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血液透析并发症每次血透过程中或血透结束后几小时内发生的与透析本身有关的并发症。
(一)失衡综合征:常见于尿素氮和肌酐水平很高，尿毒症症状很明显的患者，尤其多见于初次透析及透析诱导期。
其原因主要是透后以尿素为主的一些物质在血液和脑组织之间分布不均匀，加上PH值不均衡引起脑水肿及脑缺氧，表现为透中及透后头痛、乏力、倦怠、恶心呕吐、血压升高、睡眠障碍，重症者可有精神异常、癫痫样发作、昏迷甚至死亡。
(二)低血压:血透最常见的并发症。
发生原因包括有效血容量减少，超滤过多过快，自主神经病变，血管收缩降低，心钠素水平过高以及降压药物影响等。
表现为头晕、胸闷、面色苍白、出汗、黑朦、恶心呕吐、肌肉痉挛甚至意识丧失。
治疗主要是迅速补充血容量，同时减慢血流量，减少或暂停超滤。
预防措施包括透析器预充，血流量由小渐大，采用序贯透析或高钠透析，并嘱患者控制透析间期体重增加以减少超滤量。
(三)低氧血症:多见于醋酸盐透析，其原因与醋酸盐在体内的代谢及其降低血中CO2和HCO3—浓度有关。
透析膜生物相容性差可导致肺毛细血管内白细胞聚集影响换气功能，也是产生低氧血症的一个重要原因。
临床表现多不明显，原有心肺疾病的患者或老年人可能出现缺氧症状，甚至诱发心绞痛及心梗。
治疗上予鼻导管吸氧即可。
预防措施包括:使用碳酸氢盐透析液并使用生物相容性好的透析器。
(四)心律失常:常由低钾血症引起，低钾原因多为反复使用低钾或无钾透析液。
溶血时可产生高钾血症从而诱发心律失常，但相当罕见。
透前使用洋地黄类药物的患者由于透析中血钾浓度下降及酸碱度变化，可发生洋地黄中毒诱发心律失常。
防治措施有:饮食控制含钾食物以防透前高血钾，严格限制透析患者洋地黄类药物的使用，以及使用含钾>3.0mmol/L的透析液。
发生心律失常时可使用抗心律失常药物，但需根据药物代谢情况调整剂量。
(五)心包填塞:血透中及透后短时间内发生的心包填塞多为出血性，常在原有尿毒症性心包炎基础上由于应用肝素引起心包出血。
㊀第41卷㊀第7期2022年7月中国材料进展MATERIALS CHINAVol.41㊀No.7Jul.2022收稿日期:2020-11-22㊀㊀修回日期:2021-02-21基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFC0404001);国家自然科学基金资助项目(21978217,21706189,21676201)第一作者:叶㊀卉,女,1984年生,副教授,硕士生导师通讯作者:张玉忠,男,1963年生,教授,博士生导师,Email:zhangyz2004cn@DOI :10.7502/j.issn.1674-3962.202011030血液透析膜在血液相容性和毒素强化清除方面的研究进展叶㊀卉,侯笑洋,黄莉兰,安㊀珂,李㊀泓,张玉忠(天津工业大学材料科学与工程学院省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387)摘㊀要:慢性肾脏疾病患者体内内源性㊁外源性毒素的积累会加重肾脏负担甚至导致尿毒症,这些致病毒素被称为尿毒症毒素㊂血液透析是一种常见的终末期肾病治疗手段,可以清除血液中游离的小分子尿毒症毒素,但对中分子毒素和蛋白质结合化合物毒素的清除能力有限㊂血液透析膜材料的血液不相容往往会对患者健康造成影响,严重的会造成患者的病变甚至死亡㊂因此,改善血液透析膜的血液相容性和尿毒症毒素的强化清除成为了该领域的研究热点㊂传统改性方法中,通过膜表面亲水改性和表面带负电可以改善其血液相容性,在扩散基础上引入对流或吸附机制可以强化尿毒症毒素的清除㊂除传统改性方法外,一些新型血液透析膜也被开发用于改善血液透析膜的血液相容性以及尿毒症毒素的强化清除,如蛋白质仿生膜㊁纳米通道定向传输膜㊁三维模板多层纤维膜㊁抗凝生物膜以及自抗凝膜㊂介绍了血液透析膜在血液相容性和毒素强化清除方面的研究进展,为血液透析膜改性工作提供参考㊂关键词:血液透析膜;血液相容性;尿毒症毒素;中分子毒素;蛋白质结合化合物毒素中图分类号:R318.08㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1674-3962(2022)07-0520-05引用格式:叶卉,侯笑洋,黄莉兰,等.血液透析膜在血液相容性和毒素强化清除方面的研究进展[J].中国材料进展,2022,41(7):520-524.YE H,HOU X Y,HUANG L L,et al .A State of Art of Hemodialysis Membranes in Hemocompatibility and Enhanced Removal of Toxins[J].Materials China,2022,41(7):520-524.A State of Art of Hemodialysis Membranes in Hemocompatibility and Enhanced Removal of ToxinsYE Hui,HOU Xiaoyang,HUANG Lilan,AN Ke,LI Hong,ZHANG Yuzhong(State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes,School of Material Science andEngineering,Tiangong University,Tianjin 