CN104906972A - 一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜及其制备方法，涉及生物材料领域，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为0.4-4μm，孔径为1.5-3.8μm，壁厚40-80μm；透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚34-57份、纳米二氧化钛2-8份、聚乙烯醇9-18份、聚己内酯5-12份、聚乳酸2-6份、四氢呋喃10-20份和丙酮8-16份。一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：（1）纺丝液制备；（2）静电纺丝。本发明提供的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，具有良好的生物相容性，而且具有一定的清除毒素，清除潴留水分的作用，是一种较为理想的透析膜材料。
Description
技术领域
本发明属于生物材料领域，特别涉及一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜及该血液透析膜的制备方法。
背景技术
血液透析膜是利用半透膜的原理，借助膜两侧的溶质梯度、渗透梯度和水压梯度，以达到清除毒素和体内潴留过多的水分，同时补充体内所需的物质，并维持电解质和酸碱平衡的目的。
聚醚纤维是一种线型聚合物，性质较为稳定，无腐蚀性，与绝大多数有机物相溶性好，且具有良好的弹性。
血液透析的目的在于替代肾衰竭所丢失的部分功能，如清除代谢废物，调节水、电解质和酸碱平衡，其基本原理有弥散、渗透、对流和超滤。透析时溶质、水分的交换，从而构成血透时清除毒素，清除水分；尿毒症病人血中的小分子物质如肌酐、尿素氮、钾等向透析液内扩散，透析液内的离子钠、氯等离子和血中浓度相同，所以，膜内外仍保持平衡，透析液内的碱基、钙离子等则向血中扩散，从而达到清除毒素，纠正电解质紊乱和酸中毒的目的。
因此，血液透析膜必须具备适中的孔隙率，以截留毒素；必须具备良好的生物相容性，以避免基体产生过敏或凝血现象；必须具备一定的耐压性能，以更好的保证透析膜能够较长时间持续进行弥散、渗透、对流和超滤。这就对透析膜的组分及制备方法提出较为苛刻的要求。
目前，在透析膜制备工艺中，干湿法制备是主要的制备方法。
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，是一种高分子流体静电雾化的特殊形式。目前已来制备中空纤维及二维纤维膜，在血液透析膜领域，还没有具体应用，通过改进其纺丝工艺，使其可以制备出具有良好性能的血液透析膜，是静电纺丝工艺的另一重要发展方向。
发明内容
本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜及其制备方法。
本发明的技术方案：一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为0.4-4μm，孔径为1.5-3.8μm，壁厚40-80μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚34-57份、纳米二氧化钛2-8份、聚乙烯醇9-18份、聚己内酯5-12份、聚乳酸2-6份、四氢呋喃10-20份和丙酮8-16份。
作为优选，所述透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚38-52份、纳米二氧化钛3-6份、聚乙烯醇12-16份、聚己内酯8-10份、聚乳酸3-5份、四氢呋喃12-17份和丙酮10-15份。
作为优选，所述透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚45份、纳米二氧化钛5份、聚乙烯醇15份、聚己内酯9份、聚乳酸4份、四氢呋喃15份和丙酮12份。
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速150-200r/min，纺丝电压10-15kv，纺丝速度0.5-1.5ml/h，接收距离为11-15cm。
作为优选，步骤（2）静电纺丝的电压为11kv，纺丝速度1ml/h，接收距离为12cm。
有益效果：本发明提供的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，是以聚醚为主体材料，加入多种高分子材料：聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸，显著提高了透析膜的生物相容性；同时，加入的纳米二氧化钛具有一定的光催化作用，能使部分毒素部分分解，降低对人体的毒害作用，而且能够提高透析膜的稳定性。
通过静电纺丝工艺制备的血液透析膜，中空纤维直径适中，透析膜孔隙率较为理想，因此，能够更好的提供透析膜的性能。
因此，本发明提供的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜具有良好的生物相容性，而且具有一定的清除毒素，清除潴留水分的作用，是一种较为理想的透析膜材料。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例 1：
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为1.5μm，孔径为2.2μm，壁厚60μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚34份、纳米二氧化钛2份、聚乙烯醇9份、聚己内酯5份、聚乳酸2份、四氢呋喃10份和丙酮8份。
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速200r/min，纺丝电压11kv，纺丝速度1ml/h，接收距离为12cm。
对制备的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜进行测定，其水超滤性为37.2mL·m-2·h-1·mmHg-1；牛清蛋白截留率99.3%；尿素透过性188 Pm·104·cm·min-1；维生素B12透过率82 Pm·104·cm·min-1。
实施例 2：
