一种清除胆红素的吸附膜及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201010163153.X	申请日：	2010.05.05
公开号：	CN101862610A	公开日：	2010.10.20
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B01D 71/82申请公布日:20101020\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B01D 71/82申请日:20100505\|\|\|公开
IPC分类号：	B01D71/82; B01D69/08; B01D67/00; A61M1/18; A61M1/34	主分类号：	B01D71/82
申请人：	大连理工大学
发明人：	贾凌云; 徐文学; 韦厚良; 王智; 谢键
地址：	116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
优先权：
专利代理机构：	大连理工大学专利中心 21200	代理人：	梅洪玉
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内容摘要

本发明公开了一种用于清除血液中胆红素的吸附膜及其制备方法，属于生物医学材料技术领域。其特征是采用在血液透析器中空纤维膜支撑层和外表面沉积壳聚糖，并在壳聚糖上偶联可以和胆红素相互作用配基的修饰方式；偶联的配基包括聚乙烯亚胺，聚赖氨酸，氨基乙醇，2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，甜菜碱，赖氨酸，精氨酸，染料Cibacron Blue F3GA，K-GRS蓝，辛醛，正丁胺，苯胺，β-环糊精，牛血清白蛋白，人血清白蛋白。本发明操作简单，条件温和，不破坏膜本身的结构，可以依要求接各类配基，有极强的扩展性。使用吸附膜清除胆红素，所需系统简单，操作压力低，普通透析即可去除胆红素。

权利要求书

1.一种清除胆红素的吸附膜，其特征在于，该清除胆红素的吸附膜上偶联的配基包括聚乙烯亚胺，聚赖氨酸，氨基乙醇，2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，甜菜碱，赖氨酸，精氨酸，染料Cibacron Blue F3GA，K-GRS蓝，辛醛，正丁胺，苯胺，β-环糊精，牛血清白蛋白或人血清白蛋白。2.权利要求1所述吸附膜的制备方法，其特征在于如下步骤：(1)胆红素吸附膜制备过程中沉积所用壳聚糖溶液的配制方法为，将壳聚糖溶于质量百分数为0.5％-5.0％的乙酸或盐酸溶液中配制成质量百分比浓度为0.5％-4.0％的壳聚糖溶液；所用壳聚糖的分子量为中空纤维膜截留分子量的1.1～50倍，壳聚糖的脱乙酰度为40％～100％；(2)修饰医用血液透析器中空纤维膜的方式来制备胆红素吸附膜，包括壳聚糖沉积和配基偶联两个步骤：第一步，将壳聚糖溶液在中空纤维膜外侧循环，控制超滤流速0.1-50ml/min，时间为5-60min；改变中空纤维膜的内外侧pH为8-14，使壳聚糖充分沉积；第二步，将配基偶联到沉积壳聚糖的活性氨基上。

说明书

一种清除胆红素的吸附膜及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，具体地说，涉及到一种高胆红素血症治疗中清除脂溶性毒素胆红素的一种吸附膜的制备方法。

背景技术

胆红素代谢异常可导致体内胆红素的大量积聚，成为一种内源性毒素，可以造成黄疸、肝脏和胆道的机能障碍和脑损伤等症状，迅速有效地清除血液中过量胆红素可以缓解患者的症状。

目前，临床上对胆红素的清除主要采用血液灌流的净化方式。

血液/血浆灌流(Hemoperfusion，HP)，是将患者血液/血浆引入装有固态吸附剂的灌流器中，利用吸附剂的特殊的孔隙结构将胆红素吸附并清除。目前临床广泛应用的胆红素吸附材料主要有活性炭和树脂。

(一)活性炭血液/血浆灌流活性炭是一种多孔性非极性广谱吸附剂，在血液/血浆灌流初期就被用作吸附材料。但活性炭与血液/血浆接触后会使血液/血浆有形成分如红细胞、白细胞及血小板破坏，影响电解质平衡。同时，炭微粒的脱落会引起栓塞，使其应用受到限制。

