Fonctionnement d'un système de traitement d'eau

Fonctionnement d'un système de traitement d'eau Traitement par osmose inverse Boucle de distribution pré-traitement pré-filtration micro-filtration Sonde TH Mem- brane filtrante 5µ Osmoseur (système de double osmose) Adou- cisseur Charbon actif Filtre à sable Filtre 0.1µ Eau de ville Particules >50µm Micro-organismes (bactéries) Ca2+, Mg2+ • Molécules et particules minérales et organiques >200Da • Particules ionisées • Chlore, chloramines (destruction catalytique) • Absorption (matières organiques, pesticides, H2S, virus, bactéries) • EAU ULTRAPURE • bactéries<1UFC • Endotoxines<0.05UI/ml • Analyse sur 500ml • Rythme de surveillance : Adoucissement par permutation sodique Ion Ca2+/ Mg2+ Générateur de dialyse Bille de résine 2ions Na+ Osmose inverse concentré π Dialysat, liquide de substitution ΔP Eau salée Eau pure UF = ΔP- π avec ΔP>> π malade

Pourquoi un acide dans le dialysat? Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + CO2(dissous) + H2O 1964 : Acétate Mauvaise tolérance Hémodialyse au bicarbonate Acide acétique AH + HCO3- → A- + CO2(dissous) + H2O Acide chlorhydrique Acide citrique

Mécanisme de formation du biofilm Ensemble de micro-organismes recouvert par une couche protectrice visqueuse polysaccharidique • Facteurs favorisants • Localisation • 5 étapes de formation • Comment détecter un biofilm? • Prévention+++ Luc Marchal, Nancy, et Jean Printz, Colombes Luc Marchal, Nancy, et Jean Printz, Colombes

Perméabilité aux solutés Perméabilité hydraulique • KUF : Coefficient d’ultrafiltration (pente) • ml/h/mmHg/m2 • Coefficient de perméabilité diffusive : KOA (urée) • mL/min Low efficiency Low flux High efficiency High flux La perméabilité des membranes d’hémodialyse KUF> 20 KoA >600 KoA<500 KUF <10  Surface, épaisseur, géométrie KUF= QUF / PTM • Coefficient de tamisage = sieving coefficient : SC KUF= n π r4 / 8µe 1 SF SC = Cd/Cp 0,8 MBG HF 0,6 LF SC 0,4 0,2 Low permeability Cut off < 20 000 Da 0 High permeability surface totale des pores Cut off  Porosité (n) = Cut off > 20 000 Da • Cut off surface totale de la membrane Sélectivité  Uniformité taille des pores  Diamètre des plus grands pores Notion de performance : haute ou basse performance ?

Dialysat ultrapur Dialysat ultrapur Apyrogénicité et stérilité

1993 : Petitclerc T. et Polashegg HD. Clairance d’un soluté Volume de sang totalement épuré par unité de temps Dialysance d’un soluté Volume de sang totalement équilibré avec le dialysat par unité de temps Qu’est-ce que la dialysance ionique ? - Caractéristiques de transfert du soluté à travers mb semi-perméable - Volume de distribution du soluté - Conditions d’utilisation du dialyseur (Qb,Qd,QUF) Dialysance d’un soluté = Clairance si Cd soluté = 0 C = Cd D Mesure de la variation de la conductivité du dialysat entre entrée et sortie du dialyseur DI = dialysance Na ≠ clairance du Na ! Css Qbe Cse Qbs X1 DI = dialysance de urée = clairance effective de l’urée Cd in Conductivité proportionnelle à la concentration ionique totale C = Cse Cd out Qbs - D Y1 Y2 1mS/cm  Dialysance ionique (DI) X2 J Y1 –Y2 2min DI = Qd ( 1 - ) D = Temps réel, automatique, sans surcoût X1 – X2 Cse – Cd Diascan (Hospal, Gambro), OCM (Fresenius)

Préparation conductimétrique et volumétrique du dialysat Eau osmosée Bain acide: Na+,Ca2+,Mg2+,K+,H+,Cl-,CH3COOH Bain bicarbonate: Na+: 35mmol/l HCO3-: 35mmol/l • Dialysat: + + Concentré acide: 2 méthodes Préparation volumétrique Préparation conductimétrique Frésenius, Althin Hospal, Gambro , Sorin, Baxter Na+ 140 mmol/L Na+ 140mmol/L 1/35éme 1/28.6éme Bain acide Bain bicarbonate 1 1 Bain acide Bain bicarbonate Sonde conductivité Dialyseur Dialyseur Eau osmosée 34 Eau osmosée 10mSv/cm 4mSv/cm 27.6 Sonde pH 14mSv/cm Avantage: précision plus importante Inconvénient: erreur de concentré mise en place Avantage : détection d’erreur de concentré Inconvénient : fiabilité moindre

Conséquence de l’ acidification dialysat Diffusion du CO2 dissous du dialysat vers le sang : acidification du sang paradoxale après le rein, disparaissant au retour dans la circulation générale via le poumon Réaction d’hypersensibilité possible en début de séance ! Attention patient insuffisant respiratoire !

Déterminants des pressions de la CEC Q : débit sanguin L : longueur des lignes r : rayon de la ligne Δp : pression Ƞ : viscosité sanguine Q=Δpπr4 Δp = Q 8Lƞ Loi de Poiseuille 8Lƞ πr4 Pa : pression artérielle (= p° d'aspiration) Pv : pression veineuse (= p° de retour) Pd : pression dialysat PTM : pression trans-membranaire Sac recueillant l'effluent dialysat Pompe effluent Pompe dialysat PTM Liquide de réinjection Pa Pv Pd -150/+50 mmHg Dépend du débit de la pompe à dialysat Pompe de réinjection dialyseur Pompe à sang Pv +50/+150 mmHg Dépend de : - résistances sur la ligne veineuse - circuit - FAV/KT - débit pompe à sang ↑Pv : obstacle sur ligne veineuse, coagulation du circuit sanguin PTM +30/+200 mmHg PTM = (PSe+PSs)/2-(PDe+PDs)/2 QUF (mL/h) = KUF(mL/h.mmHg.m2) x PTM (mmHg) x S (m2) Varie suivant UF voulue (maîtriseur d'UF) ↑PTM: - risques : coagulation du circuit, rupture de la membrane - pour ↓ PTM : ↓débit de substitution, rinçage, ↑anti-coagulation. Pa -50/-150 mmHg Dépend de : - résistances sur la ligne artérielle - circuit - FAV/KT - débit pompe à sang ↓Pa : obstacle sur ligne artérielle

Techniques d’anticoagulation de la CEC Antico systémique possible Antico systémique contre indiquée 0 à 20 % Pas de Contre indication à l’héparine • HNF +/- AT3 • Bolus 10 à 20 UI/Kg puis perf de 10 à 20 UI/kg/h, arrêt 30 min avant la fin • HBPM • INNOHEP 3500 UI • LOVENOX 0,8 à 1 mg/kg • Membrane héparinée • AN69 ST ; NEPHRAL • EVODIAL Contre indication à l’héparine • Héparinoïdes naturels • Inhibiteurs directs de thrombine • HDf prédilution • Rinçages • 100 à 300 cc sérum physiologique/30 min • Dialysat au citrate • Anticoagulation régionale au citrate • Membrane : PS coatée à la vitamine E EBPG Davenport, A. Nat. Rev. Nephrol. 7, 499–508 (2011);

Pourquoi mettre le dialysat à contre courant ? En co courant En contre courant v

Evaluation de l’épuration d’un soluté 2) En fin de séance • A un temps t • Clairance K • Quantité de solution totalement épurée par unité de temps • (mL / mn) T0 c0 T4h ct cd Vd Sang : pourcentage de réduction PR = 100 x Ce Cs c0 -ct c0 Dialysat : masse soustraite M = Cd x Vd (mmol) Transfert de masse Quantité soustraite Par unité de temps (mmol//mn) K = Qb x Ce - Cs Ce 3) Evolution au long cours Extraction plasmatique (%)

Clairance ml/min KoA Clairance ml/min Qd (DIALYSAT ml/mn) Qs (SANG ml/mn) CLAIRANCE Clairance relative [%] Clairance relative [%] Clairance relative [%] Technique +18% Débit de sang +40% 164 Surface + 6% 146 106 100 Formule de MICHAELS AS V,Wizemann et al. Nephrol Dial Transplant 16 :27-30, 2001

K = Clairance corporelle instantanée (mL/min) Kt et Kt/V Objectifs : Kt/V sp > 1,4 ET Kt > 40-45 litres t = temps (min) Kt V Intérêt de la dialysance ionique V = Volume de distribution de l’urée (L) Salahudeeen et al. NDT 2003

Rétroflitration Loi de Poiseuille : l’augmentation du débit, ou la diminution du rayon, augmentent la perte de charge et donc la rétroflitration Consécutif à la perte de charge Passage de dialysat vers le sang (risque ?) Echange convectif (type HDF post dilution) Diminue quand l’UF augmente

Qb Qb* Transonic Qmix DEBIT CARDIAQUE Qmix=Qa+Qb DEBIT DE L’ABORD Qmix =Vvein/Smix RECIRCULATION

Recirculation Recirculation de l’abord Recirculation cardio-pulmonaire Normale Rav=0 V A A V V A 20% V A 80% Tissus périphériques Rt =Rav + Rcp

HEPARINE Membranes chargées Négativement OSCS C5a XIIa KALLIKREINE PREKALLIKREINE C3a KININE de HAUT POIDS MOLECULAIRE KININASE I BRADYKININE des-Arg9-BK AMINO-PEPTIDASE ENZYME DE CONVERSION REACTION ANAPHYLACTOIDE EN DIALYSE ANAPHY- ANAPHY+ ½ vie des-Arg9-BK (s) avec IEC C.Blais Jr et al, Peptides 20:421-430, 1999 Activité AminoPeptidaseP(nmol/ml/min)

Comment calculer le volume de distribution de l’urée ? Vd urée à l’équilibre EAU TOTALE V DDQ=GOLD STANDART Dilution isotopique r = 0.94 Formules anthropométriques V Watson, Chertow, Humes-Meyer etc. Surestimation Vd > 20% V Imp: BCM Spectroscopie d’impédance Estimation indirecteV Daug Ktdi / (Kt/V) sp r = 0.94 r = 0.85 Koubaa A et al. Nephrol Ther 2010:6;532-536

Courbe de volémie plasmatique Variation VP = Taux de remplissage plasmatique – Taux d’UF Cupule post-prandiale Pression hydrostatique intra-vasculaire Remplissage plasmatique • ! Facteurs indépendants du PS • - Maintien Qc au cours de la séance / Cardiopathie sous-jacente • Compliance vasculaire (calcifications, système neurovégétatif) • Diurèse résiduelle etc. Déshydratation VSRf 82% Poids Sec Surcharge hydrosodée VSRf 95% Poids Sec

Fonctionnement d'un système de traitement d'eau