血液透析仪器的基本原理是利用半透膜原理和溶质浓度梯度差,来清除体内代谢废物、过多水分和电解质等,从而模拟人体肾脏的滤过功能。以下是其主要原理的详细介绍:
半透膜原理
血液透析仪器中有一个关键部件 - - 透析膜,它是一种半透膜。这种膜具有选择性通透性,允许小分子物质如尿素、肌酐、尿酸等代谢废物以及电解质如钠、钾、氯等通过,但能阻止大分子物质如蛋白质、血细胞等通过。在透析过程中,血液和透析液分别在透析膜的两侧流动,通过半透膜的物理屏障作用,实现血液与透析液之间的物质交换。
弥散作用
这是血液透析过程中清除溶质的主要原理之一。弥散是指溶质从高浓度一侧向低浓度一侧通过半透膜的移动过程。在血液透析时,血液中的代谢废物如尿素、肌酐等浓度高于透析液中的浓度,它们就会通过透析膜弥散到透析液中,从而被清除出体外。而透析液中的葡萄糖、碱基等有益物质如果浓度高于血液,也可能向血液中弥散,起到补充营养和纠正酸中毒等作用。
对流作用
对流是指溶质和水一起通过半透膜的移动过程。在血液透析中,通过对透析液施加一定的压力梯度,使透析液在透析膜内侧产生超滤,同时带动血液中的水分和部分溶质一起通过透析膜进入透析液侧。这种对流作用可以清除一些中分子物质,如炎症介质、某些毒素等,这些物质单纯依靠弥散作用清除效果较差。对流清除的效率与超滤率、透析时间以及透析膜的特性等因素有关。
吸附作用
血液透析膜和其他管道材料等可以吸附一些血液中的毒素、蛋白质等物质。例如,某些透析膜对炎症介质、β2 - 微球蛋白等有一定的吸附能力,这有助于减轻炎症反应和预防并发症。不过,吸附作用相对弥散和对流来说,清除效率较低,但它也是血液透析清除毒素的一种辅助机制。