一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法技术

本申请提供一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，采用低温臭氧或伽马射线辐照，在中空纤维膜表面引入过氧化基团，通过中空纤维膜表面的过氧基团与含双键的低表面能功能分子发生聚合反应，将低表面功能分子接枝在中空纤维膜表面，从而实现对中空纤维膜的表面修饰。采用本申请方法制备的表面修饰有低表面能功能分子的中空纤维膜，其气体通透性能和抗血液污染能力均得到提高；另外，本申请中，低表面能功能分子以化学键的形式将接枝在中空纤维膜表面，保证了中空纤维膜结构的稳定性，从而确保了中空纤维膜各项性能的持久稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法


[0001]本申请涉及生物材料
，尤其涉及一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法。

技术介绍

[0002]膜式体外氧合器是一种利用膜型人工肺进行氧和二氧化碳交换的设备。其中，膜型人工肺作为膜式体外氧合器的一个重要组成部分，其结构与性能直接影响膜式体外氧合器的使用效果。
[0003]目前，膜型人工肺多用中空纤维膜制作而成，例如聚丙烯中空纤维膜。采用聚丙烯中空纤维膜制备膜型人工肺，并应用于膜式体外氧合器，当该膜式体外氧合器在实际使用时，聚丙烯中空纤维膜制备的膜型人工肺作为血液和气体的交换场所，利用聚丙烯中空纤维膜上的微孔结构，使血液与氧气在特定的孔道内发生交换，从而实现气体在膜上的交换。
[0004]为提升膜式体外氧合器的使用性能，常对中空纤维膜进行表面修饰，常用的表面修饰方法包括表面化学接枝法，即通过化学键形式将功能分子接枝在膜表面，例如，在中空纤维膜表面接枝磷酰胆碱、肝素等物质。但是，这种表面修饰方法并不适合聚丙烯中空纤维膜的表面修饰，其原因在于：肝素、磷酰胆碱等分子会改变膜表面性能，使原本疏水的微孔变得亲水，即疏水性降低，增加了血浆渗漏的风险；同时，肝素、磷酰胆碱等分子会降低膜表面的抗血液污染性，造成血浆中的蛋白质、红细胞、血小板等物质会与膜表面发生非特异性结合，进而导致血栓的形成。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，以解决现有的膜式体外氧合器的疏水性和抗血液污染性有待提高的问题。
[0006]本申请提供了一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，包括：
[0007]采用低温臭氧或伽马射线辐照，在中空纤维膜表面引入过氧基团；
[0008]将表面携带过氧基团的中空纤维膜浸泡在含双键的低表面能功能分子溶液中，在催化剂作用下，过氧基团中的过氧键受热发生断裂，并与溶液中含双键的低表面能功能分子发生聚合反应，即接枝反应，生成表面修饰有低表面能功能分子的中空纤维膜。
[0009]一些实施例中，所述可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法还包括，将生成的表面修饰有低表面能功能分子的中空纤维膜放入易挥发的非性溶剂中清洗。
[0010]一些实施例中，所述采用低温臭氧，在中空纤维膜表面引入过氧基团，具体包括，向低温恒温槽中内通入臭氧，利用臭氧对中空纤维膜表面进行活化，其中，臭氧浓度为3
‑
20g/m3，低温恒温槽的设置温度为
‑
10℃～5℃，通气时间为5
‑
30min。
[0011]一些实施例中，所述采用低温伽马射线辐照，在中空纤维膜表面引入过氧基团，具体包括，
[0012]采用低温伽马射线辐照低温恒温槽中的中空纤维膜表面，对中空纤维膜表面进行
活化，其中，辐照氛围为空气，低温恒温槽的设置温度为
‑
10℃～5℃，吸收剂量为50
‑
200kGy，辐照时间为5
‑
20h。
[0013]一些实施例中，所述含双键的低表面能功能分子包括含有双键的长链烷烃类分子和含有双键的多氟化物中的任意一种或两种的组合。
[0014]一些实施例中，所述含有双键的长链烷烃类分子包括月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯中的任意一种或两种以上的组合。
[0015]一些实施例中，所述含有双键的多氟化物包括1H,1H,2H
‑
全氟
‑1‑
己烯、全氟己基乙烯以及1H,1H,2H
‑
全氟
‑1‑
癸烯中的任意一种或两种以上的组合。
[0016]一些实施例中，所述接枝反应的反应时间为6
‑
24h，反应温度为30
‑
80℃。
