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Il caso clinico descrive una condizione reversibile di deficit dell'ultrafltrazione, in un paziente in trattamento dialitico peritoneale da 14 mesi, che giungeva alla nostra osservazione per uno stato di iperidratazione. Per tale motivo, il paziente veniva trasferito da un trattamento dialitico manuale (CAPD) a uno automatizzato (APD) con l'utilizzo di una soluzione di icodestrina durante la sosta lunga notturna. Il quadro clinico non migliorava e pertanto veniva sottoposto a test di adeguatezza dialitica e permeabilità peritoneale (PET). L'analisi dei dati del PET e dei parametri derivati (volume residuo) permettevano l'elaborazione di un'ipotesi diagnostica che veniva successivamente confermata da un esame radiografico diretto dell'addome. I tentativi medici, di risolvere il problema clinico rilevato, non sortivano alcun effetto e di conseguenza, si ricorreva ad un trattamento chirurgico in videolaparoscopia. All'intervento seguiva un recupero dell'ultrafltrazione e il ritorno del paziente ad uno stato di normoidratazione. Vogliamo, con questo caso clinico, portare all'attenzione del lettore una delle cause più frequenti di dropout della dialisi peritoneale: il deficit di ultrafiltrazione. Questa complicanza, nei pazienti che non hanno un'elevata età dialitica, è spesso reversibile e può essere trattata con successo.

Background. High ultrafiltration rate on haemodialysis (HD) stresses the cardiovascular system and could have a negative effect on survival. Methods. The effect of ultrafiltration rate (UFR; ml/h/ kg BW) on mortality was prospectively evaluated in a cohort of 287 prevalent uraemic patients in regular HD from 1 January 2000 to 31 December 2005. Patients: 165 men and 122 women, age 66 � 13 years, on regular HD for at least 6 months, median: 48 months (range 6–372 months). Mean UFR was 12.7 � 3.5 ml/h/kg BW, Kt/V: 1.27 � 0.13, body weight (BW): 62 � 13 kg, PCRn: 1.11 � 0.20 g/kg/day, duration of dialysis: median 240 min (range 180–300 min), mean arterial blood pressure (MAP) 99 � 9 mm/Hg. One hundred and forty nine patients (52%) died, mainly for cardiovascular reasons (69%). Multivariate Cox regression analysis was utilized to evaluate the effect on mortality of UFR, age, sex, dialytic vintage, cardiovascular disease (CVD), diabetes, dialysis modality, duration of HD, BW, interdialytic weight gain (IWG), body mass index (BMI), MAP, pulse pressure (PP), Kt/V, PCRn. Results. Age (HR 1.06; CI 1.04–1.08; P < 0.0001), PCRn (HR 0.17, CI 0.07–0.43; P < 0.0001), diabetes (HR 1.81, CI 1.24–2.47; P ¼ 0.007), CVD (HR 1.86; CI 1.32–2.62; P ¼ 0.007) and UFR (HR 1.22; CI 1.16–1.28; P < 0.0001) were identified as factors independently correlated to survival. We estimated the discrimination potential of UFR, evaluated at baseline, in predicting death at 5 years, calculating the relative receiver operating characteristic (ROC) curves and the cut-off that minimizes the absolute difference between sensitivity and specificity. Conclusions. High UFRs are independently associated with increased mortality risk in HD patients. Better survival was observed with UFR < 12.37 ml/h/kg BW. For patients with higher UFRs, longer or more frequent dialysis sessions should be considered in order to prevent the deleterious consequences of excessive UFR.

Sulla base delle tipologie di membrane più idonee per il trattamento della soluzione esausta, individuate preliminarmente presso i laboratori dell'ITM-CNR, è stato formulato un flow-sheet di processo basato su operazioni di microfiltrazione (MF), eventualmente combinate con operazioni di ultrafiltrazione (UF), per l'ottenimento di soluzioni alcaline da reimpiegare in fase di estrazione. Nell'ambito del dimostratore la sezione di filtrazione a membrana è stata abbinata al trattamento alcalino delle fibre in modo da realizzare un sistema di estrazione a ciclo continuo e automatizzato.

