El filtro del dializador es el componente del sistema de hemodiálisis donde la sangre y el líquido de diálisis circulan separados por una membrana semipermeable, permitiendo eliminar toxinas urémicas y exceso de agua mediante difusión, convección y ultrafiltración. La elección del tipo de filtro depende principalmente del diseño geométrico, el material y la estructura de la membrana, la permeabilidad, la superficie, la biocompatibilidad, la capacidad de aclaramiento y el método de esterilización.
En la práctica clínica actual predominan los dializadores de fibras huecas con membranas sintéticas de alta biocompatibilidad y permeabilidad. Sin embargo, existen diferentes tipos de filtro, desde membranas celulósicas de bajo flujo hasta membranas de alto flujo, de punto de corte medio y de alto punto de corte, cada una con características específicas para eliminar moléculas de distinto tamaño y adaptarse a la hemodiálisis convencional, la hemodiafiltración y la hemodiálisis expandida.
Qué es el filtro del dializador
El dializador es la parte fundamental del sistema de depuración extracorpórea en la hemodiálisis, por ello se le llamó “riñón artificial” y pretende sustituir la funciónglomerular del riñón. En él se produce la eliminación de las toxinas y del exceso de agua que presenta el paciente.
El dializador es el elemento central de la hemodiálisis (HD), donde se produce el intercambio de sustancias entre la sangre y el líquido de diálisis (LD), la ultrafiltración (UF) y la retrofiltración. También en el dializador se producen fenómenos de bioincompatibilidad y el paso de sustancias propias del dializador a la sangre.
El principio de funcionamiento del dializador consiste en una membrana semipermeable que separa dos compartimentos: por un lado, la sangre del paciente y por el otro el líquido de diálisis, de esta manera se produce el intercambio de agua y solutos mediante los mecanismos dedifusiónyconvección,peronunca mezclándose entre sí.
El recipiente portador de la membranasemipermeable es llamada carcasaque incluye los orificios de entrada y salida de la sangre y del líquido de diálisis. El dializador, se compone de una carcasa de recubrimiento, que contiene una membrana semipermeable que separa dos compartimentos bien diferenciados, por donde circulan la sangre y el líquido de diálisis respectivamente.
Cómo funciona el filtro del dializador
La difusión mueve solutos desde donde están concentrados hacia donde no lo están: la urea y la creatinina del paciente pasan al dializado siguiendo el gradiente, mientras el bicarbonato del dializado pasa a la sangre para corregir la acidosis metabólica. La contracorriente maximiza este gradiente a lo largo de toda la longitud del filtro.
La convección arrastra solutos junto con el agua ultrafiltrada. Se genera aplicando una presión negativa sobre el compartimento del dializado, lo que fuerza el paso de plasma libre de proteínas a través de la membrana.
La convección resulta especialmente útil para eliminar moléculas medianas que la difusión sola apenas depura. En las técnicas modernas como la hemodiafiltración, ambas contribuciones se combinan de forma explícita para mejorar el aclaramiento.
Clasificación de los filtros del dializador
Los dializadores los podemos clasificar atendiendo a múltiples características:
- Geometría.
- Membrana y características.
- Biocompatibilidad.
- Superficie.
- Permeabilidad.
- Aclaramiento.
- Esterilización.
Los dializadores, se pueden clasificar de acuerdo con su diseño geométrico, según la composición de la membrana y de acuerdo con su capacidad de eliminar solutos de la sangre. La composición química y la capacidad de depuración son las dos características que se utilizan actualmente para su clasificación.
Tipos de filtro según el diseño geométrico
Filtros de placas paralelas
Consiste en la superposición de láminas que alternan la sangre y el líquido de diálisis. Fue el dializador de mayor uso a finales de los años 60 y su estructura a base de placas paralelas ha tenido notables modificaciones.
Las antiguas placas paralelas, con las que Kolff diseñó las primeras generaciones, han desaparecido de la práctica clínica en favor de esta geometría capilar, más eficiente y con menor volumen de cebado.
En tiempos recientes las características estructurales se han optimizado hasta llegar a la construcción de dializadores de un solo uso, pero en los últimos años ha habido un estancamiento productivo y de consumo a favor de las estructuras capilares.
Algunas de sus características son: menor volumen de cebado, buena dialisancia, buena relación dialisancia, volumen circulante, bajo índice de coagulación con mínimo volumen residual y baja resistencia al paso de la sangre.
Filtros de fibras capilares o fibras huecas
En este modelo, la sangre fluye por el interior de unos capilares huecos que están colocados como un haz a lo largo del filtro, por los cuales circula la sangre y permanece fijado a los extremos de la carcasa mediante unos anclajes; y por fuera, a contracorriente, circula el líquido de diálisis.
