SESSION ÉDUCATIVE DE L’INDUSTRIE

Hémodiafiltration en ligneUn traitement de qualité pour tousM. CLERC - Infirmière Conseil - Laboratoire GAMBRO

N° 57 - Septembre 2000 27

L’HDF en ligne est un mode de traitementqui partout dans le monde, présente ungrand intérêt en terme de qualité de traite-ment. La qualité de la dialyse dépend de plu-sieurs paramètres qui ont tous un impactmajeur : épuration des solutés, éliminationdes liquides et biocompatibilité.

LES OBJECTIFSÀ ATTEINDRE ET LES

MOYENS DONTNOUS DISPOSONS

1er objectif : optimiserl’épuration des solutés :- En augmentant le débit sanguin : c’est lemoyen le plus efficace et le moins coûteuxmais limité par la qualité de l’accès vascu-laire.- En augmentant le débit dialysat et en uti-lisant un dialyseur de plus grande surface,

mais leurs effets en hémodialyse standardsont moins importants. - En utilisant des membranes à haute per-méabilité qui permettent non seulementl’épuration des petites molécules maisaussi celles des moyennes et des grossesmolécules.Donc, en dépit de ces mesures, certainspatients présentent encore une épurationinsuffisante des toxines urémiques dans letemps de traitement prescrit.Que pouvons-nous faire de plus afin d’op-timiser l’élimination des toxines uré-miques ?

2ème objectif : mieux maîtriserl’ultrafiltrationLa bonne maîtrise de l’UF est un objectifimportant en dialyse. Une chute de tensionentraîne un manque de confort pendant letraitement et peut affecter l’équilibrehémodynamique du patient.

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Pour éviter cela, on peut utiliser : uncontrôle affiné du taux d’UF, le profild’UF et le contrôle de la volémiependant le traitement.Cependant, la population en hémo-dialyse évolue. Nous rencontrons deplus en plus de patients âgés, diabé-tiques ou présentant des problèmescardio-vasculaires ce qui entraîneencore plus d’instabilité hémodyna-mique liée à l’UF.La question qui revient est : pouvonsnous faire plus ?

3ème objectif : Améliorer labiocompatibilitéOn peut améliorer la biocompatibili-té de la dialyse en utilisant des mem-branes synthétiques ainsi qu’un liqui-de de dialyse d’une meilleure qualitémicrobiologique.Ces dernières années, de plus en plusd’études ont montré que de tellesmesures peuvent avoir un impact surla morbidité et la mortalité à longterme. Il semble donc juste de reposer lamême question : que pouvons-nousfaire de plus afin d’améliorer la bio-compatibilité ?

Que peut donc nous apporter l’HDFen ligne afin :- d’optimiser l’épuration,- de mieux maîtriser l’UF- et d’améliorer la biocompatibilitéde la dialyse ?

PRINCIPESDE TRAITEMENT

Les solutés qui s’accumulent chezun patient en insuffisance rénalechronique sont de différentes tailles,depuis les petits ions hydrogène enpassant par l’urée jusqu’aux pro-téines 10 000 fois plus grosses.Ces solutés ont un retentissement surle corps humain à différents niveauxet nous devons donc choisir de lesépurer sur un large spectre.

Certaines toxines de grande taillesont connues comme étant à l’originede la morbidité due à la dialyse,comme l’amylose conséquence del’accumulation de Béta 2 microglo-buline ou β2m.

Les toxines urémiques peuvent êtreépurées du sang par deux méca-nismes : la diffusion ou la convec-tion.La diffusion a lieu lorsqu’il y a unedifférence pour un soluté donné entresa concentration dans le sang et celledu liquide de dialyse, et lorsque lamembrane du dialyseur permet lepassage de ce soluté.La convection a lieu lorsqu’un mou-vement de liquide entraîne les solu-tés. En dialyse cela veut dire que lemouvement des solutés à travers unemembrane semi-perméable s’effec-tue avec l’ultrafiltration.

Le transport par diffusion est trèsefficace pour l’élimination des petitssolutés mais chute rapidement avecl’augmentation du poids moléculaire.Si nous voulons également éliminerles grosses molécules, nous auronsbesoin d’utiliser le transport parconvection.La convection permet l’éliminationdes grosses molécules aussi bien quecelle des petites jusqu’au seuil decoupure de la membrane.

