CN108714416A - 一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗材料的技术领域,提供了一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料及制备方法。该方法通过制备聚丙交酯微孔微球,然后将配体研磨至纳米级,并制成分散液对聚丙交酯微孔微球进行浸溶,使配体稳定在微球的微孔中,干燥,制得广谱性深度血液净化吸附材料。与传统方法相比,本发明的制备的血液净化吸附材料,无需进行基团改造而直接负载配体,具有良好的广谱性,不仅保留了配体本身的良好性能,而且使配体的表面积充分展露,对血液具有优异的选择吸附及过滤性能,血液净化效果佳且安全性好。

Description

一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料及制备方法
技术领域
本发明属于医疗材料的技术领域,提供了一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料及制备方法。
背景技术
根据已有研究,自身疾病的快速恶化发展大都是基于很多致病因子通过血液传输所致。因此血液净化是一种最为直接的阻断疾病发展的技术手段。血液净化是通过弥散、对流、吸附的原理将血液从身体内引出来,通过滤器或吸附器,将血液中有害的物质或成分清除、矫正血液中某些成分的异常,把血液再输回体内,达到治疗和抢救危重患者的目的。
血液净化疗法的基本原理是透析、滤过、吸附,根据其基本原理,使用的净化材料主要是分离膜和吸附剂。膜分离依赖于膜的通透性即膜孔的大小;而吸附净化则取决于吸附剂对目标物质的亲和性。利用人工合成的高分子材料并通过血液净化疗法去除人体内的有害物质,是当前生物医用血液净化材料的研究热点之一,高效医用血液净化材料的研制,是决定血液净化疗效的关键因素。
血液净化膜使目前发展逐步成熟的的一种医疗器材。其要求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;而且不会污染血液。根据现有技术,基本是以多孔的聚合物为基材,如聚碳酸酯、聚苯乙烯二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素、琼脂糖,以选择性吸附的配体作为吸附剂。通过不同的配体设计,使过滤膜达到针对性的吸附中致病成分如IgG、低密度脂蛋白(LDL)、胆红素、内毒素、脓毒症病原体分子等。
目前国内外在血液净化技术,尤其是血液净化吸附材料方面已取得了一定成效。其中李永桂等人发明了一种用于血液净化的吸附材料及其制备方法(中国发明专利申请号201710812302.2),该发明吸附材料以粒度为0.05~2mm的载体单独或通过表面修饰形成的官能化区与至少一种配体偶联;配体能与血液或血浆中的至少一种致病成分结合,从而实现对全血或血浆中至少一种致病成分的选择性吸附;该发明用于血液净化的吸附材料可根据不同的血液净化需求,通过不同的方法在载体表面引入功能性聚合物和不同的配体,达到降低人体循环致病物质和有害的前炎性介质的效果,实现血液净化吸附材料的个性化和功能化,具有良好的市场价值和应用前景。另外,董凡等人发明了一种血液净化吸附剂及其制备方法(中国发明专利申请号201510976372.2),包括聚苯乙烯类树脂,吸附剂还包括与聚苯乙烯类树脂共价偶联的至少一种混合电荷聚合物,混合电荷聚合物对聚苯乙烯类树脂起到包膜作用,混合电荷聚合物包含多个重复单元;制备方法主要包括悬浮聚合物步骤、RAFT聚合步骤、还原步骤和偶联接枝步骤。本发明利用混合电荷两性聚合物来对聚苯乙烯类吸附树脂进行包膜,这使得聚苯乙烯类吸附树脂表面具有优异的亲水性能,达到吸附树脂高效血液相容性的目的。
可见,现有技术中的血液净化材料中的配体材料与基体材料难以稳定的装配,传统的进行基团处理的方法对配体性能有所损伤,并会造成配体被固定后表面积展露降低,同时配体种类较多,有些配体难以通过基团改性,导致会出现血液的净化效果降低,甚至净化不完全等缺点。
发明内容
针对这种情况,我们提出一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料及制备方法,有效提高了血液净化医疗器材对配体的负载稳定性,不会影响配体比表面积,同时具有良好的广谱性,对血液具有优异的选择吸附及过滤性能。
为实现上述目的,本发明涉及的具体技术方案如下:
一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,通过制备聚丙交酯微孔微球,然后将配体研磨至纳米级,并制成分散液对聚丙交酯微孔微球进行浸溶,使配体稳定在微球的微孔中,干燥,制得广谱性深度血液净化吸附材料,制备的具体步骤如下:
(1)将氧化石墨烯分散在丙交酯中,然后加入离子液和催化剂,在惰性气体的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;
(2)将步骤(1)制得的聚丙交酯热熔,然后进行喷雾干燥,制得球形微粒;
(3)将步骤(2)制得的球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;
(4)将配体冷冻研磨至纳米级,分散在乙醇中,加入少量丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入步骤(3)制得的微孔微球进行浸溶,使配体稳定在微球的微孔中,然后干燥,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
优选的,步骤(1)所述催化剂为[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物。
优选的,步骤(1)所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
优选的,步骤(1)所述各原材料的重量份为,氧化石墨烯40~50重量份、丙交酯41~56重量份、离子液3~7重量份、催化剂1~2重量份。
优选的,步骤(2)所述喷雾干燥的喷雾压力为0.3~0.6MPa,微粒粒径为50~200μm。
优选的,步骤(4)所述配体可选用目前已知的几乎所有配体,如硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素中的至少一种。
优选的,步骤(4)所述冷冻研磨的温度为-10~-50℃,研磨后的配体粒径为50~500nm。
