Este documento describe los principios biofísicos de la diálisis, incluyendo las toxinas urémicas según su tamaño molecular, los principios de difusión, convección y adsorción que gobiernan el transporte de solutos a través de la membrana, y los factores que afectan la eficacia del proceso como el diseño del dializador, las características de la membrana, y los flujos sanguíneo y del dializado. También explica los diferentes tipos de diálisis como la hemodiálisis de bajo

1. PRINCIPIOS BIOFISICOS DE la DIALISIS WILMER GUZMAN VENTURA

2. TOXINAS UREMICAS PEQUEÑAS : < 500 Da. Sodio, potasio, urea, creatinina. MEDIA : 500 ~ 5,000 Da. Vitamina B 12, inulina, fosfato. GRANDES : > 5,000 Da. Osteocalcina, B 2 microglobulina, leptina, mioglobina, prolactina, complemento.

3. PRINCIPIOS BIOFISICOS DE DIALISIS Los solutos y el agua se transportan a través una membrana mediante tres principios básicos: DIFUSION CONVECCION ADSORCION 26/07/2009

4. DIFUSION Transporte pasivo de solutos a través membrana semipermeable, desde zona de mayor a menor concentración, hasta llegar al equilibrio. 26/07/2009

5. CALCULO DE LA DIFUSION Jx = DtA (Ac / dx) Jx: Flujo del soluto por difusión. D: Coeficiente difusión del soluto en este disolvente a esta T°. t : Temperatura A: Superficie membrana. Ac: Gradiente de concentración de la sustancia. dx: Espesor membrana.

6. Es influido por: QD : Flujo liquido de diálisis. QB: flujo sanguíneo. FLUJO CONTRARIO. 26/07/2009 GRADIENTE DE CONCENTRACION

7. 26/07/2009 GRADIENTE DE CONCENTRACION INFLUENCIA DE FLUJO SANGUINEO

8. 26/07/2009 GRADIENTE DE CONCENTRACION INFLUENCIA FLUJO LIQUIDO DE DIALISIS

9. 26/07/2009 INFLUENCIA DE TAMAÑO DEL FILTRO GRADIENTE DE CONCENTRACION

10. convección Movimiento de agua desde una solución a través de una membrana a favor de un gradiente presión. Arrastre secundario de otras moléculas disueltas.

11. CALCULO TRANSPORTE COnVECTIVO UF = SC x Kuf x PTM UF: Transporte de solutos. SC: Coeficiente de cribaje de la membrana para un soluto : depende de peso molecular y porosidad membrana Kuf: Coeficiente UF o de permeabilidad hidráulica de la membrana. PTM = Gradiente presión entre comportamiento sanguíneo y el dializado.

12. ULTRAFILTRACION Depende de la permeabilidad hidráulica de la membrana y de la presión existente en el medio. Cada membrana tiene una permeabilidad hidráulica definida por su coeficiente de ultrafiltración (Kuf). Kuf se mide como la cantidad de agua por unidad de tiempo que atraviesa la membrana por cada unidad de presión aplicada Cuando el Kuf se normaliza a la superficie de la membrana, se expresará como ml/h/mmHg/m2 Kuf (ml/h/mmHg) = Qf (ml/h) x PTM (mmHg)

14. < 20 ml/h/mmHg/m2

15. Alta permeabilidad hidráulica (alto flujo):

17. Flujo sangre y concentración solutos ingreso y salida filtro. Flujo líquido diálisis y concentración solutos ingreso y salida de filtro. 26/07/2009 CALCULO DEL TRANSPORTE DIFUSIVO M = (Qbi x Cbi) – (Qbo x Cbo) = (Qdo x Cdo) – (Qdi x Cdi)

18. El método más empleado para determinar la eficacia difusiva de un dializador es el aclaramiento (K), que básicamente es la extracción de un soluto por la unidad de tiempo, normalizada respecto a la concentración del mismo en la sangre a la entrada del dializador. 26/07/2009 CALCULO DEL TRANSPORTE DIFUSIVO

19. EFICACIA DEPURATIVA DE UN DIALIZADOR Capacidad de extraer la urea de la sangre. Se expresa como el coeficiente de transferencia de masa de urea KoA. • * Baja Eficiencia: KoA &lt; 700 ml/min. • * Alta Eficiencia: KoA &gt; 700 ml/min.

