CN104923091B

CN104923091B - 白细胞过滤膜、其制造方法和用途

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Publication number: CN104923091B
Application number: CN201410106033.4A
Authority: CN
Inventors: 叶寅; 王衡东; 蔡锡明
Original assignee: SHILONG SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd SHANGHAI
Current assignee: SHILONG SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd SHANGHAI
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: CN104923091A

Abstract

公开了白细胞过滤膜、其制造方法和用途，所述白细胞过滤膜包括面密度为50‑200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织物基材和接枝在该非织造织物基材上的接枝改性物，所述接枝改性物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、肝素或其两种或多种的混合物；所述接枝改性物的接枝率为5‑15重量％。

Description

白细胞过滤膜、其制造方法和用途

技术领域

本发明涉及一种新型去白细胞过滤膜，它具有高的白细胞去除率和低的溶血率。本发明还涉及所述白细胞过滤膜的制造方法及其在过滤去除白细胞中的用途。

背景技术

血小板成分血在血液病、肿瘤和外科手术中应用普遍，且十分紧缺。

研究表明，血小板制剂（PC）中如果剩余白细胞较多，经反复输注可引起受血者白细胞抗原系统（HLA）同种免疫反应，对再次输注血液及相关制品产生耐受作用，即“输血无效”。学界一致认为：90%的同种免疫反应由白细胞抗原系统抗体引起。如果滤除血液制品中的白细胞，使其残留的白细胞数量小于5×10⁶/L，就能够避免白细胞抗原系统同种免疫反应。

目前，手工分离制备的血小板制剂中白细胞数含量一般大于1×10⁸/L，因此，为避免白细胞抗原系统同种免疫反应，防止或延缓输血无效的出现，提高输血的疗效，必须通过过滤去除血小板制剂中的白细胞。

去除白细胞的过滤器通常由外壳、过滤膜等组成，过滤膜是最为关键的组件。目前去白细胞的过滤器滤膜主要采用聚酯（聚对苯二甲酸丁二醇酯，PBT）熔喷无纺布材料，这种材料具有纤维细、有效孔径小、均匀、各向同性好、价格低廉等优点。但是该材料的缺点是血小板的通过率较小（目前要求必须大于90%）。由于血小板的黏附性较高，现有的去除白细胞的过滤膜材料均无法满足血小板通过率超过90％的要求。

日本Asahi公司的日本专利JP4 936 998（Takao等）报道了当纤维表面同时含有非离子型的亲水基团和含氮官能团，且氮原子含量为0.2-4.0％时，该纤维对白细胞有很好的吸附能力，但却很少吸附血小板。该专利文献采用聚酯纤维制成的无纺布材料，纤维的平均直径为0.5-2.0μm，采用表面接枝或涂敷在纤维表面改性，厚度大约为

该过滤膜可选择性地去除白细胞，因此可用于血小板输注以及体外循环的白细胞去除。

Terumo公司的日本专利JP6 251 276（Tadahiro等）报道了对多孔基体表面同时进行阳离子化和亲水化制备白细胞过滤膜的方法。该文献采用的多孔基体是海绵状的聚氨酯；改性剂是亲水性聚合物，包括磺酸基或烷基磺酸盐，通过涂覆，浸泡，喷涂或旋涂对材料进行改性。其基于的原理是白细胞大多带负电，因此带正电荷的过滤膜有助于截留白细胞。

Neng等人的美国专利US5 795 483（受让人Baxter公司）报道在在过滤膜表面涂覆一些高分子量的聚氧化乙烯衍生物，使之可选择性的在表面结合白细胞，使红细胞和血小板都能通过。

Thierry等人的美国专利US7 140 497（受让人Maco公司）则采用等离子体处理聚氨酯无纺布表面，从而可选择性的去除含有血小板的血液或血液成分中的白细胞。

Menaheme等人的美国专利US5 783 094（受让人以色列的Teva公司）则报道了采用两层基体即无纺布层和膜层，且经过了多糖类化合物的处理，血小板回收率大于70%，白细胞去除率

现有技术还报道了在聚氨酯无纺布下面涂一层含碳氟聚合物膜，该含碳氟聚合物膜可选自，例如聚偏四氟乙烯，纤维素，聚氨酯，聚砜，磺化聚酯，聚碳酸酯等。膜的孔径为2-10μm。

