CN110787647A - 一种血小板去白细胞过滤膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种血小板去白细胞过滤膜及其制备方法，所述过滤膜包括PBT接枝无纺布和涂覆在所述PBT接枝无纺布上的聚合物，所述PBT接枝无纺布为PBT基材无纺布，所述聚合物由乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮在丙酮溶剂中聚合得到。本发明聚合物洗出性低、生物相容性优异，能够有效去除血小板制剂中的白细胞，去除率高达99.9％以上，且血小板回收率85％以上，不影响滤后血小板的功能。同时本发明的过滤膜具有较好的柔韧性，不仅适用于硬壳滤器，也满足软性滤器的制作需求，且制作成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤膜及其制备方法，尤其涉及一种血小板去白细胞过滤膜及其制备方法。
背景技术
因血小板减少所致的出血是临床上常见的症状，治疗不及时或疗效不佳易导致患者死亡。目前，预防和治疗因血小板数量减少或功能性障碍引起的出血的有效治疗手段是输注血小板。血小板制品分为机采血小板和手工浓缩血小板。血小板制品的采集和制备过程不可避免的会引入大量白细胞，尤其是手工浓缩血小板来自多人份分离混合的血小板，其中白细胞混入量更大。输注带有大量白细胞的血小板制品，容易发生非溶血性输血发热反应、HLA同种免疫、输血后移植物抗宿主病、血小板输注无效等输血不良反应。因此，去除血小板中的白细胞对血小板制品的临床疗效起着重要的作用。
随着血小板制品在临床应用的高速增长，针对血小板制剂的去白细胞处理需求也日益增加。但是由于血小板具有较高的黏附能力，体外容易被激活，目前用于全血或其他血液成分去白细胞处理的过滤材料，几乎都不适用于血小板制剂的去白细胞处理；而且血小板制品去白处理除需满足血小板的回收率外，还需保证滤后血小板的相关功能。
目前国内虽然已有上市的血小板去白细胞过滤器，但价格较高，白细胞去除率相对较低，一般难以达到99.9％以上。因此，有必要对现有的血小板去白细胞过滤膜及其制备方法进行改进，以获取更好性能的血小板过滤膜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种血小板去白细胞过滤膜及其制备方法，在保证获得更好去白细胞效果的同时，具有较好的柔韧性和一定的变形能力，不仅适用于硬壳滤器，也满足软性滤器的制作需求，且制作成本低。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种血小板去白细胞过滤膜，包括PBT接枝无纺布和涂覆在所述PBT接枝无纺布上的聚合物，所述聚合物由乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮在丙酮溶剂中聚合得到。
进一步地，所述PBT接枝无纺布为由丙烯酸乙酯改性的接枝率10％～20％的PBT基材无纺布。
进一步地，所述乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的重量比为1：6～1：9。
进一步地，所述PBT基材无纺布的平均孔径为12～21μm。
进一步地，所述聚合物在过滤膜中质量含量为15％～20％，所述聚合物在所述PBT接枝无纺布表面的覆盖率为80％～100％。
进一步地，所述PBT基材无纺布的层数为多层，多层PBT基材无纺布的孔径由上往下依次变小，聚合物含量由上往下依次增加，最下层PBT基材无纺布上聚合物的表面覆盖率为100％。
进一步地，所述PBT基材无纺布的层数为10层，孔径分别为21μm、17μm和12μm，三种不同孔径PBT基材无纺布的层数比为2:3:5，其中进口面2层为21μm孔径无纺布，聚合物含量为18.11％、表面覆盖率为95％；中间3层为17μm孔径无纺布聚合物含量为19.23％，表面覆盖率为100％；出口面5层为12μm孔径无纺布，聚合物含量20％，表面覆盖率为100％。
本发明为解决上述技术问题还提供一种上述血小板去白细胞过滤膜的制备方法，包括如下步骤：S1)将PBT基材无纺布浸泡清洗；S2)将乙酸乙烯酯和乙烯基吡咯烷酮加入丙酮溶剂中，在氮气保护下恒温水浴下搅拌反应得到粘稠液体，用正己烷提取，将底部液体溶于丙酮，再将溶液倒入水中使聚合物沉淀下来，多次丙酮溶解并用水沉淀以去除未反应单体，干燥烘干，得到所述聚合物；S3)将聚合物溶于丙酮溶液中，将接枝无纺布浸入丙酮溶液中，晾干并干燥烘干，即得所述过滤膜。
