CN107876031B - 一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法 - Google Patents

一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107876031B
CN107876031B CN201711216983.2A CN201711216983A CN107876031B CN 107876031 B CN107876031 B CN 107876031B CN 201711216983 A CN201711216983 A CN 201711216983A CN 107876031 B CN107876031 B CN 107876031B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
reaction
silicon dioxide
hours
blood purification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711216983.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107876031A (zh
Inventor
董凡
刘云鸿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jafron Biomedical Co Ltd
Original Assignee
Jafron Biomedical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jafron Biomedical Co Ltd filed Critical Jafron Biomedical Co Ltd
Priority to CN201711216983.2A priority Critical patent/CN107876031B/zh
Publication of CN107876031A publication Critical patent/CN107876031A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107876031B publication Critical patent/CN107876031B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B01J20/267—Cross-linked polymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3627—Degassing devices; Buffer reservoirs; Drip chambers; Blood filters
    • A61M1/3633—Blood component filters, e.g. leukocyte filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/04—Liquids
    • A61M2202/0413—Blood

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

本发明涉及一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法，该血液净化吸附剂是碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合微球，碳纳米管和纳米二氧化硅分散在所述聚苯乙烯类树脂中，聚苯乙烯类树脂具有多孔交联结构。该制备方法包括悬浮聚合、氯甲基化反应、后交联和表面改性步骤。本发明提供和制备的血液净化吸附剂强度高、吸附性能强、吸附效率高，且对特殊毒素具有较好吸附性能，尤其适用于尿毒症的血液灌流。

Description

一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及血液净化领域，具体涉及一种适用于尿毒症血液灌流的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂及其制备方法。
背景技术
血液灌流技术广泛应用于中毒急救、肾病、肝病及危重病领域，其原理是借助动力将患者的血液引至体外循环，与血液灌流器中具有特殊吸附功能的吸附剂接触，除去患者血液中的内源性或外源性毒物或致病物质，从而达到血液净化的目的。
制备生物相容性好、吸附性能强、吸附效率高或特异性高的吸附材料是血液灌流技术发展的关键所在。目前，常用的血液灌流用吸附材料主要有活性炭、天然改性高分子、合成高分子及免疫吸附剂等。其中，高交联度苯乙烯微球吸附树脂已广泛应用于血液灌流中，这类吸附树脂的化学稳定性好，机械强度高，且在制备过程中可以人为地控制其物理和化学结构。但是，在尿毒症血液灌流领域，高交联度聚苯乙烯树脂对血液中目标毒素的吸附速率和吸附容量、以及血液相容性还不够理想，且对特殊毒素(如蛋白结合毒素)的吸附性能有限。
在血液灌流技术中，高交联度苯乙烯微球吸附树脂内部孔结构对树脂的吸附能力有直接的影响，树脂内部的中孔孔径(2至50nm)的比例和分布均匀性对血液灌流净化中常见毒素的清除发挥关键作用。因此，在高交联度苯乙烯微球吸附树脂的应用方面，提高中孔孔径(2至50nm)的比例和分布均匀性，进一步获得更高毒素吸附能力的树脂是目前的技术难题和方向。
