本發(fā)明涉及醫(yī)療器件技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種便攜可穿戴可血液凈化用器件及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

血液凈化是治療急/慢性腎功能衰竭、風(fēng)濕免疫類(lèi)等疾病的一種重要的手段。血液凈化的方式主要包括血液透析、血液灌流、血液濾過(guò)、血漿置換等。

血液透析是通過(guò)將體內(nèi)血液引流至體外一個(gè)由空心纖維膜組成的透析器中，利用血液與電解質(zhì)溶液(透析液)在空心纖維內(nèi)外彌散/對(duì)流進(jìn)行物質(zhì)交換的原理，將體內(nèi)的代謝廢物清除，同時(shí)維持體內(nèi)電解質(zhì)和酸堿平衡，最后將凈化的血液輸回體內(nèi)的一種治療方法。血液透析的優(yōu)點(diǎn)在于可有效去除體內(nèi)過(guò)量的水，離子及小分子物質(zhì)，缺點(diǎn)在于選擇性不高，需大量透析液，對(duì)中分子物質(zhì)的清除效果不理想。

血液灌流是通過(guò)將體內(nèi)血液引流至體外裝有固體吸附劑的灌流器中，以清除某些外源性或內(nèi)源性毒素，并將凈化的血液輸回體內(nèi)的一種治療方法。血液灌流的優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)對(duì)小分子、中分子和大分子物質(zhì)的選擇性清除，缺點(diǎn)在于不能除去大量水，無(wú)法調(diào)節(jié)酸堿平衡和電解質(zhì)平衡。

血液濾過(guò)是模仿了腎小球的濾過(guò)作用，通過(guò)將體內(nèi)血液引流至體外一個(gè)由超濾膜組成的濾器中，在濾過(guò)壓的作用下將體內(nèi)的代謝廢物清除，同時(shí)補(bǔ)充與血漿液體成分相似的電解質(zhì)溶液，以達(dá)到血液凈化的目的。血液濾過(guò)的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)中分子物質(zhì)清除高，缺點(diǎn)是對(duì)小分子物質(zhì)的清除效果不如血液透析，需補(bǔ)充替代液，成本較高，治療過(guò)程中可能發(fā)生并發(fā)癥。

血漿置換是將體內(nèi)血液引流至體外，利用膜式血漿分離方法將血漿從全血中分離出來(lái)，然后補(bǔ)充等量的新鮮冷凍血漿或人血白蛋白等置換液，以清除體內(nèi)的代謝廢物，達(dá)到血液凈化的目的。血漿置換的優(yōu)點(diǎn)在于能有效去除高分子量的有害物質(zhì)，但缺點(diǎn)也非常明顯，丟失了血液中許多有用的成分，造成很大浪費(fèi)，需大量新血漿或血制品，費(fèi)用昂貴，容易引起交叉感染及機(jī)體的排異反應(yīng)等。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)僅患有終末期腎病(esrd)的病人數(shù)就約為200多萬(wàn)人，而在實(shí)際血液凈化過(guò)程中，患者每周往往需要去醫(yī)院進(jìn)行3-4次，一次4-5小時(shí)的透析，給病人的日常生活帶來(lái)了極大的困擾和痛苦。

因此，為了改善病人的生活質(zhì)量，同時(shí)使醫(yī)院原本緊張的資源狀況得以緩解，從而降低醫(yī)院的運(yùn)行成本，使其它優(yōu)勢(shì)資源得到更為充分的利用，需要提供一種新型的便攜可穿戴可血液凈化用器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種便攜可穿戴可血液凈化用器件。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種便攜可穿戴可血液凈化用器件的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種便攜可穿戴可血液凈化用器件的應(yīng)用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，包括第一微流控通道基片、固設(shè)于第一微流控通道基片上的多孔膜和固設(shè)于多孔膜上的第二微流控通道基片；所述第一微流控通道基片的上表面設(shè)有第一微流控通道，所述第二微流控通道基片的下表面設(shè)有第二微流控通道；所述第一微流控通道和第二微流控通道互相吻合，二者形成可供液體流動(dòng)的通道；所述第一微流控通道基片和第二微流控通道基片的兩端均設(shè)有進(jìn)出樣口；所述第一微流控通道或第二微流控通道內(nèi)固設(shè)有多孔微球。本發(fā)明的便攜可穿戴可血液凈化用器件通過(guò)在兩個(gè)設(shè)計(jì)好的微流控通道中間鍵合多孔膜和在其中一個(gè)微流控通道中負(fù)載多孔聚合物微球材料，多孔膜和多孔微球的相互協(xié)同集合了傳統(tǒng)血液透析和血液灌流的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)小分子、中分子和大分子的高效去除；采用微流控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了血液凈化器微型化、便攜及可穿戴。

