CN115490867B - 一种吸附树脂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸附树脂及其制备方法和应用,该吸附树脂以含有羧基的苯乙烯‑二乙烯基苯大孔树脂为载体,固载吸附配基,吸附配基为聚乙烯亚胺,聚乙烯亚胺与羧基进行酰胺化反应而固载到载体上,羧基由苯乙烯‑二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性得到。本发明提供的吸附树脂的最外层接枝聚乙烯亚胺,内层以苯乙烯‑二乙烯基苯大孔树脂为骨架,该吸附树脂能够用于脓毒症患者的全血灌流,其对脓毒症患者体内的内毒素、细胞因子和凝血功能等发挥救治和调节作用,为脓毒症患者提供更加全面、更加有效的救治作用。
Description
技术领域
本发明涉及血液净化技术领域,具体而言,涉及一种吸附树脂及其制备方法和应用。
背景技术
脓毒症是机体由于细菌、病毒或真菌感染导致的免疫系统失调从而导致危及生命的器官功能障碍的一系列临床综合征。脓毒症在危重患者中发病率高,脓毒症的病情凶险,病死率高,是危重患者最主要死因。
脓毒症可由任何部位的感染引起,临床上常见于肺炎、腹膜炎、胆管炎、泌尿系统感染、蜂窝织炎、脑膜炎、脓肿等。其病原微生物包括细菌、真菌、病毒及寄生虫等,脓毒症的根本发病机制虽尚未明了,但已有研究表明细菌内毒素可由诱发脓毒症,而且脓毒症中感染因素激活机体单核巨噬细胞系统及其他炎症反应细胞,会产生大量炎性介质,能引起全身各系统、器官的广泛损伤,而脓毒症患者凝血功能紊乱又会与炎症反应相互促进、共同构成脓毒症发生、发展中的关键因素。
目前,脓毒症的治疗主要包括广谱抗生素抗感染治疗、液体复苏及必要时血管升压药治疗等,但这些传统治疗方法的治疗效果较差,脓毒症患者的死亡率仍高达20%,重症脓毒症和脓毒性休克患者的死亡率则更高。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。血液净化可清除脓毒症患者血液中异常蓄积的多种致病因子(如内毒素、炎症因子、致病细菌等),从而改善脓毒症患者预后。因此,血液净化治疗(如血液灌流、血浆置换及血液透析率过等)是重症脓毒症和脓毒性休克患者的重要辅助治疗。然而,单一的吸附治疗模式,例如内毒素吸附柱或细胞因子吸附柱,均只能单方面清除或改善脓毒症患者的某一项指标,但实际临床治疗时无法显著地改善患者28天生存率,治疗原理单一,且单一的吸附治疗模式可能严重影响其对脓毒症的治疗效果,从而无法取得较好地治疗效果。
有鉴于此,研究开发能同时吸附细胞因子和内毒素等物质的吸附剂产品,可以清除脓毒症患者体内的内毒素,并改善炎症反应,能够为脓毒症患者提供更有效的治疗,对临床具有重要的意义。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的上述缺陷,提供一种能同时吸附细胞因子和内毒素的吸附树脂。
为解决上述问题,本发明第一方面提供了吸附树脂,所述吸附树脂以含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂为载体,固载吸附配基,所述吸附配基为聚乙烯亚胺,所述聚乙烯亚胺与所述羧基进行酰胺化反应而固载到所述载体上,所述羧基由所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性得到。
进一步地,所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为0.5cm3/g至2.0cm3/g,平均孔径范围为10nm至100nm,比表面积范围为300m2/g至800m2/g。
进一步地,以胺基计,所述载体上所述聚乙烯亚胺的固载量范围为0.3mmol/mL至0.5mmol/mL。
本发明第二方面提供了一种吸附树脂的制备方法,包括如下步骤:
对苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂;
在所述含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上接枝聚乙烯亚胺,制得吸附树脂。
进一步地,所述对苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,包括:
单体苯乙烯和二乙烯苯进行反应,制得苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂;
在酸性条件下,将所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂在反应温度25℃至45℃下进行氧化反应,反应结束后,获得氧化反应产物,将所述氧化反应产物先酸洗后再水洗至中性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
进一步地,所述单体苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1:1至3:1;
所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂在pH为2至4的酸性环境下进行氧化反应,且所述氧化剂的用量过量。
进一步地,所述在所述含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上接枝聚乙烯亚胺,制得吸附树脂,包括:
将所述含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和聚乙烯亚胺溶液,在反应温度90℃至120℃下进行酰胺化反应,反应10h至24h后,获得酰胺化反应产物,将所述酰胺化反应产物水洗至中性,制得吸附树脂。
进一步地,所述聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺的添加量与含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的质量比为1:10至4:10。
