Introducción:
El líquido de diálisis (LD) constituye un elemento fundamental del tratamiento dialítico, tan importante como lo pueda ser el dializador o el propio monitor. Estos tres elementos interactúan entre sí y de nada sirve utilizar un dializador con una membrana muy biocompatible y de alta permeabilidad si empleamos un LD contaminado, con gran cantidad de pirógenos (1). Aún más, en estas circunstancias el uso de ese dializador podría resultar contraproducente (1-3). La biocompatibilidad ha dejado de ser un problema teórico para convertirse en uno de los objetivos de la hemodiálisis actual. El LD constituye una parte fundamental de la biocompatibilidad y de ahí, la necesidad e importancia de tratar adecuadamente el agua utilizada en su fabricación y de alcanzar un adecuado nivel de calidad (1-4). Por otro lado, no debemos olvidar que somos responsables del LD. Los dializadores y monitores están garantizados por casas comerciales que se responsabilizan de su calidad y de cumplir las normas vigentes al respecto. El LD, por el contrario, se fabrica en el momento y en la propia unidad de diálisis, sin posibilidad de controles de calidad previos a su utilización e indudablemente, bajo la responsabilidad del personal sanitario tratante y del técnico, en caso de existir. El agua suministrada a las ciudades debe cumplir una serie de requisitos imprescindibles que la hacen apta para el consumo humano, pero aún así, no sirve para la fabricación del LD, es necesario purificarla y mantener unos grados de pureza muy superiores a los del agua potable. Esto es así porque, cada semana, la sangre del paciente sometido a hemodiálisis se pone en contacto con 270-600 litros de agua y lo hace a través de una membrana nada selectiva y por otro lado, la insuficiencia renal le impide eliminar los contaminantes acumulados, pudiéndole ocasionar una verdadera intoxicación. La exigencia respecto a la calidad del agua y LD ha ido aumentando y el objetivo inicial de contar con "un sistema de tratamiento del agua" en la unidad de hemodiálisis, debe dejar paso a "la norma de calidad del LD, a su cumplimiento y control". Al principio, se trataba de prevenir el síndrome de agua dura y las contaminaciones bacterianas (5). Posteriormente, hubo que enfrentarse a contaminantes difíciles de eliminar; es el caso de metales como el aluminio, cuya intoxicación produce encefalopatía y osteomalacia (6,7) o de las cloraminas, que pueden provocar auténticas epidemias de anemización por hemólisis (8). En esta década, la mayor preocupación se ha centrado en las complicaciones con repercusión a medio y largo plazo, adquiriendo importancia el tema de las endotoxinas, responsables no sólo de las llamadas reacciones a pirógenos, sino también del desarrollo de un estado inflamatorio crónico que repercute, a la larga, en diversos aspectos clínicos de nuestros enfermos (9-11). En un futuro, nuestro objetivo será conseguir un líquido de hemodiálisis ultrapuro que contenga sólo agua y sus componentes necesarios, con un grado de pureza similar al exigido para las soluciones empleadas en infusión intravenosa. Se pasara a concebir el LD como un medicamento más de los que se administra a los pacientes.
En este artículo, hemos intentado resaltar la importancia de la calidad del LD, lo cual va a depender de las características del agua suministrada, del diseño de la planta de tratamiento, de su sistema de distribución, de la calidad de los concentrados para diálisis, del tipo de máquinas de hemodiálisis y del método de desinfección empleado en el circuito y monitores. Contaminantes habituales del agua
El agua potable no es estéril, contiene contaminantes que se encuentran dentro de unos límites admisibles para el consumo humano, tabla 1. Estos contaminantes pueden provenir de la propia fuente u origen del agua, de su sistema de distribución o incluso ser añadidos por las autoridades sanitarias con el fin de mejorar sus cualidades de potabilidad o de sabor. Por otro lado, el propio tratamiento del agua y su sistema de distribución pueden ser fuente de contaminación. Así, las resinas de los descalcificadores y desionizadores o el carbón activado pueden ser fuente de contaminación bacteriana, del mismo modo que el uso inadecuado de sistemas de conducción de cobre o plomo o bien la presencia de restos de desinfectantes o desincrustantes, empleados en la esterilización del sistema de tratamiento, pueden ser causantes de graves intoxicaciones.
Tabla 1 CONTAMINANTES DEL AGUA
1/ Partículas: Producen la turbidez del agua * Minerales * Coloides 2/ Solutos : Sustancias disueltas / hidrosolubles. Inorgánicos : Iones * Cationes (Na, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Pb, etc.) * Aniones (Cl, F, Nitrato, Sulfato, Bicarbonato, etc.) Orgánicos : * Sustancias orgánicas naturales (Lignina, tanino, etc.) * No naturales
/ provenientes de la agricultura (Insecticidas, pesticidas, abonos, etc.) / provenientes de la industria (aguas residuales, derivados del petróleo, minería. etc.) * Endotoxinas (provenientes de los microorganismos) 3/ Microorganismos * Bacterias * Levaduras * Hongos * Protozoos * Virus. 4/ Sustancias añadidas por las autoridades sanitarias: Cloro, cloraminas, sulfato de aluminio y flúor. Más raramente, ante la existencia de algas, sulfato de cobre. Las características del agua varían en gran medida de unas ciudades o lugares a otros. Del mismo modo, la estacionalidad influye de forma importante en su composición y se ha observado como cambia drásticamente el agua recogida en pantanos o presas en función de que nos encontremos en época de sequía o de lluvias abundantes. Por todo lo anterior, conocer la composición del agua debe ser un requisito imprescindible para diseñar una planta de tratamiento o purificación. Diseño de una planta de tratamiento de agua para hemodiálisis y sistema de distribución.