優(yōu)選地，所述微流控通道基片的材料采用微流控芯片常用材料即可，包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、丙烯酸、橡膠、氟塑料。

優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件為立方體形。

優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的長(zhǎng)為1-200mm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的長(zhǎng)為1mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm等；優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的長(zhǎng)為10～190mm、20～180mm、30～170mm、40～160mm、50～150mm、60～140mm、70～130mm、80～120mm、90～110mm等；更優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的長(zhǎng)為1～190mm、1～180mm、1～170mm、1～160mm、1～150mm、1～140mm、1～130mm、1～120mm、1～110mm、1～100mm、1～90mm、1～80mm、1～70mm、1～60mm、1～50mm、1～40mm、1～30mm、1～20mm、1～10mm等。

優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的寬為1-200mm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的寬為1mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm等；優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的寬為10～190mm、20～180mm、30～170mm、40～160mm、50～150mm、60～140mm、70～130mm、80～120mm、90～110mm等；更優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的寬為1～190mm、1～180mm、1～170mm、1～160mm、1～150mm、1～140mm、1～130mm、1～120mm、1～110mm、1～100mm、1～90mm、1～80mm、1～70mm、1～60mm、1～50mm、1～40mm、1～30mm、1～20mm、1～10mm等。

優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的高1-200mm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的高為1mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm等；優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的高為10～190mm、20～180mm、30～170mm、40～160mm、50～150mm、60～140mm、70～130mm、80～120mm、90～110mm等；更優(yōu)選地，所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的高為1～190mm、1～180mm、1～170mm、1～160mm、1～150mm、1～140mm、1～130mm、1～120mm、1～110mm、1～100mm、1～90mm、1～80mm、1～70mm、1～60mm、1～50mm、1～40mm、1～30mm、1～20mm、1～10mm等。本發(fā)明中的血液凈化器尺寸小，便于攜帶，大大改善病人的生活質(zhì)量。

優(yōu)選地，所述微流控通道基片中微流控通道結(jié)構(gòu)為蛇形、陣列平行形或陣列s形。本發(fā)明的微流控通道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了凈化器兩側(cè)基片中的溶液對(duì)流，有利于溶液的擴(kuò)散和滲透，清除效果更佳。

優(yōu)選地，所述微流控通道基片中微流控通道的尺寸小于血液凈化用器件的尺寸。

優(yōu)選地，所述微流控通道的深度為10-400μm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述微流控通道的深度為10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等；優(yōu)選地，所述微流控通道的深度為10～300μm、10～200μm、10～100μm、10～50μm、10～20μm等；更優(yōu)選地，所述微流控通道的深度為20～400μm、30～300μm、40～200μm、50～100μm、60～90μm、70～80μm等。

優(yōu)選地，所述微流控通道的寬度為10-10000μm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述微流控通道的寬度為10μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、、2000μm、3000μm、4000μm、5000μm、6000μm、7000μm、8000μm、9000μm、10000μm等；優(yōu)選地，所述微流控通道的寬度為10～9000μm、10～8000μm、10～7000μm、10～6000μm、10～5000μm、10～4000μm、10～3000μm、10～2000μm、10～1000μm、10～900μm、10～800μm、10～700μm、10～600μm、10～500μm、10～400μm、10～300μm、10～200μm、10～100μm等；更優(yōu)選地，所述微流控通道的寬度為1000～10000μm、2000～9000μm、3000～9000μm、4000～7000μm、5000～6000μm等。

優(yōu)選地，所述微流控通道的間距為10-10000μm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述微流控通道的間距為10μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、、2000μm、3000μm、4000μm、5000μm、6000μm、7000μm、8000μm、9000μm、10000μm等；優(yōu)選地，所述微流控通道的間距為10～9000μm、10～8000μm、10～7000μm、10～6000μm、10～5000μm、10～4000μm、10～3000μm、10～2000μm、10～1000μm、10～900μm、10～800μm、10～700μm、10～600μm、10～500μm、10～400μm、10～300μm、10～200μm、10～100μm等；更優(yōu)選地，所述微流控通道的間距為1000～10000μm、2000～9000μm、3000～9000μm、4000～7000μm、5000～6000μm等。本發(fā)明遵循微流控技術(shù)，微流控通道內(nèi)的液體為薄層流動(dòng)，使多孔膜兩側(cè)的溶液在對(duì)流過(guò)程中快速擴(kuò)散和滲透，進(jìn)行溶質(zhì)交換，因此微流控通道的參數(shù)影響分子的清除效率，在所述通道參數(shù)下，分子清除效果好。

優(yōu)選地，所述多孔膜為至少一層；更優(yōu)選地，所述多孔膜為單層。本發(fā)明技術(shù)人員在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，采用單層多孔膜即可有效過(guò)濾，具有很好的清除效果。