此外，碳纳米管(CNTs)作为一种新型吸附材料，具有中空管状结构、较大比表面积和高表面活性。碳纳米管常用于废水中有害离子(如Pb2+，Cd2+，F-等)的吸附，其不仅具有很高的吸附能力，而且吸附速度很快，远优于活性炭等传统吸附材料。碳纳米管对人体血液中分子毒素也具有良好的吸附性能，叶超等(叶超,巩前明,卢方平等.中分子毒素在碳纳米管上的吸附[J].物理化学学报,2007,23(9):1321-1324)发现碳纳米管对中分子毒素VB12的吸附能力强，而且吸附速度快。虽然碳纳米管对血液毒素(VB12)具有较好的吸附性能，但其血液相容性并未得到广泛认可，且粉末状的碳纳米管无法方便用于血液净化器械中。
随着血液灌流技术和材料的发展，单一的功能材料已经远远不能满足临床的需求，复合化才是血液灌流材料的发展趋势，通过两种或者多种材料功能上的复合，性能上的相互弥补和优化，从而制备出性能更加优异的复合材料。高交联度聚苯乙烯树脂和碳纳米管(CNTs)在血液毒素吸附上均具有优异的功能特性，将高交联度聚苯乙烯吸附树脂和碳纳米管(CNTs)有机结合制备复合吸附材料，有望将高交联度聚苯乙烯树脂和碳纳米管(CNTs)等优点结合在一起。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的第一目的在于提供一种尤其适用于尿毒症血液灌流的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂，该吸附剂强度高、吸附性能强、吸附效率高，且对特殊毒素(如蛋白结合毒素)具有较好吸附性能。
本发明的第二目的在于提供一种碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂的制备方法。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种尿毒症用血液净化吸附剂，该血液净化吸附剂为碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合微球，碳纳米管和纳米二氧化硅分散在聚苯乙烯类树脂中，聚苯乙烯类树脂具有多孔交联结构。
本发明提供的尿毒症用血液净化吸附剂，将碳纳米管、纳米二氧化硅与聚苯乙烯类树脂复合。其中碳纳米管具有大比表面积和高表面活性，吸附能力强；聚苯乙烯类树脂具有多孔交联结构，提供吸附性能的同时能够保证力学强度。碳纳米管分散在聚苯乙烯类树脂中，聚苯乙烯类树脂对碳纳米管起到支撑载体的作用，解决了碳纳米管单独时由于其粉末形状导致应用不便的问题。同时在聚苯乙烯类树脂中引入纳米二氧化硅，可提高吸附剂内部中孔孔径(2至50nm)的比例和分布均匀性，从而提高吸附剂的吸附性能。本发明在吸附剂内部同时引入碳纳米管和二氧化硅纳米材料，纳米材料能够起到增强作用，且碳纳米管和二氧化硅两种纳米材料协同作用，树脂的强度和韧性提高。
进一步的技术方案是，血液净化吸附剂的粒径在0.05mm至3mm的范围内。碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管的至少一种；纳米二氧化硅为疏水性纳米二氧化硅。
本发明的血液净化吸附剂在上述范围内时，具有较高的比表面积，能够取得良好的吸附效果，同时不影响液体流动。纳米二氧化硅优选采用疏水性纳米二氧化硅，具有良好的分散、补强作用。
进一步的技术方案时，疏水性纳米二氧化硅具有实心或介孔结构，粒径在2nm至100nm的范围内。
疏水性纳米二氧化硅优选采用具有介孔结构的疏水性纳米二氧化硅，粒径优选2至100nm，可进一步提高吸附剂内部中孔孔径(2至50nm)的比例和分布均匀性。
进一步的技术方案是，碳纳米管和纳米二氧化硅通过分散助剂均匀地分散在聚苯乙烯类树脂中。
由于碳纳米管和二氧化硅均为纳米材料，存在相互作用及纳米材料团聚的倾向。本发明还可以通过引入分散助剂来降低碳纳米管和纳米二氧化硅的相互作用，并提高碳纳米管和二氧化硅在油相内部的分散均匀性。所述分散助剂为焦磷酸钠、聚乙二醇、丙烯酰胺、纤维素、异丙醇、正丁醇、异辛醇的至少一种，优选聚乙二醇和异辛醇。通过以上方法使碳纳米管和纳米二氧化硅分散均匀，能更好地取得增强增韧效果。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：悬浮聚合：由苯乙烯类单体、碳纳米管、纳米二氧化硅、致孔剂、油性引发剂、分散助剂组成油相，油相在由分散剂和水组成的水相中进行悬浮聚合，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
步骤二：氯甲基化反应：将步骤一所得聚合微球浸泡于氯甲醚中，静置，再加入无水氯化锌，进行氯甲基化反应，得到氯球；
步骤三：后交联反应：将步骤二得到的氯球溶胀于溶剂A中，加入催化剂，加热反应得到后交联树脂；
步骤四：表面改性：将步骤三得到的后交联树脂溶胀于溶剂B中，加入改性剂，加热反应得到碳纳米管/二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
本发明提供的制备方法主要包括悬浮聚合、氯甲基化反应、后交联和表面改性步骤。其中悬浮聚合是将苯乙烯类单体在含有碳纳米管、纳米二氧化硅的油相中聚合，且油相中含有分散助剂，有利于碳纳米管、纳米二氧化硅在聚苯乙烯类单体中分散均匀。致孔剂用于形成多孔结构，且纳米二氧化硅的加入可提高吸附剂内部中孔孔径(2至50nm)的比例和分布均匀性，从而提高吸附剂的吸附性能。经过氯甲基化反应和后交联反应后，可以获得具有交联结构的高强度的树脂。表面改性步骤在后交联树脂表面引入改性剂，用于改善吸附剂与血液之间的相容性。
