人工肝的材料研究
DPMAS等新模式人工肝临床应用PPT

其他新模式人工肝的工作原理
血浆置换人工肝
通过将患者的血浆从血液中分离 出来,用健康血浆或人工血浆进 行置换,以清除血液中的有害物
质。
生物人工肝
利用肝细胞作为生物活性成分,通 过生物反应器进行血液中有害物质 的代谢和清除。
混合型人工肝
结合了物理吸附和生物活性成分的 优点,通过多级吸附和生物反应的 联合作用,提高对有害物质的清除 效率。
制定和完善相关伦理法规,明 确患者权益和医疗行为规范, 为新模式人工肝治疗提供法律
保障。
加强公众科普教育
通过科普宣传和教育活动,提 高公众对新模式人工肝治疗的 认知度和接受度。
优化医疗资源配置
合理规划和分配新模式人工肝 治疗资源,提高治疗可及性和 可持续性。
建立多学科协作机制
加强多学科协作和交流,共同 推动新模式人工肝治疗的临床
各种模式的比较和选择
DPMAS等新模式人工肝各有其特点 和适应症,应根据患者的具体情况和 病情选择合适的模式。
VS
DPMAS适用于清除血液中的有害物 质,尤其适用于伴有高胆红素血症、 内毒素血症等的患者。血浆置换人工 肝则适用于血浆中某些蛋白质异常增 高的患者。生物人工肝和混合型人工 肝则适用于肝功能衰竭患者的治疗。
临床效果评估
通过对照实验和临床观察,DPMAS等新模式人 工肝在改善患者症状、体征和生化指标方面表现 出良好效果。
安全性分析
在临床应用过程中,DPMAS等新模式人工肝的 安全性得到保障,未出现严重不良反应。
最新研究成果
新型人工肝支持系统的研 发
针对现有技术的不足,研究者正在研发新型 人工肝支持系统,以提高治疗效果和降低不 良反应。
CHAPTER 02
DPMAS等新模式人工肝的工作原 理
人工肝的实现及临床应用前景

人工肝的实现及临床应用前景近年来,随着人们生活水平的提高及医疗技术的不断进步,人工肝技术的研发和应用已成为医学领域的热门话题。
人工肝是指以生物工程技术为基础开发的一种人工器官,用于替代或辅助受损肝脏的功能,目前已经在临床上得到了较好的应用。
人工肝的实现人工肝技术的实现离不开生物工程技术的支持。
一般来说,人工肝由两个部分组成:生物反应器和细胞。
其中,生物反应器通常采用中空纤维膜制成,具有良好的生物相容性和生物活性,可以有效分离和清除血液中的有害物质,减轻肝脏的负担。
而细胞则是生物反应器的核心部分,它们能够产生各种肝功能相关的酶和代谢物,帮助病人代谢和排除有害物质。
目前研发出的人工肝主要有两种:一种是基于非生物组件的机械肝,另一种是基于人工细胞的生物肝。
机械肝通常采用大量的滤器和吸附树脂来清除血液中的毒素和废物,以起到辅助肝脏的作用;而生物肝则是通过将细胞种植在生物反应器上,模拟肝脏的生理功能,产生各种肝脏相关的物质,从而达到代谢和清除有害物质的目的。
人工肝的临床应用前景随着现代医学科技的不断发展,人工肝技术已经取得了一定的进展,逐渐在临床上得到了应用。
特别是在治疗急性肝衰竭、肝功能衰竭、药物或化学物质中毒等领域,人工肝展示了出色的效果。
首先,人工肝能够有效地分离和清除血液中的有害物质,减轻肝脏的负担,帮助患者维持正常的生理功能。
同时,依托于新兴生物技术,人工肝对于细胞以及基因的使用也进行了研究,人工肝能够使被破坏受损的肝脏细胞恢复功能,达到治疗作用。
这些技术对于肝细胞层面的研究,也为后续的相关临床研究提供了足够的理论支持。
