CN105214624A - 一种透析液吸附填料、其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种透析液吸附填料，所述吸附填料为固体材料外粘附高分子材料的复合物，所述固体材料为0.1μm到1mm的颗粒，所述固体材料选自硅基的吸附材料、锆基的吸附材料、镁基的无机吸附材料、氧化铝、氧化钛等金属或复合金属氧化物、蒙脱土、活性炭等吸附材料中的一种或多种组合；所述高分子材料为多糖类高分子、蛋白类高分子、聚乙烯醇、聚丙烯酸及衍生物的一种或多种混合高分子及交联聚合物。本发明提出的透析液吸附填料，利用材料中的高分子形成水凝胶或粘性胶体，对固体吸附材料进行包裹或粘结，在保持材料吸附能力的同时，有效地控制吸附材料细小颗粒的滲出，降低透析治疗的风险。
Description
技术领域
本发明属于物质吸附和交换过程的分离领域，具体涉及一种透析用材料及其制备和应用。
背景技术
肾功能障碍或肾衰竭，是肾功能逐渐丧失的一种疾病，随着疾病的发展，会引起患者身体酸碱平衡和电解质离子平衡紊乱，过量的体液不能排泄，有害代谢产物包括尿素、肌酐、尿酸和磷在身体组织内积累，导致患者死亡。透析是已经丧失大部分或全部肾功能患者的肾脏替代疗法，包括腹膜透析和血液透析两种主要方式。在传统的透析治疗过程中，主要利用腹膜或透析器将体内血液中的毒素扩散到外部透析液中，随透析液流走，并排出过量体液；同时利用电解质在透析液和血液中进行扩散，维护体内电解质平衡。体外的透析液都是一次性的与血液或体液交换，透析过程中需要连续的清洁水源，一次治疗需要耗水60～200L左右。病人通常需要2～3次/周的定期治疗，因而造成大量的废弃液产生，同时也造成能源的消耗。对于水资源困难地区，该问题更加突出。另一方面，传统透析机的体积庞大，不便于携带，患者需要定期到医院进行治疗，便利性不好。
通过对已用透析液进行再生，循环使用是解决该问题的有效方式。透析液再生的过程中必须清除透析液中积累的废物和杂质，主要是对尿素、铵离子、尿酸、肌酐和磷酸盐进行清除，同时调整透析液的组成和pH值达到生理水平。Sorbent公司的REDY(RecirculatingDialysateSystem)系统是一种沿用已久的透析液再生系统。该系统采用主要包含由脲酶、磷酸锆阳离子交换树脂、氧化锆阴离子交换树脂及活性炭组成的多层吸附剂盒，清除透析液中的有害物质。脲酶层主要将透析液中的尿素分解为碳酸氨，磷酸锆阳离子交换树脂主要除去产生的铵离子，氧化锆层可以除去有害的磷酸根和硫酸根离子，而活性炭主要除去肌酐和尿酸等含氮的有害物质。在透析过程中，透析液通过该吸附剂盒后，可以再生，循环利用，不需要大量的外加水源。透析机的尺寸可以减小，便于携带或在家庭中使用。利用透析液再生系统，可以连续进行透析，患者体内毒素可以长时间处于安全范围内。因而，引入透析液再生系统是透析技术发展的主流。早期REDY系统由于在透析液酸碱度调节和钠浓度控制中的不足，未能得到临床应用。随着，透析液再循环技术的发展，各种新的透析液再生体统被开发出来，一些已经应用于临床研究阶段中。比如，美敦力公司(WO2013019994)，贝克斯特公司(WO2013109922)，弗雷塞尼斯(CN200980143456)，雷纳尔公司(US0144660)，淡马锡公司(WO2009157877)的技术。这些透析液再生循环系统与REDY系统原理相同，都是通过安装吸附剂对透析液进行再生。