Le soluzioni esauste provenienti dalla digestione alcalina delle vermene di ginestra, fornite dal Dipartimento di Chimica dell'UNICAL, sono state previamente pre-trattate mediante MF a fini di rimuovere essenzialmente da tali soluzioni la componente solida sospesa. Il permeato proveniente dall'operazione di MF è stato a sua volta sottoposto all'operazione di UF ai fini di ottenere una soluzione purificata di potenziale reimpiego per un successivo ciclo di estrazione.

In questo semestre le attività dell'ITM-CNR sono state rivolte allo studio del processo di microfiltrazione come stadio preliminare per il trattamento delle soluzioni alcaline esauste provenienti dal processo di estrazione delle fibre cellulosiche dalle vermene di ginestra ai fini della realizzazione di un sistema in grado di garantire un efficace recupero e riciclo della soluzione di estrazione.

Questa tesi di dottorato ha riguardato l’identificazione di un appropriato modello matematico del processo di recupero per ultrafiltrazione (UF) di due biopolimeri di interesse alimentare (alginato di sodio e pectina) da soluzioni acquose molto viscose in un impianto da banco, appositamente allestito e provvisto di un modulo tubolare ceramico. All’aumentare della concentrazione di entrambi i soluti nel retentato (cBR ) a 7‐ 10 kg m‐3, il flusso di permeazione limite (JP∞) si riduceva a valori di 25‐40 dm3 m‐2 h‐1, indipendenti dalla velocità superficiale nel modulo (vS). Si è verificato che la variazione di pendenza nel diagramma JP∞‐log(cBR) corrispondeva alla transizione fra regime di moto turbolento e laminare. Ricorrendo a due regressioni empiriche adimensionali fra i numeri modificati di Sherwood, Reynolds e Schmidt, valide nei regimi di flusso anzidetti, è stato possibile sia simulare abbastanza bene alcuni test di validazione condotti in modalità batch nell’impianto da laboratorio, sia ricostruire i valori di JP∞ rilevati da altri ricercatori usando moduli commerciali tubolari ceramici od in polietersulfone. Queste regressioni empiriche potrebbero essere utilizzate come equazioni di progetto per ulteriori esercizi di scaling‐up dei processi di UF esaminati, mentre la strategia sperimentale qui delineata permetterebbe di determinare facilmente i parametri basilari per progettare od ottimizzare unità di UF. This PhD thesis was directed to identify a comprehensive mathematical model of the ultrafiltration (UF) recovery of a couple of target food biopolymers (i.e. sodium alginate and pectin) from highly‐viscous model solutions using a laboratory‐scale plant, appropriately assembled and equipped with a ceramic UF tubular module. As the concentration of both solutes in the retentate (cBR) increased up to 7‐10 kg m‐3, the limiting permeation flux (JP∞) decreased to values of 25‐40 dm3 m‐2 h‐1, that were quite independent of the feed superficial velocity (vS). It was proved that the change in slope of the plot JP∞‐vs.‐log(cBR) was due to the transition from turbulent to laminar flow regime. By resorting to two dimensionless empirical regressions among the modified Sherwood, Reynolds and Schmidt numbers, valid in the laminar or turbulent flow regime, it was possible to achieve quite a satisfactory simulation of a few independent validation tests performed in the batch mode in the laboratory‐scale plant, as well as to reconstruct the JP∞ values observed by other authors using commercial ceramic or polyethersulphone tubular modules. Thus, use of such empirical regressions might be recommended as design tools for further scaling‐up exercises of these UF processes, whereas the experimental strategy here set up may be used to assess the basic parameters for designing or optimising UF units. Dottorato di ricerca in Biotecnologia degli alimenti