一种具有仿生包膜材料的吸附剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及血液净化领域，具体涉及一种具有仿生包膜材料的吸附剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 血液灌流是一种将患者血液引出体外进行净化后再回输人体的高新技术，其所用 的吸附剂的生物相容性以及如何防止吸附剂微粒脱落一直是人们关注的热点。1970年，华 裔加籍学者张明瑞教授开创性地用火棉胶-白蛋白包囊活性炭，可有效改善活性炭的生物 相容性及微粒脱落问题，使以活性炭作为吸附剂的血液灌流技术成功应用于临床。随后，诸 如火棉胶、琼脂糖、壳聚糖、聚甲基丙烯酸羟乙酯等包膜材料被大家广泛研究，希望能够找 到性能更加优异的血液灌流吸附剂用的包膜材料。目前市场上流通的吸附剂常用的包膜材 料为火棉胶和聚甲基丙烯酸羟乙酯，但其特点为亲水性膜，而人体内多数致病物质为疏水 性，从而降低了吸附剂对致病物质的吸附性能。此外上述吸附剂在使用过程中仍有凝血现 象，说明现在所用的包膜材料在其生物相容性方面还有改进空间。
[0003] 多数与生命现象关系密切的主要生物体组织例如脑、神经、肌肉、血液等，它们的 功能与其液晶态构象及运动密切相关，如生物体中的信息传递、物质输送和能量转换等都 离不开相关液晶态结构的参与。因此高分子液晶的研究已成为高分子学科发展的一个重要 方向，它的发展对生命科学前沿领域具有重要学术价值和潜在的应用意义。近年来，利用表 面活性剂可形成液晶结构的特性，将可聚合表面活性剂引入高分子材料结构中，发现该方 法在改善材料的生物相容性方面有巨大的研究价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有血液净化吸附剂中的不足，提供一种具有仿生包膜材 料的吸附剂及其制备方法，吸附剂上的包膜材料在37°C下为疏水性，将有效解决包膜后吸 附剂对致病物质吸附性能降低的问题，同时其从仿生的角度进行设计，模拟细胞膜磷脂层 的液晶态结构，在包膜材料合成过程中引入可聚合表面活性剂，使所用的包膜材料具有更 高的生物相容性，从而降低凝血的概率。此外，在制备过程中只需在25°C左右条件下即可成 膜，相比于现有的包膜工艺均需要在高温（>55°C )条件下才能成膜，这将大大降低了成膜 过程吸附剂结构破坏的概率，使其临床使用的安全性也将得到提高。
[0005] 本发明的第一个方面是提供一种具有仿生包膜材料的吸附剂，按照重量百分比 计，所述吸附剂由包括以下组分的原料制备而成：
[0006] 可聚合表面活性剂4-6% ;
[0007] 两端含双键的二烯烃4-6% ;
[0008] N-烷基丙烯酰胺类单体28-32 % ;
[0009] 吸附材料60%。
[0010] 进一步地，所述可聚合表面活性剂为丙烯酸聚氧乙烯（20)鲸蜡醇酯，结构式如 下：
[0011]
[0012] 进一步地，所述两端含双键的二烯烃为Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基 丙烯酸酯中的一种或两种的混合物。
[0013] 进一步地，所述N-烷基丙烯酰胺类单体为N-异丙基丙烯酰胺。
[0014] 进一步地，所述吸附材料为活性炭、吸附树脂中的一种或两种的混合物。
[0015] 本发明的第二个方面是提供本发明第一个方面所述的具有仿生包膜材料的吸附 剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016] 步骤1，将可聚合表面活性剂、两端含双键的二烯烃、N-烷基丙烯酰胺类单体和吸 附材料加入到注射用水中，氮气保护下，12-18Γ下搅拌溶解分散均匀，其中，注射用水与吸 附材料的重量比为1-10:1 ;
[0017] 步骤2,加入引发剂，8-12min后加入催化剂，氮气保护下，继续搅拌10-30min，搅 拌速度为60-120rad/min，其中，引发剂的加入量为可聚合表面活性剂、两端含双键的二烯 烃和N-烷基丙烯酰胺类单体总量的0. 1-5%，催化剂的加入量为可聚合表面活性剂、两端 含双键的二烯烃和N-烷基丙烯酰胺类单体总量的0. 1-5% ;
[0018] 步骤3,滤网过滤，取固体在15-25rad/min的震荡速度下震荡20-30h，控制温度为 25±5°C ;