进一步地，所述步骤S2中乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的重量比1：6～1：9，所述步骤S2在氮气保护下于54℃恒温水浴下搅拌反应72h得到粘稠液体。
进一步地，所述步骤S3的丙酮溶液中聚合物的百分比浓度为4wt％，所述步骤S3将接枝无纺布在含有聚合物的丙酮溶液中浸泡1h后，晾干并在80℃下干燥烘干，所述步骤S3的丙酮溶液中偶氮二异丁腈含量为2.95g/L。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明聚合物洗脱性低、生物相容性优异，能够有效去除血小板制剂中的白细胞，去除率高达99.9％以上，且血小板回收率85％以上，不影响滤后血小板的功能。同时本发明的过滤膜具有较好的柔韧性和一定的变形能力，不仅适用于硬壳滤器，也满足软性滤器的制作需求，且制作成本低。
附图说明
图1为本发明实施例中血小板去白细胞过滤膜的制备流程示意图；
图2为本发明实施例中过滤膜形貌示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
血小板黏附受血浆蛋白Fg、Fn和VWF因子等的影响显著，而过滤材料的表面化学基团、表面电荷及材料表面的亲水性对材料吸附血浆蛋白有着重要影响。因而本发明选用PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)无纺布为过滤材质，本发明实施例均采用市售PBT基材无纺布进行相关研究，在保证去白细胞效果的同时，寻找对相关蛋白吸附差的材料表面改性。
本发明提供的血小板去白细胞过滤膜，包括PBT接枝无纺布和涂覆在所述PBT接枝无纺布上的聚合物，所述聚合物由乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮在丙酮溶剂中聚合得到。乙烯基吡咯烷酮是一种重要的精细化工产品，广泛用于交联与聚合反应，是一种优异的改性接枝剂。本发明利用该物质在基材表面的使用增加膜材的亲水性能，而亲水性能对血小板过滤效果及过滤后的功能起着重要的作用。但是，单纯使用乙烯基吡咯烷酮接枝，导致容易洗脱，因此本发明采用乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯形成的聚合物进行接枝，制备流程如图1所示。
本发明中聚合物按以下步骤制得：
取AIBN(偶氮二异丁腈)配制成AIBN含量2.95g/L的丙酮溶液，即得所述丙酮溶剂；将一定重量比的乙酸乙烯酯和乙烯基吡咯烷酮加入丙酮溶剂中，在氮气保护下于54℃恒温水浴下搅拌反应72h得到粘稠液体；用正己烷提取上述粘稠液体，将底部液体溶于丙酮，再将溶于丙酮地液体倒入水中使聚合物沉淀下来；多次丙酮溶解上述沉淀物并用水沉淀以去除未反应单体，在80℃下干燥烘干，即得所述聚合物。
聚合物实施例1
按照上述方法，乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯按照1:4的重量比在丙酮溶剂中聚合，最终产率21.42％，聚合物重均分子量18520g/mol。
聚合物实施例2
按照上述方法，乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯按照1:7的重量比在丙酮溶剂中聚合，最终产率85.71％，聚合物重均分子量40430g/mol。
聚合物实施例3
按照上述方法，乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯按照1:12的重量比在丙酮溶剂中聚合，最终产率90.66％，聚合物重均分子量43810g/mol。
聚合物重均分子量与材料的使用性能和加工性能密切相关。过低，材料的机械强度和韧性差，不具备应用价值；过高，熔体粘度增加，加工困难。根据反复实验，聚合物重均分子量优选20000到100000g/mol，故1:4不符合。以上述聚合物配制成4wt％的丙酮溶液浸润接枝无纺布，制作最终过滤膜，并按照滤材与注射用水1：20的比例于37℃下浸泡2h后，对浸出液进行化学性能检测(包括紫外吸收度、pH值、还原物质、金属离子、蒸发残渣等)，结果表明1：12的蒸发残渣不合格。综合考量以1：7及临近重量比的聚合物做进一步研究，即本发明乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的重量比优选为1：6～1：9。
本发明中所述过滤膜以如下步骤制得：