優(yōu)選地，所述多孔膜材料為臨床中相對(duì)應(yīng)透析器的透析膜材料；優(yōu)選地，所述多孔膜材料包括但不限于聚酰胺膜(pa)、聚四氟乙烯膜(ptfe)、聚碳酸酯膜(pc)、聚砜膜(ps)、聚醚砜膜(pes)、纖維素膜、銅仿膜、銅氨膜、血仿膜、雙醋酸及三醋酸膜、聚丙烯晴膜(pan)，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，聚乳酸膜(pla)、膠原膜或甲殼素膜。所述多孔膜材料的兩側(cè)溶液對(duì)流，溶質(zhì)分子在膜兩側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散和滲透，達(dá)到清除目標(biāo)分子的作用。

優(yōu)選地，所述多孔微球的孔徑為1～300nm；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述多孔微球的孔徑為1nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130mm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm、300nm等；優(yōu)選地，所述多孔微球的孔徑為1～290nm、1～280nm、1～270nm、1～260nm、1～250nm、1～240nm、1～230nm、1～220nm、1～210nm、1～200nm、1～190nm、1～180nm、1～170nm、1～160nm、1～150nm、1～140nm、1～130nm、1～120nm、1～110nm、1～100nm、1～90nm、1～80nm、1～70nm、1～60nm、1～50nm、1～40nm、1～30nm、1～20nm、1～10nm等；優(yōu)選地，所述多孔微球的孔徑為10～290nm、20～280nm、30～270nm、40～260nm、50～250nm、60～240nm、70～230nm、80～220nm、90～210nm、100～200nm、110～190nm、120～180nm、130～170nm、140～160nm等；更優(yōu)選地，所述多孔微球的孔徑為10～300nm、20～300nm、50～300nm、100～300nm、150～300nm、200～300nm、250～300nm等。本發(fā)明技術(shù)人員在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不同微球孔徑對(duì)體內(nèi)分子清除效果影響不同；所述微球孔徑越大，清除效果越好。

優(yōu)選地，所述多孔微球?yàn)榫哂泻藲そY(jié)構(gòu)的聚合物多孔微球，所述核層為疏水不帶電聚合物，所述殼層為親水帶電聚合物。

優(yōu)選地，所述親水帶電聚合物為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸鈉、聚甲基丙烯酰胺、聚異丙基丙烯酰胺、聚衣康酸、聚馬來(lái)酸、聚馬來(lái)酸酐、聚n,n-亞甲基雙丙烯酰胺、聚3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙烷磺酸鈉鹽或聚β-(丙烯酰氧)丙酸。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，采用所述親水帶電聚合物可以通過(guò)靜電相互作用吸附目標(biāo)分子，提高清除效果。

優(yōu)選地，所述疏水不帶電聚合物為聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚鄰-氯苯乙烯、聚1,2-二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚三氯乙烯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸六氟丁酯、聚甲基丙烯酸六氟丁酯、聚9-乙烯基蒽、聚乙烯基環(huán)己烷、聚環(huán)己基乙烯基醚或聚乙烯基正丁醚。本發(fā)明采用所述疏水不帶電聚合物通過(guò)疏水性相互作用吸附目標(biāo)分子，提高清除效果。

為達(dá)到上述第二個(gè)目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件的制備方法，包括如下步驟：通過(guò)氧等離子體處理微流控通道基片，將多孔微球水溶液填滿處理后的微流控通道基片中的微流控通道，放置后令多孔微球固定于所述微流控通道內(nèi)，對(duì)兩層微流控通道基片的兩端均進(jìn)行打孔從而得到進(jìn)出樣口，在打孔后的兩層微流控通道基片中間放置多孔膜，封裝鍵合即可得到便攜可穿戴可血液凈化用器件。本發(fā)明通過(guò)氧等離子體處理微流控通道基片使得微流控通道基片親水，從而使得多孔微球更容易鋪展固定；在基片封裝前，通過(guò)打孔器對(duì)微流控通道基片進(jìn)行打孔，打孔是一個(gè)貫穿基片的操作，如果在基片封裝后打孔，則多余的部分不方便拿出，因此需要在基片封裝前打孔。

