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第五节 当前的高性能膜材（第1页）

“连续性肾脏替代治疗（..）”！

第五节

当前的高性能膜材

一、三醋酸纤维素膜

三醋酸纤维素膜（cellulosetriacetate，CTA）是通过天然纤维素高分子和醋酸反应而合成，较其他热塑性塑料具有更高的透明度和韧性。其纤维素单体上的三个羟基被羧基取代，因此CTA膜的亲水性下降，对补体的激活能力也下降，从而具有更好的生物相容性。透析膜的亲水性易造成其对凝血因子和补体的激活，而疏水性又加强其和血小板的相互作用，CTA膜的亲水性和疏水性具有较好的平衡，据报道其具有优异的抗血栓形成性能。

CTA膜有均一的膜结构，并且可以通过不同的工艺控制膜孔径大小和分布密度，从而制成不同通量的透析膜，当透析面积为1.5m

2

时对β

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微球蛋白的清除率约10～70mlmin，若要进一步提高β

2

微球蛋白的清除且不引起明显的白蛋白丢失，就需要膜具有更高的筛选性能（sievingcharacteristic）。均一的横截面结构，使得这种膜几乎有相同的内外侧孔径值，相对于一般的不对称结构膜具有较小的外表面孔径，从而透析液中的内毒素及其他细菌产物就不易反超入血。CTA膜还可通过吸附清除载脂蛋白CⅢ（Apo-CⅢ），从而改善脂质代谢，数据显示长期透析患者血清甘油三酯下降和HDL升高。

二、聚砜膜

聚砜膜（polysulfone，PSF）是一种机械性能优良的膜品种，自从1984年聚砜类膜用于常规血液透析以来，其使用量稳步增长。目前使用的透析膜中93%为聚芳砜家族，其中聚砜膜（PSF）占71%，聚醚砜占22%。临床对于聚砜膜的偏好主要是因为聚砜膜能够满足各种透析模式（低通量透析、高通量透析、在线透析滤过等）下清除溶质和水的需求。聚砜中空纤维膜具有膜薄（

聚砜膜拥有纤维素类膜所不能及的良好血液相容性。聚砜膜的化学特性及微结构使其可有效阻止透析液中的内毒素反超，通过膜上的疏水部分和内毒素分子的疏水部分的相互作用，还可以以吸附的方式清除内毒素。聚砜膜具有良好的热稳定性，能够耐受蒸汽消毒，避免了其他消毒方式的弊端。

三、聚醚砜膜

聚醚砜（polyethersulfone，PES）和聚砜（PSF）材料属同一家族高分子材料，由于聚醚砜材料分子结构中的氧醚基团取代了聚砜分子中的异丙基，分子结构更简单，因此聚醚砜材料的性质更稳定，而且分子结构中不含双酚A，使用更安全。聚醚砜的耐热性、机械耐力、亲水性都比聚砜膜好。新一代的聚醚砜采用表面活性处理技术（activesurfacemanagement）通过调节膜疏水性和膜孔附近的电荷，使膜的内表面对血液中的蛋白形成一定程度的“点排斥”，明显减少了蛋白吸附及透析中毒素清除能力的下降。DIAPES

?

聚醚砜膜厚仅30μm，拥有一种不对称的三层式横截面结构，中间支撑层提供了较好的机械强度，内致密层提供分子筛选能力，能够有效的拦截透析液中的内毒素反渗。PUREMA

?

聚醚砜膜采用筛分性能增强技术（sievingenhancingtechnology，SET），改善了膜孔状态，在30～35μm的壁厚上形成了三层海绵状结构，伴有无数孔径在5～7.5nm的透析孔，具有优异的选择清除能力。

四、聚甲基丙烯酸甲酯

1973年东丽株式会社开始开发聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）空心纤维透析器的工作，他们将两种PMMA溶于二甲基亚砜（DMSO），而后加热到110℃，在溶胶状态下进行纺丝，冷却后溶胶恢复为凝胶状态，而后再浸渍在水中。由于DMSO与水可以任意比例混溶，凝胶中溶剂DMSO逐渐被水所置换，形成孔穴，得到透析性能良好的PMMA空心纤维。一般这类透析膜的渗水性能太高，不适宜血液透析，后来又发展了和纤维素共混的PMMA透析器。日本学者太田和夫成功将它们用于临床，这是在世界上第一个用于临床的合成高分子材料的空心纤维透析器。

