本發(fā)明屬于白細(xì)胞過(guò)濾器領(lǐng)域，具體涉及一種白細(xì)胞和血小板的過(guò)濾材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
未經(jīng)去除白細(xì)胞的血制品容易引起如頭痛、惡心、寒戰(zhàn)、非溶血型發(fā)熱反應(yīng)等較輕副作用以及病毒感染等嚴(yán)重的副作用，因此，近年來(lái)已普遍采用一種“無(wú)白細(xì)胞輸血”。目前從血制品中除去白細(xì)胞的方法大致分為兩種，即利用血液成分間的比重差異用離心機(jī)進(jìn)行分離和除去白細(xì)胞的離心法以及通過(guò)應(yīng)用由纖維材料或多孔性材料除去白細(xì)胞的過(guò)濾法。由于后者具有濾除白細(xì)胞能力高、操作簡(jiǎn)便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。然而，近年來(lái)，隨著除白細(xì)胞輸血的重要性的認(rèn)識(shí)提高，需要白細(xì)胞濾除能力更高的過(guò)濾器。
中國(guó)專利申請(qǐng)cn104923091a公開(kāi)了一種白細(xì)胞過(guò)濾膜，包括pbt非織造織物基材以及接枝在該基材上的改性物，所述改性物選自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮、肝素或其兩種或多種的混合物。這種混合物對(duì)白細(xì)胞具有很高的親和力，并且血小板具有較高的透過(guò)率。但是人們逐漸意識(shí)到輸血時(shí)血小板也會(huì)產(chǎn)生抗體，為了抑制血小板抗體的生成，也希望從血液制劑中去除血小板，而該發(fā)明公開(kāi)的濾膜只能濾除白細(xì)胞，對(duì)血小板并沒(méi)有濾除作用。
針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)專利申請(qǐng)cn106139935a公開(kāi)了一種白細(xì)胞和血小板的過(guò)濾膜及其制備方法，包括復(fù)合基材以及涂覆在所述復(fù)合基材上的聚合物，所述復(fù)合基材由聚氨酯和納米微晶纖維素按1:0.3～2的重量比制備而成，所述聚合物由聚二乙醇和納米羥基磷灰石按10:1～2的重量比組成。該發(fā)明能夠在不降低血液濾過(guò)速度的同時(shí)能夠高效濾除白細(xì)胞和血小板，其對(duì)白細(xì)胞和血小板的截留率最高能達(dá)到99.999％和92.4％，過(guò)濾400ml全血時(shí)僅需15～20min，同時(shí)該過(guò)濾膜具有較好的柔韌性，滿足過(guò)濾膜包裝時(shí)需要適度變形的要求，且能有效解決聚合物在后續(xù)洗滌過(guò)程中容易洗出的問(wèn)題。但是其存在以下缺點(diǎn)：一是，在實(shí)際應(yīng)用中，雖然納米微晶纖維素和聚氨酯以一定的配比復(fù)合制得的復(fù)合基材提高了過(guò)濾膜的比表面積和親水性，增大了血液和材料表面的接觸面積，但是由于納米微晶纖維素本身含有的大量羥基，極其容易引起血液中的補(bǔ)體活化，導(dǎo)致過(guò)濾后的血制品中過(guò)敏毒素c3a的含量顯著升高；二是納米羥基磷灰石是以涂覆的形式與基材結(jié)合，其在濾除過(guò)程中存在溶出的現(xiàn)象，無(wú)法高效吸附纖維蛋白原，最終導(dǎo)致血小板的截留率不高。
從而，有必要提供一種白細(xì)胞和血小板截留率高，同時(shí)不易引起血液中補(bǔ)體活化的過(guò)濾材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種白細(xì)胞和血小板的過(guò)濾材料及其制備方法，這種過(guò)濾材料不僅具有高的白細(xì)胞和血小板截留率，同時(shí)還能最大限度地降低過(guò)濾材料對(duì)血液中補(bǔ)體成分的影響，提高血制品的安全性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種白細(xì)胞和血小板的過(guò)濾材料，由復(fù)合基材以及涂覆在復(fù)合基材表面上的熱解碳組成，所述復(fù)合基材由聚氨酯和納米羥基磷灰石按1:(0.1～0.8)的重量比制備而成。
進(jìn)一步地，所述復(fù)合基材由聚氨酯和納米羥基磷灰石按1:(0.2～0.8)的重量比制備而成。
進(jìn)一步地，所述復(fù)合基材由聚氨酯和納米羥基磷灰石按1:0.7的重量比制備而成。