優(yōu)選地，所述多孔微球水溶液的濃度為1～500mg/ml；本發(fā)明技術(shù)人員在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不同微球濃度對(duì)體內(nèi)分子清除效果影響不同，所述的多孔微球的濃度上限為多孔微球能夠分散在水中的最大濃度，所述微球水溶液的濃度越大，清除效果越好。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述多孔微球水溶液的濃度為1mg/ml、10mg/ml、50mg/ml、100mg/ml、200mg/ml、300mg/ml、400mg/ml、500mg/ml等；優(yōu)選地，所述多孔微球水溶液的濃度為1～400mg/ml、1～300mg/ml、1～200mg/ml、1～100mg/ml、1～80mg/ml、1～60mg/ml、1～40mg/ml、1～20mg/ml等；優(yōu)選地，所述多孔微球水溶液的濃度為10～500mg/ml、20～400mg/ml、30～300mg/ml、40～200mg/ml、50～100mg/ml、60～90mg/ml、70～80mg/ml等；更優(yōu)選地，所述多孔微球水溶液的濃度為20～500mg/ml、50～500mg/ml、100～500mg/ml、2000～500mg/ml、300～500mg/ml、400～500mg/ml等。

優(yōu)選地，所述填充多孔微球水溶液的微流控通道基片的放置溫度為20～50℃；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述放置溫度為20℃、30℃、40℃、50℃等；優(yōu)選地，所述放置溫度為20～40℃、20～30℃、20～25℃等；更優(yōu)選地，所述放置溫度為30～50℃、40～50℃等。

優(yōu)選地，所述填充多孔微球水溶液的微流控通道基片的放置時(shí)間為4～24h后；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述放置時(shí)間為4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h等；優(yōu)選地，所述放置時(shí)間為4～22h、4～20h、4～18h、4～16h、4～14h、4～12h、4～10h、4～8h、4～6h等；更優(yōu)選地，所述放置時(shí)間為6～22h、8～20h、10～18h、12～16h、13～14h等。

優(yōu)選地，所述封裝方法為兩層微流控通道基片蘸取血液凈化器件基材前聚液的稀釋液，然后在兩層微流控通道基片中間放置多孔膜后固化。

優(yōu)選地，所述固化溫度為50～200℃；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述固化溫度為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃等；優(yōu)選地，所述固化溫度為50～190℃、50～180℃、50～170℃、50～160℃、50～150℃、50～140℃、50～130℃、50～120℃、50～110℃、50～100℃、50～90℃、50～80℃、50～70℃、50～60℃等；更優(yōu)選地，所述固化溫度為60～190℃、70～180℃、80～170℃、90～160℃、100～150℃、110～140℃、120～130℃等。

優(yōu)選地，所述固化時(shí)間為20min～48h；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述固化時(shí)間為20min、40min、1h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h等；優(yōu)選地，所述固化時(shí)間為20min～22h、20min～20h、20min～18h、20min～16h、20min～14h、20min～12h、20min～10h、20min～8h、20min～6h、20min～4h、20min～2h、20min～1h、20min～40min等；優(yōu)選地，所述固化時(shí)間為40min～22h、1～20h、2～18h、4～16h、6～14h、8～14h、10～14h、12～14h等。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，固化溫度和時(shí)間影響微流控通道基片的成型情況和粘度，在本發(fā)明所述固化溫度和時(shí)間下，兩者的封裝的效果好。

優(yōu)選地，所述血液凈化器件基材前聚液包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、酰胺、碳酸酯、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、乙烯、二甲基硅氧烷、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、丙烯酸、橡膠或氟塑料。

優(yōu)選地，所述可血液凈化用器件基材前聚液采用正己烷稀釋；稀釋后血液凈化器件基材前聚液的濃度為5～100％。本發(fā)明采用正己烷稀釋前聚液是為了降低前聚液粘度，便于控制旋涂過(guò)程中的厚度。

優(yōu)選地，所述制備方法具體包括如下步驟：

1)微流控通道基片的制備：采用二次模塑成型工藝制備兩個(gè)微流控通道基片；

2)多孔微球的負(fù)載：氧等離子體處理步驟1)中一個(gè)微流控通道基片，將濃度為1～500mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，20～50℃放置4～24h，多孔微球固定在微流控通道中，沖洗后在所述微流控通道基片的進(jìn)出樣口處打孔，并同樣在另一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微流控通道基片的進(jìn)出樣口處打孔；

3)集成便攜可穿戴可血液凈化用器件：步驟2)得到的兩個(gè)微流控通道基片均勻蘸取血液凈化器件基材前聚液的稀釋液，在兩片微流控通道基片中間夾一層多孔膜，完全貼合后封裝鍵合，得到便攜可穿戴可血液凈化用器件。

優(yōu)選地，所述氧等離子體處理時(shí)間為1min～1h；進(jìn)一步地，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式中，例如，所述處理時(shí)間為1min、10min、20min、30min、40min、50min、1h等；優(yōu)選地，所述處理時(shí)間為1～50min、1～40min、1～30min、1～20min、1～10min、1～8min、1～6min、1～4min、1～2min等；優(yōu)選地，所述處理時(shí)間為10～50min、20～40min、30～35min等。