300387,China)Abstract :Accumulation of endogenous and exogenous toxins in patients with chronic kidney disease will increase the bur-den on the kidneys and even lead to uremia.These substances are called uremic toxins.Hemodialysis is a common treatment for end-stage renal disease.This treatment can remove free small molecule uremic toxins in the blood,but it is limited to re-move middle molecular toxins and protein-binding compound toxins.Moreover,the blood incompatibility of hemodialysis mem-brane materials often affects the health of patients,and even cause disease or even death.Therefore,improving the hemocom-patibility of hemodialysis membranes and strengthening their elimination performance have become hotspots in this field.In tra-ditional modification methods,the hemocompatibility of hemodialysis membranes can be improved by hydrophilic modification and negative charge on the membrane surface,and the removal of uremia toxin can be enhanced by adding convection or ad-sorption mechanism on the basis of diffusion.Moreover,several novel hemodialysis membranes have also been developed to im-prove the biocompatibility and enhance removal of uremic toxins,such as protein bionic membranes,nanochannel directional transport membranes,3D template multilayer fiber membranes,anticoagulant membranes and self-anticoagulation membranes.This article introduces the research progress of hemodialysis membranes in terms of hemocompatibility and enhanced removal of toxins,which provides references for the modifi-cation of hemodialysis membranes.Key words :hemodialysis membrane;hemocompatibili-ty;uremic toxins;middle molecular toxin;protein-binding compound toxin㊀第7期叶㊀卉等:血液透析膜在血液相容性和毒素强化清除方面的研究进展1㊀前㊀言慢性肾脏疾病(chronic kidney disease,CKD)患者随着肾功能的下降,体内内源性和外源性毒素无法正常排出而在血液中积累,这些积累的毒素会影响各个组织或器官的功能,从而导致尿毒症综合症[1,2]㊂血液透析(hemodialysis,HD)是一种体外血液净化技术,是以半透膜分隔血液和透析液,以膜两侧毒素物质浓度差作为驱动力,通过扩散作用使小分子毒素(如尿素㊁肌酐等)进入透析液中,从而实现血液中毒素清除和多余水分过滤,其原理示意图如图1所示㊂血液透析膜是血液透析器的核心组件,在商用血液透析器中,由于纤维素膜血液相容性较低,已经被聚合物材料所取代,如聚砜(polysul-fone,PSF)㊁聚醚砜(polyethersulfone,PES)㊁聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)㊁乙烯乙烯醇共聚物(ethylene vinyl alcohol,EVOH)和聚丙烯腈(polyacrylo-nitrile,PAN)[3-5]㊂目前,血液透析膜材料使用的合成聚合物中有93%来自聚砜家族,其中71%为PSF㊁22%为PES [6]㊂图1㊀血液透析原理示意图Fig.1㊀Schematic diagram of hemodialysis