可以预见,随着技术的不断发展,人工肝在多种肝脏疾病的治疗中将会起到更为重要的作用。
其次,随着生物技术的进一步发展,未来的人工肝将会更加精细,具有更强的功能。
例如,研发人员正在着手开展一些新的试验和技术,以改进人工肝的功能和使用效果。
近年来,人们在以基因工程为基础的生物组装技术上取得了长足进步,这种技术能够生产更大量更复杂的肝脏细胞,使得人工肝能够更好地模拟和替代人体肝脏,起到更好的治疗作用。
人工肝技术的最新研究进展

人工肝技术的最新研究进展人工肝作为一种补救已经接近衰竭的肝脏功能的可行手段,近年来在临床应用中展现了越来越广阔的前景。
人工肝技术涉及到多个学科领域,如生物工程学、医学、药学等,其发展需要多方合作共同推进。
目前,人工肝技术的最新研究进展集中在以下几个方面。
一、生物材料的优化改良目前人工肝的设计中使用材料多为自然或合成聚合物,使用降解型微孔材料或纳米材料、多孔材料来替代自然或合成聚合物的人工肝已引起了越来越多的关注。
这种材料可以更好地模拟肝脏生物微环境,具有良好的生物相容性、优秀的生物相互作用、可控的生物降解率和特殊的物理化学特性。
同时,这种材料的多孔性结构可以提高人工肝的负载能力,增加人工肝与体内相关生物反应物的接触面积,提高其吸附、转运和代谢能力,为增强人工肝的功能提供了更好的手段。
二、酶学技术的进步酶学技术是现代医学中产生最早的一种人工肝技术。
使用酶学技术制备的人工肝可以模拟体内一系列的生化环节,从而达到清除有毒物质的目的。
随着酶学理论的不断完善与发展,人工肝中所使用的酶也逐渐发生了变化,从原来的单个细胞酶转变成了基于细胞生物工程技术的多酶复合体系,如在人工肝中使用包括四种不同磷酸酯酶的复合酶系统,可以在较短时间内完成对较高剂量的丙种球蛋白和硝酸钠的清除,其生理功能和药理学特性优于目前常用的凝血因子和清蛋白制剂。
三、细胞工程技术的应用细胞工程技术的应用是人工肝发展的一项重要领域。
利用干细胞技术和基因工程技术构建的肝细胞系可以大量生产肝细胞,并以此为基本单元搭载人工肝系统,这种新形式的人工肝系统具有良好的生物相容性、稳定性和良好的再生效果,在体内性能也更为接近自然肝脏。
同时,细胞工程技术的应用也使得肝脏移植手术难度和费用进一步降低。
四、医学影像技术的发展医学影像技术已成为临床治疗和诊断的重要手段,密切相关的人工肝技术也在此方面获得了飞速发展。
具备光孔光容的光学技术、磁共振成像技术、计算机断层扫描的无损样本分析是当前最为先进的图像分析技术。
人工肝支持系统及其治疗重型肝炎的研究现状

人工肝支持系统及其治疗重型肝炎的研究现状背景简介肝脏是人体内最大的器官之一,它具有许多重要的功能,比如合成蛋白质、代谢毒素、转化能量等。
由于现代生活方式带来的不良生活习惯、疾病等众多因素,肝脏疾病已经成为全球最大的健康问题之一。
其中,重型肝炎作为一种严重的肝脏疾病,其病情严重,只要发生即有可能危及患者的生命。
人工肝支持系统是一种在患者肝功能严重受损或无法正常工作时提供辅助治疗的方法。
该系统通过替代损坏了的肝脏,发挥肝脏的代谢、解毒等功能,从而帮助患者恢复肝功能。
该系统在治疗重型肝炎的临床研究中卓有成效。
本文将就人工肝支持系统的原理、分类、治疗研究现状等方面进行综述。
