CN104998311A - 一种复合膜及其软壳白细胞过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合膜及其软壳白细胞过滤器，通过PVC膜包裹含有玻璃纤维膜和聚酯纤维膜组合的复合滤膜，实现血液及血液成分血小板中的白细胞的滤除率超过99.99％，达到欧盟标准。通过进一步优化复合滤膜的尺寸和组合方式，实现玻璃纤维膜的机械和热稳定性，保证其使用质量和效果。

Description

一种复合膜及其软壳白细胞过滤器

技术领域

本发明涉及血液净化领域的复合膜软壳白细胞过滤器，具体地说涉及一种采用有机膜和无机膜复合包覆的结构，实现无机膜高效装配在过滤器中，用于离心前后在线滤血。

背景技术

现代科学发现白细胞在储存过程中会释放多种细胞因子，引起病人类过敏样反应，白细胞在抗凝全血中储存72小时后会发生凋亡、产生白细胞碎片。美国FDA建议采血后72小时内滤除白细胞，称之为储存前过滤(Pre-storage Filtration)。以前用于过滤血液及其成分中的白细胞过滤装置，过滤器的壳体多数为ABS、PC注塑件的硬壳滤器，一般硬壳滤器不能耐高速离心，在高速离心力的作用下，滤壳产生开裂，滤膜受到损坏，影响过滤性能，同时硬壳体对周围的血袋也可能造成损伤。在这种情况下，采血后只能先对全血过滤，之后将滤器热合分离，再对滤后全血进行离心分离。由于红细胞型过滤器的特性决定了这个过程不仅滤除了白细胞，也过滤掉有用的血小板，浪费了宝贵的血小板资源。在应用时多数血液中心全血采集后6小时内过滤白细胞，离心后制得新鲜血液成分，其中常见的是将软壳白细胞过滤器安装在四联袋上，血液可先离心、再过滤白细胞，制备血液各成分。

国内外耐离心的软壳过滤器已经有专利了，外壳体是软质PVC膜制成，应用在软壳滤器里的过滤介质都是不同孔径的有机纤维组成的过滤膜结构，虽然能耐离心，但是临床应用有局限性，过滤效果不佳、白细胞滤除率达不到99.99％。

中国专利“一种高效滤除白细胞的组合滤膜及其制法和白细胞过滤器”(公开号CN102614556 A)公开了一种高效滤除白细胞的组合滤膜及其制法和白细胞过滤器，提出了将丙烯酸类共聚物涂覆与玻璃纤维膜和无纺布上，通过特定工艺实现4Log高效滤除白细胞的技术。但该产品采用的是硬壳滤器，临床应用中先全血过滤再经过热合去掉滤器，然后离心分离出血液成分，费时费力。而且现在成分血制备中大多数要用去除白细胞的红细胞悬液，现有的硬壳滤器无法实现的。因此急需研发一种既能耐离心、又能达到高效滤除白细胞的软壳滤器来解决上述难题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种经改良的用于高效滤除白细胞的复合滤膜；本发明的另一个目的是提供含有该复合滤膜用于实现耐力心滤血的软壳白细胞过滤器。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器，包括滤膜组件和不少于两片PVC膜；所述滤膜组件包括设于过滤器表面的进口导管和出口导管、以及设于两片PVC膜之间隔开形成滤前液腔和滤后液腔的复合滤膜，所述滤前液腔与进口导管连通；所述滤后液腔与出口导管连通；所述组合滤膜包括层叠的若干聚酯纤维膜和若干玻璃纤维膜，若干聚酯纤维膜的外周热压紧合。

本发明对玻璃纤维膜和聚酯纤维膜的尺寸和组合方式进行了进一步优化，所述玻璃纤维膜的面积是聚酯纤维膜面积的1/2～4/5，玻璃纤维膜设于复合滤膜的中心。配合外周热压紧合，一方面可防止热压到玻璃纤维膜，另外可形成致密层防止玻璃纤维因离心破碎溢出。所述聚酯纤维膜是通过浸润的无纺布涂覆丙烯酸类共聚物制备获得，所述玻璃纤维膜也涂覆丙烯酸类共聚物。本发明所述丙烯酸类共聚物所使用的原料和涂覆方法参照CN 102614556 A公开的内容。