principle目前,血液透析膜材料主要存在两大问题:①血液透析膜与血液接触时发生一系列反应从而引起氧化应激,导致血液不相容;②透析膜对中分子毒素(如β2-微球蛋白)和蛋白质结合化合物毒素(如对甲酚㊁马尿酸等)的清除能力有限㊂现有的综述文章主要对血液透析膜生物相容性改性方法进行介绍,并未对其毒素强化清除改性工作进行介绍㊂本文主要综述血液透析膜在改善血液相容性及中分子㊁蛋白质结合化合物毒素强化清除方面的研究进展,并介绍了一些新型血液透析膜,为血液透析膜的改性工作提供参考㊂2㊀改善血液相容性血液相容性是血液透析膜的重要评价指标之一㊂当血液与外源性材料接触时,蛋白质在材料表面的粘附㊁凝血因子的激活会引起一系列不良反应,从而引起凝血㊁炎症和血栓等[7]㊂因此,提升血液透析膜表面的亲水性㊁使膜表面带适量的负电荷是改善血液透析膜血液相容性的关键㊂目前,血液透析膜表面改性的方法主要有接枝㊁共混㊁自由基聚合等,改性物质主要有肝素㊁维生素E㊁氧化石墨烯和聚丙烯酰吗啉(PACMO)等㊂2.1㊀肝素改性肝素作为抗凝剂,可以在血小板因子Ⅲ协同作用下作用于凝血酶,抑制纤维蛋白原向纤维蛋白转化,起到抗凝血作用㊂肝素自身带负电荷,通过静电排斥原理也可以抑制带负电的血小板在材料表面粘附㊁聚集㊂Gao 等[8]利用聚多巴胺将肝素固定在聚乳酸(polylactic acid,PLA)膜上,制备了肝素固定化的PLA 血液透析平板膜㊂结果表明,肝素固定化的PLA 膜可以抑制血小板粘附,延长血浆复钙时间,降低溶血率㊂Santous 等[9]用聚乙烯亚胺作为连接剂,将肝素固定在聚醚酰亚胺(polyetherim-ide,PEI)表面,制备了肝素固定化的PEI 血液透析膜㊂肝素固定化的PEI 膜表面更亲水,带有更多的负电荷,可以减少蛋白质吸附和血小板粘附㊂此外,膜表面的肝素延迟了活化部分凝血活酶的时间,有较好的抗血栓特性㊂2.2㊀维生素E 改性维生素E 是广泛使用的抗氧化剂,临床实验表明维生素E 可以有效降低炎症反应[10]和氧化应激[11]㊂由于材料的疏水性会引起蛋白质的粘附,进一步导致凝血级联和补体激活,Teotia 等[12]将维生素E 聚乙二醇琥珀酸酯(一种水溶性的维生素E 衍生物)接枝在PSF 膜表面提高膜的亲水性㊂与纯PSF 膜相比,维生素E 改性的PSF膜表面结构呈网状多孔结构,孔隙率和亲水性均有所提高,可以延长凝血时间,降低补体激活㊂Verma 等[13]以纳米沸石作为填充物㊁维生素E 聚乙二醇琥珀酸酯作为添加剂制备了PES 维生素E 聚乙二醇琥珀酸酯-沸石中空纤维膜,由于维生素E 聚乙二醇琥珀酸酯的加入可以降低溶血率㊁减少血小板粘附和活化㊁延长凝血时间,从而降低血液透析过程中产生的副作用㊂2.3㊀氧化石墨烯改性氧化石墨烯表面富含丰富的羧基㊁羟基和环氧基团,可以为膜表面提供负电荷,提高膜的亲水性,增强血液透析膜的血液相容性㊂Fahmi 等[14]将氧化石墨烯与PES 共混,通过沉浸相转化法制备了氧化石墨烯/PES 混合基质膜,提高了PES 膜表面的亲水性㊂Ma 等[15]将多巴胺接枝在羧基化氧化石墨烯(GOCOOH)上,制备了多巴胺改性的羧基化氧化石墨烯(DA-g -GOCOOH)纳米片,然后将纳米片沉积在PLA 膜表面,得到PLA /(DA-g -GO-COOH)复合血液透析膜㊂DA-g -GOCOOH 纳米片带有大量亲水基团,如 COOH ㊁ OH㊁ NH 2,可以提高膜表面的亲水性㊂另外,羧基化氧化石墨烯上的 COOH 在溶125中国材料进展第41卷液中易发生电离,使得复合膜表面带有更多的负电荷,抑制了带负电的血小板在膜表面的吸附㊂膜表面亲水性和电负性的共同作用,提高了PLA/(DA-g-GOCOOH)膜的血液相容性㊂2.4㊀聚丙烯酰吗啉改性血液透析膜表面亲水性的提高可以降低蛋白质在膜表面的吸附,获得良好的抗血栓性能㊂An等[16]将亲水性的PACMO作为侧链接枝在聚偏氟乙烯(PVDF)主链上,制备了聚偏氟乙烯聚合物(PVDF-g-PACMO),然后将PVDF-g-PACMO与PVDF共混,制备了PVDF/ (PVDF-g-PACMO)中空纤维膜㊂利用偏析效应使亲水性的PVDF-g-PACMO聚集在中空纤维膜的表面,提高膜表面的亲水性,使蛋白质吸附减少,凝血时间延长,改善了血液相容性㊂3㊀尿毒症毒素强化清除欧洲尿毒症毒素工作组(EUTox)曾对尿毒症毒素进行研究[17],并将其分为3类:①游离水溶性小分子化合物,②中分子物质,③蛋白质结合化合物㊂血液透析膜可以清除游离的小分子化合物,对中分子物质和蛋白质结合化合物的清除有限,所以很长一段时间人们都在寻求一种新的机制来清除这些难以清除的化合物㊂通过构建超薄功能层降低传质阻力㊁调控膜表面孔径可使中分子物质透过,或在膜中引入吸附剂以强化蛋白质结合化合物毒素的清除,本节主要介绍对流㊁吸附机制在尿毒症毒素强化清除中起到的作用㊂3.1㊀中分子毒素强化清除通过构建超薄的功能层,结合孔隙弯曲度更低的纳米纤维层可以降低毒素传质阻力,提高中分子毒素的清除率㊂薄膜纳米纤维复合膜(thin-film nanofibrous compos-ite membrane,TFNC)是由超薄功能层和纳米纤维微滤支撑层组成的复合膜㊂Yu等[18]利用静电纺丝制备了具有PAN纳米纤维支撑层和化学交联聚乙烯醇(polyvinyl alco-hol,PVA)超薄分离层的薄膜纳米纤维复合膜(PVA/PAN TFNC)㊂超薄的PVA亲水层和开孔结构的PAN纳米纤维支撑层有更小的传质阻力,超薄的选择层使得PVA/PAN TFNC对水㊁小分子尿素和中分子毒素的透过率更高㊂实验表明,PVA/PAN