[0019] 步骤4,用水漂洗，即得所述具有仿生包膜材料的吸附剂。
[0020] 进一步地，步骤1中注射用水与吸附材料的重量比为2-5:1。
[0021] 进一步地，步骤2中搅拌速度为80-100rad/min。
[0022] 进一步地，步骤2中，所述引发剂为过硫酸钾。
[0023] 进一步地，所述催化剂为N，N，N'N'_四甲基乙二胺。进一步地，步骤1中，温度控 制在 16-18°C。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0025] a.本发明一种具有仿生包膜材料的吸附剂，在37°C下为疏水性，将有效解决现有 技术中包膜后吸附剂对致病物质吸附性能降低的问题。
[0026] b.本发明一种具有仿生包膜材料的吸附剂，在37°C下为疏水性，包膜材料中所含 有的可聚合表面活性剂将形成分子一维的有序排列，使包膜材料达到模拟细胞膜磷脂层的 液晶态结构，从而使所用的包膜材料具有更高的生物相容性，从而降低凝血的概率。
[0027] c.本发明一种具有仿生包膜材料的吸附剂的包膜工艺只需在25°C左右条件下即 可成膜，相比于现有的包膜工艺均需要在高温（>55°C)条件下才能成膜，这将大大降低了 成膜过程吸附剂结构破坏的概率，使其临床使用的安全性也将得到提高。
【具体实施方式】
[0028] 针对现有血液净化吸附剂中的不足，本发明的提供了一种具有仿生包膜材料的吸 附剂，由包括可聚合表面活性剂M1、两端含双键的二烯烃M2、N-烷基丙烯酰胺类单体M3 以及吸附材料M4的原料制备而成，按照重量百分计，四组分的用量分别为Ml :4-6 %，M2 : 4-6%，M3 :32-28%，M4 :60% 〇
[0029] 所述可聚合表面活性剂具体为丙烯酸聚氧乙烯（20)鲸蜡醇酯，结构式如下：
[0030]
[0031] 所述两端含双键的二烯烃具体为Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸 酯中的一种或两种的混合物。
[0032] 所述N-烷基丙烯酰胺类单体具体为N-异丙基丙烯酰胺。
[0033] 所述吸附材料具体为活性炭、吸附树脂中的一种或两种的混合物。
[0034] 上述的具有仿生包膜材料的吸附剂按照下述步骤制备而成：
[0035] 步骤1，将可聚合表面活性剂Μ1、两端含双键的二烯烃M2 (作为化学交联剂）、 N-烷基丙烯酰胺类单体M3和吸附材料Μ4加入到注射用水中，氮气保护下，搅拌溶解分散 均匀，注射用水与吸附材料的重量比为1-10:1，进一步优选为2-5:1。搅拌时控制温度为 12-18Γ，温度过低反应物质扩散慢，温度过高会导致聚合物反应过快。为了在反应物质搅 拌均匀后再启动主要反应，需要在搅拌过程中保持适当的温度，满足反应物质扩散速度合 理的同时抑制反应。进一步优选地，搅拌时控制温度为16_18°C。其中，随着M3和M2所占 总质量的提高，所形成的包膜材料的厚度和强度将逐渐增大；而随着Ml所占质量的提高， 所形成的包膜材料的生物相容性将逐渐增大。
[0036] 步骤2,加入引发剂，8-12min后加入催化剂，氮气保护下，继续搅拌10-30min，搅 拌速度为60-120rad/min，优选搅拌速度为80-100rad/min。引发剂的加入量为可聚合表面 活性剂、两端含双键的二烯烃和N-烷基丙烯酰胺类单体总量的0. 1-5%，催化剂的加入量 为可聚合表面活性剂、两端含双键的二烯烃和N-烷基丙烯酰胺类单体总量的0. 1-5%。所 述引发剂优选为过硫酸钾，所述催化剂优选为Ν，Ν，Ν' Ν' -四甲基乙二胺。
[0037] 其中，搅拌速度越快，Ml在水溶液中所形成的胶束越小，继而导致在膜表面形成的 通孔结构的孔径也越小。而研究表明，80-100rad/min的搅拌速度所形成的孔径大小可让多 数的中大分子致病物质通过，且阻止血小板、红细胞等有益的血液成分通过。
[0038] 步骤3,滤网过滤，取固体在15-25rad/min的震荡速度下震荡20-30h，控制温度为 25±5°C。包膜工艺只需在25°C左右条件下即可成膜，相比于现有的包膜工艺均需要在高 温（>55°C )条件下才能成膜，这将大大降低了成膜过程吸附剂结构破坏的概率，使其临床 使用的安全性也将得到提高。
[0039] 步骤4,用水漂洗，即得所