孙雪梅等在《白细胞过滤用非织造布紫外辐照的液相接枝改性研究》（产品用纺织品，2001年第12期）中提出在紫外辐照条件下以二苯甲酮为引发剂、以丙烯酸为表面接枝物来改性血液过滤用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）无纺布。该文献试验了各种反应条件对接枝反应的影响，得到的结果为最佳工艺参数为：反应时间60分钟（根据其图2，对应的接枝率为35％左右）。

本领域还需要提供一种白细胞过滤膜，这种膜不仅具有高的白细胞截留率，还具有高的血小板透过率和低的溶血率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种白细胞过滤膜，这种膜不仅具有高的白细胞截留率，还具有高的血小板透过率和低的溶血率。

本发明的另一个目的是提供一种白细胞过滤膜的制备方法。用本发明方法制得的过滤膜不仅具有高的白细胞截留率，还具有高的血小板透过率和低的溶血率。

本发明的再一方面涉及本发明白细胞过滤膜在从血小板中分离除去白细胞中的用途。

因此，本发明的一个方面是提供一种白细胞过滤膜，它包括面密度为50-200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物基材和接枝在该非织造织物基材上的接枝改性物，所述接枝改性物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、肝素或其两种或多种的混合物；所述接枝改性物的接枝率为5-15重量％。

本发明的另一方面提供一种白细胞过滤膜的制造方法，所述白细胞过滤膜包括面密度为50-200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物基材和接枝在该非织造织物基材上的接枝改性物，所述接枝改性物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、肝素或其两种或多种的混合物；所述接枝改性物的接枝率为5-15重量％，所述方法包括如下步骤：

（i）提供面密度为50-200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物基材；

（ii）提供接枝改性物、阻聚剂、任选的聚合引发剂和反应介质的混合液；和

（iii）将上述非制造织物基材浸没在上述混合液中，用γ-射线辐照，直至接枝率达到5-15重量％。

具体实施方式

1.术语解释

在本文中，术语“白细胞截留率”是指过滤前血液或血浆中白细胞数量减去经过滤膜过滤后的血液或血浆中白细胞数量占过滤前血液或血浆中白细胞数量的比例。

在本文中，术语“血小板透过率”是指经过滤膜过滤后的血液或血浆中血小板数量占过滤前血液或血浆中血小板数量的比例。

在本文中，术语“溶血率”是指血液中被破坏的红细胞数量占总红细胞数量的比例。

在本文中，术语“非织造织物”又称“无纺织物”或者“无纺布”，是指这样的纤维网，它具有被夹在中间的单根纤维或纺线的结构但不呈如织造或针织织物中的重复图案（所述织造或针织织物通常不具有无规取向的纤维）。非织造纤维网或织物已通过很多种方法来形成，例如，熔喷法、纺粘法、水缠绕法、气流成网和粘合粗梳纤维网法，包括粗梳热粘结。非织造织物的基重通常以面密度(g/m²)表示。层压体纤维网的基重是各成分层和任何其它添加组分的总基重。纤维直径通常以微米表示；纤维尺寸也可以旦尼尔表示，其为每纤维长度的重量单位。适用于本发明的非织造织物或层压体纤维网的基重的范围可为50-200g/m²，较好为80-190g/m²，更好为100-170g/m²；非织造织物的平均孔径为15-60微米，较好为20-55微米，更好为35-50微米。

在本文中，术语“熔喷法”是指其中如下形成纤维的方法:将熔融热塑性材料挤压通过多个细小的、通常圆形的冲模毛细管而作为熔融线或长丝进入会聚的高速、通常受热的气体(例如，空气)流中，从而拉细熔融热塑性材料的长丝以减小其直径，该直径可达到微纤维直径。其后，该熔喷纤维由高速气体流载送并沉积在收集面上(常常同时仍发粘)，以形成随机分散的熔喷纤维的纤维网。熔喷纤维为可以是连续或不连续的且平均直径一般小于10微米的微纤维。

本发明聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物基材可从市场上购得，例如，它可以爱迪的商品名购自芜湖爱迪净化器材有限责任公司。

2.白细胞过滤膜

本发明白细胞过滤膜包括基材和接枝在基材上的接枝物。

本发明白细胞过滤膜的基材是一种非制造织物，例如熔喷法非织造织物，其面密度为50-200g/m²，较好为80-190g/m²，更好为100-170g/m²；平均孔径为15-60微米，较好为20-55微米，更好为30-50微米。