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为1.5μm，孔径为2.2μm，壁厚60μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚57份、纳米二氧化钛8份、聚乙烯醇18份、聚己内酯12份、聚乳酸6份、四氢呋喃20份和丙酮16份。
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速200r/min，纺丝电压11kv，纺丝速度1ml/h，接收距离为12cm。
对制备的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜进行测定，其水超滤性为38.2mL·m-2·h-1·mmHg-1；牛清蛋白截留率99.4%；尿素透过性186 Pm·104·cm·min-1；维生素B12透过率84 Pm·104·cm·min-1。
实施例 3：
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为1.5μm，孔径为2.2μm，壁厚60μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚38份、纳米二氧化钛3份、聚乙烯醇12份、聚己内酯8份、聚乳酸3份、四氢呋喃12份和丙酮10份。
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速200r/min，纺丝电压11kv，纺丝速度1ml/h，接收距离为12cm。
对制备的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜进行测定，其水超滤性为38.1mL·m-2·h-1·mmHg-1；牛清蛋白截留率99.2%；尿素透过性177Pm·104·cm·min-1；维生素B12透过率80 Pm·104·cm·min-1。
实施例4：
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为2.5μm，孔径为1.8μm，壁厚60μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚52份、纳米二氧化钛6份、聚乙烯醇16份、聚己内酯10份、聚乳酸5份、四氢呋喃17份和丙酮15份。
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速180r/min，纺丝电压12kv，纺丝速度1.5ml/h，接收距离为15cm。
对制备的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜进行测定，其水超滤性为38.3mL·m-2·h-1·mmHg-1；牛清蛋白截留率99.5%；尿素透过性186 Pm·104·cm·min-1；维生素B12透过率85 Pm·104·cm·min-1。
实施例5：
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为2.5μm，孔径为1.8μm，壁厚60μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚45份、纳米二氧化钛5份、聚乙烯醇15份、聚己内酯9份、聚乳酸4份、四氢呋喃15份和丙酮12份。
一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速180r/min，纺丝电压12kv，纺丝速度1.5ml/h，接收距离为15cm。
对制备的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜进行测定，其水超滤性为38.1mL·m-2·h-1·mmHg-1；牛清蛋白截留率99.4%；尿素透过性179 Pm·104·cm·min-1；维生素B12透过率83 Pm·104·cm·min-1。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，其特征在于：透析膜为中空纤维膜，中空纤维的直径为0.4-4μm，孔径为1.5-3.8μm，壁厚40-80μm；
透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚34-57份、纳米二氧化钛2-8份、聚乙烯醇9-18份、聚己内酯5-12份、聚乳酸2-6份、四氢呋喃10-20份和丙酮8-16份。
2.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，其特征在于：所述透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚38-52份、纳米二氧化钛3-6份、聚乙烯醇12-16份、聚己内酯8-10份、聚乳酸3-5份、四氢呋喃12-17份和丙酮10-15份。
3.根据权利要求1所述的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜，其特征在于：所述透析膜由以下质量份数的各个组分制备而成：聚醚45份、纳米二氧化钛5份、聚乙烯醇15份、聚己内酯9份、聚乳酸4份、四氢呋喃15份和丙酮12份。
4.一种根据权利要求1所述的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
（1）纺丝液制备：将聚醚、聚乙烯醇、聚己内酯和聚乳酸加入到四氢呋喃和丙酮的混合溶液中，在37℃水浴加热溶解，待溶液澄清后，将纳米二氧化钛超声分散于溶液中得到纺丝溶液；
（2）静电纺丝：将纺丝液进行静电纺丝，制得纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜；
其中，静电纺丝过程中滚筒转速150-200r/min，纺丝电压10-15kv，纺丝速度0.5-1.5ml/h，接收距离为11-15cm。
5.根据权利要求4所述的纳米二氧化钛/聚醚血液透析膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）静电纺丝的电压为11kv，纺丝速度1ml/h，接收距离为12cm。
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