CN106390781A - 一种血液透析膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种血液透析膜的制备方法，属于医疗材料技术领域。本发明取处理后活豆虫肉与顺丁烯二酸溶液超声振荡后油浴，过滤后的滤液加入活性白土脱色再过滤，与无水乙醇混匀后冷藏浓缩，提取到豆虫肉内特有的氨基酸及蛋白质，再加入聚乙醇酸、聚醚砜等升压反应后，与紫胶、海藻酸钠搅拌、脱泡后进行静电纺丝即得血液透析膜，本发明所得的血液透析膜与生物的相容性较好，无凝血的不良现象，相比较于传统的血液透析膜具有更小的膜管内径和壁厚，在相同膜面积下，可以得到小的血室容量，同时在透析过程中能得到更大的跨膜压。

Description

一种血液透析膜的制备方法
技术领域
本发明公开了一种血液透析膜的制备方法，属于医疗材料技术领域。
背景技术
众所周知，由于生物体本身的拒绝异物侵入的本能，当人工脏器材料与生物体接触时，生物体就会发生一系列的异物反应，刺激组织细胞异常发育，甚至产生肿瘤致癌。为了防止组织细胞坏死和人工脏器在生物体内体液和血液等作用下发生老化及分解变质现象，人工脏器用高分子材料必须满足以下条件：纯度高，不含对人体有害的杂质；具有生物相容性，即组织相容性和血液相容性，在相容过程中对人体组织不产生任何破坏，且耐生物老化；无毒性，使用过程中不引起发炎和异常变态反应等；稳定持久的生理惰性及良好的力学性能；经严格消毒而不变型；质优价廉。血液透析用高分子膜，除了必须满足上述各种条件之外，还必须具备如下条件：对要去除的溶质的渗透性好；对血液中蛋白质的截流率高；对可能存在于有菌渗析过程中的细菌及病毒具有较高的不透性；合适的水透过性；不引起热原反应。对于血液透析用高分子膜，由于它的主要功能就是排除血液中对人体有害的物质，因而必须特别强调膜良好的血液相容性、透过性及适合临床应用的机械强度。目前，血液透析膜的材料种类多，常见的为：纤维素膜、醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚乙烯醇膜、聚碳酸酯膜以及聚酰胺膜等。血液透析膜必须具有良好的生物活性、良好的透析率、血小板黏附率低、防止病人对氧化应激、不易凝血、不易激活白细胞、能有效阻滞透析液中有害成分、成本低、易纺性。此外，透析膜还需具有良好过滤筛分性能，即透析膜能清除小分子量或中等分子量尿毒症毒素如尿素、尿酸及肌酐酸、胰岛素、b2-微球蛋白，同时截留蛋白质如人血清蛋白及更大的粒子。为了满足得到更好的治疗效果，减轻患者的中毒反应及痛苦以及延长患者的寿命，对于血液透析膜材料的清除率、超滤率且生物相容性提出了更高的要求。目前传统血液透析膜材料对细菌及病毒的阻隔效果不佳，压密性较差，在高压下使用时，会因为透析物质导致膜孔孔径变小，存在对血液中的小分子物质的通过率降低且与生物的相容性差，易凝血的缺陷。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前传统血液透析膜材料对细菌及病毒的阻隔效果不佳，压密性较差，在高压下使用时，会因为透析物质导致膜孔孔径变小，存在对血液中的小分子物质的通过率降低且与生物的相容性差，易凝血的缺陷，本发明取处理后活豆虫肉与顺丁烯二酸溶液超声振荡后油浴，过滤后的滤液加入活性白土脱色再过滤，与无水乙醇混匀后冷藏浓缩，提取到豆虫肉内特有的氨基酸及蛋白质，再加入聚乙醇酸、聚醚砜等升压反应后，与紫胶、海藻酸钠搅拌、脱泡后进行静电纺丝即得血液透析膜，本发明所得的血液透析膜与生物的相容性较好，无凝血的不良现象，相比较于传统的血液透析膜具有更小的膜管内径和壁厚，在相同膜面积下，可以得到小的血室容量，同时在透析过程中能得到更大的跨膜压，故而使透析过程中的物质在透过所得透析膜的距离更短，清除物质更加容易，而增加物质的清除效果，提高血液透析膜的透析效果，具有较广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取活豆虫，去除豆虫头，将豆虫内部肉挤出，收集豆虫肉，按质量比1:3，取豆虫肉和质量分数10％顺丁烯二酸溶液，放入超声振荡器中，超声振荡40～50min，随后加入顺丁烯二酸溶液体积40～45％的1.6mol/L盐酸溶液，放入带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中；
