CN111111467A - 精密药液滤膜的制备方法及精密药液滤膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精密药液滤膜的制备方法及精密药液滤膜，方法的步骤中包括：提供带有第一滤孔的药液过滤滤膜；在药液过滤滤膜的至少部分第一滤孔的内壁上采用保形沉积镀膜方法沉积镀膜层，以得到具有孔径比第一滤孔小的第二滤孔的精密药液滤膜。本发明制备得到的精密药液滤膜孔径尺寸可控性好，缩孔后的孔径可以达到20纳米，可以满足病毒等深亚微米和纳米过滤要求。

Description

精密药液滤膜的制备方法及精密药液滤膜
技术领域
本发明涉及一种精密药液滤膜的制备方法及精密药液滤膜，属于医疗器械和医药生产中的颗粒、细菌和病毒过滤领域。
背景技术
目前，药液的生产、运输和使用过程中，需要严格控制药液的安全性。在使用环节，通过输液器进入静脉的药液，需要严格控制药液中的颗粒污染、以及可能的细菌等污染。因此在一次性输液器中，需要配置过滤膜，对颗粒污染和可能的细菌污染进行过滤。目前根据患者群体和药液的不同，过滤膜的过滤颗粒直径能力不尽相同。例如，对于婴幼儿群体，由于血管发育尚未成熟，血管的直径较小，因此输液治疗过程中，一旦发生颗粒污染堵塞的现象，极有可能严重危及生命安全。此外，对于一些特殊的药物，也需要进行特定颗粒直径的过滤。
例如国家标准GB8368（2005）中对重力式一次性使用输液器明确规定了过滤颗粒直径要求，现有医疗行业中的一次性输液过滤器均配了可以过滤直径25微米以上颗粒的过滤器。目前越来越多的临床研究表明，有部分药物在输液中要求提高过滤器的精度，国际上已经有一些药物明确规定了微细颗粒的过滤要求，例如糖蛋白IIb/IIIa抑制剂药物阿昔单抗ReoPro、抗心律失常药物胺碘酮（可龙达）、抗肿瘤药物氯苯吩嗪（Clolar）、抗肿瘤药物紫杉醇（Taxol、Onxol）等要求过滤颗粒直径为0.2微米。
目前输液过滤器中滤膜的孔径主要分为两大类，一个是微米级，即数微米至20微米，该规格的滤膜适用普通的输液；另外一个是亚微米至数微米滤膜，这个适用一些特殊的药物。随着医药技术的发展，过滤颗粒的直径逐渐朝着更小的方向发展。例如，对于单克隆抗体药物而言，需要进行过滤病毒。大部分的病毒直径在20纳米至数百纳米。药物生产中，有相应的法规要求必须进行对药物中的病毒数量进行严格管控。因此20纳米过滤的要求将会越来越广。
滤膜是过滤器的核心部分。滤膜从材质上，可以分为两大类，分别是有机材料，如纤维等；另外是无机材料，如氧化硅、氧化铝等。有机材料量产性能好，但是也面临着材料溶胀、过滤路径长，药物有效成分容易被吸附，以及材料强度偏低等。相比较而言，无机材料可以克服上述的缺点。因此无机材料是药物过滤纳米滤膜的发展趋势。
例如公开号为CN102527255A的中国专利公开了一种无机材料药液过滤膜及制备方法和该药液过滤膜的应用，通过氧化硅乳液的旋涂和烧结，得到纯的氧化硅陶瓷薄膜。该方法采用了无机材料，可以实现1.8微米至2.8微米直径范围及以上的微颗粒过滤。
再例如公开号为CN109092076A的中国专利公开了一种单晶硅材质精密输液滤膜及其制备方法，在单晶硅滤膜上制备有多个贯通的滤孔，滤孔的孔径为0.2微米~5微米，所述滤孔的深度为2微米~50微米。
与有机滤膜相比，无机材料滤膜的制备纳米孔径的难点在于如何图形化，无机材料上的图形化包括用掩膜版传递，或者材料自身的物理化学过程。前者可以采用光刻等技术，后者可以采用阳极氧化等技术。当孔径小于250纳米以后，无机材料的滤孔，特别是深孔，制备挑战性高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种精密药液滤膜的制备方法，通过该方法孔径尺寸可控性好，缩孔后的孔径可以达到20纳米，可以满足病毒等深亚微米和纳米过滤要求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种精密药液滤膜的制备方法，方法的步骤中包括：
提供带有第一滤孔的药液过滤滤膜；
在药液过滤滤膜的至少部分第一滤孔的内壁上采用保形沉积镀膜方法沉积镀膜层，以得到具有孔径比第一滤孔小的第二滤孔的精密药液滤膜。
