专利名称：一种基于水滑石的血液净化吸附剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种血液净化吸附剂及其制备方法。
背景技术：
血液净化疗法(Blood Purfication)是随着生物医学工程材料和细胞分子生物学及其工业的发展而迅猛发展起来的新技术，作为血液净化重要组成部分之一的血液灌流(Hemoperfusion，HP)适应症广泛，成本较低，能迅速促进疾病痊愈，挽救患者生命。随着吸附剂种类和性能的改进，临床应用日趋广泛，由一般用于处理急、重症药物毒物中毒，发展到治疗急慢性肝功能衰竭(人工肝)、急慢性肾功能衰竭(人工肾)、甲状腺危象、精神分裂症、系统性红斑狼疮、牛皮癣、脓毒血症等。
血液灌流是生物医学工程的重要组成部分，是介于医学、材料科学和化学工程学之间的具有交叉性、边缘性的学科，其确切含义是血液吸附，即借助体外循环，通过具有广谱吸附解毒效应或特异性配体的吸附剂装置(灌流器)，清除血液中内源性或外源性致病物质(吸附质)，调节机体内微环境的稳定，达到缓解临床症状、治愈疾病、降低死亡率的目的。目前常用的吸附剂主要是活性炭和各种树脂，在不同程度上存在着吸附选择性不良、血液相容性差、吸附过程中血液动力学不稳定等问题，远远不能满足血液灌流的临床需求，研究开发高效、高选择性，能实现灌流器小型化、差别化的吸附剂是血液净化领域的重要课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于水滑石的血液净化吸附剂及其制备方法。
本发明的基于水滑石的血液净化吸附剂是一种以壳聚糖和明胶类包嵌的水滑石微囊。
其制备方法包括如下步骤1)用蒸馏水将壳聚糖配置成浓度为1～8％的水溶液，再加入与壳聚糖重量相等的明胶类，搅拌并加热，直至固相完全溶解，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气备用；2)将重量相当于溶液重量15～35％的水滑石加入到上述溶液中，搅拌均匀制成悬浊液，然后在通氮气条件下30～60℃恒温2～6小时，并不时搅拌；
3)将上述悬浊液加压喷入冷的、浓度为0.1～5％的NaOH溶液中，在通氮气条件下搅拌至使其凝固；4)离心或过滤分离，水洗，消毒，室温真空干燥，包装即可。
本发明中，所说的明胶类为明胶、琼脂和琼脂糖中的一种或几种。
所说的水滑石是氯离子型或硝酸根型水滑石，其化学结构通式如下[M1-xIIMxIII(OH)2]Ax·mH2O其中MII＝Mg2+，Zn2+，Fe2+等二价金属阳离子；MIII＝Al3+，Fe3+等三价金属阳离子；A为氯离子或硝酸根离子；X＝0.2～0.33间。上述水滑石可以为任意方式得到，如市场购得，也可以按以下步骤制成1)配制以下溶液溶液A将0.5至1.0克分子的镁盐和0.2至0.5克分子的铝盐，溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用；溶液B将1.5至2.5克分子的NaOH溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用；溶液C去离子水在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用；2)在氮气保护、强烈搅拌条件下，将1升溶液A和1升溶液B共同滴注到100毫升溶液C中，得到悬混液D；或者在氮气保护和强烈搅拌下，将溶液A和溶液B快速混合，得到悬混液D；3)悬混液D在氮气保护下50～80℃恒温10～24小时；4)重复水洗与离心分离数次，使沉淀与清液分离。沉淀物室温抽真空干燥，研磨至小于200目。
上述制备水滑石所用的镁盐可以是氯化镁、硝酸镁及其水合物，铝盐可以是氯化铝、硝酸铝及其水合物。最终产品的消毒应在氮气保护下蒸汽中加热到110～120℃，并保持20～30分钟。
本发明的优点是1)水滑石对阴离子型毒物的吸附能力大大高于现有的血液灌流吸附材料球状活性炭，对阳离子型和电中性毒物的吸附能力与球状活性炭大致相当；2)水滑石、壳聚糖和明胶类均为生物亲和物质，具有良好的血液相容性，使用安全。
具体实施例方式
本发明使用的主原料是人工合成的水滑石，其化学结构通式如下[M1-xIIMxIII(OH)2]Ax/nn-·mH2O其中MII＝Mg2+，Zn2+，Fe2+等二价金属阳离子；MIII＝Al3+，Fe3+等三价金属阳离子；An-＝CO32-，Cl-，NO3-，SO42-等阴离子，x＝0.2～0.33间。其结晶结构类似于粘土矿物，具有水镁石(Mg(OH)2)的层片状结构。所不同的是，其基本结构层是由MII-OH、MIII-OH八面体组成，形成带正电荷的层板，在结构层之间充填了阴离子层和水分子。不同的MII和MIII，不同的填隙阴离子An-，便可形成不同种类的水滑石。典型的水滑石常见形式为镁铝复合和锌铝复合氢氧化物。以半径相似的二价、三价过渡金属阳离子部分或全部取代Mg，Al可合成多种二元、三元甚至四元水滑石类化合物。