20. EFICACIA DEPURATIVA DE UN DIALIZADOR

22. ALTO FLUJO :

23. BAJA EFICIENCIA :

25. HEMODialisis de alto flujo El dializador utilizado es de alta permeabilidad hidráulica (Kuf &gt;20 y mejor &gt;40 ml/h/mm Hg) y el tamaño de los poros es mayor. Esta técnica pretende mejorar la calidad de diálisis. Se utilizan membranas de alta biocompatibilidad y alto flujo. Para alcanzar la máxima eficiencia de los mismos, se recomienda flujos de sangre y de líquido de diálisis elevados.

26. Hemodialisis de alto flujo La hemodiálisis de alto flujo disminuye la mortalidad cardiovascular y la global de los pacientes que llevan más tiempo en diálisis El estudio HEMO mostró que la hemodiálisis de alto flujo disminuyó la mortalidad de causa cardiovascular. También disminuyó la mortalidad global en los pacientes que llevaban en diálisis más de 3,7 años.

27. hemodiafiltracion Utilizan con gran eficiencia el transporte difusivo y el convectivo. Se usan dializadores de alto flujo, membranas de alta biocompatibilidad, y es recomendable un líquido de diálisis muy puro. Se emplea una tasa de ultrafiltración elevada (4-30 litros/sesión), debiendo reponerse el líquido ultrafiltrado con un líquido de sustitución. Depura de forma muy eficiente las pequeñas y medianas moléculas, sin que exista retrofiltración. Se deberían diferenciar entre las técnicas con volumen de reinfusión bajo (inferior a 15 litros) de las técnicas de hemodiafiltración con elevados volúmenes de reinfusión (superior a 15 litros)..

28. HEMODIALISIS BAJO FLUJO: Depura toxinas de menos de 5000 Da.Hemodiálisis alto flujo:Depura toxinas 5000 – 15000 Da. Hemodiafiltracion: Depura toxinas &gt; 15000 Da.

29. DIFUSION GRADIENTE ELECTROQUÍMICO

30. CONVECCION 100 mm Hg 20 mm Hg H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O PTM = 80 mm Hg

31. ADSORCION Proceso específico de depuración extracorpórea por el cual se genera la unión de solutos del plasma o sangre a membranas o sustancias cómo carbón activado, resinas, proteínas o anticuerpos monoclonales.

32. 26/07/2009 28

34. FACTORES QUE DETERMINAN LA EFICACIA DE UN DIALIZADOR DISEÑO DEL DIALIZADOR Características de la membrana. Superficie de la membrana. Temperatura. Flujo de sangre (QB). Flujo de líquido de diálisis (QD). Polarización de los solutos. Interacción sangre-membrana (adhesión). Técnica de depuración extracorpórea o tipo de diálisis. Características del paciente.

35. DISEÑO DEL DIALIZADOR BOBINAS: Su membrana, en forma de tubo, se encuentra sobre una malla plástica y todo ello arrollada sobre sí mismo en forma de espiral y encerrado en una estructura exterior de plástico PLACAS PARALELAS: Hojas planas en paralelo entre las que circula sangre y el liquido diálisis a través espacios alternos con la membrana. FIBRA HUECA O CAPILAR: Disposición en miles capilares (8000), fibras hueca colocadas forma haz en cuyo interior circula la sangre y externa circula dializado.

