本發(fā)明屬于白細胞過濾
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于濾除白細胞的濾膜改性劑及其改性方法。
背景技術(shù)：
：輸入含白細胞的全血或血液成分可引起非溶血性發(fā)熱反應(yīng)、人類白細胞抗原同種免疫、輸血相關(guān)病毒感染和輸血后移植物抗宿主病等輸血不良反應(yīng)，因此在輸血前濾除血液制劑中的白細胞具有重要的意義。白細胞過濾器是濾除白細胞的重要方法，其原理是利用機械阻滯和吸附的原理截留白細胞，而讓表面光滑、變形能力較強的紅細胞通過。目前，第3代白細胞過濾器的要求是濾除率達到99.99％。此外，研究表明血小板亦會誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗血小板抗體?？寡“蹇贵w是一種自身抗體，對自身的組織器官不識別，會攻擊自身的組織器官，從而造成損害，因此，為了減少因輸血小板而致的副作用，人們致力于研究一種在除去白細胞的同時也高效率地除去血小板的手段。以往有相關(guān)研究嘗試通過減少過濾介質(zhì)的纖維直徑或孔徑或增大過濾介質(zhì)的填充密度作為提高過濾介質(zhì)同時除去白細胞和血小板能力的手段。但是應(yīng)用上述方法會存在這樣的問題，即血液過濾處理時間延長和可能會導(dǎo)致紅細胞膜破裂而出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。現(xiàn)有技術(shù)多采用表面接枝或涂覆親水性聚合物對過濾材料表面進行改性，增加過濾材料的潤濕性，降低過濾材料表面與血液的表面能，增加過濾材料接觸血液的有效表面積，從而增加捕捉白細胞的機會。然而過濾材料表面的親水性越高，血小板越難以活化，另外通過水和材料的氫鍵等可以很容易在材料表面形成水層，具有抑制血漿蛋白吸附，尤其是纖維蛋白的吸附，從而減少血小板的粘附性，對血小板的截留減少。此外，親水性聚合物的水溶性較強，在血液中會存在溶出問題。中國專利申請CN201180038373.2公開了用于從血液中或者從血液衍生物中除去物質(zhì)的改進的過濾器以及用于獲得所述過濾器的方法。所述的過濾器包含容納層狀的過濾器元件的殼體，所述層狀的過濾器元件包含多個層，所述層狀的過濾器元件的至少一層涂覆有聚氨酯，所述聚氨酯的分子量為12,000道爾頓至18,000道爾頓，并將涂覆有聚氨酯的非織造物夾雜在親水性較小的織造物中形成的層狀過濾元件，所述的層狀過濾元件對白細胞和血小板均具有較好的濾除作用。中國專利申請CN02816396.6公開了涂覆除白細胞的過濾器原材料用聚合物以及過濾器材料。所述的過濾器原材料為纖維狀介質(zhì)或海綿狀構(gòu)造物，并通過在過濾原材料的表面涂覆由來自疏水性聚合性單體的單元、來自含有堿性含氮部分的聚合性單體的單元和來自含有質(zhì)子性中性親水性部分的聚合性單體的單元構(gòu)成的涂覆用聚合物，提高對白細胞和血小板的濾除率。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于濾除白細胞的濾膜改性劑及其改性方法，所述的濾膜改性劑可溶于極性溶劑如水中配置成溶液，以浸潤改性的方式對過濾膜進行涂覆處理，所述經(jīng)改性劑處理后的過濾膜具有較好的潤濕性、穩(wěn)定性和相容性，對白細胞和血小板均具有較高的濾除率，且具有較低的改性劑洗出率，避免溶出物污染。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案以實現(xiàn)上述目的：一種用于濾除白細胞的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以(0.05～2):(0.2～1):1的質(zhì)量比組成。進一步地，所述濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以(0.4～1):(0.2～0.5):1的質(zhì)量比組成。優(yōu)選地，所述濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以0.6:0.4:1的質(zhì)量比組成。進一步地，所述丙烯酸酯共聚物制備方法包括以下步驟：取等摩爾的甲基丙烯酸甲酯單體和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯單體混合，置于反應(yīng)器中，用氮氣置換體系中的空氣，加入其質(zhì)量0.35～0.5％的引發(fā)劑，在氮氣保護下，400W微波輻射4～5min，使其溫度達到70℃，然后在150W微波輻射下反應(yīng)6～10min，即得。進一步地，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸二甲酯。