優(yōu)選地，所述二次模塑成型工藝制備兩個(gè)微流控通道基片包括如下步驟：

i)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材前聚液與固化劑或引發(fā)劑1～100:1混合后澆注在固定有刻蝕好的疏水化處理的硅片基微流控通道模板的模具中，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，50～200℃固化0.33～48h得到一次復(fù)型陽(yáng)模；所述固化劑為硅烷偶聯(lián)劑，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑(脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹(shù)脂類(lèi)、叔胺)，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈；所述疏水化處理為用等離子機(jī)處理后放入真空干燥箱中，置于1h，1h，2h，2h-全氟癸基三氯硅烷環(huán)境中，真空環(huán)境下80℃過(guò)夜(＞12h)。這一步處理的目的是在表面修飾一層氟硅烷疏水層，避免基片與模板粘結(jié)從而影響樣品質(zhì)量，加大模板清洗難度；

ii)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：將上述得到的一次復(fù)型陽(yáng)模進(jìn)行疏水化處理，并將按1～100:1比例配好的血液凈化器件基材前聚液與固化劑或引發(fā)劑溶液澆注在上述疏水化處理的一次復(fù)型陽(yáng)模中，抽真空，50～200℃固化0.33～48h，得到血液凈化器件的微流控通道基片。

本發(fā)明中多孔膜和多孔微球的相互協(xié)同，集合了傳統(tǒng)血液透析和血液灌流的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)了對(duì)小分子、中分子和大分子的高效去除；采用微流控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了血液凈化器的微型化、便攜及可穿戴，有利于改善病人的生活質(zhì)量，緩解醫(yī)院緊張的資源狀況。本發(fā)明的技術(shù)方案為一個(gè)統(tǒng)一的整體，每個(gè)技術(shù)特征都不是線性獨(dú)立的，不同技術(shù)特征之間會(huì)互相影響，因此本發(fā)明最終技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)，必須依賴于所有技術(shù)特征有機(jī)集成的一個(gè)不可拆分的整體，而不是若干技術(shù)特征的簡(jiǎn)單加和。

另外，如無(wú)特殊說(shuō)明，本發(fā)明中所用原料均可通過(guò)市售商購(gòu)獲得，本發(fā)明所記載的任何范圍包括端值以及端值之間的任何數(shù)值以及端值或者端值之間的任意數(shù)值所構(gòu)成的任意子范圍。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明集合了傳統(tǒng)血液透析和血液灌流的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分子，即小分子、中分子和大分子的高效去除。

(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)制備的血液凈化器微型、便攜、可穿戴，有望大大改善病人的生活質(zhì)量。

(3)本發(fā)明所述血液凈化器制備工藝簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)條件易控，具有一定的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1示出本發(fā)明實(shí)施例1制備的蛇形通道便攜可穿戴可血液凈化用器件的示意圖。

圖2示出本發(fā)明實(shí)施例1制備的蛇形通道便攜可穿戴可血液凈化用器件的微流控通道基片示意圖。

圖3示出本發(fā)明實(shí)施例1可血液凈化用器件對(duì)尿素的清除效果曲線圖。

圖4示出本發(fā)明實(shí)施例1可血液凈化用器件對(duì)肌酐的清除效果曲線圖。

圖5示出本發(fā)明實(shí)施例1可血液凈化用器件對(duì)大分子溶菌酶的清除效果曲線圖。

其中，101-第一微流控通道基片，102-第二微流控通道基片，201-第一微流控通道，202-第二微流控通道，3-多孔膜，4-多孔微球。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“表面”、“底面”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，如圖1～2所示，包括第一微流控通道基片101、固設(shè)于第一微流控通道基片101表面的一層多孔膜3和固設(shè)于多孔膜3表面的第二微流控通道基片102，所述第一微流控通道基片101的表面刻蝕有第一微流控通道201，所述第二微流控通道基片102的底面刻蝕有第二微流控通道202，所述第一微流控通道201和第二微流控通道202互相吻合，所述第一微流控通道基片101和第二微流控通道基片102的兩端均設(shè)有進(jìn)出樣口，所述第一微流控通道基片101的微流控通道201內(nèi)固設(shè)有多孔微球4。

所述微流控通道基片中微流控通道結(jié)構(gòu)為蛇形，所述微流控通道寬1mm，深100μm，通道間距為0.5mm。

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件為立方體形，長(zhǎng)62mm，寬32mm，高7.5mm。

所述多孔微球的孔徑為50nm±20nm。

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件的制備步驟如下：

1)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材聚二甲基硅氧烷(pdms)前聚液與固化劑按8：1的比例混合后澆注在固定有刻蝕好的疏水化處理的蛇形硅片基通道模板的模具中，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，80℃條件下固化2h，得到一次復(fù)型陽(yáng)模；