吸附剂材料主要包括由脲酶、活性炭以及基于锆、镁或铝基的固体材料组成。为了清除患者每日产生20g左右的尿素，填充吸附剂材料的总量通常在1500g左右。虽然每种材料的粒径主要分布在10-1000μm间，但还是存在大量小于10μm的颗粒，尤其小于1μm的颗粒。在透析液长时间的冲洗下(通常在8小时以上)，也会不断有小颗粒产生，并不断滲出吸附剂盒。从固体材料中滲出的细小颗粒容易导致吸附剂盒中的滤板或透析管路堵塞，造成透析路中的压力增大，引发风险。同时大量细小颗粒也会影响透析器中膜的通透性，降低透析效率，更严重的会导致透析器破损，一方面引起漏血现象，另一方面一旦固体小颗粒进入血液中，会引发血管堵塞或更严重的后果。目前透析中避免小颗粒影响的主要方法是在吸附剂盒中或管路中加入微孔滤膜或过滤器，阻止细小颗粒进入透析器中。增加微孔膜或过滤器必将导致管路更加复杂，同时由于透析液循环的总量在10～50L左右，透析液每天经过吸附剂盒的循环次数在20～100次左右，会产生大量的细小颗粒，对微孔膜或过滤器的负担非常重，膜的更换频率高，维护保养成本高。因而，从源头着手，控制吸附剂中固体小颗粒的滲出，能有效的降低透析液再生系统的风险，提高再生透析系统的操作性和便利性，降低维护保养成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的是提供一种透析液吸附填料。
本发明的另一个目的是提供所述透析液吸附填料的制备方法。
本发明的第三个目的是提出所述透析液吸附填料的应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种透析液吸附填料，所述吸附填料为固体材料外粘附高分子材料的复合物；
所述固体材料选自硅基吸附材料、锆基无机吸附材料、镁基无机吸附材料、固载脲酶、氧化铝、氧化钛、蒙脱土、活性炭中的一种或多种；所述硅基吸附材料为硅胶、硅藻土、硅酸盐类多孔介质中的一种或多种，所述锆基无机吸附材料为含有0～14％钠的磷酸锆、含有0～15％钠的碳酸锆、含有0～40％醋酸根离子的氧化锆、含有0～40％碳酸氢根离子的氧化锆、水合氧化锆中的一种或多种；所述镁基无机吸附材料为磷酸镁、碳酸镁、硅酸镁、氧化镁中的一种或多种；
所述高分子材料为多糖高分子、蛋白类高分子、基于这两类高分子的改性高分子和人工合成水凝胶高分子中的一种或多种；
其中所述多糖高分子选自淀粉、醋酸淀粉、羧甲基淀粉、纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧丙基纤维素、琼脂、琼脂糖、卡拉胶、瓜尔胶、果胶、田菁胶，黄耆胶、魔芋粉、海藻酸及盐、透明质酸及盐、甲壳素、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、交联壳聚糖中的一种或多种；
所述蛋白类高分子选自胶原蛋白、明胶、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸中的一种或多种；
所述合成水凝胶高分子选自聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
本发明选择的固体材料指基于锆的无机盐或氧化物、基于镁的无机盐或氧化物、固载脲酶、氧化铝、氧化钛、硅胶、硅藻土、蒙脱土及活性炭等中的一种或多种组合物。其中固载脲酶指采用化学交联或物理吸附的方式将脲酶与载体物质形成化合物或复合物，载体物质可以采用各种天然高分子(纤维素、淀粉、壳聚糖、甲壳素、海藻酸和琼脂等多糖分子)、改性天然高分子及无机物(硅胶、活性炭)等。
