CN107138058A

CN107138058A - 一种白细胞过滤膜的改性方法

Info

Publication number: CN107138058A
Application number: CN201710562277.7A
Authority: CN
Inventors: 王衡东
Original assignee: Guangzhou Economy Medical Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Economy Medical Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2017-09-08
Anticipated expiration: 2037-07-11
Also published as: CN107138058B

Abstract

本发明属于白细胞过滤技术领域，具体涉及一种白细胞过滤膜的改性方法。本发明选择廉价、耐酸碱性、抗腐蚀、化学稳定性高的非织造织布为基膜材料，先后进行两步预处理后，利用丙烯酸、亚油酸钠双组分体系共同接枝，在紫外辐照下聚合成为含有亲水性羧基的聚合物。本发明所述改性方法接枝率高且无溶血现象，对红细胞具有明显的保护作用，改性后的滤膜对全血中白细胞和血小板均具有高效的截留效果。

Description

一种白细胞过滤膜的改性方法

技术领域

本发明属于白细胞过滤技术领域，具体涉及一种白细胞过滤膜的改性方法。

背景技术

血液中含有血浆和血细胞。血细胞可分为红细胞、白细胞和血小板。在输血过程中由于人体免疫系统对异体成分的反应，献血者血液中的白细胞和受血者血液中的白细胞抗体常会引起溶血性反应，同时还可能会有一些与白细胞相关的病毒传染，如巨细胞病毒、人体免疫缺乏症等。因此临床医学中常采用在输血过程中用去除白细胞的方法来减少这些副反应。

现有研究表明血小板亦会诱导机体产生抗血小板抗体。抗血小板抗体是一种自身抗体，对自身的组织器官不识别，会攻击自身的组织器官，从而造成损害，因此，为了减少因输血小板而致的副作用，人们致力于研究一种在除去白细胞的同时也高效率地除去血小板的手段。

血液过滤的材料很多有合成纤维，天然纤维，无机纤维，玻璃纤维等，也可采用多种纤维按一定比例混合。非织造布是聚合的纤维网絮片,其中的纤维平行、交叉或杂乱地排列在一起成为集合体，用粘合剂粘结以提高其强度。非织造布材料中杂乱分布的纤维使载体相在流过过滤材料的纤维曲径式系统时可加强分散效果，使欲分离的粒子悬浮相有更多的机会与单纤维碰撞和粘附。根据白细胞过滤的特点和要求，聚酯熔喷非织造布是比较合适的临床用白细胞过滤材料。其中PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)的分子链柔软，熔点低，在熔喷时它流动性好，通过熔喷工艺易得到纤维细而且柔软的非织造布，可作为过滤材料。但未经处理的PBT熔喷非织造布润湿性较差，血液在过滤器中的流动性不好，且对白细胞选择吸附差，因此过滤效果不佳。若对PBT滤材进行表面改性可以降低材料的表面张力，提高润湿性，增加对白细胞的选择吸附能力，达到较好的过滤效果。

现有技术多采用表面接枝或涂覆亲水性聚合物对过滤材料表面进行改性，增加过滤材料的润湿性，降低过滤材料表面与血液的表面能，增加过滤材料接触血液的有效表面积，从而增加捕捉白细胞的机会。此外，亲水性聚合物的水溶性较强，在血液中会存在溶出问题。

中国专利申请(CN106117590A)公开了一种白细胞过滤膜的改性方法，包括如下步骤：S1将疏水性树脂过滤膜置于第一改性混合液中进行第一次浸渍，时间为0.5～2h，温度为20～40℃，压力为1～10MPa，取出洗涤后于50～60℃下干燥6～10h，得到第一改性过滤膜；S2将所述第一改性过滤膜置于第二改性混合液中进行第二次浸渍，时间为0.5～2h，温度为20～40℃，取出洗涤后于50～60℃下干燥6～10h，得到改性后的过滤膜。

发明内容

为了提高滤膜对白细胞的滤过作用，本发明提供了一种白细胞过滤膜的改性方法。本发明选择廉价、耐酸碱性、抗腐蚀、化学稳定性高的非织造织布为基膜材料，先后进行两步预处理后，利用丙烯酸、亚油酸钠双组分体系共同接枝，在紫外辐照下聚合成为含有亲水性羧基的聚合物。本发明所述改性方法接枝率高且无溶血现象，对红细胞具有明显的保护作用，改性后的滤膜对全血中白细胞和血小板均具有高效的截留效果。

本发明通过以下技术方案实现：

一种白细胞过滤膜的改性方法，包括如下步骤：

S1.将非织造织布过滤膜用月桂醇聚氧乙烯醚溶液浸泡24h，用超纯水冲洗一次后，再进行超声波清洗后，于80℃烘箱中烘干；

S2.将步骤S1处理后的非织造织布过滤膜用含有光敏剂溶液浸泡，浸泡时间为15-20min，压力为3-6.5MPa；浸泡结束后在氮气流的保护下进行高能射线辐照预处理；

