一种透析液用水中内毒素过滤膜及其制造方法技术

一种透析液用水中内毒素过滤膜及其制造方法,涉及血液透析技术领域,过滤膜由下述质量份配比的原料加工而成：聚砜类材料5‑40份、亲水性聚合物1‑50份、致孔型添加剂1‑20份、溶剂10‑200份；膜结构由内侧的厚度为1‑5μm的致密层和外侧的厚度为30‑39μm疏松层组成。制造方法为：将均相溶液导入纺丝罐内，抽真空脱泡处理后，在20‑90℃下由喷丝头挤出，经过100‑1000mm的干纺程后进入凝固装置凝固，凝固装置中的液体由水和双氧水组成，然后经烘干装置烘干，最终由卷绕设备收集、制得成品。具有机械强度与化学稳定性高、内毒素和细菌截留率率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及血液透析
，详细讲是一种机械强度与化学稳定性高、液体透过性好，内毒素截留率率高的一种透析液用水中内毒素过滤膜及其制造方法。
技术介绍
目前我国慢性肾脏病患者约1亿人，终末期肾脏病患者约300万人，而能够获得有效透析治疗的患者仅30多万人。伴随医保在血液净化领域的普及，我国将成为全球最大的血透市场，其市场规模预估占全世界的一半以上。现在，每年我国用于血液透析的相关费用高达300亿元，预计到2020年达到1000亿元的市场规模。患者单次透析需要使用120~150L透析液，由于国内相关标准对透析液内毒素（＜2EU/ml）和细菌（200CFU/ml）的要求较低, 含有较多内毒素和细菌的透析液进入透析器，极易通过血液进入患者体内，进而出现各种不良反应。日本标准透析液对于内毒素（＜0.05EU/ml）和细菌（100CFU/ml）的要求明显高于我国，且日本正全面普及超纯透析液，超纯透析液对于内毒素（＜0.001EU/ml）和细菌（0.1CFU/ml）的要求则更为苛刻。因此，不断追求高质量透析液不仅是血液透析行业未来的发展趋势，也是提升患者生存率和生活质量重要途径。由于聚砜类材料的疏水性，在透析液用水过滤过程中存在超滤率低、膜污染严重、难清洗复用等缺点，因此，往往在制膜过程中大量加入致孔性亲水材料，如中国专利（公开号：CN1158273A）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）加入铸膜液，PVP与水接触后在中性条件下往往荷负电，随着加入PVP过大，会显著影响膜表面致密层的孔径和孔隙率，也会显著改变膜本体结构的荷电状态，从而影响膜对内毒素、细菌等荷负电微粒的拦截和吸附。中国专利（公开号：CN104321133 A）将聚丙烯腈与PVP共混，所制备的膜具有各部分孔径和孔隙率均一的海绵状孔结构。然而，该结构仅对20nm以上的病毒有效拦截，且由于在膜厚度方向孔隙率相近，液体跨膜阻力较大，不利于膜通透性的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种机械强度与化学稳定性高、内毒素和细菌截留率率高的一种透析液用水中内毒素过滤膜及其制造方法。本专利技术解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：一种透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于由下述质量份配比的原料加工而成：聚砜类材料5-40份、亲水性聚合物1-50份、致孔型添加剂1-20份、溶剂10-200份；膜的结构由内侧的厚度为1-5μm的致密层和外侧的厚度为30-39μm疏松层组成，致密层平均孔径9.0-11.8nm,疏松层平均孔径80-120nm,致密层中其质量20%~30%为亲水性聚合物，疏松层中其质量90%以上为聚砜类材料。本专利技术中所述致孔型添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等高分子量物质和水、无机盐、表面活性剂等小分子量物质中的至少一种。以聚乙烯吡咯烷酮为例,其添加量的优选值为原料的1wt%-15wt%。聚乙烯吡咯烷酮添加量超过15 wt%时，会增加体系粘度，降低可纺性，不利于表面均一化膜孔的形成，而添加量低于1wt%时，体系粘度低，膜通透性偏低，难以得到断面海绵状结构的膜。另外，为了控制体系粘度、溶解状态、成膜速度和膜孔径范围，将作为第四组分的水或不良溶剂等加入其中。本专利技术中所述的聚砜类材料包括聚砜、聚醚砜等。本专利技术中所述的溶剂是DMAc、DMF、DMSO、NMP中的一种或几种的混合液。本专利技术中所述的致密层结构由亲水材料和疏水材料复合而成，表面荷负电，使用过程中容易形成水分子层而不易污染膜表面，主要以孔径筛分的方式拦截内毒素、细菌等致病物质；所述的疏松层结构主要由疏水材料（即聚砜类材料）组成，表面荷正电，以荷电的方式吸附带有异种电荷的内毒素、细菌等致病物质。上述透析液用水中内毒素过滤膜的制造方法，其特征在于包括如下步骤： a、按上述原料配比选取原材料；b、将选取的原料投入搅拌罐中，在80-120℃下搅拌8-24小时形成均相溶液；c、将均相溶液导入纺丝罐内，抽真空脱泡处理后，在20-90℃下由喷丝头挤出，经过100-1000mm的干纺程后进入凝固装置凝固，凝固装置中的液体由水和双氧水组成，然后经烘干装置烘干，最终由卷绕设备收集、制得成品。本专利技术中所述的凝固装置中的液体按质量份配比由100份水和1-5份双氧水均匀混合而成。优选100份水和2-3份双氧水均匀混合而成.本专利技术中所述的干纺程又称空气程,是指纺丝液由喷丝头挤出后进入凝固箱水面之前喷丝头底部到水面之间的垂直距离。