Afin d’augmenter le transport parconvection des grosses molécules, lapremière étape repose sur le choixd’une membrane encore plus per-méable comme celle d’un dialyseur àhaute perméabilité et dans ce cas, onparle plus volontiers “d’hémodialyseà haut débit”. Ces membranes offrent de plusgrandes capacités de passage deliquide, ce qui permet une meilleureélimination des solutés de grandetaille.Cependant, “l’hémodialyse à hautdébit” n’est pas encore suffisante sinous voulons optimiser les clai-rances. En ajoutant un débit plusimportant qui augmente l’ultrafiltra-tion, il en résulte un transport convec-tif substantiel réalisant ainsi le modede traitement par hémodiafiltrationou HDF.

L’HDF implique une ultrafiltrationtrès importante qui nécessite l’infu-sion intraveineuse de liquide de sub-stitution pour équilibrer la perte depoids du patient.En combinant diffusion et convec-tion, l’HDF offre les meilleures clai-rances de toutes les techniquesd’épuration extrarénale et ceci sur unlarge spectre de poids moléculaire.Ainsi, les conditions requises pourl’HDF sont :

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- un dialyseur à haut débit avec unemembrane à haute perméabilité.- de larges volumes de liquide de sub-stitution de qualité pour l’infusionintraveineuse- un générateur avec un maîtriseurd’UF très précis afin d’éviter aupatient un déséquilibre de la balancedes fluides durant le traitement.

Le liquide de substitution est dispo-nible sous forme de poches stérilesou il peut être préparé en ligne par legénérateur. L’HDF avec poches utilise générale-ment un volume d’infusion moinsimportant car les poches sont chères,difficiles à manipuler et encom-brantes.Aujourd’hui, il existe une alternativeplus attractive : la préparation enligne du liquide de substitution par legénérateur. Elle est raisonnable etn’entraîne pratiquement pas de tra-vail supplémentaire.Dans ce cas, un générateur conçupour la préparation en ligne fabriquedu liquide de substitution ultrapursans inconvénients et permet d’opti-miser le taux d’ultrafiltration. Leliquide de substitution est préparé encontinu à partir du liquide de dialysepar ultrafiltrations successives à tra-vers une série d’ultrafiltres qui luigarantissent sa haute qualité. De plus,cette technique permet l’emploi dubicarbonate comme tampon.

PRÉPARATION EN LIGNEAVEC LE SYSTÈME

ULTRA DE GAMBRO

- Premièrement : l’eau utilisée doitêtre de très haute qualité et doit êtrefournie par un traitement d’eaumoderne avec osmose inverse afin delui assurer une qualité répondant auxnormes de la Pharmacopée Euro-péenne. Cette eau est encore purifiéeen passant à travers un premier ultra-filtre situé à l’entrée du générateur.

- Deuxièmement, les concentrés uti-lisés pour la préparation en ligne nedevraient pas être une source decontamination. Il est donc très impor-tant d’employer un concentré bicar-bonate en poudre pour éviter lerisque de contamination bactérienne. - Troisièmement : le liquide de dia-lyse est à nouveau ultrafiltré grâce àun deuxième ultrafiltre. Après cetultrafiltre, les conditions sont réuniespour obtenir un liquide ultrapur quiest utilisé comme liquide de dialyse.Finalement, un dernier petit ultra-filtre stérile et à usage unique estintégré dans la ligne de réinjection etgarantit la stérilité et l’absence depyrogène du liquide de substitution.

Afin d’assurer une telle qualité sur delongues périodes, la préventionconsiste en de nombreuses désinfec-tions du circuit hydraulique du géné-rateur. Et, en dehors de toute périoded’utilisation, il doit être rempli avecun désinfectant chimique.

Le liquide de substitution :La préparation du liquide de substitu-tion est basée sur le processus d’ul-trafiltration par une membrane. Lesultrafiltres peuvent retenir les pro-duits bactériens par exclusion detaille et par adsorption.L’exclusion par la taille signifie queles substances qui sont plus grandesque les pores de la membrane sontexclues.

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Les plus petits éléments comme lesendotoxines et les fragments d’endo-toxines, sont retenus par adsorptionsur la membrane à condition qu’ellesoit pourvue de sites de fixationhydrophobes.Le type de membrane est doncimportant pour une bonne efficacitéde l’ultrafiltre.