进一步地,所述聚乙烯亚胺溶液包括聚乙烯亚胺和溶剂,所述聚乙烯亚胺为线性聚乙烯亚胺、支化聚乙烯亚胺和超支化聚乙烯亚胺中的至少一种,且所述聚乙烯亚胺的分子量为20000至70000;所述溶剂包括甲苯、二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的至少一种。
本发明第三方面提供了一种吸附树脂的应用,第一方面所述的吸附树脂,或者第二方面所述的吸附树脂的制备方法制得的吸附树脂,用于血液灌流的吸附剂。
本发明所述的吸附树脂及该吸附树脂的制备方法,先通过氧化反应,将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂外层的碳碳双键氧化成羧基,再通过化学接枝法,将聚乙烯亚胺与羧基进行酰胺化反应,得到外层由聚乙烯亚胺接枝改性的大孔树脂;该大孔树脂仅对外层的碳碳双键进行修饰改性,保留了苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂骨架内部的疏水性和孔结构的稳定性,有利于吸附清除白介素-6等各类细胞因子和炎症介质,且该大孔树脂外层接枝的聚乙烯亚胺能够与血液中的内毒素进行静电结合,从而达到吸附内毒素的作用,另外聚乙烯亚胺的长链支化多胺基团能够吸附肝素,在实际使用的过程中具有一定的抗凝血作用;本发明的制备方法,工艺流程简单、反应条件温和、反应过程中的安全性较高,适合工业化生产,且采用该方法制备的吸附树脂的最外层接枝聚乙烯亚胺,内层以苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂为骨架,该吸附树脂能够用于脓毒症患者的全血灌流,其对脓毒症患者体内的内毒素、细胞因子和凝血功能等发挥救治和调节作用,为脓毒症患者提供更加全面、更加有效的救治作用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的制备吸附树脂的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外,术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”的含义是非限制性的,即可加入不影响结果的其它步骤和其它成分。如无特殊说明的,材料、设备、试剂均为市售。
此外,本发明虽然对制备中的各步骤进行了如S1、S2、S3等形式的描述,但此描述方式仅为了便于理解,如S1、S2、S3等形式并不表示对各步骤先后顺序的限定。
本申请的实施例第一方面提供了一种吸附树脂,该吸附树脂以含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂(简称St-DVB-COOH)为载体,固载吸附配基,吸附配基为聚乙烯亚胺,聚乙烯亚胺与羧基进行酰胺化反应而固载到载体上,羧基由所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂(简称St-DVB)进行羧基化改性得到。
具体地,苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为0.5cm3/g至2.0cm3/g,平均孔径范围为10nm至100nm,比表面积(BET法测量)范围为300m2/g至800m2/g,且该苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂为中性大孔树脂。由此,苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂作为吸附树脂的骨架,其具有多孔结构且疏水,利用苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔筛分原理和疏水性能,并将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积、平均孔径和比表面积限定在一定的范围内,能够保证吸附树脂具有较好地吸附能力,有利于吸附并清除血液中的白介素-6等各类细胞因子和炎症介质。
以胺基计,载体上聚乙烯亚胺的固载量范围为0.3mmol/mL至0.5mmol/mL,也即,含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上固载的聚乙烯亚胺的固载量的范围为0.3mmol/mL至0.5mmol/mL。由此,载体上接枝的聚乙烯亚胺能够与血液中的内毒素进行静电结合,从而达到吸附内毒素的作用,将聚乙烯亚胺的固载量限定在一定的范围内,能够保证吸附树脂对内毒素有较好地吸附效果,也能避免聚乙烯亚胺的固载量太多影响吸附树脂的亲疏水性能,影响吸附树脂对白介素-6的吸附效果,从而能够平衡吸附树脂对白介素-6等各类细胞因子和内毒素的吸附作用,使吸附树脂对二者均具有较好地吸附效果。
图1为本申请的实施例中提供的制备吸附树脂的工艺流程图。结合图1所示,本申请的实施例第二方面提供了一种吸附树脂的制备方法,包括:
步骤S100、对苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
具体地,步骤S100包括如下步骤:
步骤S110、单体苯乙烯和二乙烯苯进行反应,制得苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
其中,单体苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1:1至3:1,所制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为0.5cm3/g至2.0cm3/g,平均孔径范围为10nm至100nm,比表面积(BET法测量)范围为300m2/g至800m2/g,由此,能够保证后续制得的吸附树脂具有较好地吸附能力,有利于吸附并清除血液中的白介素-6等各类细胞因子和炎症介质。