進(jìn)一步地，所述熱解碳在所述過(guò)濾膜材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1～5％，所述熱解碳在所述復(fù)合基材的表面覆蓋率為80～95％。
進(jìn)一步地，所述聚氨酯由以下步驟制備得到：
取蓖麻油加入到裝有電動(dòng)攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)的三頸瓶中，滴加甲苯-2,4二異氰酸酯，并逐漸升溫至50～70℃，反應(yīng)0.3～1h；再按nco/oh＝4:3，滴加計(jì)量的擴(kuò)鏈劑1,4-丁二醇，并用丙酮分散，反應(yīng)0.5h，即得。
進(jìn)一步地，所述復(fù)合基材的平均孔徑為2～10μm。
進(jìn)一步地，所述復(fù)合基材由以下步驟制備得到：
s1、聚氨酯的制備：取蓖麻油加入到裝有電動(dòng)攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)的三頸瓶中，滴加甲苯-2,4二異氰酸酯，并逐漸升溫至50～70℃，反應(yīng)0.3～1h；再按nco/oh＝4:3，滴加計(jì)量的擴(kuò)鏈劑1,4-丁二醇，并用丙酮分散，反應(yīng)0.5h，即得；
s2、聚氨酯熱處理：將上述制備得到的聚氨酯進(jìn)行熱處理，處理溫度為86～140℃，處理時(shí)間為10～30min；
s3、往上述熱處理后的聚氨酯加入納米羥基磷灰石粉末，反應(yīng)3～6h，得到納米羥基磷灰石/聚氨酯液體，采用流延法，將其滴入玻板上，流延成膜，30～50℃真空烘干10～12h；取出后用無(wú)水乙醇浸泡1～2h，切成符合規(guī)格的薄膜，即得。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種制備上述過(guò)濾材料的方法，包括以下步驟：
a)復(fù)合基材的制備：由s1～s3步驟組成：
s1、聚氨酯的制備：取蓖麻油加入到裝有電動(dòng)攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)的三頸瓶中，滴加甲苯-2,4二異氰酸酯，并逐漸升溫至50～70℃，反應(yīng)0.3～1h；再按nco/oh＝4:3，滴加計(jì)量的擴(kuò)鏈劑1,4-丁二醇，并用丙酮分散，反應(yīng)0.5h，即得；
s2、聚氨酯熱處理：將上述制備得到的聚氨酯進(jìn)行熱處理，處理溫度為86～140℃，處理時(shí)間為10～30min；
s3、往上述熱處理后的聚氨酯加入納米羥基磷灰石粉末，反應(yīng)3～6h，得到納米羥基磷灰石/聚氨酯液體，采用流延法，將其滴入玻板上，流延成膜，30～50℃真空烘干10～12h；取出后用無(wú)水乙醇浸泡1～2h，切成符合規(guī)格的薄膜，即得；
b)取所述熱解碳溶于蒸餾水配制成3～5wt％的熱解碳溶液，將上述薄膜放入所述熱解碳溶液中浸潤(rùn)2～4h，取出，洗滌，60～80℃烘干，即得。
針對(duì)納米微晶纖維素容易引起血液中補(bǔ)體活化的問(wèn)題，發(fā)明人在試驗(yàn)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)了如下現(xiàn)象：即創(chuàng)造性地將納米羥基磷灰石與聚氨酯復(fù)合得到基材，不僅僅解決了納米微晶纖維素含有的大量羥基引起的補(bǔ)體活化的現(xiàn)象，并且，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ha和聚氨酯復(fù)合后，由于ha的空間位阻效應(yīng)，阻礙了pu結(jié)構(gòu)的完整性，使制備得到的復(fù)合膜不用加入聚乙二醇，也能夠具備理想的親水和疏水平衡，同時(shí)力學(xué)強(qiáng)度也滿足要求。另外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用不同原料得到的聚氨酯對(duì)過(guò)濾材料的性能也有一定的影響，而由采用蓖麻油為原料合成的聚氨酯制備得到的過(guò)濾材料，對(duì)細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)具有良好的促進(jìn)作用。
熱解碳能夠吸附纖維蛋白原，并能使其發(fā)生構(gòu)象變化，暴露出與血小板的結(jié)合位點(diǎn)，使血小板活化?；罨难“寰鶆蛏⒉荚诓牧媳砻妫准?xì)胞黏附在這些活化的血小板上而被截留。
另外，為了進(jìn)一步提高過(guò)濾材料對(duì)纖維蛋白原的吸附率，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將以蓖麻油為原料制備的到的聚氨酯經(jīng)過(guò)熱處理后再與納米羥基磷灰石混合制備得到的復(fù)合基材，能夠吸附更多的纖維蛋白原。
