一种中空纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种中空纤维膜及其制备方法，该中空纤维膜为将两性离子共聚物和成膜聚合物共混经成膜工艺制得，包含1wt％至10wt％的两性离子共聚物和90wt％至99wt％的成膜聚合物；两性离子共聚物包括含两性离子基团的A单体、含疏水性基团的B单体和含偶联基团的C单体。该制备方法包括配制含两性离子共聚物和成膜聚合物的铸膜液，经干‑湿法纺丝工艺制得中空纤维膜。本发明专利技术的中空纤维膜具有良好的血液相容性，结构稳定，成膜质量高，且制备工艺简单，能够实现连续化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维膜及其制备方法
本专利技术涉及血液净化材料
，具体涉及一种中空纤维膜及其制备方法。
技术介绍
血液透析是指利用弥散、超滤和对流原理清除血液中有害物质和过多水分的血液净化技术，是最常用的肾脏替代治疗方法之一，也可以用于治疗药物过量或毒物中毒。血液滤过是以对流方式清除体内过多的水分和尿毒症毒素的医用技术。血液透析滤过是血液透析和血液滤过的结合，具有两种治疗模式的优点，可通过弥散和对流两种机制清除溶质。超滤膜是实现上述医用技术的最主要部件。超滤膜的表面化学组成和亲水性能对膜的血液相容性有极大影响。目前常用的血液透析、血液滤过和血液透析滤过膜有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES),这两种膜材料本身的亲水性较差，因而血液相容性不如人意。常用的改进方法是加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)，制成改性的血液透析、血液滤过和血液透析滤过膜，提高膜材的亲水性，改善膜材的血液相容性。然而现有技术中改进后的超滤膜制成的血液透析器、血液滤过器或血液透析滤过器给患者治疗时还是会有一定概率发生溶血、凝血等不良反应。因此，进一步提高超滤膜的血液相容性具有重要的临床意义。两性离子基团如磷酰胆碱基团、羧酸内铵盐基团和磺酸内铵盐基团在各种生物体内广泛存在，两性离子基团同时带有一个正电荷和一个负电荷，整体呈现电中性，又具有很好的亲水性，能在表面固定一层水分子，形成水合层，能抗生物污染，只吸附极少的蛋白质和粘附很少的血小板，不会引发溶血和凝血反应，具有极其优越的血液相容性。近几年来，两性离子基团在生物医用材料的改性方面获得了越来越广泛的应用。Iwasaki等人(YasuhikoIwasaki,etal.Interfacingbiomembranemimeticpolymersurfaceswithlivingcells–Surfacemodificationforreliablebioartificialliver[J].AppliedSurfaceScience,Volume255,Issue2,Pages523-528，公开日2008年11月15日)将含磷酰胆碱基团的两亲性共聚物的乙醇溶液涂覆在聚丙烯中空纤维膜表面，然而，上述含磷酰胆碱基团聚合物涂层以物理吸附作用结合在材料中，表面结合不牢固，在体内复杂环境中有可能发生溶解、降解等而流失；另一方面，涂层表面的微观聚集结构随自组装过程的条件及组装后的环境因素可发生某种程度的不可逆结构变化，影响此类材料表面性能及相关产品的开发和应用。中国专利申请CN1717464A报道了一种将带有醛基的磷酰胆碱化合物接枝到材料表面的改性方法，可明显提高材料的生物适应性及亲水性能。然而，通过表面化学反应来提供亲水基团的改性方法，对不同材料及表面形貌的物体改性效果有较大差异，通常较难获得足够的表面基团密度。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种中空纤维膜，该中空纤维膜具有良好的亲水性和血液相容性，结构稳定，改性物质不易脱落，且成膜质量高，无缺陷。本专利技术的第二目的是提供上述中空纤维膜的制备方法，该方法工艺简单，耗时短，能够实现连续化生产。为实现本专利技术的第一目的，本专利技术提供了一种中空纤维膜，该中空纤维膜为将两性离子共聚物和成膜聚合物共混经成膜工艺制得，包含1wt％至10wt％的两性离子共聚物和90wt％至99wt％的成膜聚合物；所述两性离子共聚物包括含两性离子基团的A单体、含疏水性基团的B单体和含偶联基团的C单体。由上可见，本专利技术将两性离子共聚物与能够制备中空纤维膜的成膜聚合物共混，然后再成膜，在成膜过程中两性离子共聚物中的偶联基团与成膜聚合物反应形成共价键连接，结合了共混和共价键连接的优点，制得了两性离子改性的超滤膜，具有良好的血液相容性，并且两性离子共聚物能够紧密地与成膜共聚物结合。具体地，两性离子共聚物中的含两性离子基团的A单体能够赋予中空纤维膜良好的亲水性和生物相容性；含疏水性基团的B单体能够与成膜聚合物通过分子间作用力例如疏水键结合；含偶联基团的C单体能够使得两性离子共聚物之间反应或两性离子共聚物与成膜聚合物的端基等活性基团反应形成共价键连接，使得两性离子共聚物能够更牢固地结合到成膜聚合物上。两性离子共聚物和成膜聚合物的用量比例会影响成膜质量，两性离子共聚物在膜中的质量分数为1wt％至10wt％时，制备的中空纤维膜成膜质量好。