CN115337473B - 一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115337473B CN115337473B CN202210961769.4A CN202210961769A CN115337473B CN 115337473 B CN115337473 B CN 115337473B CN 202210961769 A CN202210961769 A CN 202210961769A CN 115337473 B CN115337473 B CN 115337473B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- gas exchange
- exchange membrane
- solution
- preparation
- 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
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 17
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002618 extracorporeal membrane oxygenation Methods 0.000 title claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002444 silanisation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 4
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 claims description 12
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 claims description 11
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Chemical group CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 4
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 2
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 claims 2
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 claims 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002785 anti-thrombosis Effects 0.000 abstract 1
- 230000010100 anticoagulation Effects 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003958 fumigation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 210000004623 platelet-rich plasma Anatomy 0.000 description 5
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 4
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007987 MES buffer Substances 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- -1 alkoxy silane Chemical compound 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- BQRGNLJZBFXNCZ-UHFFFAOYSA-N calcein am Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(CN(CC(=O)OCOC(C)=O)CC(=O)OCOC(C)=O)=C(OC(C)=O)C=C1OC1=C2C=C(CN(CC(=O)OCOC(C)=O)CC(=O)OCOC(=O)C)C(OC(C)=O)=C1 BQRGNLJZBFXNCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L disodium;(2',7'-dibromo-3',6'-dioxido-3-oxospiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-4'-yl)mercury;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(Br)=C([O-])C([Hg])=C1OC1=C2C=C(Br)C([O-])=C1 BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000004217 heart function Effects 0.000 description 1
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004199 lung function Effects 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 1
- YHHSONZFOIEMCP-UHFFFAOYSA-O phosphocholine Chemical compound C[N+](C)(C)CCOP(O)(O)=O YHHSONZFOIEMCP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229950004354 phosphorylcholine Drugs 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 230000009325 pulmonary function Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006884 silylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 229950003937 tolonium Drugs 0.000 description 1