本发明中采用的高分子材料可以是单一种类的高分子，也可以是多种类高分子的混合或交联。考虑到安全性和生物相容性，本发明专利优先选择天然多糖类高分子、多肽或蛋白类高分子和具有良好生物兼容性的改性天然高分子中的一种或几种。具有水溶性的高分子，通常不适合用于包裹固体材料，需要对其结构进行改性，降低水溶性。然而，对于一些具有高价金属离子的固体填料，如磷酸锆、氧化锆和氧化钛等化合物，高价的金属离子可以促进水溶性的高分子在固体表面形成凝胶，降低其水溶性，因而一些具有水溶性的高分子也适用于这类材料的修饰。
进一步地，所述固体材料为0.1μm到1000μm的颗粒，所述透析液吸附填料中，高分子材料质量和固体材料质量比为1:20～10000。
优选地，所述固体材料为0.2μm到200μm的磷酸锆、氧化锆、碳酸锆、氧化铝、硅胶、硅藻土中的一种的颗粒，所述高分子材料为琼脂糖，高分子材料质量和固体材料质量比为1:200～5000。
更优选地，所述固体材料为20μm到200μm，固体填料可以为含锆的离子交换材料(磷酸锆、氧化锆、碳酸锆以及基于这三种材料的改性材料)、固载脲酶、氧化铝、硅藻土、二氧化钛、硅胶和活性炭颗粒中的三种或以上组合。
所选择的高分子材料优选为天然的多聚糖或蛋白类高分子，其在40℃以下不溶于水，能形成水凝胶，具有一定的粘度和良好的生物相容性。
为了不影响材料的性能，固体材料与高分子材料间主要通过物理吸附的方式进行复合。根据高分子的性质不同，可以分别采用热溶-冷凝成胶法、酸碱调节凝胶法和离子析出凝胶法制备。
对温度敏感的高分子，主要采用热溶-冷凝成胶的方法制备。将高分子溶于热水中，与固体材料混合均匀，冷却后高分子吸水材料可以均匀覆盖在固体材料表面，根据浓度不同，可以形成水凝胶或有粘性胶体。典型的如琼脂，易溶于沸水，不溶于冷水，能吸收相当本身体积20倍的水，稀释液在42℃仍保持液状，但在37℃凝成紧密的胶冻。其它的热溶性高分子，如蛋白类的高分子明胶和多糖类高分子瓜尔胶、琼脂糖、果胶、田菁胶，黄耆胶、魔芋粉和卡拉胶及合成的聚乙烯醇等，均可以采用该方法对固体材料进行包裹。
而对酸碱敏感的高分子(非中性的高分子)，可采用酸碱调节凝胶法。将高分子分散于水中，调节pH，得到澄清的水溶液后，与固体材料均匀混合，调节pH值，高分子析出后与固体材料形成复合物。这类高分子包括海藻酸、壳聚糖，透明质酸，羧甲基纤维素等。含有羧基的高分子如海藻酸、透明质酸等不溶于水，吸水后膨胀，但在碱性条件下，形成钠盐后可以溶于水，调节pH值至酸性后，以凝胶的状态析出。而含有碱基的高分子如壳聚糖/甲壳素含有大量的氨基，可以溶于酸性溶液中，在中性或碱性环境中不溶于水。由于分子中含有氨基，易于富集在固体吸附材料的表面，形成胶体。
对离子敏感的水溶性高分子，可以通过添加金属离子析出形成凝胶，在固体材料表面形成胶体。如海藻酸与大多数二价或多价金属离子形成的盐是不溶于水的，因此可以采用二价金属离子的水溶液作为凝固液。考虑到重金属的影响，本发明中主要用氯化钙为交联剂制备海藻酸钙凝胶对固体材料进行包裹。二价的钙离子通过离子键结合临近海藻酸分子链上的羧酸基团后，钙离子被包围在相邻的分子链之间，同时大量的水分被包围在大分子之间。
在与固体材料进行复合时，选用的高分子材料并不局限于一种，也可以是两种或多种高分子混合，通过自组装或交联试剂进行化学交联的方式形成水凝胶。例如将含有羧基和氨基的高分子混合后形成聚离子水凝胶。可以采用的组合为海藻酸/壳聚糖、羧基纤维素/壳聚糖、透明质酸/壳聚糖，羧甲基壳聚糖/壳聚糖等。或高分子进行化学交联合成改性的水凝胶。例如通过戊二醛将壳聚糖本身或与改性的壳聚糖交联，制备性能更加优异的水凝胶。
以下是制备本发明透析液吸附填料的具体方法。
一种制备本发明提出的透析液吸附填料的方法，包括步骤：