El sistema de tratamiento de agua va a depender de la calidad del agua suministrada por la red municipal, de la cantidad que es necesario tratar en función del tamaño de la unidad de hemodiálisis y de la pureza que se quiera alcanzar. Como se ha referido anteriormente, la selección y distribución de los elementos de una planta de tratamiento debe realizarse en función del tipo de agua y de sus contaminantes habituales. El objetivo es conseguir un agua lo más pura posible y al menor coste, lo que implica lograr el mayor rendimiento de todos los elementos y fundamentalmente de aquellos más caros. Conviene destacar que el pretratamiento es tan importante como el tratamiento y en general,
es útil tenerle sobredimensionado, ya que cuanto mayor sea la calidad del agua pretratada mayor será la del agua tratada y mejor la conservación del sistema de tratamiento. Tan importante como contar con la mejor planta de tratamiento es conseguir mantener el grado de pureza y calidad alcanzados en el agua. Para ello, es necesario someterla a un continuo control y en cuanto se evidencie alguna anomalía llevar a cabo las acciones correctoras necesarias. Debemos contar con distintos elementos de seguridad, fundamentalmente sistemas de control y elementos de tratamiento dobles, que nos permitan funcionar cuando uno de ellos se averíe o cuando sea necesaria su limpieza fuera de los periodos de descanso. Esto es especialmente útil en el caso de los filtros de carbón activado y en los elementos de ósmosis inversa. El número de máquinas de hemodiálisis en funcionamiento, el flujo del LD utilizado en las máquinas y el número de turnos por día, van a determinar el caudal de agua tratada necesario y el volumen de los depósitos de agua pretratada y tratada. El almacenamiento de agua pretratada tiene ventajas y desventajas; entre las primeras está la sedimentación de partículas en el agua almacenada y entre las segundas, la posibilidad de contaminación bacteriana. El depósito o depósitos de agua pretratada debería/n tener una capacidad suficiente para todo un día de diálisis. En general, el caudal del tratamiento del agua deberá ser, por lo menos, igual al del máximo consumo posible. De esta forma, no sería necesario la existencia de un depósito de agua tratada con el consiguiente riesgo de contaminación. En el caso de que exista, este depósito deberá garantizar, como mínimo, el funcionamiento de las máquinas durante todo un turno de hemodiálisis. El Ministerio de Sanidad Español ha publicado recomendaciones sobre sus dimensiones (12). Un adecuado sistema de tratamiento del agua para hemodiálisis debe incluir las siguientes etapas : 1/ Preparación, 2/ Pretratamiento, 3/ Tratamiento y 4/ Distribución. 1/ La preparación del agua, consiste en eliminar la mayoría de las partículas en suspensión. Este paso se logra habitualmente mediante filtros, de 500 a 5 µ m de poro. Previamente, el depósito de grandes cantidades de agua puede actuar eliminando partículas por sedimentación. Si no se cuenta con este sistema de sedimentación, el filtro inicial deberá ser de los de arena y antracita, que precisa ser lavado contracorriente periodicamente. A continuación, para lograr un mayor rendimiento, se colocarán filtros en serie, de mayor a menor porosidad. Estos filtros se deben cambiar periódicamente en función de su aspecto y/o cuando la caída de presión que condicionen en el circuito sea mayor de 0,5-1 Kg/cm 2. Su duración vendrá condicionada por la cantidad de partículas del agua suministrada que, por otro lado, variará según las estaciones. La caída brusca de la presión en algunos de estos filtros nos debe alertar sobre la presencia de numerosas partículas en el agua y será necesario investigar su causa.
2/ El pretratamiento debe conseguir la mayor eliminación posible de partículas, la desaparición de las cloraminas y otra materia orgánica y la disminución de la cantidad de cationes. El pretratamiento es fundamental para alcanzar el rendimiento óptimo del tratamiento y la adecuada conservación de las membranas de ósmosis. Está constituido por los siguientes elementos: en primer lugar uno o dos descalcificadores, en serie o en paralelo, seguido/os de nuevos microfiltros que eviten la suelta de partículas desde las resinas de intercambio. El siguiente elemento debería ser el filtro de carbón activado, seguido de nuevos microfiltros necesarios para retener posibles partículas desprendidas del filtro de carbón. En algunas plantas de tratamiento de agua el filtro de carbón activado es sustituido por una infusión de bisulfito. 3/ El elemento fundamental en la mayoría de los tratamientos de agua es la ósmosis inversa, que deberá tener suficiente superficie para conseguir el caudal de agua tratada necesario sin recurrir a rendimientos excesivos. Es fundamental mantener la presión adecuada del sistema, que en ningún caso deberá ser superior a la especificada para el tipo de membranas utilizadas. En caso de aumentar el porcentaje de agua rechazada, se valorará el funcionamiento del pretratamiento y el estado de dichas membranas. Cuando se quiera obtener un agua ultrapura, será necesario colocar en serie un desionizador u otro sistema de ósmosis inversa. Estos sistemas sólo eliminan un porcentaje de los contaminantes que les llegan y no lo hacen de forma absoluta. Por esto, para conseguir agua de una gran pureza hace falta tratarla varias veces. 4/ Características del sistema de distribución : el agua tratada es propulsada por una bomba de presión, a través de un circuito de distribución, hasta las máquinas de hemodiálisis. El circuito debe ser cerrado y disponer de dos bombas de presión en paralelo, por si surgiera la avería de una de ellas. El agua estará continuamente circulando, siguiendo una trayectoria lineal y laminar en todos los segmentos del circuito y aquella no utilizada por las máquinas volverá al reservorio de agua tratada. El sistema de distribución debe estar constituido por tuberías de material inerte, idealmente acero inoxidable, aunque en general y debido a su menor coste, se emplea el PVC. En su diseño, se deben evitar los espacios muertos, donde fácilmente pueda producirse crecimiento bacteriano y facilitarse la formación de un biofilm bacteriano, difícilmente eliminable. Se utilizará el menor grosor posible de los tubos para conseguir la mayor velocidad de circulación posible sin una caída excesiva de presión. Las tomas de distribución a las máquinas deben estar directamente en el circuito o tener la menor longitud posible. Contaminación bacteriana y endotoxinas en el agua y líquido para hemodiálisis.