需要说明的是,本实施例中对单体苯乙烯和二乙烯苯的反应温度和反应时间不做进一步地限定,本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置,只要能够保证最终制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为0.5cm3/g至2.0cm3/g,平均孔径范围为10nm至100nm,比表面积(BET法测量)范围为300m2/g至800m2/g即可。
步骤S120、在酸性条件下,将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂在反应温度25℃至45℃下进行氧化反应,反应结束后,获得氧化反应产物,将氧化反应产物先酸洗后再水洗至中性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
其中,氧化剂具有强氧化性,具有强氧化性的氧化剂能够将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上的碳碳双键直接氧化成羧基,便于后续进行酰胺化反应,并且直接用氧化剂将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上的碳碳双键氧化成羧基,能够避免额外添加反应单体和引发剂等物质,不仅简化了工艺步骤,也有利于精确含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂中羧基的含量,便于后续精确聚乙烯亚胺的加入量,有利于进一步提高吸附树脂对白介素-6等各类细胞因子和内毒素的吸附作用,并减少原料的浪费,降低成本。
本实施例中,氧化剂可以为酸性的高锰酸钾溶液,例如:硫酸和高锰酸钾溶液,或者为盐酸和高锰酸钾溶液,也可以为酸性的重铬酸钾溶液,例如:硫酸和重铬酸钾溶液,或者为盐酸和重铬酸钾溶液,其中,酸性的高锰酸钾溶液中高锰酸钾的质量分数可以为5%至10%,酸性的重铬酸钾溶液中的重铬酸钾的质量分数可以为5%至10%。
本实施例中,苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂在pH为2至4的酸性环境下进行氧化反应,且氧化剂的用量过量。由此,在该pH值下有利于提高氧化反应的反应活性,且氧化剂过量,能够保证将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上的碳碳双键充分氧化成羧基。
在上述实施例的基础上,苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂的质量比为1:5至1:20。由此,将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂的质量比限定在一定的范围内,不仅能够保证将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上的碳碳双键充分氧化成羧基,还能够避免氧化剂的用量过多造成原料的浪费。
苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂进行氧化反应的时间可以为0.5h至2h,反应结束后,获得氧化反应产物,先用酸洗氧化反应产物,除去氧化反应生成的副产物,随后用水洗至中性,获得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
本实施例中对酸洗氧化反应产物的酸不做进一步地限定,本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择,例如:可以选择浓度为1%wt的盐酸。
步骤S200、在含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上接枝聚乙烯亚胺,制得吸附树脂。
具体地,将含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和聚乙烯亚胺溶液,在反应温度90℃至120℃下进行酰胺化反应,反应10h至24h后,获得酰胺化反应产物,将所述酰胺化反应产物水洗至中性,制得吸附树脂。
其中,聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺的添加量与含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的质量比为1:10至4:10。由此,聚乙烯亚胺的量过量,不仅能够保证含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂中的羧基能够充分的进行酰胺化反应,还能够促进酰胺化反应向正向进行,以提高聚乙烯亚胺改性后的大孔树脂(即吸附树脂)的产量,从而提高对内毒素的吸附效果,并能避免聚乙烯亚胺的用量过多造成原料的浪费。
聚乙烯亚胺溶液包括聚乙烯亚胺和溶剂,聚乙烯亚胺为线性聚乙烯亚胺、支化聚乙烯亚胺和超支化聚乙烯亚胺中的至少一种,且聚乙烯亚胺的分子量为20000至70000;溶剂包括甲苯、二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的至少一种。由此,通过限定聚乙烯亚胺的分子量,有利于提高吸附树脂上所接枝的胺基的量,从而提高对内毒素和肝素的吸附效果。
本实施例中对聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺的含量不做进一步地限定,本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置,只要能够保证聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺的添加量与含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的质量比为1:10至4:10即可,例如:聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺的质量分数为5%至10%。