取所述聚合物配制成一定重量比的丙酮溶液；取接枝无纺布浸入所述丙酮溶液中，1h后取出晾干，并在80℃下干燥烘干至恒重，即得所述过滤膜。
过滤膜实施例1
以上述1：7重量比聚合得到的聚合物配制成1wt％的丙酮溶液，处理平均孔径为12μm的PBT基材无纺布，最终获得聚合物含量约6.67％的过滤膜。
过滤膜实施例2
以上述1：7重量比聚合得到的聚合物配制成2wt％的丙酮溶液，处理平均孔径为12μm的PBT基材无纺布，最终获得聚合物含量约11.81％的过滤膜。
过滤膜实施例3
以上述1：7重量比聚合得到的聚合物配制成4wt％的丙酮溶液，处理平均孔径为12μm的PBT基材无纺布，最终获得聚合物含量约23.81％的过滤膜。
随着聚合物浓度增加，膜的面积密度也逐渐增加，更多的聚合物被涂覆到膜的纤维上。血小板容易吸附在疏水性表面，聚合物在膜纤维上覆盖的程度越高，则血小板越不易被膜吸附，聚合物也越容易被洗脱下来。过滤膜形貌如图2所示，图2中a:空白膜；b：浸入1％丙酮溶液处理PBT基材无纺布后的过滤膜；c：浸入2％丙酮溶液处理PBT基材无纺布后的过滤膜；d：浸入4％丙酮溶液处理PBT基材无纺布后的过滤膜。
按照滤材与注射用水1：20的比例于37℃下浸泡2h后，根据GB/14233.1-1998方法检测1％、2％、4％丙酮溶液浸泡膜的浸泡液。1％、2％浸泡膜的相关检测数据差于4％浸泡膜，但仍然是合格的。
由上述结果可见，1)当乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯配比为1：7时，所得聚合物产量和重均分子量较高，各项化学检测如还原物检测、吸光度和pH值、蒸发残渣、金属离子均符合要求。2)从涂层前后密度变化和可见涂层前后膜形貌随着聚合物的浓度的增加，膜的纤维逐渐变粗，膜的面积密度也逐渐增加，更多的聚合物被涂覆到膜的纤维上。
因此，选用乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯配比为1：7，覆盖膜材较多4wt％的丙酮溶液进行进一步处理。
最终获得的过滤膜以10层12μm的过滤膜，制作过滤直径40mm的圆形硬壳滤器，在高温高压灭菌后，理化性能检测，紫外、溶血不合格；过滤1单位全血制备富血小板血浆，实验结果显示血小板回收率为61.36％，白细胞残留为3.52*104个，保存一天后血小板聚集率不合格。
实施例1、一种用于血小板制剂的过滤膜
采用PBT无纺布和按上述聚合物制作方法制得的1：6重量比聚合得到的聚合物配制的4wt％的丙酮溶液，制得实施例1所述过滤膜，过滤膜中聚合物含量按无纺布孔径从大到小分别为15.52％、17.10％和17.21％，表面覆盖率分别为81％、85％和85％。最终获得的过滤膜按照孔径层数配比：21μm:17μm:12μm＝2:3:5制作过滤直径40mm的圆形硬壳滤器，即进口面2层为21μm孔径无纺布，聚合物含量为15.52％，表面覆盖率为81％；中间3层为17μm孔径无纺布，聚合物含量为17.10％，表面覆盖率为85％；出口面5层为12μm孔径无纺布，聚合物含量为17.21％，表面覆盖率为85％。在高温高压灭菌后，相关性能检测均合格；过滤1单位全血制备富血小板血浆，实验结果显示血小板回收率为86.07％，白细胞残留为1.62*104个，白细胞去除率达99.9％以上,且滤后血小板相关功能满足要求。
实施例2、一种用于血小板制剂的过滤膜
采用PBT无纺布和按上述聚合物制作方法制得的1：7重量比聚合得到的聚合物配制的4wt％的丙酮溶液，制得实施例1所述过滤膜，过滤膜中聚合物含量按无纺布孔径从大到小分别为18.11％、19.23％和20％，表面覆盖率分别为95％、100％和100％。最终获得的过滤膜按照孔径层数配比：21μm:17μm:12μm＝2:3:5制作过滤直径40mm的圆形硬壳滤器，即进口面2层为21μm孔径无纺布，聚合物含量为18.11％，表面覆盖率为95％；中间3层为17μm孔径无纺布，聚合物含量为19.23％，表面覆盖率为100％；出口面5层为12μm孔径无纺布，聚合物含量为20％，表面覆盖率为100％。在高温高压灭菌后，相关性能检测均合格；过滤1单位全血制备富血小板血浆，实验结果显示血小板回收率为89.41％，白细胞残留为2.33*104个，白细胞去除率达99.9％以上,且滤后血小板相关功能满足要求。
实施例3、一种用于血小板制剂的过滤膜