(二)树脂血液/血浆灌流树脂是一类高分子吸附材料，近年已在临床上广泛应用。临床应用的树脂主要分为离子交换树脂和吸附树脂。1.离子交换树脂，其吸附属化学性吸附，根据同电荷相斥、异电荷相吸的原理，对带不同电荷的分子选择性吸附，如日本产BR350胆红素吸附器和MARS中的树脂吸附器都是阴离子交换树脂。阴离子交换树脂对未结合胆红素具有良好的清除效果。但阴离子交换树脂存在吸附量低、选择性差，同时又能吸附体内的钙、磷等重要电解质成分，对人体的电解质平衡有破坏作用，因此在临床上已应用不多。2.吸附树脂，吸附树脂在制备过程中可以人为控制其化学结构和物理结构，并且具有吸附容量大、吸附速度快、化学稳定性好、机械强度高、不易脱落颗粒等优点，目前在临床上应用广泛。张胜男等(张胜男，顾汉卿.胆红素吸附树脂的研究进展.透析与人工器官2007，18：26-38)对胆红素吸附树脂作了全面综述。其中，由于膜材料具有表面积大，扩散路径短，操作压力低等优点，在使用具有“亲和”基团的微滤膜进行血液灌流时，流体将以对流方式通过膜，因其无内扩散阻力，从而可在不影响吸附结合作用的前提下最大限度地提高操作速度。

血液透析是指体液内的中小分子成分，包括溶质或水分，通过弥散、对流作用透过半透膜被透析液带走。血液透析疗法是将患者的血液和透析液同时引进透析器(两者的流动方向相反)，利用透析器的半透膜，可以连续清除血中蓄积的过多水溶性毒素和水分，并可调整电解质紊乱。血液透析操作容易，设备简单因此，血液透析作为一种成熟的血液净化方法得到广泛使用。然而，血液透析对胆红素去除基本无效，原因在于胆红素与血液中白蛋白分子强烈结合，普通透析时胆红素分子难以被清除。

血液净化技术发展的未来趋势是：更高效率，更加简化的设备以及更高的性价比。为了实现在普通透析时即可清除胆红素，本发明提供了一种清除胆红素吸附膜及其制备方法，本发明的构思是：通过在透析器中空纤维膜支撑层和外表面沉积壳聚糖，在壳聚糖上偶联可以和胆红素相互作用的配基，在血液透析时，配基竞争吸附血液中和白蛋白结合的胆红素，在透析去除水溶性毒素的同时实现了脂溶性毒素胆红素的清除。

发明内容

本发明提供了一种清除胆红素的吸附膜及其制备方法，通过在透析器中空纤维膜支撑层和外表面沉积壳聚糖，在沉积壳聚糖上偶联可以和胆红素相互作用的配基，在血液透析时，配基竞争吸附血液中和白蛋白结合的胆红素，在透析去除水溶性毒素的同时实现了对脂溶性毒素胆红素的清除。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的胆红素吸附膜上偶联的配基包括聚乙烯亚胺，聚赖氨酸，氨基乙醇，2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，甜菜碱，赖氨酸，精氨酸，染料Cibacron Blue F3GA，K-GRS蓝，辛醛，正丁胺，苯胺，β-环糊精，牛血清白蛋白或人血清白蛋白。

本发明的吸附膜制备方法如下：

(1)胆红素吸附膜制备过程中沉积所用壳聚糖溶液的配制方法为，将壳聚糖溶于质量百分数为0.5％-5.0％的乙酸或盐酸溶液中配制成质量百分比浓度为0.5％-4.0％的壳聚糖溶液。所用壳聚糖的分子量为中空纤维膜截留分子量的1.1～50倍，壳聚糖的脱乙酰度为40％～100％。

(2)修饰医用血液透析器中空纤维膜的方式来制备胆红素吸附膜，包括壳聚糖沉积和配基偶联两个步骤：第一步，将壳聚糖溶液在中空纤维膜外侧(血液透析器外腔)循环，控制超滤流速0.5-50ml/min，时间为5-60min，除去乙酸或者盐酸及水等小分子，同时使壳聚糖充分附着在中空纤维膜的表面。改变中空纤维膜的内外侧pH为8-14，使壳聚糖充分沉积。第二步，将配基偶联到沉积壳聚糖的活性氨基上。

本发明的有益效果是吸附膜的制备操作简单，条件温和，且修饰不破坏膜本身的结构，壳聚糖沉积量可控。另外壳聚糖具有良好的生物相容性，可改善中空纤维膜的生物相容性，其上存在大量的活性氨基，可以依要求接各类作用配基，有极强的扩展性。该方式清除胆红素，所需系统简单，操作压力低，可极大提高操作流速，在去除各种水溶性毒素的同时能够清除脂溶性毒素胆红素。

具体实施方式

以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。

实施例1.