在本发明的一个实例中，所述非织造织物是聚酯型非织造织物。在本发明的另一个实例中，所述聚酯型非织造织物是选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或者混合物的非织造织物。在另一个实例中，所述聚酯型非织造织物是聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物。

在本发明的一个实例中，本发明白细胞过滤膜的基材是面密度为50-200g/m²，较好为80-190g/m²，更好为100-170g/m²；平均孔径为15-60微米，较好为20-55微米，更好为30-50微米的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物。在本发明的另一个实例中，该聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物是熔喷法聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物。

在本发明的一个实例中，所述聚酯型非织造织物可采用例如中国专利CN103429278A所述的方法制得。在本发明的另一个实例中，所述聚酯型非织造织物可从市场上购得，例如，它可以爱迪的商品名购自芜湖爱迪净化器材有限责任公司(一种聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物，面密度约为170g/m²，平均孔径约为45微米)。

本发明白细胞过滤膜还包括接枝在该非织造织物基材上的接枝改性物，所述接枝改性物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、肝素或其两种或多种的混合物。在本发明的一个实例中，使用丙烯酸作为接枝改性物。在本发明的另一个较好实例中，使用甲基丙烯酸作为接枝改性物。在本发明的再一个实例中，使用丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物作为接枝改性物，其中丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为0.1-10，较好为0.2-5，更好为0.5-2，更好为1-1.5。

在本发明的一个实例中，所述接枝改性物的接枝率为5-15重量％，较好为8-14重量％，更好为9-13重量％，优选10-12重量％。当将接枝率控制在上述范围内时，可以有利地兼顾白细胞截留率、血小板透过率和溶血率。

3.白细胞过滤膜的制造方法

本发明白细胞过滤膜的制造方法，包括如下步骤：

（i）提供面密度为50-200克/平方米的聚酯型非织造织物非织造织物基材

所述聚酯型非织造织物非织造织物基材的面密度为50-200g/m²，较好为80-190g/m²，更好为100-170g/m²。该非织造织物基材的平均孔径为15-60微米，较好为20-55微米，更好为35-50微米。

在本发明的一个实例中，所述聚酯型非织造织物是选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或者混合物的非织造织物。在另一个实例中，所述聚酯型非织造织物是聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）非织造织物。在本发明再一个实例中，所述非织造织物是熔喷法非织造织物。

（ii）提供接枝改性物、聚合引发剂、阻聚剂和反应介质的混合液

适用于本发明方法的接枝改性物选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、肝素或其两种或多种的混合物。在本发明的一个实例中，使用丙烯酸作为接枝改性物。在本发明的另一个较好实例中，使用甲基丙烯酸作为接枝改性物。在本发明的再一个实例中，使用丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物作为接枝改性物，其中丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为0.1-10，较好为0.2-5，更好为0.5-2，更好为1-1.5。

适用于本发明方法的阻聚剂无特别的限制，只要它能够阻止或者极大地降低接枝改性物本身发生的聚合即可。在本发明的一个实例中，所述阻聚剂选自氮酸、氢酪单甲醚、吩噻嗪、及铜盐，较好是铜盐，例如醋酸铜、硝酸铜、氯化铜和硫酸铜或其混合物，优选硫酸铜。

适用于本发明方法的反应介质无特别的限制，只要该介质能承载反应物并且不会干扰接枝反应和对反应材料产生不利影响即可。从成本和环保的角度看，优选的反应介质是水，例如去离子水。

用于形成所述混合液的方法无特别的限制，可以本领域的任何已知方法。在本发明的一个实例中，将接枝改性物、阻聚剂和反应介质以任意次序相混合，制得所述混合液。

在本发明的一个实例中，配制的混合液中接枝改性物的浓度为5-20重量％，较好为6-18重量％，更好为8-12重量％，优选9-11重量％；阻聚剂的浓度为0.001-0.02重量％，较好为0.005-0.015重量％，更好为0.009-0.012重量％。

在本发明的另一个实例中，使用丙烯酸作为接枝改性物、硫酸铜作为阻聚剂，丙烯酸质量分数约为9-11%；硫酸铜的质量分数约为0.009-0.012%。

（iii）将上述非制造织物基材浸没在上述混合液中，用γ-射线辐照，直至接枝率达到5-15重量％

用于辐照接枝的γ-射线无特别的限制，可以是聚合物领域任何常规的γ-射线，例如，它可以是⁶⁰Co或者¹³⁷Cs发出的γ-射线。

本发明辐照接枝的温度无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规温度。在本发明的一个实例中，γ-射线辐照接枝是在室温下进行的。

