本發明屬于生物醫用材料技術領域,尤其是涉及一種醫用吸附劑及其制備方法和應用。
背景技術:
吸附作用是一種界面的現象,是利用物質兩種界面的不同相,使被吸附的物質界面在吸附載體界面形成聚集,以而達到物質分離的作用,其廣泛運用于工農業生產中。
目前,在醫療領域血液凈化吸附的治療項目,已經在臨床上推廣使用。但其作用沒有達到理想的效果,主要是由于物質的選用達不到標準。以碳化技術為主導的活性碳,比如纖維素,離子交換樹脂等材料,利用碳化以后所形成的多孔材料,其優點是能形成高密度的微孔結構,但由于這些材料來自天然,經碳化后很難有效的控制微孔的孔徑,從而對物質的吸附選擇性較差,達不到對特定分子吸附的有效篩選,只能在一般的工業和民用產品上使用。通常,離子交換樹脂碳化以后用于臨床治療,但其選擇性也比較差,只能用于對一些農藥中毒的急救患者。而以高分子聚合物為主導制成的吸附劑載體,存在著造粒工藝難,需要對顆粒進行篩分,會造成很多大的浪費,而且存在其微孔結構不穩定,耐溫和抗壓能力差等缺點,因此,在臨床運用的效果并不理想。
技術實現要素:
本發明的目在于克服現有技術的缺陷,提出一種醫用吸附劑的制備方法。
本發明的另一目的在于提供上述方法制備的醫用吸附劑。該吸附劑具有載體顆粒大小可控,成孔密度高,結構穩定,吸附劑孔徑大小可控的新型吸附劑材料。
本發明的再一目的在于提供上述醫用吸附劑的應用。
本發明上述目的通過以下技術方案予以實現:
一種醫用吸附劑的制備方法,包括以下具體步驟:
S1.吸附劑載體的制備:將淀粉醚粉未與Ca(HCO3)2粉末充分的混合,并加入RO反滲水,攪拌均勻,在4~5℃保存5~10h后制成顆粒,并在80~120℃固化后,經160~260℃碳化2~4h,得到吸附劑載體;
S2.吸附劑溶液的制備:將聚砜族材料與有機溶劑混合,在65~80℃下攪拌溶解,再加入致孔劑和親水性改性材料后持續攪拌,用紫外光進行輻照后,靜置除泡,制得吸附劑溶液;
S3.吸附劑的制備∶向步聚S1所得的吸附劑載體噴入步驟S2制得的吸附劑溶液,翻滾使其混合均勻,得到粒料;再將粒料倒入45~65℃水中進行攪拌凝固,用常溫RO反滲透水洗滌,除去殘余的有機溶劑、致孔劑和親水性改性材料,將粒料過濾后在90~120℃進行干燥,即得到吸附劑。
優選地,步驟S1中所述的淀粉醚粉未為羧甲基淀粉醚粉未或羥丙基淀粉醚粉未。
優選地,步驟S1中所述顆粒的直徑為0.5~1mm。
優選地,步驟S1中所述的淀粉醚粉未、Ca(HCO3)2粉末和RO反滲水的總質量為A,所述的淀粉醚粉未占A的20wt%~30wt%,所述的Ca(HCO3)2粉末占A的65wt%~70wt%,所述的RO反滲水占A的10wt%~15wt%。
優選地,步驟S2中所述的聚砜族材料為聚砜或聚醚砜,所述的有機溶劑為二甲基乙酰胺(DMAC),二甲基甲酰胺(DMF)或二甲胺(DMA)。
優選地,步驟S2中所述的致孔劑為聚乙二醇(PEG)、聚乙稀吡咯烷酮K30(PVP-K30)或聚乙稀吡咯烷酮K90(PVP-K90)中的一種以上,所述的聚乙二醇的分子量為2000~40000;所述的親水性改性材料為聚乙烯吡咯烷酮-K30或聚乙烯吡咯烷酮-K90中的一種以上。
優選地,步驟S2中所述的紫外光的功率為60~80w,所述輻照的時間為20~40分鐘,所述靜置除泡的時間為12~24h。
優選地,步驟S2中所述聚砜族材料、有機溶劑、致孔劑和親水性改性材料總質量為B,所述的聚砜族材料占B的8~12wt%,所述的有機溶劑占B的65~70wt%,所述的致孔劑占B的8~10wt%,所述的親水性改性材料占B的8~19wt%。
優選地,步驟S3中所述的吸附劑溶液的質量為吸附劑載體質量的15~20%。
一種上述方法制備的醫用吸附劑及其在醫療血液凈化吸附領域中的應用。