TFNC可以清除82.6%的尿素(一种典型的小分子毒素)㊁45.8%的溶菌酶(一种典型的中分子模拟物),保留98.8%的牛血清白蛋白㊂Zhu等[19]在PAN纳米纤维膜表面涂覆了一层磺化聚乙烯醇/聚乙烯醇(s-PVA/PVA)的混合水凝胶隔层制备了一种s-PVA/ PVA TFNC㊂通过控制s-PVA/PVA混合比例可调节膜表面凝胶层的网格大小,使得更多的中分子毒素得到清除㊂在4h透析实验中,84.2%的尿素和60.9%的溶菌酶被清除,95.0%以上的牛血清白蛋白得到保留㊂无机纳米材料填充在高分子基质膜中可以提高膜的渗透性和选择性㊂Said等[20]将无机纳米粒子氧化铁(Fe2O3)掺入PSF中制备了中空纤维式的Fe2O3/PSF混合基质膜㊂由于Fe2O3的掺入使PSF膜表面的孔径增大,提高了PSF 膜对水的渗透性,纯水通量达到110.47L㊃m-2㊃h-1㊂膜表面孔径的提高使分子尺寸较大的中分子毒素可以通过透析膜,提高血液透析膜对中分子毒素的清除能力㊂实验结果表明,该膜对尿素的清除率为82%㊁对溶菌酶的清除率达到46.7%,牛血清白蛋白保留率为99.9%㊂3.2㊀蛋白质结合化合物毒素强化清除用于血液净化的吸附剂材料众多,利用纳米孔结构的吸附材料可以将蛋白质结合化合物毒素从血浆中吸附分离出来㊂因此,将吸附剂与透析膜的优势相结合,制备具有吸附功能的血液透析膜,可以提高其对蛋白质结合化合物毒素的清除[21],这种膜通常被称为混合基质膜(mixed matrix membranes,MMMs)㊂Tijink等[22]将活性炭吸附剂与PES共混制备了双层MMMs㊂在吸附剂/PES共混层利用 吸附+对流 的方式可以清除蛋白质结合化合物毒素,而无吸附剂层又可防止吸附剂颗粒泄露㊂与PES膜相比,加入活性炭吸附剂的血液透析膜对肌酸酐和马尿酸(2种蛋白质结合化合物毒素)有更高的清除率㊂随后,他们又将活性炭与PES共混制备了中空纤维MMMs,该膜在4h静态吸附条件下,从人血浆中吸附了57.0%的对甲氧基硫酸盐㊁82.0%的吲哚氧基硫酸盐和94.0%的马尿酸(3种蛋白质结合化合物毒素)[23]㊂4㊀新型血液透析膜除传统改性方法外,蛋白质仿生膜㊁纳米通道定向传输膜㊁三维模板多层纤维膜㊁抗凝生物大分子层层自组装膜和自抗凝膜等也被应用于开发新型血液透析膜㊂新型血液透析膜致力于通过构建独特的膜结构来改善血液透析膜的生物相容性并强化尿毒症毒素的清除㊂本节主要介绍这些新材料㊁新技术㊁新方法在血液透析膜中的应用㊂4.1㊀蛋白质仿生膜生物膜能够使生命系统正常工作,为细胞的生命活动创造稳定的内环境,蛋白质仿生膜的灵感就来源于自然界中的生物膜㊂Yang等[24]制备的蛋白质自支撑膜具有非常好的中分子毒素清除能力㊂这种蛋白质自组装薄膜是由α-螺旋结构的溶菌酶在还原剂作用下快速伸展㊁聚合形成β-层状堆叠低聚物,随后在水/空气界面上团聚,形成的自支撑蛋白质薄膜㊂该膜的厚度在30~250nm范围225㊀第7期叶㊀卉等:血液透析膜在血液相容性和毒素强化清除方面的研究进展内可控,平均孔径可根据蛋白质浓度在1.8~3.2nm范围内调控㊂溶菌酶颗粒间形成大小可控的纳米级通道,可以保留粒径大于3nm的分子和粒子,允许小分子的快速迁移和中分子毒素的清除㊂模拟透析实验表明,所制备的蛋白质膜可以清除(81.3ʃ2.3)%的肌酸酐,(50.3ʃ3.7)%的溶菌酶,牛血清白蛋白保留率为99.7%㊂4.2㊀纳米通道定向传输膜纳米通道的概念提供了一种调控物质转运的新策略,近年来引起了学者的广泛关注㊂这一概念的灵感来自于自然界中的水通道蛋白,纳米材料的发展使这一灵感能够应用于各个领域,包括过滤㊁能源利用和生物医学等㊂Xu等[25]将肝素固定在多层碳纳米管(Hep-g-pMWCNTs)上,将其填充在化学交联的PVA上,然后将混有Hep-g-pMWCNTs的PVA涂覆在PAN纤维上,制备了Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC㊂Hep-g-pMWCNTs与PVA在界面处形成的间隙为毒素的运输提供了定向纳米通道,缩短了传质路径的长度,开孔结构的PAN纤维层有更小的传质阻力,二者共同作用加快了小分子毒素和中分子毒素的传输㊂在4h模拟透析中,88.2%的尿素和58.6%的溶菌酶得到清除,98.4%的牛血清白蛋白得到保留㊂4.3㊀三维模板多层纤维膜对于肾病患者,家庭护理血液透析仪是必要的,而便携式设备需要高比表面积㊁高效率的血液透析膜㊂3D打印技术可以制作三维图形,通过3D打印技术制备的具有三维压纹的血液透析膜有更大的表面积,可用于便携式和可穿戴血液透析仪㊂Koh等[26]利用3D打印技术开发了具有菱形孔的三维立体结构的聚对苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephathalate,PET)支撑模板,然后分别将聚酰胺(PA6)㊁聚酰胺和Y型沸石混合物㊁聚甲基丙烯酸甲酯-接枝-聚二甲基硅氧烷(PMMA-g-PDNA)纳米纤维丝缠绕在三维PET模板上制成印花结构的纳米纤维层,将这3种纳米纤维层复合在一起制备了具有3层结构的印花纳米纤维复合血液透析膜㊂底层PA6纳米纤维层增强了纳米纤维复合膜的机械性能和渗透性;中间层具有纳米孔结构的沸石的填充提高了纳米纤维复合膜对肌酸酐的吸附;海藻酸钠(sodium