透析器膜材料的研究進(jìn)展-

1、納米級(jí)微孔納米級(jí)微孔聯(lián)聯(lián)機(jī)機(jī)血血液液-透透析濾過析濾過高高通量通量血血液透析液透析血血液液-透透析濾過析濾過血血液液-濾濾過過低低通量通量 -血血液透析液透析 治療治療 方式方式修修飾飾纖維纖維素素其其他他合合成膜成膜三三醋酸醋酸纖維纖維素素FMC 低低通量通量聚聚砜膜砜膜PAN醋醋酸酸纖纖維素維素 纖纖維素維素 膜膜 材料材料空空心纖維心纖維 透透析器析器平平板型板型“盤盤卷卷”平平板型板型“金金屬板屬板”蟠管蟠管型型“旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)式鼓桶式鼓桶” 膜膜形形狀狀2000之之后后90s80s70s60s50s1940Adapted from Am J Kidney Dis 1998; 13 (s.3

2、) 115膜材料與血液接觸后的生物反應(yīng)模式圖膜材料與血液接觸后的生物反應(yīng)模式圖激活修飾的補(bǔ)體通道激活修飾的補(bǔ)體通道 產(chǎn)生產(chǎn)生 C5a C5a , , C3a C3a 以及過敏毒素以及過敏毒素 激活激活XIIXII因子因子激活激活緩激肽釋放酶緩激肽釋放酶釋放緩激肽釋放緩激肽低血壓低血壓肥大細(xì)胞肥大細(xì)胞中性粒細(xì)胞中性粒細(xì)胞粘附受體粘附受體LTB4LTB4 IL-1IL-1, ,TNFTNFPGPG等等單核細(xì)胞單核細(xì)胞血小板血小板血管舒張血管舒張, ,支氣管收縮支氣管收縮2 2- -微球蛋白微球蛋白低血壓低血壓, ,發(fā)熱發(fā)熱釋放組胺釋放組胺, ,白細(xì)胞三烯白細(xì)胞三烯血小板血小板減少癥減少癥改良纖維素

3、膜改良纖維素膜提高生物相容性提高生物相容性-性能最為優(yōu)越的纖維素膜性能最為優(yōu)越的纖維素膜生物相容性與膜表面性質(zhì)有關(guān)生物相容性與膜表面性質(zhì)有關(guān)控制膜表面的粗糙程度控制膜表面的粗糙程度高倍鏡下的膜表面對(duì)比高倍鏡下的膜表面對(duì)比180 200 m血液接觸層光滑血液接觸層光滑“減少凝血減少凝血”厚度均一厚度均一,膜壁的完整性好膜壁的完整性好“減少滲漏減少滲漏”“內(nèi)毒素屏障內(nèi)毒素屏障”分隔層分隔層“最最小的阻力小的阻力” 40 mSymmetric membranestructureThin wall（薄壁）（薄壁）16-18mTight pore size in the inside (blood co

4、ntact)Open pore size on the outside親水疏水微區(qū)域限制了血液中蛋白質(zhì)親水疏水微區(qū)域限制了血液中蛋白質(zhì)細(xì)胞與膜表面的相互作用細(xì)胞與膜表面的相互作用疏水性和表面電荷使其能吸附炎癥介質(zhì)疏水性和表面電荷使其能吸附炎癥介質(zhì)透透析液側(cè)析液側(cè)血血側(cè)側(cè) 從從透析液側(cè)到血側(cè)無內(nèi)毒素的轉(zhuǎn)移透析液側(cè)到血側(cè)無內(nèi)毒素的轉(zhuǎn)移: :透透析液側(cè)泡沫狀膜，血液側(cè)膜光滑、表面大析液側(cè)泡沫狀膜，血液側(cè)膜光滑、表面大吸附能力強(qiáng)吸附能力強(qiáng) 僅有僅有 1/ 1/百百萬單位的內(nèi)毒素能跨過膜萬單位的內(nèi)毒素能跨過膜 !高高通量通量/低低通量通量合合成膜成膜低低通量通量纖纖維素膜維素膜40%低低通量通量合合成膜

5、成膜高高通量通量合合成膜成膜低低通量通量纖維纖維素膜素膜87%聚砜膜纖維內(nèi)壁的比較聚砜膜纖維內(nèi)壁的比較透析膜的制造工藝透析膜的制造工藝透析器的封裝與切割透析器的封裝與切割切割工藝比較切割工藝比較(Materials)Cellulose Hollow FiberPolysulfone Hollow FiberPolyacryronitrile Hollow FiberHemodialyserPlasma Therapy ProductsLeukocyte Reduction FilterPolyethylene Hollow FiberCellulose diacetate Hollow Fib