El líquido dializante nunca se mezcla con la sangre, sino que rodea los tubos y absorbe los desechos y fluidos que necesitan ser eliminados por la sangre. Casi la totalidad de los dializadores tienen este diseño que aporta como ventaja principal su menor volumen de cebado.
Los dializadores actuales son casi todos del tipo capilar o de fibra hueca. Dentro de una carcasa cilíndrica se aloja un haz de miles de fibras huecas paralelas, con un diámetro interno de unas 180 a 210 micras y una pared de 30 a 40 micras de espesor.
La sangre circula por el interior de estas fibras; el líquido de diálisis, por el espacio que las rodea. Los extremos del haz están sellados a la carcasa para impedir que ambos compartimentos entren en contacto.
El área total de intercambio depende del número y la longitud de las fibras y oscila habitualmente entre 0,9 y 2,5 metros cuadrados. El manojo de fibras está ubicado en un espacio encapsulado, herméticamente cerrado que impide el contacto entre el líquido de diálisis y la sangre.
La mayoría de los dializadores están diseñados para reducir al máximo las zonas de espacio muerto o de bajo flujo y evitar en lo posible la coagulación de la sangre o el acúmulo de aire que puede condicionar un descenso de la eficacia depuradora.
Las principales ventajas que presenta el dializador capilar sobre las placas, es el menor volumen sanguíneo de cebado. Además, no se modifica su capacidad de almacenamiento de sangre, al incrementar la presión transmembrana durante la diálisis, ya que su distensibilidad es mínima.
Las principales desventajas del dializador capilar son que tiene un mayor volumen de sangre residual al finalizar la sesión de diálisis y la necesidad de anclajes para fijar el haz de fibras a la carcasa.
Algunas de sus características son: mínimo volumen de cebado, alta dialisancia, excelente relación dialisancia. - volumen circulante, nula distensibilidad, menor coeficiente de ultrafiltración, mayor índice de coagulación.
Recientemente, se han introducido algunas modificaciones estructurales, tanto en la entrada de sangre como del líquido de diálisis, para incrementar su eficiencia depuradora.
Tipos de filtro según la composición de la membrana
Las membranas son generalmente polímeros (repetición de monómeros idénticos). En lo que se refiere al tipo de membrana se pueden dividir, teniendo en cuenta su composición, en celulósicas, celulósicas modificadas y sintéticas, aunque la tendencia actual es a definirlas en relación con sus características y propiedades.
Membranas celulósicas
Las membranas celulósicas han sido desde el comienzo de la diálisis las más utilizadas para los tratamientos de diálisis hasta la aparición de los otros tipos de membranas. Al ser su base de origen vegetal son poco biocompatibles, haciendo que se den reacciones inflamatorias en el paciente pudiendo desencadenar reacciones anafilácticas, por lo que se intentan evitar.
Están compuestas de cadenas de polisacáridos con grupos hidroxilo libres, que contribuyen a su capacidad hidrofílica y bioincompatibilidad. La substitución de los grupos hidroxilo mejora su biocompatibilidad.
Son membranas que presentan un aclaramiento muy bueno de pequeñas moléculas. Presentan algunas ventajas como el bajo coste de producción y la extrema delgadez de su pared. La más conocida es el cuprofán.
Una ventaja particular para las membranas celulósicas es su estructura de pared delgada, con un espesor de membrana que varía generalmente de 5 a 15 μm.
Membranas celulósicas sustituidas o modificadas
Aparecen para suplir los efectos adversos de las membranas celulósicas y se consiguen a partir de ellas, a las que se les reemplaza los grupos hidroxilo por componentes amino, consiguiendo un aumento de su permeabilidad y una mayor biocompatibilidad.
A este grupo pertenecen el acetato de celulosa y el hemofán. Se caracterizan por una permeabilidadbaja,biocompatibilidadmediaybuenaclaramientodelaspequeñas moléculas.
En el acetato de celulosa se sustituye el 75-80% de los grupos hidroxilo por radicales de acetato. El triacetato de celulosa tiene casi completamente sustituidos todos los grupos hidroxilo y es la única membrana celulósica que puede tener alta permeabilidad.
Recientemente, se han introducido modificaciones en la composición del triacetato de celulosa, el triacetato de celulosa asimétrico, estos dializadores de nueva generación presentan una mayor permeabilidad con una elevada eficacia depuradora, lo que permite su adecuada utilización en la hemodiafiltración en línea (HDF-OL).
Membranas sintéticas
No son de origen orgánico, normalmente se producen a partir de resinas incluyendo poliacrilonitrilo, polisulfona, policarbonato, polimetilmetacrilo y EVAL (etilevinilalcohol).
