本发明属于生物医用材料以及医疗器械材料
技术领域：
，涉及一种用于血液灌流的医用过滤材料，具体涉及一种去除低密度脂蛋白的过滤膜及其制备方法。
背景技术：
：心血管疾病是威胁人类健康的三大疾病之一，并在某些国家和地区迅速发展成为发病率和死亡率最高的疾病，其主要包括高脂血症、动脉粥样硬化、冠心病、脑栓塞和心肌梗死等。已有研究证明，人体血液中的低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,ldl)的升高及由此而产生的氧化态低密度脂蛋白是诱发此类疾病的关键因素。因此设法降低血液中的ldl水平可以有效缓解和治愈上述的疾病。然而对于严重的高脂血症患者，特别是家族性高脂血症患者，常规的疗法(饮食控制、药物治疗)效果不理想，需要借助血液净化疗法。血液净化清除ldl的方法有血浆置换、血液滤过、体外肝素诱导沉淀和血液灌流吸附法等。其中血液灌流吸附法具有选择性高、成本低的优点，是临床常用的方法，其技术核心是ldl净化吸附剂。根据ldl吸附剂的作用原理可分为两类：免疫吸附剂和亲和吸附剂。免疫吸附剂主要是将ldl抗体偶联到载体上制备而成，该吸附剂相较于亲和吸附剂，特异性更高，但是其制备成本高，价格昂贵，储存困难，且抗体的脱落会使部分患者出现免疫反应。亲和吸附剂主要是利用ldl带正电荷性，通过将带负电配基偶联到载体上制备而成，常见的负电配基主要有聚丙烯酸盐、硫酸葡聚糖、磷酸、牛磺酸、氯磺酸、肝素及其衍生物等。但是这些商业化的亲和吸附剂仍然存在很多问题需要改进。如纤维素固载硫酸右旋葡聚糖是利用吸附剂的负电与ldl的正电结合，达到吸附清除ldl的目的，但硫酸右旋葡聚糖能激活第ⅻ凝血因子，治疗过程需谨慎；又如多孔聚丙烯酰胺载体上固载聚丙烯酸盐形成的阴离子型吸附剂只能一次性使用，无法进行再生；含肝素配基的亲和吸附剂存在肝素脱落随血液进入人体内的风险，可能会引起出血、不凝血的副作用。作为重要的血液净化载体材料，利用多孔膜吸附分离的技术报道不多。尤其是国内学者针对ldl除去材料的研究主要集中于ldl吸附剂的改进，对于ldl过滤膜材料的研究相对较少，并且其研发思路和ldl吸附剂类似，主要是将阴离子吸附配基通过共价偶联的方式接枝到常规的透析膜材料，如无纺布、聚偏二氟乙烯表面滤膜、聚砜纤维滤膜、聚丙烯腈纤维滤膜，存在表面接枝共聚合效率不高，特异性小分子配基与基材表面偶联过程复杂、配基脱落等风险。如公开号为cn102258946a的中国专利申请公开了一种低密度脂蛋白亲和吸附血液透析膜材料的制备方法，该方法通过等离子体偶联方法将肝素接枝到聚砜中空纤维膜、聚醚砜中空纤维膜或聚丙烯腈中空纤维膜制得透析膜材料。又如公开号为cn101024150a的中国专利申请公开了一种表面固定肝素配基的多孔膜材料、制备方法和应用，该方法通过辐射接枝在无纺布基材上引入聚丙烯酸后，再利用偶联剂将肝素配基与羧基共价偶联，获得多孔膜材料。因此，有必要提供一种价格低廉、制备工艺简单、安全有效滤除ldl的过滤膜，以满足市场需求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种去除低密度脂蛋白的过滤膜及其制备方法。所述的过滤膜不仅对低密度脂蛋白(ldl)具有良好的滤除效果，而且对甘油三酯(tg)、总胆固醇(tc)、极低密度脂蛋白(vldl)通过具有较好的清除能力，同时对高密度脂蛋白(hdl)的水平影响较小，对血液有害脂类成分选择性清除的能力强，并且不存在配基脱落的问题，性质稳定，使用安全性高。本发明是通过以下技术方案予以实现的：一种去除低密度脂蛋白的过滤膜，包括以下原料及其重量份数：两亲性壳聚糖10～25份、磺酸基改性醋酸纤维素20～35份、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱2～6份和油酸钠1～4份。优选，所述的去除低密度脂蛋白的过滤膜，包括以下原料及其重量份数：两亲性壳聚糖10～20份、磺酸基改性醋酸纤维素25～35份、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱4～6份和油酸钠2～4份。优选，所述的去除低密度脂蛋白的过滤膜，所述的过滤膜包括以下原料及其重量份数：两亲性壳聚糖15份、磺酸基改性醋酸纤维素25份、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱5份和油酸钠3份。