（2）将上述四口烧瓶置于油浴锅中，设定温度为90～95℃，以160r/min搅拌回流3～4h，随后自然冷却至室温后进行过滤，收集滤液A，并将滤液A与其质量1～3％的活性白土，放入容器中，对容器加热至75℃，保温20～25min后，趁热过滤，收集滤液B；
（3）将上述滤液B与无水乙醇按体积比2:3，混合均匀，放入冷藏室内，设定温度为4～8℃，静置30～40min后过滤，将滤液放入浓缩罐中，浓缩至原体积的50～60％，收集浓缩液；
（4）按重量份计，取23～27份上述浓缩液、6～9份聚乙醇酸、9～12份聚醚砜、11～13份醋酸纤维素、4～9份聚乙二醇、1～3份紫胶、2～4份海藻酸钠及8～12份肝素，首先将上述浓缩液、聚乙醇酸、聚醚砜、肝素、醋酸纤维素及聚乙二醇，放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至1.0～1.2MPa，设定温度为280～320℃，以160r/min搅拌反应4～6h；
（5）在上述反应结束后，自然冷却至室温后出料，收集出料物，并将其与上述重量份数中紫胶、海藻酸钠放入搅拌机中，以600r/min搅拌40～50min后静置脱泡1～2h，得膜液，随后进行静电纺丝，设定滚筒转速为210～220r/min，纺丝速度为0.7～1.6mL/h，纺丝电压为14～16kv，接收距离为14～16cm，即可得血液透析膜。
本发明的物理性质是：本发明制得的血液透析膜的厚度为10～20μm，膜孔径为2～3nm，耐压强度为6.67～8.67kPa，超滤系数为10～40mL/h·mmHg，尿素清除率为190～195mL/min，肌酐清除率为160～172mL/min，维生素B12清除率为118～135mL/min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备的血液透析膜对要去除的溶质的渗透性好，且对血液中蛋白质的截流率高；
（2）本发明制备的血液透析膜具有良好的细菌及病毒阻隔效果，且具有良好的水透过性，不会引起凝血反映和热原反应，具有与血液良好的相容性，且机械强度适中，适合大规模生产应用。
具体实施方式
首先取活豆虫，去除豆虫头，将豆虫内部肉挤出，收集豆虫肉，按质量比1:3，取豆虫肉和质量分数10％顺丁烯二酸溶液，放入超声振荡器中，超声振荡40～50min，随后加入顺丁烯二酸溶液体积40～45％的1.6mol/L盐酸溶液，放入带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中；将上述四口烧瓶置于油浴锅中，设定温度为90～95℃，以160r/min搅拌回流3～4h，随后自然冷却至室温后进行过滤，收集滤液A，并将滤液A与其质量1～3％的活性白土，放入容器中，对容器加热至75℃，保温20～25min后，趁热过滤，收集滤液B；将上述滤液B与无水乙醇按体积比2:3，混合均匀，放入冷藏室内，设定温度为4～8℃，静置30～40min后过滤，将滤液放入浓缩罐中，浓缩至原体积的50～60％，收集浓缩液；按重量份计，取23～27份上述浓缩液、6～9份聚乙醇酸、9～12份聚醚砜、11～13份醋酸纤维素、4～9份聚乙二醇、1～3份紫胶、2～4份海藻酸钠及8～12份肝素，首先将上述浓缩液、聚乙醇酸、聚醚砜、肝素、醋酸纤维素及聚乙二醇，放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至1.0～1.2MPa，设定温度为280～320℃，以160r/min搅拌反应4～6h；在上述反应结束后，自然冷却至室温后出料，收集出料物，并将其与上述重量份数中紫胶、海藻酸钠放入搅拌机中，以600r/min搅拌40～50min后静置脱泡1～2h，得膜液，随后进行静电纺丝，设定滚筒转速为210～220r/min，纺丝速度为0.7～1.6mL/h，纺丝电压为14～16kv，接收距离为14～16cm，即可得血液透析膜。