Su creación está enfocada hacia la utilización de un material que sea más biocompatible y que provoque menos reacciones adversas al ponerse en contacto con la sangre.
Las membranas sintéticas presentan la posibilidad de tener baja o alta permeabilidad, que permite aclarar con éxito pequeñas, medianas y grandes moléculas y baja trombogenicidad.
Las membranas sintéticas poseen una matriz esponjosa central, que les confiere resistencia, recubierta por dos películas porosas. Las propiedades del transporte difusivo vienen determinadas por esta matriz esponjosa, mientras que las del transporte convectivo se corresponden con las películas que la recubren, que pueden ser hidrofílicas o hidrofóbicas.
Dentro del grupo de las hidrofóbicas hay algunas (polisulfona, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrilo) que pueden ser de alta y baja permeabilidad. Las membranas sintéticas hidrofílicas, policarbonato y etilen-vinil-alcohol (EVAL), tienen baja trombogenicidad por lo que teóricamente requieren menos heparina, actualmente, están en desuso.
Tipos de filtro según la permeabilidad
La clasificación más utilizada en la clínica es según su composición y grado de permeabilidad. La permeabilidad al agua y a moléculas de tamaño medio permite diferenciar principalmente los filtros de bajo flujo y de alto flujo.
Filtros de bajo flujo
Clásicamente, los dializadores se han clasificado en de bajo y alto flujo, en función de que su CUF sea menor o mayor de 20 ml/mmHg/hora, condicionando la HD de bajo o alto flujo (low-flux (LF) / high-flux (HF)).
Las membranas de baja permeabilidad (bajo flujo) poseen un KUf < 10 - 12 ml/hora/mmHg. Los dializadores de bajo flujo tienen una permeabilidad al agua limitada y depuran bien las moléculas pequeñas como la urea y la creatinina.
Los dializadores LF no tienen indicación en la HD actual, solo en situaciones con mala calidad del LD o con monitores de HD que no nos aseguren un buen control de la ultrafiltración.
Filtros de alto flujo
Las membranas de alta permeabilidad (alto flujo) cuando el KUf es superior a 20 ml/hora/mmHg. Los dializadores de alto flujo permiten ultrafiltrar más volumen y eliminar mejor moléculas de peso medio, entre ellas la beta-2-microglobulina, cuya acumulación crónica se asocia a la amiloidosis del paciente en hemodiálisis prolongada.
El coeficiente de ultrafiltración (CUF, en inglés KUF) de un dializador es una de las características que más se valoran. El CUF y el diseño del dializador van a condicionar la retrofiltración, que no debe generar ninguna preocupación cuando se usa un LD ultrapuro, requisito imprescindible en la HD de hoy en día.
De hecho, la retrofiltración es una forma de eliminar moléculas medias y grandes, sin tener que recurrir a la hemodiafiltración (HDF). Un CUF alto, >40 ml/mmHg/hora, es un requisito de un dializador moderno.
A pesar de todo lo anterior, en la actualidad, el CUF no es el parámetro fundamental para determinar las características de un dializador.
Filtros de punto de corte medio
Recientemente, se han desarrollado membranas de CO medio (MCO) (Figura 1), con capacidad para eliminar moléculas de forma similar a como lo hacen las membranas de HCO, pero capaces de retener la albúmina.
Con estos dializadores se puede obtener una depuración de moléculas medias superior que con los dializadores de alta eficacia (High-Flux, HF) en la que se ha denominada hemodiálisis expandida o extendida (HDx).
Las membranas han ido aumentando la capacidad de eliminar moléculas de mayor peso molecular, agrandando el tamaño de sus poros. Para tipificar los dializadores con membranas MCO, se ha recurrido a dos marcadores: el punto de retención o «retention onset» (MWRO) y el punto de corte (MWCO).
Estos dializadores tienen un CC para la β2 microglobulina cercano a 1, MWRO >0,9, por lo que para diferenciarlos de los HF habría que recurrir al CC de moléculas mayores como la mioglobina, cuyo CC debería ser ≥ 0,8.
Con estos dializadores no sólo eliminamos toxinas urémicas de alto peso molecular, sino también solutos útiles al organismo, como son ciertos polipéptidos y proteínas, como la propia albúmina.
Estos dializadores no se deben utilizar en HDFOL porque al someterlos a PTM elevadas provocamos una importante pérdida de albúmina y podemos provocar hipoalbuminemia. Debemos exigir que estas membranas tengan CC muy bajos para la albúmina, <0,01.
Por otro lado, las membranas con poros mayores facilitan el paso de sustancias pirogénicas del LD a la sangre. La capacidad adsortiva de las membranas puede ayudar a su eliminación, pero la principal forma de prevenir esta complicación es contar con un LD ultrapuro, fabricado con los modernos filtros de endotoxinas.