與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
1.本發明采用將吸附劑附著在載體上的制備方法,由于其載體經過碳化處理后會提高其造孔率,而且在洗浴固化清洗除雜質的過程中,由于殘余的有機溶劑、致孔劑和親水性改性材料逸出也會提高其造孔率,從而使該方法制備的吸附劑具有載體顆粒大小可控,成孔密度高,結構穩定,吸附劑的孔徑大小可控的優點,可根據吸附的對象有選擇性對其吸附劑的孔徑進行調控,適用范圍廣。
2.本發明制備的吸附劑具有良好的生物相容性,同時也使具有一定的強度,提高了其耐壓抗壓的能力,在臨床治療上的適用性的同時,增加了吸附劑的比表面積,也最大程度提高了其吸附能力。
3.本發明的吸附劑可以嚴防血液灌流時,吸附劑被擠出灌流器,進入患者體內造成危害。這是由于正常人的血壓為80~140mmHg,血液灌流的血壓過高將會引起患者不適,在血液灌流治療時是用管道經血泵驅動,將血液擠入灌流器,血液的流動性在穿越孔徑為0.15~0.2mm的濾網時,所測到管道血流壓的動脈壓在180~220mmHg之間波動,該吸附劑的直徑小于0.15mm時要選用孔徑為0.1mm的篩網才能攔截,但會使血液灌流的管道血壓超過300mmHg,以致于會沖破濾網使吸附劑進入血液中而引起患者不適。
4.本發明的吸附劑是由聚砜族材料的聚砜或聚醚砜進行親水性改性,以其形成聚砜族與親水性改性材料的交聯物,既保證了聚砜族材料的優異理化性能,又使具有穩定的親水性,同時又具備良好的血液相容性。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步說明,但本發明的技術方案的實施和保護不局限于所舉實施例。
在實施例1-6中:
所述的羧甲基淀粉醚,是用淀粉與氯乙酸在堿性條件下發生醚化反應制備了較高取代度的羧甲基淀粉。
所述的羥丙基淀粉醚,是一種天然植物原料,經過改性、高度醚化反應,經過噴霧干燥得到的白色精細粉末。
所述的羧甲基淀粉醚和羥丙基淀粉醚均為白色精細粉末,能在冷水中溶解,呈堿性pH值9-11(3.75%的水溶液)細度小于350微米,粘度在400-1200mpas。
所述的聚乙二醇的分子量為2000~40000。
實施例1
1.羧甲基淀粉醚、Ca(HCO3)2粉末和RO反滲水的總質量記為A,將占總質量A 20wt%的羧甲基淀粉醚粉末與占總質量A的65wt%的Ca(HCO3)2粉末,進行充分的混合,并逐步加入占總質量A的15wt%的RO反滲水,攪拌成面泥,并置入冰箱中降溫致5℃,保存5h;用圓粒造粒設備經篩網制得直徑為0.5mm的顆粒,在造粒成型之時,施己溫度在80℃固化,將所得的顆粒在160℃碳化爐中碳化4h,制得吸附劑載體顆粒。
2.配制吸附劑溶液:聚砜、DMAC、聚乙二醇和PVP-K30總質量記為B,將占總質量B的8wt%的聚砜族材料與占總質量B的65wt%的DMAC混合,在65℃下攪拌溶解成溶液,然后緩慢加入占總質量B的10wt%的聚乙二醇,其分子量為2000,和占總質量B的10wt%的PVP-K30持續攪拌,用60W紫外光進行20分鐘的輻照后,靜置除泡12h,制得吸附劑溶液。
3.將步聚1所取得的吸附劑載體顆粒置于滾桶中翻滾,同時向滾桶內噴入步驟2制備的吸附劑溶液,吸附劑溶液的噴灑量為吸附劑載體顆粒的15%,以使制得的粒料濕潤而不粘連。
4.將步驟3制備的粒料倒入45℃水中進行攪拌凝固,再用常溫RO反滲透水多道清洗,清除殘余的有機溶劑、PEG和PVP物質,將粒料撈起后在90℃進行干燥后,得到吸附劑。
實施例2
與實施例1中區別在于:
步驟1中所述淀粉醚為羥丙基淀粉醚占30wt%,所述Ca(HCO3)2占70wt%,所述的RO反滲透水占10wt%。
