Fonctionnement d'un système de traitement d'eau

Eau de ville

Filtre à sable

Mem-brane filtrante 5µ

Adou-cisseur

Charbon actif

Osmoseur (système de double osmose)

Particules >50µm

Micro-organismes (bactéries)

Ca2+, Mg2+

Chlore, chloramines (destruction catalytique)Absorption (matières organiques, pesticides,

H2S, virus, bactéries)

pré-traitementTraitement par osmose inverse Boucle de

distribution

pré-filtration

micro-filtration

Bille de résine

Ion Ca2+/Mg2+

2ions Na+

Adoucissement par permutation sodique

malade

Générateur de dialyse

Dialysat, liquide de substitution

concentré

Molécules et particules minérales et organiques >200DaParticules ionisées

Eau saléeEau pure

ΔP

π

UF = ΔP- π avec ΔP>> π

Osmose inverse

Sonde TH

Filtre 0.1µ

EAU ULTRAPURE• bactéries<1UFC•Endotoxines<0.05UI/ml•Analyse sur 500ml•Rythme de surveillance :

Nbre séances/an

<200 200-1000

1000-10000

>10000

Conductivité, Ca, Alu, nitrates

1/an 2/an 4/an 12/an

Ensemble des paramètres

1/an 1/an 1/an 4/an

Pourquoi un acide dans le dialysat?

Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2(dissous) + H2O

1964 : AcétateMauvaise tolérance

Hémodialyse au bicarbonateAcide acétique

AH + HCO3- → A- + CO2(dissous) + H2O Acide chlorhydrique

Acide citrique

Mécanisme de formation du biofilm

Ensemble de micro-organismes recouvert par une couche protectrice visqueuse polysaccharidique

• Facteurs favorisants

• Localisation

• 5 étapes de formation

• Comment détecter un biofilm?

• Prévention+++

Luc Marchal, Nancy, et Jean Printz, Colombes

Luc Marchal, Nancy, et Jean Printz, Colombes

La perméabilité des membranes d’hémodialyse

Perméabilité hydraulique Perméabilité aux solutés

Notion de performance : haute ou basse performance ?

• KUF : Coefficient d’ultrafiltration (pente)

ml/h/mmHg/m2

• Coefficient de perméabilité diffusive : KOA (urée) mL/min

• Coefficient de tamisage = sieving coefficient : SC

Porosité (n) =surface totale de la membrane

surface totale des pores

KUF> 20High fluxLow flux

KUF <10

KUF= n π r4 / 8µe

Surface, épaisseur, géométrie

KoA >600High efficiencyLow efficiency

KoA<500

High permeabilityCut off > 20 000 Da

SC = Cd/Cp

Sélectivité Uniformité taille des pores

SC LF

HF

SF

MBG

Diamètre des plus grands pores

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

• Cut off

Cut off < 20 000 DaLow permeability

Cut off

KUF= QUF / PTM

Dialysat ultrapur

Apyrogénicité et stérilité

Dialysat ultrapur

- Caractéristiques de transfert du soluté à travers mb semi-perméable- Volume de distribution du soluté- Conditions d’utilisation du dialyseur (Qb,Qd,QUF)

Dialysance d’un soluté Volume de sang totalement

équilibré avec le dialysat par unité de temps

Diascan (Hospal, Gambro), OCM (Fresenius)

Temps réel, automatique, sans surcoût

Cse Css

C = Cd

C = Cse

Qbe Qbs

D

Qbs - D

Qu’est-ce que la dialysance ionique ?1993 : Petitclerc T. et Polashegg HD.

Clairance d’un soluté Volume de sang totalement épuré par unité de temps

DI = dialysance de urée = clairance effective de l’uréeDI = dialysance Na ≠ clairance du Na !