所述的磺酸基改性醋酸纤维素的制备包括以下步骤：分别称取乙烯基磺酸和醋酸纤维素，混合，加入溶剂，搅拌溶解，加入引发剂，混匀，在氮气保护下，于80～100℃下反应18～24h，反应结束后用水和乙醇反复清洗3～4次，真空干燥，即得磺酸基改性醋酸纤维素；所述的乙烯基磺酸、醋酸纤维素和引发剂的质量比为1:(4～6):(0.1～0.3)。优选，上述磺酸基改性醋酸纤维素的制备方法中，所述的乙烯基磺酸、醋酸纤维素和引发剂的质量比为1:5:0.2。所述的溶剂加入量为醋酸纤维素重量的8～12倍。所述的溶剂为选自丙酮、三氯甲烷、正己烷、四氢呋喃或n,n-二甲基甲酰胺中的一种以上。所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钠。所述的聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(pmpc)可以为市售产品，也可以通过常规的方法制备获得，其制备方法包括以下步骤：称取2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体适量，溶于甲醇，制成浓度为0.25～0.35g/ml的溶液，加入偶氮二异丁腈(abin)作为引发剂，在氮气的保护下搅拌加热至60℃，反应10～12h，反应结束后，冷却，加入乙醚沉淀，收集下层沉淀，真空干燥，即得聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱，所述的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体和引发剂的摩尔比为55～58:1。所述的两亲性壳聚糖的制备可参考现有的制备方案，如公开号为cn102585036a的中国专利申请“两亲性壳聚糖衍生物及其制备方法与在药物制剂中的应用”、公开号为cn102241790a的中国专利申请“一种两亲性壳聚糖衍生物及其制备方法和应用”等。本发明两亲性壳聚糖的制备包括以下步骤：(1)取脱乙酰壳聚糖溶于醋酸，制成浓度为1～3％(m/v)的壳聚糖醋酸溶液，将脱氧胆酸溶于乙醇制成浓度为1～3％(m/v)的脱氧胆酸乙醇溶液；将所述壳聚糖醋酸溶液与脱氧胆酸乙醇溶液混合，搅拌均匀，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edc)，于20～40℃反应15～30h，产物由氨水中和后，用甲醇沉淀，过滤，将滤物用去离子水进行透析，冷冻干燥，得到中间产品；其中，脱乙酰壳聚糖、脱氧胆酸和edc的重量比为5～10:1:0.2。(2)将步骤(1)得到的中间产品按固液比为1:4的比例加入浓度为35～40％(m/v)的氢氧化钠溶液，混匀，在搅拌条件下加入氢氧化钠溶液重量1倍的氯乙酸，于60℃反应3～4h，向反应液中加入醋酸中和至ph为中性，于10℃放置5h，过滤，将沉淀用乙醇和水反复清洗，真空干燥，即得两亲性壳聚糖。此外，本发明还提供一种所述的去除低密度脂蛋白的过滤膜的制备方法，包括以下步骤：将两亲性壳聚糖、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和油酸钠混合，溶于水，搅拌至物料完全溶解，得到溶液a，将溶液a通过环形二重喷丝头的外侧以1～1.5ml/min的速度喷出，同时将预先混合好的含磺酸基改性醋酸纤维素丙酮溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5～3ml/min的速度喷出，然后以5m/分的卷绕速度进行卷绕，在相对湿度为80～85％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。上述的去除低密度脂蛋白的过滤膜的制备方法中，所述溶液a的质量浓度为6～8％，所述含磺酸基改性醋酸纤维素丙酮溶液的质量浓度为10～12％。本发明所述的过滤膜以磺酸基改性醋酸纤维素和两亲性壳聚糖作为主要的制备原料，通过在醋酸纤维素引入磺酸基改性阴离子聚合物，使改性后的醋酸纤维素可特异性吸附ldl，同时两亲性壳聚糖同时具有亲水部分(羧基、氨基、羟基)和疏水部分(脱氧胆酸)，利用其疏水和位阻作用，以及引入的阴离子基团，可降低对有益成分hdl的吸附并能提高对ldl、vldl以及疏水性脂类成分tc和tg的选择性清除能力。此外，通过加入少量的pmpc，可改善过滤膜生物相容性，根据生物仿生的原理，pmpc可降低过滤膜对人体有益成分如高密度脂蛋白、白蛋白、免疫球蛋白igg的吸附。通过加入少量的油酸钠，可改善过滤膜的稳定性，防止过滤膜在使用过程中发生原料成分洗脱的问题。