Огляд Розуміння систем сорбентного діалізу - AGAR - 2010 - Нефрологія - Інтернет-бібліотека Wiley

Служба нирок, лікарня Джилонг, оздоровлення Барвон, Джилонг, Вікторія, Австралія

АНОТАЦІЯ

ВСТУП

Одноразова система пропорційного діалізу є домінуючою конфігурацією гемодіалізу, оскільки вона була комерційно запроваджена на початку 1960-х років. 1, 2 Тільки одна інша система доставки коли-небудь виникла, щоб суттєво кинути виклик цьому методу - сорбентний діаліз. 3, 4 Однак, різниця у вартості незабаром сильно упереджена на користь однопрохідної доставки в парі з очищенням води із зворотним осмосом (R/O). Отже, на початку 90-х років діаліз сорбенту зник з клінічного використання.

Однопрохідні системи за своєю суттю потребують води і, незважаючи на твердотільну електроніку, вимагають регулярного та дорогого обслуговування рідинного шляху. Крім того, для забезпечення водою «діалізу» для системи дозування необхідна дорога, складна та енергоємна установка з випуску води. Навіть тоді якість води, що забезпечується системою R/O та однопрохідною системою, часто залишається сумнівною.

Наприкінці 1990-х років інтерес до систем на основі сорбенту відновлювався, особливо у тих, хто прагнув мініатюризації, портативності та носіння. 5 Тим часом покращився асортимент, потужність та виробничі витрати сорбентів, придатних для діалізу.

До 2010 року, хоча все ще в основному розвивається, сорбентний діаліз знову став життєздатною технологічною альтернативою. 6, 7 Пошуки менших, переносних, водозберігаючих, зручних у користуванні та зручних машин, однаково придатних як для дому, так і для об'єкта, неминуче повернув назад до технології сорбенту. Низка нових систем доставки гемодіалізу та перитонеального діалізу засновує свою незалежність від постійного водопостачання на відновленні діалізату за допомогою сорбентних картриджів. 6-9

Цей документ прагне ознайомити - або повторно ознайомити попередніх користувачів - з основними концепціями регенерації діалізу на основі сорбенту.

СОРБЕНТИ

Сорбент - це матеріал, який у вигляді твердої речовини або рідини може зв’язувати іншу речовину або сполуку шляхом адсорбції або всмоктування в свою структуру. Цей зв'язок може бути фізичним або хімічним і, головним чином, включає хімічний або іонний зв'язок або утворення молекулярних комплексів. Чим більше площа поверхні сорбенту, тим більша ефективність зв'язування. 10

Фосфат цирконію (ZrO (H2PO4) 2 · 3H2O) - це загальновживаний, високоефективний обмінний матеріал, який несе на своїй поверхні зв’язки натрію (Na +) та водню (H +). 11 Під впливом розчину, що містить більш активні одновалентні та двовалентні катіони - наприклад, калій (K +), кальцій (Ca ++) або магній (Mg ++) - він переважно вивільняє Na + та H + у розчин, а натомість, зв’язують інші іони.

СОРБЕНТИ В ДІАЛІЗІ

На початку 1960-х років НАСА намагалося очистити стічні води та стоки людей, щоб мінімізувати перевезення води в ракетних вантажах та виступити в ролі поновлюваного джерела води для пілотованих космічних подорожей. Незабаром сорбенти стали ідеальним способом видалення з розчину широкого спектру відходів людських стічних вод. Вони довели надзвичайно ефективні та ефективні очищувачі води. Вперше сорбенти були пристосовані до очищення крові Рейнольдсом, який використовував фосфат цирконію як адсорбент для видалення амонію з досліджуваного розчину.

Невдовзі хімію сорбенту застосували до стоку діалізату зі штучної ниркової ланцюга для перевірки потенціалу повторного використання стоків діалізату. Тоді з’явилася система REDY - скорочення від “Recirculation of DialYsate”. 3, 4 REDY використовував одноразовий одноразовий сорбентний картридж. Він містив активоване вугілля, уреазу та фосфат цирконію, які при послідовному використанні очищали стоки діалізату та дозволяли регенерацію діалізу. Потрібно було лише 6 л водопровідної води. Це порівняно з кількома сотнями обробки/обробка (залежно від ефективності роботи обладнання для виведення/виведення), необхідна для звичайної однопрохідної системи. Чистота стічної води після картриджів досягла майже надзвичайно чистої якості, незважаючи на відсутність постійного джерела води. Злив не знадобився. Єдиним анкерним з'єднанням було стандартне ланцюгове джерело живлення.

Серійні моделі REDY 1970–1980-х років були першими справді портативними системами діалізу і широко використовувались в австралійських лікарнях, особливо для приліжкового діалізу при гострій нирковій недостатності. Що важливо, їх також розмістили в австралійських будинках для домашнього гемодіалізу. На той час це був вірогідний фактор збігу успіху австралійського домашнього гемодіалізу.

Як у системі REDY, так і в останній клінічній прототипі сорбентної системи, Allient, 12-14 «використаний» або «стічний» постдіалізний діалізат, що містить звичайні розчинені продукти діалізу, пройшов через багатошарову колону адсорбційних матеріалів. Ці адсорбенти були розроблені для того, щоб захоплювати або «адсорбувати» ці розчинені речовини - та інші речовини, включаючи ендотоксин та бактерії - та видаляти їх із діалізу. Крім того, надлишок діалізованих іонів - K +, Ca ++, Mg ++ та фосфату (PO4 ≡) - обмінювались на доброякісні або менш токсичні іони, такі як Na +, H +, бікарбонат (HCO3 -) та ацетат. * * Примітка: це також була ера звичайних систем діалізу, забуференних ацетатом.
«Відновлена» рідина виходила з картриджа сорбенту у вигляді «очищеної» води, що містить Na +, HCO3 - і невелику кількість ацетату. Потрібен був завершальний етап - повторне додавання відомої концентрації K +, Ca ++, Mg ++ - для повного відновлення діалізату до його „представлення на діалізаторі як“ інфузату ”. Весь процес сорбенту був добре описаний Ешем. 15

Хоча дехто згадуватиме ранній сорбентний діаліз з ностальгією, економіка та час незабаром залишили позаду технологію сорбенту. Хоча портативні та водоефективні, патрони для сорбенту були дорогими. Тріумфувала технологія одноразового діалізу. Інші занепокоєння сигналізували про очевидний кінець ери сорбенту: повідомлялося про вивільнення алюмінію з ранніх картриджів, що містять гідроксид алюмінію, вплив ацетату та можливість насичення картриджів аміаком.

ВІДМІННИЦТВА МІЖ ОДИНОЧНИМ ПРОХОДОМ І СОРБЕНТОВИМИ СИСТЕМАМИ

Звичайна система одноразового діалізу (рис. 1) потребує джерела живлення, джерела води, системи дозування, водоочисної установки (як багатошарової системи попередньої фільтрації, так і зворотного осмосу) та стоку стоків. Стерилізація водяного контуру також потрібна після кожного циклу обробки, і необхідна регулярна декальцифікація внутрішніх контурів води та діалізу.

Принципова схема однопрохідної системи (походження діаграми невідоме).

Для порівняння, система сорбенту (рис. 2) потребує лише джерела живлення. Технологія сорбенту не містить джерела води, не потребує фільтрації води або обладнання для очищення води з зворотним осмосом і не потребує стоку стоків. Важливо, оскільки його діалізатна схема є самодостатньою та одноразовою, вона також не потребує внутрішніх схем, що піддаються впливу рідини, і як така не вимагає майже жодного регулярного обслуговування чи очищення. Декальцифікація обладнання та стерилізація за схемою не потрібні, крім, звичайно, неминучої стерилізації ліній крові та діалізатора перед використанням.

Принципова схема сорбентної системи (походження діаграми невідоме).

СОРБЕНТНИЙ КАРТРИЖ

Ключовим фактором технології сорбенту є здатність використаного (стоку) діалізату - попередньо злитого у відходи в однопрохідних системах - проходити через одноразовий абсорбуючий «картридж» і виходити, очищений та очищений для подання на діалізатор. Це помітно зменшує необхідний загальний обсяг діалізату.