S3.将步骤S2处理后的非织造织布再用A液浸泡，浸泡时间为30-60min，压力为5-8MPa；将浸泡后的非织造织布置于密封反应器中，通入氮气排除密封反应器中的氧气；所述A液是用丙烯酸、亚油酸钠、阻聚剂和水配制得到；

S4.将密封反应器放于功率为0.5-1.5kW的紫外灯下进行辐照，辐照时间10-15min，辐照距离为15-20cm；

S5.将步骤S4处理后的非织造织布置于无水乙醇中超声波重复清洗3-5次，每次清洗10-15min，取出后再置于1％的NaOH溶液中超声波重复清洗3-5次，每次清洗10-15min；然后用超纯水清洗至洗液pH呈中性后放入烘箱干燥24h，即得。

优选地，所述非织造织布为聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织布。

优选地，所述步骤S2中高能辐射预处理10-15min，辐照剂量为75kGy。

优选地，所述步骤S2中光敏剂溶液为含有二苯甲酮和4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮的乙醇溶液，其中，二苯甲酮和4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮的浓度配比为4-7:1-2。

进一步地，所述光敏溶液中二苯甲酮浓度为0.15mol/L，4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮浓度为0.03mol/L。

优选地，所述步骤S2中光敏剂溶液与非织造织布浴比为24:1。

优选地，所述步骤S3A液中丙烯酸体积浓度为15％-25％，亚油酸钠体积浓度为0.5％-2％。

优选地，所述步骤S3A液中阻聚剂为氯化铁，其质量百分浓度为0.05％。

本发明白细胞过滤膜的改性方法，通过对非织造织布过滤膜进行步骤S1用月桂醇聚氧乙烯醚溶液浸泡后，能使滤膜充分润湿，并使滤膜的纤维状态发生改变，有利于光敏溶液充分渗入滤膜表面和内部。

由于UV与物质相互作用的选择性，一般利用光敏剂来吸收紫外光，使聚合物活化进而与单体发生接枝聚合，所以光敏剂的选择对表面接枝反应具有重要的影响作用。二苯甲酮是一种常用的光敏剂，其在吸收紫外光能后，经分解产生自由基，从而引发体系中的不饱和键聚合，交联固化成一整体。本发明技术人员发现在本发明改性方法中将二苯甲酮与4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮配合使用能够显著增加二苯甲酮的引发效率，且二苯甲酮和4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮的浓度配比为4-7:1-2范围内引发效率更佳。

本发明利用丙烯酸、亚油酸钠双组分体系共同与聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物接枝。亚油酸钠是不饱和脂肪酸的一种钠盐，具有降低血脂、软化血管、降低血压和促进微循环的作用。亚油酸钠不仅能作为接枝单体与聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物接枝，改变纤维表面润湿性；同时，亚油酸钠还能发挥表面活性剂的作用，提高聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物与丙烯酸水溶液的相容性，增加接枝率；亚油酸钠与丙烯酸共同接枝，不仅能提高接枝率，而且还能有效降低丙烯酸的毒性，使改性后滤膜不产生溶血现象。

此外，未参与接枝的亚油酸钠能够对滤膜纤维进行软化，残留在滤膜内部的亚油酸钠还能改善血液流态。氯化铁是控制接枝反应的阻聚剂，它能够捕获自由基从而阻碍丙烯酸、亚油酸钠的聚合反应，并且还能降低空间位阻效应。

在本发明白细胞滤膜改性方法中，光敏溶液二苯甲酮与4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮配合使用，并在氯化铁阻聚剂的作用下，丙烯酸、亚油酸钠双组份体系与聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物经紫外照射发生接枝率高。本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

(1)本发明白细胞过滤膜改性方法工艺简单、可控性强，接枝率高，对全血中白细胞和血小板均具有高效的截留效果，且无溶血现象，对红细胞保护作用明显。

(2)本发明通过接枝改性，永久性地提高了白细胞过滤膜表面润湿性，并且性质稳定，经高温灭菌或清洗后重复利用而不影响其性能。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。

实施例1一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法，包括如下步骤：

S1.将聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织布过滤膜用月桂醇聚氧乙烯醚溶液浸泡24h，用超纯水冲洗一次后，再进行超声波清洗3次，每次超声清洗10min，结束后置于80℃烘箱中烘干；

S2.将步骤S1处理后的非织造织布过滤膜用含有光敏剂溶液浸泡，所述光敏剂溶液与非织造织布浴比为24:1，浸泡时间为18min，压力为5MPa；所述光敏溶液中二苯甲酮浓度为0.15mol/L，4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮浓度为0.03mol/L；浸泡结束后在氮气流的保护下进行高能射线辐照预处理12min，辐照剂量为75kGy；

