血液透析用纳米纤维基复合膜的制备及其性能研究
发布时间：2021-11-19 05:53
目前,肾脏疾病已影响到全球10%以上的人口,并已成为了威胁人类健康的全球性公共卫生问题之一。当人体患有肾病时,有毒物质会在体内大量积累并最终导致尿毒症综合症。血液透析是目前临床治疗这些终末期肾病患者最可行有效的技术,它是将患者的血液引出到体外并通过透析设备（也称为人工肾）将其净化后再重新输送回患者体内的过程。血液透析膜是透析设备的核心元件,它通过扩散和对流传质机制去除患者血液中的毒素和多余的水分,同时基于孔径筛分机理保留大分子蛋白等人体必需的物质。因此,研究和开发新型高性能血液透析膜是提高透析治疗效果、延长患者寿命的关键所在。目前研究的聚合物血液透析膜大多是由非溶剂致相分离（NIPS）法制备而成,这种一次成型的方法使其孔径分布较宽,从而导致了透析膜对中分子毒素清除和大分子蛋白保留难以兼顾的问题。并且这些透析膜还存在膜污染、引起凝血以及具有细胞毒性等一系列问题,这些问题会对患者健康产生严重的不良影响。此外,在透析过程中使用的透析液会被内毒素等生物污染物污染,高通量透析膜的使用也增加了这些污染物从透析液转移到患者血液中的风险。在此,本论文探索了由超薄分离层和纳米纤维多孔支撑层双层结构构成的...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
用于生物医学领域的膜[10]
东华大学博士学位论文血液透析用纳米纤维基复合膜的制备及其性能研究21.2血液透析及其基本原理1.2.1肾脏与肾脏疾病肾脏是人体排泄体内废物、毒素以及调节体液、电解质和酸碱平衡的重要器官[13]。每个肾脏都由100多万个肾基本功能单位（肾单位）组成，而每个肾单位则由肾小球和肾小管构成，其中肾小球具有滤过作用（其孔径约为7.5~10nm），肾小管具有重吸收的功能，人体内的代谢废物、有毒物质和多余水分就是通过肾脏最终形成尿液而从体内排出的（如图1-2所示）[14]。然而，据2015年美国《科学》杂志报道全球约有6亿人患有肾脏疾病[15]，并且其年发病率高达95~100人/100万人[16]。当人体患有肾脏疾病时，肾脏功能会产生不可逆的减退，因此体内所产生的代谢废物会逐渐增加，而这些有毒物质的大量积累会最终导致尿毒症综合症[17]。目前，治疗这种肾衰竭患者的主要手段是肾脏替代技术，其中肾移植技术因供体严重缺乏而受到了极大限制，血液透析技术便成为了目前对肾衰竭疾病最可行有效的临床疗法并且已经在全球得到了广泛应用[18]。图1-2.肾基本功能单位示意图[16]Fig.1-2.Schematicofthefunctionalunitofkidney1.2.2血液透析的发展历史19世纪中叶，著名的苏格兰科学家ThomasGraham首次定义了“透析”的概念，即液体中的溶质透过半透膜扩散到另一侧液体的过程，并利用了牛的膀胱膜通过透析清除了水溶液中的溶质[19]。随后，透析技术逐渐被应用到生物医学
ソ叩幕颊?[22]。到了20世纪60年代初，美国的Scribner开始为肾衰竭患者提供长期的血液透析治疗，即患者每周透析两到三次，每次透析约4个小时，从此血液透析便逐渐成为了肾衰竭疾病的常规治疗方法[23]。近年来，由于全球人口老龄化速度的加快以及患有糖尿并高血压等慢性疾病人数的增加，全球患有肾脏疾病的人数急剧增加，其中接受血液透析治疗的肾衰竭患者数量也呈指数增长，据统计2016年全球血液透析患者已经超过了250万人并且正以6~7%的年增长率继续不断增加（如图1-3所示）[24]，因此血液透析技术具有巨大的发展潜力。图1-3.全球血液透析患者的数量[24]Fig.1-3.Thenumberofhemodialysispatientstreatedworldwide1.2.3血液透析的基本原理在血液透析的过程中，患者的血液被引出到体外与透析液用透析膜隔开，血液中所积累的毒素和多余的水分通过透析膜的扩散和对流（超滤）传质机制去除，同时大分子蛋白等人体必需的物质则基于透析膜孔的筛分机理而保留（如图1-4所示）[25]。其中，扩散就是毒素在浓度梯度的存在下基于分子的热运动从高浓度的血液一侧跨过透析膜向低浓度的透析液一侧传输的过程，并且其传质规律遵循瑞士的AdolphFick在1855年提出的著名的Fick扩散定律[26]：dzdCADJiii(1-1)式中，Ji为毒素i的扩散通量；Di为毒素i的扩散系数；A为扩散面积；Ci为毒素i的浓度梯度；z为扩散距离。由Fick定律可知，在血液透析过程中毒素的扩
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型血液净化材料及佩戴式人工肾的研究构想和预期成果展望[J]. 赵长生,赵伟锋,张翔,贾凌云,苏白海,周建辉. 工程科学与技术. 2018(01)
[2]聚醚砜血液净化膜的研究进展[J]. 赵伟锋,孙树东,赵长生. 高分子通报. 2017(10)
[3]血液透析膜的制备改性及组件设计[J]. 俞学敏,朱丽静,高爱林,王灵辉,薛立新,刘富. 膜科学与技术. 2015(04)