水滑石类化合物能够用作血液净化吸附剂，是因为它的层间阴离子具有一定的迁移性和很强的可交换性，即处于结构层之间的CO32-，Cl-，NO3-，SO42-等阴离子，易被介质中的其它阴离子所置换，从而起到从血液中捕获并去除有毒有害组分，使其失去活性的作用。选用氯离子型和硝酸根型水滑石，是因为它具有更高的分子活性，它对血液中的各类阴离子具有更强的选择性吸附能力，而且反应后释放出的氯离子对人体的电解质平衡以及血液化学成份无明显影响。
包嵌材料选用壳聚糖和明胶类，主要是因为它们具有良好的生物亲和性和血液相容性，此外，这两种材料都容易获得，且成本低廉。
在水滑石的合成、包嵌和消毒过程中使用氮气保护，是为了防止它与空气中的CO2反应，反应产物碳酸根型水滑石的分子活性与吸附能力大大低于氯离子型和硝酸根型水滑石。产品采用真空干燥是为了同一目的。产品在使用前仍应注意隔绝空气和水气保存。
配置壳聚糖和明胶类溶液时，最好采用水浴加热，以加快溶解速度。
水滑石在壳聚糖和明胶类溶液中的浓度，最好控制在25％左右，过浓则难以进行下一步操作，过稀则会影响最终产品的性能。
将水滑石、壳聚糖和明胶类的悬混液喷入NaOH溶液中，可选用常规性喷雾设备。水滑石微囊的大小，可以通过喷雾压力与喷头微孔直径加以调节。
最终产品的消毒，推荐使用蒸汽加热与氮气保护，以免水滑石因加热温度过高而脱水分解，或因与CO2反应而失去吸附活性。
实施例1氯离子型水滑石的合成1)将71.25克MgCl2和33.375克AlCl3溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用，记为溶液A；将80克NaOH溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用，记为溶液B；将去离子水在氮气保护下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用，记为溶液C；2)在氮气保护、强烈搅拌和pH值等于10.0±0.1条件下，将1升溶液A和1升溶液B共同滴注到100毫升溶液C中，得到悬混液D；3)悬混液D在氮气保护下60℃恒温10小时；4)重复水洗与离心分离3次，使沉淀与清液分离。沉淀物室温抽真空干燥，研磨至小于200目，待用；实施例2硝酸根型水滑石的合成1)将111克Mg(NO3)2和53.25克Al(NO3)3溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用，记为溶液A；将80克NaOH溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用，记为溶液B；将去离子水在氮气保护下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用，记为溶液C；2)在氮气保护、强烈搅拌的条件下，将1升溶液A和1升溶液B共快速混合，得到悬混液D；3)悬混液D在氮气保护下80℃恒温24小时；4)重复水洗与离心分离3次，使沉淀与清液分离。沉淀物室温抽真空干燥，研磨至小于200目，待用；实施例3水滑石的包嵌1)在1升蒸馏水中加入壳聚糖和琼脂各40g，在50℃水浴中加热并搅拌，直至完全溶解。
2)在氮气保护下将上述溶液煮沸，冷至60℃左右加入300g水滑石，搅拌均匀，并在60℃水浴中恒温3小时，期间不时搅拌。
3)在容器中加入预先配制好的浓度为1％的NaOH溶液，在通氮气、搅拌的同时，将水滑石、壳聚糖和琼脂的悬混液喷入容器中。
4)继续轻微搅拌20分钟后，离心或过滤分离，水洗至中性，氮气保护下蒸汽消毒，室温真空干燥，包装即可。
实施例4水滑石的包嵌1)在1升蒸馏水中加入壳聚糖和明胶各30g，在50℃水浴中加热并搅拌，直至完全溶解。
2)在氮气保护下将上述溶液煮沸，冷至50℃左右加入250g水滑石，搅拌均匀，并在50℃水浴中恒温3小时，期间不时搅拌。
3)在容器中加入预先配制好的浓度为1.5％的NaOH溶液，在通氮气、搅拌的同时，将水滑石、壳聚糖和明胶的悬混液喷入容器中。
4)继续轻微搅拌20分钟后，离心或过滤分离，水洗至中性，氮气保护下蒸汽消毒，室温真空干燥，包装即可。
实施例5水滑石的包嵌1)在1升蒸馏水中加入壳聚糖和琼脂糖各40g，在60℃水浴中加热并搅拌，直至完全溶解。
2)在氮气保护下将上述溶液煮沸，冷至60℃左右加入300g水滑石，搅拌均匀，并在60℃水浴中恒温3小时，期间不时搅拌。