Las Unidades de Hemodiálisis están sujetas a unas normas de funcionamiento en cuanto la calidad del agua y LD (13-17). Estas normas varían de unos países a (18) y están evolucionando en el sentido de exigir más calidad. Las mejoras técnicas del tratamiento del agua y LD han logrado que su calidad en cuanto a contaminación por partículas y solutos sea buena. Sin embargo, no ha sucedido así con la contaminación bacteriana y las endotoxinas, que han persistido como un problema importante. La calidad bacteriológica del LD depende del diseño de la planta de tratamiento de agua, de su sistema de distribución, del tipo y de la calidad de los concentrados para diálisis, del método de desinfección del circuito y máquinas y como no, del método de control que utilicemos. Es fundamental la metodología empleada para cultivar las muestras de agua y LD, cómo y cuando tomarlas y cómo procesarlas. En este punto, hay gran disparidad de opiniones, entre otras cosas, porque no hay normas establecidas. Existen varios trabajos epidemiológicos multicéntricos que evalúan la calidad del agua y LD (19-21). El primero se llevó a cabo en Norteamérica Central (18) en 51 centros de hemodiálisis, que cumplían las normas AAMI. Se recogieron muestras aleatorias que demostraron contaminación en un 35,5 % de casos de agua tratada y en un 19 % de los líquidos de diálisis. El 6 % tenían más de 5 UE/ml de endotoxinas LAL detectables. El 76% y el 30% de los centros tenían respectivamente, hongos y levaduras en sus tratamientos de agua. Existen gérmenes perfectamente aclimatados a un medio tan hostil como es el de los circuitos de agua tratada y LD, en los que por poner un ejemplo, apenas hay nutrientes. Estos gérmenes son especiales y como tales, deben ser valorados. Cuando el sistema está estanco, los gérmenes no pueden pasar desde el LD a la sangre pero sí lo van a poder hacer las endotoxinas (ET), productos bacterianos biológicamente activos que forman parte de la membrana externa de los gérmenes Gram negativos. Las ET son capaces de pasar, a través del dializador, desde el LD a la sangre, activar a las células sanguíneas, producir citoquinas y condicionar una situación inflamatoria crónica en el paciente. Esta situación determina la patología enumerada en la tabla 2. Tabla 2 Efectos de la activación de las citoquinas proinflamatorias • • • • • •
Reacciones a pirógenos Síndrome postdiálisis Alteración de la respuesta inmunitaria Amiloidosis asociada a diálisis Disminución de la respuesta a la eritropoyetina Arteriosclerosis
•
Debilidad muscular
•
Pérdida de masa ósea
Existen otros componentes de la membrana bacteriana, capaces de activar a los monocitos, o lo que es lo mismo con capacidad pirogénica. Entre ellos se encuentran los péptidoglicanos y muramilpéptidos, que al igual que las ET, son liberados a la circulación por lisis bacteriana. Las exotoxinas son sustancias secretadas activamente por las bacterias, que también son capaces de activar los monocitos, sin precisar su lisis. En la tabla 3 se clasifican estos componentes bacterianos según su origen y su peso molecular. Como puede observarse, muchos de ellos tienen pesos moleculares inferiores a 10 KD y por tanto pueden pasar las membranas de diálisis por difusión, aunque no sea éste su principal mecanismo de transporte. Tabla 3 Productos pirogénicos derivados de bacterias Gram (-). Clasificación atendiendo a su origen y peso molecular. Pirógenos exógenos
1.- Componentes de la pared bacteriana, liberados por lisis Endotoxinas o Lipopolisacáridos (*) Fragmentos de LPS asociados al Lípido A (*) Otros fragmentos de LPS (*) Péptidoglicanos Muramilpéptidos 2.- Toxinas secretadas activamente, no precisan la lisis bacteriana Exotoxina A Fragmentos de Exotoxina A Otras exotoxinas
Peso molecular
> 100.000 2.000-4.000 < 8.000 1.000-20.000 400-1.000
66.000 < 5.000 20.000-50.000
(*) Contaminantes pirogénicos LAL-detectables.
En la actualidad, disponemos de distintos métodos de detección de endotoxinas que nos permiten demostrar su paso a través de las membranas de diálisis: prueba del Limulus Amoebocyte Lysate (LAL); medición de la producción monocitaria de citoquinas (CQ); activación de neutrófilos; marcaje isotópico de las ET y la determinación de anticuerpos anti-ET, tabla 4. Tabla 4 Métodos de diagnóstico de las endotoxinas y su repercusión en el organismo. • • • • • • • • •
Reacción a pirógenos tras la inoculación al conejo. Prueba del Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) : muy sensible en soluciones sin proteínas, < 10 pg/ml. Mejor la prueba cuantitativa con sustancia cromogénica. Prueba para la detección de péptidoglicanos y muramilpéptidos mediante el reactivo de la larva del gusano de la seda. Medición de la producción monocitaria de citoquinas. Activación de neutrofilos : CR3 y Fc-gamma. Fragmentos LPS marcados isotópicamente. EndoCAb. Determinación de IgG e IgM contra epitopos LPS. Percentiles 10 y 90 % en 35 y 250 MU/ml, respectivamente.
El más utilizado es el LAL, que si se quiere que sea suficientemente sensible y cuantitativo se deberá realizar mediante una técnica cromogénica y cinética. En su defecto, se puede utilizar el Gel-Clot, que es más asequible. Sin embargo, estos métodos sólo detectan las ET o lipopolisacáridos (LPS), no debemos olvidar que las ET LAL detectables son sólo una parte de los productos pirogénicos y además son los de mayor PM. El método más útil para la determinación de ET en hemodiálisis sería medir su repercusión en los pacientes a través de la producción monocitaria de CQ, pero es un método laborioso y caro y por consiguiente, poco accesible. Recientemente, se ha propuesto un método más sencillo para valorar este efecto (22). En la determinación de ET, tan importante como pueda ser el método de detección, son el momento en que se realiza la toma o la forma en que se lleva a cabo la conservación de las muestras. Se deben utilizar tubos libres de pirógenos y conservar las muestras congeladas (-20 º C).