alginate,SA)与聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)改性的PMMA-g-PDMA纳米纤维层由于发生酯化反应,使膜表面呈现电负性,使其与带负电的血细胞㊁血小板产生静电互斥,减少血细胞㊁血小板在膜表面的粘附,改善了血液相容性㊂3D打印印花结构纳米纤维层最大的优势是具有凹凸的三维立体结构,使其具有更高的比表面积,约为平面膜的2.5倍㊂这种具有高比表面积㊁高效能的血液透析膜可适用于便携式和可穿戴血液透析仪㊂4.4㊀抗凝生物大分子层层自组装膜新型㊁低成本㊁高效的抗血栓形成生物大分子的合成及其在生物界面修饰中的应用已成为接触血液生物材料研究的热点㊂层层自组装是一种简便实现膜表面功能化的修饰方法㊂Deng等[27]利用原子转移自由基聚合法以环糊精为核心分别制备了星状超支化水溶性阳离子聚合物和和阴离子聚合物㊂通过静电作用将阴离子聚合物和阳离子聚合物交替沉积在聚乙烯亚胺(polyethylenimine, PEI)膜表面形成三维多孔状3层功能层,这种功能层是以星状超分子中心核延伸出来的线性壁连接而成,立体结构大大增加了生物活性基团或功能化基团的密度,使得环糊精改性的超分子基团可以更大地发挥抗凝血功能㊂与纯PEI膜相比,改性膜静态水接触角更低㊁亲水性更高,减少了蛋白质吸附,抑制血小板粘附,延长凝血时间,且星形超分子层沉积的三维多孔多层膜对内皮细胞的粘附和生长具有积极作用㊂4.5㊀自抗凝膜由于注射肝素代谢困难,长期使用会造成血小板减少等不良反应,人工合成的仿肝素化合物促进了自抗凝血液透析膜的发展㊂Nie等[28]利用苯乙烯磺酸钠和聚乙二醇甲基丙烯酸酯制备了仿肝素的功能聚合物,然后通过自由基聚合将这种仿肝素聚合物接枝在碳纳米管上,最后通过液-液相转化法制备了仿肝素的高分子刷接枝碳纳米管/PES复合膜㊂血液相容性评价实验表明,与纯PES膜相比,所制备的复合膜减少了蛋白吸附,延长了凝血时间,血小板粘附率更低㊂Liu等[29]还利用SA与丙烯酸(acrylic acid,AA)制备了水凝胶网络皮层用于修饰PSF血液透析膜表面㊂SA和AA的抗凝机理是通过二者交联生成一种具有丰富羧酸基团的聚合物(P(SA-AA)),羧酸基团与血液中的Ca2+发生螯合反应,从而抑制血小板粘附和蛋白激活,通过内在和外在的级联有效地抑制了凝血㊂与纯PSF膜相比,改性膜溶血率更低,凝血时间(活化部分凝血活酶时间APTT和凝血酶时间TT)长,降低了补体活化(C3a和C5a)㊂Liu等[30]采用自由基聚合的方法合成了一种两性的带长烷基疏水侧链的聚(甲基丙烯酸月桂酯-对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸)的仿肝素聚合物,并通过疏水-疏水相互作用将这种两性仿肝素聚合物固定在PLA的表面㊂合成的两性聚合物代替肝素的作用,抑制血小板粘附,降低补体激活(C3a和C5a),延长凝血时间,降低溶血率㊂APTT和TT的延长(APTT>600s, TT>140s)表明其具有良好的自抗凝特性㊂5㊀结㊀语血液透析是终末期肾病的有效治疗手段,血液透析325中国材料进展第41卷膜是血液透析器的核心组件㊂高分子聚合物膜是目前广泛使用的血液透析膜材料,高分子血液透析膜材料的改性也成为了该领域的研究热点㊂传统改性方法中,通过在膜表面固定亲水性基团或带负电荷的基团可以提高膜表面亲水性,改善膜血液相容性;通过构建超薄功能层或调节孔径使传质阻力降低㊁引入吸附功能粒子可实现毒素的强化清除㊂针对新型透析膜,开发蛋白质自支撑膜为仿生材料设计提供了新思路,纳米通道定向传输更有利于毒素的强化清除,三维模板多层纤维膜的高比表面积则更适用于可穿戴式血液透析仪,人工合成生物大分子有望取代传统抗凝物在材料改性方面的应用㊂未来,无论传统高分子血液透析膜的改性还是新型血液透析膜的开发都将围绕血液相容性的改善和毒素的强化清除进行,以实现血液透析治疗过程的优化㊂参考文献㊀References[1]㊀VANHOLDER R,PLETINCK A,SCHEPERS E,et al.Toxins[J],2018,10(1):33.[2]㊀BIKBOV B,PURCELL C,LEVEY A,et al.The Lancet[J],2020,395(10225):709-733.[3]㊀王丹丹,杨宁,贾雪梦,等.膜科学与技术[J],2018,38(2):22-28.WANG D D,YANG N,JIA X M,et al.Membrane Science and Technology[J],2018,38(2):22-28.[4]㊀IRFAN M,IDRIS A.Materials Science and Engineering C[J],2015,56:574-592.[5]㊀MICHAELA K,GOMES A,ALBERTO A,et al.Journal of Artifi-cial Organs[J],2019,22(1):14-28.[6]㊀MOLLAHOSSEINI A,ABDELRASOUL A,SHOKER A.MaterialsChemistry and Physics[J],2020,248:122911.[7]㊀王志刚.血液净化学[M].北京:北京科学技术出版社,2016.WANG Z G.Blood Purification[M].Beijing:Beijing Science and Technology Press,2016.[8]㊀GAO A,LIU F,XUE L.Journal of Membrane Science[J],2014,452:390-399.[9]㊀SANTOUS A,HABERT A,FERRAZ H.Journal of Materials Sci-ence:Materials in Medicine[J],2017,28(9):131. [10]SEPE V,GREGORINI M,RAMPINO T,et al.BMC Nephrology[J],2019,20(1):412.