原理及分类人工肝支持系统实现肝官能替代功能需要分别使用器械和药物进行治疗,具体分为以下几类:全人工肝全人工肝是一种很少采用,能够代替肝脏起到生理功能的全人工代谢器,其不仅可维持患者生命,同时也可以促进患者肝功能的恢复。
半人工肝半人工肝是利用外部的设备实现某些肝器官、组织功能替代,使其在面对创伤后能以较快的速度恢复到正常或尽可能接近正常的状态。
完全人工肝支持系统完全人工肝支持系统是临床上使用最多的一种人工肝系统,可以全面代替肝脏的功能,包括代谢、解毒、合成等功能。
该系统虽然无法彻底完全替代肝脏,但已经在临床上得到广泛应用。
药物辅助人工肝支持系统药物辅助人工肝支持系统是利用生物医学技术和药物治疗技术的方法来协同使用人工肝支持系统。
其优点是不影响患者的代谢,且简便易行,不会对身体产生严重副作用。
研究现状人工肝支持系统在重型肝炎的治疗中具有重要的作用,许多研究表明采用人工肝支持系统治疗重型肝炎会显著改善患者的病情。
下面将介绍一些较有代表性的研究现状。
人工肝支持系统的应用在全球范围内,人工肝支持系统的使用已成为重型肝炎治疗中的常用手段。
在中国,目前已有一些科研机构和医院在此方面开展了不少研究。
在一项针对人工肝支持系统治疗重型肝炎的研究中,研究人员选取了104名患者进行治疗,其中62名患者采用了全人工肝,42名患者采用了半人工肝。
人工肝器官研究的新进展

人工肝器官研究的新进展人工肝器官是临床领域一个备受瞩目的研究方向,它的出现可以颠覆传统肝移植的局限性,使肝功能衰竭患者有更长的生存期和更好的康复。
这项技术需要近年来生物学和材料科学之间的协同合作,研究人员们在精密的材料制作、生物工程和细胞培养、肝细胞再生和肝脏疾病模拟等方面取得了许多重要的进展。
一、生物支架与细胞培养技术的发展人工肝需要具备良好的材料力学性能,满足肝脏的流体力学和代谢活动要求,以及适宜的生物相容性和氧分压梯度等因素。
近年来,生物支架材料制备和细胞培养技术得到了迅速发展,人工肝的研制也越来越成为可能。
生物支架是一种提供细胞培养和生长环境的三维结构材料体系。
其制备材料包括天然或合成的聚合物、蛋白质、生物陶瓷或复合纳米材料等,可以制成微球、针状、片状、膜状等形式。
生物支架的材料力学性能、生物相容性、孔隙度、孔径大小、内部结构等可以针对不同的细胞、组织类型和应用场合进行优化调整。
细胞培养技术的发展对于人工肝的研制也有着至关重要的作用。
这方面研究人员已经成功地制备出多种肝细胞系,包括人肝细胞系、小鼠肝细胞系等。
细胞培养环境中的生长因子、细胞凝集剂、蛋白质、载体等条件在细胞培养中也同样重要,这些因素可以促进细胞生长、增殖、分化、功能表达等。
二、人工肝与异种移植技术传统肝移植技术有不可避免的手术风险和术后感染风险,而且由于肝源短缺、排异反应等原因,这项技术的应用受到了很大的限制。
人工肝的研制可以解决这些问题,是一个重要的突破方向。
人工肝和异种移植技术相结合,可以实现更广泛的临床应用。
人工肝作为一种临时性肝替代治疗手段,可以在病人等待肝移植时,提供足够的肝功能,同时尽量避免术后感染和排异反应的风险。
异种移植技术可以利用猪、猴等动物的肝脏作为人工肝的来源,这种方式需要解决动物与人之间的免疫差异和传染病风险等问题。
三、人工肝与肝疾病治疗的关系人工肝不仅可以作为肝功能衰竭后的肝替代治疗方法,还可以在肝病的模拟及治疗研究中发挥更广泛的应用和作用。
人工肝的开发及其应用前景展望