3)在容器中加入预先配制好的浓度为0.5％的NaOH溶液，在通氮气、搅拌的同时，将水滑石、壳聚糖和琼脂糖的悬混液喷入容器中。
4)继续轻微搅拌20分钟后，离心或过滤分离，水洗至中性，氮气保护下蒸汽消毒，室温真空干燥，包装即可。
权利要求
1.一种基于水滑石的血液净化吸附剂，其特征在于它是以壳聚糖和明胶类包嵌的水滑石微囊。
2.根据权利要求1所述的血液净化吸附剂，其特征在于所说的水滑石是氯离子型或硝酸根型水滑石，其化学结构通式如下[M1-xIIMxIII(OH)2]Ax·mH2O其中MII＝Mg2+，Zn2+，Fe2+等二价金属阳离子；MIII＝Al3+，Fe3+等三价金属阳离子；A为氯离子或硝酸根离子；X＝0.2～0.33间。
3.根据权利要求1所述的血液净化吸附剂，其特征在于所说的明胶类为明胶、琼脂和琼脂糖中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的基于水滑石的血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于它的步骤如下1)用蒸馏水将壳聚糖配置成浓度为1～8％的水溶液，再加入与壳聚糖重量相等的明胶类，搅拌并加热，直至固相完全溶解，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气备用；2)将重量相当于溶液重量15～35％的水滑石加入到上述溶液中，搅拌均匀制成悬浊液，然后在通氮气条件下30～60℃恒温2～6小时，并不时搅拌；3)将上述悬浊液加压喷入冷的、浓度为0.1～5％的NaOH溶液中，在通氮气条件下搅拌至使其凝固；4)离心或过滤分离，水洗，消毒，室温真空干燥，包装即可。
5.根据权利要求4所述的基于水滑石的血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于所说的水滑石是氯离子型或硝酸根型水滑行，其化学结构通式如下[M1-xIIMxIII(OH)2]Ax·mH2O其中MII＝Mg2+、Zn2+，Fe2+等二价金属阳离子；MIII＝Al3+，Fe3+等三价金属阳离子；A为氯离子或硝酸根离子；X＝0.2～0.33间。
6.根据权利要求4所述的基于水滑石的血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于所说的水滑石按以下步骤制成1)配制以下溶液溶液A将0.5至1.0克分子的镁盐和0.2至0.5克分子的铝盐，溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用；溶液B将1.5至2.5克分子的NaOH溶入1升去离子水中，在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用；溶液C去离子水在通氮气条件下煮沸，隔绝空气冷却至室温备用；2)在氮气保护、强烈搅拌条件下，将1升溶液A和1升溶液B共同滴注到100毫升溶液C中，得到悬混液D；或者在氮气保护和强烈搅拌下，将溶液A和溶液B快速混合，得到悬混液D；3)悬混液D在氮气保护下50～80℃恒温10～24小时；4)重复水洗与离心分离数次，使沉淀与清液分离，沉淀物室温抽真空干燥，研磨至小于200目。
7.根据权利要求6所述的一种血液净化吸附剂及其制备方法，其特征在于，所说的镁盐是氯化镁、硝酸镁及其水合物，所说的铝盐是氯化铝、硝酸铝及其水合物。
8.根据权利要求4所述的基于水滑石的血液净化吸附剂的制备方法，其特征在于所说的明胶类为明胶、琼脂和琼脂糖中的一种或几种。
9.根据权利要求4所述的一种血液净化吸附剂及其制备方法，其特征在于，所说的消毒是指在氮气保护下蒸汽中加热到110～120℃，并保持20～30分钟。
全文摘要
本发明公开了一种基于水滑石的血液净化吸附剂及其制备方法，它是一种壳聚糖和明胶类包嵌的水滑石微囊。这种血液净化吸附剂的制备方法，是采用氯离子型、硝酸根型水滑石与壳聚糖和明胶类溶液混合，制成悬浊液，再加压喷入冷的凝固液中，搅拌使其凝固后，离心或过滤分离，水洗，消毒，烘干，包装即可。这种吸附剂对阴离子型毒物的吸附能力大大高于现有的血液灌流吸附材料球状活性炭，对阳离子型和电中性毒物的吸附能力与球状活性炭大致相当。它具有良好的生物亲和性和血液相容性，使用安全。
文档编号B01J20/30GK1431043SQ0311501
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月20日 优先权日2003年1月20日
发明者叶瑛, 郑丽波, 王璞, 沈忠悦, 周怀阳 申请人:浙江大学