3.1. Quá trình khuếch tán trực tiếp qua 2 bên màng lọc của bộ lọc:
Chạy thân nhân tạo là kỹ thuật thẩm phân máu nhờ hai nguyên lý: khuếch tán và siêu lọc. Khuếch tán đóng vai trò quan trọng nhất trong chạy thân nhân tạo nh−ng không giống chức năng của thân. Siêu lọc tuy ít đóng vai trò quan trọng trong chạy thân nhân tạo nh−ng lại giống với chức năng thân ng−ời.
Khuếch tán là hiện t−ợng những hạt chất tan nhỏ lọt qua lỗ màng bán thấm sang bên kia theo độ chênh lệch nồng độ. Những hạt to hơn lỗ màng bán thấm sẽ bị giữ lại không khuếch tán đ−ợc. Sự khuếch tán phụ thuộc vào tính chất màng lọc (diện tích, kích th−ớc và số l−ợng lỗ thông), độ chênh nồng độ các chất cần lọc giữa máu và dịch lọc, tốc độ máu và tốc độ dịch lọc qua hai bên màng lọc (tốc độ nhanh tạo ra độ chênh nồng độ lớn).
Siêu lọc phụ thuộc vào lực đẩy các chất tan và n−ớc qua màng. ở trong thân nhân tạo, lực gây siêu lọc chủ yếu là bơm máu trong hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể.
3.2. Bộ lọc:
Thân nhân tạo gồm 3 thành phần chính: bộ lọc, đ−ờng tạo dịch lọc và dẫn vào bộ lọc, đ−ờng máu tuần hoàn ngoài cơ thể qua bộ lọc.
Có 2 loại bộ lọc: bộ lọc sợi rỗng và bộ lọc tấm. Hiện nay, ng−ời ta dùng bộ lọc sợi rỗng vì l−ợng máu mồi ít hơn (60-90ml so với 100-120ml ở bộ lọc tấm). Diện tích màng bộ lọc cho ng−ời lớn dao động từ 0,3-1,2 m2. Máu vào bộ lọc chảy trong các sợi rỗng, dịch lọc vào bộ lọc chảy bên ngoài bó sợi và ng−ợc chiều với đ−ờng máu chảy. Hiện nay, ng−ời ta dùng những màng lọc tổng hợp không chứa những gốc OH- tự do (màng polysulfone, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile) do vậy không hoạt hoá hệ thống bổ thể và trở thành những màng hoà hợp sinh học đối với cơ thể ng−ời.
Việc dùng lại bộ lọc cho bệnh nhân suy thân mạn đang đ−ợc áp dụng rộng rãi ở các trung tâm lọc máu do quả lọc đắt, dùng lại sẽ giảm giá thành và tốt hơn, còn giảm hoạt tính bổ thể, giảm tỉ lệ những phản ứng dạng phản vệ đối với màng (giảm hội chứng dùng lần đầu) và giảm tỉ lệ chết cho bệnh nhân lọc máu. ở Mỹ, ng−ời ta chỉ dùng lại quả lọc. Nh−ng
ở các n−ớc đang phát triển, ng−ời ta dùng lại cả đ−ờng dẫn máu. Có thể rửa quả lọc bằng tay hoặc tự động bằng máy với n−ớc, rồi tiệt trùng bằng formaldehyt, peracetic axit, hydrogen peroxit.
3.3. Dịch lọc:
Thành phần dịch lọc bicarbonate nh− sau (mmol/l):
Natri 137-143 Kali 0 - 4 Clo 100 - 110 Canxi 0 - 3,5 Magiê 0,75 - 1,5 Acetate 2 - 4,5 Bicarbonate 30 - 35 Glucose (mg/dl) 0 - 0,25
Ng−ời ta hay dùng đệm bicarbonat thay acetat để ít xảy ra hạ huyết áp khi lọc máu. Nồng độ natri trong dịch lọc thấp hay gây nên tụt huyết áp, rét run, nôn, tái nhợt...trong lúc lọc nên nồng độ natri dịch lọc đ−ợc chỉnh lên cao để tạo độ chênh thẩm thấu, cân bằng ng−ợc với độ chênh thẩm thấu do urê tạo ra. Trong kỹ thuật này, nồng độ natri ở dịch lọc đ−ợc hạ dần dần từ 148-160 mmol/l xuống mức đẳng tr−ơng (140 mmol/l) ở cuối cuộc lọc. Dịch lọc chứa 200 mg% glucose để giữ nồng độ tối −u cho glucose máu.
Mỗi lần chạy thân nhân tạo cần 120 lít n−ớc, do vậy nếu n−ớc không đ−ợc xử lí sẽ gây nhiễm bẩn nội môi cho ng−ời bệnh. N−ớc chạy thân nhân tạo đ−ợc lọc trong, làm mềm, loại bỏ các ion và cuối cùng đ−ợc thẩm thấu ng−ợc (n−ớc đ−ợc ép mạnh qua màng bán thấm ở áp lực rất cao để lọc bỏ các nhiễm bẩn vi sinh vật và hơn 90% ion tan).
3.4. Hệ thống phân phối máu:
- Hệ thống phân phối máu bao gồm hệ tuần hoàn ngoài cơ thể trong máy thân nhân tạo (bơm máu, hệ thống ống dẫn máu và rất nhiều điểm cảnh báo an toàn...). Tốc độ bơm máu thay đổi từ 200-400 ml/phút. áp lực âm tính bên khoang dịch lọc tạo thuận lợi cho dịch từ máu chuyển sang (siêu lọc). Mỗi màng lọc có hệ số siêu lọc khác nhau (tức là số ml đ−ợc chuyển qua màng /phút/mmHg).
- Có ba cách lấy máu chạy thân nhân tạo: nối thông động-tĩnh mạch (fistula), ghép động-tĩnh mạch, lấy qua ống thông (catheter). Nối thông động-tĩnh mạch th−ờng làm ở tĩnh mạch đầu với động mạch quay vùng cổ tay (Cimino-Breschia Fistula) để động mạch hoá tĩnh mạch đầu, tạo thuận lợi cho việc chọc hút máu bằng kim to. Biến chứng hay gặp nhất
tại chỗ nối thông là nghẽn mạch do tăng sinh nội mạc làm hẹp lòng tĩnh mạch. Những bệnh nhân cần lọc máu nhất thời (suy thân cấp) thì đ−ờng lấy máu thực hiện bởi catheter 2 nòng chọc vào tĩnh mạch đùi hoặc tĩnh mạch d−ới đòn hoặc tĩnh mạch cảnh trong. Dùng cách này tiện lợi nh−ng dễ bị nhiễm khuẩn và hay bị tắc làm giảm dòng máu lấy ra, do vậy chỉ th−ờng dùng 2-3 tuần.
3.5. Hoạt động của thân nhân tạo:
Máu của bệnh nhân đ−ợc chống đông bằng heparin, đ−ợc bơm vào bộ lọc từ 200- 400ml/phút, dịch lọc đ−ợc làm nóng lên 370C và bơm vào khoang đối diện với máu theo chiều ng−ợc lại, với tốc độ 500-800 ml/phút để hệ số thanh lọc urê từ 200-350 ml/phút, β2 microglobulin từ 20-25 ml/phút. Hiệu quả của việc lọc phụ thuộc vào tốc độ máu, dịch lọc qua bộ lọc và đặc tính của bộ lọc. Thời gian lọc máu đ−ợc xác định dựa vào độ lớn của hệ số thanh thải urê trong cuộc lọc, trọng l−ợng ng−ời bệnh, chức năng còn lại của thân, chế độ protein ăn vào, mức độ chuyển hoá, dị hoá, những biến chứng của bệnh, sự ứ dịch giữa hai lần chạy thân. Với đa số bệnh nhân suy thân mạn đòi hỏi chạy thân từ 9-12 giờ/tuần và th−ờng chia làm 3 lần chạy bằng nhau. Mỗi lần lọc máu đ−ợc coi là tốt khi urê máu sau cuộc lọc còn tối đa là 65% lúc tr−ớc lọc.