Comment choisir une membrane d hémodialyse

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1 Comment choisir une membrane d hémodialyse Philippe Brunet, Marseille CUEN juin 2009 Historique des membranes de dialyse (1) Les premières membranes d hémodialyse en sont en cellulose : c est la cellophane utilisée pour les emballages, semi-perméable lorsqu elle est en milieu liquide (dès les années 1940) Puis la cuprophane, plus fine et plus perméable, utilisée en 1960 Et la cellulose modifiée : acétate de cellulose dans les années 1970, plus biocompatible 1

2 Historique des membranes de dialyse (2) Fabrication des membranes à haute perméabilitédans les années D abord réservées à l hémofiltration et l HDF. Utilisables en HD uniquement avec un contrôle de l ultrafiltration, un dialysat bicarbonate et une eau de dialyse ultrapure. 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. 2

3 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. 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 3

4 Sieving coefficient Exemples Solutés PM Mb à basse perm Mb à 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 Courbe de sieving coefficient 4

5 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 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 : il n existe pas d objectif quantifié La question jusqu ici était de savoir quels patients devaient bénéficier des dialyseurs à haute perméabilité. Membranes à haute perméabilité et survie : études observationnelles Chauveau et al, AJKD 2005 : Etude rétrospective du groupe français de nutrition Canaud et al, Kidney Int 2006 : Etude du registre DOPPS Krane, AJKD 2007 : Réanalyse de l étude 4D 7

8 Membranes à haute perméabilité et survie : études randomisées Locatelli, Kidney Int 1996 Eknoyan, NEJM 2002 : HEMO study Locatelli, JASN 2009 : MPO study Perméabilité et survie Etude prospective, randomisée ; durée 24 mois Patients : âge moyen 53 ans ; diabétiques 5,4% ; HD 2 mois ; exclus : cancer, IDM < 1 an, AVC < 6 mois, insuff. cardiaque sévère Survie à 2 ans CU P-LF P-HF P-HDF Pas de différence Locatelli et al, Kidney Int

9 HEMO Study dialyseur basse perméabilité : clairance de la béta 2 < 10 ml/min KUF < 14 ml Haute perméabilité : KUF > 14 clairance béta 2 > 20 ml/min Eknoyan et al, NEJM 2002 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

10 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 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,

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 Définitions La biocompatibilité définition large : absence de toute interaction entre les éléments du sang et la surface étrangère définition restreinte : capacité d un matériel à réaliser une application spécifique sans induire de réponse cliniquement significative Gurland, Consensus Conference on Biocompatibility, NDT

12 La biocompatibilité : 4 facteurs Nature de la membrane Agent stérilisant Résidus de fabrication Le dialysat 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

13 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 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 Mode de fabrication du dialyseur Processus général : 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 Conséquences cliniques : Symptômes per-dialytiques Etude prospective randomisée, cross-over (2 x 3 mois), 40 pts Cup AN69 p Hypotension (par patient) 19 ± 3 22 ± 3 NS Adm. sérum salé > 100 ml 10 ± 1 11 ± 2 NS Vol. moyen de sérum salé 69 ± ± 12 NS Vomissements 6 ± 2 4 ± 1 < 0,05 Crampes 3 ± 1 6 ± 2 < 0,05 Score 11 ± 2 10 ± 1 NS Collins et al, J Am Soc Nephrol

15 1,2 1 0,8 Conséquences cliniques : Survie Etude observation USRDS, 2410 pts, HD > 1 an Risque relatif de décès, ajusté pour le Kt/V 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 Charge électrique et biocompatibilité Membrane AN69 et IEC Membrane AN69 chargée négativement Activation de la phase contact bradykinine Dégradation par enzyme de conversion - IEC Réaction anaphylactoide 15

16 La rétrofiltration du dialysat Haute perméabilité Comp. dialysat Basse perméabilité Comp. dialysat Comp. sang Comp. sang P. sang P. dialysat P. sang P. dialysat PTM mmhg PTM mmhg Conclusions Comment choisir une membrane Pour éliminer l urée facilement Pour éliminer les moyennes molécules : nous disposons maintenant d une étude contrôlée montrant l intérêt des membranes à haute perméabilité pour améliorer la survie Pour limiter les effets secondaires : Ne plus utiliser la cuprophane Connaitre les caractéristiques des dialyseurs (stérilisation ) Utiliser un dialysat ultrapur Maintenir une vigilance à l égard de tout symptôme inexpliqué 16