作为本发明的进一步优化，所述复合滤膜正反两面的外周分别设有PVC环膜经热压与外层的PVC膜连接。通过该方式可增大软壳滤器的强度，保证复合滤膜外周紧合的同时，通过环膜热压连接外层的PVC膜，防止其因长时间放置或振动导致复合滤膜脱落的问题。

进一步的，所述滤后液腔内还设有支撑件，支撑件通过热压与PVC膜和出口导管相连接。支撑件是用于防止因滤前液腔膨胀挤压滤后液腔，使滤后液腔的PVC膜贴于复合滤膜表面，影响滤血通行。通过将支撑件和出口导管相热合，是基于生产工艺上制备流程的思路，相对于其他支撑件的组装方式，本发明具有更高的生产实用价值。

本发明还提供了一种复合滤膜，该复合滤膜可适用于上述软壳白细胞过滤器，还可用于其他滤器。该复合滤膜包括包括层叠的若干聚酯纤维膜和若干玻璃纤维膜，所述玻璃纤维膜的面积是聚酯纤维膜面积的1/2～4/5，玻璃纤维膜设于复合滤膜的中心；所述若干聚酯纤维膜的外周热压紧合。复合滤膜中，两种膜材料的大小取决于热压紧合的面积、以及预期的过滤面积。现有技术中往往单独采用聚酯纤维等有机膜进行过滤，无机膜虽然可提高过滤效果，但因其本身材料的特性，难以与有机膜形成完美配合。玻璃纤维膜的面积既要小于聚酯纤维膜，从而防止玻璃纤维膜碎裂脱落；还要保证一定的过滤面积。因此，玻璃纤维膜和聚酯纤维膜的面积比优选为2/3～3/4。

软壳滤器在使用的时候与硬壳滤器差异是显著的，为了提供专门适用于软壳滤器的复合滤膜，所述玻璃纤维膜为1～4层；聚酯纤维膜为5～20层。作为本发明的进一步优化，所述玻璃纤维膜为1～2层；聚酯纤维膜为7～12层。

进一步地，当玻璃纤维膜大于1层时，相邻玻璃纤维膜之间设有一层聚酯纤维膜。该设计防止复合滤膜可能出现的多层玻璃纤维膜碎裂，发生碎片溢出、堆积等问题带来的影响，本发明通过采用聚酯纤维膜隔开，经丙烯酸类共聚物的涂覆，可有效保证玻璃纤维膜的平均分布，并控制在由两片聚酯纤维膜夹着的小空间内，即使发生玻璃纤维的脱落，也对过滤效果影响不大。

所述聚酯纤维膜是通过浸润的无纺布涂覆丙烯酸类共聚物制备获得，所述玻璃纤维膜也涂覆丙烯酸类共聚物；玻璃纤维膜是通过无碱玻璃纤维制成。丙烯酸类共聚物所使用的原料和涂覆方法参照CN 102614556 A公开的内容。

本发明玻璃纤维膜由超细玻璃纤维制成，玻璃纤维膜每层厚度为1.3～1.5mm，最大孔径为20～30μm；玻璃纤维的直径为0.5～5μm。作为本发明的优选方案，所述玻璃纤维的直径为0.5～3μm。玻璃纤维膜孔径和层数是影响软壳滤器对白细胞过滤效果的关键要素。发明人发现，采用小孔径的玻璃纤维膜，通过合适的组合方式，可以在减少成本的同时有效解决玻璃纤维脆弱的问题。聚酯纤维膜每层厚度为1.0～1.3mm，最大孔径为14～23μm。

作为本发明的进一步优化，与所述玻璃纤维膜相邻的1～3层聚酯纤维膜每层设有若干凹凸相间的环形压印。具体地说，每层聚酯纤维膜设有同心的若干环形压印，相邻的环形压印凹凸方向相反，从而增加了聚酯纤维膜的褶皱程度。将若干褶皱的聚酯纤维膜设于玻璃纤维膜相邻两侧，经热压紧合后，不仅不会影响过滤效果，还防止碎裂的玻璃纤维因离心发生径向运动。

