線性可調(diào)碳酸氫根離子濃度對(duì)糾正酸中毒的影響

董 斌 江慧迪 吳 丹 張飛鴻 嵇相高 陳苗苗

線性可調(diào)碳酸氫根離子濃度對(duì)糾正酸中毒的影響

董 斌①江慧迪②吳 丹③張飛鴻④*嵇相高①陳苗苗①

目的：探討線性調(diào)整B液電導(dǎo)度對(duì)透析液中緩沖劑及其他離子濃度變化的影響。方法：選取威海威高血液凈化中心日機(jī)裝系列DBB-27C血液透析機(jī)，經(jīng)調(diào)校完畢后采用同一批次碳酸氫鹽透析液進(jìn)行模擬透析，在維持透析液電導(dǎo)度14 mS/cm的情況下，以0.2 mS/cm的波段調(diào)整B液電導(dǎo)度在2～4 mS/cm范圍內(nèi)波動(dòng)，并抽取每一波段的透析液進(jìn)行離子檢測(cè)，比較緩沖劑及其他離子變化，期間采用血液透析機(jī)分析儀全程監(jiān)控電導(dǎo)度變化，避免由于透析機(jī)電導(dǎo)度誤差或透析液因素影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果：透析液濃度與電導(dǎo)度不呈線性相關(guān)，鈉離子(Na+)無明顯變化，其他離子與B液電導(dǎo)度呈輕微反向相關(guān)，但在該范圍內(nèi)碳酸氫根離子(HCO3-)與B液電導(dǎo)度具有顯著的依存關(guān)系，且在酸洗消毒充分的情況下，多次實(shí)驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)碳酸鈣和碳酸鎂沉淀現(xiàn)象。結(jié)論：透析液濃度與電導(dǎo)度不呈線性相關(guān)，故可嘗試通過調(diào)整B濃縮液電導(dǎo)度糾正慢性腎功能衰竭引起的酸中毒。

電導(dǎo)度；緩沖劑；酸中毒；血液透析

代謝性酸中毒是慢性腎功能衰竭患者，尤其是維持性血液透析患者的常見并發(fā)癥，是導(dǎo)致患者出現(xiàn)一系列臨床癥狀的重要原因[1-2]。當(dāng)腎小球?yàn)V過率(glomerular filtration rate，GFR)下降至20 ml/min，人體即出現(xiàn)輕度代謝性酸中毒，表現(xiàn)為血漿中碳酸氫根離子(HCO3-)濃度下降。當(dāng)腎功能進(jìn)一步減退，尿中排泄氫離子(H+)減少，導(dǎo)致酸中毒進(jìn)一步加重。一旦腎功能下降超過正常人的80%，則不能維持正常的酸堿平衡，從而出現(xiàn)一系列酸中毒的表現(xiàn)，如食欲不振、惡心、嘔吐、呼吸深大、精神萎靡、煩躁、頭痛，重者昏迷、心律失常、血壓下降等，因此糾正酸中毒是必不可少的治療措施。目前，臨床上多采用口服或靜脈滴注堿性藥物治療酸中毒，但長(zhǎng)期口服堿性藥可致胃腸道不適，酸中毒糾正不理想等；而靜脈滴注堿性液糾正酸中毒會(huì)加重患者水負(fù)荷，導(dǎo)致水腫加劇[3-4]。

血液透析過程中，透析液電解質(zhì)濃度部分接近正常人體血漿濃度，透析液堿基濃度略高于血漿堿基濃度，堿基進(jìn)入血液糾正酸堿失衡狀況。常規(guī)透析液可適應(yīng)大部分患者，然而在個(gè)性化透析，尤其是糾正酸中毒方面存在很大不足。為研究血液透析過程中B液電導(dǎo)度調(diào)整對(duì)透析液離子，尤其是HCO3-濃度變化的影響，本研究設(shè)計(jì)了B液電導(dǎo)度從低到高的線性上升曲線，并與標(biāo)準(zhǔn)透析液對(duì)比，觀察透析液離子濃度變化的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

透析液采用威高藥業(yè)制備的血液透析濃縮液。

(1)透析液配方。①A濃縮液成分：氯化鈉(NaCl)，210.70 g/L，氯化鉀(KCl)，5.22 g/L，氯化鈣(CaCl2·2H2O)，7.72 g/L，氯化鎂(MgCl2·6H2O)，3.56 g/L，冰醋酸(CH3COOH)，6.31 g/L；②B濃縮液成分：碳酸氫鈉(NaHCO3)，84.0 g/L。