- HNONEKILPDHFOL-UHFFFAOYSA-M tolonium chloride Chemical compound [Cl-].C1=C(C)C(N)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 HNONEKILPDHFOL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
- A61L31/16—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/08—Materials for coatings
- A61L31/10—Macromolecular materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- 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
- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
- A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
- A61M1/1698—Blood oxygenators with or without heat-exchangers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
- A61L2420/06—Coatings containing a mixture of two or more compounds
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于体外膜肺氧合系统(ECMO)气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用。该制备方法包括对膜材料进行等离子体清洗，得到干净的富含羟基的表面；然后通过熏蒸的方式对表面进行气相硅烷化处理，得到富含氨基的表面；最后对膜材料进行肝素溶液灌注并使用交联剂固定肝素，得到的膜材料具有抗凝血、抗血栓形成的效果。先等离子体处理再气相硅烷化的方法对材料要求较低，可以适用于多种材料，整个过程使用的试剂安全，流程简单，适合工业化生产，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械表面改性领域，具体涉及一种用于体外膜肺氧合系统(ECMO)气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用。
背景技术
体外肺膜氧合系统(ECMO)作为一种体外生命支持设备，自1972年首次用于临床以来，一直是一种治疗严重心肺功能障碍患者的有效手段。ECMO在治疗中用于替代患者的肺部功能，为患者提供长期持续的体外呼吸和循环，为患者延长治疗时间。ECMO主要由代替心脏功能的血泵和代替肺部功能的氧合器构成。氧合器的气体交换膜为中空纤维膜，内部通过气体，表面通过血液。由于氧合器中需要将血液与中空纤维膜充分接触以达到气体交换目的，在此过程中易引发蛋白质沉积、血栓形成、溶血等问题，因此需要对气体交换膜进行一些处理以达到足够高的生物相容性尤其是血液相容性。
天然的生物活性分子包括肝素、白蛋白、丝素等众多蛋白和多糖类高分子，合成类的包括磷酰胆碱、甜菜碱等两性离子聚合物。其中肝素作为临床上常用的抗凝剂被广泛应用于血液相容性涂层。丝素作为天然高分子材料因其生物相容性而被广泛关注，且丝素可以通过疏水表面的作用发生自组装。但是由于很多材料表面并没有可结合的位点或基团，因此需要对材料表面进行表面改性处理，使其能够结合血液相容性涂层。
硅烷化是一种应用广泛的表面改性方法。它可以在材料表面产生烷氧基硅烷分子的自组装单分子膜，其中氨基硅烷可以使材料表面带有氨基。硅烷单分子膜常用于在液体中成形，但是其前体在存在微量水的情况下很容易发生自聚，在材料表面形成无序或块状的硅烷分子层，影响后续的涂层功能。并且即使在严格控制试剂纯度和在受控气氛下工作的情况下，对聚合的控制也是非常困难的。液体程序的低重复性和高成本严重限制了有机硅烷前体的使用。而在气相状态下分子的密度较低，可以一定程度上降低硅烷前体的自聚。因此可以使用气相的方法对材料进行氨基硅烷化处理使其富含氨基基团。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单易行、安全无毒性的用于气体交换膜的血液相容性涂层方法，该方法过程简单、材料价格低廉且实验过程中未涉及有毒试剂，所制成的涂层稳定，可以长期使用，适合于工业化生产，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层的制备方法，该方法包含以下步骤：
步骤一：通过等离子体处理气体交换膜表面，使膜表面具有羟基；
步骤二：将处理后的膜材料采用氨基硅烷化试剂进行气相硅烷化处理；
步骤三：将处理后的膜材料灌注生物活性分子溶液并使用交联剂固定；
其中，生物活性分子溶液为具有血液相容性且具有羧基的试剂。
优选地，上述制备方法中的等离子体处理方法，其气体环境为氧气和氩气。
优选地，上述制备方法中等离子体处理时的条件为本底真空度为10Pa、氧气流速30sccm、氩气流速20sccm、功率100w、时间30s。
优选地，上述制备方法中的交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺。
优选地，上述制备方法中的生物活性分子为带有羧基的大分子，包括肝素、丝素、白蛋白、两性离子聚合物中的任意一种或多种。
优选地，上述制备方法中生物活性分子溶液的使用浓度为0.2-2mg/mL，处理时间为12h-18h。
优选地，上述制备方法中的生物活性分子溶液的灌注流速为200mL/min。
优选地，上述制备方法中交联剂的固定时间为2h。
本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的具有血液相容性涂层的气体交换膜。
本发明提供上述制备方法可被应用于医疗器械材料表面改性领域中，尤其可用于ECMO中气体交换膜的处理。
本发明的一种用于体外膜肺氧合系统(ECMO)气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法，解决了现有技术中ECMO中膜材料的血液相容性差等问题，为临床应用提供了有利的参考，并具有以下优点：