D =Cse – Cd

JMesure de la variation de la conductivité

du dialysat entre entrée et sortie du dialyseur Conductivité proportionnelle à la

concentration ionique totale

Dialysance ionique (DI)

Dialysance d’un soluté = Clairance si Cd soluté = 0

DI = Qd ( 1 - ) X1 – X2

Y1 –Y2

Cd inX1

Y1Cd out

Y2

X2

1mS/cm

2min

Préparation conductimétrique et volumétrique du dialysat

• Dialysat: + +

Concentré acide:2 méthodes Préparation volumétrique Préparation conductimétrique Frésenius, Althin Hospal, Gambro , Sorin, Baxter Na+ 140 mmol/L Na + 140mmol/L 1/35éme 1/28.6éme

Bain acide Bain bicarbonate

1 1

Sondeconductivité Dialyseur

Eauosmosée

34 14mSv/cmSonde

pHDialyseur

Avantage: précision plus importanteInconvénient: erreur de concentré mise en place

Avantage : détection d’erreur de concentréInconvénient : fiabilité moindre

Eau osmoséeBain acide:

Na+,Ca2+,Mg2+,K+,H+,Cl-,CH3COOH

Bain bicarbonate:

Na+: 35mmol/lHCO3-: 35mmol/l

10mSv/cm 4mSv/cmEau

osmosée27.6

Bain acideBain

bicarbonate

Na+

103 ou 107mmol/l

K+

2 mmol/lCa2+

1.5mmol/lMg2+

0.5mmol/lH+

3mmol/lCl-

112mmol/lCH3COOH

6.31g/l

Conséquence de l’ acidification dialysat

Diffusion du CO2 dissous du dialysat vers le sang : acidification du sang paradoxale après le rein, disparaissant au retour dans

la circulation générale via le poumon Réaction d’hypersensibilité possible en début de séance !

Attention patient insuffisant respiratoire !

Déterminants des pressions de la CEC

PaPa -50/-150 mmHgDépend de :- résistances sur la ligne artérielle

- circuit- FAV/KT

- débit pompe à sang↓Pa : obstacle sur ligne artérielle

Sac recueillant

l'effluent dialysat

Liquide de réinjection

Pompe à sang

PdPd-150/+50 mmHgDépend du débit de la pompe à dialysat

PTMPTM+30/+200 mmHg PTM = (PSe+PSs)/2-(PDe+PDs)/2 QUF (mL/h) = KUF(mL/h.mmHg.m2) x PTM (mmHg) x S (m2)Varie suivant UF voulue (maîtriseur d'UF)↑PTM:- risques : coagulation du circuit, rupture de la membrane- pour ↓ PTM : ↓débit de substitution, rinçage, ↑anti-coagulation.

Pompe dialysat

Pompe de réinjection

PvPv +50/+150 mmHgDépend de :- résistances sur la ligne veineuse

- circuit- FAV/KT

- débit pompe à sang↑Pv : obstacle sur ligne veineuse, coagulation du circuit sanguin

dialyseur

Pompe effluent

Pa : pression artérielle (= p° d'aspiration)Pv : pression veineuse (= p° de retour)Pd : pression dialysatPTM : pression trans-membranaire

Pa PTM Pv

Q=Δpπr4 8Lƞ πr4

Loi de Poiseuille

Δp = Q 8Lƞ

Q : débit sanguinL : longueur des lignesr : rayon de la ligneΔp : pressionȠ : viscosité sanguine

Techniques d’anticoagulation de la CEC

Pas de Contre indicati

on à l’hépari

ne

Contre indicati

on à l’hépari

ne

Antico systémique

possible

Antico systémique contre indiquée

•HNF +/- AT3

Bolus 10 à 20 UI/Kg puis perf de 10 à 20 UI/kg/h, arrêt 30 min avant la fin

HBPM

INNOHEP 3500 UI LOVENOX 0,8 à 1 mg/kg

•Héparinoïdes naturels

• Inhibiteurs directs de thrombine

•Membrane héparinée

AN69 ST ; NEPHRALEVODIAL

•HDf prédilution

•Rinçages100 à 300 cc sérum

physiologique/30 min

•Dialysat au citrate

•Anticoagulation régionale au citrate

•Membrane : PS coatée à la vitamine E

EBPG

0 à 20 %

Davenport, A. Nat. Rev. Nephrol. 7, 499–508 (2011);

Pourquoi mettre le dialysat à contre courant ?En contre courantEn contre courantEn co courantEn co courant

v

Evaluation de l’épuration d’un soluté1) A un temps t

Clairance KQuantité de solution totalement

épurée par unité de temps(mL / mn)

K = Qb xCe - Cs

Ce Cs

Ce

Transfert de masseQuantité soustraitePar unité de temps

(mmol//mn)

Extraction plasmatique(%)