[11]RIBERA L,CORREDOR Z,SILVA I,et al.Mutation Research-Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis[J],2017,815: 16-21.[12]TEOTIA R,VERMA S,KALITA D,et al.Journal of Materials Sci-ence[J],2017,52:12513-12523.[13]VERMA S,MODI A,SINGH A,et al.Journal of Biomedical Mate-rials Research Part B-Applied Biomaterials[J],2018,106(3): 1286-1298.[14]FAHMI M Z,WATHONIYYAH M,KHASANAH M,et al.RSCAdvances[J],2018,8(2):931-937.[15]MA L,HUANG L,ZHANG Y,et al.RSC Advances[J],2018,8(1):153-161.[16]AN Z,XU R,DAI F,et al.RSC Advances[J],2017,7(43):26593-26600.[17]VANHOLDER R,DE R,GLORIEUX G.Kidney International[J],2020,98(5):1354.[18]YU X,SHEN L,ZHU Y,et al.Journal of Membrane Science[J],2017,523:173-184.[19]ZHU Y,YU X,ZHANG T,et al.Applied Surface Science[J],2019,465:950-963.[20]SAID N,ABIDIN M,HASBULLAH H,et al.Journal of AppliedPolymer Science[J],2019,136(48):48234.[21]TIJINK M,KOOMAN J,WESTER M,et al.Blood Purification[J],2014,37(1):1-3.[22]TIJINK M,WESTER M,SUN J,et al.Acta Biomaterialia[J],2012,8(6):2279-2287.[23]TIJINK M,WESTER M,GLORIEUX G,et al.Biomaterials[J],2013,34(32):7819-7828.[24]YANG F,TAO F,LI C,et al.Nature Communications[J],2018,9:5443.[25]XU Y,ZHU Y,CHENG C,et al.Journal of Membrane Science[J],2019,582:151-163.[26]KOH E,LEE Y T.Separation and Purification Technology[J],2020,241:116657.[27]DENG J,LIU X,MA L,et al.ACS Applied Materials&Interfaces[J],2014,6(23):21603-21614.[28]NIE C,MA L,XIA Y,et al.Journal of Membrane Science[J],2015,475:455-468.[29]LIU Y,LI G,HAN Q,et al.Journal of Membrane Science[J],2020,604:118082.[30]LIU Y,HAN Q,LI T,et al.Journal of Membrane Science[J],2020,595:117593.(编辑㊀吴㊀锐)425。
血液透析并发症的护理常规一、透析治疗中发生低血压的护理1、透析治疗中发生低血压是指透析中收缩压下降大于20mmH或平均动脉压下降10mmH以上，并有低血压症状者。
2、发生原因1 ）、有效血容量减少；2）透析液不耐受；3）透析膜生物相容性较差；4）、自主神经功能紊乱；5）使用降压药；6）尿毒症所致的心肌疾病；7）严重感染、严重创作、出血、重度贫血、低蛋白血症。
3、临床表现：心率增快、血压降低、面色苍白、冷汗淋漓、恶心呕吐等低血容量性休克的表现，严重者出现表情淡漠、嗜睡、抽搐、昏迷等。
4 、紧急处理：1 ）采取头低足高位；2）停止超滤；3）补充生理盐水或高渗溶液；4）使用升压药物；5）、症状缓解后重新设定除水量；6）、对回血前后的低血压应教会病人如何保护和观察内瘘是否通畅。
5 、预防：1 ）、伴有严重贫血的患者，透析前开始输血，管路要预冲盐水。
2）、积极纠正严重的低蛋白血症。
3）、使用生物相容性好的透析膜，控制超滤率及超滤总量。
4）、反复出现低血压者要重新评估干体重，改变透析治疗方式为调钠血液透析或序贯透析，同时注意停服透析前一次降压药物，积极处理患者心血管并发症和感染。
5）、对于经常发生低血压的病人嘱其在透析过程中最好不要大量进食二、高血压的护理常规1、发生原因：容量依赖型和肾素依赖型。
2、处理措施1）、患者发生高血压时应及时告知医生，当血压达到180mmH以上时应及时通知医师及时处理，防止脑血管意外等情况的发生。
2）、准确评估干体重。