通过使用不同的添加剂还可以制成带负电荷的膜，膜带上负电荷后，使得膜有吸附能力，尤其是吸附较大分子量的碱性蛋白。PMMA膜对β

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微球蛋白及其他分子量超过5000的分子有较强的吸附清除能力，这是聚砜膜远不能及的。许多研究已经报道了PMMA膜具有优异的生物相容性，它引起较少的细胞因子（如TNF-α和NO）的合成，亦有报道PMMA能够吸附清除因子D（启动补体替代激活途径的重要因子）。

五、聚丙烯腈膜

由于聚丙烯腈与单体丙烯腈的互不相容性，使聚丙烯腈易于提纯。这个特点有利于它用于体外循环和血液净化。同再生纤维素膜相比，聚丙烯腈膜（polyacrylonitrile，PAN）对中等分子量物质的去除能力强，超滤速率是前者的几倍，同时有优良的耐有机溶剂的特性。日本的Asahi医学公司，首先将聚丙烯腈膜中空纤维化，并用于血液透析和血液透析滤过。该中空纤维膜为不对称膜，内径为200μm、壁厚50μm。虽然聚丙烯腈膜在血液净化应用上获得了成功，但仍存在着膜脆、机械强度差、不耐高温消毒等缺陷，制膜工作者正进一步对之进行改进。如日本东丽公司采用相对分子质量为2×10

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的PAN制备中空纤维膜，机械强度有明显的提高，可耐反复冲洗，从而提高膜组件的使用寿命。

六、聚丙烯腈-甲基丙烯磺酸钠膜（AN69

?

）

聚丙烯腈膜家族中需要特别介绍的是法国1969年开发出的高渗透性透析膜AN69。AN69膜是由丙烯腈与甲基丙烯磺酸钠共聚而制成。与大多数合成透析膜不同，AN69膜是亲水性透析膜，因为大量的磺酸基团吸引水分子而创造了一个水凝胶结构从而提供了高弥散性和渗水性。AN69膜的显微结构和化学组成使其能够大量的吸附低分子量蛋白质。对碱性中分子量蛋白较高的特异吸附能力，是AN69膜区别于其他合成高通量透析膜的一个重要特性。高亲水性和对广谱的尿毒症滞留物质的清除以及良好的生物相容性，尤其是其独特的吸附能力使其拥有进一步研究发展的价值。最近，在AN69基础上开发出来的新一代透析膜HeprAN69，在其内表面嫁接有肝素并加强了其外表面对于细菌产物的吸附能力和一定的抗凝血能力。

七、聚乙烯-乙烯醇共聚物膜

聚乙烯-乙烯醇共聚物膜（ethylenevinylalcohol，EVAL）是通过乙烯和醋酸乙烯共聚，然后通过酯交换脱醋酸而制得。由于聚乙烯链段和聚乙烯醇链段的亲疏水性不同，前者疏水而后者亲水，结晶形态亦不同，因此调节EVAL分子中聚乙烯和聚乙烯醇的比例以便控制醋酸乙烯醇的不同水解度，能制备出具有不同渗透性能的膜材。

EVAL空心纤维膜有致密的外层和多孔的内层，孔径10～70nm，能被应用于血液透析、血浆交换和双重过滤，对中等分子量的物质如β

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微球蛋白有很强的去除能力。透析膜与血液接触时血小板与补体被激活，从而加强了血小板-中性粒细胞复合物形成，血小板-中性粒细胞复合物又刺激中性粒细胞产生更多的氧自由基。因此这些白细胞和血小板的活动将影响血液流变学，并导致透析过程中的微循环紊乱。已有报道EVAL膜对白细胞和血小板的影响较聚砜膜和醋酸纤维素膜小。由于EVAL膜良好的血液相容性，透析过程中很少发生微循环紊乱。

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