2)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：從硅片基模具上揭下為pdms陽(yáng)模，并進(jìn)行疏水化處理。隨后，將pdms前聚液與固化劑按10：1的比例進(jìn)行混合，在pdms陽(yáng)模凹槽中澆注成型后，80℃條件下固化40min，從pdms陽(yáng)模中揭下為pdms基片，得到血液凈化器件的微流控通道基片；

3)聚苯乙烯-聚二乙烯基苯-聚丙烯酸多孔微球材料(其中聚二乙烯基苯為交聯(lián)劑)的負(fù)載：將通過(guò)上述方法制備的微流控通道基片中的一片氧等離子體處理10min，并將濃度為100mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，室溫下固定24h，用乙醇沖洗除去未固定的多孔微球，并在微通道進(jìn)出樣口處打孔，同樣，在另外一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微通道基片進(jìn)出樣口處打孔；

4)便攜可穿戴可血液凈化用器件的集成：將10％v/v正己烷的pdms稀釋溶液用勻膠旋涂機(jī)旋涂在培養(yǎng)皿表面，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)30s，4000轉(zhuǎn)60s,在上述制備的兩個(gè)pdms基片倒扣在涂有pdms的培養(yǎng)皿表面以蘸取一定厚度的pdms，并在兩片pdms基片中間夾一層孔徑為5微米的多孔聚酰胺膜，在顯微鏡下使兩個(gè)pdms基材中的通道完全貼合，80℃下固化2h，得到便攜式、可穿戴血液凈化器。

通過(guò)體外模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)三次循環(huán)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖3～5所示，該血液凈化器對(duì)尿素的清除率達(dá)90.2％±3.6％，對(duì)肌酐的清除率達(dá)91.8％±3.4％，對(duì)溶菌酶的清除效率達(dá)73.4％±6.1％。

實(shí)施例2

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同之處僅在于：

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件長(zhǎng)60mm，寬30mm，高6mm。

所述多孔微球的孔徑為10nm±2nm。

制備步驟如下：

1)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材聚二甲基硅氧烷(pdms)前聚液與固化劑按8：1的比例混合后澆注在固定有刻蝕好的疏水化處理的蛇形硅片基通道模板的模具中，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，100℃條件下固化1h，得到一次復(fù)型陽(yáng)模；

2)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：從硅片基模具上揭下為pdms陽(yáng)模，并進(jìn)行疏水化處理。隨后，將pdms前聚液與固化劑按5：1的比例進(jìn)行混合，在pdms陽(yáng)模凹槽中澆注成型后，100℃條件下固化30min，從pdms陽(yáng)模中揭下為pdms基片，得到血液凈化器件的微流控通道基片；

3)聚苯乙烯-聚二乙烯基苯-聚丙烯酸多孔微球材料(其中聚二乙烯基苯為交聯(lián)劑)的負(fù)載：將通過(guò)上述方法制備的微流控通道基片中的一個(gè)通道基材經(jīng)氧等離子體處理20min，并將濃度為100mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，室溫下固定24h，用乙醇沖洗除去未固定的多孔微球，并在微通道進(jìn)出樣口處打孔，同樣，在另外一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微通道基片進(jìn)出樣口處打孔；

4)便攜可穿戴可血液凈化用器件的集成：將10％v/v正己烷的pdms稀釋溶液用勻膠旋涂機(jī)旋涂在培養(yǎng)皿表面，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)30s，4000轉(zhuǎn)60s,在上述制備的兩個(gè)pdms基材倒扣在涂有pdms的培養(yǎng)皿表面以蘸取一定厚度的pdms，并在兩片pdms基片中間夾一層孔徑為5微米的多孔聚醚砜膜，在顯微鏡下使兩個(gè)pdms基材中的通道完全貼合，80℃下固化2h，得到便攜式、可穿戴血液凈化器。

通過(guò)體外模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)三次循環(huán)測(cè)試，該血液凈化器對(duì)尿素的清除率達(dá)85.6％±4.2％，對(duì)肌酐的清除率達(dá)85.8％±2.8％，對(duì)溶菌酶的清除效率達(dá)52.3％±3.6％。

實(shí)施例3

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同之處僅在于：

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件長(zhǎng)40mm，寬40mm，高5mm。

所述微流控通道寬1mm，深200μm，通道間距為1mm。

制備步驟如下：

1)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材聚二甲基硅氧烷(pdms)前聚液與固化劑按8：1的比例混合后澆注在固定有刻蝕好的疏水化處理的蛇形硅片基通道模板的模具中，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，80℃條件下固化1h，得到一次復(fù)型陽(yáng)模；

