一種具有仿生包膜材料的吸附劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及血液凈化領(lǐng)域，具體涉及一種具有仿生包膜材料的吸附劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 血液灌流是一種將患者血液引出體外進(jìn)行凈化后再回輸人體的高新技術(shù)，其所用 的吸附劑的生物相容性以及如何防止吸附劑微粒脫落一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。1970年，華 裔加籍學(xué)者張明瑞教授開(kāi)創(chuàng)性地用火棉膠-白蛋白包囊活性炭，可有效改善活性炭的生物 相容性及微粒脫落問(wèn)題，使以活性炭作為吸附劑的血液灌流技術(shù)成功應(yīng)用于臨床。隨后，諸 如火棉膠、瓊脂糖、殼聚糖、聚甲基丙烯酸羥乙酯等包膜材料被大家廣泛研究，希望能夠找 到性能更加優(yōu)異的血液灌流吸附劑用的包膜材料。目前市場(chǎng)上流通的吸附劑常用的包膜材 料為火棉膠和聚甲基丙烯酸羥乙酯，但其特點(diǎn)為親水性膜，而人體內(nèi)多數(shù)致病物質(zhì)為疏水 性，從而降低了吸附劑對(duì)致病物質(zhì)的吸附性能。此外上述吸附劑在使用過(guò)程中仍有凝血現(xiàn) 象，說(shuō)明現(xiàn)在所用的包膜材料在其生物相容性方面還有改進(jìn)空間。
[0003] 多數(shù)與生命現(xiàn)象關(guān)系密切的主要生物體組織例如腦、神經(jīng)、肌肉、血液等，它們的 功能與其液晶態(tài)構(gòu)象及運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，如生物體中的信息傳遞、物質(zhì)輸送和能量轉(zhuǎn)換等都 離不開(kāi)相關(guān)液晶態(tài)結(jié)構(gòu)的參與。因此高分子液晶的研究已成為高分子學(xué)科發(fā)展的一個(gè)重要 方向，它的發(fā)展對(duì)生命科學(xué)前沿領(lǐng)域具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值和潛在的應(yīng)用意義。近年來(lái)，利用表 面活性劑可形成液晶結(jié)構(gòu)的特性，將可聚合表面活性劑引入高分子材料結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)該方 法在改善材料的生物相容性方面有巨大的研究?jī)r(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有血液凈化吸附劑中的不足，提供一種具有仿生包膜材 料的吸附劑及其制備方法，吸附劑上的包膜材料在37°C下為疏水性，將有效解決包膜后吸 附劑對(duì)致病物質(zhì)吸附性能降低的問(wèn)題，同時(shí)其從仿生的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，模擬細(xì)胞膜磷脂層 的液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，在包膜材料合成過(guò)程中引入可聚合表面活性劑，使所用的包膜材料具有更 高的生物相容性，從而降低凝血的概率。此外，在制備過(guò)程中只需在25°C左右條件下即可成 膜，相比于現(xiàn)有的包膜工藝均需要在高溫（>55°C )條件下才能成膜，這將大大降低了成膜 過(guò)程吸附劑結(jié)構(gòu)破壞的概率，使其臨床使用的安全性也將得到提高。
[0005] 本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種具有仿生包膜材料的吸附劑，按照重量百分比 計(jì)，所述吸附劑由包括以下組分的原料制備而成：
[0006] 可聚合表面活性劑4-6% ;
[0007] 兩端含雙鍵的二烯烴4-6% ;
[0008] N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體28-32 % ;
[0009] 吸附材料60%。
[0010] 進(jìn)一步地，所述可聚合表面活性劑為丙烯酸聚氧乙烯（20)鯨蠟醇酯，結(jié)構(gòu)式如 下：
[0011]
[0012] 進(jìn)一步地，所述兩端含雙鍵的二烯烴為Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺、乙二醇二甲基 丙烯酸酯中的一種或兩種的混合物。
[0013] 進(jìn)一步地，所述N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體為N-異丙基丙烯酰胺。
[0014] 進(jìn)一步地，所述吸附材料為活性炭、吸附樹(shù)脂中的一種或兩種的混合物。
[0015] 本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供本發(fā)明第一個(gè)方面所述的具有仿生包膜材料的吸附 劑的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟1，將可聚合表面活性劑、兩端含雙鍵的二烯烴、N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體和吸 附材料加入到注射用水中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，12-18Γ下攪拌溶解分散均勻，其中，注射用水與吸 附材料的重量比為1-10:1 ;
[0017] 步驟2,加入引發(fā)劑，8-12min后加入催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，繼續(xù)攪拌10-30min，攪 拌速度為60-120rad/min，其中，引發(fā)劑的加入量為可聚合表面活性劑、兩端含雙鍵的二烯 烴和N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體總量的0. 1-5%，催化劑的加入量為可聚合表面活性劑、兩端 含雙鍵的二烯烴和N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體總量的0. 1-5% ;