1)在－10℃到150℃条件下，将高分子或高分子盐溶于水中，在搅拌状态下与固体材料混合；所述高分子盐是含有羧基的高分子的钠、钾、铵盐或是含有氨基的高分子的盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、C1-C7羧酸盐中的一种或多种；
2)在－10℃到150℃下，调节pH值为2.0～12.0，保持搅拌0.5～24小时；
3)调节至室温，过滤，收集固体，水洗后干燥。
进一步地，所述的制备方法中，向含有羧基的高分子盐的水溶液加入固体材料，然后再缓慢调节溶液pH值为1.0～7.5；或向含有氨基的高分子盐的水溶液加入固体材料，然后再缓慢调节水溶液pH值调至5.0～12.0，调节pH值的酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、C1-C7的羧酸中的一种或多种；调节pH值的碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、C1-C12有机胺中的一种或多种。
其中，在步骤2)中向反应混合物中加入交联剂，搅拌1～24h，过滤收集固体，水洗后，干燥。
其中，所述交联剂选自氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、戊二醛、京尼平、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐中的一种，交联剂加入的量为高分子摩尔质量的0.1～500％。
本发明所述透析液吸附填料在透析液再生中的应用。
本发明所述透析液吸附填料应用在透析液再生过程中，有效控制填料小颗粒的滲出，降低透析液系统的风险和维护成本。将本发明提出的吸附填料任意组合，形成吸附系统，用于水的净化处理，防止填料颗粒滲出。
具体地，应用本发明所述透析液吸附填料进行透析液再生的方法，是将所述透析液吸附填料置于离子交换柱中，被再生的液体的流速为1～500mL/min，离子交换柱的压力为10～760mmHg。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的吸附填料，利用各种多糖类高分子(包括纤维素、海藻酸及其盐，琼脂、琼脂糖、卡拉胶和壳聚糖等)、多肽或蛋白质(聚乳酸、明胶、胶原蛋白)及它们的改性高分子和人工合成生物兼容的高分子(聚乙烯醇、聚丙酰胺、聚丙烯酸及盐)中的一种或几种，形成水凝胶或胶体，对固体吸附材料进行包裹，在保持材料吸附能力的同时，有效的控制吸附材料细小颗粒的滲出，降低透析治疗的风险。
透析液吸附填料处理透析液的过程中，填料为能移除透析液中某种成份的固体颗粒，该固体颗粒可以通过物理吸附的方式，也可以通过化学交换的方式，或者同时通过两种方式降低透析液中某种或几种物质的含量。
本发明提出的透析液吸附填料不溶于水中，不随水溶液在管路中流动或仅在有限的区间移动。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1热熔胶固体材料复合物的制备
制备步骤为：
1)向20mL水中加入20mg明胶，加热溶解，得澄清水溶液；
2)明胶水溶液温度保持在50℃以上，向明胶水溶液中加入磷酸锆固体粉末，明胶和固体材料的质量比为1:400，搅拌1小时，
3)保持搅拌，冷却至室温，收集固体，去离子水洗后，干燥。
所得固体即为磷酸锆与明胶复合材料。
采用同样的方法，分别制得其他种类复合吸附材料。高分子为：琼脂粉、琼脂糖、卡拉胶、瓜尔胶、果胶、田菁胶，黄耆胶、魔芋粉、聚乙烯醇等热溶胶中的一种或几种混合；固体材料为：氧化锆、碳酸锆、磷酸镁、氧化铝、氧化钛、硅胶、硅藻土、蒙脱土、活性炭。
