血液净化材料及其应用

由于各种原因使人体内血液组分、质量发生不正常的变化或含有害物质时，必须矫正血液组分的质量和数量，排除异物及有害物质，常采取净化治疗方法。目前最常用的方法是进行体外血液循环，利用透析、滤过、吸附等方法净化血液，同时补给治疗或营养成分，为此需用血液净化材料制作透析膜、过滤膜、大孔膜及各种吸附剂。不同的净化方法，需采用不同材料的制品。

1.血浆分离材料

血浆分离需两个步骤完成，第一步是分离血浆和血细胞，第二步是过滤用于分离血浆中有效成分，排除异常蛋白质和病毒等有害物质。分离方法有离心分离法和膜式分离法，常用膜式分离法。分离膜采用PE、PP、EVA、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物（EVAL）、醋酸纤维素、丙烯酸酯、聚砜等树脂的多孔膜，平均孔径为0.2～0.5μm。

2.血液透析材料

采用半透膜组成的中空纤维柱或平板组成透析膜，将透析液与血液分离后再使血液中的有害物质和过剩物质通过透析膜进入透析液从血液中清除出去。常规透析膜采用的塑料膜有铜氨纤维素、醋酸纤维素（CDA）、聚砜、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯/乙烯醇共聚物（EVAL）等，其中纤维素应用最广，尤其是铜氨纤维素用量最大。高流量透析器采用高通透性材料制作的薄膜，常用材料有聚砜、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺等。

3.血液过滤材料

采用孔径为3～60nm的超过滤膜进行血液过滤，清除血液中的有害物。常用超过滤膜材料有PSF及聚丙烯腈平膜和中空纤维膜、CDA膜、PA及EVAL中空纤维膜等。

上述血液净化膜用的材料除了具有相应的选择渗透过滤性外，其亲水/疏水性应平衡，在水中能溶胀但不溶解，强度好，湿膜拉伸强度高，化学性能及热稳定性好，生理相容性好，抗血栓，小分子物易从膜中清理出来，有不对称性膜特性，且易成型制膜、拉丝及制成中空纤维。

4.血液换气材料

它是指人工肺所用的材料。人工肺是在作心外科等手术时，由于心脏暂停工作，需用人工肺在体外作辅助循环系统维持身体血液循环的需要，且能向血液中输氧，吐CO₂及N₂的一种器械，又称氧合器。人工肺有鼓泡型和膜型两种，前者血液和氧气直接接触，价廉、高效，但易溶血、损坏血细胞，仅能短期用于成人手术；后者是用分离膜使血液交换氧和CO₂，使用方便，透气量大，氧合效率高，不发生溶血及凝血，对血适应性好，宜用于长时间手术，目前为常用器械。膜型人工肺可分为平板型膜、管式膜、中空纤维膜等结构，但对各种结构所用膜的基本性能的要求是相同的，即要求对O₂、CO₂的透过率高，对O₂及N₂的透过率比值也要大，即有选择性，能将氮气从血液中分离出来，使血液中氧气富集起来，氧富集率应达30%～40%，故要采用富氧膜。常用材料有硅橡胶、聚烷基砜、有机硅/聚碳酸酯等。其性能见表16-101和表16-102。

表16-101 人工肺用膜的O₂、CO₂气体透过性

表16-102 人工肺用富氧膜的O₂、N₂气体透过性

(www.xing528.com)

5.血液灌流材料

血液灌流是利用不同吸附机理的吸附材料来过滤清除血液中各种内源性和外源性有害物质的过程，其常用材料有如下一些：

（1）天然活性炭 可用于吸附很多物质。天然活性炭质脆，直接用作吸附材料时易破碎，造成栓塞并损伤血小板和白细胞，所以常用外包膜的活性炭，外包材料有蛋白火棉胶、聚丙烯酸水凝胶、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛、醋酸纤维素和尼龙及明胶等，用于吸附肌肝、尿酸、酚类、脂肪酸、中分子物质、胆红素、安眠药和农药等。

（2）人工合成活性炭 它具有力学性能好、不脆、不易破碎、血液相容性好等优点，可设计吸附选择性，排除血液中特殊有毒物，可制成大孔结构，通过调节孔径大小来调节吸附性。

（3）离子交换树脂 离子交换是利用化学吸附原理过滤血液的方法，已用于治疗尿毒症、急性肝衰竭，清理尿素氮、血氨、结合型胆红素和巴比妥类药物等，但吸附量低、选择性差、能吸收人体内的钙、磷等电解质，破坏电解质平衡，应用较少。

（4）医用高分子吸附剂 可利用吸附性树脂作吸附材料通过血液灌流来清除血液中的有毒物质。吸附树脂可分为极性及非极性两类。前者用于吸附极性水溶性物质。后者用于吸附一些脂溶性物质，制备时可用化学或物理方法制作不同化学或物理结构的聚合物，其化学稳定性好，强度高，不易脱落，可有效用于治疗急性药物中毒。国内外临床试用的吸附树脂品种很多，如XAD系列树脂、含氰基大孔吸附树脂NKA-9、NK-110、大孔交联聚乙烯醇共聚物、苯乙烯型大孔树脂、固定多粘菌素B、聚丙烯酰胺、二乙烯三氨基纤维、含胺胆红素吸附剂等，分别用于吸附胆汁酸、胆红素等物质，都有良好的效果。

（5）免疫吸附剂 它是一种含有专门吸附抗原、抗体有害免疫功能物质的树脂，可从患者血液中吸附抗原、抗原-抗体等致免疫病的物质。用灌流方法临床试验可有效地治疗红斑狼疮、肾炎、皮肤溃疡、血管炎症、辅助治疗乙肝，是一种新型治疗自身免疫疾病的方法。

（6）口服型吸附剂 它是指口服后可在人体肠胃中吸附有毒物质，然后排出体外的一种医用吸附剂，常用材料有氧化淀粉（DAS），包覆醛淀粉（CDAS）、氧化纤维素、临床用于吸附尿素氮、苯乙烯系强碱树脂等，可用于吸附体内胆酸，阻断其肝-肠循环，降低血清胆固醇浓度，治疗高脂血症。由于这种方法可使病人在不动手术（如血液灌流）的条件下进行解毒，清除血液垃圾的作用，所以颇受人们的关注。

6.血液净化器材用材料

血液净化器材主要包括人工肾脏和人工肺两类。人工肾脏是利用透析、过滤和吸附等机理，通过人工膜对血液进行分离，选择留下有用成分，排除废物、毒物和病毒等有害物质来完成血液净化的。其主要装置有血浆分离器、血液透析器、血液过滤器、血液灌流器等。人工肺是利用分离膜（富氧膜）将空气中的氧气输入血液中，将血液中的CO₂排出体外进行气体交换的，还具有代谢和免疫相关功能。其常用材料见表16-103。

表16-103 血液净化器用材料