CN106267401B - 基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器 - Google Patents
基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，包括反应器外壳及设于反应器外壳内腔中的多根中空纤维管和能够吸附胆红素的吸附材料‑甲壳素纳米碳管复合材料；反应器外壳一端开设有血浆/预冲液入口，另一端开设有血浆/预冲液出口；中空纤维管的两端分别与所述血浆/预冲液入口和所述血浆/预冲液出口连通；吸附材料包设于所述中空纤维管外周。本发明专利的有益效果是：通过在反应器外壳内腔中设置中空纤维管和吸附材料，使血浆流经中空纤维管时，各种蛋白，如白蛋白、纤维蛋白原、凝血因子等大分子直接流过，而游离胆红素、胆汁酸等较小分子物质可自由穿过中空纤维管被吸附材料吸附，实现选择性吸附毒素的目的。
Description
技术领域
本发明属于物理人工肝技术领域，尤其涉及一种基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器。
背景技术
肝衰竭是由多种因素引起肝细胞严重损害，导致其合成、解毒和生物转化等功能发生严重障碍，出现以黄疸、凝血功能障碍、肝性脑病和腹水等为主要表现的一种临床综合征。肝移植是肝衰竭最有效的治疗方法，但由于肝脏来源的缺乏，大部分患者得不到有效的救治，在等待肝源的过程中死亡。人工肝是肝脏代谢的有效替代手段，人工肝分为生物人工肝和非生物人工肝。目前用于临床的主要为非生物人工肝，既物理人工肝。
传统的物理型人工肝主要是利用分子吸附再循环进行血液净化，其过程是血液流经吸附材料，毒素被吸附材料附着；但在去除毒素的过程中，大量的蛋白、凝血因子等有效物质也同时被吸附，存在较多风险。
发明专利内容
本发明的目的在于克服现有物理人工肝在去除毒素的过程中，大量的蛋白、凝血因子等有益物质也同时被吸附，存在较多风险的缺陷，提供一种能有效选择性吸附毒素的基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器。
为实现上述目的，本发明专利所设计的基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，包括反应器外壳及设于所述反应器外壳内腔中的多根中空纤维管和能够吸附胆红素的吸附 材料；所述反应器外壳一端开设有血浆/预冲液入口，另一端开设有血浆/预冲液出口；所述中空纤维管的两端分别与所述血浆/预冲液入口和所述血浆/预冲液出口连通；所述吸附材料包设于所述中空纤维管外周；所述吸附材料为粒径1～1000μm的甲壳素纳米碳纤维复合微球，其上纳米碳纤维的尺寸为5～50nm。
优选地，所述吸附材料为粒径25～70μm的甲壳素纳米碳纤维复合微球，其上纳米碳纤维的尺寸为10～27nm。
进一步地，所述反应器外壳两端设有用于固定中空纤维管的聚氨酯树脂支架；所述聚氨酯树脂支架与所述反应器外壳两端内腔保持间隙；所述中空纤维管两端穿透所述聚氨酯树脂支架。
更进一步地，所述物理人工肝还包括备用进出口；所述反应器外壳为筒状，其两端设有端盖；所述血浆/预冲液入口开设于其中一个所述端盖上，所述血浆/预冲液出口开设于另一个所述端盖上；所述备用进出口开设于其中任一个所述端盖上并与所述反应器外壳内腔连通。
优选地，所述中空纤维管膜壁上的微孔直径为0.001～0.3μm。
本发明的有益效果是：通过在反应器外壳内腔中设置中空纤维管和吸附材料，使血浆流经中空纤维管时，各种蛋白，如白蛋白、纤维蛋白原、凝血因子等大分子直接流过，而游离胆红素、胆汁酸等分子较小的物质可自由穿过中空纤维管壁被吸附材料吸附，实现选择性吸附毒素的目的。
附图说明
图1为本发明基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器的结构示意图。
图2为图1的主视剖视示意图。
图3为图1中A-A剖视放大示意图。
图中，反应器外壳1、端盖2、吸附材料3、中空纤维管4、血浆/预冲液入口5、备用进出口6、血浆/预冲液出口7、聚氨酯树脂支架8。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明专利作进一步的详细描述。
