寧波材料所對聚乳酸血液透析膜功能化改性取得新進展
2014-04-12 17:03:29
admin
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據(jù)中科院網(wǎng)2013年10月24日訊 據(jù)*新流行病學統(tǒng)計：目前我國尿毒癥患者有150多萬，新增患者每年以12萬至15萬的速度持續(xù)上升。其中有條件接受血液透析的患者僅占10%，而腎病患者往往需要終生透析，一般每周透析3次，每次4至5小時。我國目前血液透析器的市場達到3000萬只/年，約為30至50億人民幣/年的市場容量。隨著我國大病醫(yī)保政策的實施，血液透析的市場將逐年增加，增長速率達20%以上。血液透析治療中的血液透析膜是關(guān)鍵核心元件，血液透析膜的制備屬于高新技術(shù)領(lǐng)域，目前90%的市場被國外品牌占據(jù)，其中包括德國的費森、美國的金寶、日本的尼普洛等，而國內(nèi)的血液透析膜的研發(fā)及生產(chǎn)起步較晚，主要的生產(chǎn)制造商包括江蘇朗生及山東威高。
迄今為止，血液透析膜主要經(jīng)歷過兩代材料的發(fā)展。*早是纖維素基的血液透析膜（包括銅仿膜、銅氨膜、血仿膜、醋酸纖維素等），然而由于其存在透析通量較低以及易于引發(fā)補體激活等問題，逐漸促進了以聚砜、聚醚砜為代表的合成聚合物血液透析膜的發(fā)展。由于合成聚合物透析膜的微孔結(jié)構(gòu)在相轉(zhuǎn)化過程中的調(diào)節(jié)窗口較寬，因而可以產(chǎn)生較大的透析通量，并且提高了其對中分子毒素β-2微球蛋白的清除率。然而聚砜等原材料來源于石油、疏水性較強、生物相容性存在一定的不足，因此在聚砜膜的制備過程中通常需要加入親水性添加劑，但是親水性添加劑的加入由于相容性的差異往往會造成分散不均、表面析出等現(xiàn)象，反而更容易造成凝血問題。聚乳酸作為一種生物基高分子材料既具有石油基高分子材料良好的成膜特性及較寬的微結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)窗口，又具有生物基材料的良好的生物相容性、可控降解性能等。中科院寧波材料所功能膜團隊劉富副研究員、薛立新研究員于2012年12月17日首次申請了聚乳酸中空纖維血液透析膜的中國發(fā)專利（201210547368.0），并于2013年1月30日由中國科學報公開報道。
近日，該課題組在聚乳酸血液透析膜的相容性改善方面又取得進展。首次報道了聚乳酸微孔膜表面肝素化工作。聚乳酸微孔膜表面首先固定了具有強吸附能力的聚多巴胺涂層，然后通過聚多巴胺的酚羥基與肝素的仲胺之間的Michael加成反應(yīng)，將肝素通過共價鍵永久結(jié)合到聚乳酸微孔膜表面。系統(tǒng)研究了聚多巴胺及肝素固定對聚乳酸微孔膜表面結(jié)構(gòu)形態(tài)（包括微孔結(jié)構(gòu)及粗糙度），表面化學結(jié)構(gòu)、親疏水性等影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)（1）肝素固定的聚乳酸微孔膜表面具有較小的粗糙度、親水性提高，并且純水滲透通量達到130LMH（1bar, 25度）；（2）相比較于聚砜膜，聚乳酸膜具有較少的血小板粘附，較短的復鈣化時間以及相當?shù)娜苎?；?）表面固定肝素的聚乳酸膜可以進一步明顯提高其血液相容性。（4）模擬透析實驗表明表面固定肝素的聚乳酸膜對尿素和溶菌酶的清除率分別為80%和18%，對牛血清蛋白的截留率達到90%。
研究結(jié)果表明，聚乳酸微孔膜作為一種生物基聚合物材料在血液透析領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。該工作發(fā)表于膜材料國際期刊Journal of Membrane Science，并獲得同行審稿人好評（This is a worthwhile project, adding to a vast prior art in heparinized PLA）。聚乳酸中空纖維膜的后續(xù)工作如梯度微結(jié)構(gòu)的控制、消毒處理、可控降解等在進一步研究當中。
該項研究工作目前已申請3項國家發(fā)明專利（201210547368.0，201310176950.5，201310176928.0）。聚乳酸作為血液透析領(lǐng)域的一種具有應(yīng)用前景的新型材料，目前還存在很多問題需要解決，這需要高分子合成、材料加工、先進制造設(shè)備及自動化控制、生物醫(yī)用、臨床等領(lǐng)域的廣大專家及廠商廣泛深入合作，才有可能盡快實現(xiàn)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型透析材料及技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化及臨床應(yīng)用。