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明提供的过滤膜不仅可有效降低血液中的ldl水平，对vldl、tc、tg同样具有较好的滤除作用，并且对血液中的有益蛋白如高密度脂蛋白、白蛋白、免疫球蛋白igg的水平影响较小，可适用于临床高血脂患者的血液净化，也可应用于血液制品的精加工产业，从不符合输血标准的废弃人血浆中通过使用本发明的过滤膜以及相关分离辅助设备回收有用血浆，加工高附加值的血液制品。(2)本发明提供的过滤膜具有良好的生物相容性，且性质稳定，不存在配基脱落的问题，使用安全性高。(3)本发明提供的过滤膜制备方法简单，工艺条件容易控制，生产重复性好，容易规模化生产，并且原料来源广泛，生产成本较低。具体实施方式以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。实施例1聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱的制备称取4.651g(15.77mmol)mpc单体，溶于15ml甲醇，制成浓度为0.31g/ml的溶液，加入0.046g(0.28mmol)偶氮二异丁腈作为引发剂，在氮气的保护下搅拌加热至60℃，反应10h，反应结束后，冷却，加入乙醚沉淀，收集下层沉淀，真空干燥，即得聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱。实施例2两亲性壳聚糖的制备(1)取脱乙酰壳聚糖溶于醋酸，制成浓度为2％(m/v)的壳聚糖醋酸溶液，将脱氧胆酸溶于乙醇制成浓度为2％(m/v)的脱氧胆酸乙醇溶液；将所述壳聚糖醋酸溶液与脱氧胆酸乙醇溶液混合，搅拌均匀，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edc)，于25℃反应24h，产物由氨水中和后，用甲醇沉淀，过滤，将滤物用去离子水进行透析，冷冻干燥，得到中间产品；其中，脱乙酰壳聚糖、脱氧胆酸和edc的质量比为8:1:0.2。(2)将步骤(1)得到的中间产品按固液比为1:4的比例加入浓度为40％(m/v)的氢氧化钠溶液，混匀，在搅拌条件下加入氢氧化钠溶液重量1倍的氯乙酸，于60℃反应3h，然后向反应液中加入醋酸中和至ph为中性，于10℃放置5h，过滤，将沉淀用乙醇和水反复清洗，真空干燥，即得两亲性壳聚糖。实施例3磺酸基改性醋酸纤维素的制备分别称取20g乙烯基磺酸和100g醋酸纤维素，混合，加入醋酸纤维素重量的10倍的三氯甲烷，搅拌溶解，加入0.4g过硫酸铵，混匀，在氮气保护下，于100℃下反应24h，反应结束后用水和乙醇反复清洗4次，真空干燥，即得磺酸基改性醋酸纤维素。实施例4磺酸基改性醋酸纤维素的制备分别称取20g乙烯基磺酸和120g醋酸纤维素，混合，加入醋酸纤维素重量的12倍的丙酮，搅拌溶解，加入0.6g过硫酸钠，混匀，在氮气保护下，于80℃下反应24h，反应结束后用水和乙醇反复清洗3次，真空干燥，即得磺酸基改性醋酸纤维素。实施例5磺酸基改性醋酸纤维素的制备分别称取20g乙烯基磺酸和80g醋酸纤维素，混合，加入醋酸纤维素重量的8倍的正己烷，搅拌溶解，加入0.2g过硫酸铵，混匀，在氮气保护下，于100℃下反应12h，反应结束后用水和乙醇反复清洗4次，真空干燥，即得磺酸基改性醋酸纤维素。实施例6-10过滤膜的制备实施例6-10过滤膜的制备包括下表所示的制备原料及其重量份数：制备步骤：将两亲性壳聚糖、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和油酸钠混合，溶于水，搅拌至物料完全溶解，制成质量溶度为6％的溶液a，将溶液a通过环形二重喷丝头的外侧以1.2ml/min的速度喷出，同时将预先混合好的质量浓度为10％的含磺酸基改性醋酸纤维素丙酮溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5ml/min的速度喷出，然后以5m/分的卷绕速度进行卷绕，在相对湿度为80％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。对比例1过滤膜的制备对比例1过滤膜包括以下原料及其重量份数：壳聚糖15份、磺酸基改性醋酸纤维素25份、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱5份和油酸钠3份。