阻止不溶微粒的精密藥液過濾器的研制與應(yīng)用

姬志峰，付 淵，萬 鵬，元 彰

（1.西安交通大學(xué)物資供應(yīng)中心，陜西西安 710048；2.西安互邦過濾膜新材料科技有限公司，陜西西安 710048；3.河南曙光匯知康生物科技股份有限公司，河南漯河 462002；4.西安交大醫(yī)用器材廠，陜西西安 710048）

臨床藥物中不溶性微粒對(duì)人體的危害已成為廣大醫(yī)務(wù)工作者的共識(shí)，同時(shí)，部分患者也通過各種途徑對(duì)藥液中不溶性微粒的危害有所認(rèn)識(shí)，他們對(duì)臨床用藥質(zhì)量及安全意識(shí)日益增強(qiáng)，要求也越來越高。但目前國內(nèi)市場上的臨床用注射器均不具備過濾藥液中的不溶性微粒的功能，藥液中不溶微粒和雜質(zhì)隨藥液一起進(jìn)入肌肉或血液，引發(fā)各種并發(fā)癥：如注射部位發(fā)生無菌膿腫、蜂窩組織炎和潰瘍等，增加了注射風(fēng)險(xiǎn)；注射后，不溶性顆粒將保持完整，并隨著血流移動(dòng)阻塞毛細(xì)血管；反復(fù)給藥可導(dǎo)致嚴(yán)重的肺臟和心臟并發(fā)癥[1]，這種情況可能需要幾年的時(shí)間才會(huì)發(fā)展，但一旦發(fā)生，損害是不可逆轉(zhuǎn)的[2]。

為此，本研究組研發(fā)出了一種精密過濾注射器，解決了以往注射器無過濾的問題。精密過濾注射器可有效避免人們?cè)谧⑸溥^程中被微粒侵害，其獨(dú)特的內(nèi)置式設(shè)計(jì)不改變現(xiàn)有注射器的使用流程，操作簡便、安全，易于推廣。

1 材料與方法

1.1 藥液過濾器的構(gòu)造為解決現(xiàn)有注射器存在的技術(shù)缺陷問題，基于反復(fù)設(shè)計(jì)和長期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終形成一種阻止不溶微粒的高過濾性的藥液過濾器（圖1）。

圖1藥液過濾器剖面Fig.1 Profile of the liquid medicine filter

1.2 注射筒內(nèi)部的過濾器本體前端為錐形端，后端為過濾端；過濾端包括過濾塊和其內(nèi)部的浮塞，過濾塊內(nèi)側(cè)形成過濾腔，過濾腔內(nèi)設(shè)置環(huán)形過濾膜。當(dāng)注射器抽液時(shí)，浮塞移動(dòng)至過濾塊的浮塞通道頂部，液體從浮塞的盲孔進(jìn)入過濾腔；當(dāng)注射器排液時(shí)，浮塞遠(yuǎn)離過濾塊的浮塞通道頂部，過濾腔的液體經(jīng)過環(huán)形過濾膜和過濾塊外圍通道進(jìn)入浮塞的盲孔。浮塞為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，且沿其軸線設(shè)置有盲孔，浮塞上凸臺(tái)側(cè)壁上設(shè)置與盲孔連通的出液孔和進(jìn)液孔；過濾塊內(nèi)設(shè)置與浮塞形狀匹配的浮塞通道，浮塞通道小端與過濾腔連通，過濾腔除浮塞通道小端出口以外均設(shè)置環(huán)形過濾膜；過濾塊上還設(shè)置連通過濾腔和浮塞通道大端的出液通道。當(dāng)浮塞軸肩與浮塞通道貼緊時(shí)，盲孔通過進(jìn)液孔與過濾腔連通，出液孔、出液通道處于密封狀態(tài)；當(dāng)浮塞軸肩與浮塞通道間隙設(shè)置時(shí)，盲孔通過出液孔、出液通道與過濾腔連通，進(jìn)液孔處于密封狀態(tài)。出液通道為多個(gè)，且沿過濾塊軸線設(shè)置。出液孔和進(jìn)液孔均沿浮塞周向均布。過濾器本體的大小形狀與注射筒前端內(nèi)腔相匹配，錐形端插入針頭座內(nèi)腔中，且注射筒內(nèi)壁與過濾器本體密封連接。過濾端內(nèi)腔與注射桿前端的活塞的形狀相匹配。環(huán)形過濾膜為核微孔膜、聚醚砜膜、聚酯膜或尼龍膜。環(huán)形過濾膜過濾孔徑為1.2~15 μm（圖2）。

圖2藥液過濾器應(yīng)用示意圖Fig.2 Application diagram of the liquid medicine filter

1.3 過濾器原理采用重離子核孔膜作為藥物進(jìn)入人體前的一個(gè)濾過屏障。該復(fù)合纖維膜具有浸水層和疏水層差異，因而具有獨(dú)特的單向透過性能。使得藥液可以從疏水層向浸水層透過，而不能由浸水層向疏水層逆向透過，實(shí)現(xiàn)濾過藥液有害顆粒進(jìn)入人體的作用。

