抗粘附改性聚砜透析膜制備與性能測(cè)試及應(yīng)用觀察

楊敏　楊荊遠(yuǎn)

摘 要：對(duì)傳統(tǒng)血液透析膜存在血液分離性能差的問(wèn)題，提出一種新型抗氧化血液透析膜的制備，并對(duì)改性后的血液透析膜性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：在磺化聚砜-水飛薊賓共混物（Mg2）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、磺化聚砜-水飛薊賓共混物（Mg3）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，孔隙率均超過(guò)85%。對(duì)牛血清蛋白（BSA）截留率均超過(guò)94%，純水通量均超過(guò)300 L/（m2·h-1）。應(yīng)用表明，該膜對(duì)血小板有明顯的作用。

關(guān)鍵詞：聚砜膜；膜孔隙率；血小板活化；血液透析；分離性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ028；TQ314 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2023）06-0075-04

Preparation and performance testing with application observation of anti-adhesive modified polyimide dialysis membrane

YANG Min1，YANG Jingyuan2

（1.Enshi Prefecture Central Hospital，Enshi 445000，Hubei China；2.Yida Quanya （Beijing） International Technology Co.，Ltd.，Beijing 100124，China）

Abstract：Aiming at the problem of poor blood separation performance in traditional hemodialysis membranes，a new type of antioxidant hemodialysis membrane is proposed，and the performance of the modified membrane is investigated.The experimental results showed that the porosity of Mg2 （the mass percentage of sulfonated polysulfone-silybin blend is 2%） and Mg3 mixed membrane （the mass percentage of sulfonated polysulfone-silybin blend is 3%） exceeded 85%. The retention rate of BSA exceeded 94%，and the pure water flux exceeded 300 L/（m2·h-1）. Application studies demonstrate that the membrane exhibits a significant effect on platelets.

Key words：polysulfone membrane;membrane porosity;platelet activation;hemodialysis;separation performance

傳統(tǒng)血液透析膜受其材料的影響，在血液透析的過(guò)程中，細(xì)胞易在膜上粘附，血小板易出現(xiàn)活化凝固，造成血栓等不好的情況。為了進(jìn)一步提升血液透析膜的性能，葉卉提出通過(guò)膜表面親水改性和負(fù)電改性增強(qiáng)膜的血液相容性，進(jìn)而提升膜的實(shí)際應(yīng)用性能［1］。王敏則以聚砜中空纖維膜為研究對(duì)象，針對(duì)聚砜中空纖維膜親水性差、超濾速率低的問(wèn)題進(jìn)行探討。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)改性后的聚砜中空纖維膜在超濾速率低的方面得到了明顯的改善，但在親水性方面還有進(jìn)一步提升的空間［2］。張夢(mèng)蕾則嘗試采用無(wú)機(jī)納米粒子結(jié)合金屬有機(jī)共價(jià)材料對(duì)透析膜進(jìn)行雜化改性。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)有機(jī)-無(wú)機(jī)改性后，聚砜透析膜的抗污染性能得到了明顯的提升［3］。以上學(xué)者的研究為聚砜透析膜的優(yōu)化提供了方向，但優(yōu)化后的聚砜膜還達(dá)不到理想的效果?；诖?，試驗(yàn)在牛小旦［4］的研究基礎(chǔ)上，提出一種新型親水抗氧化改性血液透析膜的制備，并對(duì)透析膜性能進(jìn)行研究，為聚砜膜在血液透析中的應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

主要材料：聚砜膜（PSF）（CP） ，互創(chuàng)新材料；磺化聚砜（SPSF）（AR），德馳科技；水飛薊賓（SLB） （AR）， 巨勝科技；二甲基乙酰胺（DMAc）（AR） ，照東化工；聚乙二醇（PEG）（AR），云?；ぃ蝗野罚ˋR），琳盛化工；草酰氯（AR），多聚化學(xué)；無(wú)水乙醚（AR），金邦醫(yī)藥化工；無(wú)水二氯甲烷（DCM）（AR），鑫洋化工；三乙醇胺（TEA）（AR）， 金晟新材料。

主要設(shè)備：MYP11-2型恒溫?cái)嚢杵鳎贩f浦儀器）；FD-1A-80型真空冷凍干燥機(jī)（舜制儀器）；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（亞榮儀器）；AXDD5M型離心機(jī)（安信實(shí)驗(yàn)儀器）；HD-2700型掃描電子顯微鏡上多川貿(mào)易；Hoffen-10型傅里葉紅外光譜儀嘉鑫海機(jī)械；DSA型接觸角測(cè)試儀，晟澤科技。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 酰氯化磺化聚砜（SPSF-Cl）的制備

（1）將10 g SPSF和120 mL無(wú)水DCM依次放入容積為250 mL的三口燒瓶中，放入轉(zhuǎn)子后持續(xù)通氮，通氮時(shí)間為15 min;