雖然尚不明白為什么熱處理能使本發(fā)明的過(guò)濾材料表現(xiàn)出上述的優(yōu)異特性，但推測(cè)它們可能表現(xiàn)以下機(jī)制：熱處理使得聚氨酯中的氫鍵解離，使微相分離結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其能夠吸附更多的纖維蛋白原。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)本發(fā)明過(guò)濾材料對(duì)全血中白細(xì)胞和血小板均具有高效的截留效果，對(duì)白細(xì)胞的截留率達(dá)到99.9999％，對(duì)血小板的截留率均在95％以上，顯著優(yōu)于國(guó)內(nèi)水平。
2)本發(fā)明提供的過(guò)濾材料對(duì)血液中的補(bǔ)體沒(méi)有激活作用，過(guò)濾后的血制品具有更高的安全性。
3)本發(fā)明創(chuàng)造性地將納米羥基磷灰石與聚氨酯復(fù)合得到基材，不僅僅解決了納米微晶纖維素含有的大量羥基引起的補(bǔ)體活化的現(xiàn)象，同時(shí)不用加入聚乙二醇，也能夠具備理想的親水和疏水平衡和力學(xué)強(qiáng)度要求，取得了顯著的進(jìn)步。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)實(shí)施例形式的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下實(shí)施例。
本發(fā)明實(shí)施例1～3所述過(guò)濾材料制備原料及用量
制備方法：
a)復(fù)合基材的制備：由s1～s3步驟組成：
s1、聚氨酯的制備：取蓖麻油加入到裝有電動(dòng)攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)的三頸瓶中，滴加甲苯-2,4二異氰酸酯，并逐漸升溫至60℃，反應(yīng)0.5h；再按nco/oh＝4:3，滴加計(jì)量的擴(kuò)鏈劑1,4-丁二醇，并用丙酮分散，反應(yīng)0.5h，即得；
s2、聚氨酯熱處理：將上述制備得到的聚氨酯進(jìn)行熱處理，處理溫度為120℃，處理時(shí)間為20min；
s3、往上述熱處理后的聚氨酯加入納米羥基磷灰石粉末，反應(yīng)5h，得到納米羥基磷灰石/聚氨酯液體，采用流延法，將其滴入玻板上，流延成膜，40℃真空烘干12h；取出后用無(wú)水乙醇浸泡1.5h，切成符合規(guī)格的薄膜，即得；
b)取所述熱解碳溶于蒸餾水配制成4wt％的熱解碳溶液，將上述薄膜放入所述熱解碳溶液中浸潤(rùn)3h，取出，洗滌，70℃烘干，即得。
對(duì)比例1、一種白細(xì)胞和血小板的過(guò)濾材料
對(duì)比例1與實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述聚氨酯的合成原料為聚丙二醇，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1所示。
對(duì)比例2、一種白細(xì)胞和血小板的過(guò)濾材料
對(duì)比例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于，去掉聚氨酯熱處理步驟，其余參數(shù)及操作如實(shí)施例1所示。
試驗(yàn)例一、性能測(cè)試
研究1、物理性能測(cè)試
取本發(fā)明實(shí)施例1～3和對(duì)比例1所述過(guò)濾材料，對(duì)其平均孔徑、接觸角、表面張力、厚度以及柔韌性進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表1所示。
表1物理性能測(cè)試結(jié)果
注：柔韌性的測(cè)定、形變回復(fù)率的測(cè)定參考中國(guó)專利性能專利申請(qǐng)cn106139935a中的測(cè)定方法。
從表1可看出，本發(fā)明實(shí)施例1～3過(guò)濾材料的平均孔徑在5.2～5.6μm之間，接觸角在45～48°，形變回復(fù)率均在85％以上，柔韌性均符合要求。
對(duì)比例1為采用以聚丙二醇為原料制備得到的聚氨酯與ha復(fù)合得到的過(guò)濾材料，與實(shí)施例1相比，其接觸角無(wú)明顯變化，但是材料的形變回復(fù)率以及柔韌性有明顯降低。
研究2、白細(xì)胞和血小板截留能力試驗(yàn)