2)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：從硅片基模具上揭下為pdms陽(yáng)模，并進(jìn)行疏水化處理。隨后，將pdms前聚液與固化劑按10：1的比例進(jìn)行混合，在pdms陽(yáng)模凹槽中澆注成型后，80℃條件下固化30min，從pdms陽(yáng)模中揭下為pdms基片，得到血液凈化器件的微流控通道基片；

3)聚甲基丙烯酸丁酯-聚二乙烯基苯-聚丙烯酸多孔微球材料(其中聚二乙烯基苯為交聯(lián)劑)的負(fù)載：將通過(guò)上述方法制備的微流控通道基片中的一片經(jīng)氧等離子體處理10min，并將濃度為100mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，室溫下固定12h，用乙醇沖洗除去未固定的多孔微球，并在微通道進(jìn)出樣口處打孔，同樣，在另外一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微通道基片進(jìn)出樣口處打孔；

4)便攜可穿戴可血液凈化用器件的集成：將10％v/v正己烷的pdms稀釋溶液用勻膠旋涂機(jī)旋涂在培養(yǎng)皿表面，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)30s，4000轉(zhuǎn)60s,在上述制備的兩個(gè)pdms基片倒扣在涂有pdms的培養(yǎng)皿表面以蘸取一定厚度的pdms，并在兩片pdms基片中間夾一層孔徑為220nm的多孔聚酰胺膜，在顯微鏡下使兩個(gè)pdms基材中的通道完全貼合，80℃下固化2h，得到便攜式、可穿戴血液凈化器。

通過(guò)體外模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)三次循環(huán)測(cè)試，該血液凈化器對(duì)尿素的清除率達(dá)88.9％±2.4％，對(duì)肌酐的清除率達(dá)90.2％±3.3％，對(duì)溶菌酶的清除效率達(dá)68.8％±2.1％。

實(shí)施例4

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同之處僅在于：

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件長(zhǎng)30mm，寬30mm，高6mm。

制備步驟如下：

1)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材聚二甲基硅氧烷(pdms)前聚液與固化劑按8：1的比例混合后澆注在固定有刻蝕好的疏水化處理的蛇形硅片基通道模板的模具中，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，100℃條件下固化1h，得到一次復(fù)型陽(yáng)模；

2)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：從硅片基模具上揭下為pdms陽(yáng)模，并進(jìn)行疏水化處理。隨后，將pdms前聚液與固化劑按10：1的比例進(jìn)行混合，在pdms陽(yáng)模凹槽中澆注成型后，80℃條件下固化40min，從pdms陽(yáng)模中揭下為pdms基片，得到血液凈化器件的微流控通道基片；

3)聚苯乙烯-聚二乙烯基苯-聚丙烯酰胺多孔微球材料(其中聚二乙烯基苯為交聯(lián)劑)的負(fù)載：將通過(guò)上述方法制備的微流控通道基片中的一片經(jīng)氧等離子體處理15min，并將濃度為50mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，室溫下固定24h，用乙醇沖洗除去未固定的多孔微球，并在微通道進(jìn)出樣口處打孔，同樣，在另外一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微通道基片進(jìn)出樣口處打孔；

4)便攜可穿戴可血液凈化用器件的集成：將10％v/v正己烷的pdms稀釋溶液用勻膠旋涂機(jī)旋涂在培養(yǎng)皿表面，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)30s，4000轉(zhuǎn)60s,在上述制備的兩個(gè)pdms基片倒扣在涂有pdms的培養(yǎng)皿表面以蘸取一定厚度的pdms，并在兩片pdms基片中間夾一層孔徑為450nm的多孔聚酰胺膜，在顯微鏡下使兩個(gè)pdms基材中的通道完全貼合，80℃下固化2h，得到便攜式、可穿戴血液凈化器。

通過(guò)體外模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)三次循環(huán)測(cè)試，該血液凈化器對(duì)尿素的清除率達(dá)87.9％±1.8％，對(duì)肌酐的清除率達(dá)90.4％±2.2％，對(duì)溶菌酶的清除效率達(dá)60.5％±2.7％。

實(shí)施例5

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同之處僅在于：

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件長(zhǎng)60mm，寬30mm，高6mm。

所述微流控通道寬1mm，深100μm，通道間距為1mm。

制備步驟如下：

1)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材甲基丙烯酸甲酯(mma)前聚液與引發(fā)劑按40：1的比例混合后澆注在刻蝕好的蛇形硅片基通道模板上，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，100℃條件下固化1h，得到一次復(fù)型陽(yáng)模；

2)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：從硅片基模具上揭下為pmma陽(yáng)模，并進(jìn)行疏水化處理。隨后，將pmma前聚液與引發(fā)劑按50：1的比例進(jìn)行混合，在pmma陽(yáng)模凹槽中澆注成型后，80℃條件下固化1h，從pmma陽(yáng)模中揭下為pmma基片，得到血液凈化器件的微流控通道基片；