进一步的技术方案是，在步骤一中，苯乙烯类单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯或二乙烯基苯的至少一种；碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管的至少一种；纳米二氧化硅为疏水性纳米二氧化硅，可以具有实心或介孔结构，粒径优选在2nm至100nm的范围内；致孔剂为甲苯、石蜡、汽油、煤油、异辛烷、环己烷或甲基环己烷的至少一种；油性引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈的至少一种；分散助剂为焦磷酸钠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、纤维素、异丙醇、正丁醇或异辛醇的至少一种；分散剂为聚乙烯醇、明胶、纤维素衍生物或聚丙烯酰胺的至少一种。
进一步的技术方案是，在步骤一中，油相中苯乙烯类单体、碳纳米管、纳米二氧化硅、致孔剂、油性引发剂、分散助剂的质量比为100：(0.1至50)：(0.1至50)：(80至300)：(0.5至3)：(0.001至1)；水相中水和分散剂的质量比为100：(0.01至10)；水相和油相的质量比为100：(10至90)；悬浮聚合的反应温度为60℃至90℃，聚合时间为2小时至10小时。
进一步的技术方案是，在步骤二中，聚合微球、氯甲醚和无水氯化锌的质量比为100：(100至800)：(1至50)；静置的温度为20℃至90℃，时间为1小时至90小时；氯甲基化反应的反应温度为30℃至60℃，反应时间为5小时至90小时。
进一步的技术方案是，在步骤三中，溶剂A为硝基苯、取代硝基苯、二氯乙烷或邻二氯苯的至少一种；催化剂为氯化铁、氯化锌、氯化铝的至少一种；氯球、溶剂A和催化剂的质量比为100：(100至800)：(1至60)；加热反应的反应温度为60℃至125℃，反应时间为3小时至20小时。
进一步的技术方案是，在步骤四中，溶剂B为水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇或硝基苯的至少一种；改性剂为聚乙二醇、氨基酸、多肽或聚甘油的至少一种；后交联树脂、溶剂B、改性剂的质量比为100：(100至800)：(0.1至50)；加热反应的反应温度为20℃至90℃，反应时间为3小时至80小时。
采用以上反应条件和步骤，可以获得碳纳米管和纳米二氧化硅分散均匀的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合的球状的多孔交联的吸附剂，吸附剂内部中孔孔径(2至50nm)比例高，分布均匀。所得吸附剂的粒径优选在0.05mm至3mm的范围内。
本发明提供的一种尿毒症用血液净化吸附剂,为碳纳米管/二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。在吸附剂内部引入碳纳米管和二氧化硅，由于碳纳米管和二氧化硅均为纳米材料，存在相互作用及纳米材料团聚的倾向。本发明通过引入分散剂来降低碳纳米管和二氧化硅的相互作用，并提高碳纳米管和二氧化硅在油相内部的分散均匀性。所述分散剂为焦磷酸钠、聚乙二醇、丙烯酰胺、纤维素、异丙醇、正丁醇、异辛醇的至少一种，优选聚乙二醇和异辛醇。
本发明在吸附剂内部引入碳纳米管和二氧化硅纳米材料，均匀分散的纳米材料通过纳米增强作用，可提高树脂的强度；在碳纳米管和二氧化硅纳米材料的协同增强增韧作用下，树脂的强度进一步提高。
在本发明中，为提高吸附剂的血液相容性，对吸附剂进行表面化学改性。主要采用吸附剂残留的活性基团苄基氯与亲水化合物进行反应，将亲水化合物接枝到吸附剂表面，提高树脂的血液相容性，减少对血液有益物质的吸附。所述亲水化合物改性剂为聚乙二醇、氨基酸、多肽、聚甘油的至少一种，优选聚乙二醇。
本发明提供的尿毒症用血液净化吸附剂和由本发明的制备方法制得的尿毒症用血液净化吸附剂具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的吸附剂具有生物相容性好、吸附性能强、吸附效率高或特异性高的特点；
(2)本发明的吸附剂对特殊毒素(如蛋白结合毒素等)具有较好吸附性能；
(3)本发明的吸附剂具有较好的强度，提高树脂的使用安全性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)悬浮聚合：将80g苯乙烯、20g二乙烯基苯、3g多壁碳纳米管、2g纳米二氧化硅、50g甲苯、30g甲基环己烷、1.5g过氧化苯甲酰、0.5g聚乙二醇(Mn＝2000)搅拌均匀组成油相；将300g水和0.5g羟乙基纤维素混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚中，40℃条件下静置8h，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯甲基化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化锌，在115℃条件下加热反应8小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g二甲基甲酰胺中，加入5g聚乙二醇(Mn＝400)，在80℃加热反应8小时，洗涤净化得到碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