实施例2pH调节水凝胶固体材料复合物的制备
取20mg的海藻酸钠溶于20mL水中，向其中加入磷酸锆20g，搅拌均匀后，缓慢滴加盐酸，调节溶液的pH值至3，保持搅拌1小时，过滤，用去离子水洗涤至中性，收集固体，得到磷酸锆与海藻酸的复合吸附材料。
采用同样的方法，分别制得其他种类复合吸附材料。高分子材料为：海藻酸钾、海藻酸铵盐、透明质酸、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、聚丙烯酸及其盐类衍生物；固体材料：氧化锆、碳酸锆、磷酸镁、氧化铝、氧化钛、硅胶、硅藻土、蒙脱土及活性炭。
实施例3含氨基水凝胶与固体复合材料的制备
取20mg壳聚糖溶于20mL醋酸水溶液(2％，v/v)中，向其中加入磷酸锆20g，搅拌均匀后，缓慢滴加碳酸钠水溶液，调节溶液的pH值至9.5，保持搅拌1小时，过滤，用去离子水洗涤，收集固体，得到壳聚糖与磷酸锆复合材料。
采用同样的方法，分别制得其它壳聚糖复合吸附材料。固体材料：氧化锆、碳酸锆、磷酸镁、氧化铝、氧化钛、硅胶、硅藻土、蒙脱土及活性炭。
实施例4离子调节水凝胶固体复合材料的制备
取20mg的海藻酸钠溶于20mL水中，向其中加入磷酸锆20g，搅拌均匀后，缓慢滴加质量浓度为2％的氯化钙水溶液5mL，保持搅拌1小时，过滤，用去离子水洗涤，收集固体，得到海藻酸钙磷酸锆复合材料。
采用同样的方法，分别制得其他种类复合吸附材料。高分子材料为：海藻酸钾、海藻酸铵盐、透明质酸钠或钾、羧甲基纤维素钠或钾、聚丙烯酸及其盐类衍生物；固体材料为：氧化锆、碳酸锆、磷酸镁、氧化铝、氧化钛、硅胶、硅藻土、蒙脱土、活性炭。
实施例5
按照和实施例1同样的方法，不同之处在于，高分子材料和固体材料的质量比分别为1：10000(添加量0.01％),1：5000(添加量0.02％)，1:2000(添加量0.05％)，制得不同高分子添加量的透析液吸附填料。
实施例6
按照和实施例1同样的比例将高分子溶于热水中，向其中加入适量的固体材料，乘热搅拌均匀，填充至灭菌后的吸附筒中，放出多余的水溶液后冷却，直接得到填充好的吸附柱。
实施例7磷酸锆和氧化锆的颗粒控制
取10g处理后的复合材料填充离子交换柱，柱子出水口设置有15μm孔径的隔板，在20ml/min水的流速下，流经1000mL水，测试流出水中的颗粒量。
实验例1复合材料离子交换性能测试
形成高分子复合吸附材料后，水凝胶附着在固体材料表面，可能会影响材料的吸附性能。透析液再生系统中的常用吸附填料为磷酸锆、氧化锆、碳酸锆。磷酸锆作为阳离子交换树脂，主要吸附铵离子；而氧化锆和碳酸锆作为阴离子交换树脂，主要吸附磷酸根和硫酸根离子。非中性水凝胶由于本身带有电荷，对离子的迁移速度会产生影响，从而可能影响磷酸锆和氧化锆的离子交换能力。多糖类高分子如琼脂、琼脂糖、卡拉胶，瓜尔胶等植物胶呈电中性，与离子间作用力微弱，对磷酸锆、氧化锆及碳酸锆离子交换性能的影响较弱。以下实验为采用0.25％琼脂糖对磷酸锆和氧化锆进行复合后的离子交换性能。
1、磷酸锆复合材料离子交换性能测试
25mmol/L碳酸胺生理盐水溶液配置：向溶有氯化铵(2.67g)和氯化钠(5.60g)的水溶液中，缓慢加入碳酸钠(2.65g)的水溶液，所得混合物定容至1L。
分别取2g磷酸锆及磷酸锆琼脂糖复合材料(实施例1合成)装填柱子，底部添加5um滤膜。用含有25mmol/L的碳酸胺的生理盐水溶液流过柱子，控制流速在5～10ml/min，收集250ml淋洗液。取20ul淋洗液加入到4.08ml水中，加入200μl酒石酸钠钾和200μl奈氏试剂摇匀测试405nm吸光度，基于铵离子浓度变化，计算材料对铵离子饱和吸附容量。
