專(zhuān)利名稱(chēng)：血液過(guò)濾材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血液過(guò)濾材料及其制造方法，特別是指以絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液為涂層劑進(jìn)行表面涂層改性的血液過(guò)濾材料及其制造工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
血液是維持人類(lèi)生命活動(dòng)所必須的基本物質(zhì)之一。血液的成分包括血漿和血細(xì)胞，血細(xì)胞可分為紅細(xì)胞(6～9.5μm)、白細(xì)胞(6～20μm)和血小板(2μm左右)。輸血醫(yī)療中雖然考慮了血型的配合，但是由于輸注了含白細(xì)胞的血液或血液成分，常常會(huì)發(fā)生多種輸血反應(yīng)，如非溶血性發(fā)熱反應(yīng)、成人呼吸窘迫癥、血小板輸注耐受等；另外，經(jīng)輸血傳播的病毒，如乙肝病毒、丙肝病毒、愛(ài)滋病毒等親細(xì)胞病毒也都存在于人類(lèi)的白細(xì)胞上，因此輸血之前去除血液中的白細(xì)胞是非常必要的。
目前用于去除血液中白細(xì)胞的方法主要有離心法、洗滌法、冰凍去甘油法、紫外線或放射線照射法和過(guò)濾法等，其中過(guò)濾法是最可行的，該方法主要涉及選擇過(guò)濾材料的問(wèn)題，現(xiàn)將人們?cè)谶@方面的研究歸納如下(1)1926年由青霉素的發(fā)明者弗來(lái)明發(fā)明了第一代纖維填塞式過(guò)濾器(由170-240μm的尼龍篩網(wǎng)組成)，用來(lái)濾除血液中的凝塊和異物。
(2)第二代的血液過(guò)濾材料產(chǎn)生于70年代，它結(jié)合了濾網(wǎng)過(guò)濾和深層過(guò)濾技術(shù)，通常是由40μm的濾網(wǎng)和多層聚酯纖維濾網(wǎng)組成，用以濾除血液中的微聚集體。
(3)第三代血液過(guò)濾材料由合成超細(xì)纖維非織造材料(通常是聚酯熔噴無(wú)紡布)組成，通過(guò)控制孔徑大小，可以濾除血液中的微聚集體和單個(gè)的血細(xì)胞，其過(guò)濾效率提高了10多倍。但由于聚酯等非織造過(guò)濾材料是弱極性的高分子材料，而血液是含水量很高的極性溶液，血液在非織造過(guò)濾介質(zhì)中的潤(rùn)濕性和滲透性較差，存在部分纖維沒(méi)有被潤(rùn)濕的現(xiàn)象，因此只有部分過(guò)濾材料而不是全部過(guò)濾材料發(fā)揮過(guò)濾性能。同時(shí)，血液也無(wú)法在過(guò)濾介質(zhì)中充分流動(dòng)，影響了血液在過(guò)濾介質(zhì)中的流速，從而影響了血細(xì)胞在過(guò)濾介質(zhì)上的慣性沉降和重力沉降作用，對(duì)血細(xì)胞的去除不利。并且過(guò)濾時(shí)起動(dòng)時(shí)間也很長(zhǎng)，不利于臨床操作。
(4)第四代血液過(guò)濾材料是將第三代血液過(guò)濾材料進(jìn)行表面改性后再行使用的過(guò)濾材料，常用的改性方法有如下二種A)表面接枝法。即通過(guò)表面接枝提高過(guò)濾材料的親水性的方法，以日本專(zhuān)利JP310,917和《產(chǎn)業(yè)用紡織品》2001年第12期的“白細(xì)胞過(guò)濾用非織造布紫外輻照的液相接枝改性研究”為代表。但由于接枝反應(yīng)所用化學(xué)試劑會(huì)影響過(guò)濾材料的血液相容性，該方法未大規(guī)模用于生產(chǎn)中。
B)涂層法。即采用在過(guò)濾材料表面涂層多糖型改性劑的方法，以美國(guó)專(zhuān)利US 4,936,998、US 5,895,575和歐洲專(zhuān)利EP 0,559,086為代表。但多糖型涂層改性劑會(huì)使血液產(chǎn)生異體反應(yīng)，血小板被激活，導(dǎo)致血液質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高品質(zhì)的血液過(guò)濾材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明的血液過(guò)濾材料除具有普通產(chǎn)品應(yīng)有的特性外，它還具有更好的親水性與血液相容性，具有更高的血液過(guò)濾效率等優(yōu)良特性，因此可以作為新的血液過(guò)濾材料應(yīng)用于血液過(guò)濾領(lǐng)域。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述血液過(guò)濾材料的制造方法。