对照例1-1
本对照例的树脂内部未引入碳纳米管和纳米二氧化硅。
(1)悬浮聚合：将80g苯乙烯、20g二乙烯基苯、50g甲苯、30g甲基环己烷、1.5g过氧化苯甲酰、0.5g聚乙二醇(Mn＝2000)搅拌均匀组成油相；将300g水和0.5g羟乙基纤维素混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚中，40℃条件下静置8h，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯甲基化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化锌，在115℃条件下加热反应8小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g二甲基甲酰胺中，加入5g聚乙二醇(Mn＝400)，在80℃加热反应8小时，洗涤净化得到聚苯乙烯类树脂吸附剂。
对照例1-2
本对照例的树脂内部只引入碳纳米管。
(1)悬浮聚合：将80g苯乙烯、20g二乙烯基苯、3g多壁碳纳米管、50g甲苯、30g甲基环己烷、1.5g过氧化苯甲酰、0.5g聚乙二醇(Mn＝2000)搅拌均匀组成油相；将300g水和0.5g羟乙基纤维素混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚中，40℃条件下静置8h，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯甲基化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化锌，在115℃条件下加热反应8小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g二甲基甲酰胺中，加入5g聚乙二醇(Mn＝400)，在80℃加热反应8小时，洗涤净化得到碳纳米管/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
对照例1-3
本对照例的树脂内部只引入纳米二氧化硅。
(1)悬浮聚合：将80g苯乙烯、20g二乙烯基苯、2g纳米二氧化硅、50g甲苯、30g甲基环己烷、1.5g过氧化苯甲酰、0.5g聚乙二醇(Mn＝2000)搅拌均匀组成油相；将300g水和0.5g羟乙基纤维素混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚中，40℃条件下静置8h，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯甲基化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化锌，在115℃条件下加热反应8小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g二甲基甲酰胺中，加入5g聚乙二醇(Mn＝400)，在80℃加热反应8小时，洗涤净化得到纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
对照例1-4
本对照例的树脂未进行表面改性。
(1)悬浮聚合：将80g苯乙烯、20g二乙烯基苯、3g多壁碳纳米管、2g纳米二氧化硅、50g甲苯、30g甲基环己烷、1.5g过氧化苯甲酰、0.5g聚乙二醇(Mn＝2000)搅拌均匀组成油相；将300g水和0.5g羟乙基纤维素混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚，40℃条件下静置8h，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯甲基化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化锌，在115℃条件下加热反应8小时，洗涤净化得到未表面改性的碳纳米管/二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂；
实施例2
(1)悬浮聚合：将70g苯乙烯、5g甲基苯乙烯、25g二乙烯基苯、10g单壁碳纳米管、5g纳米二氧化硅、50g甲苯、30g石蜡、1.5g过氧化苯甲酰、0.5g正丁醇搅拌均匀组成油相；将300g水和5g明胶混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在60℃条件下搅拌悬浮反应10小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于480g氯甲醚中，90℃条件下静置1h，机械搅拌下，加入30g无水氯化锌，在60℃条件下氯甲基化反应5小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于400g二氯乙烷中，加入10g氯化铁，在60℃条件下加热反应20小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g二甲基甲酰胺中，加入5g聚乙二醇(Mn＝400)，在20℃加热反应80小时，洗涤净化得到碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
对照例2
本对照例的树脂未进行表面改性。
