Comment choisir une membrane d hémodialyse

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1 Comment choisir une membrane d hémodialyse Philippe Brunet, Marseille CUEN juin 2011 Historique des membranes de dialyse (1) : membranes en cellulose 1940 : la cellophane des emballages 1960 : la cuprophane, plus fine et plus perméable 1970 : acétate de cellulose, la cellulose modifiée, plus biocompatible : membranes synthétiques: haute perméabilité D abord réservées à l hémofiltration Puis utilisées en HD (avec bicar et maitrise d UF) : filtres pour HDF 1

2 Caractéristiques des membranes d HD (1) La clairance : quantité de sang épurée d une substance par unité de temps K = QB x (Ca Cv) / Ca K = clairance QB = débit sanguin Ca : concentration à l entrée du dialyseur (artère) Cv : concentration à la sortie du dialyseur La clairance est idéalement mesurée avec une UF = 0 pour seulement apprécier l épuration par diffusion. Attention : les fabricants communiquent des valeurs de clairance obtenues à différents débit sanguins. Caractéristiques des membranes d HD (2) Le KoA : coefficient de transfert de masse du dialyseur pour un soluté donné (par unité de surface) C est la clairance maximale théorique d un soluté obtenue pour des débits dialysat et sanguins infinis Ce coefficient est unique pour chaque dialyseur et permet donc de comparer les dialyseurs entre eux. Le KoA urée est le plus communiqué par les fabricants mais pas encore de manière générale. 2

3 Caractéristiques des membranes d HD (3) Le coefficient de tamisage (sieving coefficient) : défini pour une membrane et un soluté par le rapport de la concentration du soluté dans l ultrafiltrat à sa concentration dans le plasma: Cuf / (Ca+Cv/2) Ce coefficient définit la perméabilité d une membrane aux solutés Exemple : Dans l étude MPO les membranes à haute perméabilité ont été définies par un SC béta 2m > 0,6 Sieving coefficient Exemples Solutés PM Mb à basse perm Mb à moyenne perm Mb à hte perm urée Créatinine 113 0,89 0,98 1 Vitamine B ,63 0,94 1 Inuline ,31 0,77 1 Béta-2 micro ,42 0,65 Myoglobine ,25 Ch Kappa ,02 IL ,01 Albumine

4 Courbe de sieving coefficient Caractéristiques des membranes d HD (4) KUF coefficient d ultrafiltration(en ml/h x mmhg) : coefficient de perméabilité hydraulique d une membrane Une membrane à haute perméabilité hydraulique est nécessaire si l on veut faire de l HDF Le KUF permet de classer grossièrement les membranes : Perméabilité Basse Moyenne Haute KUF < > 30 4

5 Une conséquence de la haute perméabilité: La rétrofiltration du dialysat Haute perméabilité Comp. dialysat Comp. sang Basse perméabilité Comp. dialysat Comp. sang P. sang P. dialysat P. sang P. dialysat PTM mmhg PTM mmhg Un équivalent d HDF bas débit (30-40 ml/min) Exigence d un dialysat ultrapur Caractéristiques des membranes d HD (5) La surface : c est classiquement un facteur de performance du dialyseur. En réalité, à surfaces équivalentes, 2 dialyseurs peuvent avoir des performances différentes. Cela tient à la géométrie des fibres dans le dialyseur, à la réduction des zones de stagnation 5

6 Performances des dialyseurs : exemple Clairances PF14L PF21L PF140H PF210H urée 190 / / / / 339 créatinine 171 / / / /303 phosphate 152 / / / /289 Vit B12 90 / / / / 203 SC béta 2 0,20 0,20 0,70 0,70 KUF 10 15, KoA Surface 1,4 2,1 1,4 2,1 Sterilisation Vapeur Vapeur Vapeur Vapeur Clairances : Qs = 200 / 300 ml/min ; QD = 500 ml/min ; UF = 0 KUF : mesuré avec du sang bovin ; Hte = 0,32, prot 60 g/l ; T 37 C Quelle performance rechercher? (1) Epuration des petites molécules : L objectif est fixé par le KT/V urée, qui dépend : Du K Mais aussi du T Et du V La membrane n est pas le seul élément pour parvenir à une dialyse adéquate 6

7 Quelle performance rechercher? (2) Epuration des moyennes molécules : Un marqueur : la béta-2 microglobuline Un moyen : les membranes à haute perméabilité Un marqueur : la Béta-2 microglobuline > 35 mg/l RR = + 1,11 (IC 1,05 1,19) pour une augmentation de 10 mg/l Réanalyse HEMO study, Cheung, JASN