Le taux d’endotoxines est un indica-teur important de la qualité du liqui-de de dialyse. Les endotoxines proviennent desbactéries Gram Négative et leur tauxpeut être mesuré grâce à un test spé-cifique : le test Limulus ou LAL.Le docteur Quellhorst a mesuré l’ac-tivité LAL dans le liquide de dialyse,le liquide de substitution en poches etdans le liquide préparé en ligne.Ses résultats sont significatifs : leniveau des endotoxines est considéra-blement plus bas dans le liquide pré-paré en ligne que dans le liquide enpoches.

PARAMÈTRESTYPIQUES

DE TRAITEMENT

L’ultrafiltration :Le transport par convection est pardéfinition dépendant du mouvementdes liquides, ce qui signifie que plusl’ultrafiltration est élevée, plus l’éli-mination par convection est impor-tante.Donc, la quantité de substances épu-rées dépend du volume d’ultrafiltra-tion qui est fonction du taux d’ultra-filtration et du temps de traitement.L’augmentation du taux d’UF entraî-ne une augmentation de la clairancedes petites molécules, mais de façonlimitée. Par contre pour les solutésayant un poids moléculaire supérieurà 5000 daltons, leur élimination estnettement plus importante grâce àl’augmentation du transport parconvection lorsque le taux d’UF estsupérieur à 90 ml/min.

Le débit sanguin :Une bonne épuration sanguine néces-site un débit sang élevé.Plus le débit sang est élevé, plus legradient de concentration entre lesang et le liquide de dialyse estimportant et permet d’obtenir desclairances diffusives élevées.Pour avoir un impact significatif surl’élimination des grosses moléculespar convection, l’ultrafiltration doitêtre la plus élevée possible. Elle estcependant limitée par le débit sang. Généralement, la fraction de sang quipeut être filtrée se situe au maximumautour de 30 % du débit sang et elledépend de la composition du sang dupatient.Avec un débit sang de 200ml/min onpourra obtenir un taux d’ultrafiltra-tion de 60ml/min, tandis qu’un débitsang de 400ml/min permet de dou-bler la capacité de filtration.En hémodialyse, la clairance del’urée dépend principalement dudébit sang. En HDF, son augmentation dépendégalement du débit sang. Elle estmodeste à bas débit et plus significa-tive avec un débit sang élevé.Quant aux solutés de grande taille,l’augmentation du débit sang n’aurapresque pas d’influence sur leur clai-rance en hémodialyse standard. Par

contre, en HDF, elle aura un effetplus significatif si on augmente lacapacité d’ultrafiltration qui va depair avec un débit sang élevé.

Le débit dialysat :Il doit être élevé pour deux raisons.Premièrement : Une partie du liquidede dialyse ultrapur est détourné versle patient pour la production du liqui-de de substitution ce qui réduit sondébit d’entrée dans le dialyseur.Deuxièmement et afin d’optimiserl’élimination par diffusion, le débitdialysat doit être supérieur au débitsang. En conséquence, en HDF, il estconseillé d’augmenter le débit dialy-sat au-delà du débit habituel de500ml/min.

L’hémodialyseur :Le dialyseur utilisé pour l’HDF doitrépondre aux exigences suivantes :- Il doit avoir une forte perméabilitéaux liquides, c’est-à-dire avoir uncoefficient d’ultrafiltration élevé.- Il doit être de grande surface pourpermettre l’échange de volumesimportants.- Il doit avoir un coefficient de tami-sage stable et élevé, c’est-à-dire êtreperméable à un soluté donné.Les courbes de tamisage sont diffé-rentes pour chaque membrane :

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La membrane basse perméabilité pré-

sente une décroissance rapide du

coefficient de tamisage à partir d’un

poids moléculaire de 1000 daltons.

La membrane idéale pour l’HDF

devrait présenter une courbe de tami-

sage se rapprochant le plus possible

de celle de la membrane basale glo-

mérulaire qui permet le passage des

grosses molécules comme la ß2m

tout en restant imperméable à l’albu-

mine. La membrane en Polyamide

des dialyseurs Polyflux S répond à

ces exigences par ses performances

stables et élevées durant le traite-

ment.

HDF et site d’infusion :L’infusion du liquide de substitutionpeut avoir lieu avant le dialyseur dansce cas on parle d’HDF pré-dilutionou après le dialyseur, et là on parled’HDF post-dilution.Généralement, la post-dilution est lepremier choix, car avec la pré-dilu-tion l’élimination par diffusion despetits solutés comme l’urée est moinsefficace.Cependant, si un taux d’UF optimalne peut pas être obtenu en post-dilu-tion, par exemple en raison d’undébit sang trop bas, la pré-dilution estune bonne alternative. Enfin et enthéorie, l’élimination des solutés de

grande taille peut être plus importan-te en pré-dilution si l’ultrafiltrationest optimisée.