Estamos continuamente expuestos a las ET y desde que nacemos, cada proceso infeccioso que sufrimos supone una nueva exposición. Si en la población normal se determinaran anticuerpos IgG e IgM anti-ET podríamos observar cómo sus niveles están aumentando desde el nacimiento hasta estabilizarse aproximadamente a los 16 años de edad. Centrándonos en los pacientes en hemodiálisis, se ha demostrado que las ET pueden pasar a la sangre a través del dializador. Este paso depende no sólo de la cantidad de ET sino también de su calidad y aunque el transporte se lleva a cabo fundamentalmente por retrofiltración (23), las de pequeño peso molecular también pueden pasar por retrodifusión. Las ET pueden atravesar cualquier tipo de membrana de hemodiálisis, sin exclusión, aunque se ha demostrado que con las membranas de alta permeabilidad lo hacen con mayor facilidad, la retrofiltración es más común y las reacciones a pirógenos son más frecuentes que con las de baja. Una vez en la sangre, las ET son capaces de activar los monocitos e inducir la formación de CQ. Esta activación monocitaria no es lineal y en ella intervienen distintos factores que pueden aumentar o disminuir la producción de CQ. Se trata de un proceso multifactorial, en el que influyen la cantidad y tipo de toxina, el tipo de membrana, distintos factores plasmáticos y la actuación concomitante de otros sistemas de activación e inactivación monocitaria (24). Se sabe que la presencia de proteínas o sangre entera es un factor potenciador de este proceso de activación y en la actualidad, se conocen al menos dos proteínas, una transportadora (LBP, proteína de unión a lipolisacaridos) y otra con capacidad de permeabilidad, que son necesarias para que este proceso se lleve a cabo (25). Es muy importante la presencia concomitante de otros estímulos o señales, como la activación del complemento y finalmente, para complicar más este fenómeno, entran en juego algunas CQ contrarreguladoras como la IL-10 (26). Lo anterior justifica la importancia que tanto el estado de nutrición como el del sistema inmune tienen en este campo. Existe poca relación entre la contaminación bacteriana medida en unidades formadoras de colonias por ml en los cultivos (UFC/ml), los niveles de ET LAL detectables y la producción de CQ, observándose cómo algunas ET en niveles plasmáticos tan bajos como 0,05 ng/ml son capaces de inducir la formación de IL-1 (27). La activación crónica de CQ condiciona, a través de distintas alteraciones de la respuesta inmune, una situación inflamatoria crónica (911,23). Agudamente, puede dar lugar a la aparición de las llamadas "reacciones a pirógenos", cuya frecuencia oscila entre el 1-5 % de las sesiones de hemodiálisis. Estas reacciones son más frecuentes con membranas de alta permeabilidad y su incidencia disminuye si el líquido de diálisis es filtrado con una membrana con capacidad adsorbente, como la polisulfona o poliamida (2). Estos filtros logran su efecto por adsorción y no por su punto de corte, que es de 60 KD y por tanto, superior al peso nolecular de numerosas ET y de ahí, la importancia de su recambio periódico. La filtración del LD con estos filtros de polisulfona es efectiva y p ermite obtener un líquido con un nivel ínfimo de ET, lo que implica una menor producción de CQ en nuestra experiencia (1) y en la de otros autores (2,3). Nosotros
pudimos comprobar, en seis de siete pacientes en hemodiálisis, cómo filtrando el LD con polisulfona disminuían los niveles, crónicamente elevados, de TNF-α e IL-6 (1,28). El aluminio en el agua de diálisis.
Otro de los temas complejos del LD lo constituye su contenido en aluminio. Éste puede encontrarse en el agua como ion, asociado a sales o bien en forma coloidal, unido a materia orgánica. Dependiendo del pH del agua, la forma iónica puede variar a su vez entre un catión trivalente a un anión complejo. Su eliminación no es fácil, los descalcificadores eliminarían sólo sus formas catiónicas y el aluminio coloidal sólo se podría eliminar con la ósmosis inversa (OI), siendo los desionizadores (DI) incapaces de hacerlo. Además, en los casos en los que el aluminio se añade al agua como floculante de la materia orgánica, alcanzando niveles muy elevados, la única forma de conseguir niveles óptimos en el LD sería trabajando en serie con dos OI o bien con DI-OI (6,29). La medición plasmática del aluminio tampoco resulta sencilla y precisa de una metodología exacta, utilizando agujas no metálicas, tubos especiales y evitando todo tipo de contaminaciones, por lo que deberá determinarse mediante espectrofotometría de absorción atómica en cámara de grafito. Durante la diálisis, el balance de aluminio se establece entre el aluminio libre o ultrafiltrable del plasma, 5-10 % del total, y el aluminio del LD. Si queremos hacer un balance claramente negativo, manteniendo niveles de Al en sangre inferiores a 30-50 µ g/L, debemos mantener una concentración en el LD inferior a 5 µ g/L (30). Dadas las múltiples formas de presentación del aluminio en el agua, si su determinación en el agua está en niveles adecuados, < 5 µ g/L y la resistividad de ésta es mayor de 1 MΩ /cm, podremos predecir que las características del agua, respecto a iones, son las correctas y que el resto de aniones y cationes están en niveles adecuados. Tal vez, la excepción a esta regla la constituyen las aguas con contenidos muy elevados de mercurio, elemento que requiere para su eliminación sistemas de floculación y quelación. Cloro y cloraminas.
