연속 신장 대체 요법을 외부 정상 간 기계 관류에 통합하기

요약

이 프로토콜은 관류 저장소에 연결하여 상 실 정상 간 관류에 연속 신장 대체 요법(CRRT)을 통합하는 방법을 설명합니다. 이 구성은 혈역학적 안정성을 지원하고, 과도한 혈관 내 압력을 방지하며, 특히 장기간 관류 시 조직 부종 위험을 줄일 수 있습니다.

초록

간 외부 정상모동기계 관류(NMP)는 역동적인 보존 전략으로 부상하여 대사 활동 유지와 이식 전 이식편 평가를 가능하게 합니다. 하지만 장기간 관류는 대사 노폐물, 전해질 불균형, 염증성 매개체의 축적으로 인해 이식편 기능을 저해할 수 있습니다. 연속 신장 대체 요법(CRRT), 특히 연속 정맥 혈간여과(CVVHDF)는 장기간 관류 기간 동안 용질 제거와 항상성 조절을 지원하는 잠재적 수단을 제공합니다.

이 프로토콜에서는 여과 회로를 주 관류 회로와 독립적으로 연결하여 CVVHDF를 재현 및 안전한 통합 방법을 설명합니다. 이 구성은 혈역학적 안정성을 지원하고, 과도한 혈관 내 압력을 예방하며, 조직 부종의 위험을 줄일 수 있습니다. CRRT 회로의 물리적 연결, 프라이밍 및 모니터링에 대해 자세히 설명하며, 생리적 정맥압을 시뮬레이션하기 위해 호프만 클램프를 사용하는 방법에 대한 지침도 함께 제공합니다. 직접 인라인 회로 통합과 비교할 때, 대표적인 결과는 순환 외 접근법이 이식편 부종을 감소시키면서도 안정적인 회로 압력과 용질 제거 상태를 유지하는 것과 관련이 있음을 시사합니다. 이 방법은 안정적인 관류 역학을 유지하면서 용질 처리를 개선하기 위해 다른 유사 관류 장치와 쉽게 통합할 수 있습니다.

서론

외부 정상모면기 관류(NMP)는 장기의 대사 활동을 유지하여 산소와 대사 기질을 생리적 온도 ^1,2,3에서 제공하는 동적 보존 전략입니다. 이러한 조건에서는 이식 전 장기의 손상 여부와 어느 정도 기능을 평가할 수 있습니다. 또한, ex situ NMP는 이식 및 비이식 목적 모두에서 장기의 재조정, 치료 및 평가를 위한 잠재적 플랫폼을 제공합니다 ^3,4.

외부 장기 관류 지속 시간은 관류 자체에 의해 발생하는 다양한 병태생리학적 과정에 의해 조건화됩니다. 지금까지 보고된 전임상 및 임상 연구에서 대부분의 관류는 비교적 짧은 기간 동안 수행되었으며, 표준 프로토콜에서는 보통 6-24시간 정도였으며, 일부 보고는 5^{, 6, 7, 8 실험 조건에서} 며칠에서 몇 주까지 연장되기도 했습니다. 외부 NMP 과정에서 발생하는 부작용 및 사건에는 대사 폐기물 축적, 관류액 전해질 조성 변화, 손상 관련 분자 패턴(DAMPs)과 같은 중간 및 염증 매개체 생성, 그리고 체액 이동과 관련된 부종/체중 증가 등이 있으며, 이로 인해 이식편의 생존 가능성에 영향을 줄 수 있습니다⁹. 따라서 체외 혈액 정화(EBP) 방법의 도입은 이러한^{다양한 제품을 조절}하고 제거하는 중요한 수단으로 평가되었습니다. 사용 가능한 모든 방법 중 가장 널리 사용되는 것은 연속 신장 대체 요법(CRRT)입니다.

CRRT는 신부전 환자에게 주로 사용되는 일련의 기법으로, 혈액을 여과하고 다양한 성분을 제거함으로써 산증과 전해질 불균형을 조절하고 노폐물을 제거합니다^11,12. 여기에는 혈액투석(HD), 혈액여과(HF), 혈액섬유 여과(HDF)¹³이 포함됩니다. HD는 확산을 통해 요소나 β2-마이크로글로불린과 같은 작은 (<15 kDa) 용질을 제거하며, 전해질 불균형 교정에 효과적입니다.^{14, 15, 16, 17}. 하지만 HD는 더 크거나 단백질에 결합된 독소의 제거 효능이 낮고, 막 접촉으로 인한 면역 활성 유도가 저하되는 등 한계가 있습니다 17,18,19. HF는 대류 메커니즘을 이용해 더 큰 분자, 예를 들어 항염증 및 항염증 사이토카인을 제거하지만, 비타민, 미량 원소, 미량 영양소 등 필수 혈장 성분도 제거할 수 있습니다.^{20, 21, 22, 23}. HDF는 확산과 대류 메커니즘을 결합하여 중간 크기 독소와 염증 매개체의 광범위한 제거를 달성하여, 염증 환경을 보다 효과적으로 조절할 수 있게 합니다. ^{24,25,26,27,28}.