步驟1中所述用圓粒造粒設備經篩網制得直徑為0.6mm的顆粒。
步驟1中所述固化溫度為120℃。
步驟2中所述的紫外光的功率為80W,所述輻照的時間為40分鐘,所述靜置除泡的時間為24h。
步驟2中所述聚砜族材料為12wt%,所述DMAC為70wt%,所述加熱溫度為80℃,所述PEG為10wt%,所述PVP-K90為8wt%。
步驟3中吸附劑溶液的噴灑量為吸附劑載體顆粒的20%。
實施例3
與實施例1中區別在于:
步驟1中所述淀粉醚為羥丙基淀粉醚,其占30wt%,所述碳酸氫鈣占55wt%,所述的RO反滲透水占15wt%。
步驟1中所述固化溫度為120℃。
步驟1中所述用圓粒造粒設備經篩網制得直徑為1mm的顆粒。
步驟2中所述的紫外光的功率為80W,所述輻照的時間為40分鐘,所述靜置除泡的時間為24h。
步驟2中所述的聚乙二醇的分子量為20000;所述的親水性改性材料為聚乙烯吡咯烷酮-K90。
步驟2中所述聚砜族材料為聚醚砜,其占12wt%,所述DMAC占70wt%,所述加熱溫度為80℃,所述PEG占10wt%,所述PVP-K90占8wt%;
步驟3中所述吸附劑溶液的噴灑量為吸附劑載體顆粒的20%。
步驟4中所述水溫為65℃。
實施例4
與實施例1中區別在于:
步驟1中所述碳化溫度為260℃,碳化時間為2h;
步驟2中所述致孔劑為聚乙稀吡咯烷酮K30;所述的聚砜族材料為聚醚砜,所述的有機溶劑為二甲基甲酰胺(DMF);
步驟2中所述的紫外光的功率為80w,所述輻照的時間為40分鐘,所述靜置除泡的時間為24h;
步驟3中吸附劑溶液的噴灑量為吸附劑載體顆粒的20%。
實施例5
與實施例1中區別在于:
步驟1中所述淀粉醚為羥丙基淀粉醚,所述固化溫度為120℃;
步驟2中所述致孔劑為聚乙稀吡咯烷酮K90,所述的親水性改性材料為聚乙烯吡咯烷酮-K90。
步驟2中所述的有機溶劑為二甲胺,所述的致孔劑為聚乙稀吡咯烷酮K30和聚乙稀吡咯烷酮K90。
步驟3中所述的吸附劑溶液的質量為吸附劑載體質量的20%。
實施例6
步驟1中所述淀粉醚為羥丙基淀粉醚30wt%,所述Ca(HCO3)2為70wt%,所述的RO反滲透水為10wt%。
步驟1中所述用圓粒造粒設備經篩網制得直徑為0.8mm的顆粒。
步驟2中所述聚砜族材料為聚砜、所述有機有機為二甲胺、所述致孔劑為聚乙二醇的分子量為40000和PVP-K90,所述的親水性改性材料為聚乙烯吡咯烷酮-K30和聚乙烯吡咯烷酮-K90。
步驟2中所述的紫外光的功率為80W,所述輻照的時間為40分鐘。
步驟2中所述聚砜族材料為聚醚砜,其占12wt%,所述DMAC占70wt%,所述加熱溫度為80℃,所述PEG占10wt%,所述PVP-K90占8wt%。
步驟4中所述的干燥溫度為120℃。
上述實施例制備的吸附劑的應用:將1000克的粒料封裝在兩端有強力結構的篩網灌流器中,并擰上兩的多孔防漏端蓋,以此制得血液灌流器。所得吸附劑具有載體顆粒大小可控,成孔密度高,結構穩定,吸附劑的孔徑大小可控的優點,可根據吸附的對象有選擇性對其吸附劑的孔徑進行調控,適用范圍廣。而且也具有良好的生物相容性,同時也使具有一定的強度,提高了其耐壓抗壓的能力,在臨床治療上的適用性的同時,增加了吸附劑的比表面積,也最大程度提高了其吸附能力。該吸附劑既保證了聚砜族材料的優異理化性能,又使具有穩定的親水性,同時又具備良好的血液相容性??梢試婪姥汗嗔鲿r,吸附劑被擠出灌流器,進入患者體內造成危害。
上述實施例為本發明較佳的實施方式,但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合和簡化,均應為等效的置換方式,都包含在本發明的保護范圍之內。