人工肝的开发及其应用前景展望人工肝是近年来医学领域的一项重要技术,旨在为肝功能受损、正在等待移植的患者提供一种替代治疗手段。
相关的研究领域已经涉及到从材料工程到细胞生物学的各个方面。
本文旨在探讨人工肝开发的现状及其应用前景展望。
一、人工肝的发展历程人工肝的研究已经持续了几十年。
在此过程中,一直困扰着研究人员的是如何将生物反应器技术应用到肝脏工程学中。
然而,巨大的进展是在1990年代初取得的。
1994年,美国医学研究会在一项会议中首次提出了人工肝技术的临床应用。
同年,这种技术在法国阿维尼翁市的一家医院得到了临床试验。
一位病人接受了人工肝治疗并获得了成功的治疗效果。
此后,人工肝技术在各国得到广泛的推广和研究,并不断取得了新的进展。
二、人工肝的发展现状精密的微型和纳米加工技术正在被用于开发微型人工肝(BAL)。
BAL是由微生物细胞、肝细胞和基质所组成,并试图模仿人体内的肝脏。
细胞和基质之间的交互作用使BAL成为完整而可靠的肝模型。
长期以来,BAL一直存在的理化问题(如氧气、营养物质以及代谢物的输送问题)已经被逐步解决。
加强生物反应器设备及程序管理,临床实践中序列治疗的效应越来越显着,成功性得到进一步提升。
此外,研究人员对于培养肝细胞和合成肝组织的方法也进行了广泛的研究。
生物医学和材料科学的交叉相互作用也有助于提高所需材料的生物相容性。
研究人员已经制作出了材料多肽薄膜衍生的 micro-reactors。
这些 micro-reactors 与肝脏组织相连的内腔裂机构类似于人体内的毛细血管,并具有与它们相同的功能。
该技术被展望为人工肝技术的重要发展方向。
三、人工肝的应用前景展望人工肝技术的发展将可以在未来提供大量更好、更完整的细胞和组织类型。
这些肝细胞可以用于高通量为基础的药物代谢、中毒和肝病模型的评价以及已知的消耗肝脏功能的疾病的治疗等。
此外,人工肝技术的使用将减少因肝功能障碍而产生的死亡人数。
而前期实验是探索高效率组织工程的细胞和脏器定量移植影响的一个好的方向。
人工器官材料方向

简述:现代科技的高速发展,是医学技术也别是生物医学工程技术得到极大发展,纵观生物医学不过四十来年的发展历史,在各个方面都有长足的进步。
在生物医学人工器官上,主要包括内脏和体内器官有代用血管、人工心脏、人工心脏瓣膜、心脏修复、人工食道、人工胆管、人工尿道、人工腹膜等。
体外器官和装置有人工心肺机、人工肺、人工肾、人工肝、人工脾、麻痹肢刺激器、电子假肢、假齿、假眼等。
可以说,在现代人体各种器官除大脑不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
下面将从人工关节及骨修复材料,硅橡胶生物医学应用以及人工听骨材料等方面来介绍说明人工器官各方面状况。
正文人工关节人工关节常用的材料有金属材料、陶瓷材料、塑料材料、碳质材料,此外尚有金刚石及多孔材料等。
金属材料,目前常用的金属材料有不锈钢、钴铬钼合金、钛及钛合金( Ti6A14V) 。
金属材料可以铸造、锻造或烧结制成,又可用拉伸、研磨和抛光等方法加工。
合金化能改进金属的机械性能和耐磨性。
但是几种金属材料,没有哪一种明显优于另一种。
为了降低钛合金的V 和AI 带来的潜在毒性,国际上不断在开发无V 或AI 的钛合金,目前已有多种无V或AI 的钛合金用于临床。
为了提高钛合金的耐磨性,目前采用氮化和氧扩渗处理。