CRRT는 용질과 액체가 막을 가로질러 교환되도록 정밀하게 조절된 구배에 의존합니다. HD의 경우, 확산은 농도 차이에 의해 촉진되며, HF와 HDF는 대류 수송을 가능하게 하기 위해 막 간 압력 구배가 필요하다²⁹. 이러한 시스템이 현장 관류 회로에 통합될 때, 압력 역학 제어가 특히 중요해집니다. 장기 관류 시스템은 적절한 흐름, 조직 산소 공급, 혈관 완전성, 장기 대사 기능을 유지하기 위해 정확한 압력 균형에 의존합니다³⁰. CRRT 시스템의 추가는 장기 관류 회로 내의 미묘한 균형을 변화시키는 압력 변화를 초래합니다.

본서에서는 관류 루프가 아닌 관류 저장소와 연결하여 관류 회로와 분리된 관 외 간 NMP 중 CRRT를 연결하는 실용적이고 재현 가능한 전략을 설명합니다. 직접 '인서킷' 통합(즉, 혈관 관류 회로에 연결)과 비교할 때, 이 아웃 오브 서킷 구성은 CRRT를 장기 혈관과 유압적으로 분리하여 보다 안정적인 압력과 유량 조절을 지원하고, 인라인 구성으로 인한 압력 유발 부종 형성을 완화하는 데 도움을 줍니다. 이 접근법은 장기 장기 관류 시 혈역학적 안정성과 용질 처리 능력을 유지하는 데 도움을 줍니다. 또한, 저수지 기반 연결은 주 NMP 회로를 중단하지 않으면서 프라이밍 및 필터 교환과 같은 동작을 용이하게 합니다. 이 프로토콜은 저류지 접근을 제공하는 관류 플랫폼에 쉽게 적용할 수 있으며, 그 원리는 약간의 구성 조정만으로도 CRRT 모달리티 전반에 적용할 수 있습니다.

프로토콜

동물 관리 및 실험 프로토콜은 기관 및 지역 윤리 위원회(마드리드 공동체 농업, 가축 및 식품부와 마드리드 자치 대학교 동물복지기구[OEBA])에서 승인되었습니다. 모든 동물은 라파스 대학교 병원 실험 수술 서비스에서 수용되었으며, 국제표준기구(ISO9001:2015)가 인가하고 지역 당국(ES280790001941)의 승인을 받은 현재 국가 및 유럽 규정에 따라 이루어졌습니다. 건강한 돼지 기증자로부터 17개의 간을 채취하여 최소 손상 모델을 적용했습니다.

1. 최소 피해 모델

1. 기증자 혈액을 회수하기 위해 생 체 내 친척 온허혈(13± 5분)을 유도하고, 이어서 냉 허혈(77± 16분)을 투여합니다.
2. 각 실험마다 CVVHDF를 사용하여 CRRT를 시작하는데, 다음과 같은 운영 매개변수는 다음과 같습니다: 혈류량(BFR) 100 mL/min, 투석액 유량(DFR) 250 mL/h, 필터 후 교체액 유량(PBP) 100 mL/h. 순 초여과(UF)를 20 mL/h로 설정하여 체액 투입(예: 헤파린, 경경구 영양, 항생제)과 배출량(예: 담즙)을 고려하여 거의 중립적인 체액 균형을 목표로 합니다.
3. 혈액 필터가 약 0.3 m^² 의 유효 표면적과 약 40 kDa의 분자량 차단을 가진 폴리에테르설폰 고유량 막을 사용하는지 확인하세요.
4. CRRT 시스템을 포함한 전체 관 류 회로를 비분획 헤파린(UFH)으로 항응고하여 초기 5,000 IU의 볼루스를 투여한 후 혈전을 방지하고 회로 개성을 보장하기 위해 1,500 IU/h의 정상 식염수로 희석하여 연속 주입합니다.
5. 관류 장치 내에 통합된 열교환기를 사용하여 NMP 회로를 37.0 ± 0.2 °C로 유지합니다. CRRT 기계가 인라인 유체 워머를 사용해 반환 흐름이 37°C로 저장소로 들어오도록 하여 교체/투석액으로 인한 냉각을 완화하세요. 퍼퓨저와 CRRT 내부 센서 모두에서 온도를 지속적으로 모니터링하세요.