采用PBT无纺布和按上述聚合物制作方法制得的1：9重量比聚合得到的聚合物配制的4wt％的丙酮溶液，制得实施例1所述过滤膜，过滤膜中聚合物含量按无纺布孔径从大到小分别为18.78％、19.07％和19.31％，表面覆盖率分别为97％、100％和100％。最终获得的过滤膜按照孔径层数配比：21μm:17μm:12μm＝2:3:5制作过滤直径40mm的圆形硬壳滤器，即进口面2层为21μm孔径无纺布，聚合物含量为18.78％，表面覆盖率为97％；中间3层为17μm孔径无纺布，聚合物含量为19.07％，表面覆盖率为100％；出口面5层为12μm孔径无纺布，聚合物含量为19.31％，表面覆盖率为100％。在高温高压灭菌后，相关性能检测均合格；过滤1单位全血制备富血小板血浆，实验结果显示血小板回收率为87.32％，白细胞残留为3.59*104个，白细胞去除率达99.9％以上,且滤后血小板相关功能满足要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，包括PBT接枝无纺布和涂覆在所述PBT接枝无纺布上的聚合物，所述聚合物由乙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮在丙酮溶剂中聚合得到。
2.如权利要求1所述的血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，所述PBT接枝无纺布为由丙烯酸乙酯改性的接枝率10％～20％的PBT基材无纺布。
3.如权利要求1所述的血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，所述乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的重量比为1：6～1：9。
4.如权利要求2所述的血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，所述PBT基材无纺布的平均孔径为12～21μm。
5.如权利要求1所述的血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，所述聚合物在过滤膜中质量含量为15％～20％，所述聚合物在所述PBT接枝无纺布表面的覆盖率为80％～100％。
6.如权利要求1所述的血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，所述PBT基材无纺布的层数为多层，多层PBT基材无纺布的孔径由上往下依次变小，聚合物含量由上往下依次增加，最下层PBT基材无纺布上聚合物的表面覆盖率为100％。
7.如权利要求6所述的血小板去白细胞过滤膜，其特征在于，所述PBT基材无纺布的层数为10层，孔径分别为21μm、17μm和12μm，所用不同孔径PBT基材无纺布的层数比为2:3:5，其中进口面2层为21μm孔径无纺布，聚合物含量为18.11％，表面覆盖率为95％；中间3层为17μm孔径无纺布，聚合物含量为19.23％，表面覆盖率为100％；出口面面5层为12μm孔径无纺布，聚合物含量20％，表面覆盖率为100％。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的血小板去白细胞过滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)将PBT基材无纺布浸泡清洗；
S2)将乙酸乙烯酯和乙烯基吡咯烷酮加入丙酮溶剂中，在氮气保护下恒温水浴下搅拌反应得到粘稠液体，用正己烷提取，将底部液体溶于丙酮，再将溶液倒入水中使聚合物沉淀下来，多次丙酮溶解并用水沉淀以去除未反应单体，干燥烘干，得到所述聚合物；
S3)将聚合物溶于丙酮溶液中，将接枝无纺布浸入丙酮溶液中，晾干并干燥烘干，即得所述过滤膜。
9.如权利要求8所述的血小板去白细胞过滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的重量比1：6～1：9，所述步骤S2在氮气保护下于54℃恒温水浴下搅拌反应72h得到粘稠液体。
10.如权利要求8所述的血小板去白细胞过滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的丙酮溶液中聚合物的百分比浓度为4wt％，所述步骤S3将接枝无纺布在含有聚合物的丙酮溶液中浸泡1h后，晾干并在80℃下干燥烘干，所述步骤S3的丙酮溶液中偶氮二异丁腈含量为2.95g/L。
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