Filtros de alto punto de corte
Las de alto punto de corte (HCO), poros grandes, se diseñaron para eliminar moléculas como las cadenas ligeras de las inmunoglobulinas en el tratamiento del riñón de mieloma.
Los filtros HCO tienen una capacidad elevada para eliminar moléculas de gran tamaño, pero deben utilizarse valorando el riesgo de pérdida de proteínas plasmáticas. La selección del filtro depende de la indicación clínica y del equilibrio entre depuración y retención de albúmina.
Clasificación según el coeficiente de transferencia de masas
El coeficiente de transferencia de masas del dializador (KoA): es el aclaramiento máximo teórico de un dializador, dado un flujo infinito tanto de sangre como de líquido de diálisis.
| Tipo de dializador | Coeficiente KoA |
|---|---|
| Baja eficiencia | KoA < 500 ml/min |
| Eficiencia moderada | KoA 500-700 |
| Alta eficiencia | KoA> 700 ml/min |
Es una propiedad intrínseca del dializador y es suministrado por el fabricante.
Clasificación según el coeficiente de ultrafiltración
El coeficiente de ultrafiltración (KUf): es la cantidad de sangre que un dializador es capaz de filtrar en una hora aplicando a una membrana una presión de 1mmHg.
El CUF depende fundamentalmente del número de poros y el CC para la β2 microglobulina de su tamaño y uniformidad. El coeficiente de cribado (CC) debe ser alto para moléculas medias, sin que esto conlleve pérdidas significativas de albúmina.
En la hemodiálisis moderna necesitamos marcadores de eliminación de moléculas medias y grandes. El más utilizado es el CC para la β2 microglobulina, que debería ser mayor de 0,6 para el grupo EUDIAL.
En la mayoría de los dializadores modernos es superior a 0,7, lo que a su vez debe ser compatible con una mínima eliminación de albúmina, con un CC menor de 0,01.
La pérdida de albúmina hay que valorarla al inicio de la sesión y cuando se somete al dializador a presiones transmembrana (PTM) elevadas, como ocurre en la HDF-OL. La pérdida de albúmina debería ser menor de 4 g por sesión.
Clasificación según la estructura de los poros
Membranas simétricas
Tienen un espesor homogéneo, presentan una densidad y tamaño de poros uniforme. La permeabilidad va a depender del espesor que presentan.
Son membranas simétricas: todas las celulósicas y las membranas EVAL y AN69.
Membranas asimétricas
Presentan diferentes distribuciones de densidad y tamaño de poro entre las dos películas de recubrimiento y la matriz esponjosa. Su permeabilidad depende de número y de la región de soporte.
Son membranas asimétricas la poliamida, polifenileno, polimetilmetacrilato (PMMA), polisulfona, poliestersulfona y el policarbonato.
Clasificación según las propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas
Filtros hidrofílicos
Hidrofílicas. Sonaquellasquetienenmayor permeabilidad al agua y por lotantoatraen y acumulanmásagua. Cuanto más hidrofílica es una membrana de mayor trasporte difusivo y menor biocompatibilidad.
La hidrofilia es la propiedad de absorber agua. Las membranas hidrofílicas pueden interaccionar con las células y proteínas activando el complemento.
Filtros hidrofóbicos
Hidrofóbicas. No interaccionan con el agua por lo que reducen el tamaño eficaz del poro, adsorben proteínas, aumentan la ultrafiltración (elevado coeficiente de UF) y son más biocompatibles.
La hidrofobia indica que las membranas no interaccionan con el agua. Adsorben proteínas, son más porosas, tienen un elevado coeficiente de UF y son más biocompatibles.
La eliminación de agua y solutos de pequeño peso molecular ha obligado a mantener una cierta hidrofilia en la membrana. En las membranas sintéticas hidrófobas esto se logra mediante la inserción de polivinilpirrolidona (PVP), en mayor o menor cantidad y más o menos imbuido en las mismas.
Su aparición en el eluido podría estar relacionada con las reacciones alérgicas que sufren algunos pacientes con las membranas sintéticas y que se resuelven al sustituir el dializador por otros de triacetato de celulosa sin PVP.
Clasificación según la polaridad
Lapolaridadesenparteresponsabledelfenómenodifusivo. Las membranas polares son aquellas que en su superficie tienen cierta carga eléctrica.
La carga eléctrica o potencial de superficie de todas las membranas es negativa, con variaciones: AN 69 con potencial de superficie de -100mV o Polisulfona de 20 mV.
Las membranas con fuerte carga eléctrica negativa en su superficie (PAN, y específicamente el AN69) aumentan la generación de bradiquinina, pudiéndose inducir severas reacciones anafilactoides en pacientes que toman IECA.