进一步，所述保形沉积镀膜方法为热沉积方法或等离子体辅助原子层沉积方法。
进一步，所述第一滤孔的孔径为深亚微米级或纳米级。
进一步，所述药液过滤滤膜和/或镀膜层由无机材料制成。
进一步，所述无机材料为氧化硅或氧化铝或氧化钛或氧化铪。
进一步，所述第二滤孔的孔径为2纳米至240纳米。
进一步，步骤中还包括：
在沉积镀膜层前，将所述药液过滤滤膜清洗干净，并进行干燥。
进一步，在沉积镀膜层中，根据所述精密药液滤膜的第二滤孔需要达到的孔径，沉积相应厚度的镀膜层；其中，镀膜层的厚度为（第一滤孔的孔径-第二滤孔的孔径）/2。
本发明还提供了一种精密药液滤膜，它包括：
膜本体，所述膜本体具有第一滤孔，至少部分第一滤孔的内壁上设有一定厚度的镀膜层以形成第二滤孔。
进一步，精密药液滤膜由以上制备方法制备得到。
采用了上述技术方案后，本发明的制备方法得到的滤膜孔径尺寸可控性好，缩孔后的孔径可以达到20纳米，可以满足病毒等深亚微米和纳米过滤要求。原子层沉积制备的镀膜层，与原滤膜的材料结合强度高，此外，对于本精密药液滤膜作为无机直孔滤膜而言，还具有过滤路径短，结构强度高，密封性能好，过滤压差小，滤膜溶胀小，药物吸附少等特点，可以更好的满足不同类型药物和输液的超滤过滤要求。
附图说明
图1为本发明的精密药液滤膜的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种精密药液滤膜的制备方法及精密药液滤膜，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种精密药液滤膜的制备方法，方法的步骤中包括：
提供带有第一滤孔的药液过滤滤膜；
在药液过滤滤膜的至少部分第一滤孔的内壁上采用保形沉积镀膜方法沉积镀膜层1，以得到具有孔径比第一滤孔小的第二滤孔2的精密药液滤膜。
具体地，所述保形沉积镀膜方法包括但不限于热沉积方法或等离子体辅助原子层沉积方法。原子层沉积具有很好的保形性，整体上维持原滤孔的形貌特征。
具体地，所述第一滤孔的孔径为（250纳米至50纳米）或纳米级（50纳米以下）。
具体地，所述药液过滤滤膜和镀膜层1由无机材料制成。
具体地，所述药液过滤滤膜包括但不限于成由氧化硅或氧化铝制成，所述镀膜体3包括但不限于由氧化硅或氧化铝或氧化钛或氧化铪制成。
进一步，，所述第二滤孔2的孔径为2纳米至240纳米。
进一步，步骤中还包括：
在沉积镀膜层1前，将所述药液过滤滤膜清洗干净，并进行干燥。
进一步，在沉积镀膜层1中，根据所述精密药液滤膜的第二滤孔2需要达到的孔径，沉积相应厚度的镀膜层1；其中，镀膜层1的厚度为（第一滤孔的孔径-第二滤孔2的孔径）/2。
如图1所示，制备得到的精密药液滤膜的具体结构如下：它包括：
膜本体3，所述膜本体3具有第一滤孔，至少部分第一滤孔的内壁上设有一定厚度的镀膜层1以形成第二滤孔2。
本发明实施例用保形沉积镀膜方法，在制备大孔径滤膜的基础上，对滤孔内侧壁进行薄膜沉积，从而减小了孔径。纳米尺度薄膜沉积，通常需要考虑晶粒的影响。不同的沉积方法，晶粒大小有差异。有些镀膜方法制备的薄膜厚度不均一，例如电子束蒸发镀膜等，晶粒尺寸较大，因此无法对纳米深孔的内表面进行均匀镀膜。而保形沉积镀膜方法，通过特殊的镀膜过程，可以实现内表面均匀的沉积镀膜，例如原子层沉积是利用前驱体与材料表面的自限制作用，每次通常只能沉积一层原子物质，因此，可以很好的控制晶粒大小，以及精确控制孔径和形貌。
本发明的制备方法得到的滤膜孔径尺寸可控性好，缩孔后的孔径可以达到20纳米，可以满足病毒等深亚微米和纳米过滤要求。原子层沉积制备的镀膜层1，与原滤膜的材料结合强度高，此外，对于本精密药液滤膜作为无机直孔滤膜而言，还具有过滤路径短，结构强度高，密封性能好，过滤压差小，滤膜溶胀小，药物吸附少等特点，可以更好的满足不同类型药物和输液的超滤过滤要求。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
把原滤孔直径90纳米的多孔阳极氧化铝AAO滤膜，通过本发明方法转换为50纳米滤孔的镀膜层1为氧化铝的精密药液滤膜，具体包括以下步骤：