例如国外在Ti213Nb213Zr 合金人工关节经离子氮化处理后,表面硬度有大幅度提高,其力学性能和生物相容性也得到提高。
陶瓷材料:陶瓷作为医用材料是近十几年的事,氧化铝陶瓷的研究方兴未艾,它在未来的人工关节中将占有重要的位置。
陶瓷在体内同骨有良好的相容性并对肌体无害。
用陶瓷制成的人工关节,在力学强度、耐磨损性、抗压强度、弹性模量、硬度等诸方面都优于其他医用材料。
塑料材料:丙烯酸、尼龙、特氟隆制成的股骨易于折断、磨损、变形、松动和具有组织反应。
只有超高分子聚乙烯是当前国际上唯一普遍用于人工关节的塑料材料。
它是一种热塑聚合物,对大多数化学物有良好的耐腐蚀性,吸水极少。
人工肝治疗技术的研究与应用

人工肝治疗技术的研究与应用随着现代医学和科学技术的不断发展,人工肝作为一种治疗肝功能衰竭的重要手段,已经逐渐成为了医学界的研究热点。
人工肝是一种能够模拟自然肝脏功能,在代替自然肝脏执行解毒和代谢功能的同时,保证身体的正常代谢和维持生命所必需的平衡状态。
一、人工肝技术的发展历程人工肝的研究起源于20世纪60年代,在当时,肝功能衰竭的治疗手段相对较为有限,常常只能使用对症治疗的方式来缓解患者的症状。
随着医学技术和科学技术的不断发展,人工肝的研究也逐步深入。
首个人工肝的诞生可追溯到1966年,当时法国巴黎的Joliot和Grignon等科学家研制出了一种采用静态灌流法的人工肝,该系统由分离器、储液器、气道和注射器等几部分组成,能够模拟肝脏的解毒和代谢功能。
随后,意大利的Altieri等人和英国的Terblanche等人也分别研制出了采用不同工作原理的人工肝系统。
二、人工肝技术的分类目前,人工肝技术主要分为体外和体内两大类。
其中,体外人工肝技术又包括静态灌流法人工肝和动态灌流法人工肝两种方式。
①体外人工肝技术体外人工肝技术是将患者的血液置于人工肝系统中,利用人工肝系统代替自然肝脏完成解毒和代谢功能。
其中,静态灌流法人工肝是将患者的血液通过人工肝系统的静态灌流器进行循环,这种方式适用于肝炎、中毒等病因导致的肝功能损伤。
而动态灌流法人工肝是通过人工肝系统的连续灌流器进行血液灌流,适用于外科手术、肝移植等高危的肝脏手术。
②体内人工肝技术体内人工肝技术是将人工肝的原材料注射到患者的体内,然后再经过自然肝脏的代谢来进行治疗。
体内人工肝技术较为先进,它能够使得人工肝的效果更好、更持久。
三、人工肝的临床应用和研究进展人工肝作为一种能够有效治疗肝功能衰竭的手段,自20世纪60年代以来已经发展了数十年。
在此期间,人工肝知识密度技术不断完善,人工肝的疗效和应用范围也不断扩大,成为了治疗肝病的重要手段之一。
目前,人工肝技术被广泛应用于治疗肝炎、肝硬化等疾病,为患者提供了一种新的、有效的治疗方式。
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人工肝的材料研究顾汉卿天津医科大学人工肝作为肝衰竭时人体肝脏的替代装置和肝功能的辅助装置,由于其确切的疗效,有效地提高了肝衰竭患者的存活率,使其在临床得到广泛地应用。
正确地选择、设计和制备人工肝材料是保证人工肝装置安全、有效地用于临床的重要条件。
无论是生物型人工肝装置还是非生物型人工肝装置,涉及所使用的材料,从功能上讲虽有一些不同,主要包括二大类。
