線性可調碳酸氫根離子濃度對糾正酸中毒的影響

董 斌 江慧迪 吳 丹 張飛鴻 嵇相高 陳苗苗

線性可調碳酸氫根離子濃度對糾正酸中毒的影響

董 斌①江慧迪②吳 丹③張飛鴻④*嵇相高①陳苗苗①

目的：探討線性調整B液電導度對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裝系列DBB-27C血液透析機，經調校完畢后采用同一批次碳酸氫鹽透析液進行模擬透析，在維持透析液電導度14 mS/cm的情況下，以0.2 mS/cm的波段調整B液電導度在2～4 mS/cm范圍內波動，并抽取每一波段的透析液進行離子檢測，比較緩沖劑及其他離子變化，期間采用血液透析機分析儀全程監控電導度變化，避免由于透析機電導度誤差或透析液因素影響實驗數據。結果：透析液濃度與電導度不呈線性相關，鈉離子(Na+)無明顯變化，其他離子與B液電導度呈輕微反向相關，但在該范圍內碳酸氫根離子(HCO3-)與B液電導度具有顯著的依存關系，且在酸洗消毒充分的情況下，多次實驗后未發現碳酸鈣和碳酸鎂沉淀現象。結論：透析液濃度與電導度不呈線性相關，故可嘗試通過調整B濃縮液電導度糾正慢性腎功能衰竭引起的酸中毒。

電導度；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癥，是導致患者出現一系列臨床癥狀的重要原因[1-2]。當腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)下降至20 ml/min，人體即出現輕度代謝性酸中毒，表現為血漿中碳酸氫根離子(HCO3-)濃度下降。當腎功能進一步減退，尿中排泄氫離子(H+)減少，導致酸中毒進一步加重。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，從而出現一系列酸中毒的表現，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加重患者水負荷，導致水腫加劇[3-4]。

血液透析過程中，透析液電解質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，堿基進入血液糾正酸堿失衡狀況。常規透析液可適應大部分患者，然而在個性化透析，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液電導度調整對透析液離子，尤其是HCO3-濃度變化的影響，本研究設計了B液電導度從低到高的線性上升曲線，并與標準透析液對比，觀察透析液離子濃度變化的關系。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

透析液采用威高藥業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。采用威高藥業雙級反滲設備制備的反滲(reverse osmosis，RO)水。

1.2 方法

采用經調校合格的日機裝系列透析機DBB-27C，同一批次剛開封碳酸氫鹽透析液進行模擬透析。透析時，透析機自動按比例對A濃縮液、B濃縮液及RO水進行稀釋，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，透析時間4 h進行模擬透析。

1.3 觀察指標

在維持透析液電導度14 mS/cm的情況下，以0.2 mS/cm的波段調整B液電導度在2～4 mS/cm范圍內波動。采用優利特URIT-8030、URIT-910電解質分析儀對抽取的每一波段的透析液進行離子檢測，比較緩沖劑及其他離子變化，期間采用美國MESA90XL血液透析機分析儀全程監控電導度變化，避免由于透析機電導度誤差或透析液因素影響實驗數據，見表2。

1.4 統計學方法

應用SPSS 13.0統計軟件對數據進行分析，計量資料以均數標準差(±s)表示，結果采用t檢驗，計數資料采用x2檢驗，以P＜0.05為有統計學意義。

2 結果

表2顯示，剔除B液電導度2.0 mS/cm外，報告具有明確的數據導向。A濃縮液是不含緩沖劑的電解質成分，B液是碳酸氫鈉溶液。B液電導率變化過程中，Na+無明顯變化，K+、Ca2+、Mg2+、Cl-與B液電導率呈輕微負相關變化；二氧化碳結合力(CO2CP)反應的是透析液中HCO3-的儲備量，與B液電導率呈正相關變化，且變化幅度相對較大。B液電導度調整范圍在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 電導率與濃度關系

水溶液的電導率與其所含無機酸、堿及鹽的量有一定關系，與溶解固體量濃度成正比，且固體量濃度越高，電導率越大。電導率和溶解固體量濃度的關系近似表示為：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率。新鮮蒸餾水的電導率為0.2～2 μs／cm，但放置一段時間后，因吸收了CO2，增加到2～4 μS/cm；天然水的電導率多在50～500 μs/cm之間，礦化水可達500～1000 μs/cm；含酸、堿及鹽的工業廢水電導率往往＞10 000 μs/cm；海水的電導率約為30 000 μs/cm。由此可見，利用電導度儀可以間接推測水中離子的總濃度。

表1 透析液最終離子濃度(mmol/L)

表2 生化檢測報告

由于透析液成分定量分析較復雜，切實可行的辦法是監測透析液的電導度[5-6]。通過電導度測量來反映透析液離子成分濃度，血液透析機通常至少配置有2個電導度監測模塊，電導度監測模塊監測到的電導度值傳到CPU，與設定電導度相比較，進而控制濃縮液配制系統，對透析液的配比濃度進行不間斷檢測，稀釋精度為±1%，以保證透析過程中透析液離子成分精準穩定[7]。