实例1
首先取活豆虫，去除豆虫头，将豆虫内部肉挤出，收集豆虫肉，按质量比1:3，取豆虫肉和质量分数10％顺丁烯二酸溶液，放入超声振荡器中，超声振荡40min，随后加入顺丁烯二酸溶液体积40％的1.6mol/L盐酸溶液，放入带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中；将上述四口烧瓶置于油浴锅中，设定温度为90℃，以160r/min搅拌回流3h，随后自然冷却至室温后进行过滤，收集滤液A，并将滤液A与其质量1％的活性白土，放入容器中，对容器加热至75℃，保温20min后，趁热过滤，收集滤液B；将上述滤液B与无水乙醇按体积比2:3，混合均匀，放入冷藏室内，设定温度为4℃，静置30min后过滤，将滤液放入浓缩罐中，浓缩至原体积的50％，收集浓缩液；按重量份计，取23份上述浓缩液、6份聚乙醇酸、9份聚醚砜、11份醋酸纤维素、4份聚乙二醇、1份紫胶、2份海藻酸钠及8份肝素，首先将上述浓缩液、聚乙醇酸、聚醚砜、肝素、醋酸纤维素及聚乙二醇，放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至1.0MPa，设定温度为280℃，以160r/min搅拌反应4h；在上述反应结束后，自然冷却至室温后出料，收集出料物，并将其与上述重量份数中紫胶、海藻酸钠放入搅拌机中，以600r/min搅拌40min后静置脱泡1h，得膜液，随后进行静电纺丝，设定滚筒转速为210r/min，纺丝速度为0.7mL/h，纺丝电压为14kv，接收距离为14cm，即可得血液透析膜。本发明制得的血液透析膜的厚度为10μm，膜孔径为2nm，耐压强度为6.67kPa，超滤系数为10mL/h·mmHg，尿素清除率为190mL/min，肌酐清除率为160mL/min，维生素B12清除率为118mL/min。
实例2
首先取活豆虫，去除豆虫头，将豆虫内部肉挤出，收集豆虫肉，按质量比1:3，取豆虫肉和质量分数10％顺丁烯二酸溶液，放入超声振荡器中，超声振荡50min，随后加入顺丁烯二酸溶液体积45％的1.6mol/L盐酸溶液，放入带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中；将上述四口烧瓶置于油浴锅中，设定温度为95℃，以160r/min搅拌回流4h，随后自然冷却至室温后进行过滤，收集滤液A，并将滤液A与其质量3％的活性白土，放入容器中，对容器加热至75℃，保温25min后，趁热过滤，收集滤液B；将上述滤液B与无水乙醇按体积比2:3，混合均匀，放入冷藏室内，设定温度为8℃，静置40min后过滤，将滤液放入浓缩罐中，浓缩至原体积的60％，收集浓缩液；按重量份计，取27份上述浓缩液、9份聚乙醇酸、12份聚醚砜、13份醋酸纤维素、9份聚乙二醇、3份紫胶、4份海藻酸钠及12份肝素，首先将上述浓缩液、聚乙醇酸、聚醚砜、肝素、醋酸纤维素及聚乙二醇，放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至1.2MPa，设定温度为320℃，以160r/min搅拌反应6h；在上述反应结束后，自然冷却至室温后出料，收集出料物，并将其与上述重量份数中紫胶、海藻酸钠放入搅拌机中，以600r/min搅拌50min后静置脱泡2h，得膜液，随后进行静电纺丝，设定滚筒转速为220r/min，纺丝速度为1.6mL/h，纺丝电压为16kv，接收距离为16cm，即可得血液透析膜。本发明制得的血液透析膜的厚度为20μm，膜孔径为3nm，耐压强度为8.67kPa，超滤系数为40mL/h·mmHg，尿素清除率为195mL/min，肌酐清除率为172mL/min，维生素B12清除率为135mL/min。