一类是具有生理功能的活细胞和组织,另一类是无药理功能和不参与人体代谢作用的医用材料。
为了保证它们在临床使用的安全、有效,国家食品药品监督管理局(简称SFDA)制定了一系列的相关法规、标准与管理要求。
对于存活的细胞与组织SFDA 还制定了更严格的管理细则。
关于存活的细胞与组织,我们在另外的文章中进行专门的讨论,本文涉及的仅限于无药理功能和不参与人体代谢作用的医用材料。
所谓分类就是按物质的属性进行归纳。
人工肝所用的材料按不同属性可以有不同的分类方法。
按材料的外形分类,主要有三类:1.膜材料2.球形材料3.纤维材料。
一、膜材料人工肝以及血液净化的技术基础之一就是各类膜材料的使用。
根据浓度梯度、压力梯度的差异,可以按不同溶质的质量传递原理,利用膜分离技术将人体血液中愈量的代谢废物、毒物、致病物质以及其他有害的溶质,从血液中分离出去,恢复血液的正常溶质的浓度,保持血液与人体的正常生理功能。
常用膜的形式有两类,一类是平膜,另一类是空心纤维膜。
后者由于体积小,表面积大,分离效率高,在临床得到很好的应用。
特别是近年来,随着制备技术的不断完善,产品成本的不断下降,人工肝以及血液净化中使用的膜材料几乎已被空心纤维膜完全取代了。
人工肝与血液净化用的制膜材料近年来发生了很大的变化,已从天然纤维素占主流(超过50%)的状况,变为合成材料逐渐占主流,逐步替代天然纤维素材料。
表1 列出用于临床的人工肝与血液净化膜材料。
表1 用于临床的人工肝与血液净化膜材料材料名称制造公司膜的形态铜氨纤维素德国AKZ0-EnKa 公司空心纤维膜、平膜血仿纤维素醋酸纤维素日本旭化株式会社德国AKZ0-EnKa 公司美国Cordis Dow 公司、Baxter 公司空心纤维膜空心纤维膜空心纤维膜聚丙烯腈日本帝人株式会社美国Celanese 公司法国Rhone Poulen 公司空心纤维膜平膜平膜聚甲基丙烯酸甲酯日本东丽株式会社空心纤维膜乙烯—乙烯醇共聚物日本可乐丽株式会社空心纤维膜聚碳酸酯聚砜美国膜公司美国Amicon 、德国费林尤斯公司空心纤维膜空心纤维膜、平膜选择一种膜材料,首先是要保证其临床应用的安全性,因此它们的生物学性能应符合相关的国际标准ISO10993-1 《医疗器械生物学评价,第一部分评价与试验》(已转化为我国的国家标准GB/T16886.1-2001)的要求;其次它的有效性应符合临床应用的相关技术标准(如:一次性血浆分离器、血液透析器、血液滤过器的国家及行业标准)的要求。
就其微观的结构设计而言最主要的技术指标是膜的孔径尺寸与孔隙率。
孔径尺寸与孔隙率决定了膜的传质机理,如孔径在50Å 左右,此种膜是一类半透膜,只允许小分子溶质及一部分小尺寸的中分子物质通过。
它的传质机理是溶质浓度膜向梯度导致溶质的跨膜扩散,这种传质过程就是溶质的透析过程。
当膜的孔径扩大,一般平均孔径小于0.1μm,此时,溶质在膜的两侧的压力梯度驱动下随溶液一起跨膜对流,这种传质过程又称之谓滤过。
膜孔成了截留不同尺寸溶质分子的筛孔。
血液滤过时大尺寸溶质,如:白蛋白,被滤过膜截留。
因此,血液滤过时能随滤过液被清除的溶质基本上是小分子与中分子的溶质。
特别要看到血液滤过时膜两侧溶质浓度是一样的。
血液透析时虽仅能清除小分子的溶质,但溶质从高浓度侧向低浓度侧扩散,因此它对小分子溶质的清除速率比较快,血液滤过小分子溶质的清除速率较慢。