(2)透析用水。采用威高藥業(yè)雙級(jí)反滲設(shè)備制備的反滲(reverse osmosis，RO)水。

1.2 方法

采用經(jīng)調(diào)校合格的日機(jī)裝系列透析機(jī)DBB-27C，同一批次剛開封碳酸氫鹽透析液進(jìn)行模擬透析。透析時(shí)，透析機(jī)自動(dòng)按比例對(duì)A濃縮液、B濃縮液及RO水進(jìn)行稀釋，透析液最終離子濃度(mmol/L)見表1。在無患者的情況下，按照血流量200 ml/min，透析液流量500 ml/min，超濾率1 L/h，透析時(shí)間4 h進(jìn)行模擬透析。

1.3 觀察指標(biāo)

在維持透析液電導(dǎo)度14 mS/cm的情況下，以0.2 mS/cm的波段調(diào)整B液電導(dǎo)度在2～4 mS/cm范圍內(nèi)波動(dòng)。采用優(yōu)利特URIT-8030、URIT-910電解質(zhì)分析儀對(duì)抽取的每一波段的透析液進(jìn)行離子檢測(cè)，比較緩沖劑及其他離子變化，期間采用美國(guó)MESA90XL血液透析機(jī)分析儀全程監(jiān)控電導(dǎo)度變化，避免由于透析機(jī)電導(dǎo)度誤差或透析液因素影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見表2。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，結(jié)果采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)，以P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

表2顯示，剔除B液電導(dǎo)度2.0 mS/cm外，報(bào)告具有明確的數(shù)據(jù)導(dǎo)向。A濃縮液是不含緩沖劑的電解質(zhì)成分，B液是碳酸氫鈉溶液。B液電導(dǎo)率變化過程中，Na+無明顯變化，K+、Ca2+、Mg2+、Cl-與B液電導(dǎo)率呈輕微負(fù)相關(guān)變化；二氧化碳結(jié)合力(CO2CP)反應(yīng)的是透析液中HCO3-的儲(chǔ)備量，與B液電導(dǎo)率呈正相關(guān)變化，且變化幅度相對(duì)較大。B液電導(dǎo)度調(diào)整范圍在2.0～4.0 mS/cm，CO2CP變化范圍在21.9～43.6 mmol/L，幾乎成正比。

3 討論

3.1 電導(dǎo)率與濃度關(guān)系

水溶液的電導(dǎo)率與其所含無機(jī)酸、堿及鹽的量有一定關(guān)系，與溶解固體量濃度成正比，且固體量濃度越高，電導(dǎo)率越大。電導(dǎo)率和溶解固體量濃度的關(guān)系近似表示為：1.4μs/cm=1 ppm或2μs/cm=1 ppm(每百萬單位CaCO3)。

不同類型的溶液有不同的電導(dǎo)率。新鮮蒸餾水的電導(dǎo)率為0.2～2 μs／cm，但放置一段時(shí)間后，因吸收了CO2，增加到2～4 μS/cm；天然水的電導(dǎo)率多在50～500 μs/cm之間，礦化水可達(dá)500～1000 μs/cm；含酸、堿及鹽的工業(yè)廢水電導(dǎo)率往往＞10 000 μs/cm；海水的電導(dǎo)率約為30 000 μs/cm。由此可見，利用電導(dǎo)度儀可以間接推測(cè)水中離子的總濃度。

表1 透析液最終離子濃度(mmol/L)

表2 生化檢測(cè)報(bào)告

由于透析液成分定量分析較復(fù)雜，切實(shí)可行的辦法是監(jiān)測(cè)透析液的電導(dǎo)度[5-6]。通過電導(dǎo)度測(cè)量來反映透析液離子成分濃度，血液透析機(jī)通常至少配置有2個(gè)電導(dǎo)度監(jiān)測(cè)模塊，電導(dǎo)度監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到的電導(dǎo)度值傳到CPU，與設(shè)定電導(dǎo)度相比較，進(jìn)而控制濃縮液配制系統(tǒng)，對(duì)透析液的配比濃度進(jìn)行不間斷檢測(cè)，稀釋精度為±1%，以保證透析過程中透析液離子成分精準(zhǔn)穩(wěn)定[7]。

A濃縮液是不含緩沖劑的電解質(zhì)成分，主要為Na+、K+、Ca2+、Mg2+以及Cl-，通常包含少量的酸，目的是調(diào)整透析液pH值，保持碳酸氫鹽透析液穩(wěn)定，防止二氧化碳揮發(fā)；B液是碳酸氫鈉溶液。在透析機(jī)中，濃縮液通常由濃縮液泵按照設(shè)定的比例進(jìn)行吸取，并在混合室混合均勻后形成透析液。濃縮液泵轉(zhuǎn)速的快慢決定濃縮液的吸入量及吸入比例，并通過電導(dǎo)度監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

