中空纤维膜及其制备方法、膜肺氧合器技术

本发明专利技术涉及中空纤维膜及其制备方法、膜肺氧合器，中空纤维膜的膜结构由内至外包括：多孔层、致密层和微结构层；致密层设于多孔层上，微结构层，设于致密层上，微结构层的远离致密层的表面为粗糙面。该中空纤维膜的表面具有较优抗凝血作用，且其具有较长的抗血浆渗漏时间和较优的氧合效率。和较优的氧合效率。和较优的氧合效率。

【技术实现步骤摘要】
中空纤维膜及其制备方法、膜肺氧合器


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及中空纤维膜及其制备方法、膜肺氧合器。

技术介绍

[0002]在医疗器械领域，产品表面抗凝血功能一直是各科研机构和公司研究的重点，具备较好的抗凝血性能的器械产品能够很大程度上降低手术的风险。膜肺耗材是膜肺氧合器的重要部分之一，扮演着人工肺的重要角色，起到血液中氧气(O2)和二氧化碳(CO2)交换的作用，膜肺耗材是由聚烯烃类材料制备的中空纤维膜，常用的有聚丙烯和聚
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戊烯材料。中空纤维膜的膜壁上均匀分布着微米或纳米级的孔隙，这些孔隙与气体交换速率有着密切关系。为了使膜肺耗材具有较高气体交换速率的同时能够长时间抗血浆渗漏，通常将中空纤维膜设计成不对称结构，具体地：将与氧气接触的内表面设计为孔隙率较高的多孔层(支撑层)，将与血液接触的外表面设计为孔隙率较低的致密层。
[0003]但简单的多孔层和致密层层叠结构的中空纤维膜表面抗凝血作用较差，需要进行进一步表面抗凝血处理。目前，材料表面抗凝血处理的手段主要是表面肝素化处理，其是医疗器械使用最多的手段之一，但该方法不适用于微孔结构和表面抗渗透要求较高的膜肺耗材，因为肝素化处理会破坏表面结构，导致气体通量下降或减弱抗血浆渗漏的性能。有关文献提出加入抗凝血大分子材料进行共混挤出，制备抗凝血中空纤维膜，但额外引入抗凝血组分会直接影响聚合物和稀释剂(溶剂)的分相过程，并且抗凝血组分是否能有效运动到中空纤维膜外表面还未可知，这样的方法具有一定的不确定性，进而影响最终中空纤维膜的氧合效率。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种中空纤维膜及其制备方法、膜肺氧合器。该中空纤维膜的表面具有较优抗凝血作用，且其具有较长的抗血浆渗漏时间和较优的氧合效率。
[0005]一种中空纤维膜，所述中空纤维膜的膜结构由内至外包括：
[0006]多孔层；
[0007]致密层，设于所述多孔层上；及
[0008]微结构层，设于所述致密层上，所述微结构层的远离所述致密层的表面为粗糙面。
[0009]在其中一实施方式中，所述微结构层包括数个沿第一方向和第二方向排列的凸部，所述第一方向和所述第二方向相交，所述凸部呈柱状。
[0010]在其中一实施方式中，以垂直于所述第一方向和所述第二方向所构成的平面的方向为第三方向；所述凸部在第一方向上的尺寸L1为100～1000nm，第二方向上的尺寸L2为100～1000nm，所述凸部在第三方向上的尺寸L3为100～4000nm；在第一方向上，相邻两个凸部之间的距离L4为100～1000nm，在第二方向上，相邻两个凸部之间的距离L5为100～1000nm。
[0011]在其中一实施方式中，L1为400～850nm，L2为400～850nm，L3为1000～3500nm，L4为400～850nm，L5为500～850nm。
[0012]在其中一实施方式中，所述多孔层的厚度为70～90μm，所述致密层的厚度为0.3～3μm，所述微结构层的厚度为0.01～4μm。
[0013]在其中一实施方式中，所述多孔层和所述致密层均为含孔洞的功能层，其中，所述多孔层的孔洞的平均孔径为50～2000nm；所述致密层的孔洞的平均孔径为1～200nm；所述多孔层的孔隙率为45％～75％；所述致密层的孔隙率为5％～35％。
[0014]在其中一实施方式中，所述微结构层的外表面的水接触角大于155度，滚动角小于10度。
[0015]上述中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
[0016]提供中空纤维膜初品，所述中空纤维膜初品包括所述多孔层及设于所述多孔层上的所述致密层；
[0017]将所述致密层的表面进行刻蚀处理，形成微结构层，制得所述中空纤维膜。
[0018]在其中一实施方式中，将所述致密层的表面进行刻蚀处理的步骤中，采用等离子刻蚀的方法进行刻蚀处理，处理功率为200～1200W，处理时间为10～60s。
[0019]在其中一实施方式中，提供中空纤维膜初品的步骤包括以下步骤：
[0020]将用于形成中空纤维膜的各原料混合，并进行挤出成型，得到挤出物；
[0021]将所述挤出物进行降温分相和冷却固化处理，制得初生中空纤维膜；
[0022]将所述初生中空纤维膜依次进行牵伸、稀释剂萃取和干燥，制得所述中空纤维膜初品。
