不同血液透析膜材料在重症胰腺炎治疗中的生物相容性分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.47.016

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
血液透析：是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一，它通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液(透析液)在一根根空心纤维内外，通过弥散/对流进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分，并将经过净化的血液回输的整个过程。通过血液透析治疗，可以对患者体内存在的各种毒素等予以有效清除，并为患者提供机体所需的营养物质，达到维持内稳态平衡、治疗疾病的目的。
透析膜材料：聚砜膜和醋酸纤维素膜是两种常用的膜材料，聚砜膜属于合成膜，具有较高的超滤系数；纤维素膜通透性高，亲水性高，具有较强的毒素清除能力。两种材料具有强度高、耐磨、无毒等优点，可以在治疗过程中达到有效清除各种毒素等效果，达到治疗疾病的目的。

背景：对重症胰腺炎进行血液透析治疗时，可选用不同的透析膜材料，不同透析膜材料生物相容性是否存在差异？
目的：对比聚砜膜和醋酸纤维素膜透析膜材料的生物相容性。
方法：纳入100例重症胰腺炎患者，其中男51例，女49例，年龄34-81岁，均接受血液透析治疗，其中50例采用聚砜膜，另50例采用醋酸纤维素膜，透析5 h/次，3次/周。透析3个月后，比较两组透析后的腹痛与腹胀有效缓解时间、血淀粉酶水平恢复至正常水平的时间、治疗有效率及炎性因子水平的变化。
结果与结论：聚砜膜组与醋酸纤维素膜组血淀粉酶水平恢复至正常水平的时间、腹痛及腹胀有效缓解时间、治疗有效率比较差异无显著性意义。两组透析后的白细胞介素6、C-反应蛋白、肿瘤坏死因子α水平均显著低于透析前(P < 0.05)，但两组之间比较差异均无显著性意义。结果表明对重症胰腺炎患者进行血液透析治疗时，使用聚砜膜和醋酸纤维素膜两种膜材料均具有良好的生物相容性。

ORCID: 0000-0002-4047-2219(姜启栋)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 材料相容性, 血液透析, 透析膜, 重症胰腺炎, 膜材料, 生物相容性, 炎性因子

Abstract:

BACKGROUND: In the clinical treatment of severe acute pancreatitis, there are different dialysis membrane materials. But the differences among these dialysis membrane materials are unclear.
OBJECTIVE: To compare the biocompatibility of polysulfone and cellulose acetate dialysis membranes.
METHODS: Totally 100 severe acute pancreatitis patients were included, including 51 males and 49 females, aged 34 to 81 years, and all were subjected to hemodialysis treatment (5 hours once, three times per week). Polysulfone membrane was used in 50 cases, and cellulose acetate dialysis membrane used in the other 50 cases. After 3 months of follow-up, the time of recovery from abdominal pain and abdominal distension, the time of blood amylase returning to normal levels, therapeutic efficacy and level of inflammatory factors were compared between two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: There were no differences in the time of recovery from abdominal pain and abdominal distension, the time of blood amylase returning to normal levels, and therapeutic efficacy between the two groups. The levels of interleukin-6, C-reactive protein and tumor necrosis factor alpha in the two groups were significantly lower than those before hemodialysis treatment (P < 0.05), but there was no significant difference between the two groups. Results show that both polysulfone and cellulose acetate membranes used in hemodialysis treatment of severe acute pancreatitis have good biocompatibility.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

Key words: Renal Dialysis, Pancreatitis, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

姜启栋，伍长学. 不同血液透析膜材料在重症胰腺炎治疗中的生物相容性分析[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(47): 7106-7111.

Jiang Qi-dong, Wu Chang-xue. Biocompatibility of different hemodialysis membrane materials in the treatment of severe acute pancreatitis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(47): 7106-7111.