取实施例2的后交联步骤所得的后交联树脂进行洗涤净化得到未表面改性的碳纳米管/二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂，作为对照例2。
实施例3
(1)悬浮聚合：将70g苯乙烯、30g二乙烯基苯、5g多壁碳纳米管、5g纳米二氧化硅、50g甲苯、30g环己烷、1g偶氮二异丁腈、1g异丙醇搅拌均匀组成油相；将300g水和0.5g羟乙基纤维素混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚中，40℃条件下静置20h，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯甲基化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化锌，在125℃条件下加热反应7小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g水中，加入5g精氨酸，在80℃加热反应8小时，洗涤净化得到碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
对照例3
本对照例的树脂未进行表面改性。
取实施例3的后交联步骤所得的后交联树脂进行洗涤净化得到未表面改性的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂，作为对照例3。
实施例4
(1)悬浮聚合：将80g苯乙烯、20g二乙烯基苯、3g多壁碳纳米管、2g纳米二氧化硅(含介孔结构)、50g甲苯、30g甲基环己烷、3g过氧化苯甲酰、0.5g焦磷酸钠搅拌均匀组成油相；将300g水和5g明胶混合，搅拌均匀得到水相；将油相加入到水相中，在80℃条件下搅拌悬浮反应8小时，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
(2)氯甲基化反应：将步骤(1)所得60g聚合微球浸泡于300g氯甲醚，30℃条件下静置90小时，机械搅拌下，加入20g无水氯化锌，在45℃条件下氯化反应30小时得到氯球；
(3)后交联：将步骤(2)得到的50g氯球溶胀于300g硝基苯中，加入30g氯化铁，在75℃条件下加热反应20小时，得到后交联树脂；
(4)表面改性：将步骤(3)得到的20g后交联树脂溶胀于40g甲醇中，加入5g聚甘油，在80℃加热反应8小时，洗涤净化得到碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂。
对照例4
本对照例的树脂未进行表面改性。
取实施例4的后交联步骤所得的后交联树脂进行洗涤净化得到未表面改性的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂，作为对照例4。
对于以上多个实施例和相应的对照例分别得到的吸附剂，依次进行了吸附性能测试、溶血和血小板粘附测试和孔径分布和树脂强度测试。
(1)吸附性能测试的操作方法如下：
分别取含甲状旁腺激素PTH、乐果、总胆红素、总胆汁酸、硫酸对甲酚PCS l以及硫酸吲哚酚IS的血浆溶液10ml，加入上述实施例和对照例所得的吸附树脂1ml，在37℃下震荡2小时后分别测定被吸附物质的变化，并测定各物质的吸附平衡时间，结果参见以下表1和表2：
表1实施例及对照例的吸附性能测试结果
Figure BDA0001485721240000121
Figure BDA0001485721240000131
表2实施例及对照例的吸附平衡时间
Figure BDA0001485721240000132
由表1和表2可以看出，与不加入碳纳米管和纳米二氧化硅的对照例1-1、只加入碳纳米管的对照例1-2以及只加入纳米二氧化硅的对照例1-3相比，实施例1制备的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂对甲状旁腺激素(PTH)、乐果、总胆红素、总胆汁酸、硫酸吲哚酚(IS)以及硫酸对甲酚(PCS)的吸附率均有所提高，且对吸附物质的平衡吸附时间降低，吸附效率高。
实施例2至4制备的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂均有较高对甲状旁腺激素(PTH)、乐果、总胆红素、总胆汁酸、硫酸吲哚酚(IS)以及硫酸对甲酚(PCS)的吸附率，其中实施例4采用介孔型的纳米二氧化硅，与实施例1相比，对甲状旁腺激素(PTH)、乐果、总胆红素、总胆汁酸、硫酸吲哚酚(IS)以及硫酸对甲酚(PCS)的吸附率的吸附率更高。
(2)溶血和血小板粘附评价如下：
溶血和血小板粘附试验根据GB/T16886.4-2003和GB/T16175-1996进行测试。结果参见如下表3：
表3实施例及对照例的溶血及血小板粘附测试结果
溶血率(％) 血小板粘附率(％)
实施例1 0.2 0.1
对照例1-4 5.0 20
实施例2 0.2 0.8
对照例2 8.0 15
实施例3 0.1 0.5
对照例3 5.0 12
实施例4 0.1 1.0
对照例4 7.5 10.5
由表3可知，实施例1至4具有较低的溶血率和血小板粘附率，且与未进行表面改性的对照例1至4相比，溶血率和血小板粘附率显著降低，表明表面改性后的复合吸附剂血液相容性更高。
(3)孔径分布
采用比表面积与孔隙分析仪，N2吸附-脱附法测定树脂的孔容、孔径与比表面积数据，结果如下表4所示：
表4实施例及对照例的孔结构测试结果
Figure BDA0001485721240000141
Figure BDA0001485721240000151
