线性可调碳酸氢根离子浓度对纠正酸中毒的影响

董 斌 江慧迪 吴 丹 张飞鸿 嵇相高 陈苗苗

线性可调碳酸氢根离子浓度对纠正酸中毒的影响

董 斌①江慧迪②吴 丹③张飞鸿④*嵇相高①陈苗苗①

目的：探讨线性调整B液电导度对透析液中缓冲剂及其他离子浓度变化的影响。方法：选取威海威高血液净化中心日机装系列DBB-27C血液透析机，经调校完毕后采用同一批次碳酸氢盐透析液进行模拟透析，在维持透析液电导度14 mS/cm的情况下，以0.2 mS/cm的波段调整B液电导度在2～4 mS/cm范围内波动，并抽取每一波段的透析液进行离子检测，比较缓冲剂及其他离子变化，期间采用血液透析机分析仪全程监控电导度变化，避免由于透析机电导度误差或透析液因素影响实验数据。结果：透析液浓度与电导度不呈线性相关，钠离子(Na+)无明显变化，其他离子与B液电导度呈轻微反向相关，但在该范围内碳酸氢根离子(HCO3-)与B液电导度具有显著的依存关系，且在酸洗消毒充分的情况下，多次实验后未发现碳酸钙和碳酸镁沉淀现象。结论：透析液浓度与电导度不呈线性相关，故可尝试通过调整B浓缩液电导度纠正慢性肾功能衰竭引起的酸中毒。

电导度；缓冲剂；酸中毒；血液透析

代谢性酸中毒是慢性肾功能衰竭患者，尤其是维持性血液透析患者的常见并发症，是导致患者出现一系列临床症状的重要原因[1-2]。当肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)下降至20 ml/min，人体即出现轻度代谢性酸中毒，表现为血浆中碳酸氢根离子(HCO3-)浓度下降。当肾功能进一步减退，尿中排泄氢离子(H+)减少，导致酸中毒进一步加重。一旦肾功能下降超过正常人的80%，则不能维持正常的酸碱平衡，从而出现一系列酸中毒的表现，如食欲不振、恶心、呕吐、呼吸深大、精神萎靡、烦躁、头痛，重者昏迷、心律失常、血压下降等，因此纠正酸中毒是必不可少的治疗措施。目前，临床上多采用口服或静脉滴注碱性药物治疗酸中毒，但长期口服碱性药可致胃肠道不适，酸中毒纠正不理想等；而静脉滴注碱性液纠正酸中毒会加重患者水负荷，导致水肿加剧[3-4]。

血液透析过程中，透析液电解质浓度部分接近正常人体血浆浓度，透析液碱基浓度略高于血浆碱基浓度，碱基进入血液纠正酸碱失衡状况。常规透析液可适应大部分患者，然而在个性化透析，尤其是纠正酸中毒方面存在很大不足。为研究血液透析过程中B液电导度调整对透析液离子，尤其是HCO3-浓度变化的影响，本研究设计了B液电导度从低到高的线性上升曲线，并与标准透析液对比，观察透析液离子浓度变化的关系。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

透析液采用威高药业制备的血液透析浓缩液。

(1)透析液配方。①A浓缩液成分：氯化钠(NaCl)，210.70 g/L，氯化钾(KCl)，5.22 g/L，氯化钙(CaCl2·2H2O)，7.72 g/L，氯化镁(MgCl2·6H2O)，3.56 g/L，冰醋酸(CH3COOH)，6.31 g/L；②B浓缩液成分：碳酸氢钠(NaHCO3)，84.0 g/L。

(2)透析用水。采用威高药业双级反渗设备制备的反渗(reverse osmosis，RO)水。

1.2 方法

采用经调校合格的日机装系列透析机DBB-27C，同一批次刚开封碳酸氢盐透析液进行模拟透析。透析时，透析机自动按比例对A浓缩液、B浓缩液及RO水进行稀释，透析液最终离子浓度(mmol/L)见表1。在无患者的情况下，按照血流量200 ml/min，透析液流量500 ml/min，超滤率1 L/h，透析时间4 h进行模拟透析。

1.3 观察指标

在维持透析液电导度14 mS/cm的情况下，以0.2 mS/cm的波段调整B液电导度在2～4 mS/cm范围内波动。采用优利特URIT-8030、URIT-910电解质分析仪对抽取的每一波段的透析液进行离子检测，比较缓冲剂及其他离子变化，期间采用美国MESA90XL血液透析机分析仪全程监控电导度变化，避免由于透析机电导度误差或透析液因素影响实验数据，见表2。

