一种用于血液灌流的炎性因子吸附剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子生物医用材料，具体涉及一种用于血液灌流的炎性因子吸附剂 及制备技术。
【背景技术】
[0002] 炎性细胞因子是一组多肽类细胞调节物质的总称，包括白细胞介素、干扰素、生长 因子、细胞刺激因子、肿瘤坏死因子等。很多疾病的病症显示在血流中存在高浓度的炎性因 子。炎性因子有助于刺激和调节免疫系统以帮助身体抵抗感染，但如果体内生产过剩，就会 产生自身免疫性疾病。
[0003] 炎性因子风暴（cytokine storm)是指机体感染微生物后引起体液中多种炎性因 子如 TNF-a、IL-I、IL-6、IL-12、IFN-a、IFN-β、IFN-γ、MCP-I 和 IL-8 等迅速大量产生 的现象。炎性因子风暴实际上会造成或加重疾病，它也是引起急性呼吸窘迫综合症、多器官 衰竭和危及生命的脓毒症、严重烧伤、创伤、胰腺炎、肺损伤等的重要原因。
[0004] 绝大多数的炎症因子是分子量为15kDa~51kDa的蛋白或糖蛋白。其中以TNF-α、 IL-6为炎性因子主要代表物。TNF-a和IL-6又被称为前炎症细胞因子，是启动抗菌炎症 反应的关键细胞因子。作为三聚体，TNF-a的分子量为51kDa，具有广泛生物学活性，主要 由激活的单核巨噬细胞所分泌，参与机体的免疫调节与炎症反应，也是某些感染性疾病的 致病因素，除对癌细胞外，它对多种生物细胞具有毒性。IL-6是一种分子量为21~26kDa 的糖蛋白，它刺激肝细胞分泌急性期蛋白。
[0005] 由于主要炎性因子的分子量较大，而常规的血液透析和腹膜透析主要用于清除小 分子毒物，清除炎性因子的能力有限。目前来说，临床上常利用血液灌流即采用吸附剂清除 血液中的毒素和致病物质，从而达到净化血液，缓解、治疗疾病的目的。
[0006] 美国的Cytosorb吸附剂(专利号US7875182)用亲水性聚合物包覆聚苯乙烯树脂 能够有效清除炎性因子。此外，国内有临床应用连续性血液净化法的报道，但其清除炎性因 子的效果一般。
[0007] 现有吸附剂大多使用聚苯乙烯二乙烯基苯，其血液相容性较差，需要对吸附剂进 行包膜处理，常用的包膜材料有火棉胶、聚乙烯醇等亲水性材料。但是存在包膜材料的脱落 对人体造成的潜在性危害。
[0008] 因此，需要开发更为安全、有效的炎性因子吸附剂。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种炎性因子吸附剂及其制备方法。
[0010] 本发明所采取的技术方案是： 一种炎性因子吸附剂，其骨架为载体，载体表面通过胺基连接臂偶联有乙酰化的半胱 氨酸。
[0011] 进一步的，载体为聚苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素微球、琼脂糖 微球中的至少一种。
[0012] 进一步的，载体的孔径为5~50nm，比表面积不低于500m2/g。
[0013] 进一步的，在引入胺基连接臂前，根据需要对载体进行环氧化改性。
[0014] 进一步的，载体通过与多胺类化合物进行胺化反应引入胺基连接臂；所述多胺类 化合物为己二胺、乙二胺中的至少一种。
[0015] 进一步的，对半胱氨酸配基进行乙酰化的酰化剂为乙酸、乙酰氯中的至少一种。
[0016] 一种血液灌流装置，其所使用的吸附剂如上所述。
[0017] 一种炎性因子吸附柱，其所使用的吸附剂如上所述。
[0018] 一种炎性因子吸附剂的制备方法，包括下列步骤： 1) 将载体与多胺类化合物进行胺化反应引入胺基连接臂；其中，在胺化反应之前，根 据需要对载体进行环氧化改性； 2) 将添加胺基连接臂的载体与半胱氨酸溶液混合，调节pH为4~6,加入酰胺化催化 剂，使半胱氨酸缩合偶联到载体上； 3) 加入酰化剂对半胱氨酸配基进一步乙酰化制备得到炎性因子吸附剂。
[0019] 作为上述制备方法的进一步改进，酰胺化反应的催化剂为N-羟基琥珀酰亚胺和 1_(3_二甲氨基丙基）_3_乙基碳二亚胺盐酸盐。
[0020] 本发明的有益效果是： 本发明的炎性因子吸附剂通过缩合半胱氨酸，能够改变炎性因子之间和内部的二硫 键，减弱其蛋白结构使其伸展开来，加大吸附剂与其接触面积，从而提高清除炎性因子能 力。通过对半胱氨酸配基乙酰化，不仅提高了亲水性，而且增加配基的酰胺键，利用相似相 溶的原理，可有效提高其与炎性因子的识别结合作用力，提高其选择性吸附炎性因子的能 力。炎症和过敏会使胆磷酯酶等的巯基酶降低，配基半胱氨酸上的巯基能够维持巯基酶的 活性，从而可改善炎症和过敏的皮肤症状。
[0021] 本发明的炎性因子吸附剂具有较好的亲水性，无需包膜处理即可使用，避免包膜 材料的脱落对人体造成的潜在性危害。 本发明吸附剂的载体和配基对炎性因子均具有吸附清除能力，比一般只靠载体吸附的 吸附剂具有更高的清除能力。
[0022] 本发明的炎性因子吸附剂对于IL-6和TNF- α的清除率比通常的聚苯乙烯二乙烯 基苯吸附剂有大幅度提尚。
[0023] 本发明的吸附剂能从血液中存在的其他小分子和亲水性分子选择性地吸附炎性 因子，而主要炎性因子多在511^^以下(如了呖-€1、几-1、11^-2、几-6、11^-8和11^-10的分子 量分别约为51kDa、17kDa、15. 4kDa、26kDa、8kDa和18. 7 kDa )，其对炎性因子吸附的选择 吸附范围约15~51kDa的分子尺寸。
[0024] 本发明的吸附剂具有良好的血液相容性，具有可应用于全血灌流的前景。
【具体实施方式】
[0025] 如本领域技术人员所周知的，应用于血液灌流的载体应当是性质稳定，对人体无 毒无害，同时基本不与血液中的物质发生反应。这些载体主要有聚苯乙烯二乙烯基苯、聚甲 基丙烯酸酯、纤维素微球、琼脂糖微球等。其中聚苯乙烯二乙烯基苯是疏水性载体，聚甲基 丙烯酸酯、纤维素微球、琼脂糖微球是亲水性载体。可以根据载体的结构特点，利用载体上 的残余双键进行环氧化改性，或者与环氧氯丙烷等反应进行环氧化改性，有利于胺化并引 入半胱氨酸配基。
[0026] 进一步通过与多胺类化合物进行胺化反应引入胺基连接臂；将添加胺基连接臂的 载体与半胱氨酸溶液混合，调节pH为4~6,加入酰胺化催化剂，使半胱氨酸缩合偶联到载 体上；其反应条件和催化剂可以是现有技术所公开，特别的，可以在pH4~6,使用NHS和 EDC在温和条件下催化反应的进行。对载体进一步乙酰化制备得到炎性因子吸附剂。
[0027] 下面结合实施例，进一步说明本发明的技术方案。
[0028] 实施例1: 聚甲基丙烯酸甲酯吸附剂 1_1胺化反应 取聚甲基丙稀酸甲醋（PMMA)树脂微球(孔径5~50nm，比表面积大于500m2/g) IOg加入 IOmL的二氯乙烷浸泡过夜，再加入IOmL 50%己二胺的二甲基甲酰胺溶液，在130°C中搅拌 反应10小时，转速200rpm。反应完成后对树脂微球分别用用酒精、纯化水清洗。
[0029] 1-2与半胱氨酸缩合反应 取1-1得到的树脂微球，加入20mL 1%的半胱氨酸溶液，调节pH为4. 8,加入0. 8g NHS (N-羟基琥珀酰亚胺），再慢慢加入0. 4g 1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸 盐（EDC)，在25°C中震荡反应4小时。反应完成后对树脂分别用酒精、纯化水清洗。
[0030] 1-3乙酰化反应 取1-2得到的树脂，加入20mL 0. 8%的乙酸溶液，调节pH为4. 8,再慢慢加入0. 4g 1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC)，在25°C中震荡反应4小时。反应完 成后对树脂分别用酒精、纯化水清洗。制备得到吸附剂，记为C1。
[0031] 实施例2: 聚苯乙烯二乙烯基苯树脂吸附剂 2-1环氧化预处理 取聚苯乙稀二乙烯基苯树脂微球IOg (孔径5~50nm，比表面积不低于500m2/g，交联剂 二乙烯基苯纯度80%)加入40