有益效果：本发明提供的一种软壳白细胞过滤器的的复合滤膜，采用缩小超细玻璃纤维膜尺寸、有机纤维全部包覆的热合结构，使PVC软壳外壳体和过滤介质能够完全热合；涂覆了共聚物的玻璃纤维，对白细胞和直径较小的淋巴细胞有很强的吸附能力；复合滤膜中有机纤维膜具有对玻璃纤维进行物理保护的作用，丙烯酸丙烯酸共聚物具有黏结、固定无纺布和玻璃纤维膜的作用，可有效防止玻璃纤维膜发生断裂或脱落，通过对聚酯纤维膜和玻璃纤维膜分布的控制，实现在复合滤膜四周从内到外的环形加固，提高固定效果。本发明采用含有玻璃纤维膜的复合滤膜可以实现高温灭菌下白细胞的吸附能力的上升，血液先通过粗滤层，再经过精滤层，然后再通过粗滤层，由于控制了玻璃纤维膜的孔径，一般来说只需要通过两层玻璃纤维膜即可达到4Log的滤除标准。本发明采用软壳滤器，采血后能直接离心然后过滤制备血液各成分。

附图说明

图1是本发明软壳滤器的结构示意图；

图2是本发明软壳滤器组装示意图；

图3是本发明复合滤膜的分布示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器A，包括滤膜组件、PVC滤前外膜21、PVC滤后外膜22，PVC滤前外膜21和PVC滤后外膜22通过热压从正反两面将滤膜组件密封。

滤膜组件包括设于软壳过滤器表面的进口导管31和出口导管41、以及设于两片PVC外膜之间隔开形成滤前液腔30和滤后液腔40的复合滤膜10。进口导管31和出口导管41呈反方向平行设置，方便实现吊挂在线滤血。滤前液腔30与进口导管31连通；滤后液腔40与出口导管41连通。复合滤膜10包括层叠的若干聚酯纤维膜11和若干玻璃纤维膜12，聚酯纤维膜的外周热压紧合。复合滤膜10正反两面的外周分别设有PVC环膜23经热压与外层的PVC滤前外膜21、PVC滤后外膜22连接。滤后液腔内40还设有支撑件42，支撑件42通过热压与PVC滤后外膜22和出口导管41相连接。

对于上述的复合滤膜，包括层叠的若干聚酯纤维膜11和若干玻璃纤维膜12，聚酯纤维膜11的外周热压紧合，玻璃纤维膜12面积小于聚酯纤维膜，防止与热合处接触，聚酯纤维膜是通过浸润的无纺布涂覆丙烯酸类共聚物制备获得，玻璃纤维膜也涂覆丙烯酸类共聚物。丙烯酸类共聚物所使用的原料和涂覆方法参照CN 102614556 A公开的内容。玻璃纤维的直径为0.5～5μm。优选为0.5～3μm。

玻璃纤维膜12的面积是聚酯纤维膜11面积的1/2～4/5，玻璃纤维膜12设于复合滤膜的中心。玻璃纤维膜为1～4层；聚酯纤维膜为5～20层。优选为玻璃纤维膜为1～2层；聚酯纤维膜为7～12层。

如图3所示，当玻璃纤维膜大于1层时，相邻玻璃纤维膜之间设有一层聚酯纤维膜；与玻璃纤维膜相邻的1～3层聚酯纤维膜每层设有同心的若干环形压印，相邻的环形压印凹凸方向相反，从而增加了聚酯纤维膜的褶皱程度。将若干褶皱的聚酯纤维膜设于玻璃纤维膜相邻两侧，热压紧合。

为了对本发明技术效果进行进一步说明，表1进一步列出10个实施例，与实施例1基本相同，其区别在于玻璃纤维膜直径、层数和聚酯纤维膜层数。对于大于一层玻璃纤维膜的复合滤膜而言，采用相邻两层聚酯纤维膜之间夹一层玻璃纤维膜的方式进行组合。