优选的,步骤(4)所述各原材料的重量份为,配体5~10重量份、乙醇70~80重量份、丙交酯3~5重量份、微孔微球12~15重量份。
优选的,步骤(4)所述干燥为真空干燥,温度为60~70℃,时间为18~36h。
氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料,具有聚合物、胶体、薄膜,以及两性分子的特性。氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。尤其是,氧化石墨烯具有良好的亲水性和吸附性,其对所有配体具有吸附负载特性,可以直接负载配体,无需对配体进行基团改造,具有良好的广谱性。因此本发明将氧化石墨烯加入聚合物基体中,并通过离子液形成微孔,以实现对更多配体的良好负载。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
该方法通过制备聚丙交酯微孔微球,然后将配体研磨至纳米级,并制成分散液对聚丙交酯微孔微球进行浸溶,使配体稳定在微球的微孔中,干燥,制得广谱性深度血液净化吸附材料。与传统方法相比,本发明的制备的血液净化吸附材料,无需进行基团改造而直接负载配体,具有良好的广谱性,不仅保留了配体本身的良好性能,而且使配体的表面积充分展露,对血液具有优异的选择吸附及过滤性能,血液净化效果佳且安全性好。
本发明提供了一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料及制备方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:
1.本发明制备的血液净化吸附材料,对血液中致病因子具有极好的吸附过滤能力,血液净化效果好。
2.本发明的制备方法,通过形成主材为氧化石墨的微孔微球,利用其良好的亲水性和吸附性,对吸附材料配体具有吸附负载特性,无需进行基团改造而直接负载配体,具有良好的广谱性。
3.本发明的制备方法,不仅保留了配体本身的良好性能,而且使配体的表面积充分展露,对血液具有优异的选择吸附及过滤性能
4.本发明的制备的吸附材料具有良好的血液相容性、生物相容性,降低了凝血、溶血等不良反应,具有良好的安全性。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
将46kg氧化石墨烯分散在48kg丙交酯中,然后加入5kg离子液和1 kg[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物,在氦气的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;将聚丙交酯热熔,然后压力为0.5MPa下进行喷雾干燥,制得平均粒径为120μm的球形微粒;将球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;将7kg配体在温度为-35℃下研磨至平均粒径为300nm,配体为硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素,分散在76kg乙醇中,加入4kg丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入13kg微孔微球进行浸溶,然后在66℃下真空干燥26h,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
测试方法:
(1)比表面积:采用比表面积测试仪测定本发明制得的血液净化吸附材料的配合体的比表面积;
(2)致病因子浓度:进行体外静态吸附试验,以人体试验血浆进行研究,分别配置10mL不同浓度的免疫球蛋白G、低密度脂蛋白、胆红素、内毒素、脓毒症病原体分子的血浆溶液,致病因子采用荧光标记,置于室温下避光震荡反应,在1h后时采用荧光显微镜配合荧光谱仪测定各种致病因子的浓度。
所得数据如表1所示。
实施例2
将40kg氧化石墨烯分散在56kg丙交酯中,然后加入3kg咪唑类离子液和1kg[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物,在氖气的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;将聚丙交酯热熔,然后压力为0.3MPa下进行喷雾干燥,制得平均粒径为50μm的球形微粒;将球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;将5kg配体在温度为-10℃下研磨至平均粒径为50nm,配体为硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素,分散在80kg乙醇中,加入3kg丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入12kg微孔微球进行浸溶,然后在60℃下真空干燥36h,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
实施例3
将42kg氧化石墨烯分散在53kg丙交酯中,然后加入4kg离子液和1 kg[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物,在氩气的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;将聚丙交酯热熔,然后压力为0.4MPa下进行喷雾干燥,制得平均粒径为80μm的球形微粒;将球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;将6kg配体在温度为-20℃下研磨至平均粒径为100nm,配体为硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素,分散在77kg乙醇中,加入4kg丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入13kg微孔微球进行浸溶,然后在61℃下真空干燥32h,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
实施例4
