혈액 여과

혈액여과술은 혈액여과기에 고투과성 막을 사용하고, 변형된 혈액투석관을 통해 동맥과 정맥에 연결합니다. 동정맥 압력 구배를 통해 펌프를 사용하지 않고도 체외순환을 따라 혈액을 이동시킬 수 있습니다. 중환자실 환자의 체액 균형을 유지하는 주요 방법은 저속 연속 초여과와 수액 재주입입니다. 연속 동정맥 혈액여과는 대류에만 의존합니다. 혈액 정화는 초여과와 여과 중 손실된 수액의 보충을 통해 이루어지는데, 이는 "고전적인" 혈액투석에서 사용되는 확산과는 대조적입니다. 1980년대부터 이 기술은 중환자실에서 다른 유형의 순환대체요법(RRT)을 사용할 수 없는 중증 환자를 위해 정기적으로 사용되어 왔습니다. 이 기술을 통해 혈액투석 장비 및 기기를 갖추지 않은 병원에서도 급성 신부전 환자에게 순환대체요법(RRT)을 시행할 수 있게 되었다는 점에 유의해야 합니다. 연속 동정맥 혈액여과술의 무조건적인 장점은 순환계에 부정적인 영향을 미치지 않고 체액 균형을 적절하게 조절할 수 있다는 것입니다. 또한, 과뇨증 환자에게 주입-수혈, 약물 치료, 비경구 및 경장 영양 공급을 포함한 집중적인 치료가 가능합니다. 그러나 다발성 장기 부전 증후군 환자에게는 이 방법에 몇 가지 한계가 있습니다. 이 방법을 통해 얻을 수 있는 최대 초여과 효율은 하루 14~18리터에 달합니다. 따라서 요소의 일일 청소량은 18리터를 초과할 수 없습니다. 대부분의 다발성 장기 부전 증후군 환자가 심한 과분해 상태를 보인다는 점을 고려할 때, 이러한 요소 청소는 요소 수치 조절 불충분으로 이어져 치료 효과도 떨어집니다.

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작용 기전

혈액 여과기를 통한 혈액 관류 과정에서, 자유롭게 순환하는 다양한 독성 물질과 그 대사산물(분자량에서 프리알부민까지)이 여과액과 함께 제거됩니다. 여과액의 구성은 신장에서 생성되는 일차 소변과 유사합니다. 제거되는 독성 물질의 양은 혈관계에서 교체되는 체액량에 따라 달라집니다. 해독 강도는 여과 속도와 주어진 반투과성 막을 통과하는 대사산물의 체분율에 비례합니다. 체액 교체량과 시술 시간은 환자의 임상적 및 생물학적 특성에 따라 결정됩니다.

삼투압 활성 물질이 액체 흐름에서 막을 통해 방해받지 않고 통과함으로써 혈액과 기저세포암(BCC)의 초기 삼투압 농도가 유지됩니다. 등삼투압 탈수는 세포 내 과수화 및 뇌부종(균형 장애 증후군)을 예방하는 데 필수적입니다.

이 접근의 중요한 단점은 저혈압 시 동정맥 기울기 감소로 인해 체외 순환로의 혈류 속도가 불안정해지는 것인데, 이는 중환자실 환자에서 흔히 관찰됩니다. 또한 순환로와 필터의 혈전증도 관찰됩니다. 이러한 합병증은 연속 동정맥 혈액여과술에서 흔히 관찰되는데, 빠른 속도로 인해 헤마토크릿 수치, 혈액 점도, 그리고 필터 내부 혈액량의 고단백혈증이 크게 증가하기 때문입니다. 이러한 고단백혈증은 체외 순환로의 혈류 속도가 느려질 때 혈전증을 유발합니다. 이러한 단점은 환자에게 매우 필요한 치료를 중단하게 만드는 원인이 되어 전체적인 효과를 감소시킵니다. 이러한 모든 요인으로 인해 중환자실에서 동정맥 혈액여과술의 사용이 크게 제한되었고, 지속적인 순환대체 순환대체술(RRT)을 위한 새로운 기술적 수단과 방법이 개발되었습니다.

차세대 이중 루멘 카테터와 관류 모듈이 임상에 도입됨에 따라, 정정맥 혈액여과 및 정정맥 혈액투석여과가 널리 보급되어 중환자실 투석 치료의 "골드 스탠다드"로 여겨집니다. 이러한 치료에서는 관류 모듈을 사용하여 체외 순환을 따라 혈류를 공급합니다. 대류, 초여과 및 확산을 사용하면 이 방법의 효과가 크게 향상됩니다. 혈류량은 분당 200ml를 넘지 않고, 혈류 방향과 반대 방향으로 투석액 공급 속도도 유사하므로, 시술 중 요소 클리어런스를 높은 수준(최대 100ml/분)으로 유지할 수 있습니다.

"고전적" 혈액투석과 비교했을 때, 지속적 정정맥 혈액투석여과(Continuous venovenous hemodiafiltration)는 완전한 혈역학적 안정성, 무제한적인 체액 균형 조절, 적절한 영양 공급, 용존 물질의 농도 조절, 전해질 불균형 발생의 교정 또는 예방을 제공합니다. 2000년 클라우디오 론코(Claudio Ronco)가 발표한 무작위 대조 시험 결과에 따르면, 지속적 치료 방법으로 혈액여과량을 증가시키면 급성 신부전 및 패혈증 환자의 생존율을 향상시킬 수 있습니다. 초여과량 증가의 잠재적 이점은 지속적 순환대체요법(RRT)이 여과막에 흡착되거나 대류를 통해 직접 제거되는 패혈증의 체액성 매개체에 미치는 긍정적인 효과와 관련이 있습니다. 이 연구는 급성 신부전 및 패혈증 환자에서 혈액여과량 증가의 타당성을 입증했습니다.

