CN113509919A - 一种可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂及其制备方法 - Google Patents

一种可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂及其制备方法。该吸附剂是在以纳米碳酸钙‑苯乙烯‑二乙烯苯为基本骨架，以甲苯、汽油（或液蜡）和多碳醇等混合物为致孔剂，以过氧化苯甲酰为引发剂而制成的载体基础上，通过表面活化后，接枝多胺基氨基酸或多肽等配基而制得。吸附剂具有发达的介孔结构和高比表面积，且纳米材料及活性配基的协同作用，极大提高了吸附剂对血液或血浆中致病因子的清除效率，动物试验表明，其可有效提高脓毒症小鼠的存活率。该吸附剂制备简单，对内毒素、TNF‑α、IL‑1β、IL‑6和IL‑8等致病因子具有高效清除效能，适宜用于血液或血浆灌流清除患者体内过量的内素素和致病性炎症因子。

Description

一种可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附 剂及其制备方法
技术领域
本发明属于生物医药技术领域。涉及用于血液灌流去除血液中内毒素及炎症因子的吸附剂及其制备方法。
背景技术
脓毒症是一种由各类感染（细菌或病毒等）引起的重度炎症性反应，常因缺乏有效的炎症反应控制手段而导致脓毒症的发生，世界范围内每年患病人数约1800万人，即便医疗高度发展的今天，致死率仍高达30%~50%。2019年持续至今的新型冠状病毒肺炎（CoronaVirus Disease 2019, COVID-19），更是因为炎症瀑布的爆发导致大量重症患者的死亡。有效清除诱发炎症因子风暴的内毒素和细胞因子如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosisfactor-α，TNF-α）、白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白细胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）等，可大幅降低脓毒血症的死亡率，对于重症救治、灾难抢救、疫情控制等都具有重大的意义。
脓毒症的发病机制复杂，复杂的致病因素也给脓毒症的治疗带来很大困难。据现代病理生理及蛋白组学分析研究表明，内毒素与各类炎症因子是导致脓毒症发生发展的重要诱因。内毒素是机体引发炎症级联反应的重要因素，体内高浓度的内毒素会刺激多种细胞活化，产生大量炎症介质；同时，内毒素可活化机体的凝血系统与补体系统，最终导致全身炎症反应综合征，甚至多器官功能衰竭等。大量研究表明，脓毒症的死亡率与内毒素水平密切相关。在感染过程中，病原体相关分子模式（pathogen-associated molecularpatterns, PAMPS）被免疫细胞表面表达的模式识别受体所识别，激活白细胞合成并释放促炎和抗炎细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10等），进而造成宿主细胞的损伤。损伤的宿主细胞在其表面表达损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns,DAMPS）并释放相关因子至血液循环，并被模式识别受体识别，发挥激活白细胞，增加细胞因子合成，诱导免疫炎症反应失控的作用。这些细胞进一步释放促炎细胞因子，尤其是巨噬细胞和内皮细胞产生大量的IL-6，以正反馈的方式激活T细胞和其他免疫细胞，导致“细胞因子风暴”，这被认为是多器官功能障碍的原因。