本实施例中通过限定酰胺化反应的温度和时间、聚乙烯亚胺与含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的用量以及聚乙烯亚胺的分子量,能够使吸附树脂上固载的聚乙烯亚胺的量限定在预设的范围内,从而能够平衡吸附树脂对白介素-6等各类细胞因子和内毒素的吸附作用,使吸附树脂对二者均具有较好地吸附效果。
本申请的实施例提供的吸附树脂的制备方法,先通过氧化反应,将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂外层的碳碳双键氧化成羧基,再通过化学接枝法,将聚乙烯亚胺与羧基进行酰胺化反应,得到外层由聚乙烯亚胺接枝改性的大孔树脂;该大孔树脂仅对外层的碳碳双键进行修饰改性,保留了苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂骨架内部的疏水性和孔结构的稳定性,有利于吸附清除白介素-6等各类细胞因子和炎症介质,且该大孔树脂外层接枝的聚乙烯亚胺能够与血液中的内毒素进行静电结合,从而达到吸附内毒素的作用,另外聚乙烯亚胺的长链支化多胺基团能够吸附肝素,在实际使用的过程中具有一定的抗凝血作用;本申请实施例的制备方法,工艺流程简单、反应条件温和、反应过程中的安全性较高,适合工业化生产,且采用该方法制备的吸附树脂的最外层接枝聚乙烯亚胺,内层以苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂为骨架,该吸附树脂能够用于脓毒症患者的全血灌流,其对脓毒症患者体内的内毒素、细胞因子和凝血功能等发挥救治和调节作用,为脓毒症患者提供更加全面、更加有效的救治作用。
为了避免水中的各种杂质和金属离子的影响,在制备吸附树脂的过程中,所使用的水需为纯化水或血液透析用水,且水须符合《中华人民共和国药典》纯化水或美国AAMI和ASAIO血液透析用水水质要求,以满足医疗器械消毒的安全使用。
本申请的实施例第三方面提供了一种吸附树脂的应用,该吸附树脂用于血液灌流中的吸附剂。具体地,该吸附树脂用于脓毒症患者的全血灌流中的吸附剂。
本申请的实施例中将吸附树脂用于脓毒症患者的全血灌流,其对脓毒症患者体内的内毒素、细胞因子和凝血功能等发挥救治和调节作用,为脓毒症患者提供更加全面、更加有效的救治作用。
为了对本发明进行进一步详细说明,下面将结合具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;本发明中的实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均为市场购买所得。
实施例1
本实施例提供了一种吸附树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)单体苯乙烯和二乙烯苯按照质量比为1:1进行反应,制得苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,该苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为1.7cm3/g,平均孔径范围为12nm,比表面积(BET法测量)范围为800m2/g。
(2)称取10g步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,并将其加入到50g质量浓度为5wt%、pH为2的酸性高锰酸钾溶液(可以是硫酸和高锰酸钾溶液)中,将酸性高锰酸钾溶液和苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂在反应温度25℃下进行氧化反应0.5h,反应结束后,获得氧化反应产物,用质量浓度为1wt%的盐酸溶液清洗氧化反应产物,除去氧化反应生成的副产物,随后再用水清洗至中性,得到含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
(3)取5g步骤(2)中制得的含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,并将其加入到40g质量浓度为5wt%的聚乙烯亚胺溶液中(包括聚乙烯亚胺和甲苯溶液),其中聚乙烯亚胺为线性聚乙烯亚胺,且聚乙烯亚胺的分子量为70000,将含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和聚乙烯亚胺溶液,在反应温度110℃下进行酰胺化反应18h,在酰胺化反应的过程中不断进行搅拌,反应结束后,用大量的乙醇将残留的溶剂清洗掉,再用水将酰胺化反应产物清洗至中性,得到聚乙烯亚胺接枝的大孔树脂,即吸附树脂,经测定该吸附树脂上聚乙烯亚胺的接枝量为0.42mmol/mL(以胺基计)。
实施例2
本实施例提供了一种吸附树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)单体苯乙烯和二乙烯苯按照质量比为2:1进行反应,制得苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,该苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为2cm3/g,平均孔径范围为40nm,比表面积(BET法测量)范围为540m2/g。
