血液透析作为替代肾脏功能的核心治疗手段，其原理可通过以下四个关键机制系统阐述：
1、 弥散作用：浓度梯度驱动的分子交换
血液透析的核心动力源于溶质浓度差。当患者血液流经透析器时，血液中的代谢废物（如尿素、肌酐）因浓度高于透析液，会自发向低浓度的透析液侧扩散。这一过程类似墨水滴入清水后逐渐扩散的现象，但透析器通过数千根中空纤维膜将扩散效率提升百倍。例如，肌酐浓度在血液中可达800-1000μmol/L，而透析液中接近0，这种梯度差使单次治疗可清除约600-800mg肌酐。
2、 超滤原理：压力差强制水分分离
水分清除依赖跨膜压力差。透析机通过调节透析液侧负压，使血液侧压力高于透析液侧，迫使水分从血液中滤出。这一机制模拟肾小球滤过功能，但压力可控性更强。临床中，医生会根据患者干体重设定超滤量，例如一位60kg患者若透析间期体重增长3kg，则需在4小时治疗中以15ml/min的速度超滤，同时监测血压防止低血压。
3、 对流效应：溶剂拖拽毒素清除
当水分在超滤作用下移动时，会携带部分中分子毒素（如β2微球蛋白）一同通过膜孔。这种"溶剂拖拽"现象称为对流，尤其适用于清除分子量500-5000Da的物质。高通量透析器通过增大膜孔径（0.003-0.005μm），使对流清除效率提升30%-50%，显著降低透析相关淀粉样变性风险。
4、 渗透调节：电解质动态平衡维护
透析液成分精准模拟血浆电解质浓度（钠135-145mmol/L、钾2、0-3、0mmol/L、钙1、25-1、50mmol/L），通过反向弥散纠正电解质紊乱。例如，高钾血症患者（血钾>6、5mmol/L）需使用低钾透析液（钾1、0mmol/L），而低钙血症患者则需提高透析液钙浓度。碳酸氢盐缓冲系统（浓度32-38mmol/L）可中和酸性代谢产物，单次治疗可纠正代谢性酸中毒2-4mmol/L。
临床应用中的动态平衡
现代透析机通过传感器实时监测跨膜压（TMP）、静脉压等参数，确保治疗安全。例如，当TMP超过400mmHg时，系统会自动报警防止膜破裂；静脉压异常升高可能提示管路堵塞，需立即处理。患者需每周接受3次、每次4-5小时治疗，以维持血肌酐在500-800μmol/L、血钾3、5-5、5mmol/L的相对安全范围。
这种多原理协同作用的治疗模式，使血液透析成为终末期肾病患者维持生命的关键技术，其清除效率可达健康肾脏的10%-15%，但需配合严格的水分管理（每日饮水量=尿量+500ml）和营养支持（蛋白质摄入1、0-1、2g/kg/d）以优化预后。