8 Une méthode : les dialyseurs à haute perméabilité Etudes observationnelles Chauveau et al, AJKD 2005 : Etude rétrospective du groupe français de nutrition Krane, AJKD 2007 : Réanalyse de l étude 4D Canaud et al, Kidney Int 2006 : Etude du registre DOPPS : intérêt de l HDF haut débit Etudes randomisées récentes Eknoyan, NEJM 2002 : HEMO study Locatelli, JASN 2009 : MPO study HEMO Study dialyseurs basse perméabilité : clairance de la béta 2 < 10 ml/min KUF < 14 ml/h.mmhg Dialyseurs haute perméabilité : KUF > 14 ml/h.mmhg clairance béta 2 > 20 ml/min Eknoyan et al, NEJM

9 Etude prospective, randomisée HEMO study 1846 patients dialysés prévalents, suivis 2,8 ans HF Clairance béta-2 HF : 34 ± 11 ml/min LF : 4 ± 7 ml/min LF P = 0.23 Pas d effet global Mais : - Décès cardiaques - Décès pts HD> 3,7 ans Eknoyan et al, NEJM 2002 Etude MPO (membrane permeability outcome) Kt/V urée : 1,36 ±0,3 Suivi : minimum 3 ans ; moyenne 3 ±1,9 ; maximum 7,5 ans. Patients incidents (évite la sélection de survivants) Dialyseurs haute perméabilité Sievingcoefficient béta 2 > 0,6 KUF 20 Dialyseurs basse perméabilité Sievingcoefficient béta 2 = 0 KUF 10 Locatelli et al, JASN 2009, 20, 645 9

10 Etude MPO Patients avec albuminémie < 40 g/l KUF= 45 ± 9 KUF= 10 ± 3.5 P = ,4% 73,4% Locatelli et al, JASN 2009, 20, 645 HDF : European results from the DOPPS Etude d observation : 2165 patients de 1998 à 2001 < 15 L > 15 L Canaud et al, Kidney Int

11 Epuration des toxines liées aux protéines HFPS HFCTA LFPS Indoxyl sulfate CMPF P-cresol Créatinine Lesaffer, Nephrol Dial Transplant 2000, 15, 50 Aucun bénéfice des membranes HF pour les solutés liés aux protéines La biocompatibilité : 4 facteurs Nature de la membrane Agent stérilisant Résidus de fabrication Le dialysat 11

12 Nature des membranes HD Groupe Exemples Activation C Cellulose cuprophane +++ Cellulose modifiée ou semisynthétique synthétique Diacétate ou triacétate de cellulose Hémophane AN69, polysulfone, polyamide, PMMA + + Nature de la membrane et activation du complément au cours de l hémodialyse 6 4 C3a µg/ml cuprophane 2 0 Cellulose modifiée PAN Cellulose réutilisée Durée de la séance, minutes 12

13 Conséquences cliniques : Survie Etude observation USRDS, 2410 pts, HD > 1 an Risque relatif de décès, ajusté pour le Kt/V 1,2 1 0,8 1 0,74 p < 0,002 0,75 p < 0,002 0,6 0,4 Cellulose (1586) Cellul. subst. (388) Synthétique (436) Hakim et al, Kidney Int 1996 Agent stérilisant Oxyde d éthylène (ETO) : Résidus : Nécessité d un dégazage Réactions : first use syndrome, prurit Rayons gamma : Pas de résidu Altération potentielle des matériaux Vapeur : pas de modification du matériau Effet de chasse des résidus 13

14 Résidus de fabrication du dialyseur Processus général de fabrication: Dissolution d un polymère dans un solvant Remodelage sous forme de fibre creuse Contrôles et rinçage Résidus possibles à toutes les étapes : Risque de réaction sévère Importance du rinçage du dialyseur Cas particulier : la membrane AN69 Membrane AN69 et IEC Membrane AN69 chargée négativement Activation de la phase contact bradykinine Dégradation par enzyme de conversion - IEC Réaction anaphylactoide 14

15 Réactions anaphylactoides impliquant un dialyseur déclarées à l AFSSAPS en déclarations Hypotensions 21 Troubles digestifs : 8 Troubles respiratoires : 12 Prurit : 5 Décès: 1 Délai de survenue : 1/2h pour la majorité des dialyseurs ; 1h pour l AN69 Conclusions Utiliser un dialysat ultrapur Privilégier les membranes à haute perméabilité (étude MPO) Rester vigilant à l égard des réactions anaphylactoides 15