CAPILLAIRES DE DIALYSE

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1 CAPILLAIRES DE DIALYSE
& BIOCOMPATIBILTÉ Dr AZZOUZ - HCA

2 Romains: Bains très chauds pour laisser passer les toxines
Un peu d’histoire Romains: Bains très chauds pour laisser passer les toxines 1854: Thomas Graham: mot grec « dialusis » séparation 1913: J.J Abel; L.G. Rowntree; B.B Turner Dialyse sur un chien Membrane de collodion nitrocellulose Hirudine

3 Un peu d’histoire 1924: Georg Haas: Première dialyse humaine avec système d’Abel et Hirudine purifiée Première dialyse durera 30 min, bien tolérée, mais inefficace 1927: commercialisation de la cellophane

4 Un peu d’histoire premier rein artificiel fonctionnel tambour
1943: Willem Kolff: rotatif membrane cellophane héparine purifiée

5 Un peu d’histoire Accès vasculaire délabrant Cas d’IRA seulement
1945: première survie par hémodialyse pour intoxication: 11 heures de dialyse 1943: Willem Kolff: 1960: B. Scribner; W:E Quinton: shunt de scribner pour l’accès vasculaire

6 Un peu d’histoire 1962: 1966: premier centre d’hémodialyse aux USA
Brescia et James Cimino: création de la première fistule début de l’hémodialyse chronique tampon du dialysat = acétate de Na naissance de l’hémofiltration et membrane cellulosique: Amicon naissance de l’hémodiafiltration tampon du dialysat = bicarbonate 1964: 1967: 1977: 1980:

7 Développement des dialyseurs
Tambours rotatifs Bobines Plaques parallèles Fibres creuses

8 Développement des dialyseurs
1. Tambours rotatifs Années 40 Bac de cellophane (30-40m) Tubes en caoutchouc pour le sang Canules bain eau chaude avec couvercle en plexiglas pour contrôler la chaleur, connections en plastique

9 Développement des dialyseurs
2. Bobines: « twin coil dialyzer » Année 50: Dr Kolff Tubes concentriques, entourés d’une membrane, avec des couches séparées de fibre glace, dont le cœur était une boîte de jus d’orange! Début du contrôle de l’UF

10 Développement des dialyseurs
3. Plaques parallèles Années 60 Compartiments parallèles enfermant de fines membranes. Le sang circulait entre les membranes, et le dialysat à contre-courant au travers de supports rigides

11 Développement des dialyseurs
4. Fibres creuses Années70 Ensemble de fibres creuses (15000) Diamètre 200 µm, épaisseur µm Le sang circule dans les fibres et le dialysat à l’extérieur, à contre-courant

12 Classification des dialyseurs
Type de membrane " Capacité d’épuration Cellulose modifié Petites molécules Moyennes molécules Cellulose Synthétique Bas Flux Haut Flux Haute efficacité Basse efficacité

13 Classification des dialyseurs
Type de membrane " Capacité d’épuration Cellulose modifié Petites molécules Moyennes molécules Cellulose Synthétique Bas Flux Haut Flux Haute efficacité Basse efficacité

14 Caractéristiques des dialyseurs
Haute efficacité KoA Haute perméabilité Haut flux Forte perméabilité diffusive Forte pente et porosité élevée Point de coupure élevé Clairance élevée des petites molécules (Kt/V) Clairance élevée des moyennes molécules Augmentation convection

15 Caractéristiques des dialyseurs
Haute perméabilité Haute efficacité Haut flux Forte pente Forte perméabilité diffusive Kuf>20 et porosité élevée Point de coupure élevé Clairance élevée des petites molécules (Kt/V) Clairance élevée des moyennes molécules Augmentation convection

16 Caractéristiques des dialyseurs
Haute perméabilité > 20 KDa Haute efficacité Haut flux Forte pente Kuf>20 et porosité élevée Point de coupure élevé > 20 KDa Forte perméabilité diffusive Clairance élevée des petites molécules (Kt/V) Clairance élevée des moyennes molécules Augmentation convection

17 Type de membrane Membranes cellulosiques Coton pressé
Fines: 6-15 µm Hydrogels homogènes Nombreux groupes hydroxyles Bonnes capacités diffusives Activation de la voie alterne du complément: first use syndrome Membranes cellulosiques modifiées: Cuprophane®

