CN103495217B - 一种聚丙烯材质外壳的血液透析器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚丙烯材质外壳的血液透析器及其制造方法，涉及血液透析领域，血液透析器包括外壳体和膜丝，外壳体包括端盖和管状主体，外壳体采用聚丙烯（PP)制成，端盖上与管状主体端面相对处设有与主体端面相配合的焊接凸环，端盖的焊接凸环和管状主体经超声波焊接成一体。其制造方法包括端盖和管状主体的注塑成型、预组装、烧结、离心封罐、切头、将端盖固定安装在管状主体上、测漏、烘干和组装防尘帽的步骤，端盖和管状主体经过等离子活化处理。本发明外壳体无毒、使用安全，原料成本低廉，成型周期短，制备效率高。制造方法省时省力，提高效率，降低制造成本，且防止了端盖与管状主体超声波焊接时，密封环释放出对人体有害物质。
Description
技术领域
本发明涉及血液透析领域，具体是指一种用于聚丙烯材质外壳血液透析器及其制造方法。
背景技术
我们知道，血液透析是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一。它通过将体内血液引流至体外，经一个由无数根空心纤维组成的透析器中，血液与含机体浓度相似的电解质溶液（透析液）在一根根空心纤维内外，通过弥散/对流进行物质交换，清除体内的代谢废物、维持电解质和酸碱平衡；同时清除体内过多的水分。
2011年中国血液透析设备耗材规模近70亿，但仍不到世界规模的5%，中国仅有15%-20%的晚期肾衰患者接受透析治疗，与世界发达国家透析率95%相差很大，整个市场潜力很大，同时对国内透析制造商带来巨大商机和空前的压力。
现有的血液透析器包括外壳体和膜丝，膜丝的两端经树脂胶固定于壳体两端内、使膜丝均匀的分布在壳体内。外壳体包括端盖和两端直径大于中部直径的管状主体，管状主体上设有透析液输入连接口和透析液输出连接口，端盖与管状主体两端经螺纹连接，两个端盖中央分别设有血液输入连接口和血液输出连接口，端盖和管状主体采用聚碳酸酯（PC）分别经模具注塑而成。安装时，端盖与管状主体两端固定膜丝的树脂胶间设有密封圈，密封圈经端盖压紧在树脂胶端面的外周，实现密封。
上述血液透析器的制造方法包括：预组装、烧结、离心封罐、切头、将端盖固定安装在主体上、测漏、烘干和组装防尘帽，
其中
所述预组装过程，是将带有薄膜包裹的膜丝束装入管状主体中，固定丝束同时剥离薄膜；
所述烧结过程，是将预组装的膜丝两端由红外热源700℃-900℃烧结，使膜丝两端封闭；
所述离心封罐过程，是用自动高速离心封灌机，将一定量的树脂胶注入管状主体两端内，在60℃-90℃下离心1-10分钟；
所述切头过程，是采用数控旋转切割机，切除管状主体两端多余树脂；
所述将端盖固定安装在管状主体的过程，是在切头处理后的透析器半成品两端的树脂胶端面的外周处设置密封圈，将端盖与管状主体螺纹连接并将密封圈压紧在树脂胶端面的外周。
所述测漏过程是向透析器中空心纤维内通入一定压力的水，测量压降值，确保空心纤维内壁没有大孔缺陷。
所述烘干过程是将测漏合格的透析器在80℃-100℃下若干小时，以除去残留的水分。
所述组装防尘帽过程是将透析器各进出口密封，防止异物进入。
采用聚碳酸酯（PC）制成的血液透析器外壳体，有双酚A溶出可能性，存有微毒，目前奶瓶等产品已经开始禁用。端盖与主体通过螺纹连接，并将密封圈压紧在树脂胶端面上、实现密封，由于由于生产上尺寸的误差及端盖与管状主体组装时的操作误差，端盖与管状主体间螺纹连接的紧固程度不一，包装和运输过程中震动或冲击可能产生松动，患者使用过程中存在密封失效、漏液的风险。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种外壳体无毒、使用安全，端盖与管状主体连接牢固，密封性高的聚丙烯材质外壳的血液透析器及其制造方法。
