血液透析膜的應(yīng)用及其改性研究進(jìn)展

鄧斯茜 鄧兆燕

537000玉林市第一人民醫(yī)院腎內(nèi)科，廣西 玉林

對于急慢性腎功能衰竭患者來說，比較有效的替代療法就是血液透析。臨床上所使用的血液透析設(shè)備是由透析機(jī)、水處理系統(tǒng)、透析液系統(tǒng)以及透析器等組成，其是通過代替人體的腎臟功能來達(dá)到血液凈化的目的。在血液透析的過程中，其分離介質(zhì)是選擇性透過膜，其有效借助了膜兩側(cè)血液與透析液之間的濃度梯度、滲透壓梯度、壓力梯度等，促進(jìn)了患者血液中尿素、肌肝酸、尿酸等毒素向透析液的擴(kuò)散，為了保證患者機(jī)體電解質(zhì)和酸堿度的平衡，透析液還要向血液中補(bǔ)充一些離子，因此，血液透析治療的效果與血液透析膜的質(zhì)量有著極大的關(guān)系。

血液透析膜主要應(yīng)用在對急慢性腎功能衰竭患者的治療中，其也是血液透氣設(shè)備中極其重要的一部分。隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，臨床上對血液透析膜的要求也在不斷提高。本文對血液透析膜的應(yīng)用以及改性處理措施進(jìn)行了詳細(xì)的綜述，希望能夠?yàn)楹笃谘和肝瞿さ难芯亢烷_發(fā)提供一定的參考價(jià)值。

血液透析膜的應(yīng)用及改性研究

纖維素膜與CA 膜：纖維素膜和CA膜均有著較為完整的結(jié)構(gòu)，并且其通透性較好，價(jià)格比較低，有著較好的物理彈性，將其應(yīng)用在血液透析中有著較好的效果。但是其化學(xué)穩(wěn)定性比較差，對其進(jìn)行清洗、低溫消毒等操作后，就會對其化學(xué)穩(wěn)定性造成破壞。正是因?yàn)槠渚哂羞@個(gè)缺陷，在不影響其選擇性通透性、血液相容性等特性的前提下，提高其化學(xué)穩(wěn)定性對其在臨床上的應(yīng)用有著非常重要的意義。目前比較有效的方法就是改進(jìn)其制膜工藝，或加入其他輔料來改善膜的性能等。研究人員采用了增加PEG 比例、提高凝固浴溫度等方法對膜的透水率進(jìn)行了改善。然后又用干/濕法紡絲過程制備了不對稱的纖維膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然干燥的膜變得越發(fā)致密[1]。對膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變后發(fā)現(xiàn)，膜的交聯(lián)截面和表面上的空隙大小與分離蛋白的濃度有關(guān)，而與凝固劑無關(guān)。對膜的相容性進(jìn)行改變時(shí)，也可采用在膜的表面接枝生物活性分子，雖然改變了膜的形象，但是卻有效保存了膜的機(jī)械性能，改變了膜的轉(zhuǎn)運(yùn)速率，極大地提高了膜的滲透性，降低了蛋白的吸附能力。

CS 膜：一般情況下，正常的腎臟能夠促進(jìn)多種物質(zhì)的排泄，由于急慢性腎功能衰竭患者需要進(jìn)行長時(shí)間的血液透析，使得其體內(nèi)蓄積了大量的β2-微球蛋白，對患者的生存質(zhì)量造成了較大的影響。一般情況下，給患者行血液透析時(shí)，β2-微球蛋白的蓄積會導(dǎo)致相關(guān)性淀粉樣變，這也是終末期腎病患者常見的一種并發(fā)癥，此時(shí)采用常規(guī)的低通量血液透析并不能將大分子和中分子毒素清除干凈，因此就要選用一種超純透析液、高通透性，并且生物相容性良好的透析膜來進(jìn)行血液透析，此種性能的血液透析膜能夠在一定程度上降低患者血液中的β2-微球蛋白濃度，避免了β2-微球蛋白的蓄積，尤其在發(fā)生了相關(guān)性淀粉樣變患者的治療中發(fā)揮了極其重要的作用。CS 膜具有較好的親水性和生物相容性，其孔狀結(jié)構(gòu)以及自身的屬性對其選擇性通透有著較大的影響。有研究人員發(fā)現(xiàn)，采用嵌段共聚，能夠有效提高CS 膜的滲透率和生物相容性，尤其是CS-Pluronic 物理互穿網(wǎng)絡(luò)膜，不但有著較好的血液相容性，并且對大分子量毒素的清除率還比較高。為了有效提高CS血液透析膜的抗菌能力和生物相容性，可采用交聯(lián)生活性物質(zhì)。研究人員制備了殼聚糖膜，其不但具有較好的抗菌性能，還具有較好的生物相容性，對總蛋白和血清蛋白的吸附量分別高達(dá)263 μg/cm2和75 μg/cm2，對其透析進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，有84.4%的尿素能夠被清除，因此認(rèn)為，此種血液透析膜在血液透析中有著較好的應(yīng)用前景[2]。