La modificación de la membrana ha permitido disponer de dializadores similares (AN68ST) que reducen marcadamente la generación de bradiquinina.
Biocompatibilidad de los filtros
La biocompatibilidad hace referencia a la tolerancia del organismo al ser puesto en contacto con un cuerpo extraño, en este caso un biomaterial.
Este material debe poseer la ausencia de reacciones trombogénicas, tóxicas, alérgicas o inflamatorias, sin provocar lesiones en las células sanguíneas o tejidos adyacentes, cambios en proteínas plasmáticas y enzimas, ni presentar efectos carcinogenéticos y reacciones inmunológicas.
El contacto de la sangre con los componentes del circuito extracorpóreo de diálisis produce una respuesta inflamatoria organizada. Un producto es más biocompatible cuanto menor es la magnitud de estas reacciones adversas.
Características de una membrana biocompatible
- Ausencia de actividad del complemento y leucopenia.
- Ausencia de intolerancia a la diálisis e hipoxemia.
- Disminución de fatiga postdiálisis.
- Ausencia de reacciones alérgicas.
- Disminución de la necesidad de heparina.
- Ausencia de coagulación y fibrinólisis.
- A largo plazo: amiloidosis, inmunosupresión, anemia, mortalidad…
Activación del complemento
La activación de la vía alterna del complemento se relaciona con la estructura polisacárida de la membrana y en concreto a los grupos hidroxilo.
Como resultado de esta activación, se induce la liberación de anafilatoxinas (C3a, C5a) y de otros productos biológicamente activos (C3b, iC3b, C5b-C9).
El pico máximo de C5a ocurre a los 15 minutos de iniciada la HD, con un descenso paulatino de sus niveles hasta los 90 minutos. El C3a y C5a son inmediatamente convertidos a C3adesArg y C5adesArg por la N-carboxipeptidasa sérica, por lo que son raras las reacciones anafilactoides agudas inducidas por la activación del complemento intradiálisis.
Leucopenia y activación celular
Al inicio de la diálisis se produce una leucopenia transitoria debida a una leucoagregación pulmonar, que se correlaciona temporalmente con la activación del complemento.
El grado de leucopenia, preferentemente neutropenia, está íntimamente relacionado con el tipo de membrana. Cuando los pacientes se dializan con membranas celulósicas modificadas y polímeros sintéticos la leucopenia es menor, siendo mínima con las membranas sintéticas de alta permeabilidad.
Durante el procedimiento de la diálisis se ha observado una importante activación de leucocitos, monocitos, natural killer y linfocitos T. La activación de monocitos induce liberación de citoquinas (IL-1, IL-2, IL-6 y TNF-β), que son agentes con una potente actividad proinflamatoria, catabólica e inmunoreguladora.
Coagulación y fibrinólisis
La activación de la vía intrínseca de la coagulación, representada fundamentalmente por el factor XII (Hageman), kininógeno de alto PM (HWMK), prekalicreina, kalicreína y factor XI, se produce durante la interacción de la sangre con la membrana de diálisis.
La kalicreína actúa sobre el HWMK e induce la generación de la bradiquinina, un péptido vasoactivo. Además, se ha descrito una mayor activación plaquetaria durante la HD, que es de menor intensidad con membranas biocompatibles de alta permeabilidad.
Las membranas celulósicas incrementan más la actividad fibrinolítica que las sintéticas, por la liberación del activador tisular del plasminógeno.
Filtros con capacidad de adsorción
También se ha avanzado en la capacidad de adsorción de algunas membranas, como el PMMA, disminuyendo su capacidad de activar las plaquetas y su trombogenicidad.
En otros se ha aprovechado esa capacidad adsortiva para injertar heparina y disminuir la trombogenicidad. Su asociación a un LD con citrato logra resultados prometedores evitando tener que utilizar anticoagulación en la HD.
Existen dializadores en los que se ha coaptado su membrana con α-tocoferol Vit. E mejorando su biocompatibilidad.
Diferentes meta-análisis concluyen que los dializadores con Vit. E en la membrana reducen la concentración sérica de PCR, IL-6 y la sustancia reactiva al ácido thiobarbitúrico en pacientes en HD.
Superficie y dimensiones del filtro
La superficie de los dializadores se corresponde con la superficie total de la membrana dializante y puede oscilar entre 0,9 y 2,5 m2 de superficie.
Las fibras tienen un diámetro interno de entre 180-210 micras, con un grosor de la pared de la fibra que oscila entre las 30-40 micras y entre 0,9 y 2,5 m2 de superficie.
Tanto el espesor de la membrana como la luz interna del capilar son factores que intervienen en la eficacia dialítica del dializador. El espesor de la membrana suele ser de 30-40 μm y la luz interna del capilar suele oscilar de 185 a 210 μm.