国内外的实践证明，单纯通过清除内毒素或细胞因子的吸附剂，均不能达到有效治疗脓毒症的目的。日本Toray公司于1994年设计出了一种表面带有多粘菌素B的聚苯乙烯编织纤维柱（商品名：Toraymyxin），并成功应用于革兰氏阴性菌导致的脓毒症或脓毒症休克的血液净化临床治疗。该产品主要通过多粘菌素B与内毒素的静电作用吸附内毒素，对清除炎症因子清除效果不佳，且多粘菌素B可能会引起肾毒性和神经毒性。2009年上市于欧洲的oXiris中空纤维，是一种覆盖有聚乙烯亚胺涂层和肝素的AN69膜。该产品在脓毒症急性肾损伤（acute kidney injury, AKI）中有很好的应用价值，并且欧洲于2017年将其适用性扩展到需要连续性肾脏替代治疗（continuous renal replacement therapy, CRRT）及高内毒素和炎症介质血症的患者。但oXiris价格昂贵，并且对前炎症因子TNF-α的吸附效果不佳，难以避免TNF-α引起的连锁反应的发生。2011年上市于欧洲的CytosorbTM吸附剂是一种表面覆盖聚乙烯吡咯烷酮的聚苯乙烯二乙烯苯多孔微球，通过疏水作用力和孔径分布的调节，可有效清除多种分子量较小的炎性因子如IL-6、IL-10等，但对于分子量较大的TNF-α（三聚体分子量51kD）的吸附仅为20%~30%，几乎不吸附内毒素，用于脓毒血症治疗的临床试验被证明是失败的。DiLeo等人将TNF-α抗体共价修饰到CytosorbTM表面，使其对于TNF-α的吸附效率提高至90%以上。尽管如此，改进后的CytosorbTM仍缺乏对内毒素的清除能力。
国内学者或产业界也做了诸多努力，申请了很多专利如200810028948.2、ZL03144383.4、200510046452.4等分别以纤维素、壳聚糖、琼脂糖凝胶为载体，以内毒素亲和分子为配基制成吸附剂，虽取得了不错的体外吸附效果，但因载体强度差、配基偶联量小等问题给实际应用带来了障碍。为了改善吸附剂的强度，专利200180040297.9、201310161110.1等以苯乙烯-二乙烯苯为骨架，共价修饰小分子配基制备内毒素吸附剂，但因该类吸附剂一般平均孔径较小（5~10nm左右），而脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）分子量一般在10万道尔顿以上，分子尺寸较大，不能充分有效进入吸附剂内孔，同时由于该类载体的疏水作用较强，缺乏对血液中有益蛋白的吸附选择性。201110113987.4专利采用琼脂糖载体上接枝分子簇，然后再接枝赖氨酸或甜菜碱制成内毒素吸附剂，分子簇作为一个大分子由于空间位阻效应，在载体上的固载量有限，且制作过程复杂，价格昂贵。以多粘菌素B为内毒素亲和配基的吸附剂也有较多研究，但多粘菌素B潜在的肾和神经毒性，使其在临床应用时增加了诸多风险，美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration,FDA）已经对该产品的应用发出了警示。在炎症因子的清除方面，我国虽有这方面的专利(如201310593832.4等)，但吸附性能和国外相比尚有差距，且目前国内还没有该类产品问世。
因此，开发一种生物相容性良好，能同时清除内毒素和炎症因子的吸附剂产品，是当前临床急需、具有重要经济和社会价值的产品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种新型可用于清除血液或血浆中内毒素和炎症因子的吸附剂及其制备方法。本发明吸附剂对血液中的内毒素和炎症因子均具有高效吸附性能。
本发明的技术方案
一种可用于清除脓毒症患者血液（或血浆灌流）中内毒素和炎症因子的吸附剂，是一种带有表面活性基团（亲和配基）的无机-有机纳米复合结构介孔吸附剂，该吸附剂是在以纳米碳酸钙-苯乙烯-二乙烯苯为基本骨架，以甲苯、汽油（或液蜡）和多碳醇混合物为致孔剂，以过氧化苯甲酰为引发剂而制得的吸附剂载体上，通过表面修饰面活化后，接枝多胺基氨基酸或多肽配基制备的一种多功能吸附剂，具有发达的介孔结构和高比表面积，该吸附剂不仅能高效清除血液或血浆中炎症因子，还能有效清除内毒素，适宜用于各种原因所致的脓毒症患者血液或血浆中内毒素和过量的致病性炎症因子的清除。
所述的纳米复合结构介孔吸附剂为球形，粒度在100~1000μm之间，纳米碳酸钙质量含量在0.1%~10%之间（纳米碳酸钙在吸附剂中的质量分数），优选0.5%~5%；纳米碳酸钙的粒径在10~200nm之间，优选30~120nm；所带的活性亲和配基为多胺基氨基酸或2~18肽；优选为多胺基氨基酸或3~15肽。
所述的纳米复合结构介孔吸附剂的平均孔径在5~30nm之间，优选10~25nm；比表面积在700~1200m2/g之间，优选800~1000m2/g。