El cloro, debido a su gran capacidad oxidante, se añade al agua potable como desinfectante. En muchas ciudades del mundo la cloración del agua se lleva a cabo mediante la adición de cloraminas, compuestos de cloro y amoniaco. Éstas pueden encontrarse en forma de monocloraminas, dicloraminas o tricloraminas, en función del número de cloros que se unen al nitrógeno y sustituyendo a los
hidrogeniones. Las concentraciones empleadas varían de unas ciudades a otras según el grado de contaminación bacteriana del agua a desinfectar y así, en el agua de Madrid, se añaden en concentraciones entre 0,8 y 2 mg/L, La cloraminas son productos difíciles de medir, por lo que se suele recurrir a estimarlas como la diferencia entre el cloro total y libre, mediante la reacción con DPD, método, que por otro lado, resulta poco sensible. Realizando así la medición, los niveles admisibles de cloro total deberían ser inferiores a 0,06 mg/l y los de cloraminas inferiores a 0,05 mg/l y no 0,1 mg/l como propone la AAMI (18). Desgraciadamente, la mayoría de los métodos colorimétricos no tienen suficiente sensibilidad para determinar niveles inferiores a 0,1 mg/l. Las cloraminas pueden atravesar la mayoría de los sistemas de tratamiento de agua, incluida la OI (31,32), existiendo dos formas de contrarrestarlas : su reacción con el carbón activado o con el uso de reductores como el bisulfito de sodio o el ácido ascórbico. El principal método de eliminación lo constituyen los filtros de carbón activado. El carbón activado actúa sobre el cloro mediante dos tipos de reacciones: la primera es de tipo físico, eliminando el cloro por adsorción, la segunda es de tipo químico y actúa como catalizador. Estas reacciones son catalizadas a mayor o menor velocidad según el tipo de carbón y en ellas influyen los siguientes factores: 1/ Relación entre cantidad de carbón activado y el agua a tratar, 2/ Concentración de cloraminas en el agua a tratar, 3/ Tipo de carbón activado, mejor los bituminosos con gran capacidad catalítica, 4/ Tamaño de las partículas de carbón activado, mejor cuanto más pequeñas (trama fina), 5/ distribución del carbón en el filtro, fundamental para aumentar el tiempo de contacto carbón/cloraminas, y que debe ser mayor de 45 segundos, 6/ La temperatura del agua, en relación directa con la capacidad de eliminación de cloraminas y con la duración de la actividad del carbón (32). Un sistema muy práctico de disponer el carbón activado y que garantiza un nivel final óptimo de cloraminas, es distribuirlo en dos filtros, colocados en serie. Los controles del nivel de cloraminas se realizarán entre ambos filtros de forma que cuando alcancen el nivel de seguridad se desechará el carbón del primero, se pasará el del segundo a éste y se repondrá el del segundo filtro. Esto permitirá tener la seguridad de obtener un agua con un nivel de cloraminas bajo. Este sistema de distribución del carbón activado es obligatorio en los centros de hemodiálisis de California (33). Las cloraminas pueden contaminar el LD y pasar a la sangre de los pacientes. El paso a la sangre de pequeñas cantidades de cloraminas va a condicionar importantes efectos oxidantes siendo el más llamativo la hemólisis (34). La hemolisis es evidente en clínica con niveles plasmaticos de cloraminas por encima de 0,2-0,25 mg/L, pero se ha descrito que con niveles discretamente superiores a 0,1 mg/L apareceria resistencia a la acción de la eritropoyetina que se administra a los pacientes en hemodiálisis (35). Si queremos prevenir estas
complicaciones es necesario la eliminación completa de las cloraminas a través del correcto funcionamiento, mantenimiento y renovación periódica del carbón activado. El ácido ascórbico constituye otro método para neutralizar a las cloraminas y puede ser utilizado en hemodiálisis con este fin. La concentración a utilizar en el LD dependerá de la concentración en la que las cloraminas se encuentren en el mismo, que por otro lado resulta dificilmente predecible. Este problema y los posibles efectos metabólicos que el ácido ascórbico en dosis elevadas pueda producir en el organismo justifican que el sistema de elección empleado para la eliminación de cloraminas sea el carbón activado. Metodología del control de calidad del agua y líquido de diálisis
La norma vigente en España obliga a realizar controles de calidad, comprobando diariamente la dureza del agua, su contenido en cloro libre y total, así como la resistividad o su equivalencia en conductividad (15). Mensualmente, se comprobará la cuantificación bacteriana y semestralmente el contenido en aluminio. Junto a estas medidas, se deberá comprobar el funcionamiento de todos los componentes del sistema de tratamiento del agua. Debe existir una persona responsable de este sistema de tratamiento que registre todos los resultados obtenidos. Estos resultados y la periodicidad con que se realicen, serán anotados en un libro de seguimiento. Además de lo anteriormente expuesto, el montaje de una nueva planta de tratamiento de agua implicará la determinación de toda la batería de posibles contaminantes, tabla 5. Estas determinaciones deberían realizarse, a ser posible, todos los años. Tabla 5 Normas de calidad del agua para hemodiálisis Contaminantes mg/L o ppm
AAMI UNE 111 Farmacopea (1981) (1990) Europea (1997)
Sustancias incluidas en los LD.
Calcio Magnesio Sodio Potasio Sustancias tóxicas reguladas para el agua potable.
2 4 70 8
2 4 70 8
2 2 50 2
Arsénico Bario Cadmio Cromo Plomo Mercurio Selenio Plata
0,005 0,01 0,001 0,014 0,005 0,0002 0,09 0,005
0,005 0,1 0,001 0,014 0,005 0,0002 0,09 0,005
0,01
0,01
0,1 0,5
0,1 0,5
0,1 0,2 2 100 0,1
0,1 0,2 2 100 0,1
0,0001
Otras sustancias identificadas como tóxicas en diálisis.
Aluminio Amonio Cloraminas Cloro libre Cloro Cobre Flúor Nitrato Sulfatos Zinc Metales pesados
0,01 0,2 0,1 50 0,2 2 50 0,1 0,1
Microbiología y endotoxinas
Contaje de colonias (UFC) Endotoxinas (LAL UE/ml)
£ 200 £ 200 £ 0,25
£ 100
En toda planta de tratamiento se controlarán, periódicamente, los siguientes elementos: 1/ En el sistema de distribución del agua tratada debe haber un resistivímetro de lectura continua conectado a una alarma, que se active cuando la resistividad del agua caiga por debajo de un límite preestablecido. Estos aparatos miden, en general, la conductividad en µ S, que es el inverso de la resistividad y su lectura debe estar corregida para la temperatura del agua. 2/ Control de los filtros: Los filtros precisan de lavados periódicos que se realizarán, preferentemente de forma automática, con una periodicidad variable en función del flujo y la calidad del agua de la red. Su aspecto externo y la caída de presión serán otros puntos a controlar y así, una caída de más de 0,5-1 kg/cm 2 indicará la necesidad de recambio. En el caso del filtro de carbón activado, el recambio del carbón se debería hacer cuando se detecte la presencia de cloraminas en el agua tratada. En el caso de los filtros de partículas no lavables deberán ser controlados a diario y renovados de forma periódica. 3/ Resinas intercambiadoras de iones (descalcificadores y desionizadores): Se controlan midiendo la dureza, Ca, pH y la conductividad del agua tratada. La regeneración debe ser automática en función de los resultados. Precisan de un control diario. 4/ Ósmosis inversa: Su funcionamiento se controlará observando el caudal de agua, el porcentaje de rechazo, la presión de funcionamiento y la conductividad mantenida del agua filtrada. Al igual que en el caso anterior, deberá ser controlada a diario. 5/ Revisión periódica de los sistemas germicidas: lámparas de radiación UV. Se medirá la radiación y se controlará el tiempo de funcionamiento. 6/ Control microbiológico del agua: Se deben realizar controles bacteriológicos semanales del agua. En los casos en que resulte difícil, se realizarán al menos mensualmente. Un tema fundamental es cómo y cuándo tomar las muestras bacteriológicas y para ET y cómo procesarlas. Se debe buscar la máxima sensibilidad y para ello, es preciso utilizar volúmenes grandes, con una recogida escrupulosa y un buen transporte, sembrándolos precozmente, en medios de cultivo pobres, a temperatura ambiente y por periodos largos (36), tabla 6. Tabla 6 Metodología óptima para el cultivo de bacterias en el agua y líquido para hemodiálisis
Recogida escrupulosa de la muestra : escoger un punto de acceso directo al circuito ; desinfectar el punto en don de se tomará la muestra y dejar correr el líquido, desechando los primeros ml. El volumen de al menos 1 ml se recogerá en un recipiente estéril y libre de
endotoxinas. La muestra se mantendrá a 4 º C y se sembrará antes de las 24 h. Se utilizarán volúmenes grandes de la muestra y filtros para la siembra. Siembra en medios de cultivo pobres en nutrientes, como el Reasoner´s 2-agar (R2A) o el Tryptone glucose extract agar (TGS-agar). Incubar a temperatura ambiente, entre 21 - 24ºC. Lectura tardía, a las 48 - 72 h. y a los 5 - 7 días. Cuantificar número de colonias por ml de muestra y determinar el germen. La AAMI recomienda un sistema más corriente, menos sensible: TSA - agar (soja-triptosa), a 37 ºC y lectura a las 48 h.
Un problema de gran importancia es la formación en los circuitos de biofilm bacterianos. Estos se relacionan generalmente con contajes de más de 1000 UFC/ml en el líquido de diálisis. En su destrucción es fundamental usar tanto desincrustantes (ácido cítrico, peracético, acético), como detergentes ( hipoclorito (lejía)) y desinfectantes con capacidad oxidante (lejia y peróxido de hidrógeno), en concentración y tiempo suficientes (37). Los controles bacteriológicos del agua se realizarán fundamentalmente en las tomas de agua de algunos de los monitores, escogidas de forma rotatoria. En caso de contaminación, se deberán tomar en distintos puntos del sistema de tratamiento: en primer lugar del agua de la red, una vez pasado el descalcificador, el filtro de carbón activado y la ósmosis inversa. Los puntos en los que es más frecuente encontrar contaminación son en y después del filtro de carbón activado y en el sistema de distribución, si existen puntos de estancamiento. También se deberán tomar muestras del LD, predializador, en cada una de las máquinas de hemodiálisis. 7/ Medición de endotoxinas: En general, no hay una buena correlación entre la contaminación bacteriana objetivada mediante los cultivos y los niveles de ET. Desde el punto de vista clínico, tienen más importancia estas últimas y es necesario controlar sus niveles. Se deberían determinar en paralelo a la bacteriología, al menos una vez al mes. El método más sencillo para su determinación sería la prueba del LAL, preferiblemente cromogénica que permite, además, cuantificarlas. Otros métodos como la reacción a pirógenos en conejos, mediante inoculación de la muestra, son utilizadas con menor frecuencia, tabla 5. Las ET se determinarán en el agua tratada, en las tomas de las máquinas del sistema de distribución y en el LD, predializador, con la misma pauta indicada para la bacteriología. Las muestras se conservarán a - 20º C. 8/ Ante la sospecha clínica de alguna alteración en el agua o LD se realizarán, de forma extraordinaria, las comprobaciones y análisis necesarios.
Las Unidades de Hemodiálisis finalmente deberían recibir información puntual de los cambios en las características del agua de la red pública. Sistemas de mantenimiento e higiene del tratamiento de agua. Sistemas de distribución.