2. CRRT와 현장 기계 관 류 시스템의 물리적 및 기능적 연결

1. 연결 지점을 파악하세요.
   1. CRRT 회로의 접근(추출) 지점으로 사용할 수 있도록 관류 시스템 저장소의 적절한 유출 포트를 식별하세요.
   2. 순환 시스템 저장소에서 반환(재주입) 지점으로 사용할 적절한 유입 포트를 식별하세요.
   3. 저수지 투입물이 없을 경우 무균 튜브를 설치하세요.
      참고: 접근과 반환 포트 모두 이상적으로는 혈관 저항을 방해하고 흐름 안정성을 저해하며 이식편을 손상시키는 것을 피하기 위해 외부 관류 시스템의 압력 조절 회로 외부에 있어야 합니다. 혈액 저장소가 연결의 선호 장소입니다.
2. 연결 라인을 정리하고 확보하세요.
   1. 이미 설치되어 있지 않다면 무균 수컷 루어 락 커넥터를 혈류 시스템의 접근 및 반환 포트 모두에 부착하세요.
   2. 주사기로 공기를 제거하기 위해 관류 시스템에서 배출 라인을 주입하세요.
   3. 최종 연결 전까지 역류를 막기 위해 유출 라인을 클램프로 고정하세요.
3. CRRT 시스템을 관류 시스템에 연결하세요.
   1. 루어 락 커넥터를 이용해 접근 라인을 관류 시스템의 배출 포트에 연결합니다.
   2. CRRT 리턴 라인이 관류 시스템과 연결된 부근에 Hoffman 클램프 또는 이에 상응하는 클램프를 놓아 생리적 정맥압을 시뮬레이션합니다(그림 1).
      참고: 호프만 클램프는 CRRT 중 경보나 역압 중단을 방지하여 충분한 하류 저항을 제공합니다. 클램프가 완전히 닫혀 있지 않고, 치료 시작 후 리턴 플로우가 연속적이고 눈에 띄도록 하세요.
   3. 루어 락 커넥터를 사용하여 리턴 라인을 관류 시스템의 유입 포트에 연결합니다.
4. 진입수 정화 처리 시작.
   1. CRRT 치료를 시작하기 전에 관류 시스템의 접근 라인과 배출 포트 모두 클램프를 풀어주세요.
   2. 시스템이 치료를 시작하고 양쪽 라인을 통해 혈류가 보이는지 확인하세요.
   3. 경고: 모든 시스템 구성 요소, 즉 퍼퓨전과 장기를 포함해 잠재적으로 감염이 가능한 생물학적 물질로 간주되어야 합니다. 설치, 운영, 폐기물 처리 시 장갑, 얼굴 보호대, 실험복 등 적절한 개인 보호 장비(PPE)를 항상 착용하세요.
5. CRRT 회로 기능을 모니터링하세요.
   1. 접근 압력, 반환 압력, 전여과기 압력, 관통막 압력(TMP), 배출 압력 등 시스템 온도와 압력을 시간별로 기록합니다.
   2. 튜브를 통해 흐르는 혈류를 관찰하고 기포가 없는지 확인하세요.
   3. 투석액과 교체액 흐름이 프로그램대로 진행되고 있는지 확인해.
      주의: 정상 수치에서 갑작스러운 편차는 응고, 필터 막힘, 라인 굴곡 또는 리턴 부위의 정맥 저항 부족을 나타낼 수 있습니다. CRRT 중 일반적인 참조값과 그 편차, 정당화는 각각 표 1 과 표 2에서 확인할 수 있습니다.

그림 1: 정맥 반환 압력을 조절하기 위해 튜빙에 부착된 호프만 클램프. 클램프는 노모모믹 관류 시스템의 저장소에 연결되기 전에 리턴 라인에 설치됩니다. 이 구성은 유동 저항의 미세한 조절을 가능하게 하며, 생리적 정맥 압력을 시뮬레이션하여 CRRT 기계에서 음의 반입 압력과 오경보를 방지하는 데 매우 중요합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보시려면 여기를 클릭해 주세요.