制备步骤：将壳聚糖按5g：100ml的比例加至质量浓度为3％的醋酸水溶液中，搅拌至完全溶解，然后加入聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和油酸钠，混匀，得到溶液a，将溶液a通过环形二重喷丝头的外侧以1.2ml/min的速度喷出，同时将预先混合好的质量浓度为10％的含磺酸基改性醋酸纤维素丙酮溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5ml/min的速度喷出，然后以5m/分的卷绕速度进行卷绕，在相对湿度为80％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。对比例2过滤膜的制备对比例2过滤膜包括以下原料及其重量份数：磺酸基改性醋酸纤维素25份和油酸钠3份。制备步骤：将磺酸基改性醋酸纤维素溶于三氯甲烷，制成质量浓度为10％的溶液，然后加入油酸钠，搅拌混匀，将溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5ml/min的速度喷出，在相对湿度为80％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。对比例3过滤膜的制备对比例3过滤膜包括以下原料及其重量份数：两亲性壳聚糖15份、磺酸基改性醋酸纤维素25份和油酸钠3份。制备步骤：将两亲性壳聚糖和油酸钠混合，溶于水，搅拌至物料完全溶解，制成质量浓度为6％的溶液a，将溶液a通过环形二重喷丝头的外侧以1.2ml/min的速度喷出，同时将预先混合好的质量浓度为10％的含磺酸基改性醋酸纤维素丙酮溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5ml/min的速度喷出，然后以5m/分的卷绕速度进行卷绕，在相对湿度为80％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。对比例4过滤膜的制备对比例4过滤膜包括以下原料及其重量份数：两亲性壳聚糖15份和磺酸基改性醋酸纤维素25份。制备步骤：将两亲性壳聚糖溶于水，搅拌至物料完全溶解，制成质量浓度为6％的溶液a，将溶液a通过环形二重喷丝头的外侧以1.2ml/min的速度喷出，同时将预先混合好的质量浓度为10％的含磺酸基改性醋酸纤维素丙酮溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5ml/min的速度喷出，然后以5m/分的卷绕速度进行卷绕，在相对湿度为80％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。对比例5过滤膜的制备对比例5过滤膜包括以下原料及其重量份数：两性壳聚糖15份、聚醚砜25份、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱5份和油酸钠3份。制备步骤：将两亲性壳聚糖、聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和油酸钠混合，溶于水，搅拌至物料完全溶解，制成质量溶度为6％的溶液a，将溶液a通过环形二重喷丝头的外侧以1.2ml/min的速度喷出，同时将预先混合好的质量浓度为10％的含聚醚砜三氯甲烷溶液从喷丝头的中央喷丝口以2.5ml/min的速度喷出，然后以5m/分的卷绕速度进行卷绕，在相对湿度为80％条件下梳理成膜，烘干，制成孔径为0.05～20μm的过滤膜。试验例一、安全性检测分别将实施例6-10和对比例1-5制得的过滤膜剪成碎片，分别称取5g，装入含有20ml生理盐水的样品瓶中，室温下充分浸泡6、12、24h，将浸泡6、12、24h后的浸提液分别注射给sd大鼠和新西兰大白兔，结果均未见试验动物出现毒性反应。以上结果表明，本发明制得的过滤膜安全性高。试验例二、溶血试验试验参照中华人民共和国医药行业标准(yy039-2002)的方法进行，全血经离心(离心力1200g)获得红细胞悬液，再经过生理盐水(离心力750g)连续离心洗涤三次后获得红细胞，取1ml红细胞加5ml生理盐水，混匀，得到红细胞稀释液，备用；称取0.5g过滤膜，加入装有10ml生理盐水的试管中，于37℃水浴中孵育4h，得到样品浸提液。分为试验1-10组、阴性对照组、阳性对照组，其中试验1-10组每支试管中分别加入实施例6-10和对比例1-5过滤膜浸提液5ml，阴性对照组加入生理盐水5ml，阳性对照组加入蒸馏水5ml，同时往上述的每支试管中各自加入0.1ml的红细胞稀释液，混匀后，置于37℃水浴中孵育1h，将每支试管离心(离心力1200g)5min，采用紫外分光光度计在545nm波长处测定上清液吸光度。