进一步的技术方案是，两性离子共聚物为A单体-B单体-C单体的共聚物；A单体的在所述两性离子共聚物中的摩尔百分比为10％至33％。由上可见，两性离子共聚物以A单体-B单体-C单体的连接方式形成共聚物，A单体链段通过B单体链段与C单体链段连接，相对于用于共价连接的C单体链段，B单体链段的活动能力较大，使得A单体上的两性离子基团的活动空间变大，在成膜过程中A单体链段能较快地运动到膜表面，进一步改善中空纤维膜的血液相容性。进一步的技术方案是，所述A单体包含的两性离子基团选自磷酰胆碱基团、磺酸内铵盐基团、羧酸内铵盐基团中的至少一种。更进一步的技术方案是，所述A单体选自2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酸磺酸内铵盐、甲基丙烯酸羧酸内铵盐中的至少一种。由上可见，本专利技术进一步限定了A单体中两性离子基团的优选种类以及A单体的优选种类，当A单体采用上述基团和单体种类时，所得的中空纤维膜具有优良的生物相容性。进一步的技术方案是，B单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯中的至少一种。由上可见，本专利技术进一步限定了B单体的优选种类。相对于具有更强疏水性基团的单体例如甲基丙烯酸正丁烷等，B单体采用上述种类时，能够进一步改善所得的中空纤维膜的亲水性和生物相容性。进一步的技术方案是，C单体选自甲基丙烯酸-3-(二甲氧基(甲基)甲硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸-3-(二乙氧基(甲基)甲硅烷基)丙酯中的至少一种。由上可见，本专利技术进一步限定了C单体的优选种类。相对于其他的具有双键的硅氧烷单体例如甲基丙烯酰氧丙基三甲氧硅等，当C单体采用上述种类时，能够进一步改善所得的中空纤维膜的亲水性和生物相容性。进一步的技术方案是，中空纤维膜由5wt％至10wt％的两性离子共聚物和95wt％至99wt％的成膜聚合物制成。由上可见，本专利技术进一步限定了两性离子共聚物和成膜聚合物的更优选的用量范围。当两性离子共聚物和成膜聚合物的用量在上述范围时，所得的中空纤维膜成膜质量好，并且具有更优的血液相容性。进一步的技术方案是，成膜聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。由上可见，本专利技术进一步提供了成膜聚合物的种类。本申请的成膜聚合物可以采用现有的能够制备中空纤维膜的聚合物。为实现本专利技术的第二目的，本专利技术提供了上述任一技术方案中的中空纤维膜的制备方法，该方法包括以下步骤：配制铸膜液、芯液和凝固浴；铸膜液包括两性离子共聚物、成膜聚合物和溶剂，两性离子共聚物和成膜聚合物共同溶解于溶剂中从而实现共混；芯液包括溶剂和水；凝固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空纤维膜，其特征在于所述中空纤维膜为将两性离子共聚物和成膜聚合物共混经成膜工艺制得，包含1wt％至10wt％的两性离子共聚物和90wt％至99wt％的成膜聚合物；/n所述两性离子共聚物包括含两性离子基团的A单体、含疏水性基团的B单体和含偶联基团的C单体。/n

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维膜，其特征在于所述中空纤维膜为将两性离子共聚物和成膜聚合物共混经成膜工艺制得，包含1wt％至10wt％的两性离子共聚物和90wt％至99wt％的成膜聚合物；
所述两性离子共聚物包括含两性离子基团的A单体、含疏水性基团的B单体和含偶联基团的C单体。


2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜，其特征在于：
所述两性离子共聚物为A单体-B单体-C单体的共聚物；
所述A单体的在所述两性离子共聚物中的摩尔百分比为10％至33％。


3.根据权利要求1或2所述的一种中空纤维膜，其特征在于：
所述A单体包含的两性离子基团选自磷酰胆碱基团、磺酸内铵盐基团、羧酸内铵盐基团中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的一种中空纤维膜，其特征在于：
所述A单体选自2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酸磺酸内铵盐、甲基丙烯酸羧酸内铵盐中的至少一种。


5.根据权利要求1或2所述的一种中空纤维膜，其特征在于：
所述B单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯中的至少一种。


6.根据权利要求1或2所述的一种中空纤维膜，其特征在于：
所述C单体选自甲基丙烯酸-3-(二甲氧基(甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：董凡，祁腾腾，杨超，黄臣勇，
申请(专利权)人：健帆生物科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44