매개변수	기대 거리 (mmHg)	해석
접근 압력	–50에서 –200	저수함에서 혈액을 뽑아 음압이 생겼습니다.
리턴 압력	< 200	리턴 라인에 약간의 저항이 반영됩니다.
프리필터 압력	100–300	표준 흐름 하에 여과하기 위한 혈액 유입을 나타냅니다.
막관통압(TMP)	< 300	필터 성능과 혈전 위험을 나타내는 지표입니다.
유출 압력	< 300	봉지 충전 상태와 저항에 따라 달라집니다.

표 1: 상 술 관 류 중 연속 신 대체 요법의 기준 압력 범위. 이 표 는 체외 회로의 주요 모니터링 지점에 대한 예상 압력 범위(mmHg)를 요약한 것으로, 접근 압력, 리턴 압력, 사전 여과 압력, 관통막 압력, 배출 압력을 포함합니다. 이 기준값들은 CRRT가 외부 관류 시스템에 통합될 때 회로 안정성, 유압 효율, 필터 성능을 나타내는 기준 지표 역할을 합니다. 이 범위의 편차는 흐름, 저항, 폐쇄 또는 필터 응고를 시사하며 회로 평가가 필요할 수 있습니다. 약어: CRRT = 연속 신장 대체 요법; TMP = 막관통 압력.

매개변수	이상 현상 (mmHg)	가능한 원인	권장 행동
접근 압력	> –50	저장소 접촉 불량, 라인 폐색, 클렉 또는 클램프 라인, 라인 내 공기 또는 혈류 감소	저장소 액체 수위와 위치를 점검하고, 휘어진 부분을 제거하며, 라인이 완전히 잠기고 풀렸는지 확인하고, 혈류를 증가시키세요
리턴 압력	> 200	리턴 라인이 너무 깊게 잠겼거나, 라인 폐색, 클램프가 너무 꽉 끼거나, 꺾임, 혈전	리턴 라인 깊이를 조정하거나, 클램프를 풀거나, 라인을 재배치하거나, 꺾임이나 혈전 여부를 확인하고, 필터 교체를 고려하세요
프리필터 압력	> 300	흐름 막힘, 과도한 점도, 필터 응고, 또는 클램프가 그대로 남아 있는 경우	회로 개성 확인, 유량 감소, 혈전 확인, 클램프 제거.
막관통압(TMP)	> 300	필터 응고, 고저항, 여과선 또는 백 클램프, 필터 내 공기	필터를 교체하고, 응고나 휘어진 곳을 확인하고, 라인을 풀고, 공기를 제거하며, 필요하면 다시 프라이밍하세요.
	< -30	저수지에서 나오는 혈류가 적거나, 여과수 펌프가 처리 펌프보다 느립니다.	저수지 수위를 확인하거나 유량을 늘리세요
유출 압력	> 300	폐수봉투가 가득 차거나, 라인이 막히거나, 봉투가 자유롭게 매달리지 않을 경우	폐수 봉투를 교체하고, 꼬임이 있는지 확인하며, 봉투가 자유롭게 걸려 있는지 확인하세요
갑작스러운 압력 하락		누수 또는 분리	즉시 전체 회로를 점검하세요.

표 2: 관외 관 류 중 연 속 신 대체 요법 문제 해결 가이드. 이 표 는 CRRT 회로에서 비정상적인 압력 수치나 성능 편차를 식별하고 해결하는 체계적인 안내서를 제공합니다. 각 압력 매개변수에 대해 일반적인 이상 소견과 그 가능한 원인, 권장되는 교정 조치가 나열되어 있습니다. 이 문제 해결 참고 자료는 회로 오작동을 신속히 감지하고, 적절한 여과 성능을 유지하며, 장기 관 류 중 압력 관련 합병증 예방을 지원합니다.