若膜的孔径进一步扩大至0.5 至0.8μm 时,此时在较小压力梯度驱动下血液中除血细胞外几乎血浆中所有的组成物均能跨膜对流,使血细胞与血浆分离开,这就是血浆膜分离的原理。
孔隙率虽然对于分离特性(指分离多大尺寸的溶质)影响较小,但对于分离速率(指单位时间内清除溶质的数量)有较大的影响,孔隙率高,分离速度就提高。
除了上述二个参数外,膜的厚度(空心纤维为壁厚)也是很重要的参数。
在相同的孔径与孔隙率的条件下,膜厚越小(即越薄)则在相同的操作条件下(指血液流率、透析液流率、负压均相同)扩散速率越大透析清除速率越高。
对于血液滤过和血浆分离来说,膜厚对清除速率的影响不如血液透析那么明显。
同时要看到,尽管降低膜的厚度有利于提高人工肝和血液净化的效率,但它还受到材料湿态强度的制约。
如果一个材料湿态强度较低,在进一步降低膜的厚度,就会在压力的作用下导致破膜,不得不终止治疗,造成安全性方面的隐患。
所以对每一个接受人工肝和血液净化治疗患者,我们要根据治疗的要求学会正确的选择材料参数,保证安全、有效地进行临床治疗。
除了上述三类膜材料外还有几种特殊性能的膜材料,在人工肝的治疗中也有重要的应用。
1.氧合膜生物人工肝需要相当数量的肝细胞,大量的细胞需要足够的营养与氧的供应。
特别是氧的供应,仅仅依靠培养液中溶解的氧气而没有持续的氧供应,很难支持这么多肝细胞维持正常的生理功能。
因此一个理想的生物人工肝用的生物反应器应当有持续性氧供应装置。
由氧合膜构成的持续性氧供应装置是较理想的装置。
有两种膜可供选择,一种是双向拉伸的聚丙烯膜,另一种是涂布硅橡胶的聚砜膜。
与平膜相比空心纤维的氧合膜较为理想,不仅体积小,易于灭菌,还可持续使用,而且拆装方便,便于更换。
2.滤过吸附膜为了提高对肝衰竭患者体内胆红素的清除,近年来不少专家致力于研究、开发一类新的胆红素清除技术:滤过吸附,即在进行血液滤过的同时有效地清除胆红素。
已开发的膜材料有以聚赖氨酸和季铵盐为配基的纤维素膜,它对磷酸缓冲液(PH7.4)及人血清白蛋白溶液中的胆红素清除分别达到70%和50%以上。
以牛血清白蛋白为配基的乙烯乙烯醇膜对胆红素的吸附达到25mg/g 。
一种将染料Cibacron Blue F3GA 共价结合到聚酰胺空心纤维上制成吸附膜对人体血浆中非特异吸附的胆红素吸附量达48.9mg/g 。
一种以硅胶粒子为致孔剂制成的壳聚糖微孔膜对胆红素能有效地清除。
除外,许多作者研究了染料Cibacron Blue F3GA 在多种材料制成空心纤维上固载,研究它们对胆红素的清除。
如:用它共价结合在壳聚糖改性的尼龙膜上对胆红素的特异性吸附可达142.9μmol/g 。
而这种染料固定在经聚乙烯醇处理的微孔聚四氟乙烯膜上对胆红素的吸附达76.2mg/g 。
还有人研究了TiO2 纳米晶体膜对胆红素的吸附虽只有17.08 mg/g ,但在此膜上吸附的胆红素可利用紫外线照射氧化分解清除,可重复使用。
3.微囊膜(高通透性、血液相容性膜)为了清除肝衰竭患者血液中的有害溶质,常采用吸附剂直接血液灌流效果较好。
许多吸附材料进行血液灌流时常会造成吸附材料表面的微粒脱落,脱落的微粒进入血液后多在肺部毛细血管中沉积,导致诸多的并发症。
防止吸附剂微粒脱落的最有效的方法,就是用高通透性、血液相容性的膜材料对吸附材料表面进行微囊化。
最经典的微囊膜是火棉胶(硝化纤维素)白蛋白,近年来还开发了以聚乙烯醇为底物的接枝共聚物TM-6 树脂,已在临床广泛应用。
