聚砜超滤膜仿生改性及其在血液净化中的应用

发布时间：2020-09-08 14:01

　　 聚砜膜由于热稳定性好、机械强度高、化学惰性强等优势,是目前临床应用最为广泛的血液透析膜。但是在使用过程中,聚砜膜存在膜污染和血液相容性不理想问题。大量研究表明膜表面固定蛋白质或多肽可以显著抑制蛋白在界面处的吸附,因此在膜表面固定蛋白可以作为一种发展高性能血液净化膜的策略。本研究借助多巴胺的超强黏附性,分别将牛血清白蛋白(BSA),和具有抗凝血生物活性的纳豆激酶和蚓激酶分子固定在聚砜膜上,并系统考察了改性膜的抗污染和血液相容性,主要研究内容包括以下两个方面:(1)牛血清白蛋白固定膜的制备及性能利用BSA分子中氨基与聚多巴胺分子发生迈克尔加成/席夫碱反应,在聚砜膜上固定BSA分子。XPS和Zeta电位测试表明BSA分子成功固定到聚砜膜表面,而且多巴胺涂覆时间可以调节BSA分子的固定量。SEM图像显示PDA涂覆和BSA分子固定降低膜表面孔隙率,并赋予膜表面更窄的孔径分布。水接触角表明PSf/PDA-BSA膜的亲水性相比PSf膜有所提高。另外,改性膜对非特异性蛋白吸附和血小板黏附降低,意味着更好的抗污染和生物相容性。BSA和溶菌酶超滤实验发现,多巴胺涂覆时间短时,辅助BSA固定有利于改善膜渗透性能,而长时间多巴胺涂覆损害膜渗透性能,因此,合理的选择多巴胺涂覆时间对膜渗透性能非常重要。(2)抗凝蛋白固定膜的制备及性能利用多巴胺涂覆将两种抗凝蛋白——纳豆激酶和蚓激酶固定到聚砜膜表面,并将这两种抗凝蛋白固定膜的性能与BSA和肝素固定膜进行比较。XPS和Zeta电位分析确定两种抗凝蛋白成功被固定。纳豆激酶和蚓激酶的固定量分别为35.2和33.4 μg/cm2,同时,固定的蛋白白分子保留了其大部分生物学活性。水接触角表明改性膜表面亲水性增加。另外,血液相容性测试显示改性膜表面的静态蛋白吸附量降低,血小板黏附被抑制,红细胞粘附减少及溶血率降低,并且凝血时间延长,其中纳豆激酶固定膜表现出与肝素固定膜类似的血液相容性。实验表明纳豆激酶和蚓激酶固定可以赋予膜优异的血液相容性和生物学活性。这种改性方法可以成为一种有效的膜改性策略,满足膜血液相容性或特异性生物学活性的要求,并且不损害膜本体的性能。
【学位单位】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TQ028.8;R459.5

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本文编号：2814262