進一步地，所述丙烯酸酯共聚物的聚合轉(zhuǎn)化率為90～98％。進一步地，所述酰胺化修飾絲素蛋白的制備方法包括以下步驟：將絲素蛋白溶于水，制成濃度為10mg/mL的溶液，以1:5的體積比加入1mol/L的尿素水溶液，混勻，然后用稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.75，然后加入絲素蛋白2倍重量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，在室溫下反應(yīng)0.5～1h，在反應(yīng)過程中適當?shù)稳胂←}酸溶液，保持反應(yīng)液的pH在4.75，反應(yīng)結(jié)束后，加入pH為4.75的乙酸緩沖液，分解過量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，然后將反應(yīng)液在去離子水中進行透析，冷凍干燥，即得。本發(fā)明所述的濾膜改性劑的制備方法包括以下步驟：取丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮混勻，加入水制成質(zhì)量分數(shù)為5～10％的溶液，然后加入酰胺化修飾蛋白，置于低速攪拌器中，50℃下攪拌2～4h，即得改性劑水溶液。本發(fā)明利用聚乙烯吡咯烷的分散和增溶作用，將其與丙烯酸酯共聚物混合，增加丙烯酸酯共聚物在水中的溶解性。此外，本發(fā)明還提供一種使用所述濾除白細胞的濾膜改性劑進行濾膜改性的方法，包括以下步驟：將疏水性樹脂纖維過濾膜置于改性劑水溶液中，20～40℃下浸漬0.5～2h，取出置于60℃下干燥20h，再用40℃水進行洗滌，60℃下繼續(xù)烘干6h，即得。所述的疏水性樹脂纖維過濾膜為本領(lǐng)域常用的白細胞過濾膜，如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚-2,6-萘二酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸三亞甲基二醇酯等材料制成的過濾膜。優(yōu)選地，所述疏水性樹脂纖維過濾膜為聚對苯二甲酸丁二醇酯過濾膜。本發(fā)明提供的酰胺化修飾絲素蛋白為絲素蛋白側(cè)鏈羧基的酰胺化產(chǎn)物，通過改變自由羧基的數(shù)量，以達到改變絲素蛋白表面的荷電性，調(diào)節(jié)絲素蛋白的吸附性。所述的酰胺化修飾絲素蛋白與中性的血液相接觸時，與帶負電荷的血細胞之間的靜電排斥力減小，促進對白細胞的吸附。此外，酰胺化修飾絲素蛋白具有類似膠原蛋白的性質(zhì)，對血小板的吸附具有一定的促進作用。聚乙烯吡咯烷酮分子中的酰胺結(jié)構(gòu)具有強極性和形成氫鍵的能力，容易與酰胺化絲素蛋白、疏水性樹脂纖維過過濾膜結(jié)構(gòu)中的羥基、氨基等有機官能團結(jié)合，具有一定的固定作用，并可提高疏水性樹脂纖維過過濾膜的親水性。此外，其分子環(huán)上及長鏈中的亞甲基和次亞甲基具有一定的疏水性，其結(jié)構(gòu)同時具有親水親油基團，使其帶有表面活性，有利于降低疏水性樹脂纖維過過濾膜的表面張力，提高白細胞和血小板的濾除效果。本發(fā)明所述的丙烯酸共聚物由甲基丙烯酸甲酯單體和的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯單體共聚合成，同時具有疏水部分和親水部分，在水溶液中具有較好的分散性和溶解性，所述的丙烯酸共聚物結(jié)構(gòu)中含有叔氨基，帶有正電荷，有利于促進白細胞吸附。同時，其疏水性部分在一定程度上促進血小板活化，促進血小板粘附，使得血小板發(fā)揮吸附搭橋的作用，促進白細胞的捕捉，實現(xiàn)對白細胞和血小板的同時濾除。另外，丙烯酸共聚物具有優(yōu)良的粘合性，有利于增強改性劑在過濾膜表面的粘結(jié)力，從而提高涂層的穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：(1)本發(fā)明提供的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸共聚物以一定的質(zhì)量比組成，所述的濾膜改性劑各組分之間以及改性劑與濾膜之間均具有較好的相容性和交聯(lián)性，經(jīng)涂覆后的濾膜纖維表面光滑，使紅細胞濾過過濾材料時不易受傷，同時顯著提高對白細胞的濾除率，在一定程度上促進血小板活化，增強血小板的吸附搭橋能力，提高對白細胞和血小板的截留。(2)本發(fā)明提供的濾膜改性劑具有較好的穩(wěn)定性和結(jié)合力，以浸潤改性的方式對濾膜進行涂覆處理，所述經(jīng)濾膜改性劑處理后的濾膜具有較好的穩(wěn)定性和較低的改性劑洗出率，避免洗出物污染。