S3.将步骤S2处理后的非织造织布再用A液浸泡，浸泡时间为50min，压力为7.5MPa；将浸泡后的非织造织布置于密封反应器中，通入氮气排除密封反应器中的氧气；所述A液是用丙烯酸、亚油酸钠、阻聚剂和水配制得到的；其中，丙烯酸体积浓度为21％，亚油酸钠体积浓度为1.75％；阻聚剂为氯化铁，其质量百分浓度为0.05％；

S4.将密封反应器放于功率为1.5kW的紫外灯下进行辐照，辐照时间15min，辐照距离为20cm；

S5.将步骤S4处理后的非织造织布置于无水乙醇中超声波重复清洗3次，每次清洗15min，取出后再置于1％的NaOH溶液中超声波重复清洗3次，每次清洗15min；然后用超纯水清洗至洗液pH呈中性后放入烘箱干燥24h，即得。

实施例2一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法，包括如下步骤：

S2.将步骤S1处理后的非织造织布过滤膜用含有光敏剂溶液浸泡，所述光敏剂溶液与非织造织布浴比为24:1，浸泡时间为20min，压力为6.5MPa；所述光敏剂溶液中二苯甲酮浓度为0.16mol/L，4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮的浓度0.04mol/L；浸泡结束后在氮气流的保护下进行高能射线辐照预处理10min，辐照剂量为75kGy；

S3.将步骤S2处理后的非织造织布再用A液浸泡，浸泡时间为30min，压力为8MPa；将浸泡后的非织造织布置于密封反应器中，通入氮气排除密封反应器中的氧气；所述A液是用丙烯酸、亚油酸钠、阻聚剂和水配制得到；其中，丙烯酸体积浓度为15％，亚油酸钠体积浓度为2％；阻聚剂为氯化铁，其质量百分浓度为0.05％；

S4.将密封反应器放于功率为0.5kW的紫外灯下进行辐照，辐照时间10min，辐照距离为15cm；

S5.将步骤S4处理后的非织造织布置于无水乙醇中超声波重复清洗5次，每次清洗10min，取出后再置于1％的NaOH溶液中超声波重复清洗5次，每次清洗10min；然后用超纯水清洗后放入烘箱干燥24h，即得。

实施例3一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法，包括如下步骤：

S2.将步骤S1处理后的非织造织布过滤膜用含有光敏剂溶液浸泡，所述光敏剂溶液与非织造织布浴比为24:1，浸泡时间为15min，压力为3MPa；所述光敏剂溶液中二苯甲酮浓度为0.28mol/L，4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮浓度为0.08mol/L；浸泡结束后在氮气流的保护下进行高能射线辐照预处理15min，辐照剂量为75kGy；

S3.将步骤S2处理后的非织造织布再用A液浸泡，浸泡时间为60min，压力为8MPa；将浸泡后的非织造织布置于密封反应器中，通入氮气排除密封反应器中的氧气；所述A液是用丙烯酸、亚油酸钠、阻聚剂和水配制得到；其中，丙烯酸体积浓度为25％，亚油酸钠体积浓度为0.5％，阻聚剂为氯化铁，其质量百分浓度为0.05％；

S4.将密封反应器放于功率为1.5kW的紫外灯下进行辐照，辐照时间15min，辐照距离为15cm；

S5.将步骤S4处理后的非织造织布置于无水乙醇中超声波重复清洗3次，每次清洗15min，取出后再置于1％的NaOH溶液中超声波重复清洗3次，每次清洗15min；然后用超纯水清洗后放入烘箱干燥24h，即得。

对比例1一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法与实施例1的区别在于，将步骤S1中将月桂醇聚氧乙烯醚替换为丙酮，其余步骤与实施例1类似。

对比例2一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法与实施例1的区别在于，所述步骤S2中高能辐射预处理20min，其余步骤与实施例1类似。

对比例3一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法与实施例1的区别在于，所用步骤S2中光敏溶液为二苯甲酮的乙醇溶液，其余步骤与实施例1类似。

对比例4一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法与实施例1的区别在于，所述步骤S3接枝体系A液中不含有亚油酸钠，其余步骤与实施例1类似。

对比例5一种白细胞过滤膜的改性方法

所述白细胞过滤膜的改性方法与实施例1的区别在于，所述步骤S3A液中阻聚剂为氯化铁，其质量百分浓度为0.15％，其余步骤与实施例1类似。

试验例1接枝率的计算

裁取宽10cm，长15cm的聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造布样品，测其重量；按实施例1-3及对比例1-5白细胞过滤膜的改性方法制得改性后的滤膜分别放到50℃干燥箱中烘干至恒重后取出，并在恒温干燥器中平衡24h后测其重量，并按如下公式求出接枝率，结果如表1所示。

