用于血液灌流的磁性复合吸附剂及其制备方法和灌流器技术

本发明专利技术涉及用于血液灌流的磁性复合吸附剂及其制备方法和灌流器。该吸附剂包括磁性载体、粘附层和配基层；粘附层包括粘附在磁性载体上的聚多巴胺；配基层包覆粘附层，配基层包括连接在粘附层上的聚阴离子配基。该制备方法包括偶联反应、多巴胺聚合反应和配基聚合反应等步骤。本发明专利技术的吸附剂适用于血液灌流中对LDL以及放射性核素的吸附清除。

【技术实现步骤摘要】
用于血液灌流的磁性复合吸附剂及其制备方法和灌流器
本专利技术涉及血液净化领域，具体涉及一种适用于血液灌流中清除低密度脂蛋白和放射性核素的磁性复合吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
血液灌流是血液净化的一种方式，相比于血液透析、血浆滤过以及血浆置换等方式，其在对致病物质的选择性去除尤其是中大分子去除方面具有较明显的优势。而血液灌流的关键在于血液净化吸附剂的设计和合成，目前应用于血液灌流的吸附剂类型很多，从配体和目标毒素的相互作用来看有物理吸附类、离子交换类、生物亲和类以及物理化学亲和类，因此选择合适的作用配体对于提高吸附剂的性能至关重要。阴离子型吸附材料是血液灌流中常用的一类吸附剂，通常由发挥吸附功能的阴离子配基和承载配基的载体所组成，利用阴离子所带的负电荷与血液中带正电的毒素发生静电作用力，从而实现对目标物质的选择性去除。低密度脂蛋白是一种典型的带正电的物质，血液中低浓度脂蛋白(LDL-C)和极低密度脂蛋白(VLDL-C)水平的异常升高导致氧化态的低密度脂蛋白的过量产生是引起动脉粥样硬化的主要因素，而由动脉粥样硬化引起的心脑血管疾病是近年来的主要死亡原因之一。目前对于轻度患者，可以通过饮食、药物等方式降低患者血液中的LDL-C水平，达到缓解和治愈该疾病的功效。但对于严重的高血脂症和家族性高血脂症，传统的方式治疗效果并不理想，需要借助血液净化疗法，不少学者在LDL清除吸附剂方面开展了很多的研究工作，主要包括免疫吸附剂和亲和吸附剂。前者主要是通过将LDL抗体、多肽等生物分子负载到基体材料上，利用配基对LDL的特异性识别，实现对血液中LDL水平的降低，例如德国Baxter公司将LDL抗体接枝到琼脂糖凝胶上，制备出LDL免疫吸附剂，但该方法制备成本昂贵且配基容易脱落，进而引发免疫反应，不利于实际应用。亲和吸附剂是LDL吸附剂的一个研究重点，主要是基于低密度脂蛋白带正电，通过与阴离子配基之间的静电作用结合，如磺酸、羧酸、磷酸等，实现对LDL的去除。南开大学WangShenqi等人(WangShenqi,LiChangming,GuoXinjietal，ReactiveandFunctionalPolymers,2008,68:261-267)以磷酸、磺酸、羧酸等为配基，以纤维素为载体，制备的多种LDL吸附剂，并对吸附性能进行了考察和对比。放射性核素是另一种典型的带正电的物质，其在体内的累积会引起长期的内照射，进而诱发多种疾病的发生，且从体内完全清除的难度较大。目前主要采用EDTA、促排灵(Ca-DTPA)等光谱性的促排药来清除体内的放射性核素，虽然这种方法能够在一定程度上去除血液中累积的放射新核素，但同时也会引起一些不良反应，比如肾脏毒性、微量元素缺乏等，对患者的身体造成很大的副作用。因此，急需找到一种替代方法用于清除人体内的放射性核素，而血液灌流在这方面表现出一定的应用前景，通过设计合适的吸附剂，选择性地去除血液中的放射性核素，而不对人体的其它器官造成影响，避免不良反应的出现，加快患者的康复。溶液中的放射性核素大多带正电，因此可以通过设计阴离子型的吸附剂，实现对核素的去除。苏州大学ZhangShuang等人(ZhangShuang,ShuXiaowen,ZhouYuanetal,ChemicalEngineeringJournal,2014,253:55-62)合成了聚丙烯酸功能化的高分子微球，用于去除溶液中的铀(VI)离子，其对铀(VI)的吸附容量达到990mg/g，表现出良好的吸附性能。目前阴离子型吸附剂的基体材料很多都是生物高分子材料，虽然生物相容性较好，但机械强度不足，同时吸附性能容易受空间位阻的影响，尤其是对于LDL的吸附，由于其分子尺寸较大，直径约为7.5nm至10nm，随着LDL在吸附剂表面的覆盖，导致吸附位点被掩蔽，进而影响LDL分子的进一步吸附。虽然可以通过引入连接臂来减少空间位阻的影响，但会降低配基的接枝量，同样使得对LDL的吸附容量较低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的主要目的在于提供一种用于在血液灌流中清除LDL和放射性核素的磁性复合吸附剂。本专利技术的另一目的在于提供一种用于在血液灌流中清除LDL和放射性核素的磁性复合吸附剂的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供一种用于在血液灌流中清除LDL和放射性核素的磁性复合吸附剂在灌流器中的应用。为实现本专利技术的主要目的，本专利技术提供了用于血液灌流的磁性复合吸附剂，其包括磁性载体、粘附层和配基层；粘附层包括粘附在磁性载体上的聚多巴胺；配基层包覆粘附层，配基层包括连接在粘附层上的聚阴离子配基。由上述方案可见，本专利技术提供了一种新型的用于在血液灌流中清除LDL及放射性核素的磁性复合吸附剂，该吸附剂为磁性复合材料，包括磁性载体、粘附层以及配基层三个部分。磁性载体是指具有磁性的载体，优选为铁、钴和镍的氧化物，更优选为四氧化三铁。本专利技术通过聚多巴胺的粘附和自聚作用，在磁性载体表面形成粘附层；通过粘附层与聚阴离子配基连接，在具有粘附层的载体的外表面包覆一层聚阴离子配基。聚阴离子配基对LDL及放射性核素表现出较高的吸附性能，且配基存在于载体的外表面，减少了空间位阻对吸附过程的影响，同时也有利于吸附过程中吸附质更快地到达吸附位点，促进吸附平衡的快速建立，提高了吸附剂的吸附效率。粘附层聚多巴胺以及配基聚阴离子均具有良好的血液相容性，保证了吸附剂在使用过程中的安全性。本专利技术的磁性复合吸附剂采用了磁性载体，使得吸附剂制备过程的中间产物和最终产物容易分离，并且使得在使用过程中在高通量的情况下，能够保持低压降，可以通过在柱体处理后的管路中加入磁性分离设备，有效地避免脱落的颗粒进入到血液中，提高血液灌流的安全性。进一步的技术方案是，聚阴离子配基为聚丙烯酸酯或聚丙烯酸。由上述方案可见，聚阴离子配基可以采用聚丙烯酸酯或聚丙烯酸，由于聚丙烯酸酯或聚丙烯酸含有阴离子基团，可以对带正电的LDL及放射性核素产生很强的静电作用力，从而实现对两者的选择性去除。进一步的技术方案是，聚多巴胺上共价连接有引发剂，引发剂具有末端溴原子；聚阴离子配基由表面引发原子转移自由基聚合形成。由上可见，本专利技术的引发剂与聚多巴胺共价连接，通过多巴胺自聚将引发剂固定在磁性载体上，引发剂与多巴胺结合牢固，由引发剂引发聚合形成的配基不易脱落。引发剂优选具有末端溴原子，引发剂引发单体在载体材料的外表面进行表面引发原子转移自由基聚合反应，原位聚合得到聚阴离子配基层。原子转移自由基聚合反应具有反应条件温和、反应容易控制、产物分子量分布窄等优点。配基含量的多少可以通过调控聚合反应的条件来实现。优选地，引发剂为2-溴代异丁酰溴。2-溴代异丁酰溴两端具有溴原子，其中一个溴原子与多巴胺反应，另一个溴原子用于引发原子转移自由基聚合。2-溴代异丁酰溴具有反应活性高、反应效果好等优点。进一步的技术方案是，磁性载体为四氧化三铁颗粒，磁性载体的粒径为0.1μm至200μm。由上述方案可见，本专利技术中磁性载体为四氧化三铁颗粒。铁氧化物磁性载体的引入克服了现有的生物高分子材料机械强度不足的缺点，且磁性四氧化三铁作为载体也具有良好的血液相容性。磁性载体的粒径在上述范围，能够避免颗粒过小而容易进入血液中，同时防止颗粒过大导致表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于血液灌流的磁性复合吸附剂，其特征在于包括磁性载体、粘附层和配基层；所述粘附层包括粘附在所述磁性载体上的聚多巴胺；所述配基层包覆所述粘附层，所述配基层包括连接在所述粘附层上的聚阴离子配基。