[0018] 步驟3,濾網(wǎng)過(guò)濾，取固體在15-25rad/min的震蕩速度下震蕩20-30h，控制溫度為 25±5°C ;
[0019] 步驟4,用水漂洗，即得所述具有仿生包膜材料的吸附劑。
[0020] 進(jìn)一步地，步驟1中注射用水與吸附材料的重量比為2-5:1。
[0021] 進(jìn)一步地，步驟2中攪拌速度為80-100rad/min。
[0022] 進(jìn)一步地，步驟2中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀。
[0023] 進(jìn)一步地，所述催化劑為N，N，N'N'_四甲基乙二胺。進(jìn)一步地，步驟1中，溫度控 制在 16-18°C。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0025] a.本發(fā)明一種具有仿生包膜材料的吸附劑，在37°C下為疏水性，將有效解決現(xiàn)有 技術(shù)中包膜后吸附劑對(duì)致病物質(zhì)吸附性能降低的問(wèn)題。
[0026] b.本發(fā)明一種具有仿生包膜材料的吸附劑，在37°C下為疏水性，包膜材料中所含 有的可聚合表面活性劑將形成分子一維的有序排列，使包膜材料達(dá)到模擬細(xì)胞膜磷脂層的 液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，從而使所用的包膜材料具有更高的生物相容性，從而降低凝血的概率。
[0027] c.本發(fā)明一種具有仿生包膜材料的吸附劑的包膜工藝只需在25°C左右條件下即 可成膜，相比于現(xiàn)有的包膜工藝均需要在高溫（>55°C)條件下才能成膜，這將大大降低了 成膜過(guò)程吸附劑結(jié)構(gòu)破壞的概率，使其臨床使用的安全性也將得到提高。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 針對(duì)現(xiàn)有血液凈化吸附劑中的不足，本發(fā)明的提供了一種具有仿生包膜材料的吸 附劑，由包括可聚合表面活性劑M1、兩端含雙鍵的二烯烴M2、N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體M3 以及吸附材料M4的原料制備而成，按照重量百分計(jì)，四組分的用量分別為Ml :4-6 %，M2 : 4-6%，M3 :32-28%，M4 :60% 〇
[0029] 所述可聚合表面活性劑具體為丙烯酸聚氧乙烯（20)鯨蠟醇酯，結(jié)構(gòu)式如下：
[0030]
[0031] 所述兩端含雙鍵的二烯烴具體為Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸 酯中的一種或兩種的混合物。
[0032] 所述N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體具體為N-異丙基丙烯酰胺。
[0033] 所述吸附材料具體為活性炭、吸附樹(shù)脂中的一種或兩種的混合物。
[0034] 上述的具有仿生包膜材料的吸附劑按照下述步驟制備而成：
[0035] 步驟1，將可聚合表面活性劑Μ1、兩端含雙鍵的二烯烴M2 (作為化學(xué)交聯(lián)劑）、 N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體M3和吸附材料Μ4加入到注射用水中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌溶解分散 均勻，注射用水與吸附材料的重量比為1-10:1，進(jìn)一步優(yōu)選為2-5:1。攪拌時(shí)控制溫度為 12-18Γ，溫度過(guò)低反應(yīng)物質(zhì)擴(kuò)散慢，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致聚合物反應(yīng)過(guò)快。為了在反應(yīng)物質(zhì)攪 拌均勻后再啟動(dòng)主要反應(yīng)，需要在攪拌過(guò)程中保持適當(dāng)?shù)臏囟?，滿(mǎn)足反應(yīng)物質(zhì)擴(kuò)散速度合 理的同時(shí)抑制反應(yīng)。進(jìn)一步優(yōu)選地，攪拌時(shí)控制溫度為16_18°C。其中，隨著M3和M2所占 總質(zhì)量的提高，所形成的包膜材料的厚度和強(qiáng)度將逐漸增大；而隨著Ml所占質(zhì)量的提高， 所形成的包膜材料的生物相容性將逐漸增大。
[0036] 步驟2,加入引發(fā)劑，8-12min后加入催化劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，繼續(xù)攪拌10-30min，攪 拌速度為60-120rad/min，優(yōu)選攪拌速度為80-100rad/min。引發(fā)劑的加入量為可聚合表面 活性劑、兩端含雙鍵的二烯烴和N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體總量的0. 1-5%，催化劑的加入量 為可聚合表面活性劑、兩端含雙鍵的二烯烴和N-烷基丙烯酰胺類(lèi)單體總量的0. 1-5%。所 述引發(fā)劑優(yōu)選為過(guò)硫酸鉀，所述催化劑優(yōu)選為Ν，Ν，Ν' Ν' -四甲基乙二胺。
[0037] 其中，攪拌速度越快，Ml在水溶液中所形成的膠束越小，繼而導(dǎo)致在膜表面形成的 通孔結(jié)構(gòu)的孔徑也越小。而研究表明，80-100rad/min的攪拌速度所形成的孔徑大小可讓多 數(shù)的中大分子致病物質(zhì)通過(guò)，且阻止血小板、紅細(xì)胞等有益的血液成分通過(guò)。
[0038] 步驟3,濾網(wǎng)過(guò)濾，取固體在15-25rad/min的震蕩速度下震蕩20-30h，控制溫度為 25±5°C。包膜工藝只需在25°C左右條件下即可成膜，相比于現(xiàn)有的包膜工藝均需要在高 溫（>55°C )條件下才能成膜，這將大大降低了成膜過(guò)程吸附劑結(jié)構(gòu)破壞的概率，使其臨床 使用的安全性也將得到提高。
[0039] 步驟4,用水漂洗，即得所