接枝率G＝(W₁-W₀)/W₀×100％

其中：G为接枝率百分率，W₀为聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织布试样重量，W₁为接枝后聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织布试样重量。

表1用不同白细胞过滤膜的改性方法所得接枝率情况

改性方法	接枝率％
		实施例1	54.2
实施例2	52.3
		实施例3	51.4
对比例1	47.3
		对比例2	44.2
对比例3	41.2
		对比例4	40.3
对比例5	43.6

由表1可知，本发明实施例1-3白细胞过滤膜的改性方法与对比例相比，接枝率均有所提高，尤其实施例1与对比例4相比，接枝率提高更为明显，提高了34.5％。

试验例2白细胞和血小板截留能力试验

(1)滤除速度测定：

将本发明经实施例1～3以及对比例1-5改性得到的过滤膜装入到过滤器中，在线过滤400mL全血，记录全血过滤所需时间，并测定其对白细胞和血小板的滤除效果，采用血细胞计数仪测定过滤前、后血浆中的白细胞数量；测得400mL全血过滤前白细胞和血小板的数量分别为2.8×10⁹个和5.7×10¹⁰个。

(2)剩余白细胞数的测定：将过滤后的血浆采样至聚乙烯制的试管中，以吖啶橙液将漏出的白细胞染色后，用荧光显微镜进行测定。将测定的白细胞浓度乘以回收的血浆的液量，测得回收袋中所含的剩余白细胞数。另外，若剩余白细胞数为10⁶/回收袋以下，则可认为该过滤装置发挥了充分高的白细胞除去性能。测定结果如表2、3。

白细胞(血小板)截留率(％)＝L₀-L₁/L₀×100，其中L₀为过滤前单位体积血浆中含有的白细胞(血小板)数量，L₁为过滤后单位体积血浆中含有的白细胞(血小板)数量。

表2全血过滤速度试验结果

组别	过滤时间(分钟)
		实施例1	14
实施例2	16
		实施例3	15
对比例1	20
		对比例2	23
对比例3	24
		对比例4	27
对比例5	25

表2结果表明，采用本发明实施例1～3所述改性方法得到的过滤膜在线过滤400ml全血只需要14～16min，而对比例1-5所述改性方法得到的过滤膜则需要20min以上，这说明，本发明实施例1-3改性方法得到的过滤膜提高了纤维蛋白原的吸附量，因此也明显提高了全血的过滤速度。

表3不同改性方法得到的过滤膜对白细胞和血小板的截留能力测试结果

表3结果表明，本发明实施例1～3所述过滤材料对全血中白细胞和血小板均具有高效的截留效果，对白细胞的截留率达到99.9999％，对血小板的截留率均在96％以上，显著优于国内水平。

试验例3溶血率测定

红细胞的相对溶血H％可以通过测定释放出的血红蛋白的量来确定。血红蛋白在540nm有特征吸收。H％可按下式计算：

H％＝[(A－A₀)/(A_100％－A₀)]×100％

式中A₀及A分别为红细胞在37℃下，在接枝前后无纺布表面停留1h后上清液在540nm处的光吸收。A_100％为红细胞在纯水中37℃温育1h后上清液在同样波长下的光吸收。其中，按实施例1-3及对比例1-5改性方法得到的改性后滤膜溶血率测定结果如表4所示。

表4不同改性方法得到的改性后滤膜溶血率测定结果

由表4可知，通过溶血性能测试不同改性方法得到的改性后滤膜与红细胞的相容性。经过测试，经实施例1-3改性方法得到的改性后滤膜的溶血率均小于1.08％，远低于血液滤材的溶血性能标准(<5％)。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述非织造织布为聚对苯二甲酸丁二醇酯非织造织布。

3.根据权利要求1所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述步骤S2中高能辐射预处理10-15min，辐照剂量为75kGy。

4.根据权利要求1所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述步骤S2中光敏剂溶液为含有二苯甲酮和4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮的乙醇溶液，其中，二苯甲酮和4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮的浓度配比为4-7:1-2。

5.根据权利要求4所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述光敏溶液中二苯甲酮浓度为0.15mol/L，4,4'-双(二甲氨基)二苯(甲)酮浓度为0.03mol/L。

6.根据权利要求1所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述步骤S2中光敏剂溶液与非织造织布浴比为24:1。

7.根据权利要求1所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述步骤S3A液中丙烯酸体积浓度为15％-25％，亚油酸钠体积浓度为0.5％-2％。

8.根据权利要求1所述白细胞过滤膜的改性方法，其特征在于，所述步骤S3A液中阻聚剂为氯化铁，其质量百分浓度为0.05％。