本发明提供的可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂的制备方法包括以下步骤：
分别将聚合单体苯乙烯，交联剂二乙烯苯，纳米碳酸钙，致孔剂甲苯、汽油（或液蜡）和多碳醇（如异丙醇）等的混合物按比例混合均匀，加入适量引发剂过氧化苯甲酰，溶解后加入含聚乙烯醇的水溶液中，调整搅拌速度至均匀分散，升温引发聚合、固化。反应聚合后，出球，乙醇等充分洗涤后晾干，得聚合物微球。将所得聚合物微球烘干，加入氯甲醚充分溶胀后，体系中加入无水三氯化铁或氯化锌作为催化剂，升温，氯化反应，获得含氯甲基的微球（氯球）。将氯球在氢氧化钠水溶液中浸泡一定时间后，加入多胺基化合物（氨基酸或2~18肽），升温，接枝反应，即制备得到所需要的多功能纳米复合结构介孔吸附剂。
本发明所述纳米复合结构介孔吸附剂合成的具体操作为：
1）吸附剂载体制备：将纳米碳酸钙与苯乙烯按1:10~20比例（重量比）混合均匀，加入占反应单体苯乙烯2~10倍的二乙烯苯作为交联剂，再加入占单体和交联剂体系0.5~5倍（体积比）的致孔剂（其中甲苯、汽油或液蜡和多碳醇如异丙醇的质量比为1:0.5~2:1），加入占反应单体和交联剂总质量0.1%~2%的引发剂过氧化苯甲酰，超声、搅拌使纳米碳酸钙均匀分散，然后将该体系溶液加入到0.5%~2%（质量分数）的聚乙烯醇溶液中，调节搅拌速率，升温至40~50℃，再以1~2℃/5min的速度升温至75~85℃，待定型后在此温度下继续保持3~5h，再以1~2℃/5min的速度缓慢升温至90~95℃以上，反应3~10h，洗涤、筛分、提取致孔剂、干燥，即得到纳米复合结构介孔吸附剂载体。粒径100~1000μm，平均孔径5~30 nm，比表面积700~1200 m2/g。
2）吸附剂载体活化：将上述吸附剂载体烘干至含水量0.5%~5%，按吸附剂载体与氯甲醚体积比为1:3~10的比例，使吸附剂载体在氯甲醚中溶胀2~24h，然后在体系中加入吸附剂载体质量5%~50%的无水FeCl3或ZnCl2作为催化剂，升温至35~55℃，持续反应4~48h，洗涤、干燥，即制备得到活化的吸附剂载体微球（也叫氯球）。
3）吸附剂配基的接枝：按氯球与乙醇-水溶液（乙醇浓度为10%~80%）的体积比为1:3~10的比例，使氯球在乙醇-水溶液中浸泡2~24h，然后在体系中加入吸附剂载体质量0.5~2倍的多胺基化合物，逐步升温至80℃左右，用质量浓度为4%的NaOH水溶液调节反应体系的pH值为10~14，持续反应12~36h，洗涤，抽干游离水，即制备得到带特定功能基的吸附剂微球，也就是本发明用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂。
本发明设计的吸附剂具有较高的机械强度和物理化学稳定性，可采用常规方法如湿热和射线灭菌等。
本发明提供的吸附剂可用于血浆或全血灌流用于清除患者血液中的内毒素和炎症因子，用于各种原因引起的炎症性疾病，如脓毒血症等。
本发明的优点和有益效果为：
本发明依据内毒素和各类炎症因子（如TNF-a，IL-1β、IL-6、IL-8等）的理、化结构特征和分子尺寸，以及当前吸附剂对分子量较大的TNF-a和内毒素存在吸附能力差及吸附剂的强度问题，设计合成了多功能纳米复合结构介孔吸附剂，该纳米复合结构吸附剂具有丰富的介孔，炎症因子分子可以自由进入吸附剂内部，纳米碳酸钙静电作用和纳米效应（小尺寸效应等）与苯乙烯骨架的疏水作用力协同，极大提高了吸附剂对炎症因子的吸附能力。同时，亲和配基的偶联，进一步提高了该吸附剂对内毒素的吸附效率。吸附实验表明，本发明的吸附剂对血液中的内毒素和炎症因子如TNF-a，IL-1β、IL-6、IL-8等均具有优良的吸附能力，可用于治疗系统性炎症疾病如脓毒血症等。
附图说明
图1为吸附剂对新鲜血浆中多毒素的静态吸附试验。
图2为吸附剂对脓毒症大鼠血清中多毒素的静态吸附试验。
图3为脓毒症大鼠的全血灌流治疗示意图。
图4为脓毒症大鼠的生存曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的多功能纳米复合结构吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（a）纳米复合吸附剂载体制备：将2.0g粒径在50~100nm的纳米碳酸钙加入20g苯乙烯和40g二乙烯苯于500mL的烧杯中，用超声细胞粉碎仪超声30min后，向其中加入0.6g过氧化苯甲酰，搅拌使其溶解，待溶解完全后，再向其中加入20g甲苯、20g汽油和20g异丙醇，充分混匀，得到有机相。在常温下，将2000mL的三口烧瓶中加入4g聚乙烯醇和400mL去离子水，配成1.0%（质量分数）的聚乙烯醇的水溶液，并加热搅拌至45℃以使聚乙烯醇充分溶解，得到水相。停止搅拌，将得到的混合均匀的有机相加入水相中，开动搅拌器，调节搅拌速率，使液滴分布均匀，待升温至50℃后，以1~2℃/5min的速度升温至80℃后，使液滴定型，待定型后在此温度下继续保持3h，再以1~2℃/5 min的速度缓慢升温至95℃以上，反应5h，然后停止实验，过滤、用热水洗球，抽提致孔剂后，得到纳米复合结构吸附剂载体。粒径0.5~0.8mm，平均孔径12nm，比表面积650m2/g。
（b）吸附剂载体活化：将上述吸附剂载体烘干至挥发分0.5%，称取10g吸附剂载体，加入30mL氯甲醚，使吸附剂载体在氯甲醚中溶胀2h，然后在体系中加入0.5g无水FeCl3作为催化剂，升温至55℃，持续反应48h，即制备得到活化的吸附剂载体（也叫氯球）。
（c）吸附剂配基的接枝：将10g氯球浸泡在50mL的10%乙醇-水溶液中24h，然后在体系中加入5g的L-精氨酸，逐步升温至80℃左右，用4%的NaOH水溶液调节反应体系的pH值为14，持续反应12h，即制备得到带有精氨酸功能基的吸附剂微球，也就是本发明用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂，编号NK-1。
实施例2
一种多功能纳米复合结构吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（a）纳米复合吸附剂载体制备：将2.0g粒径在50~100nm的纳米碳酸钙加入30g苯乙烯和150g二乙烯苯于500mL的烧杯中，用超声细胞粉碎仪超声30min后，向其中加入1.8g过氧化苯甲酰，搅拌使其溶解，待溶解完全后，再向其中加入40g甲苯、80g正庚烷和40g异丙醇，充分混匀，得到有机相。在常温下，将2000mL的三口烧瓶中加入8g聚乙烯醇和1000mL去离子水，配成0.8%（质量分数）的聚乙烯醇的水溶液，并加热搅拌至45℃以使聚乙烯醇充分溶解，得到水相。停止搅拌，将得到的混合均匀的有机相加入水相中，开动搅拌器，调节搅拌速率，使液滴分布均匀，待升温至50℃后，以1~2℃/5min的速度升温至80℃后，使液滴定型，待定型后在此温度下继续保持3h，再以1~2℃/5min的速度缓慢升温至95℃以上，反应5h，然后停止实验，过滤、用热水洗球，抽提致孔剂后，得到纳米复合结构吸附剂载体。粒径0.3~1.0 mm，平均孔径15nm，比表面积850m2/g。
（b）吸附剂载体活化：将上述吸附剂载体烘干至挥发分1.5%，称取10g吸附剂载体，加入50mL氯甲醚，使吸附剂载体在氯甲醚中溶胀12h，然后在体系中加入2.5g无水FeCl3作为催化剂，升温至45℃，持续反应24h，即制备得到活化的吸附剂载体（也叫氯球）。
（c）吸附剂配基的接枝：将10g氯球浸泡在30mL的50%乙醇-水溶液中12h，然后在体系中加入10g的聚赖氨酸，逐步升温至80℃左右，用4%的NaOH水溶液调节反应体系的pH值为12，持续反应36h，即制备得到带有聚赖氨酸功能基的吸附剂微球，也就是本发明用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂，编号NK-2。
实施例3
一种多功能纳米复合结构吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（a）纳米复合吸附剂载体制备：将1.0g粒径在50~100nm的纳米碳酸钙加入20g苯乙烯和80g二乙烯苯于500mL的烧杯中，用超声细胞粉碎仪超声30min后，向其中加入1.5g过氧化苯甲酰，搅拌使其溶解，待溶解完全后，再向其中加入80g甲苯、40g液蜡和80g异丙醇，充分混匀，得到有机相。在常温下，将2000mL的三口烧瓶中加入12g聚乙烯醇和1000mL去离子水，配成1.2%（质量分数）的聚乙烯醇的水溶液，并加热搅拌至45℃以使聚乙烯醇充分溶解，得到水相；停止搅拌，将得到的混合均匀的有机相加入水相中，开动搅拌器，调节搅拌速率，使液滴分布均匀，待升温至50℃后，以1~2℃/5min升温至80℃后，使液滴定型，待定型后在此温度下继续保持3h，再以1~2℃/5min的速度缓慢升温至95℃以上，反应5h，然后停止实验，过滤、用热水洗球，抽提致孔剂后，得到纳米复合结构吸附剂载体。粒径0.1~0.6mm，平均孔径20nm，比表面积950m2/g。