图/表（结果） 4

参考文献

[1]罗洋,卞维静.外周血单个核细胞凋亡评价血液透析膜生物相容性的实验研究[J].中国血液净化, 2008,7(4): 195-197.
[2]陈波,周青山,张静静,等.重症胰腺炎中血液透析膜的应用价值[J].中国医药导报,2013,10(28):20-22,33.
[3]卞书森,张福港,李晓东,等.血液透析膜的生物相容性研究进展[J].中国血液净化,2006,5(4):205-207.
[4]谢红浪,季大玺.不同透析膜的生物特性及临床应用[J].肾脏病与透析肾移植杂志,2004,13(4):374-377.
[5]张伟明.REXEED<'TM>系列聚砜膜高通量透析器性能评价的临床和实验研究[D].上海交通大学,2008.
[6]曹宁.肾功能衰竭患者采用不同血液透析膜材料的生物相容性对比分析[J].中国组织工程研究, 2012,16(25): 4727-4734.
[7]陈昕丽.透析膜的生物相容性对血清细胞因子的影响[J].中国血液净化,2004,3(3):141-143.
[8]Wald R, Shariff SZ, Adhikari NKJ, et al. The Association Between Renal Replacement Therapy Modality and Long-Term Outcomes Among Critically HI Adults With Acute Kidney Injury: A Retrospective Cohort Study. Crit Care Med.2014;42(4):868-877.
[9]王文,王宝仁,孙特,等.不同类型透析膜对维持性血液透析患者血清C-反应蛋白水平变化的影响[J].武警医学, 2004,15(12):891-893.
[10]田津生,张怡静.不同透析膜对血透患者血清C反应蛋白、白细胞介素-6、白细胞介素-8和白蛋白的影响[J].临床内科杂志,2012,29(1):40-42.
[11]潘碧霞,刘国辉,叶爱玲,等.不同材料血液透析膜的生物相容性及溶质清除能力的比较研究[J].中国医药指南, 2014, 12(21):97-99.
[12]Sikder J, Pereira C, Palchoudhury S, et al. Synthesis and characterization of cellulose acetate-polysulfone blend microfiltration membrane for separation of microbial cells from lactic acid fermentation broth. Desalination. 2009;249(2):802-808.
[13]石磊.不同透析膜材料在维持性血液透析过程中的生物相容性[J].中国组织工程研究与临床康复, 2010,14(34): 6453-6456.
[14]杨立峰,柯军,颜林,等.血液透析器的生物相容性研究及其临床应用现状[J].临床医学工程,2012,19(2):320-322.
[15]李远,赵战云,郭冀鲁,等.不同透析膜对维持性血液透析患者血清C-反应蛋白水平的影响[J].潍坊医学院学报, 2010, 32(6):439-441.
[16]于金刚,蒋新宇,焦飞鹏,等.血液透析膜的应用及其改性研究进展[J].科技导报,2013,31(5):98-105.
[17]Okita Y, Okahisa T, Sogabe M, et al. Low-volume continuous hemodiafiltration with nafamostat mesilate increases trypsin clearance without decreasing plasma trypsin concentration in severe acute pancreatitis. ASAIO J.2007;53(2):207-212.
[18]郭杰峰,梁静.不同维生素C使用方法下醋酸纤维膜透析器生物相容性的研究[J].中外健康文摘, 2014,10(7): 159-160.
[19]郑斌,张萍,何强,等.不同纯度的透析液对维持性血液透析患者微炎症状态的影响[J].浙江医学, 2012,37(7): 538-539.
[20]于黔,赵素云,蒋文勇,等.不同透析膜和不同血液净化方式对血液透析患者炎症介质的影响[J].临床肾脏病杂志, 2011,11(3):116-116.
[21]郭增革.纤维素/聚醚砜共混中空纤维透析膜的制备与性能研究[D].天津工业大学, 2012.
[22]王艳璇.低通量聚砜膜进行血液透析对患者血清IL-1β、C反应蛋白、补体C3、C4及中性粒细胞、单核细胞、血小板的影响[D].中国医科大学,2010.
[23]刘俊英.血液透析膜的生物相容性与透析并发症[J].中国组织工程研究与临床康复,2009,13(3):557-560.
[24]孟娟.血液透析中血流动力学与透析膜生物相容性对血管内皮细胞的影响[D].首都医科大学,2007.
[25]Kurita R, Yabumoto N, Niwa O, et al.Miniaturized one-chip electrochemical sensing device integrated with a dialysis membrane and double thin-layer flow channels for measuring blood samples. Biosensors Bioelectron 2006;21(8):1649-1653.
