撰文/孟凡静
在人体这架精密的“机器”里,肾脏就像一个高效的“污水处理厂”,负责过滤血液,清除代谢废物、多余水分和电解质,维持身体内环境的稳定。然而,当肾脏功能出现严重问题,无法正常工作时,就需要借助血液净化透析技术来替代肾脏的部分功能。那么,血液净化透析的基本原理究竟是什么呢?
透析的“分身术”:弥散原理
弥散是血液透析最基础的原理,它基于分子热运动。我们可以把血液和透析液想象成两条相邻的“河流”,它们之间隔着一层半透膜,这层膜就像一道特殊的“筛子”,只允许特定大小的分子通过。
在血液中,尿素、肌酐等小分子代谢废物,以及钾、钠等电解质,就像一群活泼好动的小分子,它们会不断进行无规则的热运动。由于透析液中这些物质的浓度相对较低,根据浓度梯度差的原理,血液中的小分子就会从浓度高的地方向浓度低的透析液一侧移动,这一过程就如同水往低处流一样自然。
以尿毒症患者为例,他们体内积累了大量的尿素和肌酐。在透析过程中,血液在透析器中流动,与透析液通过半透膜紧密接触。随着时间的推移,血液中的尿素和肌酐等小分子代谢废物就会不断扩散到透析液中,从而被清除出体外。经过数小时的透析治疗,患者血液中的这些有害物质浓度会显著降低,身体的不适症状也能得到一定程度的缓解。
透析的“磁吸术”:对流原理
对流原理主要应用于血液滤过这种透析方式。它的工作方式与弥散有所不同,更像是一个借助外力实现的“搬运”过程。
当血液流经血液滤过器的滤过膜时,在跨膜压的作用下,血液中的水分会像被一只无形的手推动一样,通过滤过膜进入透析液一侧。与此同时,随着水分的移动,血液中的一些中分子物质,如β₂-微球蛋白等,也会被“裹挟”着一起通过滤过膜。
打个比方,血液中的中分子物质就像漂浮在水面上的小船,当水流(水分)在压力的作用下流动时,小船也会随着水流一起移动。通过这种对流机制,血液滤过能够有效地清除血液中弥散作用较难清除的中分子物质,这些中分子物质在体内蓄积会对神经系统、心血管系统等造成损害。所以,对于一些中分子毒素蓄积较多的患者,如糖尿病肾病导致的尿毒症患者,血液滤过是一种非常有效的治疗手段。
透析的“吸附术”:吸附原理
吸附原理在血液灌流中发挥着关键作用。血液灌流就像是给血液来一次“深度清洁”,它利用具有强大吸附能力的吸附剂来清除血液中的毒素。
吸附剂就像一块超级“磁铁”,但它吸附的不是金属,而是血液中的各种有害物质。这些吸附剂通常具有巨大的比表面积和特殊的化学结构,能够与血液中的毒素分子发生物理吸附或化学吸附作用。
物理吸附主要依靠吸附剂与毒素分子之间的范德华力,就像两块磁铁相互吸引一样,将毒素分子牢牢地吸附在吸附剂表面。化学吸附则是吸附剂表面的活性基团与毒素分子发生化学反应,形成化学键,从而将毒素固定在吸附剂上。
例如,对于一些药物或毒物中毒的患者,血液灌流可以迅速清除血液中的药物或毒物成分。像有机磷农药中毒,有机磷分子会被吸附剂特异性地吸附,从而降低血液中有毒物质的浓度,减轻对身体的损害,为后续的治疗争取宝贵的时间。
透析的“平衡术”:超滤原理
超滤原理主要解决的是患者体内多余水分的问题。在透析过程中,通过调整透析器两侧的跨膜压,使得血液中的水分能够通过半透膜进入透析液中,从而达到清除体内多余水分的目的。
这就好比一个天平,一边是血液中的水分,一边是透析液。通过调节压力,让水分从血液一侧向透析液一侧倾斜,实现水分的转移。医生会根据患者的体重增长情况、水肿程度及血压等因素,精确计算需要超滤的水分量。
比如,一位尿毒症患者由于肾脏排水功能障碍,一周内体重增加了3公斤,这意味着他体内蓄积了约3000毫升的水分。在透析治疗时,医生会设定合适的超滤量,逐步将多余的水分排出体外,以减轻患者的心脏负担,缓解水肿症状,维持血压的稳定。
血液净化透析通过弥散、对流、吸附和超滤等多种原理协同作用,模拟肾脏的部分功能,帮助患者清除体内的代谢废物、多余水分和电解质,维持内环境的稳定。随着医学技术的不断发展,透析治疗的效果和安全性也在不断提高,为众多肾脏疾病患者带来了新的希望,让他们能够更好地生活下去。
(作者单位:河北省承德市滦平县中医院)