1.4 重離子膜、聚醚砜膜及尼龍膜濾除率測試為驗(yàn)證重離子濾膜（核孔膜）、聚醚砜膜、尼龍膜3種膜材料對(duì)顆粒的濾除性能，使用微粒分析儀（GWF-7JA）進(jìn)行測量。

采用表1所示的膠乳粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液作為試驗(yàn)液。

1.5 試驗(yàn)方法取100 mL試驗(yàn)液，注入潔凈的計(jì)數(shù)器的樣品池中，按表中粒徑計(jì)數(shù)范圍對(duì)樣品池內(nèi)試驗(yàn)液中的膠乳粒子計(jì)數(shù)（N0），總?cè)恿坎簧儆?5 mL。

取25 mL試驗(yàn)液，按輸液方向流過藥液過濾器，濾過液流入潔凈的計(jì)數(shù)器的樣品池中，按表中粒徑計(jì)數(shù)范圍對(duì)樣品池內(nèi)濾過液中的乳膠粒子計(jì)數(shù)（N1），總?cè)恿坎簧儆?5 mL。

表1乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液Tab.1 Latex particle standard solution

過濾器的濾除率按下式計(jì)算：

式中：N0試驗(yàn)液中測得的粒子數(shù)，個(gè)/mL；N1濾出液中測得的粒子數(shù)，個(gè)/mL。

2 結(jié) 果

重離子膜、聚醚砜膜及尼龍膜濾除率均達(dá)到Y(jié)0286.1-2007專用輸液器第一部分關(guān)于一次性使用精密過濾輸液器標(biāo)準(zhǔn)中濾除率不小于90%的要求。測試結(jié)果表明，核孔膜、聚醚砜膜和尼龍膜對(duì)5 μm乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中5~6 μm粒子數(shù)的濾除率分別達(dá)96.9%、97.1%和96.2%。核孔膜對(duì)3 μm乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中3~4 μm粒子數(shù)的濾除率達(dá)98.1%（表2~表5）。

表2 5 μm乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中5~6 μm粒子數(shù)測試結(jié)果Tab.2 Test results of the number of 5?6 μm particles in 5 μm latex particles standard solution （個(gè)/mL）

表3 3 μm乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中3~4 μm粒子數(shù)測試結(jié)果Tab.3 3 μm 3?4 μm latex particles in standard solution μm particle number test results （個(gè)/mL）

表4 核孔膜、聚醚砜膜和尼龍膜對(duì)5 μm乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中5~6 μm粒子數(shù)的濾除率Tab.4 The effects of nuclear pore membrane,polyethersulfone membrane and nylon membrane on 5 μm 5?6 μm latex particles in standard solution μ filtration rate of M particle number

表5 核孔膜對(duì)3μm乳膠粒子標(biāo)準(zhǔn)溶液中3~4 μm粒子數(shù)的濾除率Tab.5 Nuclear pore membrane to 3 μm?4 μm latex particles in standard solution filtration rate of particle number

3 討 論

本研究發(fā)明的藥液浮塞過濾器應(yīng)放置在注射筒內(nèi)使用。當(dāng)注射器抽液時(shí)，浮塞移動(dòng)至過濾塊的浮塞通道頂部，液體從浮塞中心的盲孔進(jìn)入過濾腔，當(dāng)注射器排液時(shí)，浮塞遠(yuǎn)離過濾塊的浮塞通道頂部，過濾腔的液體經(jīng)過環(huán)形過濾膜、過濾塊外圍通道進(jìn)入浮塞的盲孔，從而實(shí)現(xiàn)抽液不過濾、排液過濾的功能。

經(jīng)多國申請(qǐng)專利保護(hù)的專利合作條約（PTC）出具國際檢索書面意見表明：本發(fā)明具有一定的新穎性、創(chuàng)造性和工業(yè)實(shí)用性（國際申請(qǐng)?zhí)枺篜TC/CN2018/097643）。與美國的專利（PTC/US2016/0317748 A1）和韓國的專利（PTC/WO2017/043830 A1）相比，其獨(dú)特的內(nèi)置式設(shè)計(jì)摒棄了國外產(chǎn)品操作復(fù)雜的弊端，同時(shí)解決了國內(nèi)無商業(yè)用注射器過濾的問題，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。在配制液體時(shí)直接濾過微粒和沉淀，達(dá)到過濾的效果，確?；颊哂盟幇踩?。本研究內(nèi)置的過濾裝置不給使用者增加額外工作量，在正常使用的同時(shí)進(jìn)行了藥液的過濾，具有成本低、過濾安全、使用方便的優(yōu)勢。

該產(chǎn)品的發(fā)明有望成為守衛(wèi)輸液安全的第一道防線，在不增加醫(yī)務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度和工作效率的基礎(chǔ)上，能夠有效精密地濾除藥液中的各種不溶微粒和污染微粒，從源頭上防范患者輸液中可能引發(fā)的各種注液風(fēng)險(xiǎn)。本產(chǎn)品填補(bǔ)了一次性精密過濾注射器在國內(nèi)的空白，替代了同類進(jìn)口產(chǎn)品，具有重要作用和重大現(xiàn)實(shí)意義。