(1)濾除速度測(cè)定：
將本發(fā)明實(shí)施例1～3以及對(duì)比例2和中國(guó)專利申請(qǐng)cn106139935a的過(guò)濾膜(對(duì)照組)裝入到過(guò)濾器中，在線過(guò)濾400ml全血，記錄全血過(guò)濾所需時(shí)間，并測(cè)定其對(duì)白細(xì)胞和血小板的濾除效果，采用血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀測(cè)定過(guò)濾前、后血漿中的白細(xì)胞數(shù)量；測(cè)得400ml全血過(guò)濾前白細(xì)胞和血小板的數(shù)量分別為2.5×109個(gè)和5.2×1010個(gè)。
(2)剩余白細(xì)胞數(shù)的測(cè)定：將過(guò)濾后的血漿采樣至聚乙烯制的試管中，以吖啶橙液將漏出的白細(xì)胞染色后，用熒光顯微鏡進(jìn)行測(cè)定。將測(cè)定的白細(xì)胞濃度乘以回收的血漿的液量，測(cè)得回收袋中所含的剩余白細(xì)胞數(shù)。另外，若剩余白細(xì)胞數(shù)為106/回收袋以下，則可認(rèn)為該過(guò)濾裝置發(fā)揮了充分高的白細(xì)胞除去性能。測(cè)定結(jié)果如表2、3。
白細(xì)胞(血小板)截留率(％)＝l0-l1/l0×100，其中l(wèi)0為過(guò)濾前單位體積血漿中含有的白細(xì)胞(血小板)數(shù)量，l1為過(guò)濾后單位體積血漿中含有的白細(xì)胞(血小板)數(shù)量。
表2全血過(guò)濾速度試驗(yàn)結(jié)果
表2結(jié)果表明，采用本發(fā)明實(shí)施例1～3所述過(guò)濾材料在線過(guò)濾400ml全血只需要5～16min，與對(duì)照組無(wú)明顯差異，而對(duì)比例2所述過(guò)濾材料則需要20min，這說(shuō)明，對(duì)聚氨酯進(jìn)行熱處理提高了纖維蛋白原的吸附量，因此也明顯提高了全血的過(guò)濾速度。
表3本發(fā)明過(guò)濾材料對(duì)白細(xì)胞和血小板的截留能力測(cè)試結(jié)果
表3結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例1～3所述過(guò)濾材料對(duì)全血中白細(xì)胞和血小板均具有高效的截留效果，對(duì)白細(xì)胞的截留率達(dá)到99.9999％，對(duì)血小板的截留率均在95％以上，顯著優(yōu)于國(guó)內(nèi)水平。
對(duì)照組所述過(guò)濾膜對(duì)白細(xì)胞和血小板的截留效果均明顯低于本發(fā)明，特別是對(duì)血小板的截留率，本發(fā)明高出約4％的水平。
對(duì)比例2組對(duì)兩者的截留效果與實(shí)施例1相比有顯著下降，這說(shuō)明，對(duì)聚氨酯熱處理有利于提供其對(duì)纖維蛋白原的吸附能力，進(jìn)一步提高其截留白細(xì)胞和血小板的能力。
研究3、本發(fā)明過(guò)濾材料和中國(guó)專利申請(qǐng)cn106139935a的過(guò)濾膜對(duì)過(guò)敏毒素c3a含量的影響
1.1材料采集每例健康獻(xiàn)血員全血200ml于含cpda保存液的三聯(lián)袋中，共20例，5000g離心7min，分成上層血漿，再以5000g離心5min分出上層血漿備用，將血漿分為2組。
1.2方法分離的2組血漿分別經(jīng)過(guò)濾器a(裝有本發(fā)明實(shí)施例1過(guò)濾材料)和過(guò)濾器b(裝有中國(guó)專利申請(qǐng)cn106139935a的過(guò)濾膜)過(guò)濾。過(guò)濾前后c3a的含量測(cè)定采用elisa法(試劑盒由美國(guó)r&d公司提供)，操作按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果見(jiàn)表4。
表4過(guò)濾前后血漿中補(bǔ)體c3a的含量(x±s，n＝10)
由表4可以看出，使用本發(fā)明提供的過(guò)濾材料過(guò)濾并不會(huì)激活血液中的補(bǔ)體，而采用中國(guó)專利申請(qǐng)cn106139935a的過(guò)濾膜進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后的血液中c3a的含量明顯上升，這說(shuō)明，該過(guò)濾膜對(duì)血液中的補(bǔ)體有激活的作用。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。