本發(fā)明所提供的血液過(guò)濾材料是由過(guò)濾基材與表面改性層所構(gòu)成的，具體組成如下(1)所述過(guò)濾基材是由高分子纖維材料所制成的非織造材料，即高分子纖維無(wú)紡織布，其中，高分子纖維材料為聚烯烴、聚酯、聚乳酸纖維中的任意一種，通過(guò)熔噴方法加工而成的非織造材料。所述過(guò)濾基材面密度為10～1000g/cm2，基材的平均孔徑為0.1～100μm，基材厚度為0.01～50mm，基材中的纖維直徑為0.01～50μm。
(2)所述表面改性層是由絲素蛋白水溶液和水分散型聚氨酯的共混水溶液在上述過(guò)濾基材表面涂層固化而成的，其中水分散型聚氨酯為醫(yī)用等級(jí)的含固量為20％～40％的聚氨酯水溶液；絲素蛋白水溶液為脫膠蠶繭經(jīng)溶解和透析后所制成的重量百分比濃度為1％～10％的絲素蛋白水溶液。構(gòu)成表面改性層的絲素蛋白與聚氨酯兩組份的重量比為90～10∶10～90。
上述的血液過(guò)濾材料中，所述過(guò)濾基材的高分子纖維非織造材料，即高分子纖維無(wú)紡布，它是采用熔噴非織造工藝所制成的，該熔噴工藝能賦予產(chǎn)品超細(xì)的纖維結(jié)構(gòu)(3μm是具有代表性的孔徑)、增大纖維的表面積和孔隙率(約為75～80％)、孔隙分布均勻、孔徑小，具有過(guò)濾效率高、容塵量大、過(guò)濾阻力小、化學(xué)性穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種能滿(mǎn)足基本過(guò)濾條件的適合血液過(guò)濾的基材；所述表面改性層是由絲素蛋白水溶液和水分散型聚氨酯的共混水溶液在上述過(guò)濾基材表面涂層固化而成的，其中水分散型聚氨酯為醫(yī)用等級(jí)的含固量為20％～40％的聚氨酯水溶液，它是一種與血液具有良好相容性的高分子材料，它不僅能有助于提高表面改性層與過(guò)濾基材之間的粘合強(qiáng)度，而且還能使本發(fā)明的血液過(guò)濾材料具有良好的耐水性；自制的絲素蛋白是從蠶繭內(nèi)提取的高極性的天然高分子材料，它不但具有優(yōu)良的血液相容性、親水性、無(wú)毒等特征，而且能使本發(fā)明的血液過(guò)濾材料的血液過(guò)濾效率有較大的提高。
本發(fā)明的血液過(guò)濾材料的制造方法是由絲素蛋白的提取、絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液的配置、血液過(guò)濾材料的制備依次進(jìn)行的三個(gè)步驟組成的，具體步驟如下(1)絲素蛋白的提取采用常規(guī)的脫膠方法，將蠶繭表面的絲膠脫去后，所得白色的蠶絲蛋白溶解于飽和的無(wú)機(jī)鹽水溶液中，形成蠶絲蛋白/無(wú)機(jī)鹽/水溶液，再用中空纖維膜或透析袋進(jìn)行透析，除去溶液內(nèi)含的無(wú)機(jī)鹽，制得重量百分比濃度為1％～10％的絲素蛋白水溶液。所述的無(wú)機(jī)鹽為溴化鋰、硫氰酸鋰、氯化鈣或硝酸鈣中的任意一種，其中最優(yōu)選為溴化鋰；工藝參數(shù)絲素蛋白與無(wú)機(jī)鹽的重量比為10～20∶90～80，溶解溫度為5～30℃，溶解時(shí)間為5～32小時(shí)。
(2)絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液的配置取(1)所制得的絲素蛋白水溶液與含固量為20％～40％的醫(yī)用級(jí)聚氨酯水溶液，按上述比例共混攪拌均勻，制得絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液。工藝參數(shù)攪拌溫度為5～30℃，攪拌時(shí)間為5～10分鐘。