3) Evolution au long cours

2) En fin de séance

Sang : pourcentage de réductionPR = 100 x

c0 -ct

c0

Dialysat : masse soustraiteM = Cd x Vd

(mmol)

T0

c0

T4h

ct

cd

Vd

60

80

100

120

140

160

Fres 1,4m2 Qs = 300ml/mn Qsub = 0

Fres 2,2m2 Qs = 300ml/mn Qsub = 0

Fres 2,2m2 Qs = 500ml/mn Qsub = 0

Fres 2,2m2 Qs = 500ml/mn Qsub = 120ml/mn

Surface

+ 6%

Débit de sang

+40%

Technique+18%

100

106

146

164

CLAIRANCE

Qd (DIALYSAT ml/mn) Qs (SANG ml/mn)

KoA

Formule de MICHAELS AS

Clairance ml/min

Clairance ml/min

Clairance relative [%]

V,Wizemann et al. Nephrol Dial Transplant 16 :27-30, 2001

Clairance relative [%]Clairance relative [%]

Intérêt de la dialysance ioniqueKtV

V = Volume de distribution de l’urée (L)

K = Clairance corporelle instantanée (mL/min)

t = temps (min)

Objectifs : Kt/V sp > 1,4 ET Kt > 40-45 litres

Kt et Kt/VKt et Kt/V

Salahudeeen et al. NDT 2003

Consécutif à la perte de charge

Passage de dialysat vers le sang (risque ?)

Echange convectif (type HDF post dilution)

Diminue quand l’UF augmente

RétroflitrationRétroflitrationLoi de Poiseuille : l’augmentation du débit, ou la diminution du rayon, augmentent la perte de charge et donc la rétroflitration

TransonicDEBIT DE L’ABORD

DEBIT CARDIAQUE

Qmix =Vvein/Smix

Qmix=Qa+Qb

QbQb*

Qmix

RECIRCULATION

Recirculation

Tissus périphériques

20%

80%

A

V

Recirculation cardio-pulmonaireRecirculation de l’abord

Normale Rav=0

A V

A

AV

V

Rt =Rav + Rcp

XIIa

PREKALLIKREINEKALLIKREINE

KININE de HAUTPOIDS

MOLECULAIRE BRADYKININEKININASE I

des-Arg9-BK

C3a

C5aHEPARINE

Membranes chargées Négativement

OSCS

0

50

100

150

200

250

300

350

1/2

vie

brad

yk

inin

e

(s)

IEC- IEC+ IEC- IEC+

ANAPHY +

ANAPHY -

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1/2

vie

de

s-A

rg9

-BK

(s

)

IEC- IEC+ IEC- IEC+

ANAPHY +

ANAPHY -

ANAPHY - ANAPHY +0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Am

ino

Pe

pti

da

se

P

(nm

ol/m

l/min

)

ANAPHY+

ANAPHY-

½ v

ie d

es-A

rg9-

BK

(s)

ave

c IE

C

Activité AminoPeptidaseP(nmol/ml/min)

REACTION ANAPHYLACTOIDE EN DIALYSE

ENZYME DE CONVERSION AMINO-PEPTIDASE

C.Blais Jr et al, Peptides 20:421-430, 1999

Comment calculer le volume de distribution de l’urée ?

Koubaa A et al. Nephrol Ther 2010:6;532-536

r = 0.94

r = 0.85

Vd urée à l’équilibre EAU TOTALE

r = 0.94

V DDQ = GOLD STANDARTDilution isotopique

Formules anthropométriquesV Watson, Chertow, Humes-Meyer etc.

Surestimation Vd > 20%

V Imp : BCMSpectroscopie d’impédance

Estimation indirecte V Daug

Ktdi / (Kt/V) sp

Courbe de volémie plasmatique

Pression hydrostatique

intra-vasculaire

Remplissage plasmatique

Déshydratation VSRf 82% Poids Sec

! Facteurs indépendants du PS

- Maintien Qc au cours de la séance / Cardiopathie sous-jacente- Compliance vasculaire (calcifications, système neurovégétatif)- Diurèse résiduelle etc.

Variation VP = Taux de remplissage plasmatique – Taux d’UF

Surcharge hydrosodée VSRf 95%

Poids Sec

Cupule post-prandiale