[发明专利]一种呼吸辅助装置用酚醛树脂中空纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中空纤维材料的制备方法，尤其涉及一种用于呼吸辅助装置的中空纤维膜材料的制备方法，属于生物工程材料技术领域。

背景技术

呼吸辅助装置是对呼吸衰竭病人的一种辅助治疗。传统的治疗除吸氧、内科支持、抗炎法外主要使用机械通气法，此方法常伴有气压伤导致进一步肺损伤。理想的治疗是能尽快、有效的纠正低氧和高碳酸血症，并且不对机体造成附加的损伤。由此产生了各种呼吸辅助装置。目前使用的呼吸辅助装置有鼓泡式、血膜式、膜式三种类型(刘庆俊，人工器官，1984：P46～48)。其中在鼓泡式和血膜式呼吸辅助装置中血液在金属或塑料板的表面形成一层薄膜，并吹送氧气使血液氧化。由于血液与氧气直接接触，易产生气泡和溶血，已逐渐被淘汰。而膜式呼吸辅助装置先是用厚为10-30μm的硅橡胶或聚四氟乙烯膜模仿机体肺的功能，由于膜容易破裂，必须用聚酯纤维网络增强，后来用硅橡胶、聚丙稀制成毛细管型人工肺。将数千根毛细管组成一束，装入充满氧气的圆筒内或与氧气瓶相连，血由毛细管内或外经过，血液中的二氧化碳同圆筒中的氧气就在毛细管壁间进行交换。但由于毛细管壁上孔隙分布不均，血浆与水分子容易渗透等原因，现有的呼吸辅助装置只能提供成人需氧量的30％，使用寿命只有2～8小时(Cox CS，Zwischenberger JB，Traber LD，et al.Use of an intravascular oxygenator IVOX inan ovine smoke inhalation injury model.ASAIO Trans，1991，37：M411-M413)所用的膜材料在生物相容性，水、血浆渗透，氧气与二氧化碳的选择性交换等性能方面都不能满足临床需要，其使用范围受到了很大的限制。开发一种无毒、无副作用，使用寿命长以及气体交换率高，用于呼吸辅助装置的膜材料是迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明旨在提出一种呼吸辅助装置的酚醛树脂中空纤维膜的制备方法，使其在生物相容性，水、血浆渗透，氧气与二氧化碳的选择性交换等性能方面能满足临床需要，以提高呼吸辅助装置的使用寿命以及提供足够的需氧量。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种呼吸辅助装置的酚醛树脂中空纤维膜的制备方法，该方法依次包括以下步骤：

(1)将致孔剂聚乙烯基丁缩醛(PVB)与精制的酚醛树脂按1∶1～10(W/W)混合后，溶解在甲醇中制成8～28％的溶液，减压蒸馏除去溶剂，过滤、脱泡，制成纺丝原液；

(2)采用熔融法将上述纺丝溶液在纺丝机上制备成线性酚醛初生中空纤维，经双向拉伸、水洗，然后放在甲醛(或五二醛)和盐酸的水溶液中交联、固化，制得内径为8～100μm，外径为18-150μm的网状酚醛树脂中空纤维；

(3)将网状酚醛树脂中空纤维置于炉子内缓慢升温，使其进行炭化处理，制得壁孔平均孔径为16～40的中空纤维；

(4)将炭化后的中空纤维在原纺丝液中浸渍，再按步骤(3)进行炭化处理；

(5)将经过增强、增韧的中空纤维分别在季胺盐和抗凝血高分子材料中浸泡，然后凉干，备用；

(6)用环氧树脂将多根中空纤维封装、固化，即得酚醛树脂中空纤维膜。

所述步骤(4)也可采用将炭化后的中空纤维在室温下放入密闭反应器中，通入压力为1～1.5巴的氟，进行增强、增韧。

上述步骤(5)中所述的季胺盐采用苄基烷基氯化胺或十六烷基三甲基氯化胺，所述抗凝血高分子材料为肝素钠、紫杉醇或羧基化硫酸酯化壳聚糖中的任一种。

由于本发明通过控制中空纤维的微孔结构，改善工艺制备超细中空纤维，在特定的温度条件下氧化及炭化改善其生物相容性，并通过复合或氟化增强、增韧，吸附肝钠素等，制备出气体交换率高、使用寿命长的呼吸辅助装置。

实验表明，本发明制备的酚醛树脂中空纤维在生物相容性，水、血浆渗透，氧气与二氧化碳的选择性交换等性能方面都能较好的满足临床需要，用其制备的呼吸辅助装置，至少在3个月内不引起凝血，气体交换率在80％以上，可作为体内或体外呼吸辅助系统长期使用。

具体实施方式：

(1)制备纺丝原液

将致孔剂聚乙烯基丁缩醛(PVB)与精制的酚醛树脂按1∶1～10(W/W)混合后，溶解在甲醇中制成8～28％的溶液，减压蒸馏除去溶剂，过滤、脱泡，制成纺丝原液；

(2)制备中空纤维