EXPÉRIENCE CLINIQUE

Bien que les premières publicationssur l’utilisation clinique de l’HDF enligne datent des années 80, ce n’estque vers le milieu des années 90 quece mode de traitement s’est large-ment développé. Durant cette pério-de, il y a eu de nombreuses publica-tions démontrant les bénéfices del’HDF en ligne.

HDF en ligne à Munich. En 1997 à Munich débutait une étudeà long terme qui comparait un groupede patients traités en hémodialyse àhaut débit avec un groupe de patientstraité en HDF en ligne.La même membrane de dialyse fututilisée dans les deux groupes, maisavec une surface plus importantepour le groupe HDF.

Les résultats obtenus confirmentl’excellente efficacité de l’HDF enligne particulièrement pour l’élimi-nation de la ß2m.

HDF en ligne à Montpellier.A Montpellier, le Dr Bernard Canaudpratique l’HDF en ligne depuis denombreuses années.Le Dr Canaud annonce que sespatients traités en HDF depuis 8 ansne présentent aucun signe d’amylose.Outre ces données sur la dose de dia-lyse, il rapporte une excellente tolé-rance hémodynamique avec une

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faible incidence d’épisodes d’hypo-tension, peu de patients sous traite-ment anti-hypertenseurs et des dosesréduites d’érythropoïetine.

HDF en ligne à Florence.Lors d’une étude réalisée à Florenceen Italie 13 patients furent traités enHDF en ligne. Le pourcentage cumu-lé d’épisodes d’hypotension nécessi-tant l’infusion de sérum physiolo-gique ou hypertonique, est passé de15,1 % à 9,7 % par rapport à L’HDstandard. Ce qui confirme l’excellen-te tolérance cardio-vasculaire de cettetechnique.

L’HDF en ligne exige unliquide de dialyse ultrapur.Un autre aspect très important del’HDF en ligne concerne la très hautequalité bactériologique du liquide dedialyse comparé à celui utilisé en HDstandard.La qualité du liquide de dialyse estréglementée par la PharmacopéeEuropéenne qui a fixé des limitespour le liquide de dialyse.Pour les bactéries la limite est fixée à100 CFU/mlEt pour les endotoxines, elle est à0,25 EU/ml.Avec une eau de haute qualité et unsystème d’ultrafiltration du liquidedialyse préparé en ligne, on peutobtenir une qualité ultrapure avecmoins de 0,1 CFU/ml pour les bacté-ries et un taux d’endotoxines en des-sous du seuil de détection de0,03 EU/ml.

HDF et Syndrome du CanalCarpien.Le Syndrome du Canal Carpien estune complication fréquente de la dia-lyse à long terme qui se caractérisepar une accumulation de ß2m.Cependant, l’état inflammatoiresemble également jouer un rôle pré-pondérant dans l’apparition de cesyndrome.Les docteurs Baz et Berland àMarseille, ont démontré que l’emploid’un dialysat ultrapur retarde consi-dérablement l’apparition du Syn-drome du Canal Carpien chez leurspatients.Les patients traités avec un dialysatultrapur développent le Syndrome duCanal Carpien au bout de 10 ans,alors que chez les patients traitésavec un dialysat standard, il apparaîtdéjà après 2 ans de dialyse.

HDF EN LIGNEEN PRATIQUE

La règle de base de l’HDF.Le taux d’UF élevé a pour consé-quence d’augmenter la clairance desgrosses molécules comme la ß2m etcelle des petites molécules commel’urée, la créatinine et le potassium.Comme notre objectif est d’augmen-ter la clairance convective, en pra-tique, cela veut dire que nous devonsaugmenter le plus possible le tauxd’UF.Le taux d’UF dépend de la composi-tion du sang et de sa concentration enlipides et en protéines.Un taux d’hématocrite élevé réduit lapart de plasma, ce qui rendra l’ultra-filtration plus difficile. A contrario,un faible taux d’hématocrite permet-tra plus facilement d’obtenir un tauxd’ultrafiltration élevé. La part de liquide disponible pourl’ultrafiltration est individuelle et enrègle générale, on recommande untaux d’UF total correspondant à 30 %du débit sang.