本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：
一种聚丙烯材质外壳的血液透析器，包括外壳体和膜丝，膜丝的两端经树脂胶固定于外壳体两端部内侧，外壳体包括端盖和管状主体，管状主体上设有透析液输入连接口和透析液输出连接口，端盖设置于管状主体两端，两个端盖中央分别设有血液输入连接口和血液输出连接口；其特征在于外壳体采用聚丙烯（PP)制成，端盖上与管状主体端面相对处设有与主体端面相配合的焊接凸环，端盖的焊接凸环和管状主体经超声波焊接成一体。
本发明中所述的焊接凸环内侧的端盖上与主体两端固定膜丝的树脂胶相对处设有环形密封凸起。
本发明中所述的树脂胶为聚氨酯树脂。聚氨酯树脂对于血液透析无毒副作用,具有良好的粘接性能和生物相容性,固化时间快,固化收缩率低，成本低廉。
上述聚丙烯材质外壳的血液透析器的制造方法，包括端盖和管状主体的注塑成型、预组装、烧结、离心封罐、切头、将端盖固定安装在管状主体上、测漏、烘干和组装防尘帽的步骤，其特征在于：端盖和管状主体采用聚丙烯经模具注塑而成，端盖和管状主体经过等离子活化处理，提高被处理表面的表面能。
本发明中所述的将端盖固定安装在管状主体上的步骤是：将端盖扣压在管状主体端部，使端盖的焊接凸环与管状主体管壁的端面充分接触，然后经超声波焊接成一体。
本发明中将端盖经超声波焊接在管状主体上之前，将切头处理后的透析器半成品两端树脂加热软化处理。当端盖扣压在管状主体端部时，端盖上的环形密封凸起嵌入树脂胶内，实现密封。
本发明中所述的端盖和管状主体经过等离子活化处理的过程是：等离子处理设备中等离子发生器产生在短周期正负双向的高频脉冲电压，输送给等离子喷枪；压缩空气在喷枪放电腔内所进行的高压放电放出零电位差等离子体，通过喷枪喷嘴被高速的传送到管状主体内表面，利用等离子体内的O+、N+离子将一个CH键打断，把-H换成-OH或-NH,端盖和管状主体被处理面分子的改变过程为：
提高被处理表面的表面能。
本发明由于外壳体采用聚丙烯（PP)制成，外壳体无毒、使用安全，原料成本低廉，成型周期短，制备效率高。由于端盖上与管状主体经超声波焊接成一体，端盖与管状主体连接牢固，不会因各种误差及运输过程中震动或冲击可能产生松动，密封性好，使用过程中不会发生漏液的风险。由于在端盖经超声波焊接在管状主体上之前，将切头处理后的透析器半成品两端树脂加热软化处理，当端盖扣压在管状主体端部时，端盖上的环形密封凸起嵌入树脂胶内，实现密封；替代了密封环结构，装配省时省力，提高效率，降低制造成本，且防止了端盖与管状主体超声波焊接时，密封环释放出对人体有害物质。
附图说明
图1是本发明中血液透析器端盖的结构示意图。
图2是图1的A处局部放大图。
图3是本发明血液透析器的结构示意图。
图4是图3的B处局部放大图。
图5是本发明端盖和管状主体的注塑成型后的制造方法流程图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示的聚丙烯材质外壳的血液透析器，包括外壳体和膜丝，膜丝的两端经树脂胶固定于外壳体两端部内侧，树脂胶通常采用聚氨酯树脂，聚氨酯树脂对于血液透析无毒副作用,具有良好的粘接性能和生物相容性,固化时间快,固化收缩率低，成本低廉。外壳体包括端盖2和管状主体6，管状主体6上设有透析液输入连接口5和透析液输出连接口7，端盖2设置于管状主体两端，两个端盖中央分别设有血液输入连接口8和血液输出连接口1；上述结构与现有技术相同，不再赘述。本发明的特征在于外壳体采用聚丙烯（PP)制成，端盖上与管状主体端面相对处设有与主体端面相配合的焊接凸环4，焊接凸环4内侧的端盖上与主体两端固定膜丝的树脂胶外圈相对处设有环形密封凸起3，端盖的焊接凸环和管状主体经超声波焊接成一体。超声波使端盖的焊接凸环和管状主体接触处局部热合为一体。