(2)称取20g步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,并将其加入到150g质量浓度为8wt%、pH为3的酸性高锰酸钾溶液(可以是硫酸和高锰酸钾溶液)中,将酸性高锰酸钾溶液和苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂在反应温度35℃下进行氧化反应1h,反应结束后,获得氧化反应产物,用质量浓度为1wt%的盐酸溶液清洗氧化反应产物,除去氧化反应生成的副产物,随后再用水清洗至中性,得到含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
(3)取15g步骤(2)中制得的含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,并将其加入到60g质量浓度为10wt%的聚乙烯亚胺溶液中(包括聚乙烯亚胺和二甲基亚砜溶液),其中聚乙烯亚胺为低支化聚乙烯亚胺,且聚乙烯亚胺的分子量约为40000,将含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和聚乙烯亚胺溶液,在反应温度120℃下进行酰胺化反应24h,在酰胺化反应的过程中不断进行搅拌,反应结束后,用大量的乙醇将残留的溶剂清洗掉,再用水将酰胺化反应产物清洗至中性,得到聚乙烯亚胺接枝的大孔树脂,即吸附树脂,经测定该吸附树脂上聚乙烯亚胺的接枝量为0.37mmol/mL(以胺基计)。
实施例3
本实施例提供了一种吸附树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)单体苯乙烯和二乙烯苯按照质量比为3:1进行反应,制得苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,该苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为0.5cm3/g,平均孔径范围为100nm,比表面积(BET法测量)范围为320m2/g。
(2)称取15g步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,并将其加入到300g质量浓度为10wt%、pH为4的酸性高锰酸钾溶液(可以是硫酸和高锰酸钾溶液)中,将酸性高锰酸钾溶液和苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂在反应温度45℃下进行氧化反应2h,反应结束后,获得氧化反应产物,用质量浓度为1wt%的盐酸溶液清洗氧化反应产物,除去氧化反应生成的副产物,随后再用水清洗至中性,得到含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
(3)取10g步骤(2)中制得的含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,并将其加入到20g质量浓度为5wt%的聚乙烯亚胺溶液中(包括聚乙烯亚胺和1,4-二氧六环溶液溶液),其中聚乙烯亚胺为线性聚乙烯亚胺,且聚乙烯亚胺的分子量约为20000,将含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和聚乙烯亚胺溶液,在反应温度90℃下进行酰胺化反应10h,在酰胺化反应的过程中不断进行搅拌,反应结束后,用大量的乙醇将残留的溶剂清洗掉,再用水将酰胺化反应产物清洗至中性,得到聚乙烯亚胺接枝的大孔树脂,即吸附树脂,经测定该吸附树脂上聚乙烯亚胺的接枝量为0.32mmol/mL(以胺基计)。
试验例1:细胞因子IL-6、内毒素的吸附性能测试
将实施例1至实施例3所制得的吸附树脂作为实验组,并以实施例1的步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,作为对照组1,以实施例2的步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,作为对照组2,以实施例3的步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,作为对照组3,将实施例1至3,对照组1至3的大孔树脂以及市售的CytoSorb吸附柱分别作为血液灌流吸附剂,精确量取1mL各组吸附剂,加入10mL含IL-6浓度为300ng/mL、内毒素含量为2EU/mL的血浆中,在37℃下震荡2小时后,吸附结束,取血浆进行检测,用化学发光法测试IL-6的浓度,用鲎试剂法测试内毒素的含量,各实施例中的吸附剂和对照组的吸附剂对细胞因子IL-6、内毒素的吸附性能结果如表1所示。
表1对细胞因子IL-6、内毒素的吸附性能结果表
通过表1可见,本发明的实施例先通过氧化反应,将苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂外层的碳碳双键氧化成羧基,再通过化学接枝法,将聚乙烯亚胺与羧基进行酰胺化反应,得到外层由聚乙烯亚胺接枝改性的大孔树脂,该大孔树脂保留了苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂骨架内部的疏水性和孔结构的稳定性,对IL-6等细胞因子依然具有优异的吸附和清除效果;同时,各实施例中接枝在大孔树脂外层的聚乙烯亚胺,对内毒素的吸附能力发挥出明显的优势,使得内毒素的吸附效率大幅度提高,本实施例中的吸附树脂对IL-6等细胞因子和内毒素均有较佳地吸附效果,与各对照组及Cytosorb吸附剂相比,各实施例中吸附树脂均展现出优异的内毒素吸附能力,能够较好地清除内毒素。
试验例2:全血凝固时间测试