如图1、图2、图3所示的基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，包括反应器外壳1及设于反应器外壳1内腔中的多根中空纤维管4和能够吸附胆红素的吸附材料3；反应器外壳1一端开设有血浆/预冲液入口5，另一端开设有血浆/预冲液出口7；中空纤维管4的两端分别与血浆/预冲液入口5和血浆/预冲液出口7连通；吸附材料3包设于中空纤维管4外周；所述吸附材料3为粒径1～1000μm的甲壳素纳米碳纤维复合微球，其上纳米碳纤维的尺寸为5～50nm。
所述吸附材料为粒径25～70μm的甲壳素纳米碳纤维复合微球，其上纳米碳纤维的尺寸为10～27nm。经实验，纳米碳甲壳素微球特殊的多级贯通空隙结构，其疏水作用对胆红素有较强的吸附作用，吸附率达到80％以上。
反应器外壳1两端设有用于固定中空纤维管4的聚氨酯树脂支架8；聚氨酯树脂支架8与反应器外壳1两端内腔保持间隙；中空纤维管4两端穿透聚氨酯树脂支架8。
物理人工肝还包括备用进出口6；反应器外壳1为筒状，其两端设有端盖2；血浆/预冲液入口5开设于其中一个端盖2上，血浆/预冲液出口7开设于另一个端盖2上；备用进出口6开设于其中任一个端盖2上并与反应器外壳1内腔连通。
中空纤维管4膜壁上的微孔直径为0.001～0.3μm。
以下通过实验数据说明本发明基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器的效果。
取不同粒径，不同纤维长度的甲壳素纳米碳纤维微球填充前述反应器，并进行血浆吸附实验，过程如下：首先打开血浆/预冲液入口5和血浆/预冲液出口7，然后通过血浆/预冲液入口5向反应器外壳1内腔中注入生理盐水以预冲洗反应器外壳1内腔；将血浆从血浆/预冲液入口5注入，由于中空纤维管4膜壁上的微孔直径为0.001～0.3μm，较小分子物质容易穿过，而蛋白等大分子较易直接流过中空纤维管，相对较难穿过中空纤维管4膜壁；因此各种蛋白，如白蛋白、纤维蛋白原、凝血因子等大分子经中空纤维管后直接从血浆/预冲液出口7排出，而血浆中的游离胆红素、胆汁酸等较小分子物质在流动过程中穿透中空纤维管4，被填充在反应器外壳1内腔中的吸附材料3吸附，实现吸附毒素的目的。
结果见表1，随甲壳素粒径及纳米碳纤维的尺寸大小变化，其对胆红素吸附率的对比参照表。
表1
从表1可以看出，当甲壳素纳米碳纤维微球的粒径为25～70μm，其上纳米碳纤维的尺寸为10～27nm时，胆红素的吸附率最高，可到达80％以；同时蛋白吸附率较低，低于19％。
Claims (4)
1.一种基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，其特征在于：包括反应器外壳(1)及设于所述反应器外壳(1)内腔中的多根中空纤维管(4)和能够吸附胆红素的吸附材料(3)；所述反应器外壳(1)一端开设有血浆/预冲液入口(5)，另一端开设有血浆/预冲液出口(7)；所述中空纤维管(4)的两端分别与所述血浆/预冲液入口(5)和所述血浆/预冲液出口(7)连通；所述吸附材料(3)包设于所述中空纤维管(4)外周；所述吸附材料(3)为粒径25～70μm的甲壳素纳米碳纤维复合微球，其上纳米碳纤维的尺寸为10～27nm。
2.根据权利要求1所述的基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，其特征在于：所述反应器外壳(1)两端设有用于固定中空纤维管(4)的聚氨酯树脂支架(8)；所述聚氨酯树脂支架(8)与所述反应器外壳(1)两端内腔保持间隙；所述中空纤维管(4)两端穿透所述聚氨酯树脂支架(8)。
3.根据权利要求1所述的基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，其特征在于：所述物理人工肝还包括备用进出口(6)；所述反应器外壳(1)为筒状，其两端设有端盖(2)；所述血浆/预冲液入口(5)开设于其中一个所述端盖(2)上，所述血浆/预冲液出口(7)开设于另一个所述端盖(2)上；所述备用进出口(6)开设于其中任一个所述端盖(2)上并与所述反应器外壳(1)内腔连通。
4.根据权利要求1～3任一项所述的基于中空纤维管的物理人工肝纳米碳甲壳素复合物吸附反应器，其特征在于：所述中空纤维管(4)膜壁上的微孔直径为0.001～0.3μm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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