（b）吸附剂载体活化：将上述吸附剂载体烘干至挥发分3%，称取10g吸附剂载体，加入100mL氯甲醚，使吸附剂载体在氯甲醚中溶胀2h，然后在体系中加入5g无水ZnCl2作为催化剂，升温至40℃，持续反应12h，即制备得到活化的吸附剂载体（也叫氯球）。
（c）吸附剂配基的接枝：将10g氯球浸泡在50mL的80%乙醇-水溶液中2h，然后在体系中加入0.5g的多肽（四肽RKEM，精氨酸-赖氨酸-谷氨酸-蛋氨酸），逐步升温至80℃左右，用4%的NaOH水溶液调节反应体系的pH值为10，持续反应12h，即制备得到带有多肽功能基的吸附剂微球，也就是本发明用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂，编号NK-3。
实施例4
吸附剂对新鲜血浆中多毒素（内毒素和多炎症因子）的静态吸附试验，包括以下步骤：
混合毒素新鲜血浆的配制：将一定量的内毒素（厦门鲎试剂公司购买）、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8（美国R&D公司购买）加入新鲜血浆中，使得制备的血浆中含有TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的浓度各约为1000pg/mL，内毒素含量为1EU/mL。
取实施例1、2、3中的NK-1、NK-2、NK-3介孔纳米复合微球为试验组，以Cytosorb（美国Cytosorbents公司购买）树脂为阳性对照组，分别各取0.4mL的树脂于离心管中，加入4mL血浆，封口膜密封，于空气摇床中，37℃震荡吸附2h。吸附完成后，离心，取上层液于4℃冰箱中保存待测。
根据ELISA试剂盒（美国R&D公司购买）的使用说明书作标准曲线，用于检测样品，利用四参数回归法求得待测样品中含有的TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的浓度。内毒素由天津医科大学总医院检测（北京金山川内毒素试剂盒）。每组试验重复三次，并根据下列公式计算内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的吸附率(AP)。
AP=(C 1 -C 2 )/C 1 *100%
式中，AP为吸附率(%)，C1和C2分别为吸附前后内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的浓度(pg/mL）。
吸附测试结果见图1。
实施例5
吸附剂对脓毒症大鼠血清中多毒素（内毒素和多炎症因子）的静态吸附试验，包括以下步骤：
脓毒症大鼠模型的构建：采用注射LPS法构建脓毒症大鼠模型，将脂多糖（34mg/kg）腹腔注射到SD大鼠体内，2h后取大鼠全血，3500rpm离心10min，得到脓毒症大鼠血清。
取实施例1、2、3中的NK-1、NK-2、NK-3介孔纳米复合微球为试验组，以Cytosorb（美国Cytosorbents公司购买）树脂为阳性对照组，分别各取0.4mL的树脂于离心管中，加入4mL脓毒症大鼠血清，封口膜密封，于空气摇床中，37℃震荡吸附2h。吸附完成后，离心，取上层液于4℃冰箱中保存待测。
根据ELISA试剂盒（美国R&D公司购买）的使用说明书作标准曲线，用于检测样品，利用四参数回归法求得待测样品中含有的TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的浓度。内毒素由天津医科大学总医院检测（北京金山川内毒素试剂盒）。每组试验重复三次，并根据下列公式计算内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的吸附率(AP)。