La utilización de sistemas de cloración local, la radiación ultravioleta, el ozono (38), los filtros submicrónicos y la desinfección periódica del sistema de tratamiento con desincrustantes, detergentes y desinfectantes son los principales metodos que pueden contribir a aumentar la calidad bacteriológica del agua. La utilidad bactericida de la radiación ultravioleta depende de la cantidad de energía liberada y del grosor del flujo de líquido a depurar. Sin embargo, en líquidos muy contaminados, puede tener el inconveniente de liberar endotoxinas por lisis bacteriana. La limpieza del sistema de tratamiento de agua, de su distribución y de las máquinas de hemodiálisis en general es, por el momento, el principal sistema de tratamiento de la contaminación bacteriana. Se realizará según las especificaciones de cada fabricante, que deberán estar de acuerdo con la resistencia a la corrosión de los materiales empleados en la planta de tratamiento de agua. Existen casos de contaminaciones bacterianas resistentes al tratamiento. En estos casos deberemos cambiar de producto, previo conocimiento de sus propiedades y forma de acción, tabla 7. La limpieza debe alcanzar tres fines: 1/ desinfección bacteriana, de esporas, fúngica y viral; 2/ desincrustación o descalcificación y 3/ limpieza o eliminación de los depósitos, mediante acción detergente, de proteínas, lípidos y otros productos orgánicos. Estas tres acciones están imbricadas y así por ejemplo, en la eliminación de biofilm bacterianos, más importante aún que la acción bactericida, es la limpieza y desincrustación. Por otro lado, cada uno de los productos químicos usados en la limpieza tiene una acción predominante: el hipoclorito es, en concentraciones suficientes, buen bactericida y limpiador de depósitos orgánicos y es el desinfectante que mejor puede eliminar el biofilm bacteriano; el ácido peracético es fundamentalmente bactericida y algo desincrustante; el ácido acético es desincrustante y discretamente bactericida y el ácido cítrico es el mejor desincrustante. Lo anterior significa que lograr los tres requisitos propuestos precisa de la utilización de más de un producto, como ocurre con la clásica asociación de hipoclorito y ácido acético. Existen en el mercado mezclas de desinfectantes especialmente diseñadas para la hemodiálisis: Puriesteril (Peróxido de hidrógeno 26-34%, ácido acético 2,7-5,5% y ácido peracético 3,5-6,7%); Instrunet HD (Clorito sódico al 1,15% y ácido lactico 5,79%) ; Dialox (Peróxido de hidrógeno, ácido acético y ácido peroxiacético) y Actril (Peróxido de hidrógeno al 0,8% y ácido peroxiacético al 0,06 %). Si se sospecha la existencia de biofilm bacteriano se debera realizar una desincrustacíón, limpieza y desinfección , con más de un producto y
por ese orden. Se debe sospechar la existencia de un biofilm baceriano ante la presencia repetida de cultivos positivos, aunque sea en niveles bajos y cuando reiteradamente se detecte la presencia de ET. En la tabla 7 se aportan algunas características de los desinfectantes usados habitualmente en hemodiálisis. Tabla 7 Características de los principales desinfectantes utilizados en hemodiálisis
Detergente Limpieza de
Sustancia
Desinfección Desincrustación proteínas, bactericida esporicida fungicida decalcificante lípidos y materia orgánica
Ácido acético +* + + ++ -Ácido peracético +++* ++ ++ ++ -Ácido cítrico --+ +++ -Hipoclorito +++ ++ +/--+++ Formol +++ +++ ++ --Instrunet +++ ++ ++ + + Puriesteril +++ ++ ++ + ++ Dialox +++ ++ ++ ++ + Calor 90º +* +/+ --+++ a + mayor a menor acción ; -- no efecto ; * según condiciones. En los métodos de desinfección hay que tener en cuenta el tiempo de contacto o exposición necesario para que se lleve a cabo su acción bactericida. Esta función es muy variable según el desinfectante y el germen a tratar y claramente dependiente de la concentración alcanzada y de la temperatura a la que actúan. El formaldehído al 4 % necesita a 20º C, 24 horas para lograr una buena desinfección, mientras que el ácido peracético al 1% precisa, a la misma temperatura, 11 horas y el glutaraldehído al 0,75%, por el contrario, necesita sólo 1 hora. Otro aspecto es la capacidad de estas sustancias para provocar corrosión y así, el hipoclorito de sodio (lejía) que mediante su
capacidad oxidante es un buen detergente, es capaz de modificar las propiedades de ciertas membranas como la polisulfona (39-41), aumentando 10 veces la eliminación de proteínas (40). Entre las distintas sustancias desinfectantes existen incompatibilidades que impiden que puedan usarse conjuntamente. En todo caso, se hará de forma secuencial y sólo después de los convenientes aclarados. El ácido acético, peracético y cítrico no se deben mezclar con el hipoclorito ni con el peróxido de hidrógeno, ni en general con ninguna base. Los aldehídos no se mezclarán con los ácidos, amoniaco ni fenol. No debemos olvidar que todas estas sustancias son tóxicas, la mayoría de ellas son capaces de desencadenar reacciones alérgicas y por consiguiente deben manejarse con las debidas precauciones. La metodología para la desinfección del sistema de tratamiento del agua implica los siguientes aspectos: Se debe hacer periódicamente, antes de detectar un nivel de contaminación elevado. Se utilizará el producto o productos elegidos según las recomendaciones mencionadas y las especificadas por el fabricante. Sirva de ejemplo el esquema que se menciona a continuación, que aunque está diseñado para el Dialox ® , puede servir para otros desinfectantes cambiando la concentración y tiempo de contacto. En este caso, la concentración a utilizar es del 5 %, 5 litros de Dialox ®diluidos en 95 litros de agua. Es necesario que esta disolución alcance todos los puntos del sistema durante al menos 30 minutos, siendo preferible que el contacto se realice en una situación dinámica, con el desinfectante circulando. Posteriormente, se realizará un lavado riguroso y se comprobará en diversos puntos, fundamentalmente en las tomas de las máquinas, que el desinfectante se ha aclarado. Para ello, se utilizarán los detectores adecuados, en el caso en cuestión, papel almidonado a base de yoduro de potasio que detecta hasta 40 ppm o bien tiritas enzimáticas que detectan hasta 7 ppm. Antes de la desinfección, se debe estar seguro de que todos los componentes del sistema son compatibles con el desinfectante a utilizar. Normas de calidad del agua y líquido de hemodiálisis. Requisitos mínimos de calidad en la hemodiálisis actual.