通过实施例1与对照例1-1、对照例1-2和对照例1-3比较，可知碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂三元复合的吸附剂在中孔孔径(2至50nm)比例更高，有利于提高吸附性能。
(4)树脂强度测试
采用球磨机对树脂进行强度测试，结果如下表5所示：
表5实施例及对照例的树脂强度测试结果
磨后圆球率(％)
实施例1 98.0
对照例1-1 60.1
实施例2 92.6
实施例3 96.0
实施例4 90.0
由表5可知，实施例1至4制备的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂具有较高磨后圆球率，表明碳纳米管、纳米二氧化硅协同作用具有更好的增强效果。
由上可见，本发明提供和制备的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂生物相容性好、强度高、吸附性能强、吸附效率高，且对特殊毒素(如蛋白结合毒素)具有较好吸附性能。
最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种尿毒症用血液净化吸附剂，其特征在于：
所述血液净化吸附剂为经过悬浮聚合、氯甲基化反应、后交联反应和表面改性制得的碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合微球，所述碳纳米管和所述纳米二氧化硅分散在所述聚苯乙烯类树脂中，所述聚苯乙烯类树脂具有多孔交联结构，表面改性使得所述吸附剂表面接枝有聚乙二醇、氨基酸、多肽或聚甘油中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂，其特征在于：
所述血液净化吸附剂的粒径在0.05mm至3mm的范围内；
所述碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管的至少一种；
所述纳米二氧化硅为疏水性纳米二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂，其特征在于：
所述疏水性纳米二氧化硅具有实心或介孔结构，粒径在2nm至100nm的范围内。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂，其特征在于：
所述碳纳米管和所述纳米二氧化硅通过分散助剂均匀地分散在所述聚苯乙烯类树脂中。
5.一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：悬浮聚合
由苯乙烯类单体、碳纳米管、纳米二氧化硅、致孔剂、油性引发剂、分散助剂组成油相，所述油相在由分散剂和水组成的水相中进行悬浮聚合，将聚合得到的树脂中的致孔剂去除，得到聚合微球；
步骤二：氯甲基化反应
将步骤一所得聚合微球浸泡于氯甲醚中，静置，再加入无水氯化锌，进行氯甲基化反应，得到氯球；
步骤三：后交联反应
将步骤二得到的氯球溶胀于溶剂A中，加入催化剂，加热反应得到后交联树脂；
步骤四：表面改性
将步骤三得到的后交联树脂溶胀于溶剂B中，加入改性剂，加热反应得到碳纳米管/二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合吸附剂；所述改性剂为聚乙二醇、氨基酸、多肽或聚甘油中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于：
在步骤一中，所述苯乙烯类单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯或二乙烯基苯中的至少一种；所述碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管的至少一种；所述纳米二氧化硅为疏水性纳米二氧化硅，粒径在2nm至100nm的范围内；所述致孔剂为甲苯、石蜡、汽油、煤油、异辛烷、环己烷或甲基环己烷中的至少一种；所述油性引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的至少一种；所述分散助剂为焦磷酸钠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、纤维素、异丙醇、正丁醇或异辛醇的至少一种；所述分散剂为聚乙烯醇、明胶、纤维素衍生物或聚丙烯酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于：
在步骤一中，所述油相中苯乙烯类单体、碳纳米管、纳米二氧化硅、致孔剂、油性引发剂、分散助剂的质量比为100：(0.1至50)：(0.1至50)：(80至300)：(0.5至3)：(0.001至1)；所述水相中水和分散剂的质量比为100：(0.01至10)；所述水相和所述油相的质量比为100：(10至90)；所述悬浮聚合的反应温度为60℃至90℃，聚合时间为2小时至10小时。
8.根据权利要求5至7任一项所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于：
在步骤二中，聚合微球、氯甲醚和无水氯化锌的质量比为100：(100至800)：(1至50)；所述静置的温度为20℃至90℃，时间为1小时至90小时；所述氯甲基化反应的反应温度为30℃至60℃，反应时间为5小时至90小时。