（1）选用孔径为90纳米的多孔阳极氧化铝AAO滤膜作为样品，对样品清洗后进行干燥处理；
（2）样品放入热沉积原子层沉积设备中，前驱液为三甲基铝Al(CH3)3，即TMA和超纯水H2O。工艺腔室的温度控制在200至450℃，TMA的温度控制在23℃，流量150 SCCM，沉积时间0.1秒，吹扫时间4.0秒；超纯水H2O的温度控制在22℃，流量200 SCCM，沉积时间0.1秒，吹扫时间4.0秒；
（3）根据滤膜缩孔的要求，确定滤孔内壁表面沉积的薄膜厚度20纳米；
（4）原子层沉积镀膜结束后，把得到的精密药液滤膜取出，修饰后的精密药液滤膜的滤孔直径降至50纳米。
实施例二
把原滤孔直径50纳米的多孔阳极氧化铝AAO滤膜，通过本发明方法转换为20纳米滤孔的镀膜层1为氧化钛的精密药液滤膜，包括以下步骤：
（1）选用孔径为50纳米的多孔阳极氧化铝AAO滤膜作为样品，对样品进行干燥处理；
（2）样品放入热沉积原子层沉积设备中，前驱液为Titanium Tetrakis ISOpropoxide,即四异丙醇钛（TTIP），和超纯水H2O。工艺腔室的温度控制在200至450℃，TTIP的温度23℃，流量150 SCCM，沉积时间0.2秒，吹扫时间4.0秒；超纯水H2O的温度22℃，流量200 SCCM，沉积时间0.1秒，吹扫时间4.0秒。
（3）根据滤膜缩孔的要求，确定滤孔内壁表面沉积的薄膜厚度15纳米；
（4）原子层沉积镀膜结束后，把得到的精密药液滤膜取出，修饰后的精密药液滤膜的滤孔直径降至20纳米。
实施例一和实施例二中得到的精密药液滤膜的结构如图1所示；其中，
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，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)

1.一种精密药液滤膜的制备方法，其特征在于方法的步骤中包括：
提供带有第一滤孔的药液过滤滤膜；
在药液过滤滤膜的至少部分第一滤孔的内壁上采用保形沉积镀膜方法沉积镀膜层（1），以得到具有孔径比第一滤孔小的第二滤孔（2）的精密药液滤膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述保形沉积镀膜方法为热沉积方法或等离子体辅助原子层沉积方法。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述第一滤孔的孔径为深亚微米级或纳米级。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述药液过滤滤膜和/或镀膜层（1）由无机材料制成。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
所述无机材料为氧化硅或氧化铝或氧化钛或氧化铪。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述第二滤孔（2）的孔径为2纳米至240纳米。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤中还包括：
在沉积镀膜层（1）前，将所述药液过滤滤膜清洗干净，并进行干燥。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
在沉积镀膜层（1）中，根据所述精密药液滤膜的第二滤孔（2）需要达到的孔径，沉积相应厚度的镀膜层（1）；其中，镀膜层（1）的厚度为（第一滤孔的孔径-第二滤孔的孔径）/2。
9.一种精密药液滤膜，其特征在于，它包括：
膜本体（3），所述膜本体（3）具有第一滤孔，至少部分第一滤孔的内壁上设有一定厚度的镀膜层（1）以形成第二滤孔（2）。
10.根据权利要求9所述的精密药液滤膜，其特征在于，它由如权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备得到。
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