本发明辐照接枝的时间无特别的限制，只要所述接枝改性物的接枝率达到5-15重量％，较好为8-14重量％，更好为9-13重量％即可。

在本发明的一个实例中，γ-射线的辐照剂量为3-20kGy，较好为4-15kGy，优先5-10kGy。

本发明过滤膜可用作血小板制剂去白细胞的过滤膜和用于相应的过滤器。本发明血小板用去白细胞过滤膜（过滤器）是由聚酯类非织造布为主要原料、根据血小板及白细胞的生物特性进行材料改性所研制的专用滤膜。试样的关键技术指标：紫外吸收、酸碱度、血小板回收率、白细胞去除率、材料溶血率等均已达到国家标准。血小板回收率达到90%以上，白细胞残留小于每升2.5×10⁶个，过滤速度快。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例

试验方法

1.接枝率测定

将接枝后的过滤膜用去离子水洗净后，置于40℃烘箱中室温下干燥。干燥至恒重后，依据下式计算接枝率：

式中W₀和W₁分别为接枝前后过滤膜的重量。

2.血小板回收率测定

过滤前后血液或血浆中的血小板数量通过血细胞计数仪测定。血小板回收率通过下式计算：

式中P₀和P₁分别为经过滤膜过滤前后单位体积血液或血浆中所含有的血小板数量。

3.白细胞去除率测定

过滤前后血液或血浆中的白细胞数量通过血细胞计数仪测定。白细胞去除率通过下式计算：

式中L₀和L₁分别为经过滤膜过滤前后单位体积血液或血浆中所含有的白细胞数量。

4.溶血率测定

试验方法参照中华人民共和国医药行业标准(YY0329-2002)。取1天～7天以内血库保存的人抗凝全血或红细胞悬液10毫升，在1190g～1200g离心力下，离心20分钟，吸出上清液；加入适量体积分数为0.9%的氯化钠注射液（约6毫升），轻轻混匀后，在675～750g离心力下，离心10分钟，吸出上清液；再加入适量体积分数为0.9的氯化钠注射液（约6毫升），轻轻混匀后再一次离心（675g～750g，离心10分钟），吸出上清液，制备成三洗红细胞。取三洗红细胞悬液适量，加体积分数为0.9%的氯化钠注射液稀释至红细胞比容为0.12～0.13（备用）。

供试品组3支试管，每管加入供试品检验液10毫升(将0.5克过滤膜和约10毫升体积分数为0.9%的氯化钠注射液置于试管中，密封后在37℃水浴中4h左右制取供试品检验液)；阴性对照组3支试管，每管加入体积分数为0.9%的氯化钠注射液10毫升；阳性对照组3支试管，每管加入蒸馏水10毫升。全部试管放入恒温水浴中37℃保温30分钟后，每支试管加入0.2毫升稀释健康人三洗红细胞悬液，轻轻混匀，置37℃水浴中继续保温60分钟。倒出管内液体离心5分钟（1190g～1200g）。吸取上清液移入比色皿内，用分光光度计在545nm波长处测定吸光度。

供试品组和对照组吸光度均取3支试管的平均值。阴性对照组的吸光度应不大于0.03；阳性对照组的吸光度应为0.8±0.3。溶血率计算公式按下式计算：

式中：A——供试品组吸光度

B——阴性对照组吸光度

C——阳性对照组吸光度

实施例1

1.配制接枝物混合液

将65克丙烯酸、0.065克硫酸铜溶解在585毫升去离子水中形成混合液。

2.辐照接枝

将一片面积为0.2平方米的熔喷PBT非织造织物（克重170±10克/平方米，孔径45±3微米，购自芜湖爱迪净化器材有限责任公司。）浸没在上述接枝物混合液中。在室温采用伽马射线（⁶⁰Co，辐照剂量为5kGy）辐射接枝46小时。取出该非织造织物用水冲洗，在40℃的烘箱中干燥后，用上述方法测定丙烯酸接枝率，结果为10%。

3.性能试验

用上述方法测定该产品的血液白细胞残留率、白细胞去除率和溶血率，结果白细胞去除率为98.8%，血液白细胞残留约0.98×10⁶/L，血小板回收率为88.4％，溶血率为3.0%。满足血液去白细胞要求。

