一种具有良好生物相容性的中空纤维膜及其应用的制作方法

本发明涉及生物材料领域，具体涉及一种具有良好生物相容性的中空纤维膜及其应用。

背景技术：

1、聚砜/聚醚砜是一种综合性能优良的聚合物材料，具有优良的耐热性能、物理机械性能、绝缘性能以及较为良好的生物相容性等，已经在许多领域得到广泛应用。聚砜/聚醚砜还具有良好的成膜性能及滤过性能，从而成为最常见的中空纤维膜制备材料之一。

2、但是由于聚砜/聚醚砜膜材料本身具有较强的疏水作用且结构中存在的硫、氧原子具有较强的极性，在其应用于临床接触血液时，对血小板等具有较强的黏附作用，加上纤维膜本身的多孔结构，凝血酶原和纤维蛋白容易在纤维膜孔中沉积，从而激活凝血系统，诱导血栓的形成，长期使用极易发生蛋白污染，进而出现“堵孔”现象。

3、为了提高聚砜/聚醚砜膜材料的抗凝血及抗污染性能，主要采用三类方法：（1）本体改性，即对聚砜/聚醚砜材料本体进行抗凝血改性，然后制备纤维膜；（2）表面改性，通过化学方法、光化学方法或者等离子体技术在纤维表面接枝自抗凝性高分子，或者通过物理方法表面涂层自抗凝性高分子；（3）共混改性，通过聚砜/聚醚砜与自抗凝性功能高分子共混形成纺丝液，最终纺丝成膜。

4、聚砜/聚醚砜本体材料性能稳定，进行改性非常困难，而表面接枝和涂覆改性一般应用于直径较小的中空纤维膜材料，难以实现大规模生产应用。目前主要采用物理共混改性的方法来提高聚砜/聚醚砜纤维膜的抗凝血性能。例如采用聚乙烯基吡咯烷酮（pvp）、两性离子化合物（聚磷酯类的mpc）以及磺化功能高分子混入聚砜/聚醚砜成膜液，最后纺丝成膜。但是此类改性方法获得的中空纤维膜在使用过程中，亲水性添加剂会慢慢析出，性能稳定性不高；即使使用两亲性高分子，仍然存在较大的相分离问题，容易降低纤维膜的强度和机械性能，进而降低膜的滤过稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供一种具有良好生物相容性的中空纤维膜及其应用。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、第一个方面，本发明提供一种具有良好生物相容性的中空纤维膜，所述中空纤维膜的组分包括聚砜/聚醚砜基体组分和基体组分质量含量30%～100%的接枝芳香族疏水聚合物，其中，所述接枝芳香族疏水聚合物的制备方法包括以下步骤：

4、1)将芳香二胺溶解于有机溶剂中，然后加入芳香二酐，进行聚合反应4～10h得到聚酰胺酸溶液；

5、2)在步骤1）制备的聚酰胺酸溶液中加入多元胺搅拌溶解，进行二次反应2～4h；

6、3)向步骤2）所得溶液中加入含有羧基的抗凝剂，进行接枝反应12～48h，得到接枝芳香族疏水聚合物。

7、在一些实例中，所述步骤1）的芳香二酐选自3，3’,4 ,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐、3 ,3’,4 ,4’-联苯四酸二酐、1 ,2’,4 ,5’-均苯四甲酸酐、3 ,3’,4 ,4’-二苯砜四酸二酐或邻苯二甲酸酐中的任意一种。

8、在一些实例中，所述步骤1）的芳香二胺选自3 ,3’-二甲基-4 ,4’-二苯甲烷二胺、4 ,4’-二氨基二苯甲烷，4 , 4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或4 ,4’-二氨基二苯醚、对苯二胺中的任意一种。

9、在一些实例中，所述芳香二酐与芳香二胺的摩尔比为：（1～1.05）：1。

10、在一些实例中，所述步骤2）的所述多元胺选自乙二胺、丙二胺、三(2-氨基乙基)胺、季戊四胺中的一种或多种。

11、在一些实例中，所述多元胺与所述芳香二酐的摩尔比为（2～2.05）：1。

12、在一些实例中，所述步骤1）中的有机溶剂选自二甲基亚砜、n-甲基-2-吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺和n，n-二甲基乙酰胺中的至少一种。

13、在一些实例中，所述含有羧基的抗凝剂选自肝素或肝素类似物。

14、在一些实例中，所述中空纤维膜的制备方法包括以下步骤：将聚砜/聚醚砜、接枝芳香族疏水聚合物、水溶性致孔剂和纺丝液溶剂于80～180℃搅拌溶解，离心过滤，于40～80℃静置2～24小时脱泡得到纺丝液，纺丝液经干法或者湿法纺丝、水洗、拉伸和干燥制得改性中空纤维膜。

15、在一些实例中，所述纺丝液中各组分的质量配比为：聚砜/聚醚砜20～60份，接枝芳香族疏水聚合物20～40份，水溶性致孔剂0.1～10份，纺丝液溶剂100～300份。

16、第二个方面，本发明提供的具有良好生物相容性的中空纤维膜在制备血液净化材料中的应用。

17、本发明的有益效果是：

18、本发明的一些实例，接枝抗凝剂的芳香族疏水聚合物与聚砜/聚醚砜共混改性，制得的中空纤维膜表面直接获得抗凝基团，无需对中空纤维膜进行后续抗凝修饰，实现连续化抗凝修饰的目的。

19、本发明的一些实例，接枝芳香族疏水聚合物具有明显的疏水性，与聚砜/聚醚砜的共混效果好，不易发生相分离，中空纤维膜性能稳定；

20、本发明的一些实例，由于接枝芳香族疏水聚合物与聚砜/聚醚砜共混后，表面侧枝有大量氨基，根据相似相容原理，可以额外提高中空纤维膜的亲水性效果，提高生物相容性。

技术特征：

1.一种具有良好生物相容性的中空纤维膜，其特征在于，所述中空纤维膜的组分包括聚砜/聚醚砜基体组分和基体组分质量含量30%～100%的接枝芳香族疏水聚合物，其中，所述接枝芳香族疏水聚合物的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述步骤1）的芳香二酐选自3，3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4 ,4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐、3 ,3’,4 ,4’-联苯四酸二酐、1 ,2’,4 ,5’-均苯四甲酸酐、3 ,3’,4 ,4’-二苯砜四酸二酐或邻苯二甲酸酐中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述步骤1）的芳香二胺选自3 ,3’-二甲基-4 ,4’-二苯甲烷二胺、4 ,4’-二氨基二苯甲烷，4 , 4’-二苯基甲烷二异氰酸酯或4,4’-二氨基二苯醚、对苯二胺中的任意一种。

4.根据权利要求2或3所述的中空纤维膜，其特征在于，所述芳香二酐与芳香二胺的摩尔比为：（1～1.05）：1。

5.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述步骤2）的所述多元胺选自乙二胺、丙二胺、三(2-氨基乙基)胺、季戊四胺中的一种或多种。

6.据权利要求2或5所述的中空纤维膜，其特征在于，所述多元胺与所述芳香二酐的摩尔比为（2～2.05）：1。

7.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述步骤1）中的有机溶剂选自二甲基亚砜、n-甲基-2-吡咯烷酮、n ,n-二甲基甲酰胺和n ,n-二甲基乙酰胺中的至少一种；和/或

8.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述中空纤维膜的制备方法包括以下步骤：将聚砜/聚醚砜、接枝芳香族疏水聚合物、水溶性致孔剂和纺丝液溶剂于80～180℃搅拌溶解，离心过滤，于40～80℃静置2～24小时脱泡得到纺丝液，纺丝液经干法或者湿法纺丝、水洗、拉伸和干燥制得改性中空纤维膜。

9.根据权利要求8所述的中空纤维膜，其特征在于，所述纺丝液中各组分的质量配比为：聚砜/聚醚砜20～60份，接枝芳香族疏水聚合物20～40份，水溶性致孔剂0.1～10份，纺丝液溶剂100～300份。

10.权利要求1～9任一项所述具有良好生物相容性的中空纤维膜在制备血液净化材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种具有良好生物相容性的中空纤维膜，所述中空纤维膜的组分包括聚砜/聚醚砜基体组分和基体组分质量含量30%～100%的接枝芳香族疏水聚合物，其中，所述接枝芳香族疏水聚合物的制备方法包括以下步骤：将芳香二胺溶解于有机溶剂中，然后加入芳香二酐，进行聚合反应4～10h，再加入多元胺搅拌溶解进行二次反应2～4h，最后加入含有羧基的抗凝剂，进行接枝反应12～48h，得到接枝芳香族疏水聚合物。本发明的中空纤维膜性能稳定，能够有效减少了凝血酶原和纤维蛋白等的沉积，抗凝效果明显改善，大幅提高了生物相容性。

技术研发人员：杨正根,付守军,徐凌燕,吴硕莹,练明,陈校园
受保护的技术使用者：广州康盛生物科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16