一种梯度孔径过滤膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种梯度孔径过滤膜及其制备方法和应用，梯度孔径过滤膜采用高分子聚合物材料静电纺丝制成，包括紧密贴合的三层结构，外侧两层结构的孔径为5～10μm，厚度为0.1～0.4mm；中间层结构的孔径为0.5～5μm，厚度为0.3～0.6mm；在药液容器的下端和输液软管之间安装中空柱形的止液滤膜槽，止液滤膜槽的内径大于输液软管的内径，梯度孔径过滤膜安装于止液滤膜槽中，完全封闭止液滤膜槽的横截面。本发明专利技术不影响输液器中药液的流动，输液结束后能够及时终止药液，增加了自动止液输液器的使用安全性和便利性，使整个输液过程更加安全便利。

Gradient pore filter membrane and preparation method and application thereof

The invention provides a gradient aperture membrane and a preparation method and application of membrane pore size gradient polymer materials made by electrospinning, three layer structure comprises a close fitting, outside of the two layer structure of the aperture is 5 ~ 10 m, 0.1 ~ 0.4mm thickness; aperture middle layer is 0.5 ~ 5 m, 0.3 ~ 0.6mm thickness; fixing liquid membrane hollow cylindrical groove between the liquid container and the lower end of the infusion hose, check liquid membrane tank diameter greater than the diameter of the transfusion hose, gradient filter installed in the aperture stop liquid membrane tank, the cross section completely closed ended liquid membrane tank. The invention does not affect the flow of the Chinese medicine liquid of the infusion device, and can terminate the liquid medicine in time after the infusion is finished, thereby increasing the use safety and convenience of the automatic liquid infusion device, and making the whole infusion process more convenient and safe.