Calcul du volumed’ultrafiltration totaldurant le traitement.Prenons par exemple un débit sangégal à 300ml/min et calculons le tauxd’UF : 300 x 30 % donne 90ml/min.Pour un temps de traitement de4 heures, cela équivaut à un volumetotal de 21,6 litres.Ce volume est satisfaisant pour main-tenir une bonne stabilité de la PTMdurant la séance.- Si nous voulons augmenter le volu-me d’UF total, cela risque d’augmen-ter l’hémoconcentration qui engen-drera probablement des alarmes dePTM.- Si le volume d’UF est trop bas, nousn’utiliserons pas suffisamment toutesles capacités du dialyseur.

Calcul du volumede substitution :Pour équilibrer correctement labalance des fluides chez le patientnous devons tenir compte de sa pertede poids réelle.Cela signifie que le volume de substi-tution sera égal au volume d’ultrafil-tration total moins la perte de poidsdu patient.

Volume de substitution =Volume d’UF total -

Perte de poids patient

Si nous augmentons le débit sang de300 à 400ml/min, nous disposonsd’un volume d’ultrafiltration supplé-mentaire de 1,8 litres par heure.

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Pour un temps de traitement de4 heures avec un débit sang à400ml/min, cela équivaut à 7,2 litressupplémentaires d’ultrafiltration parrapport à un débit sang de300ml/min.Pour obtenir un volume d’ultrafiltra-tion équivalent avec un débit sang de300ml/min, il faudrait rallonger letemps de séance de 1 heure et20 minutes.

Avec une ultrafiltration aussi impor-tante, le taux d’hématocrite augmen-te lorsque le sang circule dans le dia-lyseur, et il s’accroît du côté veineuxjuste avant le site d’infusion. En fin de séance, la réduction duvolume sanguin due à la perte depoids du patient, augmente encoreplus le taux d’hématocrite du côtéveineux.

Plus on augmente le débit sang etplus la pression artérielle (négative)augmente. Le corps de pompe s’écra-se et ne se remplit plus correctement,ce qui entraîne un collabage qui n’au-torise plus une entrée correcte dusang dans le dialyseur.Une aiguille de petit diamètre commeune 17 gauge entraîne rapidementune forte pression négative avecl’augmentation du débit sang.Il est donc important de choisir uneaiguille de diamètre approprié pournous aider à augmenter le débit sang :par exemple, une 15 voire une14 gauge.

Résumé des paramètres detraitement optimums.- Le débit sang est à 400ml/min et letemps de séance à 4 heures.- Le taux d’ultrafiltration dans le dia-lyseur est de 120ml/min.- Pour compenser le volume substi-tué, le débit d’infusion est de110ml/min.La différence de 10ml entre le débitd’ultrafiltration et le débit d’infusioncorrespond à la perte de poids dupatient.

Le liquide d’infusion est obtenu àpartir du liquide de dialyse ultrapur etest ultrafiltré juste avant l’injectionintraveineuse par un petit ultrafiltre àusage unique inclus dans la ligned’infusion. Le débit dialysat est à 590ml/min, cequi est satisfaisant par rapport à ladiffusion.

CONCLUSION

En conclusion, nous pouvons direque L’HDF en ligne est une théra-pie d’avenir qui offre :- la meilleure capacité d’épurationsur un large spectre de toutes lestechniques de dialyse.- Un meilleur contrôle de la balan-ce des fluides et une meilleure tolé-rance hémodynamique pour lepatient.- Une biocompatibilité encore amé-liorée par l’utilisation de mem-branes synthétiques et d’un liquidede dialyse ultrapur.Grâce au système de préparationen ligne du liquide de substitution,l’HDF est devenu un mode de trai-tement abordable et utilisable partout le monde.Aujourd’hui, l’HDF n’est pas plusdifficile que l’hémodialyse stan-dard et la sécurité de la prépara-tion en ligne est bien acceptée.

L’Agence Française de SécuritéSanitaire des Produits de Santé vapublier prochainement une circu-laire contenant des recommanda-tions pour l’utilisation des tech-niques d’HF et d’HDF en ligne.Actuellement nous estimons envi-ron à 1100 le nombre de patientstraités par HDF en ligne en Franceet ce chiffre devrait s’accroîtredans les prochaines années.

Article conçu d’après la sessionéducative “L’HDF en ligne : untraitement de qualité pour tous”,présentée à l’AFIDTN à Deauvilleen mai 2000.La version anglaise (On-lineHemodiafiltration -a quality treat-ment for everybody)a été présentée pour la premièrefois à l’EDTNA à Berlin en 1999.