[26]钟一红,徐元钊,丁小强,等.血浆白细胞介素8水平对透析膜生物相容性的评价[J].复旦学报(医学版), 2002,29(2): 91-93,97.
[27]刘静,丰玲,张东亮,等.四种不同膜材料透析器生物相容性的临床研究[J].中华肾脏病杂志,2011,27(4):253-258.
[28]Ishihara K, Miyazaki H, Kurosaki T, et al.Improvement of blood compatibility on cellulose dialysis membrane. III. Synthesis and performance of water-soluble cellulose grafted with phospholipid polymer as coating material on cellulose dialysis membrane. J Biomed Mater Res B.1995;29(2):181-188.
[29]Yamamoto K, Kobayashi K, Endo K, et al. Hollow-fiber blood-dialysis membranes: superoxide generation, permeation, and dismutation measured by chemiluminescence. J Artif Organs. 2005;8(4):257-262.
[30]刘静.不同膜材料透析器生物相容性及溶质清除能力的临床研究[D].首都医科大学,2011.
[31]Nakata H, Sugitani S, Yamaji S, et al. Pancreatitis with pancreatic tail swelling associated with incretin-based therapies detected radiologically in two cases of diabetic patients with end-stage renal disease. Intern Med. 2012;51(21):3045-3049..
[32]赵天然.不同透析膜对血液透析患者IL-18表达水平的影响[D].河北医科大学,2006.
[33]Abramova N. Application of an ion-selective field effect transistor with a photocured polymer membrane in nephrology for determination of potassium ions in dialysis solutions and in blood plasma. Talanta.2000; 52(3): 533-538.
[34]Gika HG, Michopoulos F, Divanis D, et al. Daptomycin determination by liquid chromatography-mass spectrometry in peritoneal fluid, blood plasma, and urine of clinical patients receiving peritoneal dialysis treatment. Anal Bioanal Chem. 2010;397(6):2191-2197.
[35]Borazan A, Ustun H, Yilmaz A. The effects of hemodialysis andperitoneal dialysis on serum lipoprotein and C-reactive protein levels. J Int Med Res. 2003;31(5):378-383.
[36]Schindler R, Boenisch O, Fischer C, et al. Effect of the hemodialysis membrane on the inflammatory reaction in vivo. Clin Nephrol.2000;53(6):452-459.
[37]冯德辉.血液透析膜材料在重症胰腺炎领域的应用[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(29):5417-5420.
[38]Pertosa G, Grandaliano G, Gesualdo L, et al. Clinical relevance of cytokine production inhemodialysis. Kidney Int. 2000;58(76):s104-s111.
[39]Chatenoud L, herbelin A, Beaurain G, et al. Immune deficiency of the uremic patients. Adv Nephrol. 1990; 19:259-274.
[40]田津生,XU Jin-sheng,张怡静,等.不同透析膜对血透患者血清C-反应蛋白及白细胞介素-6水平的影响[J].实用医学杂志,2008,24(15):2593-2595.