本发明通过借助等离子体处理技术，同时添加了丝素作为保护，丝素的疏水聚合性质可以填充材料表面未结合肝素的部分，可以使本身没有可结合基团的聚合物表面具有可反应的基团，涂层稳定性提升，且与化学方法相比步骤简单，过程中没有使用有毒性的试剂。
本发明中通过气相沉积的方法可以使表面基团更均匀。
本发明中所用的试剂均无毒性，且整个过程简便易操作，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明中采用Plasma处理前后的膜丝表面电镜对比结果。
图2为本发明中不同功率处理后的膜丝表面电镜对比结果。
图3为本发明中不同处理后的膜丝结合肝素量的对比结果。
图4为本发明中处理前后膜丝的血小板黏附对比结果。
图5为本发明中不同处理后的膜丝的血小板黏附实验的对比结果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
使用Plasma清洗仪处理PMP膜丝，清洗并活化表面，使其带有羟基。抽真空至10Pa后以20sccm通入氩气和氧气，腔室的输出功率为100w，处理30s，结束后取出膜丝。将处理好的膜丝放在电镜下观察表面形貌，结果如图1所示，其中，图1中的A为未处理的膜丝表面电镜结果，图1中的B为Plasma处理后的膜丝表面电镜结果，经过处理没有明显变化，膜丝表明的多孔结构仍存在。
将处理好的膜丝放入真空罐内，罐中提前滴入5mL的APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)溶液，随后抽真空至7*10-2MPa，将真空罐放入烘箱中，温度设置为80℃，反应持续16h，之后取出膜丝冲洗三次。
按照下面两种方案分别制备丝素+肝素涂层和肝素涂层。
丝素+肝素涂层：按2mg/mL浓度的肝素溶于MES缓冲溶液(50mM/L、9.76mg/mL)制成溶液，将硅烷化的膜丝放入灌注系统中，填充肝素溶液，浓度为2mg/mL，以0.5L/min的流速循环18h，然后通入去离子水循环5min；再通入1mg/mL的丝素溶液循环2h，然后通入去离子水循环5min；再通入EDC/NHS溶液(EDC：50mM、9.585mg/mL；NHS：25mM、2.875mg/mL)，循环2h后再通入去离子水循环5min。
肝素涂层：按2mg/mL浓度的肝素溶于MES缓冲溶液(50mM/L、9.76mg/mL)制成溶液，将硅烷化的膜丝放入灌注系统中，填充肝素溶液，浓度为2mg/mL，以0.5L/min的流速循环18h，然后通入去离子水循环5min；再通入EDC/NHS溶液(EDC：50mM、9.585mg/mL；NHS：25mM、2.875mg/mL)，循环2h后再通入去离子水循环5min。
实施例2
使用Plasma清洗仪处理PMP膜丝，清洗并活化表面，使其带有羧基。抽真空至10Pa后以20sccm通入氩气和氧气，分别设置腔室的输出功率为100w和200W，处理30s，结束后取出膜丝，将处理好的膜丝放在电镜下观察表面形貌，结果如图2所示，其中图2中的A为100W功率处理后的膜丝表面电镜结果，图2中的B为200W功率处理后的膜丝表面电镜结果。由结果可知，大功率处理之后膜丝表面微孔减少，不利于后续使用。
将处理好的膜丝放入体积比为20％(v/v)的APTES水溶液中，80℃反应2h，随后冲洗三次。
按2mg/mL浓度的肝素溶于MES缓冲溶液(50mM/L、9.76mg/mL)制成溶液，将膜丝浸泡在肝素溶液中，反应18h后取出冲洗；再通入1mg/ml的丝素溶液循环2h，然后通入去离子水循环5min；然后配置EDC/NHS溶液(EDC：50mM、9.585mg/mL；NHS：25mM、2.875mg/mL)，于37℃固定肝素2h，随后冲洗干净。
实验例1
将实施例1和2处理后的带有涂层的膜丝在0.5mM(0.187mg/mL)的甲苯胺蓝(TBO)溶液中37℃浸泡12h，去离子水冲洗未附着的染料，在50％的乙酸溶液中浸泡10min，使用紫外分光光度计在633nm测量上清液的光密度。
标准曲线使用0.01mM(0.00374mg/mL)的TBO在50％乙酸溶液的系列稀释产生的校准曲线来计算，膜丝中肝素结合量检测结果如图3所示。气相为按实施例1方法制备的涂层，液相为按实施例2方法制备的涂层，其中2h和4h为与APTES反应的时间，结果表明气相处理得到的涂层结合的肝素更多。
实验例2
将未处理的膜丝和实施例1中的膜丝裁剪为长度为5mm的样品，放入96孔板中，采集健康人志愿者外周血，使用柠檬酸钠抗凝，1000rmp离心10min，收集上层富血小板血浆(PRP)。将上层PRP加入Calcein AM荧光染料中(v/v＝1:500)，37℃孵育15min后，对血小板进行荧光染色。取100μL荧光染色后的PRP加入到含样品的96孔板中，37℃下震荡(转速为80rmp)孵育60min。吸出PRP，用生理盐水洗涤3次，去除未黏附的血小板，用倒置显微镜显微镜观察膜丝上黏附的荧光标记血小板，物镜为5X和10X，膜丝的血小板黏附对比结果如图4示，其中图中的A、B、C分别为未处理的膜丝、只涂覆了肝素的膜丝和涂覆了肝素和丝素的膜丝血小板黏附情况。
实验例3
按实施例1的方法不加丝素得到只含有肝素涂层的膜丝，然后同实施例1中带有丝素涂层的膜丝放入PBS缓冲液中，60rpm振荡三天后，采用如实验例1的方法重新检测涂层的肝素量，对比结果如图5所示，表明加入了丝素之后并不会增加涂层结合的肝素量，但是在PBS中振荡三天后，加入了丝素的涂层保留的肝素量更多。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
步骤一：通过等离子体处理气体交换膜表面，使膜表面具有羟基；
步骤二：将处理后的膜材料采用氨基硅烷化试剂进行气相硅烷化处理；
步骤三：将处理后的膜材料灌注生物活性分子溶液并使用交联剂固定，所述生物活性分子溶液为具有血液相容性且具有羧基的肝素溶液和丝素溶液；
其中，所述等离子体处理时的气体环境为氧气和氩气；所述等离子体处理时的条件为本底真空度为10Pa、氧气流速30sccm、氩气流速20sccm、功率100w、时间30s；
所述的气体交换膜为PMP聚甲基戊烯膜。
2.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺。
3.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层的制备方法，其特征在于，所述生物活性分子溶液的使用浓度为0.2-2mg/mL，处理时间为12h-18h。
4.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层的制备方法，其特征在于，所述生物活性分子溶液的灌注流速为200mL/min。