(3)血液過(guò)濾材料的制備采用常規(guī)的涂層方法，帶漿輥涂層法，刮刀涂層法，轉(zhuǎn)移涂層法或點(diǎn)涂層法中的任意一種，將(2)所制得的絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液涂在所述的過(guò)濾基材表面，經(jīng)烘箱烘干后，使其固化粘合在過(guò)濾基材表面上，制得含絲素蛋白/聚氨酯涂層改性的血液過(guò)濾材料。工藝參數(shù)涂層溫度為5～30℃，烘干溫度為100～110℃，烘干時(shí)間為10～60分鐘。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是基材選擇范圍廣，可選擇聚烯烴、聚酯和聚乳酸三種中的任意一種無(wú)紡布，特別是聚烯烴和聚酯二種材料的價(jià)格更為低廉，他們均能通過(guò)熔噴方法制成能滿(mǎn)足基本過(guò)濾條件的適合血液過(guò)濾基材；本發(fā)明首次選擇了絲素蛋白和聚氨酯所組成的共混物構(gòu)成了表面改性層，由于聚氨酯是一種可以用于醫(yī)用的高分子材料，而絲素蛋白本身就是天然蠶絲的提取物，不容易使血液產(chǎn)生異體反應(yīng)，二者的混合水溶液作為涂層劑涂于過(guò)濾基材而制成的血液過(guò)濾材料中也不會(huì)含有影響血液相容性的化學(xué)試劑，因此具有優(yōu)良的血液相容性，聚氨酯和絲素蛋白同時(shí)又是極性高分子材料，具有較好的血液潤(rùn)濕性和滲透性，血液可以在其中充分流動(dòng)，過(guò)濾時(shí)起動(dòng)時(shí)間縮短，因此具有較高的血液過(guò)濾效率；由上述二者所構(gòu)成的血液過(guò)濾材料是一種平均孔徑變小、表面潤(rùn)濕性增加、耐水性較好的、具有較高過(guò)濾效率和血液相容性等優(yōu)良特性的血液過(guò)濾材料。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用堿法將蠶繭表面的絲膠脫去后，將其中所得的29.6克的白色蠶絲蛋白在20℃下放入266.4克的47％(重量百分比)的溴化鋰水溶液中，22小時(shí)后蠶絲蛋白溶解，形成絲素蛋白含量為10％的蠶絲蛋白/溴化鋰水溶液，加水稀釋3倍后，過(guò)濾，經(jīng)透析袋，除去溴化鋰。得到絲素蛋白含量為2％(重量百分比)的絲素蛋白水溶液1480克。
取上述450克2％(重量百分比)的絲素蛋白水溶液與4克含固量為25％(重量百分比)的醫(yī)用級(jí)聚氨酯水溶液在20℃溫度下攪拌5分鐘，得到涂層所用的絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液454克。
在20℃溫度下，取上述絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液倒于離型紙上，用雙手由上往下輕推鋼輥，使涂層劑均勻地涂于離型紙上，再將面密度為500g/cm2、平均孔徑為10μm、厚度為20mm、纖維平均直徑為20μm的聚丙烯熔噴非織造材料覆蓋于離型紙上，用鋼輥將其壓平，然后放入100℃的烘箱中烘15分鐘，取出，剝掉離型紙后即得含絲素蛋白/聚氨酯涂層改性的血液過(guò)濾材料。
實(shí)施例2采用皂煮法將蠶繭表面的絲膠脫去后，將其中所得的10克的白色蠶絲蛋白在25℃下放入200克的47％(重量百分比)的溴化鋰水溶液中，15小時(shí)后蠶絲蛋白溶解，形成絲素蛋白含量為5％(重量百分比)的蠶絲蛋白/溴化鋰水溶液，加水稀釋2倍后，過(guò)濾，經(jīng)透析袋，除去溴化鋰。得到絲素蛋白含量為1.6％(重量百分比)的絲素蛋白水溶液625克。
取上述625克1.6％(重量百分比)的絲素蛋白水溶液與300克含固量為30％(重量百分比)的醫(yī)用級(jí)聚氨酯水溶液在25℃溫度下攪拌8分鐘，得到涂層所用的絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液925克。
在25℃溫度下，取上述絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液倒于離型紙上，用刮涂刀刮涂均勻，再將面密度為800g/cm2、平均孔徑為9μm、厚度為35mm、纖維平均直徑為16μm的聚酯(PBT)熔噴非織造材料覆蓋于離型紙上，然后放入105℃的烘箱中烘12分鐘，取出，剝離掉離型紙后即得含絲素蛋白/聚氨酯涂層改性的血液過(guò)濾材料。
實(shí)施例3采用堿法將蠶繭表面的絲膠脫去后，將其中所得的20克的白色蠶絲蛋白在30℃下放入250克的50％(重量百分比)的溴化鋰水溶液中，15小時(shí)后蠶絲蛋白溶解，形成絲素蛋白含量為8％(重量百分比)的蠶絲蛋白/溴化鋰水溶液，加水稀釋2.5倍后，過(guò)濾，經(jīng)透析袋，除去溴化鋰。得到絲素蛋白含量為1.4％(重量百分比)的絲素蛋白水溶液1430克。
取上述50克1.4％(重量百分比)的絲素蛋白水溶液與14克含固量為20％(重量百分比)的醫(yī)用級(jí)聚氨酯水溶液在30℃溫度下攪拌8分鐘，得到涂層所用的絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液64克。
在30℃溫度下，取上述絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液倒于離型紙上，用刮涂刀刮涂均勻，再將面密度為700g/cm2、平均孔徑為12μm、厚度為30mm、纖維平均直徑為12μm的聚乳酸熔噴非織造材料覆蓋于離型紙上，然后放入110℃的烘箱中烘10分鐘，取出，剝離掉離型紙后即得含絲素蛋白/聚氨酯涂層改性的血液過(guò)濾材料。
權(quán)利要求
1.一種血液過(guò)濾材料，其特征在于由過(guò)濾基材與表面改性層所構(gòu)成的，所述過(guò)濾基材是用熔噴方法加工而成的高分子纖維非織造材料，其基材面密度為10～1000g/cm2，基材的平均孔徑為0.1～100μm，基材厚度為0.01～50mm，基材中的纖維直徑為0.01～50μm；所述表面改性層是由絲素蛋白水溶液和水分散型聚氨酯的共混水溶液在上述過(guò)濾基材表面涂層固化而成的，其中水分散型聚氨酯為醫(yī)用等級(jí)的含固量為20％～40％的聚氨酯水溶液，絲素蛋白水溶液為脫膠蠶繭經(jīng)溶解和透析后所制成的重量百分比濃度為1％～10％的絲素蛋白水溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的血液過(guò)濾材料，其特征在于構(gòu)成過(guò)濾基材的高分子纖維為聚烯烴、聚酯或聚乳酸纖維中的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的血液過(guò)濾材料，其特征在于構(gòu)成表面改性層的絲素蛋白與聚氨酯兩組份的重量比為90～10∶10～90。
4.權(quán)利要求1所述的血液過(guò)濾材料的制造方法，其特征在于該方法是由絲素蛋白的提取、絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液的配置、血液過(guò)濾材料的制備依次進(jìn)行的三個(gè)步驟組成，具體步驟如下(1)絲素蛋白的提取采用常規(guī)的脫膠方法，將蠶繭表面的絲膠脫去后，所得白色的蠶絲蛋白溶解于飽和的無(wú)機(jī)鹽水溶液中，形成蠶絲蛋白/無(wú)機(jī)鹽/水溶液，再用中空纖維膜或透析袋進(jìn)行透析，除去溶液內(nèi)含的無(wú)機(jī)鹽，制得重量百分比為1％～10％的絲素蛋白水溶液，工藝參數(shù)絲素蛋白與無(wú)機(jī)鹽的重量比為10～20∶90～80，溶解溫度為5～30℃，溶解時(shí)間為5～32小時(shí)；(2)絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液的配置取(1)所制得的絲素蛋白水溶液與含固量為20％～40％的醫(yī)用級(jí)聚氨酯水溶液，按上述比例共混攪拌均勻，制得絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液，工藝參數(shù)攪拌溫度為5～30℃，攪拌時(shí)間為5～10分鐘；(3)血液過(guò)濾材料的制備采用常規(guī)的涂層方法，帶漿輥涂層法，刮刀涂層法，轉(zhuǎn)移涂層法或點(diǎn)涂層法中的任意一種，將(2)所制得的絲素蛋白/聚氨酯共混水溶液涂在所述的過(guò)濾基材表面，經(jīng)烘箱烘干后，使其固化粘合在過(guò)濾基材表面上，制得含絲素蛋白/聚氨酯涂層改性的血液過(guò)濾材料，工藝參數(shù)涂層溫度為5～30℃，烘干溫度為100～110℃，烘干時(shí)間為10～60分鐘。
5.如權(quán)利要求4所述的血液過(guò)濾材料的制造方法，其特征在于所述的溶解絲素蛋白的無(wú)機(jī)鹽組份為溴化鋰、硫氰酸鋰、氯化鈣或硝酸鈣中的任意一種。
6.如權(quán)利要求5所述的血液過(guò)濾材料的制造方法，其特征在于所述的溶解絲素蛋白的無(wú)機(jī)鹽組份是溴化鋰。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種血液過(guò)濾材料及其制造方法。該材料是由過(guò)濾基材與表面改性層所構(gòu)成的，其中過(guò)濾基材是采用熔噴方法加工而成的高分子非織造材料，其面密度為10～1000g/cm
文檔編號(hào)B01D39/08GK1883747SQ20061002724
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者王洪, 靳向煜, 吳海波, 殷保璞, 金雍煒 申請(qǐng)人:東華大學(xué)