El espesor de la membrana es un aspecto fundamental en el transporte difusivo. La difusión es el mecanismo fundamental de transporte de masas en la hemodiálisis (HD), y diferentes variables afectan este proceso, incluido el gradiente de concentración, coeficiente de difusión de solutos, temperatura de las fases fluidas, superficie de la membrana y distancia para la difusión.
Además de la densidad, el tamaño y la distribución de los poros, el grosor de la membrana es uno de los parámetros más importantes.
Las versiones originales de las membranas sintéticas no eran muy adecuadas para la transferencia de masa difusiva, ya que el grosor de su pared variaba de 70 a 100 μm. Posteriormente, el espesor de las membranas sintéticas modernas se redujo a 30 μm o menos.
Sin embargo, el aspecto más importante fue la reducción del espesor de la capa interna a 1-2 μm. Esto facilitó la reducción de la resistencia de la membrana para el transporte y permitió la utilización de modalidades de difusión/convección combinadas como la diálisis de alto flujo y la hemodiafiltración.
Diseño interno y distribución del líquido de diálisis
La distribución del LD debe ser uniforme en el dializador, no debe haber circuitos preferenciales, que eviten el contacto con los capilares.
Esto se mejoró incluyendo filamentos intercalados, ondulando las fibras y mediante otros artificios. Actualmente se logra con una densidad de fibras muy alta, superior a 11.000.
Con estos dializadores el flujo del LD (Qd) óptimo en hemodiálisis y HDF-OL está entre 400 y 500 ml/min y no tiene justificación utilizar un Qd de 700 a 1.000 ml/min.
La estructura ondulada especial de las fibras huecas proporciona un excelente perfil de rendimiento. El espacio entre las estructuras de fibra ondulada mantiene las fibras individuales separadas, lo que evita la canalización del dializado y facilita un flujo uniforme de dializado dentro del haz de fibras.
El flujo de dializado constante alrededor de cada fibra garantiza que cada una de ellas funcione con la máxima eficacia, lo que se traduce en un transporte de solutos mejorado.
Filtros según la técnica de diálisis
Hemodiálisis convencional
La hemodiálisis utiliza el dializador para combinar la eliminación difusiva de moléculas pequeñas con la ultrafiltración del exceso de agua. El filtro se selecciona en función de la eficacia requerida, la superficie corporal, el acceso vascular y las características clínicas del paciente.
Hemodiafiltración interna
Por otro lado, se han diseñado dializadores para aprovechar la retrofiltración, como forma de depuración por trasporte convectivo interno, lo que se ha denominado hemodiafiltración interna (HDFi).
Una de las formas de aumentar la HDFi es aumentar la densidad de los capilares, ≥74%, logrando una HDFi de 3,5 l/h. Otra forma es disminuir el diámetro interno de los capilares para aumentar las resistencias internas y lograr mayor retrofiltración.
En esa disminución por debajo de 200 μm se ha llegado hasta las 180 μ de diámetro, como en el dializador Theranova™.
Hemodiafiltración en línea
En HDF-OL se recomiendan dializadores con un diámetro interno de los capilares igual o mayor de 200 μm. En HDF-OL la eliminación de moléculas medias depende fundamentalmente del volumen ultrafiltrado y del CC de cada molécula.
Los dializadores que se recomiendan para HDF-OL posdilucional están diseñados no para lograr más volumen de UF y mayor eliminación de moléculas, sino para evitar las complicaciones propias de la hemoconcentración en situaciones menos favorables y con fracciones de filtración mayores, de alrededor del 30%.
En HDF-OL en situaciones no óptimas y con fracciones de filtración del 30% precisan de dializadores específicos.
Hemodiálisis expandida
Con los dializadores de membrana MCO se puede obtener una depuración de moléculas medias superior que con los dializadores de alta eficacia, en la que se ha denominado hemodiálisis expandida o extendida (HDx).
La HDx tiene unas prestaciones dialíticas superiores respecto a la HD-HF, por lo que debe ser considerada una nueva categoría de HD.
El límite entre la HDx y la HD-HF no está claro, podría ser un CC entre 0,9 y 1 para β2 microglobulina, CC >0,8 para mioglobina y <0,01 para la albúmina.
Esterilización del filtro del dializador
Existen tres métodos de esterilización de los dializadores. Estos son:
Óxido de etileno
Hasta hace poco era la más utilizada ya que es la más económica y la más sencilla de realizar, pero su principal inconveniente es que es altamente tóxico por lo que exige un aclarado y cebado más cuidadosos antes de su utilización.