9.根据权利要求5至7任一项所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于：在步骤三中，所述溶剂A为硝基苯、取代硝基苯、二氯乙烷或邻二氯苯中的至少一种；所述催化剂为氯化铁、氯化锌、氯化铝的至少一种；氯球、溶剂A和催化剂的质量比为100：(100至800)：(1至60)；所述加热反应的反应温度为60℃至125℃，反应时间为3小时至20小时。
10.根据权利要求5至7任一项所述的一种尿毒症用血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于：
在步骤四中，所述溶剂B为水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇或硝基苯中的至少一种；后交联树脂、溶剂B、改性剂的质量比为100：(100至800)：(0.1至50)；所述加热反应的反应温度为20℃至90℃，反应时间为3小时至80小时。
CN201711216983.2A 2017-11-28 2017-11-28 一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法 Active CN107876031B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711216983.2A CN107876031B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711216983.2A CN107876031B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107876031A CN107876031A (zh) 2018-04-06
CN107876031B true CN107876031B (zh) 2020-11-13

Family

ID=61775803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711216983.2A Active CN107876031B (zh) 2017-11-28 2017-11-28 一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107876031B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109115928B (zh) * 2018-10-30 2020-08-25 兰州东立龙信息技术有限公司 一种多孔聚合物涂层毛细管色谱柱及其制备和应用方法
CN111659359A (zh) * 2020-06-24 2020-09-15 中国人民解放军中部战区总医院 一种高吸附量的血液净化高分子微球
CN114106407B (zh) * 2020-08-31 2023-09-29 泉州师范学院 一种血液灌流吸附剂及其制备方法
CN112473628A (zh) * 2020-11-05 2021-03-12 西安交通大学医学院第一附属医院 血液净化吸附剂及其制备方法和血液灌流器
CN113274988B (zh) * 2021-04-30 2023-08-01 佛山市博新生物科技有限公司 一种用于血液净化的吸附材料及其制备方法
CN115382516B (zh) * 2022-08-23 2024-10-18 和远潜江电子特种气体有限公司 改性有机吸附树脂的制备方法及其在溴化氢制备中的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007063253A1 (fr) * 2005-11-30 2007-06-07 Arkema France Composition pulvérulente à base de nanotubes de carbone, ses procédés d'obtention et ses utilisations, notamment dans des matériaux polymères.
CN102372811A (zh) * 2010-08-23 2012-03-14 中国石油化工股份有限公司 大孔有机/无机纳米复合树脂的制备方法
CN105561950A (zh) * 2015-12-14 2016-05-11 珠海健帆生物科技股份有限公司 大孔吸附树脂及其制备方法
CN105618137A (zh) * 2014-11-07 2016-06-01 江苏海普功能材料有限公司 一种多孔酸性树脂催化剂及其制备方法、应用
CN107262057A (zh) * 2016-04-08 2017-10-20 中国科学院大连化学物理研究所 一种胆红素阴离子树脂吸附剂的制备方法
CN105504131B (zh) * 2016-01-26 2018-07-17 重庆希尔康血液净化器材研发有限公司 用于血液净化清除β2-微球蛋白的树脂的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007063253A1 (fr) * 2005-11-30 2007-06-07 Arkema France Composition pulvérulente à base de nanotubes de carbone, ses procédés d'obtention et ses utilisations, notamment dans des matériaux polymères.