6、erAmino acids immobilized PVAStyrene divinyl benzene ColumnActivated charcoal ColumnPolyethylene Hollow FiberNon-woven polyester sheetUrea1Creatinine1Vitamin B120.65Inulin0.052-microglobulin0Albumin0Urea1Creatinine1Vitamin B121Inulin12-microglobulin0.65 & 0.8Albumin 0.001提高的中大分子清除能力提高的中大分子清除能力透透

7、析析器器膜膜材材料料UF coeffml/hr/mmHgAdsorbed LpdA g/m2Adsorbed LPSng/m2E3Cuprophane5.84.5 3.491 29F4Low Flux Ps2.838.8 8.1260 42Acepal1300Cell Acetate8.010.7 2.3162 38AltrafluxCell Acetate1511.0 1.390 42Filtral12AN693212.8 4.7109 84F60High flux Ps4055.5 7.1567 80Polyflux110Polyamide4261.1 10.8352 123Source:

8、 Weber et al. Int J Artif Organs 1997, 20: 144-152高通量透析器的吸附功能不完全相同：高通量透析器的吸附功能不完全相同：Krane V et al. Am J Kidney Dis (2007); 49:267-27500.10.20.30.40.50.60.70.80.91Synth. vs. cell. (Hakim et al.)Convective vs. diff. Tx (Locatelli et al.)Synth. vs. cell. (Death of infection) (Bloembergen et al.)High-fl

9、ux vs. low-flux (Koda et al.)High-flux vs. low-flux (Hornberger et al.)RR of death (Ref=1)0%20%40%60%80%100%Low-fluxHigh-flux5-year probability of survival(Woods et al.)b2m MD=11,800DSchiffl et al. Nephrol Dial Transplant 15:1399-1409, 2000Improvement of lipid profile*p0.05 vs time 0 and 4 weekstime

10、 weeksModified CellulosePolyflux S02040608010012004122028lipid concentration mg/dl00.51.01.52.02.53.03.54.0ratio LDL/HDL* *LDLHDLLDL/HDLPitone J et al, ISBP, 2003 Modified cellulose versus Polyflux S 43 patientsPolyflux: Improvements in lipid profile may help to reduce the lipid lowering medications

11、1057Mc Carthy et al,Am J Kidney Dis, 29: 576-583 (1997)Renal Function and Dialysis Membranes02468Begin4-910-1516-2122-24Therapy monthPatients (No.)Polysulfone (F80)Cellulose Acetate(CA 110)50504540464343393936Intrinsic urea clearance (Kr) ml/minPSu F80CA 110randomized cross-over study in 18 patients

12、, 3 x 8 weeksRef: Schindler et al, 2000Marcus et al. Am J Kidney Dis 31: 491-494, 1998 用用 F80之之前前用用 F80之之后后*P0.05* P0.01血血清白蛋白清白蛋白 (g/dl)Low-FuxHigh-Fux死亡率死亡率生存率生存率白蛋白水平白蛋白水平l 對(duì)聚合物表面改性是賦予膜材料新對(duì)聚合物表面改性是賦予膜材料新 性能的常用方法改變膜表面的親疏性能的常用方法改變膜表面的親疏 水性水性l 利用利用SO2 SO2 等離子體對(duì)涂在血管金屬等離子體對(duì)涂在血管金屬 內(nèi)支架表層的聚氯二甲苯進(jìn)行處理內(nèi)支架表層的

13、聚氯二甲苯進(jìn)行處理, , 親水性和其血液相容性也得到了顯親水性和其血液相容性也得到了顯 著提高著提高內(nèi)表內(nèi)表面平面平滑：滑：減少減少血膜血膜激活激活透透析液側(cè)泡沫狀膜析液側(cè)泡沫狀膜：吸附內(nèi)毒素：吸附內(nèi)毒素合成膜的結(jié)構(gòu)合成膜的結(jié)構(gòu) 聚醚砜膜聚醚砜膜聚胺聚胺 + 聚碸聚碸+PVP純純聚碸聚碸均一海綿體均一海綿體構(gòu)造構(gòu)造 新穎新穎 - 3 - 3層構(gòu)造層構(gòu)造3-Layer StructureX 20.000X 80.0001 m100 m250 nmX 20.000X 80.0001 m100 m250 nm Inner Selective Layer (Skin)- narrow pore size- separation layer- 0.1 - 0.5 m Stabilization layer- support function- 2 5 m Finger Type Structure- high void fraction- low diffusive resistance- 40 45 m Most effective and stable removal characteristics Endotoxins retention膜材料的改進(jìn)膜材料