따라서 이 기술은 오늘날 신장 기능을 위한 인공적 지원의 효과적인 형태로 활용되고 있으며, 다발성 장기 부전과 패혈증의 복잡하고 집중적인 치료에서 혈액 정화를 위한 '신외' 적응증을 가지고 있습니다.

합성, 생체적합성, 고투과성 막을 사용하면 대류를 통해 평균 분자량을 가진 물질, 주로 사이토카인(대부분 물에 용해됨)의 제거율을 높일 수 있습니다. 따라서 체외 혈액 정화 기술을 사용하여 혈류 내 사이토카인 농도를 낮출 수 있습니다. 많은 염증 유발 및 항염증 매개체가 "평균" 분자량을 가진 물질로 분류되기 때문에, 이러한 물질 제거에 있어 대류 방법(혈액 여과 및 혈액 투석 여과)의 효과를 연구하기 위한 연구가 끊임없이 진행되고 있습니다. 최근 몇 년간의 실험 및 임상 연구 결과에 따르면 현대 체외 해독 방법은 사이토카인, 보체 성분 등과 같은 제한된 수의 "중간" 분자만 제거할 수 있습니다. 물론 대류를 통한 물질 전달 기전은 확산 기전보다 훨씬 효과적이지만, 일반적으로 급성 신부전 환자에게 지속적인 시술을 시행할 때는 최대 2L/h의 "신장 용량"의 혈액 여과 속도가 사용됩니다. 이 용량은 적절한 RRT(순환적 재관류 요법)를 시행하기에 충분하며, 염증 매개체를 제거하는 데 있어 임상적으로 유의미하지 않은 최소한의 능력을 발휘합니다. 한편, 혈액여과막에 염증 매개체가 흡착되는 것은 특히 체외 혈액 정화 초기 단계(시술 시작 후 2~3시간)에 상당히 중요한 것으로 입증되었습니다. 순환 사이토카인과 보체 성분이 필터의 다공성 막에 흡착되면 혈장 내 농도가 일시적으로 감소하는데, 이는 생물학적 및 임상적으로 중요한 의미를 지닙니다. 하지만 혈액여과막은 흡착을 위해 설계되지 않았으며, 기공이 포화됨에 따라 사이토카인 제거 효과가 빠르게 감소합니다.

따라서 혈액여과의 "신용량"(최대 2L/h)은 급성 신부전 치료에서 신기능을 대체하기에 충분하지만, 다발성 장기 부전 증후군 및 패혈증에서 염증 매개체 수치를 변화시키기에는 충분하지 않습니다. 따라서 지속적인 혈액여과는 심각한 신장 기능 장애와 동반되는 경우를 제외하고는 패혈증에서 사용되지 않습니다.

고용량 혈액여과

연구 자료에 따르면, 다발성 장기 부전 및 패혈증 환자에서 고용량 정정맥 혈액 여과의 이점이 명백합니다. 임상 연구에서는 혈관수축제와 부신피질호르몬(AD)의 필요성이 감소하는 상황에서 패혈증 환자의 사망률 감소 및 혈역학적 지표 개선과 함께 고용량 정정맥 혈액 여과의 효과가 입증되었습니다. 연구 자료에 따르면, 일반적인 "신장 용량"보다 혈액 여과 용량을 증가시키는 것은 다발성 장기 부전 증후군 환자의 생존에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.

이 방법을 사용하면 초여과 속도가 시간당 6리터 이상에 달하고, 일일 여과량은 60~80리터입니다. 고용량 정맥혈여과(HDH)는 낮 시간(6~8시간)에만 사용되며, 이 기법을 맥동 여과(Pulsating)라고 합니다. 이는 높은 혈류 속도, 정확한 초여과량 계산, 그리고 교체 용액의 필요성 증가가 필요하기 때문입니다.

패혈증의 복잡한 치료에서 대량 정맥-정맥 혈액여과술의 긍정적 효과에 대한 이유:

• 사이토카인의 결합되지 않은 부분을 걸러냄으로써 패혈증의 염증성 단계를 단축시키고, 이로 인해 장기와 조직에 가해지는 손상을 줄입니다.
• 인간의 쇼크 상태에 책임이 있는 혈액 성분(패혈증에서 조기 폐 고혈압 발생에 책임이 있는 엔도텔린-1, 혈관 마비에 책임이 있는 엔도칸나비노이드, 패혈증에서 급성 심부전의 발병 기전에 관여하는 심근 억제 인자)의 농도 감소 및 제거.
• 혈장 내 인자 PAM(플라스미노겐 활성화 억제제) 농도 감소, 미만성 혈관내 응고병증 감소. 패혈증에서 인자 PAI-I 수치는 APACHE II 척도의 높은 수치 및 유의한 사망률과 상관관계가 있는 것으로 알려져 있습니다.
• 패혈증 후 면역마비 증상을 완화하고 이차 감염 위험을 낮춥니다.
• 대식세포와 호중구의 세포사멸 억제.

따라서 고용량 정맥 혈액여과술은 대부분의 염증 매개체의 혈장 농도를 현저히 감소시켜 전신 염증 반응을 "관리"할 수 있는 체외 해독 방법입니다. 그러나 급성 신부전증 치료에서 혈액여과에 사용되는 필터와 멤브레인은 기공 크기와 체거름 계수 때문에 패혈증의 체외 치료에 큰 중요성을 갖지 못할 것으로 보입니다.