将实施例1至实施例3所制得的吸附树脂作为实验组,并以实施例1的步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,作为对照组1,以实施例2的步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,作为对照组2,以实施例3的步骤(1)中制得的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,作为对照组3,将实施例1至3,对照组1至3的大孔树脂以及市售的CytoSorb吸附柱分别作为吸附剂,精确量取1mL各组吸附剂,加入20μL浓度为50mg/mL的肝素钠溶液,在37℃下震荡30分钟后,用生理盐水冲洗3次,获得各组处理后的吸附剂,将各组处理后的吸附剂分别加入2mL新鲜采集兔血中,在37℃下分别将各组处理后的吸附剂与新鲜采集兔血进行孵育,观察和记录血液凝固时间,各实施例中的吸附剂和对照组的自抗凝效果具体结果如表2所示。
表2全血凝固时间测试结果表
通过表2可见,本发明实施例中的吸附剂的外层接枝有聚乙烯亚胺,聚乙烯亚胺的长链支化多胺基团能够吸附肝素,使本发明实施例中的吸附剂具有优异的抗凝性能,且本实施例中的吸附树脂经生理盐水冲洗后,依然可满足在血液灌流时间大于2h的血液灌流中实现自抗凝功能,与各对照组及Cytosorb吸附剂相比,各实施例中的吸附树脂呈现出优异的自抗凝性能,可满足在血液灌流时间大于2h的血液灌流中实现自抗凝功能。
综上所述,本发明制备出来的吸附树脂的最外层接枝聚乙烯亚胺,内层以苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂为骨架,该吸附树脂能够用于脓毒症患者的全血灌流,其对脓毒症患者体内的内毒素、细胞因子和凝血功能等发挥救治和调节作用,为脓毒症患者提供更加全面、更加有效的救治作用。
虽然本公开披露如上,但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种吸附树脂,其特征在于,所述吸附树脂以含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂为载体,固载吸附配基,所述吸附配基为聚乙烯亚胺,所述聚乙烯亚胺与所述羧基进行酰胺化反应而固载到所述载体上,所述羧基由所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性得到;以胺基计,所述载体上所述聚乙烯亚胺的固载量范围为0.3mmol/mL至0.5mmol/mL。
2.根据权利要求1所述的吸附树脂,其特征在于,所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的孔体积为0.5cm3/g至2.0cm3/g,平均孔径范围为10nm至100nm,比表面积范围为300m2/g至800m2/g。
3.一种吸附树脂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
对苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂;
在所述含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上接枝聚乙烯亚胺,制得吸附树脂。
4.根据权利要求3所述的吸附树脂的制备方法,其特征在于,所述对苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂进行羧基化改性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂,包括:
单体苯乙烯和二乙烯苯进行反应,制得苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂;
在酸性条件下,将所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂在反应温度25℃至45℃下进行氧化反应,反应结束后,获得氧化反应产物,将所述氧化反应产物先酸洗后再水洗至中性,制得含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂。
5.根据权利要求4所述的吸附树脂的制备方法,所述单体苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1:1至3:1;
所述苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和氧化剂在pH为2至4的酸性环境下进行氧化反应,且所述氧化剂的用量过量。
6.根据权利要求3所述的吸附树脂的制备方法,其特征在于,所述在所述含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂上接枝聚乙烯亚胺,制得吸附树脂,包括:
将所述含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂和聚乙烯亚胺溶液,在反应温度90℃至120℃下进行酰胺化反应,反应10h至24h后,获得酰胺化反应产物,将所述酰胺化反应产物水洗至中性,制得吸附树脂。
7.根据权利要求6所述的吸附树脂的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺的添加量与含有羧基的苯乙烯-二乙烯基苯大孔树脂的质量比为1:10至4:10。
8.根据权利要求6所述的吸附树脂的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯亚胺溶液包括聚乙烯亚胺和溶剂,所述聚乙烯亚胺为线性聚乙烯亚胺、支化聚乙烯亚胺和超支化聚乙烯亚胺中的至少一种,且所述聚乙烯亚胺的分子量为20000至70000;所述溶剂包括甲苯、二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的至少一种。
9.一种吸附树脂的应用,其特征在于,权利要求1或2所述的吸附树脂,或者权利要求3至8任一项所述的吸附树脂的制备方法制得的吸附树脂,用于血液灌流的吸附剂。
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