3)聚甲基丙烯酸丁酯-聚二乙烯基苯-聚丙烯酸多孔微球材料(其中聚二乙烯基苯為交聯(lián)劑)的負(fù)載：將通過(guò)上述方法制備的微流控通道基片中的一片經(jīng)氧等離子體處理10min，并將濃度為50mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，室溫下固定24h，用乙醇沖洗除去未固定的多孔微球，并在微通道進(jìn)出樣口處打孔，同樣，在另外一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微通道基片進(jìn)出樣口處打孔；

4)便攜可穿戴可血液凈化用器件的集成：將10％v/v正己烷的pmma的稀釋溶液用勻膠旋涂機(jī)旋涂在培養(yǎng)皿表面，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)30s，4000轉(zhuǎn)60s,在上述制備的兩個(gè)pmma基材倒扣在涂有pmma的培養(yǎng)皿表面以蘸取一定厚度的pmma，并在兩片pmma基片中間夾一層孔徑為5微米的多孔聚醚砜膜，在顯微鏡下使兩個(gè)pmma基材中的通道其完全貼合，80℃下固化2h，得到便攜式、可穿戴血液凈化器。

通過(guò)體外模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)三次循環(huán)測(cè)試，該血液凈化器對(duì)尿素的清除率達(dá)80.6％±4.2％，對(duì)肌酐的清除率達(dá)85.4％±2.0％，對(duì)溶菌酶的清除效率達(dá)58.4％±3.2％。

實(shí)施例6

一種便攜可穿戴可血液凈化用器件，結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，不同之處僅在于：

所述便攜可穿戴可血液凈化用器件長(zhǎng)60mm，寬50mm，高8mm。

所述微流控通道寬1mm，深100μm，通道間距為1mm。

制備步驟如下：

1)一次復(fù)型陽(yáng)模的制備：將血液凈化器件基材甲基丙烯酸甲酯(mma)前聚液與引發(fā)劑按50：1的比例混合后澆注在刻蝕好的蛇形硅片基通道模板上，抽真空除去攪拌時(shí)產(chǎn)生的氣泡，100℃條件下固化1h，得到一次復(fù)型陽(yáng)模；

2)二次復(fù)型制備血液凈化器件的微流控通道基片：從硅片基模具上揭下為pmma陽(yáng)模，并進(jìn)行疏水化處理。隨后，將pmma前聚液與引發(fā)劑按30：1的比例進(jìn)行混合，在pmma陽(yáng)模凹槽中澆注成型后，100℃條件下固化1h，從pmma陽(yáng)模中揭下為pmma基片，得到血液凈化器件的微流控通道基片；

3)聚苯乙烯-聚二乙烯基苯-聚丙烯酰胺多孔微球材料(其中聚二乙烯基苯為交聯(lián)劑)的負(fù)載：將通過(guò)上述方法制備的微流控通道基片中的一片經(jīng)氧等離子體處理20min，并將濃度為100mg/ml的多孔微球水溶液填滿所述基片的通道，室溫下固定24h，用乙醇沖洗除去未固定的多孔微球，并在微通道進(jìn)出樣口處打孔，同樣，在另外一個(gè)沒(méi)有做任何處理的微通道基片進(jìn)出樣口處打孔；

4)便攜可穿戴可血液凈化用器件的集成：將10％v/v正己烷的pmma稀釋溶液用勻膠旋涂機(jī)旋涂在培養(yǎng)皿表面，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)30s，6000轉(zhuǎn)60s,在上述制備的兩個(gè)pmma基材倒扣在涂有pmma的培養(yǎng)皿表面以蘸取一定厚度的pmma，并在兩片pmma基片中間夾一層孔徑為5微米的多孔聚砜膜，在顯微鏡下使兩個(gè)pmma基材中的通道完全貼合，80℃下固化2h，得到便攜式、可穿戴血液凈化器。

通過(guò)體外模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)三次循環(huán)測(cè)試，該血液凈化器對(duì)尿素的清除率達(dá)87.6％±1.6％，對(duì)肌酐的清除率達(dá)90.0％±3.7％，對(duì)溶菌酶的清除效率達(dá)65.7％±2.6％。

結(jié)論：本發(fā)明中微流控通道基片、多孔膜和多孔微球之間相互配合，協(xié)同作用，使血液凈化器的作用效果最優(yōu)，缺少任一組件都會(huì)導(dǎo)致血液凈化器在某些方面有不同程度的減弱。本發(fā)明的產(chǎn)品不僅微型、便攜、可穿戴，而且集合了傳統(tǒng)血液透析和血液灌流的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)小分子、中分子和大分子的高效去除。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。