CN102561033A

CN102561033A - 用于血液过滤的羧酸内铵盐改性无纺布的制备方法

Info

Publication number: CN102561033A
Application number: CN2012100168605A
Authority: CN
Inventors: 孙康; 杨超
Original assignee: SUZHOU YITONG FILTER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU YITONG FILTER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供了一种生物医用材料领域的用于血液过滤的羧酸内铵盐基团改性无纺布的制备方法，无纺布在光敏剂和紫外光的作用下，接枝上了带叔胺基的N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA），然后引入丙内酯与叔胺基反应即可生成羧酸内铵盐基团。本发明制备过程简单，易于实现，机理明确可靠；羧酸内铵盐改性的无纺布，具有很好的亲水性和血液相容性，能应用在血液滤材和其它的生物医用领域。

Description

用于血液过滤的羧酸内铵盐改性无纺布的制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料领域的无纺布的制备方法，具体涉及一种血液过滤的羧酸内铵盐基团改性的无纺布的制备方法。

背景技术

血液是人体维持正常生命活动必不可少的重要物质之一，血液成分中含有血浆和血细胞。血细胞可分为红细胞(直径7～8.5μm)、白细胞(直径6～20μm)和血小板(直径2～4μm左右)。医院中常常要给病人进行输血，已经有大量资料表明，在输血过程中由于人体免疫系统对异体成分的反应，献血者血液中的白细胞和受血者血液中的白细胞抗体发生同种异体反应，常会引起非溶血性热反应，成人呼吸窘迫症等；同时还会有一些与白细胞相关的病毒传染，如巨细胞病毒、人体免疫缺乏症等。因此临床医学中常采用在输血过程中去除白细胞的方法来减少这些副反应。当每次输血中的白细胞减少到1×10⁶个或更少时能够有效地阻止输血时副反应的发生。

临床上去除血液中的白细胞方法通常用白细胞滤器。目前的方法是先用离心等方法将全血分离成封装红细胞，浓缩血小板和血浆，然后再用白细胞滤器去除各种成分中的白细胞。据研究，500ml全血中含有白细胞2×10⁹个，在成分血的制备过程中，约90％的白细胞进入浓缩红细胞，8％进入浓缩血小板，2％存在于血浆中。

白细胞滤器中起过滤作用的材料是改性无纺布。因为原始无纺布的表面张力太低，血液成分无法自发地通过。现有文献的检索发现，用于血液过滤去除白细胞的无纺布的改性方法有高能射线辐射接枝改性、化学接枝法改性、等离子体接枝改性、涂层改性和紫外线辐射接枝改性。胡盼盼等在《合成纤维工业》(2003年第1期第9页)上发表的“血液过滤用熔喷PBT非织造布紫外辐射接枝改性研究”，该文中提出将丙烯酸通过紫外光照接枝到无纺布的表面，其不足在于用丙烯酸改性过的无纺布制备的血液滤材可能会发生溶血。中国发明专利《用于血液过滤的磷酰胆碱改性无纺布的制备方法》提出用磷酰胆碱改性的无纺布作为血液过滤材料溶血率很低(远低于规定的5％)，但是制备方法相对复杂，而用羧酸内铵盐基团改性的无纺布不仅具有很好的血液相容性，而且制备过程更简捷。

目前国内外普遍使用的血液滤材是丙烯酸改性的无纺布，但是丙烯酸小分子具有很强的毒性，所以接枝后残留在无纺布表面的丙烯酸小分子和均聚物常引起溶血。为了消除血液过滤引起的溶血现象，对丙烯酸改性的无纺布的清洗就显得非常重要。目前血液滤材的清洗过程不仅繁琐，而且费时，经济成本很高，因此开发高效、安全且血液相容性好的血液滤材已迫在眉睫。

进一步检索中，尚未发现采用羧酸内铵盐基团接枝改性无纺布的技术报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于血液过滤的羧酸内铵盐基团改性无纺布的制备方法，它先通过紫外线辐射接枝上带叔胺基的物质，然后通过叔胺基团与丙内酯作用开环生成羧酸内铵盐基团，该制备方法简单、便捷，且接枝羧酸内铵盐基团的无纺布具有良好的血液相容性，能应用于血液滤材和其它的生物医用材料领域。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明将无纺布在光敏剂和紫外光的作用下，以DMAA为接枝中间物，接枝上了带有叔胺基的N，N二甲基丙烯酰胺，然后在叔胺基上引入丙内酯与之反应即可得到羧酸内铵盐。