引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。

1.2 时间及地点试验于2013年3月至2015年3月在西南医科大学附属医院完成。

1.3 对象纳入100例重症胰腺炎患者，其中男51例，女49例；年龄34-81岁，平均(39.25±10.15)岁。患者主诉腹痛入院，入院后已完善相关检查。100例患者均接受血液透析治疗，按照使用透析膜的不同分为2组，分别为聚砜膜组(n=50)和醋酸纤维素膜组(n=50)。

纳入标准：经血常规检查血象明显上升；腹部B超示胰腺炎并胰周、腹腔积液；胸片提示胸腔积液、膈肌明显抬高，明确诊断为“重症胰腺炎”。

排除标准：存在全身性感染或者肺部感染者；合并其他免疫性疾病者。

1.4 材料

聚砜膜透析器：商品名为Diacap，由贝朗医疗(上海)国际贸易有限公司提供，产品用于血液透析、血液滤过和血液透析滤过治疗，由聚碳酸酯外壳(保护帽)、硅胶O型圈、聚氨酯密封材料及中空聚砜膜毛细管组成，注册号：国食药监械(进)字2008第3450239号。

醋酸纤维素膜透析器：器由尼普洛(上海)有限公司提供，产品由本体外壳、血液端盖、透析液口小帽、血液口小帽、O型圈、空心纤维支撑体、空心纤维组成，其原材料分别是聚碳酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚乙烯、硅胶、聚氨酯、醋酸纤维素，注册号：国药管械(进)字2001第3450943号。

1.5 治疗方法入院之后，对两组患者实施常规治疗，包括抗生素治疗、胃肠减压及早期肠内营支持等，并对患者实施血液透析治疗。透析过程中，两组患者分别使用聚砜膜和醋酸纤维素膜。治疗过程中两组患者均使用

碳酸氢盐透析液，利用低分子肝素进行抗凝治疗，均使用动静脉内瘘。透析5 h/次，3次/周。

1.6 主要观察指标 ①记录两组患者血淀粉酶水平恢复至正常水平的时间和腹痛、腹胀有效缓解的时间，以及住院时间；②治疗有效率：患者所有症状和体征完全消失，血淀粉酶等生化指标检测及临床影像学检查均恢复正常视为显效；患者症状和体征基本消失，血淀粉酶等生化指标检测以及临床影像学检查均得到显著改善视为有效；患者症状和体征较之治疗前未得到明显改善，血淀粉酶等生化指标检测及临床影像学检查均未得到明显改善视为无效；③炎性因子水平：透析前和透析后3个月，两检测组患者的炎性因子水平，采集患者清晨空腹静脉血送检，检测指标包括白细胞介素6、C-反应蛋白、肿瘤坏死因子α。

1.7 统计学分析利用SPSS 19.0软件处理实验相关数据，炎性因子各项指标水平等均予以t 检验，数据经统计学比较差异有显著性意义的标准设定为P < 0.05。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

讨论

胰腺炎是一种常见的疾病，在中国的发病率较高，尤其是受到人们日常生活中各种不良饮食习惯的影响，如暴饮暴食、大量酗酒，或造成高脂血症、胆石形成等情况下，重症胰腺炎患者越来越多^[9-12]。重症急性胰腺炎是一种来势急、病程长、并发症多、死亡率高的外科急症。临床对重症胰腺炎进行治疗的过程中，可以实施常规对症治疗，为提高治疗效果，可以在常规治疗的基础上，积极实施血液透析治疗^[13-15]。

血液透析治疗就是把患者的血液引流到身体外，通过一种净化装置——透析器，把多余的水分和毒素滤除，再把净化过的血液回输到身体内，达到治疗疾病的目的^[16-18]。通过血液透析治疗，可以对患者体内存在的各种毒素等予以有效清除，并为患者提供机体所需的营养物质，达到维持内稳态平衡、治疗疾病的目的。在透析治疗过程中，可使用不同的透析膜材料，为了保证治疗效果，相应的透析膜需要具有良好的生物相容性。生物相容性指的是相应的材料不会对宿主产生明显影响，导致各种明显临床反应的出现，包括炎性反应和血栓形成及细胞毒性和激活补体等^[20-22]。刘俊英^[23]报道，导致维持性血液透析患者死亡的重要原因之一便是各种心血管系统并发症的出现，透析治疗过程中，患者体内会出现微炎症状态，并通过一定的机制导致冠心病的出现，严重影响到临床治疗效果。为此，使用具有良好的生物相容性的透析膜，改善患者体内的炎性因子水平和炎症状态，以减少各种并发症的出现至关重要。

重症胰腺炎患者在血液透析过程中，在使用各项透析膜的时候，透析膜属于种异体物质，与血液相接触，不可避免地会对机体产生一定的影响，导致一定机体反应的出现^[24-25]。为此，提高透析膜的生物相容性，使用具有良好生物相容性的透析膜进行治疗，以提高治疗效果至关重要^[26]。聚砜膜和醋酸纤维素膜是两种常用的膜材料，聚砜膜属于合成膜，具有较高的超滤系数；纤维素膜通透性高，亲水性高，具有较强的毒素清除能力^[27]。两种材料具有强度高、耐磨、无毒等优点，可以在治疗过程中达到有效清除各种毒素等效果，达到治疗疾病的目的^[28-29]。本次试验过程中，对两组患者分别使用上述两种膜材料进行透析治疗。对两组的各项临床观察指标经统计学比较，可得两组在血淀粉酶水平恢复至正常水平的时间、腹痛、腹胀有效缓解的时间及住院时间方面均无明显差异；经治疗，聚砜膜组和醋酸纤维素膜组的总有效率分别为96.0%和94.0%，两组治疗总有效率经比较差异无显著性意义(P < 0.05)，即表明，在透析治疗过程中，使用上述两种膜材料均能够获得理想的治疗效果。

临床对不同膜材料的生物相容性进行分析的时候，可以通过对各种炎性因子水平的检测予以研究^[30-32]。其中，C-反应蛋白是一个透析患者慢性炎症状态的常用检测指标，通过对其水平的检测，可以了解到患者体内的炎症状态，另外也可以用来对透析膜的生物相容性进行分析^[33-34]。

国外学者Borazan^[35]及Schindler等^[36]通过对接受血液透析治疗的慢性肾衰竭患者的进行研究，发现患者体内的血清C-反应蛋白水平显著高于健康正常人，对于接受透析的患者而言，相应的情况尤为明显，血清C-反应蛋白水平显著偏高。学者们认为，分析透析患者体内C-反应蛋白水平上升的原因，与血液透析之间存在十分密的关系。其中透析膜生物相容性的好坏便是十分重要的影响因素之一。使用具有较好生物相容性的血液透析膜对患者进行透析治疗，可以减轻患者的血清C-反应蛋白水平。

另外，其他一些炎性因子也可以作用评估透析膜生物相容性的重要指标^[35-37]。肿瘤坏死因子α主要由单核-巨噬细胞产生，是一种特殊的蛋白质，具有十分分广泛的生物学作用。肿瘤坏死因子α可以参与细胞因子的整个系统之中，并发挥出十分重要的作用，对机体的凝血功能和炎症反应及免疫水平等产生明显的影响。白细胞介素也是一类重要的指标，属于多源性细胞因子，可以与肿瘤坏死因子α通过联合检测的方式来对不同材料的生物相容性予以研究。Pertosa^[38]和Chatenoud 等^[39]通过研究指出，通过对患者体内白细胞介素8和肿瘤坏死因子α水平的检测，可以较好地了解到不同血液透析膜生物相容性的好坏指标。对使用合成膜进行透析的患者而言，在透析前后，如果上述指标未出现明显改变，则表明相应的膜材料具有良好的生物相容性。

国内学者田津生等^[40]也对接受血液透析治疗的尿毒症患者分别使用醋酸纤维素膜、聚砜膜进行治疗，为了评估透析膜材料的生物相容性，可通过对患者治疗前后血清白细胞介素6水平及C-反应蛋白水平的检测予以分析。本次试验过程中，也选择对患者治疗前后各项炎性因子水平的检测来了解膜材料的生物相容性。通过实验发现，对两组患者治疗前的炎性因子水平进行检测，并与正常值进行比较可以发现，两组的白细胞介素6、C-反应蛋白、肿瘤坏死因子α水平均显著高于正常值(P < 0.05)，但两组间比较各指标均无统计学差异(P > 0.05)；透析结束后再次进行炎性因子水平检测和比较，可得较之治疗前，两组患者的各项炎性因子水平均出现显著下降情况(P < 0.05)，但两组间比较各指标均无统计学差异(P > 0.05)。

上述结果显示，对重症胰腺炎患者进行血液透析治疗的过程中，使用聚砜膜和醋酸纤维素膜两种膜材料均不增加患者体内的炎性因子水平，表明两种材料具有良好的生物相容性。研究结果还显示，两种透析膜材料的各项炎性因子指标水平及生物相容性还存在一定的区别，分析可能与不同膜材料的通透性存在一定的差异有关。

综上，对重症胰腺炎患者进行血液透析治疗的过程中，使用聚砜膜和醋酸纤维素膜两种膜材料均能够获得良好的临床效果，且不会导致患者体内炎性因子水平的上升，是两种具有良好生物相容性的透析膜材料，具有一定的临床应用前景。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程