图5所示的聚丙烯材质外壳的血液透析器的制造方法，包括端盖和管状主体的注塑成型、预组装、烧结、离心封罐、切头、将端盖固定安装在管状主体上、烘干和组装防尘帽的步骤，其特征在于：端盖和管状主体采用聚丙烯（PP）材料经模具注塑而成，端盖和管状主体经过等离子活化处理，提高被处理表面的表面能。
其中所述的将端盖固定安装在管状主体上的步骤是：将端盖扣压在管状主体端部，使端盖的焊接凸环与管状主体管壁的端面充分接触，然后经超声波焊接成一体。将端盖经超声波焊接在管状主体上之前，将切头处理后的透析器半成品两端树脂加热软化处理。当端盖扣压在管状主体端部时，端盖上的环形密封凸起嵌入树脂胶内，实现密封。
所述的端盖和管状主体经过等离子活化处理的过程是：等离子处理设备中等离子发生器产生在短周期正负双向的高频脉冲电压，输送给等离子喷枪；压缩空气在喷枪放电腔内所进行的高压放电放出零电位差等离子体，通过喷枪喷嘴被高速的传送到管状主体内表面，对管状主体两端部与聚氨酯接触的内表面进行等离子活化处；利用等离子体内的O+、N+离子将一个CH键打断，把-H换成-OH或-NH,端盖和管状主体被处理面分子的改变过程为：
提高被处理表面的表面能。活化后的表面生成的羟基和氨基能与聚氨酯形成共价键,提高材料粘接性。
本发明由于外壳体采用聚丙烯（PP)制成，外壳体无毒、使用安全，原料成本低廉，成型周期短，制备效率高。由于端盖上与管状主体经超声波焊接成一体，端盖与管状主体连接牢固，不会因各种误差及运输过程中震动或冲击可能产生松动，密封性好，使用过程中不会发生漏液的风险。由于在端盖经超声波焊接在管状主体上之前，将切头处理后的透析器半成品两端树脂加热软化处理，当端盖扣压在管状主体端部时，端盖上的环形密封凸起嵌入树脂胶内，实现密封；替代了密封环结构，装配省时省力，提高效率，降低制造成本，且防止了端盖与管状主体超声波焊接时，密封环释放出对人体有害物质。本发明降低了人工成本和材料成本，提高了生产效率，实现了血液透析器的高效制备。血液透析器制备完成后材料颜色不改变，且雾面外观，使患者治疗过程中，无法看到血液流动，减少患者心理阴影。
表1对比了本发明与普通PC材质透析器的性能。
Claims (3)
1.一种聚丙烯材质外壳的血液透析器，包括外壳体和膜丝，膜丝的两端经树脂胶固定于外壳体两端部内侧，外壳体包括端盖和管状主体，管状主体上设有透析液输入连接口和透析液输出连接口，端盖设置于管状主体两端，两个端盖中央分别设有血液输入连接口和血液输出连接口；其特征在于外壳体采用聚丙烯（PP）制成，端盖上与管状主体端面相对处设有与主体端面相配合的焊接凸环；所述的焊接凸环内侧的端盖上与主体两端固定膜丝的树脂胶相对处设有环形密封凸起；将透析器半成品两端树脂加热软化处理，端盖扣压在管状主体端部，使端盖的焊接凸环与管状主体管壁的端面充分接触，端盖上的环形密封凸起嵌入树脂胶内，然后将端盖的焊接凸环和管状主体经超声波焊接成一体。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯材质外壳的血液透析器，其特征在于所述的树脂胶为聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1或2所述的血液透析器，其特征在于所述的端盖和管状主体经过等离子活化处理，其过程是：等离子处理设备中等离子发生器产生在短周期正负双向的高频脉冲电压，输送给等离子喷枪；压缩空气在喷枪放电腔内所进行的高压放电放出零电位差等离子体，通过喷枪喷嘴被高速的传送到管状主体内表面，利用等离子体内的O+、N+离子将一个CH键打断，把-H换成-OH或-NH,端盖和管状主体被处理面分子的改变过程为：
提高被处理表面的表面能。
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