En España, el agua utilizada en la fabricación del LD debe cumplir la norma UNE 111-301-90 de Enero de 1990 y publicada en 1991 en Nefrología (15). Estas normas se basan en la Norteamericana (18) aprobada en 1981 por el American National Standards Institute, Inc (ANSI ;AASI), que fija la resistividad mínima del agua, las concentraciones máximas admisibles de diversos electrolitos y sustancias y los límites aceptables en cuanto a contaminación bacteriana. Estos limites son < 200 UFC/ml para el agua y < 2000 UFC/ml para el LD. tabla 5. No menciona ningún sistema de medición de endotoxinas. La resistividad recomendada o su equivalente en conductividad, es de 10.000 Ω x cm2/cm1 cuando el agua proceda de un tratamiento de desmineralización por ósmosis inversa y 400.000 Ω x cm2/cm1 cuando proceda de un tratamiento de desmineralización por resinas de intercambio iónico. Las diferencias entre los limites de contaminación bacteriana admisibles en el agua y en el LD se justifican por : la contaminación añadida por el preparado de bicarbonato, las otras sales y
glucosa del LD, su temperatura entre 35-37º, la contaminación del circuito hidraulico de la máquina de hemodiálisis y la diferente capacidad de crecimiento en un medio y otro. La AAMI fijó sus niveles límites admisibles en función de la toxicidad de las distintas sustancias. En una primera categoría incluyó aquellos solutos que son añadidos al LD, como el Na, Ca, Mg y K. Estos límites fueron fijados en niveles que no influyesen en la concentración final en el LD. En la segunda categoría, incluyó las sustancias reguladas por las normas del agua potable, como el arsénico, el cadmio, el plomo, etc., fijando sus limites en un 10% del máximo admitido por esas normas. En la tercera, se incluyeron las sustancias con especial importancia en la intoxicación de los pacientes en diálisis, como las cloraminas o el aluminio, limitando su nivel en función de los valores inferiores referidos como tóxicos. La normativa portuguesa es más exigente en cuanto a contaminación bacteriana, pero también es más permisiva respecto a sustancias tóxicas reguladas para el agua potable, tabla 5. Actualmente, todas las unidades de hemodiálisis cuentan con un tratamiento de agua, generalmente con ósmosis inversa y realizan la monitorización de los análisis obligatorios, pero esto no asegura un LD adecuado. Hace falta un control riguroso y periódico, con normas de actuación claras para conservar una calidad del LD adecuada. ¿Es suficiente la norma AAMI de 1982 sobre agua para diálisis para asegurar la calidad de las hemodiálisis actuales? La contestación es no. Esta norma no asegura un agua ni un líquido de hemodiálisis adecuado para las técnicas y calidades que debemos administrar ahora. Hay que pensar que estas no rmas están dictadas a principios de los años ochenta, cuando las citoquinas o las endotoxinas eran simplemente campos de investigación. Además, debemos contar con sistemas de detección de aumentos agudos de contaminantes en el agua de la red publíca que puedan saturar y sobrepasar nuestro tratamiento de agua. Los Organismos de diversos países responsables de este tema han revisado sus normas de calidad para el agua y LD, según se puede ver en la tabla 8. La necesidad de determinar ET se reconoce en varias de ellas. En España, es necesaria la revisión de la norma vigente. Tabla 8 Normas de calidad del agua y líquido de hemodiálisis Agua para hemodiálisis Líquido de hemodiálisis Norma
Bacterias Endotoxinas Bacterias UFC/ml UE/ml (UI) UFC/ml
Farmacopea Europea 1997 < 100 AAMI (USA) 1996 < 200
< 0,25 -
< 2000
Endotoxinas UE/ml (UI)
-
Farmacopea Sueca 1997 Farmacopea Alemana 1996 Soc. Japonesa Diálisis 1995 UNE 111 España 1990 Canadian SA 1986
< 100 < 100 < 200 < 200
< 0,25 < 1 ng/ml
< 100 < 100 < 2000 -
< 0,25 -
- no especifica ; UI unidades internacionales, UE unidades de endotoxinas (ET), no siempre se corresponden. 1 UE = reactividad de 0,1 ng/ml de ET del EC-5 E. Coli, con otras equivalencias según la prueba utilizada.
Un objetivo teórico sería conseguir un agua altamente ultrapura, con una resistividad superior a 5 M Ω /cm, ≤ 0,5 mg/L de sólidos totales, menos de 10 UFC/ml y de 0,25 UE/ml LAL. Conseguir agua ultrapura implica tratamientos del agua con doble ósmosis inversa en serie u ósmosis inversa en serie con un desionizador. Probablemente por el momento, nos debamos conformar con agua purificada, según la norma de la "European & US pharmacopoeia", con menos de 100 UFC/ml y ≤ 10 mg/L de sólidos totales. Pero no se trata sólo de poner una norma más exigente, el principal problema es el mantenimiento de la calidad, lo que implica un sistema de control y mantenimiento periódicos. No basta con vigilar los niveles de contaminación del LD, sino que hay que fijar un límite de actuación, para prevenir que ésta llegue al límite no admisible. Este límite según un borrador de la AAMI estaría en 50 UFC/ml y 1 UE/ml, siendo los limites admisibles, 200 UFC/ml y 2 UE/ml. De todas formas estos niveles contrastan con los exigidos recientemente en Francia para el líquido de infusión fabricado a partir del LD por el monitor en hemodiafiltración On-Line, que debe estar por debajo de 0,05 UE/ml. La ultrafiltración del un LD de gran calidad así como mejores sistemas de esterilización o desinfección de las maquinas de HD se están transformando en una necesidad actual. Por ultimo, remarcar que el agua es sólo uno de los componentes del líquido de diálisis y que el objetivo es lograr la máxima calidad del LD. En este sentido, en la actualidad, una norma óptima de calidad debería mantener los siguientes niveles: Bacterias Agua de diálisis: Conductividad Concentrado:
Endotoxinas Aluminio Cloraminas Resistividad <5µ < 0,05 mg/l > 1 MΩ /cm ≤ 100 UFC/ml < 0,25 UE/ml g/L < 1 µ S/cm < 1 UE/ml ≤ 1000
UFC/ml Liquido de diálisis: ≤ 1000 UFC/ml
< 1 UE/ml
< 5µ g/L
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