中空纖維膜的層層自組裝制備及其在膜式氧合器中的應(yīng)用研究.pdf

1、中空纖維膜（HFMs）是體外膜式氧合器（ECMO）進(jìn)行氧氣和二氧化碳與血液交換的的核心材料和關(guān)鍵部件，具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和較大的有效膜面積等特點(diǎn)，可以顯著降低膜組件的體積，起到免疫屏障作用。HFMs的傳統(tǒng)制備技術(shù)主要有溶液紡絲法、熔融紡絲-拉伸法和熱致相分離法。這些制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。但也存在膜孔徑大小難以控制、孔徑分布范圍較寬、透過(guò)能力差、截留性能不穩(wěn)定、微孔易被堵塞等問(wèn)題?；谶@一現(xiàn)狀，本論文通過(guò)層層

2、自組裝技術(shù)（LBL）制備厚度和表面微孔可控的HFMs，利用物理包埋法將肝素鈉引入到HFMs，探討肝素化HFMs的血液相容性及其在ECMO上的應(yīng)用可行性，本研究取得的創(chuàng)新性研究成果如下：
　　1、利用乙烯基硅橡膠（PDMS）的雙鍵和含氫硅油的硅氫之間的加成反應(yīng)，通過(guò)LBL技術(shù)制備了厚度和表面微孔可控的HFMs，探討了LBL技術(shù)的工藝參數(shù)（比如聚合物濃度、交聯(lián)時(shí)間、固化時(shí)間、固化溫度等）對(duì)HFMs的成膜性、膜厚度、膜強(qiáng)度、表面形貌和氣

3、體交換能力等性能的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)交聯(lián)時(shí)間和固化時(shí)間分別為5s，固化溫度范圍為50-60℃，PDMS濃度為5.0％，浸涂次數(shù)為3次時(shí)，LBL技術(shù)制備的HFMs的成膜性和透氧性能最佳，而且隨著浸涂次數(shù)和膜厚度的增加，透氧性能總體減小。因此，可以通過(guò)改變浸涂次數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)HFMs的厚度，獲得性能可控的HFMs。
　　2、采用物理包埋法將Hep引入到PDMS交聯(lián)層中，制備了肝素化PDMS交聯(lián)膜。通過(guò)接觸角測(cè)試、動(dòng)態(tài)凝血實(shí)驗(yàn)、血小板粘附

4、和溶血實(shí)驗(yàn)等方法和手段，探討了肝素化PDMS交聯(lián)膜的親水性和血液相容性。與未肝素化的交聯(lián)膜相比，肝素化PDMS交聯(lián)膜具有較小的溶血率、更少的血小板粘附和更高的BCI值。肝素化PDMS交聯(lián)膜的制備方法簡(jiǎn)單，條件溫和、環(huán)保，既能夠保持肝素的生物活性，又能夠降低材料表面與血液之間的界面張力，有利于提高HFMs的血液相容性。
　　3、以聚氨酯塑料管為外殼材料，LBL技術(shù)制備的HFMs為基質(zhì)材料，制作了新型肝素化膜式氧合器組件。采用HFMs

5、管內(nèi)走氣相、管外走液相的方式，以生理鹽水和去離子水代替血液，考察了ECMO組件的氧氣傳輸速率和壓力降等體外性能。ECMO組件具有較理想的氧氣傳輸速率和壓力降，具有良好的氧合效果。在PDMS濃度為5.0%，浸涂次數(shù)為3次，當(dāng)生理鹽水和去離子水的流速為450ml/min時(shí)，氧氣傳輸速率分別為48.6ml/(min·m2)和46.3ml/(min·m2)，同時(shí)壓力降分別為21.2mmHg和19.5mmHg。與未加肝素的ECMO組件相比，由肝素