具體實施方式以下通過具體實施方式進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅限于以下實施例。實施例1丙烯酸酯共聚物的制備組別偶氮二異丁酸二甲酯用量(％)A0.35B0.40C0.45D0.50制備方法：取等摩爾的甲基丙烯酸甲酯單體和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯單體混合，置于反應(yīng)器中，用氮氣置換體系中的空氣，加入其質(zhì)量0.35～0.5％的偶氮二異丁酸二甲酯，在氮氣保護下，400W微波輻射4min，使其溫度達到70℃，然后在150W微波輻射下反應(yīng)10min，即得。將A-D組制得的丙烯酸酯共聚物進行聚合轉(zhuǎn)化率測定，結(jié)果見下表：組別聚合轉(zhuǎn)化率A94％B96％C98％D95％由上表可知，當加入0.45％的偶氮二異丁酸二甲酯，制得的丙烯酸酯共聚物的聚合轉(zhuǎn)化率最高，所得產(chǎn)物最純。因此，以下實施例2、3、4和對比例1、2、3所述的濾膜改性劑均采用C組制得的丙烯酸酯共聚物進行制備。實施例2濾膜改性劑制備本發(fā)明實施例2的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以0.6:0.4:1的質(zhì)量比組成。制備方法：(1)酰胺化修飾絲素蛋白的制備：將絲素蛋白溶于水，制成濃度為10mg/mL的溶液，以1:5的體積比加入1mol/L的尿素水溶液，混勻，然后用稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.75，然后加入絲素蛋白2倍重量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，在室溫下反應(yīng)0.5h，在反應(yīng)過程中適當?shù)稳胂←}酸溶液，保持反應(yīng)液的pH在4.75，反應(yīng)結(jié)束后，加入pH為4.75的乙酸緩沖液，分解過量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，然后將反應(yīng)液在去離子水中進行透析，冷凍干燥，即得酰胺化修飾絲素蛋白；(2)濾膜改性制備：取丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮混勻，加入水制成質(zhì)量分數(shù)為10％的溶液，然后加入酰胺化修飾蛋白，置于低速攪拌器中，50℃下攪拌3h，即得改性劑水溶液。實施例3濾膜改性劑制備本發(fā)明實施例3的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以0.4:0.2:1的質(zhì)量比組成。制備方法同實施例2。實施例4濾膜改性劑制備本發(fā)明實施例4的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以1:0.5:1的質(zhì)量比組成。制備方法同實施例2。對比例1濾膜改性劑制備本發(fā)明對比例1的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以1:1:1的質(zhì)量比組成。制備方法參考實施例2，本對比例與實施例2的區(qū)別在于，所述濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以等質(zhì)量比組成。對比例2濾膜改性劑制備本發(fā)明對比例2的濾膜改性劑由絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以0.6:0.4:1的質(zhì)量比組成。制備方法參考實施例2，本對比例與實施例2的區(qū)別在于，所述過濾膜改性劑中的酰胺化修飾絲素蛋白改為絲素蛋白。對比例3濾膜改性劑制備本發(fā)明對比例3的濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白和丙烯酸酯共聚物以1:1的質(zhì)量比組成。制備方法參考實施例2，本對比例與實施例2的區(qū)別在于，所述過濾膜改性劑不添加聚乙烯吡咯烷酮，并相應(yīng)增加酰胺化修飾絲素蛋白的質(zhì)量。實施例5使用濾膜改性劑對白細胞過濾膜進行改性處理分別使用本發(fā)明實施例2、3、4和對比例1、2、3制得的濾膜改性劑對聚對苯二甲酸丁二醇酯過濾膜進行改性處理，所述的改性方法包括以下步驟：將聚對苯二甲酸丁二醇酯過濾膜分別置于實施例2、3、4和對比例1、2、3制得的濾膜改性劑水溶液中，30℃下浸漬1h，取出置于60℃下干燥20h，再用40℃水進行洗滌，60℃下繼續(xù)烘干6h，分別得到經(jīng)實施例2、3、4和對比例1、2、3制得的濾膜改性劑進行改性處理的過濾膜。試驗例一、經(jīng)本發(fā)明濾膜改性劑處理后的過濾膜的洗出率試驗分別對經(jīng)本發(fā)明實施例2、3、4和對比例1、2、3制得的濾膜改性劑處理后的過濾膜在熱水以及模擬實際應(yīng)用過程的條件下進行洗出物試驗，具體為：(1)熱水洗出率試驗：取經(jīng)本發(fā)明改性劑處理后的聚對苯二甲酸丁二醇酯過濾膜于105℃烘箱中烘至恒重后，按1:100的浴比將樣品在水浴恒溫(37±1℃)振蕩器中振蕩溶解60min，然后濾出試樣并放入105℃烘箱中烘至恒重。計算涂層的熱水洗出率。涂層材料的熱水洗出率(％)＝(m1-m2)/m1×100，其中m1為試樣水浴前的干質(zhì)量(g)，m2為試樣水浴后的干質(zhì)量(g)。(2)模擬實際應(yīng)用過程的洗出率試驗：取15g經(jīng)本發(fā)明改性劑處理后的聚對苯二甲酸丁二醇酯過濾膜置于200ml的容器中，加入生理鹽水溶液作為填充液，然后進行γ射線滅菌(照射線量25kGy)。為了在實際保管醫(yī)療用具時考慮的溫度范圍內(nèi)確認洗出物，在25℃下保管24h后在4℃下保管24h。觀察保存后填充液的外觀，并使用紫外分光光度計測量在波長為220～350nm時填充液最大吸光度。表1經(jīng)本發(fā)明濾膜改性劑處理后的過濾膜的洗出率試驗結(jié)果由上試驗可知，經(jīng)本發(fā)明濾膜改性劑處理后的聚對苯二甲酸丁二醇酯過濾膜無論在熱水條件下還是在模擬實際應(yīng)用過程的條件下均具有較好的穩(wěn)定性，洗出程度低。在熱水條件下的洗出率為2.15％～2.51％，在模擬實際保管醫(yī)療用具時考慮的溫度范圍內(nèi)，測得填充液的吸光度為0.042～0.050。由對比例1可知，當改性劑中各組分以等質(zhì)量比組成，使改性劑在水(生理鹽水溶液)中的洗出率增加，由對比例2可知，當改性劑中的酰胺化修飾絲素蛋白改為絲素蛋白，改性劑在水(生理鹽水溶液)中的洗出率沒有明顯變化；由對比例3可知，當改性劑不添加聚乙烯吡咯烷酮，改性劑在水(生理鹽水溶液)中的洗出率略增加，以上結(jié)果表明聚乙烯吡咯烷酮有助于增加改性劑在過濾膜表面的穩(wěn)定性，而改性劑各組分以一定的質(zhì)量比組成可在過濾膜表面形成較穩(wěn)定的改性涂層。試驗例二、經(jīng)本發(fā)明濾膜改性劑處理后的過濾膜的白細胞和血小板濾除效果評價使用經(jīng)本發(fā)明實施例2、3、4和對比例1、2、3制得的濾膜改性劑處理后的過濾膜對400ml全血進行在線過濾，評價本發(fā)明過濾膜除去白細胞和血小板的效果，采用血細胞計數(shù)儀測定過濾前、后全血中的白細胞和血小板數(shù)量，并記錄全血過濾所需時間；測得400ml全血中過濾前白細胞的數(shù)量為2.5×109，過濾前血小板的數(shù)量為8×1010。其中剩余白細胞數(shù)的測定方法為：將過濾后的全血采樣至聚乙烯制的試管中，以吖啶橙液將漏出的白細胞染色后，用熒光顯微鏡進行測定。將測定的白細胞濃度乘以回收的全血的液量，測得回收袋中所含的剩余白細胞數(shù)。白細胞(血小板)濾除率(％)＝L0-L1/L0×100，其中L0為過濾前單位體積全血中含有的白細胞(血小板)數(shù)量，L1為過濾后單位體積全血中含有的白細胞(血小板)數(shù)量。表2經(jīng)本發(fā)明濾膜改性劑處理后的過濾膜對全血的過濾時間由上表可知，經(jīng)本發(fā)明實施例改性劑改性后過濾膜對400mL全血進行過濾只需要15～17min，而對比例1改性劑中的各組分以等質(zhì)量比組成，過濾時間縮短，這可能與改性劑中親水潤濕性較強的酰胺化修飾絲素蛋白和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比重增加有關(guān)。經(jīng)對比例2和對比例3改性劑改性后的過濾膜對全血的過濾時間增加，尤其以對比例3改性劑改性后的過濾膜對全血的過濾時間達29.8min，表明酰胺化修飾絲素蛋白較絲素蛋白有利于改善過濾膜的親水潤濕性，而聚乙烯吡咯烷酮的表面活性有助于全血通過過濾膜。表3經(jīng)本發(fā)明濾膜改性劑處理后的過濾膜對白細胞和血小板的濾除效果由上表可知，經(jīng)本發(fā)明實施例改性劑改性后過濾膜對全血中的白細胞和血小板均具有較好的濾除效率，其中對白細胞的濾除率高達99.999％，對血小板的濾除率達90％以上，均顯著優(yōu)于經(jīng)對比例1-3改性劑改性后過濾膜對全血中的白細胞和血小板的濾除率，其濾除效果超過了第3代白細胞過濾器的要求。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3