CN102372811A (zh) * 2010-08-23 2012-03-14 中国石油化工股份有限公司 大孔有机/无机纳米复合树脂的制备方法
CN105618137A (zh) * 2014-11-07 2016-06-01 江苏海普功能材料有限公司 一种多孔酸性树脂催化剂及其制备方法、应用
CN105561950A (zh) * 2015-12-14 2016-05-11 珠海健帆生物科技股份有限公司 大孔吸附树脂及其制备方法
CN105504131B (zh) * 2016-01-26 2018-07-17 重庆希尔康血液净化器材研发有限公司 用于血液净化清除β2-微球蛋白的树脂的制备方法
CN107262057A (zh) * 2016-04-08 2017-10-20 中国科学院大连化学物理研究所 一种胆红素阴离子树脂吸附剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107876031A (zh) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107876031B (zh) 一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法
Chen et al. Preparation of chitosan/SiO2-loaded graphene composite beads for efficient removal of bilirubin
Tao et al. Highly efficient adsorbents based on hierarchically macro/mesoporous carbon monoliths with strong hydrophobicity
CN103466596B (zh) 一种中空纳米球材料及其制备方法和应用
Zong et al. Preparation of chitosan/amino multiwalled carbon nanotubes nanocomposite beads for bilirubin adsorption in hemoperfusion
CN105080468B (zh) 一种两步印迹法制备杂化的大孔分子印迹吸附剂的方法
Lu et al. Preparation of sulfonated porous carbon nanotubes/activated carbon composite beads and their adsorption of low density lipoprotein
CN109337004B (zh) 双功能化多级孔吸附树脂及其制备方法
CN109718745B (zh) 一种雅努斯型磁性印迹纳米片及其制备方法和应用
CN1338480A (zh) 聚合物吸附剂及其制备方法
CN103864973A (zh) 一种混合吸附模式高分子微球的制备方法
Ganewatta et al. Organic polymer‐based monolithic stationary phases with incorporated nanostructured materials for HPLC and CEC
CN105111365A (zh) 一种氨基修饰的互贯型树脂吸附剂及其制备方法
CN103449406B (zh) 一种粉末状炭气凝胶及其制备方法和应用
Hande Mert et al. Synthesis and characterization of polyHIPE composites containing halloysite nanotubes
JP4335168B2 (ja) ポリマー吸着剤、ならびに調製および使用方法
CN109438597B (zh) 磁性聚二乙烯苯微球树脂及其制备方法和应用
CN114106407B (zh) 一种血液灌流吸附剂及其制备方法
Zhao et al. Organized cryogel composites with 3D hierarchical porosity as an extraction adsorbent for nucleosides
CN106334540A (zh) 一种用于血液或血浆灌流去除内毒素的吸附剂及其制备方法
CN114106406A (zh) 一种血液灌流用超高交联聚多孔树脂吸附剂及其制备方法
Liu et al. Preparation of highly cross‐linked hydrophilic porous microspheres poly (N, N′‐methylenebisacrylamide) and poly (N, N′‐methylenebisacrylamide‐co‐acrylic acid) with an application on the removal of cadmium
JPH06190235A (ja) ガス吸着剤及びこれを用いるガス処理方法
JP3259532B2 (ja) 分離剤及びその製造方法
JPH0724334A (ja) アニオン交換体及び該アニオン交換体からなるガス吸着剤

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 519080 Zhuhai hi tech Zone No. six road, Guangdong Province, 98

Applicant after: Jianfan Biotechnology Group Co., Ltd.

Address before: 519080 Zhuhai hi tech Zone No. six road, Guangdong Province, 98

Applicant before: Jafron Biomedical Co., Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant