Hypertone Predilution-Hemodiafiltration

Transkript

1 Vorstellung eines neuen Dialyseverfahrens: Hypertone Predilution-Hemodiafiltration Univ.-Prof. Dr. J. Jankowski RWTH Aachen University, Germany & University of Maastricht, The Netherlands

2 Innovation in der Dialyse 1964 X

3 Innovation in der EDV 1964 X >

4 Extrakorporale Therapie Blutreinigung durch Dialysator Dialysator erhöhte Mortalität durch kardiovaskuläre Erkrankungen proteingebundene Urämietoxine Dialysator

5 Protein-gebundene Urämietoxine erhöhte kardiovaskuläre Mortalität und Morbidität von CKD-Patienten x hydrophobe Urämie-Toxine involviert adapted from: NKF KDOQI Guidelines (2000) geringe Abtrennungsraten Akkumulation im Blut von CKD-Patienten O OH Phenylessigsäure

6 Proteingebundene Urämietoxine Indoxylsulfat Phenylessigsäure p-kresylsulfat

7 Akkumulation proteingebundener Urämietoxine Indoxylsulfat Arteriosklerose Konzentration (mmol l -1 ) Herzinfarkt Schlaganfall periphere, arterielle okklusiver Verschluss vor nach Kontrolle Dialyse

8 Kleine, hydrophile Urämietoxine sind durch Dialyse entfernbar Urämietoxine MW<1kDa Blut Ausschlussgrenze kda Dialysat

9 Proteingebundene Urämietoxine sind durch Dialyse nicht entfernbar Plasmaproteine (Albumin) Blut Ausschlussgrenze kda Dialysat

10 Massenwirkungsgesetz und proteingebundene Urämietoxine proteingebundene Urämietoxine konstant freie Urämietoxine Dialyse

11 Proteingebundene Urämietoxine Blut-Fluß Dialysat-Fluss

12 Notwendigkeit: Vermehrte Freisetzung aus Proteinbindung Erhöhte Toxin-Freisetzung durch Veränderung der Wechselwirkung zwischen Protein und Toxin Wechselwirkungen bedingt durch hydrophobe van der Waals Kräfte ionische Interaktion Störung der Wechselwirkungen durch erhöhte Ionenstärke während der Dialyse

13 Beeinflussung des Massenwirkungsgesetzes Arginin P Ut frei P-Ut geb vermehrte Plasmaprotein Urämietoxin-Freisetzung durch erhöhte Ionenstärke Tryptophan Phenylessigsäure

14 Erythrozyten-Phänotyp bei erhöhter Ionenstärke Erythrozyten Echinozyten + NaCl Homogene NaCl-Verteilung und Verringerung lokaler Konzentrationsunterschiede durch einen NaCl-Dispenser NaCl-Dispenser Patent protected

15 Dialyse bei erhöhter Ionenstärke NaCl- Dispenser hypertone NaCl-Lösung Blut- Reservoir Dialysator Dialysat aus + infudiere NaCl- Lösung Dialysat ein Probennahme

16 URS clearance (ml min -1 ) Dialytische in-vitro Abtrennrate PAA IDS CRS physiologisch als Funktion der Ionenstärke + 13% * hyperton physiologisch + 68% * + 57% * hyperton physiologisch Ionenstärke hyperton Erhöhte Ionenstärke bedingt eine deutlich erhöhte Eliminationsrate Hypertone Lsg.: 0.5 mol L -1

17 Einfluss einer erhöhten Ionenstärke auf enzymatische Aktivitäten rel. Enzymaktivität (%) Laktat-Dehydrogenase Superoxid-Dismutase Alkalische Phosphatase vor nach vor nach vor nach 0.5 mol l -1 NaCl 0.5 mol l -1 NaCl 0.5 mol l -1 NaCl 0

18 Strukturintegrität von Plasmaproteinen 1 H-NMR-Spektroskopie von β2-mirkoglobulin vor Inkubation mit nach Inkubation mit 0.5 mol l -1 NaCl 0.5 mol l -1 NaCl rel. Resonanz- Intensität (AU) rel. Resonanz- Intensität (AU) chem. Verschiebung δ (ppm) chem. Verschiebung δ (ppm)

19 Bestimmung der Hämolyserate bei Dialyse mit NaCl-Addition Konventionelle Dialysemaschine Separate Schlauchpumpe: Applikation von 1 mol/l NaCl- Lösung (Re-) Zirkulation von humanem Vollblut

20 Bestimmung der Hämolyserate bei Dialyse mit NaCl-Addition Blut-Fuß: 200 ml/min Dialysat-Fluß: 800 ml/min Salz-Applikation mittels NaCl- Dispenser Ultrafiltation zur Volumenbilanzierung

21 NIH-Bestimmung bei erhöhter Ionenstärke Blut-Fluß: 200 ml/min Dialysat-Fluß: 800 ml/min 3 h Zirkulation 1.) 60 min physiologisch 2.) 60 min mit 160 mmol/l 3.) 60 min mit 180 mmol/l Bestimmung des freien Hämoglobins, Hämatokrit

22 NIH-Bestimmung bei 160 bzw. 180 mmol/l NaCl-Addition normierten Index der Hämolyse (NIH) NIH 140mmol/l : 6,2 NIH 160mmol/l : 11,3 NIH 180mmol/l : 8,6 Normbereich: 6-13 fhb (mg/dl) initiales fhb (Entnahme) Zeit Δ t (min) 180 mmol/l 160 mmol/l 140 mmol/l NIH 160 bzw. NIH 180 im Normbereich

23 Modifiziertes Dialysekonzept Hypertone Predilution-Hemodiafiltration Zugabe hypertoner NaCl-Lösung vor Dialysator UF zur Volumenbilanz hohe Abtrennraten von kleinen, wasserlöslichen Substanzen durch Verdünnungseffekt verbesserte Abtrennraten von proteingebundenen Urämietoxinen

24 Proof of concept-studie Na + -Konzentration am Dialysatoreingang: 240 mmol L -1 Na + -Konzentration des Dialysats: 130 mmol L -1 (technische Limitierung) Hämokompatibilität: (a) weiße Blutkörperchen; (b) Thrombozytenzahl; (c) freies Hb; (d) C5a; (e) TAT [Na + ]: arterielles (d.h. vor NaCl-Infusion) und venösem Blut des extrakorporalen Systems.

25 Erhöhte Abtrennung protein-gebundener Urämietoxine Reduktionsrate (%) NaCl + NaCl - NaCl + NaCl freies IDS total IDS N=8 Patients Krieter et al., Acta Physiol (Oxf) [epub]

26 Na + -Konzentrationsverlauf während der Dialyse Na + (mmol L -1 ) HDF artrial mit NaCl-Zugabe HDF artrial ohne NaCl-Zugabe Zeit (min) N=8 Patients Krieter et al., Acta Physiol (Oxf) [epub]

27 To take home Hypertone Predilution-Hemodiafiltration verbessert die Abtrennrate protein-gebundener Urämietoxine technisch und klinisch realisierbar Temporär erhöhte Na + -Konzentration notwendig Zur Verhinderung von Na + -Akkumulation im Plasma muss die Na + -Konzentration des Dialysats angepasst werden

28 To take home Hypertone Predilution-Hemodiafiltration verbessert die Abtrennrate protein-gebundener Urämietoxine technisch und klinisch realisierbar Temporär erhöhte Na + -Konzentration notwendig Zur Verhinderung von Na + -Akkumulation im Plasma, muss die Na + -Konzentration des Dialysats angepasst werden