Les mécanismes physiques de l'hémodialyse
Transfert par diffusion (conduction) : il s'agit d'un transfert passif de solutés du sang vers le dialysat, sans passage de solvant.
Si l'on considère un récipient séparé en 2 compartiments A et B par une membrane semi-perméable, et si l'on introduit de l'eau salée en A et de l'eau pure en B, on constate que progressivement l'eau de B devient salée : le sel en solution est formé de molécules dont la petite taille permet le passage à travers les pores de A en B, c'est à dire dans le sens de la solutioin la plus concentrée vers la solution la moins concentrée. C'est le phénomène physique de diffusion, ou dialyse.
Si l'on imagine que le sang se trouve en A et le liquide de dialyse en B, des échanges s'établissent en fonction des gradients de concentration des deux côtés de la membrane. Pour que le sang soit débarrassé des petites molécules, il suffit que la concentration du liquide de dialyse en ces substances soit inférieure à celle du sang, voire nulle. Inversemment, si l'on veut ajouter au sang une substance particulière, par exemple du bicarbonate, il suffit que sa concentration dans le liquide de dialyse soit plus importante. Au bout d'un certain temps les concentrations s'équilibrent et la diffusion devient nulle; le renouvellement continu du sang et du liquide de dialyse permet heureusement de conserver une certaine diffusion, mais l'épuration, rapide en début de séance, devient beaucoup plus lente dans les dernières heures de séance.
L'importance de la diffusion dépend d'une part du soluté (taille, poids moléculaire, charge), d'autre part de la membrane (surface, diamètre des pores, épaisseur), enfin du gradient de concentration de chaque côté de la membrane qui conditionne le sens et l'amplitude des échanges ; les solutés de petit poids moléculaire passant rapidement à travers la membrane, le débit sanguin et le débit du dialysat vont déterminer la clairance du dialyseur : l'élevation du débit sanguin est le meilleur moyen pour obtenir l'augmentation de la clairance pour les petites molécules.
Transfert par ultrafiltration ( convection) : il s'agit du transfert simultané du solvant et d'une partie des solutés.
Si l'on considère le même récipient séparé par 2 compartiments, et si l'on exerce une pression sur A, l'eau passe de A à B, accompagnée obligatoirement des substances dissoutes dans ce même volume d'eau. Le phénomène d'ultrafiltration dépend d'un gradient de pression qui pousse l'eau du secteur où la pression est la plus forte vers le secteur où la pression est la plus faible. Ce gradient est réalisé en induisant soit une pression positive sur le compartiment sanguin, soit une pression négative sur le compartiment liquide de dialyse.
Ce phénomène d'ultrafiltration joue un rôle essentiel pour la soustraction d'eau.Son débit dépend du gradient de pression transmembranaire, de la perméabilité hydraulique et de la surface de la membrane.