透析器膜材料的研究进展

激活 缓激肽释放酶
释放缓激肽
低血压
肥大细胞
释放组胺, 白细胞三烯
血管舒张, 支气管收缩
中性粒细胞
粘附受体 LTB4
单核细胞 IL-1,TNF
β2-微球蛋白 低血压,发热
血小板 PG等
血小板 减少症
纤维素膜的基础单元
改良纤维素膜
提高生物相容性-性能最为优越的纤维素膜
生物相容性与膜表面性质有关 控制膜表面的粗糙程度
91 29
F4
Low Flux Ps
2.8
38.8 8.1
260 42
Acepal1300 Cell Acetate
8.0
10.7 2.3
162 38
Altraflux Cell Acetate
15
11.0 1.3
90 42
Filtral12
AN69
高倍镜下的膜表面对比
透析膜的结构
--溶质的清除率和超滤系数
完美膜结构的优点
血液接触层光滑 “减少凝血”
厚度均一, 膜壁的完整性好
“减少渗漏”
“内毒素屏障 ”
分隔层“最 小的阻力”
180 – 200 μm 40 μm
对称膜
Thin wall（薄壁）16-18μm
Symmetric membrane structure
对称性 超滤率 补体激活
对称 低 多
对称 适中 较多
不对称 高 少
Adapted from Am J Kidney Dis 1998; 13 (s.3) 115
生物相容性
--判定透析膜优劣的主要指标
膜材料与血液接触后的生物反应模式图
激活 XII因子
激活修饰的补体通道 产生 C5a , C3a 以及过敏毒素
聚酰胺 (PA)—金宝
聚丙烯晴 (PAN)—AN69（金宝） 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)—东丽
聚醚砜 (PES) —贝尔克、尼普洛等
膜材料的特性
原材料 特性
亲水性
再生纤维素 改良纤维素
合成膜
纤维素 纤维素的衍生物 高分子聚合物
带有大量的羟基
通过对羟基的各 种改性
通过对多聚体的 物化改变
亲水性强
亲水性弱 较强的疏水性
• 非对称膜的主要阻力是最内层
膜的壁厚度,其余的膜是起到 支撑的作用
• 因此当膜的形状接近标准的圆
形，膜的本身阻力就非常小
Hale Waihona Puke Baidu
亲水－疏水微区域限制了血液中蛋白质 细胞与膜表面的相互作用
疏水性和表面电荷使其能吸附炎症介质
高通量聚砜膜: 内毒素截留能力
透析液侧
血侧
从透析液侧到血侧无内毒素的转移: 透析液侧泡沫状膜,血液侧膜光滑、表面大 吸附能力强 仅有 1/百万单位的内毒素能跨过膜 !!!
透析器的封装与切割
切割工艺比较
基于通透性的膜的分类
• 高通量（HIGH FLUX）-KUF>20 ml/hr.mmHg
用于HDF/HF 和HIGH FLUX HD CTA/TRICEA, AN69, Nephral ST, Polyflux, DIAPES, Xenium, Polysulfone, PMMA.
Cellulose Hollow Fiber Polysulfone Hollow Fiber
Polyacryronit(rMileatHeorillaolws)Fiber
Polyethylene Hollow Fiber Cellulose diacetate Hollow Fiber Amino acids immobilized PVA Styrene divinyl benzene Column Activated charcoal Column Polyethylene Hollow Fiber
对称膜壁薄
为了减少膜 的阻力
会导致膜形 状变成 ‘ 非圆型’
• 溶质通过半透膜需要克服自身的
阻力
• 对称膜有着均一的膜孔大小,因
此降低阻力的唯一办法就是使得 膜壁变薄或者增加膜孔的数量
非对称膜
Open pore size on the outside
Tight pore size in the inside (blood contact)
1
ß2-microglobulin
0.65 & 0.8
Albumin
< 0.001
提高的中大分子清除能力
透析膜的吸附能力
-脂蛋白A和脂多糖
透析器 E3
膜材料 Cuprophane
UF coeff
ml/hr/mmHg
5.8
Adsorbed LpdA g/m2
4.5 3.4
Adsorbed LPS ng/m2
“盘卷”
透析器
90s
2000之后
醋酸 纤维素
PAN
血液 滤过
三醋酸 纤维素
修饰 纤维素
FMC 低通量 聚砜膜
其他 合成膜
血液
-
透析滤过
联机
血液
-
透析滤过
高通量
血液透析
透析膜材料分类
纤维素膜 再生纤维素膜
铜仿膜 铜氨膜
改良纤维素膜
血仿膜—海蒂妮娜
双醋酸及三醋酸膜— 尼普洛、百特
合成膜
聚砜(PS)—费森、贝朗、威高、 旭化成、朗生等
Non-woven polyester sheet
透析器 / 膜的筛系数
Low-Flux
Urea
1
Creatinine
1
Vitamin B12
0.65
Inulin
0.05
ß2-microglobulin
0
Albumin
0
HighFlux
Urea
1
Creatinine
1
Vitamin B12
1
Inulin
• 低通量（LOW FLUX）-Kuf <20ml/hr.mmHg
Cuprophan, Hemophan, Cellulose Acetate, LF Polysulfone, LF PMMA, EVAL, LF PES
Hemodialyser Plasma Therapy Products
Leukocyte Reduction Filter
透析膜材料的研究进展
什么是透析膜
一种以浓度差为推动力的分离膜 根据分离的溶质的粒径,要求透析 膜上有相适应的孔径均匀的微孔
透析膜的原理
纳米级微孔
透析器膜的历史
1940
膜 形状
蟠管型
“旋转式鼓桶”
膜 材料
纤维素
治疗 方式
低通量血液透析
50s
平板型
“金属板”
60s
70s
80s
平板型 空心纤维
透析器膜应用情况:
100 %
高通量/低通量 合成膜
13 %
60 %
低通量 纤维素膜
87%
1990
高通量 合成膜
低通量 合成膜
低通量 纤维素膜
40%
2000
65 % 35 %
透析膜材料的未来发展方向
• 传统透析膜的改进 • 研发新型透析膜 • 发展生物活性膜
透析膜的制造工艺
聚砜膜纤维内壁的比较