AP=(C 1 -C 2 )/C 1 *100%
式中，AP为吸附率(%)，C1和C2分别为吸附前后内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的的浓度(pg/mL）。
吸附率测试结果见图2。
实施例6
吸附剂对脓毒症大鼠的全血灌流治疗，包括以下步骤：
脓毒症大鼠模型的构建同实施例5，造模完成后立即对模型大鼠进行全血灌流治疗。取实施例1中的NK-1介孔纳米复合微球为代表作为试验组，以空灌流组（空吸附剂灌流，无吸附剂）为对照组。灌流前需对管路和吸附剂进行预冲处理，调整好恒流泵的转速，排出管内气泡，采用全身肝素化方法对动物进行抗凝。根据大鼠体重（约300g），取2mL的树脂于吸附柱中，连接大鼠的动静脉和恒流泵，灌流速度1.0mL/min，灌流时间为120min，记录动物的生存情况。
吸附剂对脓毒症大鼠的全血灌流治疗图见图3，生存曲线结果见图4。

Claims (9)

1.一种可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂，该吸附剂是一种带有亲和配基的无机-有机纳米复合结构介孔吸附剂，是在以纳米碳酸钙-苯乙烯-二乙烯苯为基本骨架，以甲苯、汽油或液蜡以及多碳醇的混合物为致孔剂，以过氧化苯甲酰为引发剂而制成的吸附剂载体基础上，通过表面活化后，接枝多胺基氨基酸或多肽配基而制备得到的，具有发达的介孔结构和高比表面积，能有效清除血液或血浆中的内素素和各类炎症因子，适宜用于血液或血浆灌流清除脓毒症患者体内过量的致病性因子。
2.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述带有亲和配基的无机-有机纳米复合结构介孔吸附剂为球形，粒度在100~1000μm之间；纳米碳酸钙的质量含量在0.1%~10%之间，所述纳米碳酸钙的粒径分布在10~200nm之间；所带的活性亲和配基为多胺基氨基酸或2~18肽；所述的亲和配基无机-有机纳米复合结构介孔吸附剂平均孔径在5~30nm之间，比表面积在700~1200m2/g之间。
3.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述纳米碳酸钙的粒径分布优选为30~120nm；纳米碳酸钙的质量含量优选为0.5%~5%。
4.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述吸附剂平均孔径优选为10~25nm；比表面积优选为800~1000m2/g。
5.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述吸附剂所带有的亲和配基优选为多胺基氨基酸或3~15肽。
6.根据权利要求1~5任一项所述吸附剂，其特征在于所述吸附剂对内毒素及炎症因子均具有良好的清除效果，所能清除的致病因子包括内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8，但不限于这些致病因子。
7.权利要求1所述可用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
分别将聚合单体苯乙烯，交联剂二乙烯苯，纳米碳酸钙，致孔剂甲苯、汽油或液蜡以及多碳醇的混合物按比例混合均匀，加入引发剂过氧化苯甲酰，溶解后加入含聚乙烯醇的水溶液中，调整搅拌速度至均匀分散，升温引发聚合、固化；反应聚合后，出球，乙醇充分洗涤后晾干，得聚合物微球；将所得聚合物微球烘干，加入氯甲醚充分溶胀后，体系中加入无水三氯化铁或氯化锌作为催化剂，升温，氯化反应，获得含氯甲基的微球即氯球；将氯球在氢氧化钠水溶液中浸泡后，加入多胺基化合物，升温，接枝反应，即制备得到所需要的多功能纳米复合结构介孔吸附剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于具体操作如下：