1.4 统计学方法

应用SPSS 13.0统计软件对数据进行分析，计量资料以均数标准差(±s)表示，结果采用t检验，计数资料采用x2检验，以P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

表2显示，剔除B液电导度2.0 mS/cm外，报告具有明确的数据导向。A浓缩液是不含缓冲剂的电解质成分，B液是碳酸氢钠溶液。B液电导率变化过程中，Na+无明显变化，K+、Ca2+、Mg2+、Cl-与B液电导率呈轻微负相关变化；二氧化碳结合力(CO2CP)反应的是透析液中HCO3-的储备量，与B液电导率呈正相关变化，且变化幅度相对较大。B液电导度调整范围在2.0～4.0 mS/cm，CO2CP变化范围在21.9～43.6 mmol/L，几乎成正比。

3 讨论

3.1 电导率与浓度关系

水溶液的电导率与其所含无机酸、碱及盐的量有一定关系，与溶解固体量浓度成正比，且固体量浓度越高，电导率越大。电导率和溶解固体量浓度的关系近似表示为：1.4μs/cm=1 ppm或2μs/cm=1 ppm(每百万单位CaCO3)。

不同类型的溶液有不同的电导率。新鲜蒸馏水的电导率为0.2～2 μs／cm，但放置一段时间后，因吸收了CO2，增加到2～4 μS/cm；天然水的电导率多在50～500 μs/cm之间，矿化水可达500～1000 μs/cm；含酸、碱及盐的工业废水电导率往往＞10 000 μs/cm；海水的电导率约为30 000 μs/cm。由此可见，利用电导度仪可以间接推测水中离子的总浓度。

表1 透析液最终离子浓度(mmol/L)

表2 生化检测报告

由于透析液成分定量分析较复杂，切实可行的办法是监测透析液的电导度[5-6]。通过电导度测量来反映透析液离子成分浓度，血液透析机通常至少配置有2个电导度监测模块，电导度监测模块监测到的电导度值传到CPU，与设定电导度相比较，进而控制浓缩液配制系统，对透析液的配比浓度进行不间断检测，稀释精度为±1%，以保证透析过程中透析液离子成分精准稳定[7]。

A浓缩液是不含缓冲剂的电解质成分，主要为Na+、K+、Ca2+、Mg2+以及Cl-，通常包含少量的酸，目的是调整透析液pH值，保持碳酸氢盐透析液稳定，防止二氧化碳挥发；B液是碳酸氢钠溶液。在透析机中，浓缩液通常由浓缩液泵按照设定的比例进行吸取，并在混合室混合均匀后形成透析液。浓缩液泵转速的快慢决定浓缩液的吸入量及吸入比例，并通过电导度监测模块进行实时监测。

透析机的电导度监测作用：①通过监测电导度变化，监测浓缩液泵的泵速及透析液比例变化；②大多数透析机可手动调整电导度范围，通过改变溶液电导度，控制浓缩液泵的泵速，进而调节透析液电解质及缓冲剂比例，为个性化透析提供了便利条件。

3.2 透析液中离子浓度估算分析

由表2可以看出，B液电导度调整范围在2.0～4.0 mS/cm，CO2CP变化范围在21.9～43.6，几乎成正比，从侧面印证了电导度与浓度的依存关系。需要注意的是B液电导度为2.0 mS/cm时，数据出现失真现象，这是因为电导度与浓度并不存在线性关系，只在一定范围内存在显著的依存性。这也是本研究试验限定B液电导度在2.0～4.0 mS/cm范围的原因之一。

由于A、B浓缩液中均含有Na+，且从表2看不出明显变化。然而可以从A、B浓缩液成分进行分析。A浓缩液中NaCl含量为210.70 g/L，其摩尔质量为58.44 g/mol。A浓缩液中NaCl摩尔浓度计算为公式1：

即A浓缩液中Na+摩尔浓度为3.605 mol/L，B浓缩液中NaHCO3含量为84.0 g/L，NaHCO3摩尔质量为84.01 g/mol，B浓缩液中NaHCO3摩尔浓度计算为公式2：