（2）在8 mL無(wú)水DCM中溶入1.5 mL草酰氯，然后緩慢滴入“步驟（1）”的三口燒瓶中，再加入0.4 mL無(wú)水DMF;

（3）在MYP11-2型恒溫磁力攪拌器的作用下進(jìn)行恒溫?cái)嚢瑁瑪嚢铚囟群蜁r(shí)間分別為30 ℃和6 h。提升反應(yīng)溫度繼續(xù)攪拌，攪拌溫度和時(shí)間分別為34 ℃和48 h，反應(yīng)產(chǎn)物為深黃色液體粗產(chǎn)物;

（4）在37～42 ℃逐步升溫條件下通過(guò)RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器旋蒸2次，每次旋蒸后都需要添加一些無(wú)水DCM;

（5）趁熱將旋蒸后液體逐漸滴入攪拌狀態(tài)下冷卻的無(wú)水乙醚中沉淀，沉淀次數(shù)為2次。將沉淀后樣品進(jìn)行冷凍干燥處理，得到SPSF-Cl。

1.2.2 磺化聚砜-水飛薊賓（SPSF-SLB）共混物的制備

（1）在30 mL無(wú)水DCM中溶入1.6 g的SLB，在40 mL無(wú)水DCM中溶入3.28 g的SPSF-Cl，依次將SLB的DCM溶液和SPSF-Cl的DCM溶液倒入三口燒杯中，然后放入0.46 mL的三乙醇胺（TEA），在25 ℃避光條件下攪拌1 d；

（2）反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)產(chǎn)物逐漸滴入攪拌狀態(tài)下冷卻的無(wú)水乙醚中沉淀，沉淀次數(shù)為2次。然后將沉淀后液體按照1 000 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心處理。對(duì)離心產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)濾凍干處理，得到SPSF-SLB 。

1.2.3 PSF/SPSF -SLB 共混膜的制備

（1）根據(jù)配比分別稱(chēng)取PSF、SPSF-SLB和PEG600，然后依次放入圓底燒瓶?jī)?nèi)，在燒瓶?jī)?nèi)放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76%的DMAc溶液和轉(zhuǎn)子;

（2）在恒溫磁力攪拌機(jī)的作用下進(jìn)行恒溫?cái)嚢?，攪拌溫度和時(shí)間分別為60 ℃和10 h，得到鑄膜液，靜置12? h后脫泡；

（3）用刮膜機(jī)對(duì)脫泡后鑄膜液進(jìn)行刮膜處理，刮膜溫度和速度分別為60 ℃和6 m/min。刮膜結(jié)束后置于25 ℃水浴條件進(jìn)行凝固，得到PSF/SPSF-SLB 共混膜（PSS），共混膜配比如表1所示。其中，M0表示SLB摻量為0%的PSF/SPSF膜；M1～M3表示SLB摻量分別為1%、2%和3%的共混膜。

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 化學(xué)基團(tuán)分析

通過(guò)紅外光譜儀對(duì)材料化學(xué)基團(tuán)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 接觸角

通過(guò)DSA型接觸角測(cè)試儀對(duì)材料的親水性能進(jìn)行測(cè)試。

1.3.3 孔隙率

2 結(jié)果與討論

2.1 SPSF-SLB 共聚物分析

圖1為紅外曲線測(cè)試結(jié)果。

從圖1可以看出，在SPSF-SLB紅外曲線中可觀察到屬于苯環(huán)的特征吸收雙峰和芳砜基的不對(duì)稱(chēng)和對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰［13］；還能觀察到醚鍵伸縮振動(dòng)峰、C—S—C 的吸收振動(dòng)峰和芳環(huán)共軛酮基吸收峰［14］。同時(shí)，SLB在1 640 cm-1處的峰在SPSF-SLB紅外曲線上出現(xiàn)偏移，這些變化說(shuō)明SLB成功接枝在SPSF上，制備出SPSF-SLB共聚物。

2.2 膜表面化學(xué)結(jié)構(gòu)分析

圖2為膜紅外光譜測(cè)試結(jié)果。

從圖2可以看出，所有膜均出現(xiàn)了新的芳環(huán)共軛酮基吸收峰，且共混膜中SPSF-SLB用量越多，該峰強(qiáng)度越高。

2.3 孔隙率分析

圖3為孔隙率測(cè)試結(jié)果。

從圖3可以看出，SPSF-SLB聚合物的加入對(duì)膜的孔隙率沒(méi)有影響，膜的孔隙率均超過(guò)了85%，且隨SPSF-SLB聚合物含量的增加，孔隙率略有上升。這種特殊的結(jié)構(gòu)能有效降低膜的滲透阻力，對(duì)提升膜滲透性能有積極的作用。