A濃縮液是不含緩沖劑的電解質成分，主要為Na+、K+、Ca2+、Mg2+以及Cl-，通常包含少量的酸，目的是調整透析液pH值，保持碳酸氫鹽透析液穩定，防止二氧化碳揮發；B液是碳酸氫鈉溶液。在透析機中，濃縮液通常由濃縮液泵按照設定的比例進行吸取，并在混合室混合均勻后形成透析液。濃縮液泵轉速的快慢決定濃縮液的吸入量及吸入比例，并通過電導度監測模塊進行實時監測。

透析機的電導度監測作用：①通過監測電導度變化，監測濃縮液泵的泵速及透析液比例變化；②大多數透析機可手動調整電導度范圍，通過改變溶液電導度，控制濃縮液泵的泵速，進而調節透析液電解質及緩沖劑比例，為個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液電導度調整范圍在2.0～4.0 mS/cm，CO2CP變化范圍在21.9～43.6，幾乎成正比，從側面印證了電導度與濃度的依存關系。需要注意的是B液電導度為2.0 mS/cm時，數據出現失真現象，這是因為電導度與濃度并不存在線性關系，只在一定范圍內存在顯著的依存性。這也是本研究試驗限定B液電導度在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濃縮液成分進行分析。A濃縮液中NaCl含量為210.70 g/L，其摩爾質量為58.44 g/mol。A濃縮液中NaCl摩爾濃度計算為公式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摩爾質量為84.01 g/mol，B濃縮液中NaHCO3摩爾濃度計算為公式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(日機裝透析機該比例為1∶1.26∶32.74，此處以透析液成分表為準)。

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濃縮液進入透析機后均會被稀釋，可以按照稀釋比例，估算出A濃縮液、B濃縮液分別對透析液中Na+貢獻值，其計算為公式3和公式4：

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

該數值與表1中透析液Na+最終離子濃度相符。由此可知，A濃縮液Na+貢獻值較B濃縮液Na+貢獻值大。在透析液電導度14 mS/cm不變的情況下，B濃縮液電導度升高，必然帶來A濃縮液電導度下降，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+貢獻值較大，所以，在B濃縮液電導度升高的情況下，Na+濃度會相應下降，但數值變化不明顯。

以此類推，A濃縮液中其他電解質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，其摩爾質量為74.551 g/mol，A濃縮液中KCl摩爾濃度計算為公式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：

該數值與表1中透析液K+最終離子濃度相符。當B液電導度升高時，必然導致透析液中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K+、Ca2+、Mg2+及Cl-會隨B濃縮液電導度升高而下降。常規透析時，B濃縮液電導度通常為3 mS/cm，透析液電導度通常為14 mS/cm，由于RO水的電導率為μs/cm的級別，幾乎可以忽略不計。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較小，除外，對其他離子影響相對較小。

3.3 其他

除飲食攝入、組織壞死及高分解狀態外，代謝性酸中毒可使鉀從細胞內轉移至細胞外，導致細胞內鉀降低，也會引起高血鉀。高鉀血癥是急性和慢性腎衰竭經常發生的危險并發癥，鉀在透析間期容易蓄積[8-9]。在升高B濃縮液電導度糾正酸中毒的同時，透析液中K+輕微下降，對透析高血鉀癥可能會有意想不到的效果。

由于電導率與濃度并不存在線性關系，只在一定范圍內存在顯著的依存性，且碳酸氫鹽透析治療2周以上患者的對照研究表明，當透析液碳酸氫鹽水平＞35 mmol/L時，存在透析后堿中毒的風險[10-12]。不同機型濃縮液吸入順序和吸入比例均有差異，即使同一機型，在未經過定期校準時，電導度也會有所偏差，且隨著pH值升高，透析液中生成沉淀的概率也會相應提升。因此，在調整B液電導度糾正酸中毒的過程中，必須保證在透析機電導度精準的情況下，以化驗值為準，酌情調整濃度。并及時對透析機內部管路進行酸洗、消毒，減少沉淀蓄積[13-16]。

4 結論

透析液濃度與電導度不成線性相關。在維持透析液電導度14 mS/cm，B濃縮液電導度調整范圍在2.0～4.0 mS/cm的情況下，Na+無明顯變化，其他離子與B濃縮液電導度呈輕微反向相關，但與B濃縮液電導度具有顯著的依存關系，且在酸洗消毒充分的情況下，多次實驗后未發現碳酸鈣和碳酸鎂沉淀現象，故可嘗試通過調整B濃縮液電導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- ),本科學歷，助理工程師。威海威高血液凈化中心，從事血液凈化相關工作。

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威海經濟技術開發區威高血液凈化中心 山東 威海 264205

④上海交通大學附屬第六人民醫院血透室 上海 200233

2017-06-05