包膜后不仅微粒脱落达到药典(05 年版)的要求,而且血液灌流时血小板的下降率达10% 以下,包膜后吸附率下降不超过10% 。
文献中还有报道采用亲水性聚氨酯、亲水性硅橡胶等多种材料作为微囊膜材料。
4.细胞生长膜材料用空心纤维膜材料作为生物反应器是生物人工肝常用的方式之一。
纤维外生长肝细胞,治疗时纤维内流动血液。
空心纤维不仅作为肝细胞生长的载体,而且也成为有效的物质传递的渠道和免疫隔离屏障。
其中使用最多的膜材料为孔径在0.1μm 左右的醋酸纤维素制成的空心纤维生物反应器。
近年聚砜的空心纤维生物反应器也得到了推广运用,也有作者使用其他材料,如聚乙烯-乙烯醇制成的生物反应器。
二、球形吸附材料血液灌流和血浆灌流是人工肝和血液净化常用的方法之一。
它们的技术基础就是各种吸附材料的应用。
球形材料由于它们的流体阻力小,灌流时相互碰撞及摩擦时作用力较小,不易产生微粒脱落特别在进行血液灌流时不易造成血细胞的损伤,因此目前人工肝和血液净化使用的吸附剂基本上都是球形材料。
为了保证各类球形吸附材料临床使用的安全有效,除了应按照相关标准进行生物学评价外,还应符合国家食品药品监督局制订的《一次性使用血液灌流器》的行业标准。
近年来各类球形吸附剂的研究进展迅速。
已从非特异性广谱吸附剂向特异性的专一吸附剂发展,从非生理性的吸附剂向生理性的吸附剂发展。
尽管如此,一些基本科学问题的把握仍然是人工肝和血液净化治疗中选择、设计和制备适宜的球形吸附材料的关键。
肝衰竭患者体内血液中愈量的代谢废物、有害物质、致病因子的种类繁多,结构与组成各不相同,因此对它们清除选择的球形吸附剂各不相同。
球形吸附剂一定要根据清除对象的特点:它的化学结构特点、极性、分子量大小来选择或设计制备。
球形吸附剂清除亲水性非极性溶质(如巴比妥类、安眠药),一般选择亲水性较好的活性炭球形吸附剂。
清除酯溶性非极性溶质(如有机磷类农药),选择亲酯性较好的聚苯乙烯类多孔树脂球形吸附剂。
清除极性较强或具有特定结构的溶质(如含苯环的氨基酸),应选择具有同类结构的单体制备的球形多孔吸附剂(如苯乙烯单体制备聚苯乙烯树脂)。
还应根据溶质不同的电性,选择不同的电性的球形吸附剂,大孔聚苯乙烯阴离子交换树脂,可吸附间接胆红素,大孔聚苯乙烯阳离子交换树脂可吸附直接胆红素,二者复合的球形吸附剂,则既可吸附直接胆红素又可吸附间接胆红素。
还宜注意:不同分子量的溶质要选择不同孔径大小的球形吸附剂,中等分子量以上溶质的清除选择球形吸附剂的孔径一定要显著地大于吸附小分子量溶质的球形吸附剂。
否则达不到有效的吸附。
除此之外,球形吸附剂的一些重要技术参数要引起我们的重视。
吸附剂的孔径及其分布一定要与拟清除溶质的尺寸相匹配,清除溶质的分子尺寸加大,球形吸附剂的平均孔径要加大。
这二者之间尺寸的匹配的具体关系,应当由实验来加以确定。
球形吸附剂的孔隙率与比表面积,只有在高的孔隙率和适宜的孔径及其分布的条件下,提高比表面水平,才能提高球形吸附剂的对溶质吸附速率。
它们之间同样有一个适宜的关系,也需要由实验来加以确定。
球形吸附剂的微结构也很重要。
有一些球形吸附剂,平均孔径合适,也有很高的比表面,进行吸附动力学研究时发现它们的吸附速率很快就达到“饱和”而降下来了。
进一步的电镜研究发现此类球形吸附剂虽然孔径分布非常均匀,比表面积也很高,超过1000m2/g。