2.4 膜親水性分析

圖4為接觸角測(cè)試結(jié)果。

從圖4可以看出，Mg0初始水接觸角約為90°；而在共混膜中，當(dāng)SPSF-SLB聚合物的含量增加，初始接觸角也有一定降低。從圖4還可觀察到，隨時(shí)間的增加，Mg0混合膜接觸角基本不發(fā)生變化。在90 s時(shí)，Mg1混合膜接觸角降至50°，即不在發(fā)生變化；而Mg2和Mg3混合膜分別在20、30 s時(shí)，接觸角快速降為0°。這說(shuō)明經(jīng)過(guò)SPSF-SLB聚合物改性后，明顯提高了膜的親水性。

2.5 膜滲透分離性能分析

圖5為膜滲透分離測(cè)試結(jié)果。

從圖5可以看出，隨共混膜內(nèi)SPSF-SLB聚合物含量的增加，膜的純水通量明顯提升；而B(niǎo)SA截留率下降，3種共混膜截留率均超過(guò)94%。Mg2的純水通量最高達(dá)到306.83 L/（m2·h-1）；Mg3純水通量與Mg2較為接近，約為302.56 L/（m2·h-1）。這是因?yàn)樵诔赡み^(guò)程中，SPSF-SLB共聚物用量越多，膜中含有的親水基團(tuán)越多，易與水生成水化層，這對(duì)共混膜的滲透阻力有降低作用，進(jìn)而提升了共混膜的通量，降低了BSA的截留率。

2.6 實(shí)際應(yīng)用效果觀察

2.6.1 研究對(duì)象的選取

選取恩施州中心醫(yī)院血液凈化中心維持性血液透析患者25例，其中，男性11人，女性14人，年齡22～65歲，平均透析齡27個(gè)月。在25例患者中，藥物性的腎損傷13例，腎炎損傷10例，糖尿病腎損傷2例。在上述對(duì)象中，全部透析齡大于23個(gè)月以上，每周透析3次以上，血流量在200 mL/min以上，對(duì)聚砜膜材料不過(guò)敏者。同時(shí)排除血路不通、血紅蛋白和血小板不正常，以及不配合透析者。

2.6.2 試驗(yàn)方法

為對(duì)比性能，在選擇上述意大利貝爾克透析膜的同時(shí)，選擇威海威高血液凈化制品有限公司生產(chǎn)的聚砜膜（PS）進(jìn)行對(duì)比。具體是將入選的25例患者按照隨機(jī)的原則分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，分別為13例和12例。兩組在透析過(guò)程中均采用碳酸氫鹽透析液，透析液流量為500 mL/min，透析血流量維持在200～240 mL/min，血管通路均為動(dòng)靜脈內(nèi)瘺，每周3次，每次4 h，采用普通肝素抗凝，持續(xù)1個(gè)月。首次透析及透析1個(gè)月后開(kāi)始前及結(jié)束后在外周靜脈進(jìn)行采血（采血方式遵照2010版SOP）。

2.6.3觀察指標(biāo)和統(tǒng)計(jì)方法

透析1月后，觀察2組患者尿素氮、肌酐和血小板的變化。得到的數(shù)據(jù)采用SPSS23.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中，計(jì)量資料采用（x±S），組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用“%”表示，組間比較應(yīng)用χ2檢驗(yàn)。以“P<0.05”為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2.6.42組透析1月后的數(shù)據(jù)比較

2組單次透析前后的結(jié)果如表2所示。

由表2可知，2組對(duì)肌酐、尿素的組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）；實(shí)驗(yàn)組透析前后血小板變化的組間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05）。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）SPSF-SLB聚合物紅外光譜曲線中同時(shí)可觀察屬于SPSF和SLB的特征吸收峰，說(shuō)明成功制備出SPSF-SLB聚合物。膜紅外曲線表明，共混膜中SPSF-SLB用量越多；紅外曲線的峰強(qiáng)度越高，在膜上附著的SPSF-SLB量越多；

（2）SPSF-SLB聚合物的加入對(duì)膜的孔隙率沒(méi)有不利影響，所有膜的孔隙率均超過(guò)了85%；

（3）血透膜材料對(duì)BSA截留率均超過(guò)94%；Mg2純水通量為306.83 L/（m2·h-1），表現(xiàn)出良好的滲透分離性能。

在上述結(jié)論基礎(chǔ)上，以肌酐、尿素和血小板等生化指標(biāo)對(duì)患者在透析前后1個(gè)月的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到本血透膜材料雖然在肌酐和尿素指標(biāo)上無(wú)明顯通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；但在血小板指標(biāo)上則有明顯差異。由此說(shuō)明，該血透膜不僅可以改善肌酐和尿素氮的指標(biāo)，還可以改善其他生化指標(biāo)，表現(xiàn)出與傳統(tǒng)血透膜的更多優(yōu)勢(shì)。由此得出，本廠家采用的血透膜具有明顯優(yōu)勢(shì)，值得臨床推廣應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

［1］葉卉，侯笑洋，黃莉蘭，等.血液透析膜在血液相容性和毒素強(qiáng)化清除方面的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)材料進(jìn)展，2022，41（7）：520-524.