实施例2

1.配制接枝物混合液

将17克乙烯基吡咯烷酮、0.065克硫酸铜溶解在633毫升去离子水中形成混合液。

2.辐照接枝

将一片面积约为0.2平方米的熔喷PBT非织造织物（克重170±10克/平方米，孔径45±3微米，购自芜湖爱迪净化器材有限责任公司。）浸没在上述接枝物混合液中。在室温采用伽马射线（⁶⁰Co，辐照剂量约为10kGy）辐射接枝约17小时。取出该非织造织物用水冲洗，在40℃的烘箱中干燥后，用上述方法测定乙烯基吡咯烷酮接枝率，结果为12%。

3.性能试验

用上述方法测定该产品的血液白细胞残留率、白细胞去除率和溶血率，结果白细胞去除率为98.5%，血液白细胞残留为0.98×10⁶/L，血小板回收率为88.7％，溶血率为2.8%。满足血液去白细胞要求。

实施例3

1.配制接枝物混合液

将30克丙烯酸、32克甲基丙烯酸、0.065克硫酸铜溶解在585毫升去离子水中形成混合液。

2.辐照接枝

将一片面积为0.2平方米的熔喷PBT非织造织物（克重170±10克/平方米，孔径45±3微米，购自芜湖爱迪净化器材有限责任公司。）浸没在上述接枝物混合液中。在室温采用伽马射线（⁶⁰Co，辐照剂量为5kGy）辐射接枝46小时。取出该非织造织物用水冲洗，在40℃的烘箱中干燥后，用上述方法测定接枝率，结果为10%。

3.性能试验

用上述方法测定该产品的血液白细胞残留率、白细胞去除率和溶血率，结果白细胞去除率为99.6%，血液白细胞残留为0.95×10⁶/L，血小板回收率为89.5%，溶血率为2.5%。满足血液和血小板制剂去白细胞要求。

实施例4

1.配制接枝物混合液

将8.5克乙烯基吡咯烷酮、6.9克甲基丙烯酸和0.065克硫酸铜溶解在633毫升去离子水中形成混合液。

2.辐照接枝

3.性能试验

用上述方法测定该产品的血液白细胞残留率、白细胞去除率和溶血率，结果白细胞去除率为99.6%，血液白细胞残留为0.96×10⁶/L，血小板回收率为89.7％，溶血率为2.5%。满足血液去白细胞要求。

Claims

1.一种白细胞过滤膜，它包括面密度为50-200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织物基材和接枝在该非织造织物基材上的接枝改性物，

所述接枝改性物选自甲基丙烯酸与丙烯酸或者乙烯基吡咯烷酮的混合物；

所述接枝改性物的接枝率为5-15重量％。

2.如权利要求1所述的白细胞过滤膜，其特征在于所述接枝改性物的接枝率为8-13重量％。

3.如权利要求1或2所述的白细胞过滤膜，其特征在于所述接枝改性物为丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物。

4.如权利要求3所述的白细胞过滤膜，其特征在于丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为0.2-5。

5.如权利要求3所述的白细胞过滤膜，其特征在于丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为0.5-2。

6.如权利要求3所述的白细胞过滤膜，其特征在于丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为1-1.5。

7.一种白细胞过滤膜的制造方法，所述白细胞过滤膜包括面密度为50-200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织物基材和接枝在该非织造织物基材上的接枝改性物，所述接枝改性物选自甲基丙烯酸与丙烯酸或者乙烯基吡咯烷酮的混合物；所述接枝改性物的接枝率为5-15重量％，所述方法包括如下步骤：

(i)提供面密度为50-200克/平方米的聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织物基材；

(ii)提供接枝改性物、阻聚剂和反应介质的混合液；和

(iii)将上述非织造织物基材浸没在上述混合液中，用γ-射线辐照，直至接枝率达到5-15重量％。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于接枝在所述非织造织物基材上的接枝改性物的接枝率为8-13重量％，所述方法包括用γ-射线辐照，直至接枝率达到8-13重量％。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述接枝改性物为丙烯酸和甲基丙烯酸的混合物。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为0.2-5。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为0.5-2。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于丙烯酸和甲基丙烯酸的摩尔比率为1-1.5。

13.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述步骤(iii)的辐照剂量为3-20kGy。

14.权利要求1-6中任一项所述的白细胞过滤膜在从血小板中分离除去白细胞中的用途。