实例3
首先取活豆虫，去除豆虫头，将豆虫内部肉挤出，收集豆虫肉，按质量比1:3，取豆虫肉和质量分数10％顺丁烯二酸溶液，放入超声振荡器中，超声振荡45min，随后加入顺丁烯二酸溶液体积43％的1.6mol/L盐酸溶液，放入带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中；将上述四口烧瓶置于油浴锅中，设定温度为93℃，以160r/min搅拌回流3.5h，随后自然冷却至室温后进行过滤，收集滤液A，并将滤液A与其质量2％的活性白土，放入容器中，对容器加热至75℃，保温23min后，趁热过滤，收集滤液B；将上述滤液B与无水乙醇按体积比2:3，混合均匀，放入冷藏室内，设定温度为6℃，静置35min后过滤，将滤液放入浓缩罐中，浓缩至原体积的55％，收集浓缩液；按重量份计，取25份上述浓缩液、8份聚乙醇酸、10份聚醚砜、12份醋酸纤维素、7份聚乙二醇、2份紫胶、3份海藻酸钠及10份肝素，首先将上述浓缩液、聚乙醇酸、聚醚砜、肝素、醋酸纤维素及聚乙二醇，放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至1.1MPa，设定温度为300℃，以160r/min搅拌反应5h；在上述反应结束后，自然冷却至室温后出料，收集出料物，并将其与上述重量份数中紫胶、海藻酸钠放入搅拌机中，以600r/min搅拌45min后静置脱泡1.5h，得膜液，随后进行静电纺丝，设定滚筒转速为215r/min，纺丝速度为1.1mL/h，纺丝电压为15kv，接收距离为15cm，即可得血液透析膜。本发明制得的血液透析膜的厚度为15μm，膜孔径为2.5nm，耐压强度为7.26kPa，超滤系数为28mL/h·mmHg，尿素清除率为193mL/min，肌酐清除率为167mL/min，维生素B12清除率为121mL/min。

Claims (1)

1.一种血液透析膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取活豆虫，去除豆虫头，将豆虫内部肉挤出，收集豆虫肉，按质量比1:3，取豆虫肉和质量分数10％顺丁烯二酸溶液，放入超声振荡器中，超声振荡40～50min，随后加入顺丁烯二酸溶液体积40～45％的1.6mol/L盐酸溶液，放入带有搅拌器、回流冷凝管及温度计的四口烧瓶中；
（2）将上述四口烧瓶置于油浴锅中，设定温度为90～95℃，以160r/min搅拌回流3～4h，随后自然冷却至室温后进行过滤，收集滤液A，并将滤液A与其质量1～3％的活性白土，放入容器中，对容器加热至75℃，保温20～25min后，趁热过滤，收集滤液B；
（3）将上述滤液B与无水乙醇按体积比2:3，混合均匀，放入冷藏室内，设定温度为4～8℃，静置30～40min后过滤，将滤液放入浓缩罐中，浓缩至原体积的50～60％，收集浓缩液；
（4）按重量份计，取23～27份上述浓缩液、6～9份聚乙醇酸、9～12份聚醚砜、11～13份醋酸纤维素、4～9份聚乙二醇、1～3份紫胶、2～4份海藻酸钠及8～12份肝素，首先将上述浓缩液、聚乙醇酸、聚醚砜、肝素、醋酸纤维素及聚乙二醇，放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至1.0～1.2MPa，设定温度为280～320℃，以160r/min搅拌反应4～6h；
（5）在上述反应结束后，自然冷却至室温后出料，收集出料物，并将其与上述重量份数中紫胶、海藻酸钠放入搅拌机中，以600r/min搅拌40～50min后静置脱泡1～2h，得膜液，随后进行静电纺丝，设定滚筒转速为210～220r/min，纺丝速度为0.7～1.6mL/h，纺丝电压为14～16kv，接收距离为14～16cm，即可得血液透析膜。
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