本发明的制备方法包括如下步骤：

第一步，无纺布表面接枝上叔胺基团：

将一定面积的无纺布块放入光敏剂二苯甲酮的乙醇溶液中，浸泡30分钟后取出晾干，得到表面涂覆有光敏剂的无纺布；将表面涂覆有光敏剂的无纺布浸入DMAA的水溶液中，向置入无纺布的单体水溶液样品池中通氮气，然后将样品池放入通有氮气气氛的紫外线辐照装置中辐照一段时间进行紫外线辐照接枝反应；将反应后无纺布取出，置于乙醇中超声波清洗，取出后再用大量水清洗，至水洗液无泡沫，无纺布表面无滑腻感。清洗后的样品放入烘箱干燥，得到表面带有叔胺基团的无纺布，根据反应前后的无纺布质量可以计算出叔胺基的含量。

所述DMAA的水溶液，其体积百分比为10％～50％。

所述辐照，其时间为30～60分钟。

所述间隔壁为N，N二甲基丙烯酰胺。

第二步，表面带有叔胺基团的无纺布上生成羧酸内铵盐：

将第一步得到的无纺布浸润在丙内酯的异丙醇溶液中，其中，丙内酯的物质的量为叔胺基物质的量的1～2倍，在一定温度下反应一段时间。反应结束后，取出无纺布用去离子水清洗干净，就得到接枝有羧酸内铵盐的无纺布。

所述在一定温度下反应一段时间，其温度为60℃，时间为4～24小时。

所述的无纺布既可以是聚酯无纺布，也可以是聚烯烃无纺布。

有益效果：本发明与现有技术相比较具有以下优点：由于羧酸内铵盐基团与甘氨酸甜菜碱具有极其相似的分子结构，而甘氨酸甜菜碱是一种重要的生物体中广泛存在的调节渗透压的物质，因此表面带有羧酸内铵盐基团的无纺布是一种仿生材料，具有很好的血液相容性，并且制备过程十分简捷。

附图说明

图1是接枝羧酸内铵盐的无纺布的合成路线图；

图2是原始PBT无纺布的扫描电镜图片；

图3是接枝有85％的羧酸内铵盐的PBT无纺布的扫描电镜图片；

上述图2中，纤维平均直径为2.5微米，图3中，纤维平均直径为6微米；由图2和图3可知无纺布的纤维表面成功地接枝上了羧酸内铵盐基团。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同变换或修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，为本实施例的合成路线：无纺布在光敏剂和紫外线的作用下，接枝上了带有叔胺基团的DMAA，然后再叔胺基上引入丙内酯，即可得到羧酸内铵盐改性的无纺布。以下实施例按照该路线实施。

实施例1：

将面密度为120g/m²，纤维平均直径为2.5μm，平均孔径为15μm，厚度为1mm，面积为10×10cm²的PBT无纺布块放入光敏剂二苯甲酮的4％的80ml乙醇溶液中，浸泡30分钟后取出晾干，得到表面涂覆有光敏剂的无纺布。将该无纺布浸入20％DMAA的水溶液120ml中，并通30分钟的氮气，然后将样品池放入通有氮气气氛的紫外线辐照装置中进行紫外线辐照接枝反应，辐照时间为30分钟。反应后将无纺布取出，置于乙醇中超声波清洗30min，取出后再用大量水清洗，至水洗液无泡沫，无纺布表面无滑腻感。清洗后的样品放入烘箱干燥2小时，得到表面带有叔胺基的无纺布。根据反应前后的无纺布质量可以计算出叔胺基的含量2.1mmol。

将接枝有2.1mmol叔胺基的无纺布浸润在含2.1mmol的丙内酯的异丙醇溶液中，在60℃下反应4小时。反应结束后，取出无纺布用去离子水清洗干净，然后真空干燥就得到接枝有约22％羧酸内铵盐的无纺布。

实施例2：

将面密度为120g/m²，纤维平均直径为5μm，平均孔径为10μm，厚度为1mm，面积为10×10cm²的PP无纺布块放入光敏剂二苯甲酮的4％的80ml乙醇溶液中，浸泡30分钟后取出晾干，得到表面涂覆有光敏剂的无纺布。将该无纺布浸入25％DMAA的水溶液120ml中，并通30分钟的氮气，然后将样品池放入通有氮气气氛的紫外线辐照装置中进行紫外线辐照接枝反应，辐照时间为45分钟。反应后将无纺布取出，置于乙醇中超声波清洗30分钟，取出后再用大量水清洗，至水洗液无泡沫，无纺布表面无滑腻感。清洗后的样品放入烘箱干燥2小时，得到表面带有叔胺基团的无纺布，根据反应前后的无纺布质量计算出叔胺基的含量8.3mmol。

将此接枝有4.3mmol叔胺基的无纺布浸润在含4.3mmol的丙内酯的异丙醇溶液中，反应14小时。反应结束后用去离子水清洗无纺布，然后真空干燥就得到接枝有约49％羧酸内铵盐的无纺布。

