肝素全身抗凝的出血风险相对较低，为保持抗凝效果，持续给药时抗Xa活性需维持在0.25-0.35IU/ml。
对接受血液净化治疗的高出血风险患者，应采用局部抗凝，无局部抗凝条件时可采用无抗凝策略。一般认为，有活动性出血、血小板＜60×/L、INR＞2、APTT＞60s或24小时内曾发生出血者，均应被视为高出血风险者。
局部抗凝可采用普通肝素法或柠檬酸盐法。①普通肝素法：即在滤器前持续输注普通肝素，并在滤器后输鱼精蛋白，利用鱼精蛋白能在0.5～1min内同肝素迅速结合形成稳定的复合物，同时失去抗凝活性的特点，实现体外抗凝。普通肝素一般以0～IU/h滤器前持续输注，并在滤器后以1毫克鱼精蛋白比～U普通肝素的比例持续输注，并根据ACT监测调整用量，保持滤器前血液ACT＞s，外周血ACT＜s。②柠檬酸盐法：柠檬酸盐可以鳌合钙，致使血中钙离子浓度降低，从而阻止凝血酶原转化为凝血酶，达到抗凝目的。一般采用柠檬酸三钠溶液，以40～60mmol/h滤器前输入，同时在滤器后或外周血补充氯化钙或葡萄糖酸钙溶液，根据滤器后血液的离子钙浓度监测决定钙溶液用量，要求将滤器后离子钙浓度保持在0.25mmol/L～0.4mmol/L[4]。由于柠檬酸盐主要经肝脏代谢，对于肝功能障碍的患者，应根据严重程度，或禁用，或适当减慢柠檬酸盐输注速度，以防造成体内蓄积。
无抗凝策略容易发生管路凝血，可以采用下述措施减少管路内凝血：①预冲液加入0～00单位的肝素；②治疗过程中，以生理盐水冲管路，每1h一次，每次ml，但应注意无菌操作，防止外源性感染；③减少血泵停止时间和次数；④尽可能避免管路中进入空气；⑤保证充足的血流量，尽量避免抽吸现象的发生；⑥提高血流速度（～ml/min）；⑦尽可能选用生物相容性好的滤膜。
三、重症患者的血液净化治疗
（一）急性肾功能衰竭
急性肾功能衰竭（acuterenalfailure，ARF）是指任何原因引起的肾泌尿功能急剧减退，以致机体内环境严重紊乱的临床综合症。SIRS和休克导致的肾脏低灌注，以及药物和毒物的肾毒性是重症患者并发ARF的常见原因。临床上主要表现为氮质血症、高钾血症和代谢性酸中毒，常伴有少尿或无尿。血液净化治疗ARF主要两个目的：①对症治疗包括维持水、电解质和酸碱平衡，纠正氮质血症等；②对因治疗通过清除过多炎症介质减轻炎症反应程度，对抗休克，改善肾脏灌注，或通过清除体内过量药物或毒物，减轻肾毒性。
合并ARF重症患者应早期宜接受血液净化治疗。根据肾脏功能RIFLE分级标准，在risk-injury阶段即开始治疗能促进肾功能恢复和改善预后。
不同血液净化模式对重症ARF患者预后影响无显著差别。然而重症患者常发生血流动力学不稳定，第三间隙液体潴留，而CVVH对患者血流动力学影响较小，有利于液体量的控制和中分子炎症介质清除[5]，因此临床上多采用CVVH模式，治疗剂量不应低于35ml/kg/h。
（二）全身炎症反应综合征
重症急性胰腺炎、严重创伤、烧伤等是全身炎症反应综合征（systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS）的常见病因。SIRS过程中，促炎细胞因子大量产生和释放可引起休克、DIC，严重时可致MODS。血液净化技术可以从循环中清除大量炎症介质，包括促炎细胞因子、补体激活产物及花生四烯酸代谢产物等，从而减轻全身炎症反应。目前血液净化技术所应用的滤过膜截留分子量一般为30-50KD，大多数炎症因子单体的分子量在30KD以下，因此这些炎症因子可以从循环中滤出。为提高中分子溶质清除效率，治疗SIRS时一般选择高治疗剂量血液滤过（HVHF）或HDF等，以对流机制清除溶质。研究表明，滤过膜对中分子炎症介质的吸附作用在清除炎症介质中也有重要作用，由于滤过膜的吸附作用极易饱和，为了保持溶质清除效果应注意更换滤器。
Grootendorst等曾做了一项很有意思的研究[6]：分别收集注射内毒素猪和正常猪的滤过液，分别注入随机分组的健康猪体内，发现输注内毒素滤液组平均动脉压、每搏输出量及心输出量的明显下降和平均肺动脉压的明显上升，并与循环中的炎症介质可能通过血液净化装置从血浆中清除有关。虽然多项临床和实验研究提示血液净化能有效清除循环中炎症介质水平，改善临床指标，但目前尚无大型、多中心的随机、对照研究证实能影响SIRS患者预后。
（三）液体过负荷
液体过负荷，药物治疗无效时，可以选择血液净化技术。充血性心力衰竭，心肺转流手术、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）及重症急性胰腺炎（SAP）等是液体过负荷常见疾病或原因。当充血性心力衰竭时或心肺转流手术中及术后，显著的心脏前负荷加重，可导致心肺功能障碍，肾灌注下降，从而使交感神经兴奋和肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活，进一步加重心脏的前后负荷，形成恶性循环。血液净化技术能安全可靠地清除体内过多的水，迅速降低心脏前负荷，改善肝肾等重要脏器灌注，同时使肾素-血管紧张素-醛固酮系统得到抑制，改善心脏后负荷，有利于心功能恢复。在ARDS、SAP及SIRS等疾病状态下，可因肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活和毛细血管渗漏等病理生理改变，细胞外液量增加，体液分布异常，严重影响组织氧输送和氧摄取。此时，血液净化一方面可清除炎症介质，减轻全身炎症反应，改善毛细血管通透性，另一方面还能清除过多的水，配合胶体液治疗，可减轻组织水肿，改善组织细胞氧合。为治疗药物难以奏效的液体过负荷，可选择持续静静脉血液滤过（CVVH）、低效延时每日透析（SLEDD）或缓慢连续性超滤（SCUF）等持续模式。
（四）严重的电解质及酸碱紊乱
血液净化可迅速纠正重度高钠血症、低钠血症、高钾血症或严重代谢性酸中毒，但治疗时应注意，慢性低钠或高钠血症时纠正速度不宜过快。文献提供的治疗指证分别为：血钠＜mmol/L或＞mmol/L、血钾＞6.5mmol/L、pH＜7.1。
（五）重症急性胰腺炎
重症急性胰腺炎（severeacutepancreatitis，SAP）初期的病理生理学改变主要是SIRS，可较早出现毛细血管渗漏、休克、水电解质和酸碱紊乱、腹腔内高压，甚至腹腔间隔室综合征（abdominal
