[發明專利]聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯膜作為氧合膜的應用

在審

• 申請號: 202210230782.2
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114432912A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 呂曉龍;龍婷婷;榮新雨;楊可
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D71/32
• 分類號: B01D71/32;B01D71/34;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/08;A61M1/36
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

本發明涉及聚偏氟乙烯?三氟氯乙烯膜作為氧合膜的應用，聚偏氟乙烯?三氟氯乙烯膜為中空纖維形，內徑為200μm，壁厚為30?60μm，孔隙率大于80％，氣體滲透速率為20?200mL/min·cm²·bar，透水壓力為0.30?0.80MPa，最大孔徑為0.01?0.10μm，血漿滲漏時間大于20天。氧合能力大于有致密皮層的聚甲基戊烯材料。

技術領域

本發明屬于膜材料應用領域，涉及聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)膜，尤其是PVDF-CTFE膜作為氧合膜的應用。

背景技術

膜式氧合器又稱膜式人工肺，是一種能進行血氣交換的一次性使用人工裝置。它根據生物肺、肺泡氣體交換的原理，集氧合、變溫、儲血、過濾、回收血等功能于一體，用于替代心臟功能和肺臟功能進行血液氧合并排除二氧化碳，以滿足術中病人的需要。其特點是氣血不直接接觸，仿生性較好。氧合膜的主要目標是準確地供氧的同時要從血液中脫除CO₂。

對氧合膜材料的使用要求包括：血液相容性好、可有效地進行血液氧合并排出二氧化碳、長時間灌注時氧合性能穩定。國外的中空纖維膜式氧合器在八十年代初投放市場，根據血液走行的位置分為管內型及管外型，目前的中空纖維膜式氧合器特點是管外走血，管內走氣。近年來推出肝素涂層膜式氧合器，其生物相容性進一步改善。

世界上生產的氧合膜材料種類很多，從膜的基本結構可分為無孔型和有孔型。第一代膜，是無孔型硅橡膠膜，傳質的原理是氣體在膜中的溶解擴散，可以長時間的使用，但氧和CO₂的擴散速度慢。第二代氧合膜，是有孔型中空纖維疏水膜，主要有德國MEMBRANA生產的聚丙烯材料氧合膜，產品代號為OXYPHAN^TM，采用熱致相分離法制備，孔徑均勻性優于熔融拉伸法制備的聚丙烯疏水膜。由于無適宜的溶劑可以溶解聚丙烯材料，不能采用非溶劑致相分離法制備多孔膜，現行技術是采用熱致相分離法制膜，由于熱致相分離法制膜方法成膜原理的限制，得到的聚丙烯氧合膜的孔徑較大，因此，長期使用時容易產生漏血問題。第三代膜，又回到致密的氣體分離膜原理的方向上，采用聚甲基戊烯(PMP)材料，其氧的滲透性能比傳統的硅橡膠材料高出一個數量級，通過膜的厚度和膜面積可以更有效地控制氧的供給和CO₂的脫除。目前市面上最好的第三代中空纖維氧合膜材料是美國3M公司(德國MEMBRANA)生產的聚甲基戊烯中空纖維，產品名為3M^TM Membrana^TM OXYPLUS^TM。OXYPLUS是整體上不對稱的膜結構，在整個壁層均衡分布著氣孔，同時具有厚度小于1微米的致密外皮，抑制了所有的液體通過氣孔進入膜壁，從而防止了疏水膜的潤濕滲漏，解決聚丙烯疏水膜長時間使用時的漏血問題。聚甲基戊烯材料具有較好的透氧性可以實現氧合作用，但有致密外皮，因而與聚丙烯氧合膜相比，透氣性能下降。同時，聚甲基戊烯材料不耐受碳氫化合物和酯類。

聚甲基戊烯和聚丙烯氧合膜材料還有三個共同的問題：一是由于材料表面的化學惰性，難以在膜表面構建高血液相容性的涂層；二是這兩種中空纖維膜式氧合器特點是管外走血，管內走氣，這樣對中空纖維膜絲的編織、纏繞、裝填均勻性等的要求非常高，氧合器的生產難度極大；三是氧合器的預充量大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種PVDF-CTFE膜的新的應用方法。采用PVDF-CTFE材料，通過非溶劑致相分離法制備小孔徑的PVDF-CTFE疏水膜作為氧合膜使用，既可以解決聚丙烯氧合膜長期使用時孔徑過大導致的漏血問題，氧合能力又大于有致密皮層的聚甲基戊烯材料。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：