[0017]本申请提供了一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，通过过氧基团引发的化学接枝方法，在中空纤维膜表面修饰具有低表面能的功能分子，提高膜表面的疏水性以及降低对蛋白、红细胞、血小板的吸附性。并且，低表面能功能分子在中空纤维膜表面以化学键的形式相连，进一步提高了表面修饰效果及修饰表面性能的稳定性与持久性。另外，表面化学接枝的方法不会影响原有的孔道结构，也不会降低原有的气体通量，因此，低表面能功能分子修饰后中空纤维膜在体外氧合器中具有较广阔的应用前景。
[0018]本申请的可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，采用低温臭氧或伽马射线辐照，在中空纤维膜表面引入过氧化基团，通过中空纤维膜表面的过氧基团与含双键的低表面能功能分子发生聚合反应，将低表面功能分子接枝在中空纤维膜表面，从而实现对中空纤维膜的表面修饰。采用本申请方法制备的表面修饰有低表面能功能分子的中空纤维膜，其气体通透性能和抗血液污染能力均得到提高；另外，本申请中，低表面能功能分子以化学键的形式将接枝在中空纤维膜表面，保证了中空纤维膜结构的稳定性，从而确保了中空纤维膜各项性能的持久稳定性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法的流程图；
[0021]图2为本申请采用低温伽马射线辐照处理的流程图；
[0022]图3为本申请采用低温臭氧处理的流程图；
[0023]图4为修饰前后聚丙烯中空纤维膜表面的红外光谱表征图；
[0024]图5未修饰聚丙烯中空纤维膜浸泡牛血液后扫描电镜图像；
[0025]图6修饰后聚丙烯中空纤维膜浸泡牛血液后扫描电镜图像。
具体实施方式
[0026]为解决膜式体外氧合器聚丙烯中空纤维膜表面持久疏水和抗血液污染问题，本申请提供一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法。
[0027]图1为本申请可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法的流程图，如图1所示，可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法具体包括以下步骤：
[0028]首先，采用低温臭氧或伽马射线辐照的处理方法，在中空纤维膜表面引入过氧基团。为了延长过氧基团的寿命，本申请中采用了在低温条件下的处理方法，低温恒温槽的设置温度为
‑
10℃～5℃。在
‑
10℃～5℃的低温环境下，可以延长过氧根基团的存活时间，进而表面接枝密度将更大。当然，本领域人员可根据需要调节低温恒温槽的设置温度，其均属于本申请的保护范围。
[0029]本申请中，采用低温臭氧，在中空纤维膜表面引入过氧基团，具体包括，向低温恒温槽中内通入臭氧，利用臭氧对中空纤维膜表面进行活化，其中，臭氧浓度为3
‑
20g/m3，低温恒温槽的设置温度为
‑
10℃～5℃，通气时间为5
‑
30min。或者，采用低温伽马射线辐照，在中空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，其特征在于，包括：采用低温臭氧或伽马射线辐照，在中空纤维膜表面引入过氧基团；将表面携带过氧基团的中空纤维膜浸泡在含双键的低表面能功能分子溶液中，在催化剂作用下，过氧基团中的过氧键受热发生断裂，并与溶液中含双键的低表面能功能分子发生聚合反应，即接枝反应，生成表面修饰有低表面能功能分子的中空纤维膜。2.根据权利要求1所述的可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，其特征在于，所述可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法还包括，将生成的表面修饰有低表面能功能分子的中空纤维膜放入易挥发的非性溶剂中清洗。3.根据权利要求1所述的可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，其特征在于，所述采用低温臭氧，在中空纤维膜表面引入过氧基团，具体包括，向低温恒温槽中内通入臭氧，利用臭氧对中空纤维膜表面进行活化，其中，臭氧浓度为3
‑
20g/m3，低温恒温槽的设置温度为
‑
10℃～5℃，通气时间为5
‑
30min。4.根据权利要求1所述的可用于人工膜肺的中空纤维膜的表面修饰方法，其特征在于，所述采用低温伽马射线辐照，在中空纤维膜表面引入过氧基团，具体包括，采用低温伽马射线辐照低温恒温槽中的中空纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尚文，赵文静，张慎详，
申请(专利权)人：上海翊科聚合物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：