36. DISEÑO DE BOBINA

37. DISEÑO DE PLACA

38. DIALIZADOR DE FIBRA HUECA 26/07/2009 34

39. DIALIZADOR DE FIBRA HUECA 26/07/2009 35

40. 26/07/2009 DIALIZADOR DE FIBRA HUECA 36

41. DIFERENCIAS SEGÚN DISEÑO DEL DIALIZADOR PLACAS: MAYOR DISTENSIBIBILIDAD, TURBULENCIA CAPILARES: FLUJOS DIFERENCIALES, FLUJO HOMOGENEO DE LIQ DIALISIS Y ONDULACION FIBRAS

42. FLUJOS PREFERENCIALES EN CAPILARES

43. TIPOS DE DISTRIBUCION DE SANGRE 26/07/2009

44. TIPOS DE DISTRIBUCION DE SANGRE 26/07/2009

46. Permeabilidad solutos (difusión y cribado).

47. Capacidad de adhesión de proteínas plasmáticas.

48. Resistencia mecánica.

49. Resistencia química.

50. Resistencia al calor como método de esterilización.

51. Esterilidad.

52. Biocompatibilidad.

54. MEMBRANAS DE DIALISIS NATURALES 26/07/2009 Celulosa regenerada: Cuprophan®. Cuproamonio de Rayón: Bioflux®. Celulosa modificada: Celulosa acetilada: * Acetato de celulosa, * Diacetato de celulosa, * Triacetato de celulosa. Celulosa modificada con DEAE (Hemophan®). Celulosa modificada sintéticamente (CMS®). Celulosa injertada con polietilenglicol (PEG). Celulosa modificada con vitamina E (Excerbane®).

55. MEMBRANAS DE DIALISIS SINTETICAS 26/07/2009 Copolímeroshidrofilizados: Poliacrilonitrilo PAN AN 69® y AN 69ST, Poliacrilonitrilo PAN DX, Poliacrilonitrilo SPAN. Polimetilmetacrilato (PMMA), Policarbonato (Gambrane®). Copolímeroshidrofobohidrófilos (por mezcla): Polisulfona (PS) (FreseniusPolysulfone®, Helixone®, APS®, Toraysulfone®), Poliariletersulfona (polietersulfona) (PES) (Diapes®, Purema®, Polyamix®, Arylane®). Polyester PolymerAlloy (PEPA®), Polyamide STM Poliamida (PA). Copolímeros hidrófilos por naturaleza : Etilenoalcoholvinílico (EVAL EVAL C, EVAL D, EVAL m).

56. MEMBRANAS SEGÚN SU ESTRUCTURA 26/07/2009 CELULOSA SINTETICAS

57. MEMBRANA BIOCOMPATIBle 26/07/2009 · Ausencia de actividad de complemento. · Ausencia de leucopenia e hipoxia. · Ausencia de reacciones alérgicas. · Disminución de la necesidad de heparina. · Ausencia de coagulación. · Disminución de fatiga postdiálisis.

58. MEMBRANAS SEGÚN BIOCOMPATIBILIDAD 26/07/2009 – Altamente bioincompatibles: cuprofán. – Bioincompatibles: celulosas sintéticas y sustituidas. – Biocompatibilidad intermedia: triacetato de celulosa, EVAL, PMM y policarbonato. – Biocompatibles: AN69, poliamida, polisulfona.

59. Elección de dializador 26/07/2009 Superficie corporal Ganancia de peso inter-diálisis Estado vascular del mismo Necesidades dialíticas Tipo del dializador Membrana y espesor de la misma Elasticidad y resistencia Permeabilidad y compatibilidad

60. FACTORES DE EFICACIA DE DIALISIS 26/07/2009 1.- Eficacia del dializador (K0 A) 2.- Flujo sanguíneo 3.- Flujo del dializado 4.- Peso molecular de los solutos 5.- Masa de hematíes o glóbulos rojos.

61. METODO ESTERILIZACION ALTERA CARACTERISTICAS ORIGINALS. OXIDO DE ETILENO ( ETO). CALOR SECO: filtros termoestables. CALOR HUMEDO: filtros termoestables. RAYOS GAMMA:

62. CARACTERISTICAS DE DIALIZADORES 26/07/2009 51

63. CARACTERISTICAS DE DIALIZADORES 26/07/2009 52

64. BRAUN DIACAP LO PS 18

65. BRAUN DIACAP HI PS 18

66. FRESENIUS F8

67. FRESENIUS F8 HPS

68. NIPRO PES 190 DH