使用聚乙烯亚胺作为吸附膜的配基及对胆红素的清除实验，步骤如下：

第一步，吸附膜的制备

A)壳聚糖的沉积

1.含壳聚糖0.2g的1％乙酸溶液在中空纤维膜外侧(血液透析器外腔)循环，控制超滤，超滤流速为10ml/min，以除去壳聚糖溶液中的一部分乙酸或者盐酸及水等小分子，同时使壳聚糖充分附着在中空纤维膜的表面。

2.改变中空纤维膜的内外侧pH＝12，使壳聚糖充分沉积。

B)偶联配基

沉积壳聚糖的中空纤维膜和1％的戊二醛溶液在pH＝8.0，40℃下反应12h。冲洗去除游离戊二醛后，和5％聚乙烯亚胺溶液在pH＝8.5，40℃下反应4h。硼氢化钠还原。

第二步，血液透析吸附方法及其效果

配置普通医用碳酸氢盐透析液，选用尼普洛三醋酸中空纤维透析器SUREFLUX-150G；150ml重症肝炎病人血浆循环于血液透析器内的中空纤维膜中，300ml医用血液透析液循环于血液透析器外腔，流速均为50ml/min，循环透析吸附4h后，测定血浆中胆红素的浓度，计算胆红素去除率。

实验结果表明，在血浆中胆红素初始浓度为248.43mg/L时，使用修饰后的血液透析器，对胆红素的去除率为31.65％，相应空白对照(中空纤维膜未经过修饰)为6.44％。

实施例2～16

使用不同配基制备吸附膜及对胆红素的清除实验，其步骤和实例1相同，具体操作参数和实验结果如下表所示：

  实施

  例

  壳聚糖质
  量百分数

  (％)
  乙酸溶
  液浓度

  (m/v)
  超滤流速

  (ml/min)

  超滤
  时间

  (min)
  沉积

  pH

  配基

  胆红素初
  始浓度

  (mg/L)

  去除率

  2
  0.5
  0.5％
  20
  30
  13
  聚赖氨酸
  226.07
  35.45％
  3
  0.5
  0.5％
  0.5
  60
  10
  氨基乙醇
  253.15
  16.14％

  4

  1.0

  2.0％

  5

  50

  13

  2，3-环氧丙基三

  甲基氯化铵

  233.52

  26.27％

  5

  2.0

  2.0％

  10

  40

  11

  3-氯-2-羟丙基

  三甲基氯化铵

  228.56

  24.69％

  6
  3.0
  5.0％
  40
  5
  9
  甜菜碱
  255.39
  19.62％
  7
  3.0
  2.0％
  10
  30
  8
  赖氨酸
  259.61
  26.90％
  8
  4.0
  2.0％
  20
  20
  8
  精氨酸
  262.34
  28.80％

  9

  5.0

  3.0％

  20

  30

  13

  Cibacron Blue

  F3GA

  278.24

  10.76％

  10
  5.0
  3.0％
  30
  20
  12
  K-GRS蓝
  245.95
  9.81％
  11
  3.0
  3.0％
  30
  30
  9
  辛醛
  308.05
  12.98％
  12
  3.0
  4.0％
  25
  20
  8.5
  正丁胺
  253.65
  10.13％

  实施

  例

  壳聚糖质
  量百分数

  (％)
  乙酸溶
  液浓度

  (m/v)
  超滤流速

  (ml/min)

  超滤
  时间

  (min)
  沉积

  pH

  配基

  胆红素初
  始浓度

  (mg/L)

  去除率

  13
  2.0
  2.0％
  30
  10
  13.5
  苯胺
  251.16
  14.88％
  14
  2.0
  1.0％
  20
  30
  11
  β-环糊精醛
  273.52
  18.36％
  15
  0.5
  0.5％
  10
  40
  12
  牛血清白蛋白
  243.46
  30.38％
  16
  0.5
  0.5％
  10
  40
  12
  人血清白蛋白
  238.49
  29.43％