[发明专利]一种利用低温等离子体技术在膜式人工肺表面进行气相接枝多氟化物的改性方法

说明书

本发明公开了一种利用低温等离子体技术在膜式人工肺表面进行气相接枝多氟化物的改性方法。该方法以聚‑4‑甲基‑1‑戊烯(PMP)中空纤维膜为基膜材料，利用低温等离子体活化技术在PMP膜表面引入活性位点，气相接枝酸类、醇类、烯烃类、酯类和酮类等多氟化物。本发明应用低温等离子体技术对PMP基膜进行气相改性接枝，使基膜表面具有一定超疏水性，能耗少，效率高，改性后PMP膜生物相容性显著改善，气体传输性能有所改观，具有广阔生物医疗应用前景。

技术领域

本发明涉及用于膜式人工肺的高分子中空纤维膜的改性方法，具体涉及一种为提升聚-4-甲基-1-戊烯(简称PMP)薄膜的血液相容性与氧气-二氧化碳的选择通透性，利用低温等离子体技术对PMP膜材料表面进行多氟化物气相接枝的改性方法。

技术背景

人工肺又名氧合器，集氧合、变温、储血、过滤、回收血等功能于一体，将含氧量低的静脉血经过氧合后成为含氧量高的动脉血，是一种接近人体生理状态，较为理想的人工脏器。膜式人工肺已广泛应用于心血管手术的体外循环，也广泛应用于呼吸衰竭的抢救治疗，即体外生命支持或体外膜氧合，血管内氧合器也已初步应用于临床。尤其对病重、心功能差、估计手术时间长的患者，膜式氧合器的使用更为必要。当前，通过改进膜材料、优化设计以及对各种性能的实验评估和临床评价，人工肺的研究着力于提高气体交换能力和生物相容性，为抢救患者的生命提供更可靠的手段。

膜式人工肺得以发挥其功效的核心为其膜材料的选择及膜组件设计。膜为两相之间的选择性屏障，具有选择性和透过性的特性以及过程简单，无相变，分离系数较大，高效节能，无二次污染和可在常温下连续操作等优点，广泛应用于化工、环境工程、食品饮料、生物工程、人工脏器体外循环等领域的纯净水制备、产物分离、体液透析和血液氧合等。膜式人工肺又称膜式氧合器，是根据生物肺肺泡气体交换原理设计的一次性使用医疗器械，是世纪医学与人类健康进步的显著标志之一，是目前最接近人体肺功能的人工器官。

目前应用较广的有致密材料如硅橡胶以及微孔材料如聚烯烃等。聚4-甲基-1-戊烯是一种具有立体规整结构的高结晶透明塑料，具有优良气体渗透性能与机械性能，耐高温、耐腐蚀性能良好，在成膜方面有良好应用前景。

膜式人工肺利用透气的薄膜来完成血液中O₂和CO₂气体交换，使血液通过薄膜与空气或氧气相接触。使用的膜必须既具有血液相容性又能让O₂和CO₂气体渗透。即不含有被血液可抽出的物质，化学性能稳定，抗血凝，不破坏血小板，并且不使血浆蛋白变性等。此外，还需具有一定的强度，不致被由血液产生的约1kg/cm²的压力所破坏，以及加工和消毒容易等。在实施体外循环时，短时间内替代人体肺功能，进行血液氧合并排除CO₂。高分子膜具有一定气体通透性，基本满足人工肺气体传输需求。膜式人工肺中，高分子膜阻隔气体和液体两相，CO₂和O₂传质通过溶解、扩散等物理过程实现。传统气体分离膜在人工肺应用中无法兼具高选择性与高渗透性。促进传递膜借助于能够与待分离发生可逆作用并分散在膜中的载体极大提高其对分离对象的选择性与透过性。

然而，单一小分子合成的高分子膜血液相容性较差，在如今对人工器官各项性能要求日益提高的今天已不能很好的满足临床医学应用的需求，因此在实际应用中需对膜表面进行改性处理。传统的膜表面改性是应用廉价的表面涂覆法，但该法并不能完全抑制人体排异反应，应用中需注射大量抗凝血剂等。目前研究中多在高分子膜表面接枝仿生物质、亲水物质等。也有报道接枝超疏水物质改善生物相容性。