1）吸附剂载体制备：将纳米碳酸钙与苯乙烯按1:10~20的重量比混合均匀，加入占反应单体苯乙烯2~10倍的二乙烯苯作为交联剂，再加入占单体和交联剂体系0.5~5倍体积比的致孔剂，其中甲苯、汽油或液蜡和多碳醇的质量比为1:0.5~2:1，加入占反应单体和交联剂总质量0.1%~2%的引发剂过氧化苯甲酰，超声、搅拌使纳米碳酸钙均匀分散，然后将该体系溶液加入到质量分数为0.5%~2%的聚乙烯醇溶液中，调节搅拌速率，升温至40~50℃，再以1~2℃/5min的速度升温至75~85℃，待定型后在此温度下继续保持3~5h，再以1~2℃/5min的速度缓慢升温至90~95℃以上，反应3~10h，洗涤、筛分、提取致孔剂、干燥，即得到纳米复合结构介孔吸附剂载体；
2）吸附剂载体活化：将上述吸附剂载体烘干至含水量0.5%~5%，按吸附剂载体与氯甲醚体积比为1:3~10的比例，使吸附剂载体在氯甲醚中溶胀2~24h，然后在体系中加入吸附剂载体质量5%~50%的无水FeCl3或ZnCl2作为催化剂，升温至35~55℃，持续反应4~48h，洗涤、干燥，即制备得到活化的吸附剂载体微球，也叫氯球；
3）吸附剂配基的接枝：按氯球与乙醇-水溶液的体积比为1:3~10的比例，使氯球在乙醇-水溶液中浸泡2~24h，其中乙醇-水溶液浓度为10%~80%，然后在体系中加入步骤2）中吸附剂载体质量0.5~2倍的多胺基化合物，逐步升温至80℃，用质量浓度为4%的NaOH水溶液调节反应体系的pH值为10~14，持续反应12~36h，洗涤，抽干游离水，即制备得到带特定功能基的吸附剂微球，也就是本发明用于清除脓毒症患者血液中内毒素和炎症因子的吸附剂。
9.权利要求1所述的吸附剂的应用，用于血浆灌流，或用于全血灌流清除血液中的内毒素和致病性炎症因子。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114950383A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 江苏贝美医疗科技有限公司 血液净化用细胞因子吸附剂及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1093823A1 (fr) * 1999-10-20 2001-04-25 Maco Pharma Unité de filtration d'une substance virucide
CN106334541A (zh) * 2016-10-09 2017-01-18 南开大学 一种去除全身炎症反应患者血液中炎症因子的吸附剂及其制备方法
CN108371945A (zh) * 2018-05-04 2018-08-07 南开大学 用于清除尿毒症患者体内中、大分子毒素的吸附剂及制备方法
CN111701580A (zh) * 2019-12-26 2020-09-25 华中科技大学 用于清除血液中β2微球蛋白为主的中分子毒素吸附剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1093823A1 (fr) * 1999-10-20 2001-04-25 Maco Pharma Unité de filtration d'une substance virucide
CN106334541A (zh) * 2016-10-09 2017-01-18 南开大学 一种去除全身炎症反应患者血液中炎症因子的吸附剂及其制备方法
CN108371945A (zh) * 2018-05-04 2018-08-07 南开大学 用于清除尿毒症患者体内中、大分子毒素的吸附剂及制备方法
CN111701580A (zh) * 2019-12-26 2020-09-25 华中科技大学 用于清除血液中β2微球蛋白为主的中分子毒素吸附剂

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114950383A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 江苏贝美医疗科技有限公司 血液净化用细胞因子吸附剂及制备方法
CN114950383B (zh) * 2022-04-08 2024-02-06 淄博康贝医疗器械有限公司 血液净化用细胞因子吸附剂及制备方法

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