将48kg氧化石墨烯分散在44kg丙交酯中,然后加入6kg离子液和2kg[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物,在氦气的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;将聚丙交酯热熔,然后压力为0.5MPa下进行喷雾干燥,制得平均粒径为160μm的球形微粒;将球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;将9kg配体在温度为-40℃下研磨至平均粒径为400nm,配体为硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素,分散在73kg乙醇中,加入4kg丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入14kg微孔微球进行浸溶,然后在68℃下真空干燥20h,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
实施例5
将50kg氧化石墨烯分散在41kg丙交酯中,然后加入7kg离子液和2kg[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物,在氖气的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;将聚丙交酯热熔,然后压力为0.6MPa下进行喷雾干燥,制得平均粒径为200μm的球形微粒;将球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;将10kg配体在温度为-50℃下研磨至平均粒径为500nm,配体为硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素,分散在70kg乙醇中,加入5kg丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入15kg微孔微球进行浸溶,然后在70℃下真空干燥18h,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
实施例6
将45kg氧化石墨烯分散在48kg丙交酯中,然后加入5kg咪唑类离子液和2kg[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物,在氩气的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;将聚丙交酯热熔,然后压力为0.4MPa下进行喷雾干燥,制得平均粒径为140μm的球形微粒;将球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;将8kg配体在温度为-30℃下研磨至平均粒径为250nm,配体为硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素,分散在74kg乙醇中,加入4kg丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入14kg微孔微球进行浸溶,然后在65℃下真空干燥27h,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
对比例1
血液净化吸附材料制备过程中,未添加氧化石墨烯,其他制备条件与实施例6一致。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
对比例2
血液净化吸附材料制备过程中,未添加离子液,其他制备条件与实施例6一致。
测试方法与实施例1一致,所得数据如表1所示。
表1:

Claims (10)

1.一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于,通过制备聚丙交酯微孔微球,然后将配体研磨至纳米级,并制成分散液对聚丙交酯微孔微球进行浸溶,使配体稳定在微球的微孔中,干燥,制得广谱性深度血液净化吸附材料,制备的具体步骤如下:
(1)将氧化石墨烯分散在丙交酯中,然后加入离子液和催化剂,在惰性气体的保护下进行聚合反应,形成聚丙交酯;
(2)将步骤(1)制得的聚丙交酯热熔,然后进行喷雾干燥,制得球形微粒;
(3)将步骤(2)制得的球形微粒清洗除去离子液,制得微孔微球;
(4)将配体冷冻研磨至纳米级,分散在乙醇中,加入少量丙交酯,使分散液具有一定的粘度,然后加入步骤(3)制得的微孔微球进行浸溶,使配体稳定在微球的微孔中,然后干燥,制得用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料。
2.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述催化剂为[LFeOC(CH3)3]2的铁(II)配合物。
3.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
4.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述各原材料的重量份为,氧化石墨烯40~50重量份、丙交酯41~56重量份、离子液3~7重量份、催化剂1~2重量份。
5.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述喷雾干燥的喷雾压力为0.3~0.6MPa,微粒粒径为50~200μm。
6.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述配体选用硫酸多粘菌素B、溶菌酶、苦柯胺B、葡萄球菌蛋白A、正丁胺、肝素中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述冷冻研磨的温度为-10~-50℃,研磨后的配体粒径为50~500nm。
8.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述各原材料的重量份为,配体5~10重量份、乙醇70~80重量份、丙交酯3~5重量份、微孔微球12~15重量份。
9.根据权利要求1所述一种用于医疗的广谱性深度血液净化吸附材料的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述干燥为真空干燥,温度为60~70℃,时间为18~36h。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的广谱性深度血液净化吸附材料。
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