Стецюк Е.А. Основы гемодиализа
Подождите немного. Документ загружается.
Глава 3
ГЕМОДИАЛИЗНЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ
• Ацетатный концентрат
• Бикарбонатные концентраты А и В
• Изготовление концентрата
• Хранение концентрата
ОСНОВЫ ГЕМОДИАЛИЗА 32
Ацетатный концентрат
Кроме воды, для приготовления диализата необходим солевой раствор -
концентрат. Примитивизм и кустарщина при приготовлении концентрата у нас особенно
распространены. Концентрат для клинического применения должен поступать с завода в
готовом виде или в герметичных пластиковых пакетах, которые содержат точное
количество всех ингредиентов для растворения в определенном объеме воды обратного
осмоса. Такой должна быть сегодня принципиальная позиция специалистов по
гемодиализу.
Тем не менее, реальное положение с приготовлением концентрата весьма далеко
от удовлетворительного. Поэтому, на всякий случай, мы считаем нужным помочь
специалистам вспомнить, как рассчитывать навески солей для концентрата. Расчет
основан на знании относительной атомной массы элементов солей гемодиализного
концентрата. Масса элементов исчисляется в дальтонах. Дальтон равен 1/12 массы атома
углерода (табл. 3-1).
Рис. 3-1. Общая концентрация
натрия в диализате складывается
из двух источников.
Рис. 3-2. Диссоциация хлористого
магния
Таблица 3-1. Относительные атомные массы
элементов солей гемодиализного концентрата
Элемент Химический
символ
Относительная
атомная масса, Д
Кислород О 16
Водород Н 1
Углерод С 12
Калий К 39
Кальций Са 40
Хлор Cl 35,5
Магний Mg 24
Натрий Na 23
Допустим, нам надо получить диализат наиболее
расхожего состава (табл. 3-2).
Таблица 3-2. Состав наиболее расхожего
диализата
Компонент Концентрация, ммоль/л
Na+ 140,0 ммоль/л
K+ 2,0 ммоль/л
Сa²+ 1,75 ммоль/л
Mg²+ 0,5 ммоль/л
Cl- 112,5 ммоль/л
CH3COO- 35,0 ммоль/л
Глюкоза 2,0 г/л
Сразу отметим, что источниками натрия в
диализате являются хлористый натрий и ацетат натрия
(рис. 3-1).
Кроме того, состав диализата по хлору
определяется всеми хлорсодержащими солями.
Например, хлористый магний имеет химическую
формулу MgCl
2. Это означает, что 1 ммоль хлористого
магния дает в диализат 1 ммоль Mg²+ и 2 ммоль Cl-
(рис. 3-2).
33 ГЛАВА 3. ГЕМОДИАЛИЗНЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ
Таким образом, концентрацию хлора можно вычислить по сумме вкладов каждого
хлорсодержащего компонента диализата (табл. 3-3).
Таблица 3-3. Расчет концентрации хлора в диализате
Соль Концентрация хлора в диализате, ммоль/л
NaCl 107
CaCl2 3,5
KCl 2
MgCl2 1
Итого 114,5
Итак, начнем расчет. Как мы уже показали, хлористый натрий должен дать в
раствор 105 ммоль натрия. Сколько же потребуется соли, которая имеет химическую
формулу NaCl? Вернемся к табл. 3-3 и для каждого элемента запишем его относительную
атомную массу в дальтонах. Сложив обе массы, получим, что 1 молекула хлористого
натрия имеет массу 58,5 Д.
Na
Cl
23
+
35,5
= 58,5 Д
Миллимолем называется количество вещества в миллиграммах (мг), численно
равное относительной молекулярной или атомной массе.
Значит, если 1 молекула NaCl имеет массу 58,5 Д, то 1 ммоль NaCl имеет массу
58,5 мг. Согласно поставленной задаче, в 1 л диализата должно быть 105 ммоль натрия,
которые должен дать хлористый натрий. Поэтому на 1 л диализата потребуется 6142,5 мг
хлористого натрия:
58,5 мг х 105 = 6142,5 мг.
А так как нам надо получить концентрат, который будет разведен водой обратного
осмоса в 35 раз, результат следует умножить на 35:
6142,5 мг х 35 = 215 г.
Мы получили количество хлористого натрия на 1 л концентрата: 215 г. Если это
число умножить на объем вашего бака, получим необходимую навеску хлористого натрия.
Полагаем, что ваш бак для приготовления концентрата тщательно выверен по объему и
отградуирован.
Рис. 3-3. Расчет навески
хлористого магния.
Аналогичным образом вычисляем навеску других
солей. Обращаем внимание на то, что при расчетах надо
обязательно учитывать молекулярную массу вместе с
молекулами воды, которые входят в состав некоторых
солей для приготовления концентрата. Например,
хлористый магний обычно поступает в виде 6-водной
соли: MgCl2·6H2O. Поэтому расчет потребности в
хлористом магнии (а его требуемая концентрация в
диализате составляет 0,5 ммоль/л) показан с учетом
водности соли (рис. 3-3).
Что касается концентрации в диализате глюкозы,
предоставляем читателю решить этот вопрос
самостоятельно. Содержание глюкозы может
варьировать от 0 до 3 г/л. В литературе есть
рекомендации использовать 2 г/л у всех больных, а не
только у диабетиков. Во всяком случае, концентрация 1
г/л представляется нам вполне оправданной, так как в
таком случае больной гарантирован от гипогликемии.
ОСНОВЫ ГЕМОДИАЛИЗА 34
Мы вспомнили, как рассчитывать навеску солей для стандартного ацетатного
концентрата. Хотя понимать принципы расчета специалистам по гемодиализу полезно,
надеемся, что на практике эти знания не потребуются, так как с кустарщиной в
гемодиализном производстве пора кончать. Особенно это касается кислотного компонента
бикарбонатного концентрата, в который надо добавлять ледяную уксусную кислоту. В
этом случае нельзя работать вне специального помещения с вытяжкой.
Приводим навески солей для приготовления 1 л стандартного ацетатного
концентрата (табл. 3-4).
Таблица 3-4. Навески для приготовления 1 л
стандартного ацетатного концентрата (1:35)
Вещество Навеска, г
NaCl 214,9
KCl 5,2
CaCl2·6H2O 13,4
MgCl2·6H2O 7,1
CH3COONa·3H2O 166,6
Глюкоза 70,0
Бикарбонатные концентраты А и В
Допустим, что нам надо приготовить бикарбонатный концентрат, чтобы получился
диализат следующего состава (табл. 3-5):
Таблица 3-5. Один из вариантов бикарбонатного
диализата
Компонент Концентрация
Na+ 138,0 ммоль/л
K+ 2,0 ммоль/л
Сa²+ 1,75 ммоль/л
Mg²+ 0,5 ммоль/л
Cl- 109,5 ммоль/л
HCO3²- 32,0 ммоль/л
CH3COO- 3,0 ммоль/л
Глюкоза 2,0 г/л
Рис. 3-4. Образование
нерастворимого осадка при
реакции бикарбоната
натрия с хлоридом кальция.
Для начала объясним, почему концентрат такого
состава нельзя приготовить в одной канистре. Дело в
том, что кальций в диализате получается из хлористого
кальция (CaCl
2), а бикарбонат - из бикарбоната натрия
(NaHCO
3). При обычном смешивании эти хорошо
растворимые соли реагируют с образованием
нерастворимой соли (преципитата) CaCO
3 (рис. 3-4).
Поэтому для приготовления бикарбонатного диализата
используют два концентрата: кислотный компонент -
концентрат А и основной компонент - концентрат В.
35 ГЛАВА 3. ГЕМОДИАЛИЗНЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ
Как рассчитать все навески в концентрате А, мы уже знаем. Остановимся только на
ацетате, который получается путем добавления ледяной уксусной кислоты CH
3COОН.
Ледяная уксусная кислота представляет собой жидкость с острым раздражающим запахом.
При температуре 16 °С она застывает в кристаллическую массу.
Относительная атомная масса уксусной кислоты равна 60 Д, а 1 ммоль уксусной
кислоты равен, естественно, 60 мг. В нашем диализате концентрация уксусной кислоты
должна быть 3 ммоль/л. Значит, на 1 л диализата потребуется 180 мг уксусной кислоты, а
на 1 л концентрата - в 34 раза больше, т.е. 6120 мг, или 6,12 г. Ледяная уксусная кислота
- жидкость, имеющая плотность 1,05 г/мл.
Указанная плотность означает, что в 1 мл жидкой уксусной кислоты содержится
1,05 г вещества. Следовательно, для приготовления 1 литра концентрата нам
потребуется: 5,8 мл ледяной уксусной кислоты.
6,12:1,05 = 5,8 (мл)
В диализате ледяная уксусная кислота должна находиться только для того, чтобы
рН диализата находился в пределах 7,1-7,3, что предотвращает образование
нерастворимого осадка - преципитацию.
Вне указанных пределов рН вероятность преципитации резко возрастает, хотя во
время гемодиализа преципитация в той или иной степени все же происходит. Поэтому
после бикарбонатного гемодиализа преципитат должен быть удален раствором лимонной
кислоты.
Давайте приготовим кустарно базисный бикарбонатный концентрат по прописи
фирмы "Фрезениус". Согласно рекламному буклету, бикарбонатный концентрат марки
BC-F 8,4% в 10-литровой канистре должен содержать 1000 ммоль/л HCO3 и столько же
Na. При разведении этого концентрата в отношении 1:28,6 в диализате должна быть
концентрация бикарбоната 35,0 ммоль/л и, естественно, столько же натрия. Остальной
натрий поступит из кислотного концентрата.
Вычислим относительную атомную массу NaHCO3:
NaHCO3
-----------------------------
23 + 1 +12 + (16 x 3)
= 84 Д
Значит, 1 ммоль бикарбоната натрия имеет массу 84 мг. Нам надо получить в 1 л
1000 ммоль бикарбоната натрия. Посмотрим, сколько бикарбоната натрия надо для
получения 1 л базисного бикарбонатного концентрата:
84 мг x 1000 = 84 000 мг = 84 г.
А так как у нас канистра имеет емкость 10 л, то для приготовления бикарбонатного
концентрата необходимо 840 г бикарбоната натрия. Проще сказать, что базисный
бикарбонатный концентрат представляет собой 8,4% раствор бикарбоната натрия.
Не надейтесь, прочитав данную главу, получить ответы на все вопросы о
концентрате для гемодиализа. Все равно в каждом конкретном случае придется дотошно
разбираться. Разные фирмы предлагают различные формулы смешения кислотного и
бикарбонатного концентратов. Поэтому, начиная бикарбонатный диализ, внимательно
прочтите инструкцию или пригласите представителя фирмы.
По мнению ряда специалистов, очень удобно пользоваться специальными
патронами, которые содержат порошок бикарбоната натрия для приготовления
бикарбонатного концентрата ex tempore. Метод основан на том, что вода, пропускаемая
через патрон с порошком бикарбоната, представляет собой насыщенный раствор.
ОСНОВЫ ГЕМОДИАЛИЗА 36
Рис. 3-5. Принцип приготовления
бикарбонатного концентрата из
сухого порошка ex tempore.
А насыщенным называется раствор, в котором соль при
обычных условиях уже более не растворяется, т.е.
концентрация бикарбоната в жидкости, вытекающей из
патрона, должна быть очень стабильной (рис. 3-5).
Работающий в области диализа инженер А. В.
Гранкин на основании своих наблюдений полагает, что
перед употреблением и кислотный компонент, и
бикарбонат надо выдерживать при комнатной
температуре. В самом деле, растворимость соли сильно
зависит от температуры, и насыщенный раствор при
низкой температуре будет иметь иную концентрацию,
нежели при высокой. И ещё: контейнер с бикарбонатом
перед употреблением полезно встряхнуть, так как
образование конгломератов бикарбоната натрия может
привести к нестабильному растворению.
Итак, по-видимому, внедрение бикарбонатного гемодиализа в нашем отечестве
принесло больше беды, чем пользы. Гидравлика множества аппаратов испорчена, да и
многим больным, отнюдь, не полегчало. Если вы видите, что с бикарбонатным диализом
что-то не так, смирите гордыню! Пощадите больных! Вернитесь к привычному ацетатному
гемодиализу, приобретите пламенный фотометр, рН-метр, запаситесь лимонной кислотой,
отработайте метод в стендовом режиме, съездите в центр гемодиализа, где
бикарбонатный диализ идет нормально, и все досконально спросите. Не переводите всех
больных разом на новый буфер.
Преимущества бикарбонатного буфера, как показывает большой статистический
материал, не являются принципиальными: немного снижается частота гипотензии,
судорог голени, возможно, что-то еще.
Фанатиками бикарбонатного диализа являются специалисты, не умеющие делать
ацетатный гемодиализ.
Изготовление концентрата
Рис. 3-6. Схема системы приготовления концентрата.
Итак, у нас есть чистая вода и
навески солей. Теперь нам необходим
прибор для приготовления концентрата;
один из вариантов представлен на рис. 3-6.
В системе приготовления концентрата
ни в коем случае нельзя пользоваться
деталями из алюминия и его сплавов -
предпочтительна нержавеющая сталь и
пластмасса. Перекачивающий насос должен
иметь химически стойкую, желательно
пластмассовую помпу и магнитный привод,
гарантирующий от протечки.
Система приготовления концентрата состоит из следующих частей:
• реактора (миксер и бак), куда засыпают соли и декстрозу, наливают воду
обратного осмоса и где все это размешивают;
• фильтра, задерживающего мусор;
• бака-накопителя, где концентрат хранится.
37 ГЛАВА 3. ГЕМОДИАЛИЗНЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ
Засыпав в реактор требуемое количество соли и долив воды обратного осмоса
точно до метки, включаем миксер. После растворения соли объем раствора несколько
уменьшится. Это связано с тем, что молекулярно растворенные соли занимают меньший
объем, чем в кристаллическом состоянии. Поэтому в процессе приготовления концентрата
приходится немного доливать воды.
Хранение концентрата
Ацетатный концентрат с глюкозой или без нее не подвержен бактериальной
контаминации вследствие очень высокой концентрации соли. Это же касается и кислого
компонента бикарбонатного концентрата. А вот основной компонент бикарбонатного
концентрата, т. е. раствор бикарбоната натрия даже заводского приготовления, весьма
опасен в смысле бактериального роста, который происходит в нем очень бурно. В
результате в бикарбонатном концентрате обнаруживается значительная концентрация
эндотоксина. Поэтому в настоящее время желательно готовить бикарбонатный концентрат
ex tempore или с помощью специальных патронов с точно отмеренным количеством
порошка бикарбоната натрия.
Подобный контейнер существенно упрощает все проблемы, связанные с
приготовлением и хранением бикарбонатного концентрата, и избавляет нас от возможных
отклонений концентрации бикарбоната в диализате от должной.
Глава 4
ДИАЛИЗАТ
• Натрий
• Калий
• Кальций
• Магний
• Ацетат или бикарбонат
• Хлор
• Глюкоза
• рН
• Фильтрация диализата on-line
• Деаэрация диализата
39 ГЛАВА 4. ДИАЛИЗАТ
Натрий
Важнейшим электролитом в составе диализата является натрий, концентрация
которого в диализате в основном определяет состояние больного во время гемодиализа,
поэтому она должна быть исключительно точной. В диализате может содержаться от 135
до 145 ммоль/л натрия, в среднем - 140-142 ммоль/л. При концентрации натрия в
диализате 145 ммоль/л и выше у больного может повыситься артериальное давление,
возникнуть жажда, в междиализном периоде он наберет чрезмерный избыточный вес.
Рис. 4-1. Эффекты концентрации натрия в диализате.
Никакие гипотензивные препараты
не будут эффективны. И, наоборот,
при концентрации натрия
135 ммоль/л и ниже могут
появиться гипотензия, судороги,
тошнота и рвота до наступления
адекватной дегидратации
(рис. 4-1). Следует отметить, что
чувствительность к уровню натрия у
разных больных, хотя и варьирует,
но до определенного предела.
Итак, у нас есть чистая вода и правильно приготовленный концентрат. Включаем
искусственную почку. Во всех современных аппаратах концентрация натрия в диализате
контролируется по кондуктивности (электропроводности), которая выражается в
миллисименсах на 1 см (мСм/см). Метод оценки концентрации солей по кондуктивности
основан на том, что чем выше концентрация электролитов в растворе, тем лучше раствор
проводит электрический ток. Допустим, что через некоторое время датчик кондуктивности
диализата искусственной почки стабилизировался на каком-то уровне, например 13,8
мСм/см. Возникает вопрос: соответствует ли этот показатель реальной кондуктивности и
какова концентрация натрия в диализате?
Рис. 4-2. Портативный кондуктометр
NEO-1.
В качестве рефери нам необходим независимый
откалиброванный кондуктометр. Один из них
представлен на рис. 4-2.
Прибор может довольно точно измерять и
контролировать кондуктивность диализата при
включении его в контур диализата in line. Кроме того,
он показывает температуру диализата, рН и при
подключении специального датчика - давление
диализата. Но его надо периодически калибровать по
тест-раствору, которым комплектуется прибор.
Итак, независимый прибор откалиброван.
Теперь измерим кондуктивность диализата на
искусственной почке. Если данные портативного
кондуктометра и индикатор искусственной почки
совпали, нет проблем. Но, допустим, портативный
прибор показал 13,5 мСм/см. Значит, искусственная
почка слегка врет - ведь она показала 13,8. Поэтому
индикатор искусственной почки специальным
устройством приводим в правильное положение, т.е.
переводим индикатор с 13,8 на 13,5.
ОСНОВЫ ГЕМОДИАЛИЗА 40
Считаем нелишним порекомендовать в нынешних российских условиях приобретать
для портативных приборов только фирменные дорогие батарейки. И неплохо бы
попросить инженера проверить тестером их фактическое напряжение.
Однако вернемся к калибровке искусственной почки по натрию. Теперь датчик
кондуктивности показывает 13,5, и мы уверены, что это - истинная кондуктивность. Но
нас интересует все же, какова концентрация натрия в диализате. Мы можем совершить
серьезную ошибку, если станем проверять концентрацию натрия ионоселективным
методом. Посмотрим, что говорится по этому поводу в великолепной книге "Handbook of
Dialysis" (Eds J.T. Daugirdas, T.S. Ing. - 2nd ed. - 1994. - P. 209):
• ионоселективные электроды могут давать фальшиво заниженные результаты, и их
нельзя использовать для проверки уровня натрия в диализате;
• если необходимо, концентрацию натрия можно проверить только пламенным
фотометром. И только так!
Мы совершенно согласны с этим мнением и подтверждаем, что ионоселективный
анализатор ионометр EF фирмы "Фрезениус" дает именно такие ложнозаниженные
результаты. Если он показал концентрацию натрия 140 ммоль/л, то фактически она может
составлять 145-150 ммоль/л. А это уже верхняя граница нормального ацетатного
диализата. Поэтому в практической работе наиболее удобно пользоваться портативным
откалиброванным кондуктометром или пламенным фотометром.
И еще: биохимики ни за что не хотят верить, что ионоселективный анализатор дает
ложные показания - ведь в отношении калибровочных растворов его работа безупречна.
А дело в том, что калибровочные растворы ионоселективного анализатора не содержат
буфер, в присутствии которого электроды начинают давать ложнозаниженные результаты.
В то же время показателям по калию и ионизированному кальцию вполне можно верить.
Рис. 4-3. Зависимость концентрации
натрия от кондуктивности диализата.
Но все-таки: какова концентрация натрия при
кондуктивности, например, 13,5 мСм/см. Для ответа на
этот вопрос приводим график из той же книги
(глава 11, ст. 207) (рис. 4-3). Я постарался
скопировать рисунок с максимальной точностью.
Как видно из рисунка, кривая довольно жирная,
что означает погрешность измерения. Кондуктивность
13,5 мСм/см примерно соответствует концентрации
натрия 145 ммоль/л. Многовато для обычного
гемодиализа, если больной имеет нормальное
артериальное давление. Ведь нам надо получить в
диализате 142 ммоль/л. То есть кондуктивность
диализата должна быть примерно 13,3-13,7 мСм/см.
Окончательное решение можно принять, измерив
концентрацию натрия в диализате пламенным
фотометром, желательно импортным и работающим на
своем "родном" газе.
При обсуждении с коллегами вопроса калибровки искусственной почки по натрию,
который я считаю исключительно важным, принципиальным в технологии гемодиализа,
мне высказывали немало сомнений в том, что зависимость концентрации натрия от
кондуктивности диализата, приведенная в книге Джона Догирдаса, верна. Мои оппоненты
считали, что кондуктивность диализата 13,1 мСм/см соответствует более низкой
концентрации натрия, т.е. никак не 140 ммоль/л, а существенно ниже. Возражения были
не голословными, а обоснованными данными измерений.
Полагаю, истина находится где-то посередине: уровню натрия 142 ммоль/л
соответствует кондуктивность диализата 13,3-13,8 мСм/см. Практически изменение
кондуктивности на 1 мСм/см соответствует изменению концентрации натрия в диализате
на 1 ммоль/л.