其中阴性样品吸光度不大于0.03，阳性样品吸光度应为0.8±0.3。溶血率(hemolyticration,hr)按以下公式计算：hr(％)＝(a-b)/(c-b)×100，其中a、b和c分别是样品液、阴性对照液和阳性对照液的吸光度值，试验1-10组所使用的过滤膜检测的溶血率见表1。表1过滤膜的溶血率检测结果组别溶血率hr(％)试验1组1.2试验2组1.8试验3组1.5试验4组2.0试验5组2.2试验6组3.4试验7组4.2试验8组2.9试验9组3.0试验10组3.8结果显示，试验1-10组过滤膜的溶血率hr≤5％(hr>5％，说明材料在使用时可能会引起溶血现象)，表明本发明实施例6-10和对比例1-5制得的过滤膜对红细胞的破坏程度符合医用材料对溶血的要求，使用安全性较高。试验例三、血液脂类成分的滤除试验分别将实施例6-10和对比例1-5制得的过滤膜剪成碎片，分别称取5g，装入含有20ml生理盐水的样品瓶中，室温下浸泡2h，然后用注射器将样品瓶中的生理盐水彻底抽干，加入10ml高血脂患者的血浆，在37℃下振荡3h，检测血浆中的ldl、vldl、hdl、tg、tc的变化情况，结果见表2和3。其中，ldl含量采用上海荣盛生物科技有限公司生产的低密度脂蛋白胆固醇(ldl-c)检测试剂盒(酶法)进行检测，具体步骤为：取待测样品10μl和工作液1ml，充分混匀，在37℃水浴中反应10min，以空白管(10μl蒸馏水加入1ml工作液)调零，分别读取样品管和校准管(10μl标准液加入1ml工作液)在546nm处的紫光吸收光度，计算ldl-c的含量，计算公式为：ldl-c的含量＝(样品管吸光度)/(校准管吸光度)×校准液浓度。vldl含量采用上海沪震生物科技有限公司生产的极低密度脂蛋白胆固醇(vldl-c)检测试剂盒(elisa法)进行检测，以空白调零，于酶标仪450nm处检测样品的吸光度(od值)，根据标准曲线，计算待测样品的vldl含量。hdl含量采用上海荣盛生物科技有限公司生产的高密度脂蛋白胆固醇(hldl-c)检测试剂盒(酶法)进行检测，具体步骤为：取待测样品10μl和工作液1ml，充分混匀，在37℃水浴中反应10min，以空白管(10μl蒸馏水加入1ml工作液)调零，分别读取样品管和校准管(10μl标准液加入1ml工作液)在546nm处的紫光吸收光度，计算hdl-c的含量，计算公式为：hdl-c的含量＝(样品管吸光度)/(校准管吸光度)×校准液浓度。tc含量采用上海荣盛生物科技有限公司生产的总胆固醇(tc)检测试剂盒(chod-pap法)进行检测，具体步骤为：取待测样品10μl和工作液1ml，充分混匀，在37℃水浴中反应10min，以空白管(10μl蒸馏水加入1ml工作液)调零，分别读取样品管和校准管(10μl标准液加入1ml工作液)在500nm处的紫光吸收光度，计算tc的含量，计算公式为：tc(mg/dl)＝(样品管吸光度)/(校准管吸光度)×200。其中，tc(mmol/l)＝tc(mg/dl)×0.0258。tg含量采用上海荣盛生物科技有限公司生产的总胆固醇(tc)检测试剂盒(triglycerideskit法)进行检测，具体步骤为：取待测样品10μl和工作液1ml，充分混匀，在37℃水浴中反应10min，以空白管(10μl蒸馏水加入1ml工作液)调零，分别读取样品管和校准管(10μl标准液加入1ml工作液)在500nm处的紫光吸收光度，计算tg的含量，计算公式为：tg(mmol/l)＝(样品管吸光度)/(校准管吸光度)×2.26。其中，tg(mg/dl)＝tg(mmol/l)×88.5。表2过滤膜滤除血液脂类成分的检测结果表3过滤膜滤除血液脂类成分的检测结果结果显示，试验1-5组过滤膜的对低密度脂蛋白的滤除率达57.34～64.95,％，对极低密度脂蛋白的滤除率达57.08～64.42％，对总胆固醇的滤除率达58.99～68.30％，对甘油三酯的滤除率达49.27～56.10％，而对高密度脂蛋白的滤除率仅为4.82～9.64％，效果优于试验6-10组。以上结果表明，本发明的过滤膜可有效滤血液中的有害脂类成分，而对高密度脂蛋白水平的影响较小，本发明的过滤膜可以应用作为血浆脂质成份的吸附分离、临床高脂血症病人的血液净化以及废弃血浆分离再生利用的辅助材料。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12