[0023]在其中一实施方式中，用于形成中空纤维膜的各原料包括聚烯烃和稀释剂；其中，所述聚烯烃选自：聚乙烯、聚丙烯和聚
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戊烯中的一种或多种；稀释剂选自：己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、肉豆蔻酸异丙酯、二苄醚、癸二酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二丁酯、石蜡油、芝麻油、癸二酸二丁酯、蓖麻油、三乙酸甘油酯、矿物油和大豆油中的一种或多种。
[0024]在其中一实施方式中，所述冷却固化处理的步骤中，所采用的浴液为三乙酸甘油酯或水。
[0025]在其中一实施方式中，所述牵伸步骤中，牵伸温度为30～60℃，牵伸倍率为所述初生中空纤维膜的1.2～1.8倍。
[0026]在其中一实施方式中，所述稀释剂萃取的步骤中，采用的萃取剂选自：乙醇、异丙醇、丙酮和甲醇中的一种或多种。
[0027]一种膜肺氧合器，包括上述中空纤维膜。
[0028]本专利技术具有以下有益效果：
[0029]通过在致密层上设置包含粗糙面的微结构层，由于微结构层较低的界面自由能与血液中各成分的相互作用较小，对血液中的血浆蛋白吸附和血小板黏附较少，从而阻断或减小凝血的链锁反应过程，进而能够阻止血栓的形成，提高中空纤维膜的血液相容性，达到提高中空纤维膜的表面抗凝血性的目的。此外，本专利技术提供的中空纤维膜的表面的超疏水结构不仅可以有效阻止凝血问题的产生，同时可以保持最优氧合效率，降低、甚至杜绝血浆渗漏的风险，有效地避免如现有技术进行表面肝素化处理造成的中空纤维膜表面结构破坏的问题，从而在不牺牲抗血浆渗透性能的前提下具有更优的抗凝血性能。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一实施方式的中空纤维膜的示意图；
[0031]图2为本专利技术一实施方式的凸部的示意图；
[0032]图3为本专利技术一实施方式的部分凸部沿第一方向和第二方向排列的示意图。
具体实施方式
[0033]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0034]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维膜，其特征在于，所述中空纤维膜的膜结构由内至外包括：多孔层；致密层，设于所述多孔层上；及微结构层，设于所述致密层上，所述微结构层的远离所述致密层的表面为粗糙面。2.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述微结构层包括数个沿第一方向和第二方向排列的凸部，所述第一方向和所述第二方向相交，所述凸部呈柱状。3.根据权利要求2所述的中空纤维膜，其特征在于，以垂直于所述第一方向和所述第二方向所构成的平面的方向为第三方向；所述凸部在第一方向上的尺寸L1为100～1000nm，第二方向上的尺寸L2为100～1000nm，所述凸部在第三方向上的尺寸L3为100～4000nm；在第一方向上，相邻两个凸部之间的距离L4为100～1000nm，在第二方向上，相邻两个凸部之间的距离L5为100～1000nm。4.根据权利要求3所述的中空纤维膜，其特征在于，L1为400～850nm，L2为400～870nm，L3为1000～3500nm，L4为400～850nm，L5为500～850nm。5.根据权利要求1
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3任一项所述的中空纤维膜，其特征在于，所述多孔层的厚度为70～90μm，所述致密层的厚度为0.3～3μm，所述微结构层的厚度为0.1～4μm。6.根据权利要求1
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4任一项所述的中空纤维膜，其特征在于，所述多孔层和所述致密层均为含孔洞的功能层，其中，所述多孔层的孔洞的平均孔径为50～2000nm；所述致密层的孔洞的平均孔径为1～200nm；所述多孔层的孔隙率为45％～75％；所述致密层的孔隙率为5％～35％。7.根据权利要求1
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4任一项所述的中空纤维膜，其特征在于，所述微结构层的外表面的水接触角大于155度，滚动角小于10度。8.一种中空纤维膜的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘宇，邓智华，李兆敏，
申请(专利权)人：创脉医疗科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：