实施例3：

将面密度为120g/m²，纤维平均直径为2.5μm，平均孔径为15μm，厚度为1mm，面积为10×10cm²的PBT无纺布块放入光敏剂二苯甲酮的4％的80ml乙醇溶液中，浸泡30分钟后取出晾干，得到表面涂覆有光敏剂的无纺布。将该无纺布浸入10％DMAA的水溶液120ml中，并通30分钟的氮气，然后将样品池放入通有氮气气氛的紫外线辐照装置中进行紫外线辐照接枝反应，辐照时间为60分钟。反应后将无纺布取出，置于乙醇中超声波清洗30min，取出后再用大量水清洗，至水洗液无泡沫，无纺布表面无滑腻感。清洗后的样品放入烘箱干燥2小时，得到表面带有叔胺基的无纺布。根据反应前后的无纺布质量可以计算出叔胺基的含量3.6mmol。

将接枝有3.6mmol叔胺基的无纺布浸润在含7.2mmol的丙内酯的异丙醇溶液中，在60℃下反应24小时。反应结束后，取出无纺布用去离子水清洗干净，然后真空干燥就得到接枝有约41％羧酸内铵盐的无纺布。

实施例4：

将面密度为120g/m²，纤维平均直径为2.5μm，平均孔径为15μm，厚度为1mm，面积为10×10cm²的PBT无纺布块放入光敏剂二苯甲酮的4％的80ml乙醇溶液中，浸泡30分钟后取出晾干，得到表面涂覆有光敏剂的无纺布。将该无纺布浸入50％DMAA的水溶液120ml中，并通30分钟的氮气，然后将样品池放入通有氮气气氛的紫外线辐照装置中进行紫外线辐照接枝反应，辐照时间为45分钟。反应后将无纺布取出，置于乙醇中超声波清洗30min，取出后再用大量水清洗，至水洗液无泡沫，无纺布表面无滑腻感。清洗后的样品放入烘箱干燥2小时，得到表面带有叔胺基的无纺布。根据反应前后的无纺布质量可以计算出叔胺基的含量6.6mmol。

将接枝有6.6mmol叔胺基的无纺布浸润在含6.6mmol的丙内酯的异丙醇溶液中，在60℃下反应24小时。反应结束后，取出无纺布用去离子水清洗干净，然后真空干燥就得到接枝有约85％羧酸内铵盐的无纺布。

实施例5：

与实施例2相同的过程，将PBT无纺布换成PP无纺布，得到羧酸内铵盐改性的无纺布。

实施例6：

与实施例3相同的过程，将PBT无纺布换成PP无纺布，得到羧酸内铵盐改性的无纺布。

由以上实施例可以看出，本发明不仅制备过程简单，便捷，易于实现，机理明确可靠，而且用羧酸内铵盐基团改性过的无纺布具有良好的血液相容性，能用于血液滤材和其它的生物医用材料领域。

Claims

1.一种用于血液过滤的羧酸内铵盐基团改性的无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，无纺布表面接枝叔胺基团：

将无纺布块放入光敏剂二苯甲酮的乙醇溶液中，浸泡后取出晾干，得到表面涂覆有光敏剂的无纺布；将表面涂覆有光敏剂的无纺布浸入DMAA的水溶液中，然后将样品池放入通有氮气气氛的紫外线辐照装置中进行紫外线辐照接枝反应，将反应后无纺布取出，置于乙醇中超声波清洗后再用大量去离子水清洗，清洗后的样品放入烘箱干燥，得到表面带有叔胺基间隔臂的无纺布；

所述辐照，其时间为30～60分钟，环境温度控制在60～90℃；

第二步，在无纺布上的叔胺基团上接枝丙内酯：

将第一步得到的无纺布浸润在丙内酯的异丙醇溶液中，其中，丙内酯的物质的量为叔胺基物质的量的1～2倍，在一定温度下反应一定的时间，反应结束后用去离子水清洗无纺布，然后真空干燥就得到接枝有羧酸内铵盐的无纺布；

所述在一定温度下反应一定的时间，其温度为60℃，时间为4～24小时。

2.根据权利要求1所述的用于血液过滤的羧酸内铵盐改性的无纺布的制备方法，其特征是，第一步中，所述DMAA的水溶液，其体积百分比为10%～50%。

3.根据权利要求1或者2所述的用于血液过滤的羧酸内铵盐改性的无纺布的制备方法，其特征是，第一步中，所述间隔壁为N,N二甲基丙烯酰胺。

4.根据权利要求1所述的用于血液过滤的羧酸内铵盐改性的无纺布的制备方法，其特征是，所述的无纺布为聚酯无纺布，或者是聚烯烃无纺布。