即B浓缩液中Na+摩尔浓度为1.0 mol/L。

从表2可以得知，A浓缩液、B浓缩液以及RO水吸入比例为1∶1.225：32.775(日机装透析机该比例为1∶1.26∶32.74，此处以透析液成分表为准)。

透析液为A浓缩液、B浓缩液、RO水混合溶液，比例为1+1.225+32.775=35。即A浓缩液、B浓缩液、RO水、透析液比例为1∶1.225∶32.775∶35。由于A浓缩液、B浓缩液进入透析机后均会被稀释，可以按照稀释比例，估算出A浓缩液、B浓缩液分别对透析液中Na+贡献值，其计算为公式3和公式4：

透析液中Na+值=A浓缩液Na+贡献值+B浓缩液Na+贡献值=103+35 mmol/L=138 mmol/L

该数值与表1中透析液Na+最终离子浓度相符。由此可知，A浓缩液Na+贡献值较B浓缩液Na+贡献值大。在透析液电导度14 mS/cm不变的情况下，B浓缩液电导度升高，必然带来A浓缩液电导度下降，也就是说B浓缩液泵速度上升、A浓缩液泵速度下降，即B浓缩液吸入量增大，A浓缩液吸入量减少。由于A浓缩液Na+贡献值较大，所以，在B浓缩液电导度升高的情况下，Na+浓度会相应下降，但数值变化不明显。

以此类推，A浓缩液中其他电解质K+、Ca2+、Mg2+及Cl-也可以按以上公式推算。以K+为例，A浓缩液中KCl含量为5.22 g/L，其摩尔质量为74.551 g/mol，A浓缩液中KCl摩尔浓度计算为公式5：

即A浓缩液中K+摩尔浓度为70 mmol/L。

由于只有A浓缩液中含有该离子，因此可以根据A浓缩液、透析液比例为1∶35推算出透析液中K+摩尔浓度，即为公式6：

该数值与表1中透析液K+最终离子浓度相符。当B液电导度升高时，必然导致透析液中K+浓度下降，可以从表2中明显观察到。即A浓缩液中其他电解质K+、Ca2+、Mg2+及Cl-会随B浓缩液电导度升高而下降。常规透析时，B浓缩液电导度通常为3 mS/cm，透析液电导度通常为14 mS/cm，由于RO水的电导率为μs/cm的级别，几乎可以忽略不计。由此可见，B浓缩液相较A浓缩液在总的透析液浓度中的占比相对较小，除外，对其他离子影响相对较小。

3.3 其他

除饮食摄入、组织坏死及高分解状态外，代谢性酸中毒可使钾从细胞内转移至细胞外，导致细胞内钾降低，也会引起高血钾。高钾血症是急性和慢性肾衰竭经常发生的危险并发症，钾在透析间期容易蓄积[8-9]。在升高B浓缩液电导度纠正酸中毒的同时，透析液中K+轻微下降，对透析高血钾症可能会有意想不到的效果。

由于电导率与浓度并不存在线性关系，只在一定范围内存在显著的依存性，且碳酸氢盐透析治疗2周以上患者的对照研究表明，当透析液碳酸氢盐水平＞35 mmol/L时，存在透析后碱中毒的风险[10-12]。不同机型浓缩液吸入顺序和吸入比例均有差异，即使同一机型，在未经过定期校准时，电导度也会有所偏差，且随着pH值升高，透析液中生成沉淀的概率也会相应提升。因此，在调整B液电导度纠正酸中毒的过程中，必须保证在透析机电导度精准的情况下，以化验值为准，酌情调整浓度。并及时对透析机内部管路进行酸洗、消毒，减少沉淀蓄积[13-16]。

4 结论

透析液浓度与电导度不成线性相关。在维持透析液电导度14 mS/cm，B浓缩液电导度调整范围在2.0～4.0 mS/cm的情况下，Na+无明显变化，其他离子与B浓缩液电导度呈轻微反向相关，但与B浓缩液电导度具有显著的依存关系，且在酸洗消毒充分的情况下，多次实验后未发现碳酸钙和碳酸镁沉淀现象，故可尝试通过调整B浓缩液电导度纠正慢性肾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- ),本科学历，助理工程师。威海威高血液净化中心，从事血液净化相关工作。

1672-8270(2017)12-0053-04

R459.5

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.015

①威海威高血液净化中心 山东 威海 264200

②威海市立医院感染性疾病科 山东 威海 264200

*通讯作者：zhangfeihong28@yahoo.com.cn

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

③威海经济技术开发区威高血液净化中心 山东 威海 264205

④上海交通大学附属第六人民医院血透室 上海 200233

2017-06-05