表1 多种复合滤膜方式

试验例1

将上述实施例4～9的软壳滤器分为两组，一组通过重离心15分钟后取出，依次装配到图2的滤血装置中进行全血白细胞滤除；另一组直接滤除与对应组相同来源的血液，并评价滤除效果如表2所示：

表2 摇床振动后各个实施例白细胞滤除效果比较

从上述试验可以看出，复合滤膜中设置1～2层玻璃纤维膜的效果最好，聚酯纤维膜控制在9层时，白细胞滤除的效果达到99.99％。而CN 102614556 A的方案中由于采用了4层玻璃纤维膜和16层聚酯纤维膜，且玻璃纤维膜和聚酯纤维膜之间没有特定组合方式，经过5分钟的振动后玻璃纤维层收到加大损害，白细胞滤除率大打折扣。

试验例2

将实施例2、8、10、11组装到如图2的体系中，针对全血进行白细胞滤除，滤除效果评价如表3所示：

表3 玻璃纤维膜直径对白细胞滤除效果的影响

由于实施例2、8、10、11的玻璃纤维膜层数为2层，聚酯纤维膜为9层，其区别仅在于玻璃纤维直径不同从，从而影响到玻璃纤维孔径的差异。而孔径是对白细胞滤除效果起到重要的影响因素。从对比试验中可以看出，玻璃纤维直径无论是过大还是过小，都对白细胞滤除效果起到一定的影响。而直径在2μm左右的玻璃纤维滤除白细胞的效果是最好的，即保证了4Log的滤除效果，也不会发生滞留，保证滤血正常通过。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器，其特征在于：包括滤膜组件和不少于两片PVC膜；所述滤膜组件包括设于过滤器表面的进口导管和出口导管、以及设于两片PVC膜之间隔开形成滤前液腔和滤后液腔的复合滤膜，所述滤前液腔与进口导管连通；所述滤后液腔与出口导管连通；所述组合滤膜包括层叠的若干聚酯纤维膜和若干玻璃纤维膜，若干聚酯纤维膜的外周热压紧合。

2. 根据权利要求1所述的一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器，其特征在于：所述玻璃纤维膜的面积是聚酯纤维膜面积的1/2~4/5，玻璃纤维膜设于复合滤膜的中心。

3. 根据权利要求1或2中任意一项所述的一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器，其特征在于：所述聚酯纤维膜是通过浸润的无纺布涂覆丙烯酸类共聚物制备获得，所述玻璃纤维膜涂覆有丙烯酸类共聚物。

4. 根据权利要求1所述的一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器，其特征在于：所述复合滤膜正反两面的外周分别设有PVC环膜经热压与外层的PVC膜连接。

5. 根据权利要求4所述的一种复合膜过滤介质的软壳白细胞过滤器，其特征在于：所述滤后液腔内还设有支撑件，支撑件通过热压与PVC膜和出口导管相连接。

6. 一种复合滤膜，其特征在于：包括包括层叠的若干聚酯纤维膜和若干玻璃纤维膜，所述玻璃纤维膜的面积是聚酯纤维膜面积的1/2~4/5，玻璃纤维膜设于复合滤膜的中心；所述若干聚酯纤维膜的外周热压紧合。

7. 根据权利要求6所述的一种复合滤膜，其特征在于：所述玻璃纤维膜为1~4层；聚酯纤维膜为5~20层；玻璃纤维膜每层厚度为1.3~1.5mm，最大孔径为20~30μm；玻璃纤维的直径为0.5~5μm。

8. 根据权利要求7所述的一种复合滤膜，其特征在于：当玻璃纤维膜多于1层时，相邻玻璃纤维膜之间设有一层聚酯纤维膜。

9. 根据权利要求8所述的一种复合滤膜，其特征在于：所述聚酯纤维膜是通过浸润的无纺布涂覆丙烯酸类共聚物制备获得，所述玻璃纤维膜也涂覆丙烯酸类共聚物；玻璃纤维膜是通过无碱玻璃纤维制成。

10. 根据权利要求8或9所述的一种复合滤膜，其特征在于：与所述玻璃纤维膜相邻的1~3层聚酯纤维膜每层设有若干凹凸相间的环形压印。