【技术实现步骤摘要】
一种梯度孔径过滤膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种梯度孔径过滤膜。
技术介绍
近年来人们生活水平的逐渐提高，以及国家对医疗投入的逐年加大，越来越多具备特殊功能的医疗耗材被用于治疗之中，自动止液输液器由于质优价平也被越来越被广泛的使用。现有静脉输液治疗的缺陷主要是输液污染，将输液器械和药物自身存在以及输液过程中产生的异物随药液一同进入人体，引起不良反应。该污染主要是微粒，即粒径在50μm以下的非溶性的肉眼无法观察到的颗粒杂质。进入人体后，微粒一方面可以引起血管栓塞和局部组织坏死，有血管堵塞和损伤引发水肿以及炎症等产生，导致静脉炎、动脉硬化或者热原样不良反应；另一方面异物微粒沉积到肺、脑、肾等组织毛细血管后容易引起肉芽肿，造成循环障碍，引发其他严重病症产生。研究表明，传统输液过程中因为瓶口穿刺、合并用药等过程产生数量极大的(～104)玻璃微屑、橡胶以及其他塑料微粒，而这些微粒在传统输液器中能够畅通无阻的进入患者体内，所以对微粒过滤的薄膜孔径和性能提出了极高的应用要求。另外，因为静脉输液的换药、停针往往带给患者和医护人员很大的精神压力和工作压力，而能够自动止液的输液器可以较好的解决这一问题，所以带有精密过滤薄膜的止液输液器有着现实的使用需求和极大的应用潜力。目前，自动止液输液器主要有两种止液方式，一种是利用特殊过滤膜的气液分离作用止液，另一种是利用物理机械原理止液。在临床静脉输液的过程中，当液体将近滴完时，从滴管下端或者过滤盘下自动止液，使得从止液处到输液针头之间的输液管路内充满液体，从而可以有效阻止血管内的血液返流，防止或者延缓出现回血现象。这样既保证了患者输液全过程的安全，又减轻了患者和医护人员的精神压力和工作压力，使得输液过程中患者和医护人员不必密切关注药液瓶(袋)内的液位，同时提高药液利用率，能让药液瓶(袋)内的药液充分输完，使药液得到充分利用；并提高护士工作效率，减轻护士劳动强度，有利患者康复，减少回血给患者和家属带来的恐慌。申请号为201310431919.1的中国专利公开了一种聚醚砜微孔薄膜在自动止液器中的应用，使用聚醚砜微孔薄膜作为输液器中的自动止液膜，该聚醚砜微孔薄膜具有强亲水性和非对称的膜孔结构，但其过滤效果和止液效果一般，有待进一步提高和优化。国内外研究表明，孔径小于5μm的终端过滤器可以有效防治输液时微粒热原样反应，孔径小于3μm的终端过滤器可有效降低输液疼痛，减少输液性静脉炎的发生。所以，在输液器上加装梯度孔径的精密过滤膜，形成具有多层膜结构的自动止液输液器将在滤除微粒方面发挥重要作用，同时也应保证良好的止液效果。有需求使用该膜结构自动止液输液器的患者包括婴幼儿患者、化疗患者、心脑血管病患者以及其他危重患者，可保证这些免疫力较低、微粒输入反应严重以及血管硬化或狭窄的病患，避免静脉炎等不良反应的发生。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种梯度孔径过滤膜，能够实现对输液器微粒的过滤以及输液结束时自动止液的功能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种梯度孔径过滤膜，包括紧密贴合的三层结构，外侧两层结构的孔径为5～10μm，厚度为0.1～0.4mm；中间层结构的孔径为0.5～5μm，厚度为0.3～0.6mm。本专利技术还提供上述梯度孔径过滤膜的制备方法，包括以下步骤：(1)采用高分子聚合物材料，在室温下搅拌制备出粘度>100cp的可纺溶液体系；(2)采用静电纺丝直写技术，制备设定梯度孔径的纤维滤膜；(3)对纤维滤膜进行真空干燥，切割成圆片。所述的高分子聚合物材料包括但不限于聚乙二醇PGA、聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、聚乳酸PLA和聚己内酯PCL。所述的静电纺丝直写技术的纺丝电压为0～5kV，针头与接收板距离30mm以内，通过移动精度为0.01mm的接收板接收纺丝纤维。本专利技术应用于自动止液器，在药液容器的下端和输液软管之间安装止液滤膜槽，所述的止液滤膜槽为中空柱形结构，两端分别连通药液容器和输液软管，且止液滤膜槽的内径大于输液软管的内径，梯度孔径过滤膜安装于止液滤膜槽中，完全封闭止液滤膜槽的横截面；药液在通过滤膜上层时，首先过滤了尺寸较大的颗粒(>5μm)，接着在较为致密的中间层，颗粒被进一步过滤(>0.5μm)，最后在通过滤膜下层时，孔径增大使得药液能以较高流速通过；当药液输入即将结束时，滤膜中间层结构的药物液滴在表面张力作用下，使得滤膜中心部下压从而堵塞输液软管入口，停止液体输送。本专利技术的有益效果是：能够有效地起到止液膜的作用，输液过程中不影响输液器中药液的流动，输液结束后能够及时终止药液，避免了空气进入静脉，大大增加了自动止液输液器的使用安全性和便利性，使整个输液过程更加安全便利。附图说明图1是本专利技术自动止液器的结构示意图；图2是止液滤膜槽结构示意图；图中，1-药液瓶，2-输液储液槽，3-止液滤膜槽，4-流速调节器，5-输液软管，6-输液针，7-梯度孔径滤膜上层，8-梯度孔径滤膜中层，9-梯度孔径滤膜下层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案：一种梯度孔径过滤膜的制备及在自动止液输液器中的应用，程序可控近场纺丝技术，其制备特点包括以下步骤：(a)优选高分子聚合物材料，室温下搅拌制备出可纺的特定溶液体系(粘度>100cp)；(b)通过软件编程合理设计接受面控制器的运行程序(Direct-write直写技术，与传统纺丝方法不同，喷头与接受面距离<30mm)，利用静电纺丝技术形成二维特定的拓扑结构，进而制备三维的特定梯度孔径的纤维滤膜，所得滤膜孔径范围在0.5～10.0μm；(c)静电纺丝工艺，纺丝电压在0～5kV，针头与接收板距离30mm以内，通过可移动接受装置(精度0.01mm)运动接收纺丝纤维；(d)对所得梯度孔径滤膜进行真空干燥，切割成圆片安装入自动止液器。梯度孔径滤膜一般为三层，上下两层滤膜孔径较大，尺寸为5～10μm，厚度为0.1～0.4mm；中间层孔径较小，尺寸为0.5～5μm，厚度为0.3～0.6mm。药液在通过滤膜上层时，首先过滤了尺寸较大的颗粒(>5μm)，接着在较为致密的中间层颗粒被进一步过滤(>0.5μm)，最后在通过下层时，孔径增大使得药液能以较高流速通过。当药液输入即将结束时，在滤膜中层的药物液滴在表面张力作用下，使得滤膜中心部下压从而堵塞下层软管入口停止液体输送。本专利技术制备的梯度孔径滤膜，主要特点在于制备的滤膜拓扑结构多样，程序运行简单高效，孔径精确可控，可实现滤膜梯度孔径设计，形成的滤膜可保证药液输入速度、过滤效果、止液能力都具有较好效果。制备时所采用的近场纺丝技术，不同于传统静电纺丝，工作电压较低(0～5kV)，纺丝距离极近(0～30mm)，自制可移动平板接收效果稳定良好，移动速度范围0～1000mm/s，表面光洁。针对患者输液治疗需求，在输入含有不同药物的液体时，制备梯度孔径滤膜可选择不同的有机高聚物材料，可用作梯度孔径滤膜材料包括但不限于聚乙二醇(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)。实施例1：聚己内酯(PCL)制备梯度孔径滤膜选取聚己内酯(PCL)溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯度孔径过滤膜，其特征在于：包括紧密贴合的三层结构，外侧两层结构的孔径为5～10μm，厚度为0.1～0.4mm；中间层结构的孔径为0.5～5μm，厚度为0.3～0.6mm。

【技术特征摘要】
1.一种梯度孔径过滤膜，其特征在于：包括紧密贴合的三层结构，外侧两层结构的孔径为5～10μm，厚度为0.1～0.4mm；中间层结构的孔径为0.5～5μm，厚度为0.3～0.6mm。2.一种权利要求1所述梯度孔径过滤膜的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)采用高分子聚合物材料，在室温下搅拌制备出粘度>100cp的可纺溶液体系；(2)采用静电纺丝直写技术，制备设定梯度孔径的纤维滤膜；(3)对纤维滤膜进行真空干燥，切割成圆片。3.根据权利要求2所述的梯度孔径过滤膜的制备方法，其特征在于：所述的高分子聚合物材料包括但不限于聚乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雅静，柳洋阳，周雅青，尹大川，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61