5.根据权利要求1所述的用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层的制备方法，其特征在于，所述交联剂的固定时间为2h。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的制备方法制备得到的具有血液相容性涂层的气体交换膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210961769.4A CN115337473B (zh) | 2022-08-11 | 2022-08-11 | 一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210961769.4A CN115337473B (zh) | 2022-08-11 | 2022-08-11 | 一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115337473A CN115337473A (zh) | 2022-11-15 |
| CN115337473B true CN115337473B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=83951422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210961769.4A Active CN115337473B (zh) | 2022-08-11 | 2022-08-11 | 一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115337473B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117138131B (zh) * | 2023-10-31 | 2024-03-15 | 北京航天长峰股份有限公司 | 一种抗凝血涂层及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107812253A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-03-20 | 南通纺织丝绸产业技术研究院 | 一种肝素化丝素蛋白膜及其制备方法 |
| CN108478298B (zh) * | 2018-03-01 | 2020-11-10 | 澳门大学 | 一种含有可结合生长因子的多糖涂层的种植体及其制备方法 |
| CN112316218B (zh) * | 2020-10-26 | 2021-12-10 | 西北大学 | 一种两性离子聚合物与肝素复合涂层和制备方法及其应用 |
| CN113877006A (zh) * | 2021-09-24 | 2022-01-04 | 宁波健世科技股份有限公司 | 一种改性高分子膜材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-08-11 CN CN202210961769.4A patent/CN115337473B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115337473A (zh) | 2022-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4976632B2 (ja) | 生物学的適合性を有する医療用物質およびその製造方法 | |
| CN112316218B (zh) | 一种两性离子聚合物与肝素复合涂层和制备方法及其应用 | |
| CN104829843B (zh) | 一种柠檬酸和壳聚糖改性生物相容性聚氨酯及其制备方法 | |
| JP5968447B2 (ja) | 物性が強化されたキトサンおよび／またはキチン複合体およびその用途 | |
| CN109731137B (zh) | 具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法及具有生物抗污功能的材料 | |
| CN115337473B (zh) | 一种用于体外膜肺氧合系统气体交换膜的血液相容性涂层及其制备方法和应用 | |
| JPH01244763A (ja) | 医療用材料およびその製造方法 | |
| CN111407920B (zh) | 一种生物组织水凝胶粘合剂及其制备方法 | |
| KR100511030B1 (ko) | 혈액적합성 의료용 금속 재료 및 이의 제조 방법 | |
| CN102656213B (zh) | 具有抗血液凝固作用的亲水性高分子化合物 | |
| EP0351314A2 (en) | Medical material and medical implement | |
| CN114106493B (zh) | 一种肝素化pvc材料、其制备方法及作为医疗器械的应用 | |
| CN113304332A (zh) | 一种抗凝血涂层及其制备方法 | |
| CN106693054A (zh) | 一种细菌纤维素/肝素医用复合材料及其制备方法 | |
| CN114656737A (zh) | 一种氧化细菌纤维素增强蚕丝蛋白抗菌纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN113786518A (zh) | 用于医用材料表面修饰的复合涂层的制备方法 | |
| KR970007243B1 (ko) | 수용성 셀룰로스 유도체 및 생체 적합성 재료 | |
| CN113385151A (zh) | 一种血液灌流器用树脂智能包膜工艺系统 | |
| CN111378152A (zh) | 一种水凝胶材料催化氧化与功能化修饰的方法 | |
| JPS62172961A (ja) | 血液接触医用物品の表面を抗血栓形成にする方法 | |
| JPH0751355A (ja) | 医療材料用合成高分子および医療材料 | |
| CN105504328A (zh) | 一种室温下一步涂覆改善壳聚糖膜血液相容性的方法 | |
| CN115260411A (zh) | 一种医用复合材料及其制备方法 | |
| CN108912305B (zh) | 一种胆甾醇类侧链液晶聚氨酯脲材料及其制备方法 | |
| CN115337471B (zh) | 一种用于体外膜肺氧合系统的血液相容性涂层及其制备方法和应用 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |