CN107486042A - 一种高生物相容性抗氧化聚砜血液透析平板膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高生物相容性抗氧化聚砜血液透析平板膜及制备方法。本发明主要采用共混成膜的方法是以聚砜(PSF)为主要原料，水飞蓟‑磷脂复合物(SPC)为改性剂，聚乙二醇‑6000为成孔剂，N，N‑二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂，采用浸没沉淀相转化法制备平板膜。本发明的原料来源丰富、制备方法简单。本发明的抗氧化聚砜血液透析平板膜的亲水性提高，抗氧化性能明显提高，血液相容性得到改善。

Description

一种高生物相容性抗氧化聚砜血液透析平板膜及制备方法
【技术领域】：本发明涉及生物材料和高分子材料领域，具体涉及一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜及制备方法。
【背景技术】：尿毒症是各种原因造成的慢性进行性肾实质损害，致使肾脏不能维持其基本功能，从而出现代谢紊乱、内分泌失调和各系统受累等一系列临床症状的综合征。维持性血液透析是挽救尿毒症患者生命的主要治疗手段，但是在血液透析过程中，由于白细胞的粘附和活化引起大量活性氧的产生。而这些活性氧与血液中的蛋白质和脂质反应会引起氧化应激现象，因此血液透析膜具有抗氧化性就非常有必要了。
本发明对聚砜超滤膜进行抗氧化修饰改性，期望使其具有血液相容性，并可在原位与血液中蓄积的反应性氧化产物、自由基等进行氧化还原反应，保护维生素C及抗氧化酶的活性，改善透析患者的氧化应激状态，提高患者生存质量。
聚砜(PSF)是一种常用的膜材料，由于其成膜方法简单，拥有良好的力学性能和化学稳定性，并能抗生物降解，已被越来越多的研究者用于血液透析膜的制备中。聚砜上的异丙基在与强氧化剂接触时易产生甲基自由基，加重尿毒症患者的氧化应激状态。因此可以对聚砜膜进行改性使其具有抗氧化性。水飞蓟：菊科、属一年或二年生菊科草本植物，内含有大量抗氧化性物质。磷脂是一类含有磷酸的脂类，是生物膜的重要组成部分，具有良好的生物相容性。中国专利CN103751798A公开了一种通过将水飞蓟宾制备成磷脂复合物，大大改善了水飞蓟宾的水溶性，获得脂溶性和水溶性平衡的复合物，大大提高了生物利用度。此复合物既能保持水飞蓟宾的抗氧化性又能保持磷脂酰胆碱的生物相容性，且与聚砜具有良好的混溶性，因此可以通过液-液相分离法制备具有良好生物相容性抗氧化性的聚砜/水飞蓟-磷脂复合物的共混膜。
综上所述，本发明拟针对血液净化发生的关键部位-血/膜的接触层面，以聚砜为原料、以水飞蓟-磷脂复合物为改性材料，使两者共混既能保持聚砜膜的通量又能具有抗氧化性、良好的生物相容性。探索一种新型血液透析膜改性方法，为进一步开拓更适合临床需要的血液透析膜材料研究奠定基础。
【发明内容】：针对现有聚砜血液透析膜与血液接触血液相容性和抗氧化性不兼具和效果欠佳的问题，本发明提供一种具有良好生物相容性抗氧化血液透析膜及制备方法，该膜制备方法简单，适合于工业化生产。该血液透析膜的特点在于采用一种抗氧化性和生物相容性的水飞蓟-磷脂复合物与聚砜作为基材以制备血液透析膜，从而提高血液透析膜亲水性、生物相容性、化学稳定性。
所述具有良好生物相容性抗氧化性血液透析膜的制备方法包括以下步骤：(1)将水飞蓟-磷脂复合物与聚砜共混，加入成孔剂和溶剂后，制备铸膜液；(2)制备共混平板膜。
所述步骤(1)水飞蓟-磷脂复合物与聚砜共混比为0-18∶100-82，二者占铸膜液质量百分比为20％，成孔剂占4％，溶剂占76％，将上述物质加入到三口烧瓶中，在40-100℃恒温水浴中搅拌6-12小时，待完全溶解后停止搅拌，静置脱泡3-5小时，即得铸膜液。
所述步骤(1)的水飞蓟-磷脂复合物中的水飞蓟选自水飞蓟提取物、水飞蓟素、水飞蓟宾中的至少一种。
所述步骤(1)的水飞蓟-磷脂复合物中的磷脂选自卵磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺或者磷脂酰丝氨酸中的至少一种。
所述步骤(1)的成孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、氯化锂(LiCl)、氯化铵(NH4Cl)中的至少一种。
所述步骤(1)溶剂选自二甲基亚砜(DMSO)，二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基乙酰胺(DMAc)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种。
所述步骤(2)制备共混平板膜是将铸膜液静置脱泡，将部分铸膜液倒至60℃刮膜板上，用200μm刮膜棒刮成膜，放在30℃纯水凝固浴中，通过液-液相分离法制备平板膜。
所述步骤(2)所得的共混平板膜纯水超滤渗透通量为44-120L/(m2h)，牛血清白蛋白截留率为99-97％，DPPH自由基的清除率为10-90％，ABTS自由基的清除率为8-99％。
本发明的原理是：水飞蓟-磷脂复合物与聚砜有很好的混溶性，为了成孔，又加入生物相容性良好的聚乙二醇，共混后成膜，制得具有良好亲水性、生物相容性和抗氧化性的血液透析膜。
与其他血液透析膜及其制备方法相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明首次将具有亲水性、无毒、高抗氧化性的水飞蓟-磷脂复合物与聚砜共混，通过浸没沉淀相转化法制备平板膜，使膜达到了亲水改性的目的，最终提高了膜的抗污染性、血液相容性和抗氧化性能，得到具有良好生物相容性和抗氧化性的共混血液透析膜。本发明具有工艺简单、易于实现工业化等特点，可应用于血液透析领域。
(2)本发明所制备的血液透析膜的具有良好生物相容性和抗氧化性可以通过调节共混膜中水飞蓟-磷脂复合物的含量来实现。
【附图说明】
图1为实例3血液透析膜断面的SEM图。
图2为血液透析膜对DPPH自由基的清除率。MC-C0：聚砜膜；MC-C1：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物1％；MC-C2：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物2％；MC-C3：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物3％。
图3为血液透析膜对ABTS自由基的清除率。MC-C0：聚砜膜；MC-C1：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物1％；MC-C2：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物2％；MC-C3：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物3％。
图4为L929细胞在血液透析膜表面增殖柱状图。MC-C0：聚砜膜；MC-C1：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物1％；MC-C2：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物2％；MC-C3：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物3％；TCPS：聚苯乙烯细胞培养板对照。
【具体实施方式】
实施例1：
1)铸膜液的配制：聚砜19％：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物1％：聚乙二醇4％：N’N-二甲基乙酰胺76％，以上均为质量百分比。将上述原料加入三口烧瓶中，在60℃温度下，经搅拌溶解制成铸膜液。
2)共混平板膜的制备：将铸膜液静置脱泡，将部分铸膜液倒至玻璃板上(60℃)，用200μm刮膜棒刮成膜，放在30℃纯水凝固浴中，通过液-液相分离法制备平板膜。
所得的共混的血液透析膜纯水超滤渗透通量为72.497(L/(m2h)，牛血清白蛋白截留率为98.677％，DPPH自由基的清除率为65.016％，ABTS自由基的清除率为98.080％。
实施例2：
1)铸膜液的配制：聚砜18％：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物2％：聚乙二醇4％：N’N-二甲基乙酰胺76％，以上均为质量百分比。将上述原料加入三口烧瓶中，在60℃温度下，经搅拌溶解制成铸膜液。
2)共混平板膜的制备：将铸膜液静置脱泡，将部分铸膜液倒至玻璃板上(60℃)，用200μm刮膜棒刮成膜，放在30℃纯水凝固浴中，通过液-液相分离法制备平板膜。
所得的共混的血液透析膜纯水超滤渗透通量为107.881L/(m2h)，牛血清白蛋白截留率为97.289％，DPPH自由基的清除率为85.708％，ABTS自由基的清除率为99.331％。
实施例3：
1)铸膜液的配制：聚砜17％：水飞蓟宾-磷脂酰胆碱复合物3％：聚乙二醇4％：N’N-二甲基乙酰胺76％，以上均为质量百分比。将上述原料加入三口烧瓶中，在60℃温度下，经搅拌溶解制成铸膜液。
2)共混平板膜的制备：将铸膜液静置脱泡，将部分铸膜液倒至玻璃板上(60℃)，用200μm刮膜棒刮成膜，放在30℃纯水凝固浴中，通过液-液相分离法制备平板膜。
所得的共混的血液透析膜纯水超滤渗透通量为187.990L/(m2h)，牛血清白蛋白截留率为96.466％，DPPH自由基的清除率为88.322％，ABTS自由基的清除率为99.376％。

Claims (8)

1.一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特征在于，所述血液透析膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将水飞蓟-磷脂复合物与聚砜共混，加入成孔剂和溶剂后，制备铸膜液；(2)制备共混平板膜。
2.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特征在于所述步骤(1)水飞蓟-磷脂复合物与聚砜共混比为0-18∶100-82，二者占铸膜液质量百分比为20％，成孔剂占4％，溶剂占76％，将上述物质加入到三口烧瓶中，在40-100℃恒温水浴中搅拌6-12小时，待完全溶解后停止搅拌，静置脱泡3-5小时，即得铸膜液。
3.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特征在于所述步骤的水飞蓟-磷脂复合物中的水飞蓟选自水飞蓟提取物、水飞蓟素、水飞蓟宾中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特征在于所述步骤的水飞蓟-磷脂复合物中的磷脂选自卵磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺或者磷脂酰丝氨酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特征在于所述步骤的成孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、氯化锂、氯化铵中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特性在于所述步骤(1)溶剂选自二甲基亚砜，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜，其特性在于所述步骤(2)制备共混平板膜的具体步骤如下：
将铸膜液静置脱泡，将部分铸膜液倒至60℃刮膜板上，用200μm刮膜棒刮成膜，放在30℃纯水凝固浴中，通过液-液相分离法制备平板膜。
8.根据权利要求1所述的一种具有良好生物相容性抗氧化的聚砜血液透析平板膜的性能。
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