2、氧化锆复合材料磷酸根离子吸附能力测试
称取600mg磷酸二氢钾，用生理盐水溶液溶解，定容至250mL。将配置好的溶液分别流过2g氧化锆和氧化锆琼脂糖复合材料填充的柱子，柱子底部添加5um滤膜，控制流速5～10ml/min，收集200mL淋洗液，采用钒钼酸铵比色法测试磷酸根浓度变化，计算磷酸根的吸附容量。氧化锆：1.2mmol/g，氧化锆(0.25％琼脂糖)：1.23mmol/g。
3、硫酸根离子吸附能力测试
称取330.3mg硫酸铵溶于去离子水中，定容至250mL。将所得溶液分别流经2g氧化锆和氧化锆琼脂糖复合材料填充的柱子，柱子底部添加5um滤膜，控制流速5～10ml/min，收集100mL淋洗液，采用离子交换色谱测试硫酸根浓度的变化，计算氧化锆对硫酸根的吸附容量。氧化锆：0.45mmol/g，氧化锆(0.25％琼脂糖)：0.49mmol/g。
表1磷酸锆和氧化锆离子交换性能比较
磷酸锆对铵离子的饱和吸附量为2.39mmol/g，添加琼脂糖后，复合材料对铵离子饱和吸附量为2.21mmol/g，仅有弱的变化。氧化锆对磷酸根和硫酸根的饱和吸附量分别为1.2mmol/g和0.45mmol/g，在添加琼脂糖后，其吸附能力的变化更加微弱。
实验例2颗粒控制
基于磷酸锆和氧化锆的离子交换树脂是透析液再生系统中两类最常用的吸附材料，其吸附性能和特点可以通过采用不同的离子进行调节。例如，磷酸锆的吸附特点通常采用钠离子进行调整，而氧化锆则通过引入不同的阴离子(醋酸根、碳酸根或氢氧根等)进行调整。本发明分别以磷酸锆(平均粒径:96.7μm)和氧化锆(平均粒径：32.1μm)为例，采用实施例1和实施例2制备的不同的透析液吸附填料样品进行处理(高分子/固体材料＝1:400，w/w)。
取10g固体材料(按照实施例1-6所述方法制备)，填充离子交换柱，柱子出水口设置有15μm孔径的隔板，在15ml/min水的流速下，流经1000mL水，测试水中颗粒含量，下表列出经过几种常用高分子处理后，材料1μm颗粒滲出结果
表2：流出水中含有1μm吸附填料颗粒渗出结果(单位：个/mL)
填充料粒径的大小对小颗粒滲出量有影响，但不能避免小颗粒滲出。磷酸锆的平均粒径为96.7μm，其中D(10)、D(50)和D(90)分别为58.7，91.0和142.9μm。测试的结果显示，未经包覆的1μm左右磷酸锆颗粒滲出量>4000个/mL。氧化锆的平均粒径为32.1μm，其中D(10)、D(50)和D(90)分别为13.8，30.0和55.1μm。1μm左右颗粒滲出量为300个/mL左右，比磷酸锆中小颗粒滲出量要少很多，表明填充材料粒径越大，细小颗粒越容易滲出。然而，小粒径的填充材料必将导致大的流动阻力，因而需要根据实际情况，优化固体材料的粒径。通过高分子处理后，两种材料中滲出的小颗粒明显降低。采用明胶处理后的磷酸锆固体，渗出的颗粒从4000个/mL降低至600个/mL左右。然而，明胶处理后氧化锆的颗粒渗出没有改善。采用多糖类高分子对材料颗粒的滲出改善非常明显。添加海藻酸后，磷酸锆中滲出颗粒可以降低到200个/mL，而氧化锆的滲出颗粒仅为3个/mL左右。最好的结果是添加琼脂、琼脂糖或卡拉胶等多聚糖类高分子。这类高分子性质相似，能溶于热水中，不溶于冷水，极易形成水凝胶。添加这类多糖的高分子后，磷酸锆中滲出的小颗粒可以控制在100个/mL以内，氧化锆中滲出的小颗粒在10个/mL左右。表明采用多聚糖类水凝胶高分子处理的磷酸锆和氧化锆能有效的避免小颗粒滲出，降低透析中的风险。表3中进一步列出了几种典型吸附材料的颗粒控制结果。
表3：流出水中含有吸附填料颗粒渗出结果(单位：个/mL)
实验例3高分子材料的添加量
高分子材料的添加可以明显地改善磷酸锆和氧化锆材料中的小颗粒滲出，且随着高分子添加量的增大，高分子水凝胶间的粘性越强，细小颗粒滲出的几率越小。然而高分子添加量的增加也会导致吸附柱的阻力增加，不利于透析液的流动，增加了透析的风险。不同吸附材料中各种高分子水凝家的添加量可以通过实验进行优化。合理地添加高分子水凝胶既可以控制材料中小颗粒的滲出，同时控制柱子地压力在适当的范围内。下表4中列出了以琼脂糖为代表的多糖类高分子添加量对磷酸锆和氧化锆材料中滲出颗粒(1μm)的影响，试验材料为实施例4所制。
表4高分子的添加量的影响(单位：个/mL)
| 添加量(w/w) | 磷酸锆 | 氧化锆 |
| 无添加 | 4183.4 | 870.8 |
| 琼脂糖：0.01％ | / | 176.2 |
| 琼脂糖：0.02％ | 631.3 | 40.7 |
| 琼脂糖：0.05％ | 81.3 | 10.4 |
| 琼脂糖：0.25％ | 57.2 | 12.5 |
从表4可以看出，添加多糖类高分子能有效的减少磷酸锆和氧化锆材料中小颗粒的滲出，且添加量可以低至0.02％，而对于氧化锆当添加量为0.01％时仍然能有效控制小颗粒的滲出。针对不同性质的固体材料，高分子的添加量也不同。磷酸锆的粒径较大，琼脂糖含量达到0.05％时，小颗粒的滲出才能控制到100个/mL以内，而对于粒径小的氧化锆，琼脂糖的添加量可以低于0.02％。在整个添加范围内，水的流速都能保持20mL/min，柱子的压力在300mmHg以内。不添加琼脂糖的氧化锆能透过5μm滤膜，得到白色胶状悬浮液，而添加琼脂糖后，1μm的颗粒可以控制在100个/mL以内，随着琼脂糖添加量的增加，滲出颗粒逐渐减少，当琼脂糖的添加量达到0.25％时，1μm颗粒不到10个/mL。结果显示，通过添加亲水高分子，形成水凝胶对固体材料进行处理，可以有效控制小颗粒的滲出。
实验例4对纳米级材料颗粒的控制
水凝胶高分子不仅可以阻止微米级固体材料中小颗粒的滲出，也能有效降低纳米级固体材料中的小颗粒滲出。以纳米级的氧化锆为例(平均粒径D(50)：212nm)。按照实施例1方法，用琼脂糖处理后，填柱，加5um滤膜，水以20ml/min流速流过柱子，收集1000mL水，测试颗粒析出情况如下：
表5：纳米级的氧化锆处理结果
| 纳米ZrO2 | 1um | 5um |
| 无添加 | 白色悬浮液 | / |
| 琼脂糖(0.25％) | 7.8 | 0.3 |
| 琼脂糖(0.1％) | 91 | 6.7 |
| 琼脂糖(0.05％) | 88.9 | 10.3 |
不添加琼脂糖的氧化锆能透过5μm滤膜，得到白色胶状悬浮液，而添加琼脂糖后，1μm的颗粒可以控制在100个/mL以内，随着琼脂糖添加量的增加，滲出颗粒逐渐减少，当琼脂糖的添加量达到0.25％时，1μm颗粒不到10个/mL。这进一步表明通过添加高分子，形成水凝胶对固体材料进行处理，可以有效的控制小颗粒的渗出。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种透析液吸附填料，其特征在于，所述吸附填料为固体材料外粘附高分子材料的复合物；
所述固体材料选自硅基吸附材料、锆基无机吸附材料、镁基无机吸附材料、固载脲酶、氧化铝、氧化钛、蒙脱土、活性炭中的一种或多种；所述硅基吸附材料为硅胶、硅藻土、硅酸盐类多孔介质中的一种或多种，所述锆基无机吸附材料为含有0～14％钠的磷酸锆、含有0～15％钠的碳酸锆、含有0～40％醋酸根离子的氧化锆、含有0～40％碳酸氢根离子的氧化锆、水合氧化锆中的一种或多种；所述镁基无机吸附材料为磷酸镁、碳酸镁、硅酸镁、氧化镁中的一种或多种；