透析機(jī)的電導(dǎo)度監(jiān)測(cè)作用：①通過監(jiān)測(cè)電導(dǎo)度變化，監(jiān)測(cè)濃縮液泵的泵速及透析液比例變化；②大多數(shù)透析機(jī)可手動(dòng)調(diào)整電導(dǎo)度范圍，通過改變?nèi)芤弘妼?dǎo)度，控制濃縮液泵的泵速，進(jìn)而調(diào)節(jié)透析液電解質(zhì)及緩沖劑比例，為個(gè)性化透析提供了便利條件。

3.2 透析液中離子濃度估算分析

由表2可以看出，B液電導(dǎo)度調(diào)整范圍在2.0～4.0 mS/cm，CO2CP變化范圍在21.9～43.6，幾乎成正比，從側(cè)面印證了電導(dǎo)度與濃度的依存關(guān)系。需要注意的是B液電導(dǎo)度為2.0 mS/cm時(shí)，數(shù)據(jù)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，這是因?yàn)殡妼?dǎo)度與濃度并不存在線性關(guān)系，只在一定范圍內(nèi)存在顯著的依存性。這也是本研究試驗(yàn)限定B液電導(dǎo)度在2.0～4.0 mS/cm范圍的原因之一。

由于A、B濃縮液中均含有Na+，且從表2看不出明顯變化。然而可以從A、B濃縮液成分進(jìn)行分析。A濃縮液中NaCl含量為210.70 g/L，其摩爾質(zhì)量為58.44 g/mol。A濃縮液中NaCl摩爾濃度計(jì)算為公式1：

即A濃縮液中Na+摩爾濃度為3.605 mol/L，B濃縮液中NaHCO3含量為84.0 g/L，NaHCO3摩爾質(zhì)量為84.01 g/mol，B濃縮液中NaHCO3摩爾濃度計(jì)算為公式2：

即B濃縮液中Na+摩爾濃度為1.0 mol/L。

從表2可以得知，A濃縮液、B濃縮液以及RO水吸入比例為1∶1.225：32.775(日機(jī)裝透析機(jī)該比例為1∶1.26∶32.74，此處以透析液成分表為準(zhǔn))。

透析液為A濃縮液、B濃縮液、RO水混合溶液，比例為1+1.225+32.775=35。即A濃縮液、B濃縮液、RO水、透析液比例為1∶1.225∶32.775∶35。由于A濃縮液、B濃縮液進(jìn)入透析機(jī)后均會(huì)被稀釋，可以按照稀釋比例，估算出A濃縮液、B濃縮液分別對(duì)透析液中Na+貢獻(xiàn)值，其計(jì)算為公式3和公式4：

透析液中Na+值=A濃縮液Na+貢獻(xiàn)值+B濃縮液Na+貢獻(xiàn)值=103+35 mmol/L=138 mmol/L

該數(shù)值與表1中透析液Na+最終離子濃度相符。由此可知，A濃縮液Na+貢獻(xiàn)值較B濃縮液Na+貢獻(xiàn)值大。在透析液電導(dǎo)度14 mS/cm不變的情況下，B濃縮液電導(dǎo)度升高，必然帶來A濃縮液電導(dǎo)度下降，也就是說B濃縮液泵速度上升、A濃縮液泵速度下降，即B濃縮液吸入量增大，A濃縮液吸入量減少。由于A濃縮液Na+貢獻(xiàn)值較大，所以，在B濃縮液電導(dǎo)度升高的情況下，Na+濃度會(huì)相應(yīng)下降，但數(shù)值變化不明顯。

以此類推，A濃縮液中其他電解質(zhì)K+、Ca2+、Mg2+及Cl-也可以按以上公式推算。以K+為例，A濃縮液中KCl含量為5.22 g/L，其摩爾質(zhì)量為74.551 g/mol，A濃縮液中KCl摩爾濃度計(jì)算為公式5：

即A濃縮液中K+摩爾濃度為70 mmol/L。

由于只有A濃縮液中含有該離子，因此可以根據(jù)A濃縮液、透析液比例為1∶35推算出透析液中K+摩爾濃度，即為公式6：

該數(shù)值與表1中透析液K+最終離子濃度相符。當(dāng)B液電導(dǎo)度升高時(shí)，必然導(dǎo)致透析液中K+濃度下降，可以從表2中明顯觀察到。即A濃縮液中其他電解質(zhì)K+、Ca2+、Mg2+及Cl-會(huì)隨B濃縮液電導(dǎo)度升高而下降。常規(guī)透析時(shí)，B濃縮液電導(dǎo)度通常為3 mS/cm，透析液電導(dǎo)度通常為14 mS/cm，由于RO水的電導(dǎo)率為μs/cm的級(jí)別，幾乎可以忽略不計(jì)。由此可見，B濃縮液相較A濃縮液在總的透析液濃度中的占比相對(duì)較小，除外，對(duì)其他離子影響相對(duì)較小。