PS 膜與PES 膜：PS 膜與PES 膜價(jià)格稍微貴一些，但是其穩(wěn)定性極好，親水性也較好。蛋白質(zhì)在PS 與PES 中纖維表面會發(fā)生明顯的吸附變性，采用PS膜與PES 膜進(jìn)行透析時(shí)，極易導(dǎo)致患者發(fā)生凝血。加上大量蛋白質(zhì)的吸附會導(dǎo)致PS膜與PES 膜的滲透性降低，對治療效果造成較大的影響。因此，為了有效提高臨床治療效果，就要盡可能減少蛋白質(zhì)在膜表面的吸附，可在透析的過程中注入抗凝劑肝素，但是實(shí)際上，對中空纖維表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，使其具備抗凝血的作用，會使治療效果更好，并且治療安全性也更高[3]。為了提高PS 膜與PES膜中空纖維膜的親水性和滲透性，可采用共聚/共混的方法，還可對中空纖維膜接觸血液的表層進(jìn)行化學(xué)改性，或者抑制PS膜對小分子物質(zhì)的吸附，或者制備氯甲基化CMPS 多孔膜等，這些方法都比較有效。

EVOH 膜：患者長期的進(jìn)行透析，會增加與透析相關(guān)的并發(fā)癥的發(fā)生率，因此，在透析治療中，要最大限度地減少氧化應(yīng)激反應(yīng)，并對炎癥效應(yīng)進(jìn)行緩解。EVOH 膜具有較好的親水性，并且其屬于一種不帶電荷的合成共聚膜，幾乎不吸附血漿蛋白，所以對減輕心血管并發(fā)癥、透析并發(fā)癥等均有著較好的效果。有研究人員在血液透析中應(yīng)用了EVOH 膜，其有效地激活了血小板，并且還不會產(chǎn)生活性氧，因此，進(jìn)一步保證了患者外周循環(huán)的正常狀態(tài)。有研究人員發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行血液透析時(shí)，使用抗凝劑極易引發(fā)出血性的并發(fā)癥，而使用EVOH 膜，則能夠有效提高血液凈化的效果[4]。氧化應(yīng)激與心血管疾病方面的并發(fā)癥有關(guān)，這對血液透析患者的影響也是非常大的。而在透析中應(yīng)用EVOH膜，能夠有效減少蛋白質(zhì)的氧化，有望減少尿毒癥患者由于心血管疾病導(dǎo)致的死亡率。EVOH 膜在水純化、血液透析等方面均得到了廣泛的應(yīng)用。為了能夠有效改善其生物的相容性，可在水相中進(jìn)行化學(xué)改性。另外，EVOH 膜與配體結(jié)合起來，有望應(yīng)用在蛋白質(zhì)親和力的分離方面，但是需要注意的是，此種膜只能在水相中進(jìn)行化學(xué)改性。

PMMA 膜：行長期血液透析的患者大多會出現(xiàn)慢性瘙癢的癥狀，由于PMMA 膜能夠清除掉絕大部分的中等分子物質(zhì)，因此，能夠?qū)ν蠊芫C合征、營養(yǎng)不足、抑制尿毒性瘙癢癥等并發(fā)癥進(jìn)行改善，并且效果較好[5]。由于其對蛋白質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附性，當(dāng)大量的蛋白質(zhì)在PMMA 膜的表面來競爭有效的位點(diǎn)時(shí)，就會在一定程度上降低PMMA 膜的吸附量。由于我國在PMMA 膜的開發(fā)時(shí)間上還比較短，關(guān)于其相關(guān)的改性技術(shù)、臨床應(yīng)用等還有待進(jìn)行更多的探究。

膜材料的發(fā)展趨勢

由于蛋白質(zhì)吸附、血小板黏附等與膜表面的化學(xué)材料、親水性能等有著很大的關(guān)系，因此，可采用化學(xué)改性來增大透析膜的比表面，進(jìn)而加快透析液的流速，這對提高臨床透析效率有著重要的價(jià)值。另外，通過對不同的高分子鏈的段間進(jìn)行嵌段和接枝，使其形成高分子合金，也能夠有效改變透析膜的孔徑，進(jìn)而改變透析膜的生物相容性。

近年來，隨著納米材料制備技術(shù)的迅速發(fā)展，膜材料的納米化也極有可能會將膜的性能提升上一個(gè)新的水平。

總之，目前臨床上使用的透析膜價(jià)格比較高，研制一種綠色且價(jià)格低廉的透析膜能夠有效減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著高分子材料制備技術(shù)、改性技術(shù)、納米技術(shù)的不斷發(fā)展，相信在不久的未來，一定會研制出透析性能好、相容性能優(yōu)、價(jià)格合適的透析膜。