该阶段，膜内侧(表面)致密层和外侧的（支撑层）疏松层结构开始形成，并影响着膜内亲水物质的运动方式。由于初生膜丝内表面与芯液接触产生瞬时分相形成致密层，阻碍了亲水物质向膜内运动，同时锁住了致密层亲水物质。在凝固装置和烘干装置的作用下，膜内亲水物质通过膜外表面被洗脱，从而获得膜内表面致密层亲水物质偏多、其余支撑层亲水物质偏少的各向异性结构。双氧水的使用，降低了疏松层亲水材料的含量，双氧水降解疏松层中的亲水材料，使其分子量降低，容易被水洗脱。而双氧水的浓度不宜过高，避免破坏膜内表面亲水材料的分子结构。本专利技术中所述的喷丝头为插入管式喷丝头；插入管式喷丝头使用的芯液为0wt%-50wt%芯液溶剂与水的混合，芯液溶剂是DMAc、DMF、DMSO、NMP中的一种或几种。本专利技术中所述的凝固装置由多级凝固箱组成，多级凝固箱中凝固水温度为20℃-90℃、呈梯度逐级递增，升温幅度为5℃-20℃；所述烘干装置由多级烘干箱组成，多级烘干箱中的烘干温度为50℃-150℃、呈梯度逐级递增，升温幅度为5℃-20℃。工作时，由喷丝头挤出的初生膜在凝固装置的每级凝固箱中凝固时间为1-10min，在每级烘干箱烘干时间为1-10min。通过上述分级、阶梯升温的凝固可以保证初生膜中溶剂及水溶性添加剂与凝固水在传质过程中不发生明显形变。通过上述分级、阶梯升温的烘干可以充分去除初生膜中的水和少量残留溶剂，使内毒素过滤器中溶剂残留量低于10mg/kg，降低溶剂进入患者体内引起副作用和并发症的风险。多级烘干法连续高效地将湿膜中水及微量溶剂除去，便于保存和运输。本专利技术所对应的内毒素过滤膜机械强度与化学稳定性高、液体透过性好，内毒素截留率率高。本专利技术制成的空心纤维透析膜在100kPa和25℃条件下的透水性能在0-1000mL/m2/h/mmHg的范围内，内毒素对数下降率（LRV）≥3，细菌对数下降率（LRV）≥8。从而解决现有技术存在的内毒素过滤器使用过程中膜强度偏低、透水性能偏低、内毒素和细菌去除能力不高等问题，满足透析液用水的处理要求。通过本专利技术所得的内毒素过滤器适用于血液净化领域,特别适用于透析液用水的净化。具体实施方式一种透析液用水中内毒素过滤膜，由下述质量份配比的原料加工而成：聚砜类材料5-40份、亲水性聚合物1-50份、致孔型添加剂1-20份、溶剂10-200份；过滤膜结构为：由内侧的厚度为1-5μm的致密层和外侧的厚度为30-39μm疏松层组成，致密层平均孔径9.0-11.8nm,疏松层平均孔径80-120nm,致密层中其质量20%~30%为亲水性聚合物，疏松层中其质量90%以上为聚砜类材料，致密层表面荷负电，疏松层表面荷正电。聚砜类材料主要有聚砜、聚醚砜等。制膜时其含量过高，则难以获得透水性良好的膜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于由下述质量份配比的原料加工而成：聚砜类材料5‑40份、亲水性聚合物1‑50份、致孔型添加剂1‑20份、溶剂10‑200份；膜结构由内侧的厚度为1‑5μm的致密层和外侧的厚度为30‑39μm疏松层组成，致密层平均孔径9.0‑11.8nm,疏松层平均孔径80‑120nm,致密层中其质量20%~30%为亲水性聚合物，疏松层中其质量90%以上为聚砜类材料。

【技术特征摘要】
1.一种透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于由下述质量份配比的原料加工而成：聚砜类材料5-40份、亲水性聚合物1-50份、致孔型添加剂1-20份、溶剂10-200份；膜结构由内侧的厚度为1-5μm的致密层和外侧的厚度为30-39μm疏松层组成，致密层平均孔径9.0-11.8nm,疏松层平均孔径80-120nm,致密层中其质量20%~30%为亲水性聚合物，疏松层中其质量90%以上为聚砜类材料。2.根据权利要求1所述的透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于所述致孔型添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等高分子量物质和水、无机盐、表面活性剂等小分子量物质中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于所述的聚砜类材料包括聚砜、聚醚砜等。4.根据权利要求3所述的透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于所述的溶剂是DMAc、DMF、DMSO、NMP中的一种或几种的混合液。5.根据权利要求4所述的透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于所述的亲水性聚合物由磺化聚砜、磺化聚醚砜、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或多种组成。6.根据权利要求5所述的透析液用水中内毒素过滤膜，其特征在于所述的致密层表面荷负电，所述的疏松层表面荷正电。7.根据权利要求1所述的透析液用水中内毒素过滤膜的其制造方法，其特征在于包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟倡骏，徐天成，王振华，代朋，李领军，曲佳伟，
申请(专利权)人：威海威高血液净化制品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37