3）、肾素依赖型高血压的处理一般是在上机后2 小时给予降压药口服。
4）、在回血前血压在200mmHg/100mm!时应慎重回血，血流量应在80ml/min以下，对老年患者应注意防止脑血管意外的发生。
3、预防措施：1 ）、合理应用降压药物，观察患者降压药物的服用情况及疗效。
2）、观察总结患者的干体重的情况，及时动态评估干体重。
3）、指导患者低钠饮食，控制水的摄入量。
4）加强健康教育，提高患者服药的依从性。
中国组织工程研究与临床康复第 13 卷 第 3 期 2009–01–15 出版January 15, 2009 Vol.13, No.3Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research学术探讨血液透析膜的生物相容性与透析并发症刘俊英The biocompatibility and dialysis complication of hemodialysis membraneLiu Jun-yingAbstract: Hemodialysis is a main treatment for renal failure. The material of dialysis membrane is the key factor for influencingthe effect of hemodialysis. The article investigates the basic principle of hemodialysis, types of dialysis membranes, common materials and its biocompatibility, as well as dialysis complications. The article also discusses the improvement of material and its effect on hemodialysis. Liu JY.The biocompatibility and dialysis complication of hemodialysis membrane.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2009;13(3):557-560 [ ]Department of Nephrology, Affiliated Hospital of Chengde Medical College, Chengde 067000, Hebei Province, China Liu Jun-ying, Nurse-in-charge, Department of Nephrology, Affiliated Hospital of Chengde Medical College, Chengde 067000, Hebei Province, China gzh9138@ Received: 2008-12-31 Accepted: 2009-01-13摘要：血液透析是肾功能衰竭的主要治疗措施，透析膜材料是影响血液透析治疗效果的关键因素。
文章探讨了血液透析基本原理、透析膜的种类、常用膜材料及其生物相容性、透析并发症等方面的研究，系统地讨论了透析膜材料的改进及其对 血液透析的影响。
关键词：血液透析膜；生物相容性；并发症 刘俊英.血液透析膜的生物相容性与透析并发症[J].中国组织工程研究与临床康复，2009，13(3):557-560 [ ]内是血液通路，膜外是透析液的通路，在透析时 0 引言 尿毒症是指人体不能通过肾脏产生尿液， 将体内代谢产生的废物和过多的水分排出体 外，引起的毒害。
现代医学认为尿毒症是肾功 能丧失后，机体内部生化过程紊乱而产生的一 系列复杂的综合征。
而不是一个独立的疾病， 称为肾功能衰竭综合征或简称肾衰。
血液透析 是治疗各种原因引起的急、慢性肾功能衰竭的 一种有效方法，特别是适用于慢性肾功能衰 竭、暂不能行肾移植的患者。
血液透析不但能 维持生命，而且能提高生活质量，但长期维持 性血液透析患者近期死亡率仍较高。
血液透析 是通过人为的方法，也就是利用机器和一些设 备，在人体外重演类似肾脏的功能，将人体内 的血液引出体外，并进入透析器。
在这里将体 内蓄积的废物、毒物自血液中清除出去，体内 缺乏的物质自透析器进入血液，净化了血液， 纠正了体内水、电解质和酸碱失衡状态，这种 替代肾脏排出废物及水分并吸收进体内需要 物质的设备称人工肾 。
1 问题的提出[1]血液与透析液在膜两侧呈反方向流动， 通过膜两 侧的溶质梯度、渗透压梯度和静水压梯度，使血 液中能通过半透膜微孔的物质(如钾离子、尿素、 肌酐和水)由血液侧向透析液侧移动，而人体内 需要补充的物质(如钙离子、碳酸氢根等)由透析 液侧向血液侧移动，这样使患者的电解质紊乱、 酸碱平衡得以纠正， 体内的代谢废物和过多的水 分被排除。
这种小分子物质能通过而大分子物质 不能通过半透膜的物质移动现象称为弥散。
临床 上用弥散现象来分离纯化血液使之达到净化目 的的方法即为血液透析的基本原理[2]。
问题2：血液透析膜的生物相容性特点？经过多年的研究发展， 透析膜的材料已经有 了很大的改进， 临床根据透析膜的材料分类主要 有3种[3-9]： ①未修饰的纤维素膜:铜仿膜、 双醋酸 纤维素膜。
②改良或再生纤维素膜:血防膜、三 醋酸纤维素膜。
③合成膜: 聚砜膜、 聚碳酸脂膜、 聚酰胺膜、聚醚砜膜、聚丙稀腈膜、聚甲基丙 稀酸甲脂膜。