【技术特征摘要】
1.用于血液灌流的磁性复合吸附剂，其特征在于包括磁性载体、粘附层和配基层；所述粘附层包括粘附在所述磁性载体上的聚多巴胺；所述配基层包覆所述粘附层，所述配基层包括连接在所述粘附层上的聚阴离子配基。2.根据权利要求1所述的用于血液灌流的磁性复合吸附剂，其特征在于：所述聚阴离子配基为聚丙烯酸酯或聚丙烯酸。3.根据权利要求1所述的用于血液灌流的磁性复合吸附剂，其特征在于：所述聚多巴胺上共价连接有引发剂，所述引发剂具有末端溴原子；所述聚阴离子配基由表面引发原子转移自由基聚合形成。4.根据权利要求1至3任一项所述的用于血液灌流的磁性复合吸附剂，其特征在于：所述磁性载体为四氧化三铁颗粒，所述磁性载体的粒径为0.1μm至200μm。5.用于血液灌流的磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：多巴胺盐酸盐与引发剂进行偶联反应；步骤二：步骤一所得的固定有引发剂的多巴胺在磁性载体上进行聚合反应，形成粘附层；步骤三：步骤二所得产物引发单体聚合得到聚阴离子配基，形成配基层。6.根据权利要求5所述的用于血液灌流的磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于在步骤一中：所述引发剂为2-溴代异丁酰溴；所述偶联反应包括将多巴胺盐酸盐与2-溴代异丁酰溴分散在有机溶剂中，加入碱性催化剂，在保护气体及室温下反应1h至12h；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种；所述碱性催化剂为三乙胺；所述保护气体为氮气或氩气；多巴胺盐酸盐、2-溴代异丁酰溴和碱性催化剂的摩尔比为1：(0.2至0.8)：(0.2至0.8)。7.根据权利要求5所述的用于血液灌流的磁性复合吸附剂的制备方法，其特征在于在步骤二中：所述磁性载体为四氧化三铁颗粒，所述磁性载体粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：董凡，易荣，
申请(专利权)人：珠海健帆生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44