透析器膜材料的研究进展ppt课件

透析膜材料的研究进展,武 汉 大 学 中 南 医 院 肾内科 & 血液净化中心 司 晓 芸,什么是透析膜,一种以浓度差为推动力的分离膜 根据分离的溶质的粒径，要求透析 膜上有相适应的孔径均匀的微孔,透析膜的原理,纳米级微孔,透析器膜的历史,透析膜材料分类,膜材料的特性,Adapted from Am J Kidney Dis 1998; 13 (s.3) 115,生物相容性 -判定透析膜优劣的主要指标,膜材料与血液接触后的生物反应模式图,激活修饰的补体通道,产生 C5a , C3a 以及过敏毒素,激活 XII因子,激活 缓激肽释放酶,释放缓激肽,低血压,肥大细胞,中性粒细胞,粘附受体 LTB4,IL-1,TNF,PG等,单核细胞,血小板,血管舒张, 支气管收缩,2-微球蛋白,低血压,发热,释放组胺, 白细胞三烯,血小板 减少症,纤维素膜的基础单元,改良纤维素膜,提高生物相容性-性能最为优越的纤维素膜,生物相容性与膜表面性质有关 控制膜表面的粗糙程度,高倍镜下的膜表面对比,透析膜的结构 -溶质的清除率和超滤系数,完美膜结构的优点,180 200 m,血液接触层光滑 “减少凝血”,厚度均一, 膜壁的完整性好 “减少渗漏”,“内毒素屏障”,分隔层“最小的阻力”,40 m,对 称 膜,Symmetric membrane structure,Thin wall（薄壁）16-18m,对称膜壁薄 为了减少膜的阻力 会导致膜形状变成 非圆型,溶质通过半透膜需要克服自身的阻力 对称膜有着均一的膜孔大小，因此降低阻力的唯一办法就是使得膜壁变薄或者增加膜孔的数量,非对称膜,非对称膜的主要阻力是最内层膜的壁厚度，其余的膜是起到支撑的作用 因此当膜的形状接近标准的圆形，膜的本身阻力就非常小,亲水疏水微区域限制了血液中蛋白质 细胞与膜表面的相互作用,疏水性和表面电荷使其能吸附炎症介质,透析液侧,血侧,从透析液侧到血侧无内毒素的转移: 透析液侧泡沫状膜，血液侧膜光滑、表面大 吸附能力强 仅有 1/百万单位的内毒素能跨过膜 !,高通量聚砜膜: 内毒素截留能力,透析器膜应用情况：,透析膜材料的未来发展方向,传统透析膜的改进 研发新型透析膜 发展生物活性膜,聚砜膜纤维内壁的比较,透析膜的制造工艺,透析器的封装与切割,切割工艺比较,高通量（HIGH FLUX）-KUF20 ml/hr.mmHg 用于HDF/HF 和HIGH FLUX HD CTA/TRICEA, AN69, Nephral ST, Polyflux, DIAPES, Xenium, Polysulfone, PMMA. 低通量（LOW FLUX）-Kuf 20ml/hr.mmHg Cuprophan, Hemophan, Cellulose Acetate, LF Polysulfone, LF PMMA, EVAL, LF PES,基于通透性的膜的分类,(Materials),透析器 / 膜的筛系数,提高的中大分子清除能力,透析膜的吸附能力 -脂蛋白A和脂多糖,Source: Weber et al. Int J Artif Organs 1997, 20: 144-152,聚甲基丙烯酸甲酯膜（PMMA)、AN69膜吸附能力最强 聚酰胺膜（PA)和聚砜膜（PS）次之 铜仿膜的吸附能力最差,高通量透析器的吸附功能不完全相同：,临床益处,透析膜和死亡率,Krane V et al. Am J Kidney Dis (2007); 49:267-275,透析膜和死亡率,(Woods et al.),膜通量和膜材料对淀粉样变性的影响 (Hemo Study),b2m MD=11,800D,Schiffl et al. Nephrol Dial Transplant 15:1399-1409, 2000,Improvement of lipid profile,*p0.05 vs time 0 and 4 weeks,time weeks,Modified Cellulose,Polyflux S,0,20,40,60,80,100,120,0,4,12,20,28,lipid concentration mg/dl,0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,ratio LDL/HDL,*,*,*,LDL,HDL,LDL/HDL,Pitone J et al, ISBP, 2003,Modified cellulose versus Polyflux S 43 patients Polyflux: Improvements in lipid profile may help to reduce the lipid lowering medications,保存残余肾功能,Inflammatory markers and dialysis membrane,randomized cross-over study in 18 patients, 3 x 8 weeks,Ref: Schindler et al, 2000,对血清白蛋白的影响 (Hemo study),Marcus et al. Am J Kidney Dis 31: 491-494, 1998,传统透析膜的改进 研发新型透析膜 发展生物活性膜,1.利用几种高分子材料物理共混,聚醚砜膜+聚乙烯基类的聚合物或共聚物/纤维素及其酯类 磷脂聚合物+醋酸纤维素 聚砜膜+乙烯乙二醇 具有较好的亲水性和渗透性 表现出较好的蛋白吸附能力,2.利用化学反应,通过化学反应在基膜材料中引入其它基团. 激活基膜材料 通常采用氯甲基化、催化剂、臭氧处理等 利用醇化、酯化等化学反应把目标基团引入到基膜材料的表面 常引入的高分子材料包括PVP、PEG、人血白蛋白、壳聚糖、磷脂以及某些具有抗凝血作用的物质,肝素+聚丙烯腈/聚乙烯亚胺膜,透析效果良好,并可减少透析期间的过敏反应 固化壳聚糖+肝素+聚丙烯腈膜显示良好的血液相容性, 可抑制铜绿假单孢菌活性 肝素+聚醚砜,既保持了聚醚砜的力学性能,又能提高透析膜的抗凝血性能 醋酸纤维膜+亚油酸膜或聚丙烯酸+亚油酸+聚砜膜, 更好的生物相容性和抗凝血效果,3.利用低温等离子体等技术,对聚合物表面改性是赋予膜材料新 性能的常用方法改变膜表面的亲疏 水性 利用SO2 等离子体对涂在血管金属 内支架表层的聚氯二甲苯进行处理, 亲水性和其血液相容性也得到了显 著提高,新型高通量血滤器,独特膜结构 具有微孔梯度结构的第三代聚砜膜。 与血液直接接触的内表面具有细小精密的薄层，保证了优秀滤出特点和性能。 高清除率 能高效清除达66000道尔顿的分子,内表面平滑：减少血膜激活,透析液侧泡沫状膜：吸附内毒素,合成膜的结构 聚醚砜膜,聚胺 + 聚碸+PVP,纯聚碸,均一海绵体构造,新颖 - 3层构造,3-Layer Structure,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,膜材料的改进 不同聚合物的联合应用，增加安 全性和稳定性,更好的生物相容性(减少血膜接触激活) 合理的亲水-疏水微区域弥散层技术，对血液成