3. 폐기물 처리

1. CRRT 회로에서 생성된 폐수류를 기계의 폐수 라인에 직접 연결된 밀봉된 폐기물 수집 봉투에 모으세요. 채워진 후에는 기관 및 지역 생물안전 규정에 따라 액체 생물위험 폐기물로 안전하게 밀봉하여 폐기하세요.
2. 사용한 퍼우스레이트는 잔류 약리학적 제제 또는 첨가제와 함께 액체 및 날카로운 생물학적 위험 물질을 담는 지정된 임상 폐기물에 버려야 합니다.
3. 관류가 완료되면 필터와 튜빙을 액체 폐기물 봉투에 배출하여 잔여 유출액을 제거한 후 폐기하세요. 생물학적 물질과 접촉한 모든 부품을 규제 의료 폐기물용 승인된 임상 폐기물 용기에 보관하고, 기관 절차에 따라 처리하십시오.
4. 관류된 장기를 밀폐된 생물학적 폐기물 봉투에 넣고, 관련 기관 및 지역 생물안전 프로토콜을 따라 인증된 생물학적 위험 폐기물 처리 채널을 통해 폐기하십시오.
   경고: 모든 시스템 구성 요소, 즉 퍼퓨전과 장기를 포함해 잠재적으로 감염이 가능한 생물학적 물질로 간주되어야 합니다. 설치, 운영, 폐기물 처리 시 장갑, 얼굴 보호대, 실험복 등 적절한 개인 보호 장비(PPE)를 항상 착용하세요.

결과

이 프로토콜의 목적은 관류 안정성을 유지하면서 외부 간 NMP 중 CRRT를 통합할 수 있도록 하는 것입니다. CRRT는 음압 및 유동 조건에서 작동하며, 시스템 내 관류 회로에 직접 연결되면 회로 혈역학을 교란시킬 수 있습니다(그림 2A). 이를 극복하기 위해 프로토콜은 CRRT 회로가 그래프/퍼퓨저 저장소와 인터페이스하여 두 회로 간 기능적 독립성을 유지하는 구성을 도입합니다(그림 2B). CRRT는 관류 2시간과 4시간 사이에 도입되어 시스템이 초기 안정화되고 체외 여과로 인한 효과를 더 잘 분리하기 위해 사용되었습니다.

토론

이 프로토콜은 여과 회로를 관류 저장소에 연결하여 외부 간 NMP 중 CRRT 장치를 상세하고 재현 가능한 통합법을 제시합니다. 이 접근법의 주요 장점은 관류 회로 혈역학을 보존하고, 직접 회로 내 CRRT 통합에서 일반적으로 관찰되는 해로운 압력 변화를 방지한다는 점입니다. 중요한 단계로는 공기 갇힘 방지를 위해 CRRT 라인을 저장소 내에 올바르게 배치하고, 생리적 정맥 압력을 시뮬레이션하기 위해 호프만 클램프를 사용하며, CRRT와 관류 회로 모두에서 압력과 흐름을 지속적으로 모니터링하는 것이 포함됩니다.

이 실험들에서 CVVHDF는 고플럭스 폴리에테르설폰 헤모필터를 사용하여 사용되었습니다. HDF는 일반적으로 중간 분자 클리어런스에 필요한 대류 부피(~0.5-35 kDa)를 달성하기 위해 고플럭스 막을 사용하며, 중간컷오프(MCO) 및 일부 응용에서는 고컷오프(HCO) 막을 사용하여 용질 제거를 ...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
20 mL 주사기 루어 슬립	니프로 메디컬 스페인 SL	SY3-10ESC-GEC
Accusol 35 K+ 2 (칼륨 2 mmol/L)	니키소 유럽 GmbH	PPE02	CRRT 대체액
아쿠아라인S 혈통	니키소 유럽 GmbH	AQUASET03LV	CRRT용 소아 혈액 혈통 세트
아쿠아맥스 필터 HF03	니키소 유럽 GmbH	AQUASET03LV	소아용 혈액 필터(최대 30kg 기증자)
아쿠아리우스TM 시스템	니키소 유럽 GmbH		연속 신장 대체 치료 기계
외부 간 관류 시스템	광둥 데오션 의료기기 유한회사, nbsp;	데브오션-리버& 신장 3000	맥동/연속 압력 관류를 지원하는 두 대의 원심 펌프, 압력, 유량, 온도 센서 제어 패널, 히터 유닛으로 구성된 주 장기 관류 플랫폼
프레제니우스 등강성 식염수 용액 500 mL	프레제니우스 카비	138900
호프만 클램프	광둥 데오션 의료기기 유한회사, nbsp;	맞춤 제작	리턴 라인 압력 조절
수컷 루어 락 커넥터	병원 제공	해당 없음	관류 시스템 튜브와 CRRT 기계의 혈통 사이의 연결 고리를 위해서입니다
나트륨 헤파린 25,000 UI	Laboratorios Farmacé 우티코스 로비 S.A	641639.6
멸균 튜빙 세트	광둥 데오션 의료기기 유한회사, nbsp;	맞춤 제작	저수지 접근 및 회수 연결을 위해
범용 호스 클램프	Achim SchuLz-Lauterbach Vertrieb medizinischer Producte GmbH	KL 20