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a) La fistule artério-veineuse (FAV) [110,111]:
La fistule est créée chirurgicalement en connectant une artère et une veine du bras. La veine (superficielle, donc facilement accessible) sera ainsi artérialisée, son débit augmentera, son calibre également, et elle pourra supporter la ponction par les aiguilles de dialyse.
La fistule se trouve le plus souvent dans l'avant-bras (figure 3.3), mais son site d'implantation peut varier en cas d'impossibilité ou de difficulté particulière. Il est préférable qu'elle soit située dans le bras "non-dominant" (c'est à dire le bras gauche pour les droitiers et réciproquement) car c'est le bras le moins sollicité dans la vie courante.
Il faut normalement quelques semaines voire quelques mois à la fistule pour se développer correctement, c'est à dire pour permettre la dialyse.
Une fistule doit normalement durer plusieurs années, cependant des problèmes de sténose (rétrécissement en un point de la veine ou de l'artère) peuvent empêcher son bon fonctionnement, voire même provoquer la formation d'un caillot.
Elle nécessite quelques précautions de façon à ne pas mettre en jeu sa longévité, par exemple éviter toute prise de sang ou pose de garrot (par exemple pour une mesure de tension artérielle) ou pression quelconque sur le bras qui en est porteur, ne pas porter de bijoux (bracelet, montre…) qui pourrait entraver le débit sanguin, ne pas porter d'objets lourds.
Figure 3.3 : fistule artério-veineuse de l’avant-bras b) Le cathéter de dialyse (KT) [109]:
Il s'agit d'un tube creux et flexible, introduit par la veine jugulaire ou sous-clavière jusque dans l'oreillette droite du cœur. Il peut également être placé dans la veine fémorale, en haut de la cuisse. Ligne artérielle Ligne veineuse Veine Fistule artério-veineuse Artère radiale
56 Un cathéter est en général utilisé de manière temporaire (quelques semaines ou quelques mois), lorsque la dialyse doit être débutée avant que la FAV n'ait pu être créée ou si elle n'est pas suffisamment développée ou encore défaillante. Le débit sanguin obtenu est en général moins bon que celui d'une fistule, ce qui conduit à une dialyse moins efficace.
Un cathéter comporte un "site de sortie", composé d'une tubulure en Y munie d'un clamp sur chaque extrémité. Ainsi, il n'est plus nécessaire d'avoir recours à des aiguilles, il suffit de brancher les lignes du dialyseur directement sur le cathéter.
La partie externe du KT le rend extrêmement sensible aux infections, qui peuvent avoir des conséquences dramatiques puisqu'il a un accès direct au cœur.
1.3.3.2. La membrane / l’hémodialyseur.
Elle est incluse au sein d’un hémodialyseur (figure 3.4) et permet les échanges entre le sang et le dialysat. L’hémodialyseur est défini par ses caractéristiques biologiques (biocompatibilité, stérilité et apyrogénicité), ses caractéristiques physiques (structure plaque ou capillaire, surface et nature de la membrane, volume du compartiment sanguin, perte de charge des compartiments sang et dialysat, raccord et accès, intégrité), ses performances (clairance, coefficient de tamisage, débit d’ultrafiltration, seuil de coupure).
La nature de la membrane est déterminée par sa composition chimique. Actuellement on distingue :
- Les membranes cellulosiques, en cuprophan pour la plupart, peu biocompatibles et donc susceptibles de provoquer des réactions allergiques bénignes ou majeures ;
- Les membranes intermédiaires dérivées de la cellulose soit à basse perméabilité (hemophan ou acétate de cellulose) ou à haute perméabilité (triacétate de cellulose) ; - Les membranes synthétiques, présentant une meilleure biocompatibilité, à haute
perméabilité (polyacrylonytrile, AN 69, polysulphone, polyamide, arylane, polyméthymétacrilate) ou à basse perméabilité (polysulphone).
Le choix de l’hémodialyseur [105] dépend des données du patient (âge, poids, résultats biologiques), de la technique utilisée et des résultats souhaité. Le but de la dialyse est d’obtenir une épuration des molécules en rétention dans le plasma et d’enlever l’eau ingérée par les patients entre deux séances de dialyse. Il faudra donc que le dialyseur réponde à des critères de transfert de masse et de coefficient d’ultrafiltration déterminé.
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Figure 3.4 : Hémodialyseur.
Chaque dialyseur est donc caractérisé par sa capacité à obtenir un transfert de masse diffusif et convectif qui dépend de la surface membranaire incluse au sein de l’hémodialyseur, de la nature de la membrane et de la concentration de part et d’autre de cette membrane, pour plus de détail consulté [105,108] :
a) Transfert de masse par diffusion ou conduction :
Principe (Figure 3.5) : Lorsqu'on met en contact, au travers une membrane semi-perméable, deux solutions contenant différentes concentrations de certaines substances (en l'occurrence, le sang et le dialysat), les molécules qui les composent se répartissent de l'une vers l'autre en se déplaçant du milieu le plus concentré vers le moins concentré, jusqu'à l'obtention d'un équilibre. La membrane comporte une multitude de trous de tailles différentes, de façon à ce que les petites comme les grosses molécules puissent la traverser, mais pas les cellules sanguines ni les grosses molécules comme les protéines.
Les sels minéraux et autres substances (comme l’urée et la créatinine par exemple) en excès dans le sang vont passer dans le dialysat (c’est la diffusion). Réciproquement, les minéraux en excès dans le dialysat (par exemple le calcium) vont passer dans le sang (c’est la rétrodiffusion).
Nd=KoxAxAc avec : • Nd : transfert de masse,
• Ko : coefficient de transfert, • A : surface d’échange,
• AC : gradient de concentration de part et d’autre de la membrane. Artère Veine
Sortie
« Dialysat » « Dialysat » Entrée
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Figure 3.5 : Transfert par conduction / Diffusion
Afin d'accroître encore les performances d'épuration de la membrane, plasma et dialysat circulent habituellement à contre-courant l'un par rapport à l'autre.
Notons enfin que les éléments macroscopiques du sang (cellules sanguines et protéines sériques) ne peuvent évidemment pas diffuser. Il en va de même pour les éventuels germes présents dans le dialysat. Le dialysat ne doit donc pas impérativement être stérile. La libération d'endotoxine par certaines bactéries peut cependant poser certains problèmes lors d'utilisation de membrane à haute perméabilité.
b) Transfert de masse par convection ou ultrafiltration :
Principe (Figure 3.6) : On exerce une pression sur le compartiment sanguin au travers de la membrane de dialyse ; le gradient de pression et la résultante entre la pression sanguine positive et la pression négative du dialysat. C'est ce phénomène qui va permettre de corriger l'excès d’eau et de sodium dans l’organisme du malade. L’eau et le sodium qu'elle contient en excès traversent la membrane et rejoignent le dialysat.
Nuf = Quf x Cw (1 - E) avec :
• Nuf : transfert de masse par convection, • Quf : débit d’ultrafiltration,
• Cw : concentration moyenne du soluté dans l’eau plasmatique, • E : coefficient de rejet de la membrane.
Le transfert de masse total (Nt) est donc en théorie égal à la somme des deux transferts précédents. Na+ K+ HCO3 Urée H2O Na+ K+ HCO3 Urée H2O