所述高分子材料为多糖高分子、蛋白类高分子、基于这两类高分子的改性高分子和人工合成水凝胶高分子中的一种或多种；
其中所述多糖高分子选自淀粉、醋酸淀粉、羧甲基淀粉、纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧丙基纤维素、琼脂、琼脂糖、卡拉胶、瓜尔胶、果胶、田菁胶，黄耆胶、魔芋粉、海藻酸及盐、透明质酸及盐、甲壳素、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、交联壳聚糖中的一种或多种；
所述蛋白类高分子选自胶原蛋白、明胶、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸中的一种或多种；
所述合成水凝胶高分子选自聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的透析液吸附填料，其特征在于，所述固体材料为0.1μm到1000μm的颗粒，所述透析液吸附填料中，高分子材料质量和固体材料质量比为1:20～10000。
3.根据权利要求2所述的透析液吸附填料，其特征在于，所述固体材料为0.2μm到200μm的磷酸锆、氧化锆、碳酸锆、氧化铝、硅胶、硅藻土中的一种的颗粒，所述高分子材料为琼脂糖，高分子材料质量和固体材料质量比为1:200～5000。
4.一种制备权利要求1～3任一所述透析液吸附填料的方法，其特征在于，包括步骤：
1)在－10℃到150℃条件下，将高分子或高分子盐溶于水中，在搅拌状态下与固体材料混合；所述高分子盐是含有羧基的高分子的钠、钾、铵盐或是含有氨基的高分子的盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、C1-C7羧酸盐中的一种或多种；
2)在－10℃到150℃下，调节pH值为2.0～12.0，保持搅拌0.5～24小时；
3)调节至室温，过滤，收集固体，水洗后干燥。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，向含有羧基的高分子盐的水溶液加入固体材料，然后再缓慢调节溶液pH值为1.0～7.5；或向含有氨基的高分子盐的水溶液加入固体材料，然后再缓慢调节水溶液pH值至5.0～12.0，调节pH值的酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、C1-C7的羧酸中的一种或多种；调节pH值的碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、C1-C12有机胺中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤2)中向反应混合物中加入交联剂，搅拌1～24h，过滤收集固体，水洗后，干燥。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述交联剂选自氯化钙、硝酸钙、乙酸钙、戊二醛、京尼平、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，交联剂加入的量为高分子摩尔质量的0.1～500％。
8.权利要求1-3任一所述透析液吸附填料在透析液再生中的应用。
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