［2］王敏，劉新新，韓斌，等.聚砜中空纖維膜的改性研究進(jìn)展［J］.高科技纖維與應(yīng)用，2022，47（2）：44-48.

［3］張夢(mèng)蕾，賈萌萌，秦振平，等.聚砜有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化改性膜的研究進(jìn)展［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，2021，41（0）：153-161.

［4］牛小旦.親水抗氧化改性聚砜血液透析膜的制備與性能研究［D］.天津：天津工業(yè)大學(xué)，2019.

［5］朱美琳，孫秀花，高昌錄.兩親性共聚物對(duì)聚砜分離膜的改性進(jìn)展［J］.塑料，2022，51（4）：150-155.

［6］孟建強(qiáng)，馮廣麗，張琛琛.磺化聚砜膜水/鹽傳輸性能的調(diào)控［J］.天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，41（1）：10-15.

［7］魏曉薇，李強(qiáng)，袁茜，等.焦點(diǎn)解決取向團(tuán)體輔導(dǎo)對(duì)血液透析患者負(fù)面情緒及醫(yī)學(xué)應(yīng)對(duì)方式的干預(yù)效果［J］.中國(guó)臨床心理學(xué)雜志，2022，30（1）：207-211.

［8］袁祥萍，程振田，劉桂香，等.長(zhǎng)期血液透析導(dǎo)管相關(guān)性血流感染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建［J］.中華醫(yī)院感染學(xué)雜志，2022，32（1）：61-65.

［9］汪艷寧，張煥巧，楊曉丹.高通量聚砜膜透析器F60對(duì)尿毒癥晚期患者的治療效果分析［J］.內(nèi)科急危重癥雜志，2021，27（5）：409-411.

［10］劉燕妮，朱松磊，張榮麗.聚乳酸/氧化石墨烯復(fù)合膜的制備及生物相容性研究［J］.塑料科技，2021，49（6）：42-46.

［11］譚元珍.可降解生物材料在耳鼻喉手術(shù)護(hù)理中的研究進(jìn)展［J］.粘接，2022，49（10）：97-100.

［12］王兆星，許焱，史航，等.不同透析器膜材料對(duì)維持性血液透析患者體內(nèi)雙酚A暴露情況的影響［J］.中國(guó)血液凈化，2021，20（4）：244-247.

［13］李莉，張瓊果，唐成，等.老年糖尿病患者分別應(yīng)用聚醚砜膜與聚砜膜高通量透析器干預(yù)的效果觀察［J］.中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué)，2020，24（9）：1525-1528.

［14］王玉玲，宋亞朋，劉烈，等.聚砜膜制備及正滲透處理酸性礦井水試驗(yàn)研究［J］.能源環(huán)境保護(hù)，2020，34（1）：30-36.

［15］張偉東.氧化石墨烯改性聚砜超濾膜的制備及其在水質(zhì)凈化中的應(yīng)用［J］.化學(xué)工程師，2021，35（8）：85-89.

［16］梁芮，劉海旺.一種高分子納米生物骨膠在粉碎性骨折治療中的應(yīng)用效果研究［J］.粘接，2022，49（10）：9-12.

［17］于茜，周建輝，趙小淋，等.血液凈化膜材料的臨床發(fā)展［J］.中華腎病研究電子雜志，2021，10（2）：103-108.

［18］李博，王建國(guó).拍面粘合用酚醛改性SF/SBR膠粘劑組織及力學(xué)性能分析［J］.粘接，2022，49（10）：36-39.

［19］王丹丹，楊寧，賈雪夢(mèng)，等.抗氧化聚砜血液透析膜的構(gòu)建與性能研究［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，2018，38（2）：22-28.

［20］徐象賢，張守海，劉乾，等.雜萘聯(lián)苯共聚醚砜血液透析膜的制備與性能［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，2020，40（5）：1-8.

收稿日期：2023-01-17；修回日期：2023-04-21

作者簡(jiǎn)介：楊 敏（1982-），女，本科，護(hù)師，研究方向：血透、護(hù)理;E-mail：384136976@qq.com。

通訊作者：楊荊遠(yuǎn)（1973-），女，本科，副主任護(hù)師，工程師，主要從事血液透析設(shè)備維護(hù)、運(yùn)營(yíng)等工作，E-mail：384136976@qq.com。

引文格式：楊 敏，楊荊遠(yuǎn).抗粘附改性聚砜透析膜制備與性能測(cè)試及應(yīng)用觀察[J].粘接，2023，50（6）：75-78.