[4]生物基聚乳酸微孔膜的制备及透析性能[J]. 高爱林,刘富,薛立新. 膜科学与技术. 2013(04)
[5]二氧化钛纳米管生物膜的通透性能研究[J]. 刘喜,朱文,柳慧琼,仝大利,李继伟. 功能材料. 2011(10)
[6]膜分离技术在石油化工中应用研究现状[J]. 王保国,文湘华,陈翠仙. 化工进展. 2002(12)
[7]膜技术在生物医学中的应用[J]. 程艳,陈文. 膜科学与技术. 2002(06)
本文编号：3504424
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
用于生物医学领域的膜[10]
东华大学博士学位论文血液透析用纳米纤维基复合膜的制备及其性能研究21.2血液透析及其基本原理1.2.1肾脏与肾脏疾病肾脏是人体排泄体内废物、毒素以及调节体液、电解质和酸碱平衡的重要器官[13]。每个肾脏都由100多万个肾基本功能单位（肾单位）组成，而每个肾单位则由肾小球和肾小管构成，其中肾小球具有滤过作用（其孔径约为7.5~10nm），肾小管具有重吸收的功能，人体内的代谢废物、有毒物质和多余水分就是通过肾脏最终形成尿液而从体内排出的（如图1-2所示）[14]。然而，据2015年美国《科学》杂志报道全球约有6亿人患有肾脏疾病[15]，并且其年发病率高达95~100人/100万人[16]。当人体患有肾脏疾病时，肾脏功能会产生不可逆的减退，因此体内所产生的代谢废物会逐渐增加，而这些有毒物质的大量积累会最终导致尿毒症综合症[17]。目前，治疗这种肾衰竭患者的主要手段是肾脏替代技术，其中肾移植技术因供体严重缺乏而受到了极大限制，血液透析技术便成为了目前对肾衰竭疾病最可行有效的临床疗法并且已经在全球得到了广泛应用[18]。图1-2.肾基本功能单位示意图[16]Fig.1-2.Schematicofthefunctionalunitofkidney1.2.2血液透析的发展历史19世纪中叶，著名的苏格兰科学家ThomasGraham首次定义了“透析”的概念，即液体中的溶质透过半透膜扩散到另一侧液体的过程，并利用了牛的膀胱膜通过透析清除了水溶液中的溶质[19]。随后，透析技术逐渐被应用到生物医学
ソ叩幕颊?[22]。到了20世纪60年代初，美国的Scribner开始为肾衰竭患者提供长期的血液透析治疗，即患者每周透析两到三次，每次透析约4个小时，从此血液透析便逐渐成为了肾衰竭疾病的常规治疗方法[23]。近年来，由于全球人口老龄化速度的加快以及患有糖尿并高血压等慢性疾病人数的增加，全球患有肾脏疾病的人数急剧增加，其中接受血液透析治疗的肾衰竭患者数量也呈指数增长，据统计2016年全球血液透析患者已经超过了250万人并且正以6~7%的年增长率继续不断增加（如图1-3所示）[24]，因此血液透析技术具有巨大的发展潜力。图1-3.全球血液透析患者的数量[24]Fig.1-3.Thenumberofhemodialysispatientstreatedworldwide1.2.3血液透析的基本原理在血液透析的过程中，患者的血液被引出到体外与透析液用透析膜隔开，血液中所积累的毒素和多余的水分通过透析膜的扩散和对流（超滤）传质机制去除，同时大分子蛋白等人体必需的物质则基于透析膜孔的筛分机理而保留（如图1-4所示）[25]。其中，扩散就是毒素在浓度梯度的存在下基于分子的热运动从高浓度的血液一侧跨过透析膜向低浓度的透析液一侧传输的过程，并且其传质规律遵循瑞士的AdolphFick在1855年提出的著名的Fick扩散定律[26]：dzdCADJiii(1-1)式中，Ji为毒素i的扩散通量；Di为毒素i的扩散系数；A为扩散面积；Ci为毒素i的浓度梯度；z为扩散距离。由Fick定律可知，在血液透析过程中毒素的扩
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型血液净化材料及佩戴式人工肾的研究构想和预期成果展望[J]. 赵长生,赵伟锋,张翔,贾凌云,苏白海,周建辉. 工程科学与技术. 2018(01)
[2]聚醚砜血液净化膜的研究进展[J]. 赵伟锋,孙树东,赵长生. 高分子通报. 2017(10)
[3]血液透析膜的制备改性及组件设计[J]. 俞学敏,朱丽静,高爱林,王灵辉,薛立新,刘富. 膜科学与技术. 2015(04)
[4]生物基聚乳酸微孔膜的制备及透析性能[J]. 高爱林,刘富,薛立新. 膜科学与技术. 2013(04)
[5]二氧化钛纳米管生物膜的通透性能研究[J]. 刘喜,朱文,柳慧琼,仝大利,李继伟. 功能材料. 2011(10)
[6]膜分离技术在石油化工中应用研究现状[J]. 王保国,文湘华,陈翠仙. 化工进展. 2002(12)
[7]膜技术在生物医学中的应用[J]. 程艳,陈文. 膜科学与技术. 2002(06)
本文编号：3504424
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