根据透析膜超滤系数分类有2种① 高通量透析膜：平均孔径为2.9 nm，最大直径 为3.5 nm。
②低通量透析膜： 平均孔径为1.3 nm， 最大直径为2.5 nm。
问题3：影响透析膜生物相容性的因素？承 德 医 学院 附 属 医院肾脏内科， 河 北 省 承 德 市 067000 刘俊英， 女， 1976 年生， 河北省承德 市人， 满族， 1997 年 承 德 医学 院 护 理系毕业， 主管护 师， 主要从事血液 透析方面的研究。
gzh9138@sina. com中图分类号:R318 文献标识码:B 文章编号:1673-8225 (2009)03-00557-04 收稿日期： 2008-12-13 修回日期： 2009-01-13 (20081227006/ WJY·S)透析膜作为一种异体物质， 其特性越接近血问题1：血液透析半透膜的基本特征？管内皮细胞，生物相容性越好。
透析膜的生物相 容性是指人体血液与透析膜接触时所产生的一 系列临床变化，常表现为补体激活、细胞因子的血液透析疗法是利用半透膜原理，将患者 血液与透析液同时引进透析器内。
透析器的膜ISSN 1673-8225CN 21-1539/RCODEN: ZLKHAH557刘俊英.血液透析膜的生物相容性与透析并发症释放、凝血、β2-微球蛋白的沉积、血细胞的活化以及 其他方面的变化，与慢性肾功能衰竭患者的营养不良、 心血管疾病、微炎症状态、肾性骨病、淀粉样变、脂质 代谢、氧化应激、免疫功能、贫血、凝血障碍等关系非 常密切。
因此，国内外研究将白细胞介素1β、白细胞 介素6、肿瘤坏死因子α、C-反应蛋白、β2-微球蛋白 等作为评价生物相容性的指标[10-19]生纤维素膜、改良的纤维素膜、合成的聚合物膜。
常用 的透析膜材料有：铜仿膜、乙酸纤维素、血仿膜、聚丙 烯腈、聚酰胺、聚乙烯醇、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚碳酸酯膜等[26]。
铜仿膜由铜氨纤维制成，壁薄，亲水性高，小分子 毒素清除能力强，但生物相容性差，中分子毒素清除能 力低。
双醋酸纤维素膜与铜仿膜比较，尺寸稳定，膜面 光滑，可高温消毒，生物相容性提高[27]。
三醋酸纤维素 膜生物相容性较好，超滤率高，可清除中小分子毒素。
血仿膜与铜仿膜比较，生物相容性提高，小分子毒素清 除高。
聚砜膜生物相容性好，机械性能优良，膜薄，溶 质透过性高，中分子毒素清除率高，残血量少[28]。
聚碳酸脂膜生物相容性好，对尿素、维生素B2 和 水的透过率均高于再生纤维素膜机械强度高。
生物相容 性高、对中分子物质清除率高、效果好[29]。
聚醚砜膜与聚砜膜比较，亲水性和耐热、耐腐蚀性 能更高，与强氧化剂接触时，不产生甲基自由基[30]。
聚 丙烯腈膜超滤率可清除中小分子毒素和β2-微球蛋白，。
问题4：改善透析膜生物相容性的研究进展？作为一种异体物质，透析膜与人体血管内皮细胞存 在很大的差异。
在与血液相接触时，不可避免引起机体 的反应。
理想的透析膜应与人体的血管内皮极为相似， 提高透析膜的生物相容性，是当今国内外研究的热点和 方向之一 [20] 。
到目前为止已经进行了广泛而深入的研 究，取得了不小的进步，主要表现在两个方面:一是改变 透析膜表面的结构，另一方面是透析器的复用 2 2.1 问题的讨论血液透析的基本原理[20]。
血液透析所使用的半透膜厚可吸附毒素。
缺点为膜脆、机械强度差、不耐高温消毒 等。
聚甲基丙烯酸甲脂膜生物相容性高，吸附能力强， 但对中分子物质的清除仍不足[31]。
目前透析膜的发展方向为：一是传统透析膜的改进，度为10~20 μm， 膜上的孔径平均为3 nm， 所以只允许 相对分子质量为15 000以下的小分子和部分中分子物 质通过，而相对分子质量大于35 000的大分子物质不能 通过[21-22]。
因此，蛋白质、甲状旁腺激素、微生物、血如进一步改善透析膜的生物相容性，发展高通量甚至超 通量透析膜；二是研发新型透析膜；三是发展生物活性 膜。
高通量透析膜：为了进一步提高透析效果，增加清除细胞等都是不可透出的；尿的成分中大部分是水，要想 用人工肾替代肾脏就必须从血液中排出大量的水分，人 工肾只能利用渗透压和超滤压来达到清除过多水分的 目的。
现在所使用的人工肾即血液透析装置都具备上述 这些功能，从而对血液的质和量进行调节，使之近于生 理状态[23]。
透析是指溶质通过半透膜，从高浓度溶液向低浓度 方向运动。
血液透析包括溶质的移动和水的移动，即血 液和透析液在透析器(人工肾)内借半透膜接触和浓度梯 度进行物质交换，使血液中的代谢废物和过多的电解质 向透析液移动，透析液中的钙离子、碱基等向血液中移 动。
如果把白蛋白和尿素的混合液放入透析器中，管外 用水浸泡，这时透析器管内的尿素就会通过人工肾膜孔 移向管外的水中，白蛋白因分子较大，不能通过膜孔。
2.2血液透析器的透析膜中分子物质的能力，较纤维素膜有更大孔径和更大通透 性的合成膜应运而生[32]。
这些所谓高通量透析膜由含疏 水性基团的材料，包括聚丙烯腈、聚砜、聚芳香醚砜或 聚乙烯亚胺与不同亲水性成分所组成[33]。
最近透析膜的 发展重点在于，增加高通量膜的孔径同时锐化其分子截 留值，以最大化清除小分子蛋白。
这种发展方向基于这 样的理念：即清除尿毒症毒素如β2-微球蛋白、补体因 子D、瘦素、肾上腺髓质素等，同时又尽量减少白蛋白 的丢失，可改善终末期肾衰竭患者的预后[34]。
高通量透 析器具有高弥散和超滤能力，中分子溶质清除率为普通 透析器的2~3倍，超滤率为普通透析器3~10 倍。