3.3 其他

除飲食攝入、組織壞死及高分解狀態(tài)外，代謝性酸中毒可使鉀從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鉀降低，也會(huì)引起高血鉀。高鉀血癥是急性和慢性腎衰竭經(jīng)常發(fā)生的危險(xiǎn)并發(fā)癥，鉀在透析間期容易蓄積[8-9]。在升高B濃縮液電導(dǎo)度糾正酸中毒的同時(shí)，透析液中K+輕微下降，對(duì)透析高血鉀癥可能會(huì)有意想不到的效果。

由于電導(dǎo)率與濃度并不存在線性關(guān)系，只在一定范圍內(nèi)存在顯著的依存性，且碳酸氫鹽透析治療2周以上患者的對(duì)照研究表明，當(dāng)透析液碳酸氫鹽水平＞35 mmol/L時(shí)，存在透析后堿中毒的風(fēng)險(xiǎn)[10-12]。不同機(jī)型濃縮液吸入順序和吸入比例均有差異，即使同一機(jī)型，在未經(jīng)過定期校準(zhǔn)時(shí)，電導(dǎo)度也會(huì)有所偏差，且隨著pH值升高，透析液中生成沉淀的概率也會(huì)相應(yīng)提升。因此，在調(diào)整B液電導(dǎo)度糾正酸中毒的過程中，必須保證在透析機(jī)電導(dǎo)度精準(zhǔn)的情況下，以化驗(yàn)值為準(zhǔn)，酌情調(diào)整濃度。并及時(shí)對(duì)透析機(jī)內(nèi)部管路進(jìn)行酸洗、消毒，減少沉淀蓄積[13-16]。

4 結(jié)論

透析液濃度與電導(dǎo)度不成線性相關(guān)。在維持透析液電導(dǎo)度14 mS/cm，B濃縮液電導(dǎo)度調(diào)整范圍在2.0～4.0 mS/cm的情況下，Na+無明顯變化，其他離子與B濃縮液電導(dǎo)度呈輕微反向相關(guān)，但與B濃縮液電導(dǎo)度具有顯著的依存關(guān)系，且在酸洗消毒充分的情況下，多次實(shí)驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)碳酸鈣和碳酸鎂沉淀現(xiàn)象，故可嘗試通過調(diào)整B濃縮液電導(dǎo)度糾正慢性腎功能衰竭引起的酸中毒。

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The effect of concentration of linear adjustable bicarbonate ion in rectifying acidosis

/DONG Bin, JIANG Hui-di, WU Dan, et al

Objective:To investigate the effects of electrical conductivity of linear adjustable B buffer for the changing of buffer agent and other ion concentration in dialysate.Methods:DBB-27C hemodialysis machine of Wego blood purification center diary installed series was selected to research the effect. The bicarbonate dialysate of same batch was adopted to simulate dialysis after adjustment was completed. Under the condition of maintaining the dialysate electrical conductivity was 14mS/cm, 0.2mS/cm band was chose to adjust dialysate conductivity of B buffer and take it fluctuating in the range of 2 ～ 4mS/cm. And then the dialysate of each band was extracted to detect ion concentration, and the changes of buffer and other ion were compared and analyzed. During this term, the hemodialysis machine analysis meter was adopted to monitor the change of dialysate conductivity so as to avoid the effect of dialysate conductivity error of hemodialysis machine or dialysate factors for experiment data.Results:There was no linear correlation between dialysate concentration and dialysate conductivity, and sodion was not obviously changed. And other ions was slight reverse correlation with conductivity of B butter. While there was a significantly dependence relationship between bicarbonate radial ion ( HCO3-) and electrical conductivity of B buffer in the range, and under the condition of full sterilization by using acid pickling, the sediment phenomenon of calcium carbonate and magnesium carbonate didn't appear after many times experiments.Conclusion:There is no linear correlation between dialysate concentration and electrical conductivity. Therefore, try to adjust the electrical conductivity of B buffer might rectify acidosis caused by chronic renal failure.

Electrical conductivity; Buffer; Acidosis; Hemodialysis

Wego Blood Purification Center of Weihai, Weihai 264200, China.

董斌,男,(1985- ),本科學(xué)歷，助理工程師。威海威高血液凈化中心，從事血液凈化相關(guān)工作。

1672-8270(2017)12-0053-04

R459.5

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.015

①威海威高血液凈化中心 山東 威海 264200

②威海市立醫(yī)院感染性疾病科 山東 威海 264200

*通訊作者：zhangfeihong28@yahoo.com.cn

//China Medical Equipment,2017,14(12):53-56.

③威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)威高血液凈化中心 山東 威海 264205

④上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院血透室 上海 200233

2017-06-05