Ha habido reacciones por degranulación de los basófilos específica o inespecífica al óxido de etileno (ETO), entre otras. La esterilización de los dializadores también ha evolucionado, un ejemplo de ello ha sido la supresión de la esterilización de los dializadores con óxido de etileno (ETO).
Radiación gamma
Se usa mediante una irradiación de alta energía que es muy efectiva, pero puede alterar la estructura de algunas membranas además de presentar un alto coste.
Vapor
Por vapor. Se está extendiendo cada vez más para evitar las posibles complicaciones del ETO ya que es un proceso relativamente sencillo y tiene un coste económico menor que el de la radiación gamma.
Su único inconveniente es que, debido a las altas temperaturas requeridas para realizar la esterilización, no se puede utilizar en todos los tipos de membranas ya que en algunos casos puede modificarse su permeabilidad.
El vapor de agua y la radiación gamma son los métodos más frecuentemente utilizados en la actualidad. El tipo de esterilización y su dosis puede influir en sus prestaciones.
Esterilización por vapor en línea
Los compartimientos de la sangre y del dializado de los dializadores se enjuagan constantemente durante como mínimo 15 minutos con vapor a una temperatura igual o superior a 121 °C.
Mediante el enjuague con vapor caliente y sin sustancias químicas, se logran niveles extremadamente bajos de residuos en el dializador. El dializador se enjuaga con agua esterilizada.
Se evalúa la integridad de las fibras en cada dializador utilizando la prueba del punto de burbujeo. Los dializadores se secan con aire tibio esterilizado.
Dializadores altamente purificados, esterilizados y apirógenos sin trazas de residuos posiblemente dañinos remanentes de la esterilización. La biocompatibilidad de las membranas se mantiene intacta después de la esterilización.
Todos los dializadores deben pasar la prueba de punto de burbuja como parte del proceso de esterilización por vapor EN LÍNEA. Se aplica aire esterilizado a presión en el compartimiento del dializado mientras el compartimiento de la sangre contiene agua esterilizada.
De haber alguna fuga en la membrana, el aire atravesaría la membrana y generaría burbujas. Los dializadores que no pasen la prueba de integridad se desecharán.
Cómo elegir el tipo de filtro del dializador
Al igual que estamos individualizando la prescripción del LD, la tendencia actual es la de adecuar la elección del dializador a la técnica y a las características del acceso vascular de cada paciente.
La elección del dializador más adecuado debe considerar la modalidad de tratamiento, el flujo sanguíneo que puede proporcionar el acceso vascular, el volumen de cebado, la superficie, la permeabilidad al agua, el aclaramiento de moléculas pequeñas y medianas, la pérdida de albúmina y la biocompatibilidad.
La superficie del dializador debería estar en función del Qb que se alcanza. El volumen en el compartimento sanguíneo debe ser óptimo por debajo de 120 ml para 2 m2 y el volumen de sangre residual debe ser inferior a 1 ml.
Cuando valoremos los datos de un dializador, debemos comprobar que las pruebas in vitro deben atenerse a especificaciones estándar, como la ISO 8637: 2014.
Características recomendables del filtro
- CUF alto, >40 ml/mmHg/h.
- Coeficiente de cribado para la β2 microglobulina >0,7.
- Coeficiente de cribado <0,01 para la albúmina. En HDF-OL la pérdida de albúmina por sesión debería ser <4 g.
- Alta densidad de empaquetado de los capilares, >11.000, que permita dializar con Qd entre 400 y 500 ml/min con buen rendimiento.
- Altas resistencias internas en hemodiálisis, dializadores largos y con diámetro interno de los capilares <200 μm.
- En HDF-OL posdilucional, si se funciona con Qb limitados, Hto. alto, FF ∼30%, dializadores con >200 μm de diámetro interno de los capilares. Presión prefiltro <700 mmHg.
- Esterilización libre de ETO.
- Buena biocompatibilidad. Recomendable, libre de BPA y otros tóxicos y no reacciones adversas.
Relación entre el filtro y el líquido de diálisis
El líquido o también llamado baño de diálisis es la solución que se encuentra separada de la sangre a través de la membrana semipermeable, y la cual hará posible el intercambio de solutos y agua.
Este baño necesitamos que tenga una composición similar a la del plasma sanguíneo en cuanto a: osmolaridad, electrolitos y PH.
En su composición el líquido deberá contener una proporción de agua previamente tratada y químicamente pura, una proporción ácida (con iones tales como Na, K, Mg, Cl, glucosa…) y por último una proporción básica (bicarbonato).
La concentración electrolítica diluida con el agua tratada tiene una proporción 1:35 (1 parte de concentrado por 35 de agua).