18 Type de membrane Membranes Synthétiques Plus épaisses: > 35 µm
Homogènes ou asymétriques (couche interne 1µm en contact avec le sang et qui définit la perméabilité aux solutés entourée par une couche plus épaisse) Polysulfone (PS), polyacrylonitrile (PAN), polyméthylméthacrylate (PMMA), AN-69 ST, PEPA (polyester polymer alloy), polyarylethersulfone, polyethersulfone, polyamide

19 Biocompatibilité Définition:
Un matériau est dit biocompatible lorsqu’il est capable de remplir sa fonction sans effets adverses sur l’environnement biologique dans lequel il est appelé à fonctionner

20 Biocompatibilité Dialyseur Dépend de: la nature de la membrane
la charge électrique de la membrane Propriétés hydrophobes / hydrophiles caractère symétrique / asymétrique

21 Biocompatibilité Dialyseur Paramètres de biocompatibilité:
- activation du complément - inflammation - dose EPO, - anticoagulant - albuminémie

22 Biocompatibilité Dialyseur: Intéraction entre:
protéines / membrane cellules / membane passage de substances nocives du dialyseur au sang

23 Biocompatibilité Interaction protéines / membrane
Thrombogénicité par l’adhésion du fibrinogène sur la membrane activation et aggrégation plaquettaire Thrombogénicité liée à la circulation du sang dans le dialyseur et le dégazage

24 Biocompatibilité C3adesArg C5adesArg Activation neutrophi
Interaction cellules / membrane Activation de la voie alterne du complément et des leucocytes C3adesArg C5adesArg Interleukine-1 Activation C3a / C5a monocytes Carboxypeptidase-N Activation neutrophi Aggrégation µvasculature pulmonaire es

25 Biocompatibilité Passage de substances nocives du dialyseur au sang
Dialysat Cytokines

26 Quoi pour qui: 2ème round!
Année 1980: 1ER ROUND Dialyseurs synthétiques biocompatibles contre dialyseurs bioincompatibles cellulosiques: Défaite du Cellulosique et en particulier du Cuprophane® en faveur du polysulfone

27 Classification des dialyseurs et effet sur le patient:
Biocompatibilite Etudes observationnelles essentiellement En général en défaveur des membranes cellulosiques

28 Classification des dialyseurs et effet sur le patient:
Biocompatibilite Réactions allergiques: Réaction à un composant de la membrane On distingue 2 types: Type A: anaphylactique Type B: modérée

29 Classification des dialyseurs et effet sur le patient:
Biocompatibilite Type A: Rare 5/ dialyse Lors de la première dialyse : first use syndrome Survient dans les 5 premières minutes 30 minutes, Réaction sévère: prurit, urticaire, crampes abdominales, toux, dyspnée, hypotension, décès. Causes documentées dans la littérature : ETO (ethylène oxyde, processus stérilisation): présence d’Ig E spécifiques à l’ETO

30 Classification des dialyseurs et effet sur le patient:
Biocompatibilite Type B: Plus commun: 3-5 / 100 dialyse Survient dans les minutes après le branchement Réaction modérée: prurit, douleurs thoraciques, dorsalgies, nausées, dyspnée modérée Causes: membrane cellulose, activation complément, aggrégation des leucocytes dans la microcirculation pulmonaire

31 EN RÉSUMÉ

32 La fixation des protéines sur les membranes d’hémodialyse contribue à leur biocompatibilité.
L’activation de la coagulation, celle du complément et des cellules sanguines nucléées, peuvent être modulées par les caractéristiques physicochimiques des membranes d’hémodialyse et les conditions de la circulation extracorporelle. Toute membrane d’hémodialyse est bio-incompatible. Ce qui différencie les membranes entre elles sont d’une part les propriétés de filtration, d’autre part les propriétés d’adsorption des protéines plasmatiques. La possibilité de moduler l’électronégativité de surface entraîne des modifications qualitatives de la composition du film protéique qui, in vivo, recouvre la membrane polymérique. Ces modifications de surface rendent possible la fixation de certaines molécules qui conservent une fonction enzymatique ou anticoagulante. Exemple : La fixation d’héparine, réalisée lors de la phase de rinçage de la préparation du circuit extracorporel, est une solution extemporanée qui permet de réduire de façon significative les doses d’héparine systémique requises pour la séance d’hémodialyse.