Concentrado ácido y bicarbonato
El concentrado ácido recibe este nombre porque debe contener un ácido que, al mezclarse con el bicarbonato en el circuito hidráulico del monitor, prevenga la precipitación del carbonato cálcico y magnésico.
El ácido más usado es el ácido acético (3 - 4mmol/l). Estas concentraciones son cerca de 30 veces las fisiológicas en el plasma lo que produce una transferencia de acetato al plasma incrementándose la concentración plasmática del mismo.
Estas concentraciones pueden producir efectos adversos u otras complicaciones. Actualmente se están empleando otro tipo de ácidos como el citrato que se desarrolló para mejorar la biocompatibilidad de la diálisis de bicarbonato con acetato (ácido acético), reemplazándolo por ácido cítrico.
El citrato actúa como quelante del calcio que tiene propiedades anticoagulantes al reducir el calcio iónico. Los beneficios que se han descrito con el citrato incluyen: menor trombogenicidad e inflamación, aumento del aclaramiento de moléculas de bajo y medio peso molecular, mayor estabilidad hemodinámica produciendo menos hipotensión, y puede mejorar el estado nutricional.
El agua tratada llega al monitor de diálisis desde la planta de aguas mediante un sistema de tuberías. Por otro lado, la parte acida la obtendremos de otras cubas procedentes de la planta de aguas que procederá también de un sistema de tuberías. Y, por último, la parte básica procederá del bicarbonato que se conecta al monitor.
Pureza del agua de diálisis
El agua utilizada requiere un tratamiento riguroso mediante filtros, descalcificadores y un procedimiento de ósmosis inversa para eliminar partículas, compuestos tóxicos y microorganismos.
La planta de agua debe garantizar calidad, cantidad suficiente y prevenir la contaminación bacteriana; con revisiones, analíticas del agua y desinfecciones periódicas para asegurar su cumplimiento.
La capacidad adsortiva de las membranas puede ayudar a la eliminación de sustancias pirogénicas, pero la principal forma de prevenir esta complicación es contar con un líquido de diálisis ultrapuro, fabricado con los modernos filtros de endotoxinas.
Relación entre el tipo de filtro y las reacciones adversas
El aspecto clínico más evidente de la bioincompatibilidad de los dializadores son las reacciones adversas que aparecen en la HD. Clásicamente, se han clasificado como reacciones de hipersensibilidad tipo A y B.
Sin embargo, en la actualidad, creemos que es más útil definirlas por su clínica y por la causa que las originado. Se han descrito reacciones por degranulación especifica o inespecífica de los basófilos, por óxido de etileno (ETO), por activación del complemento asociada al cuprofan y otras membranas celulósicas y reacciones de hipersensibilidad con el uso concomitante de AN-69 e IECAs, entre otras.
También, los materiales de la carcasa del dializador y los necesarios para el ensamblaje pueden desencadenar reacciones adversas o toxicidad, por ejemplo, el bisfenol A (BPA], DEHP, Látex y el PVC que se deberían eliminar de los dializadores.
Los nuevos dializadores deben solucionar estas interacciones con la sangre. Se está mejorando y se tiene que mejorar todavía más en la biocompatibilidad de las membranas y dializadores para disminuir el riesgo de efectos adversos.
Comparación general de los principales tipos de filtro
| Tipo de filtro | Características principales | Uso y limitaciones |
|---|---|---|
| Placas paralelas | Láminas alternas para sangre y líquido de diálisis | Prácticamente ya no se utiliza |
| Fibras capilares | La sangre circula dentro de fibras huecas y el dializado por fuera | Diseño predominante por su eficiencia y menor volumen de cebado |
| Celulósico | Bajo coste, pared delgada, buen aclaramiento de moléculas pequeñas | Menor biocompatibilidad y mayor activación inflamatoria |
| Celulósico modificado | Mayor biocompatibilidad que las membranas celulósicas originales | Permeabilidad baja y buen aclaramiento de moléculas pequeñas |
| Sintético | Alta o baja permeabilidad, baja trombogenicidad y mejor biocompatibilidad | Es el grupo predominante en la práctica actual |
| Bajo flujo | Permeabilidad limitada al agua | Depura principalmente moléculas pequeñas |
| Alto flujo | Mayor ultrafiltración y eliminación de moléculas medianas | Requiere líquido de diálisis de alta pureza |
| MCO | Elimina moléculas medianas y retiene la albúmina | Se utiliza en hemodiálisis expandida y debe vigilarse la pérdida de albúmina |
| HCO | Poros grandes para eliminar moléculas de alto peso molecular | Indicado en situaciones concretas y con control de la pérdida proteica |
Los avances tecnológicos han permitido que los dializadores hayan evolucionado enormemente en los últimos años, consiguiendo que la hemodiálisis sea más eficaz, más eficiente y más segura.
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