[发明专利]一种透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜及其制备方法。本发明的透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜，从上到下依次包括聚乙烯醇水凝胶皮层和含有UiO‑66‑(COOH)₂纳米颗粒的纳米纤维吸附支撑层。本发明将UiO‑66‑(COOH)₂纳米颗粒固定在具有高孔隙率以及联通大孔的纳米纤维膜上，并将其作为复合膜的吸附支撑层，在其上涂覆一层凝胶分离层，制备得到透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜。吸附支撑层通过发挥对毒素的吸附作用，实现透析液的再生，减少透析液的用量，实现血液透析轻量化。本发明的双功能纳米纤维复合基血液透析膜对于可穿戴人工肾的发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜及其制备方法，属于生物材料技术领域。

背景技术

肾脏疾病已成为人类高发病率、高死亡率的疾病之一，全球范围内约有6亿人患有肾脏疾病并且还在飞速增长。在我国，慢性肾病患者接近1.2亿人，其中发展成终末期肾病的患者高达200万。如何有效治疗肾衰竭等肾脏疾病已成为世界研究人员的研究热点。近年来，血液透析技术已成为治疗终末期肾病患者的有效治疗手段之一。传统的血液透析需要患者到固定的透析中心进行定期治疗，这是一个间歇性的治疗过程，并且过程中还会消耗大量的透析液。为了让患者得到长期稳定的治疗，血液透析小型化以方便家庭或穿戴使用显得尤为重要。首当其冲需要解决的问题就是如何减少透析液的体积，实现轻量化血液透析。对此，可穿戴人工肾的概念被提出并得到发展。可穿戴人工肾在透析液中引入了透析液再生系统，主要是通过吸附剂的吸附作用将毒素吸附，使得透析液能够循环利用，以减小透析液的体积实现轻量化血液透析以便于家庭或穿戴使用。

金属有机框架材料(MOFs)作为一种新型多孔纳米材料，拥有很高的比表面积以及大量功能基团，是应用于吸附的理想材料。其中，UiO-66-(COOH)₂作为一种锆基MOF材料，易于制备，结构稳定，其具有的大量含氧官能团可充当吸附位点，对尿毒症毒素有优异的吸附效果。但是，UiO-66-(COOH)₂纳米颗粒在吸附过程中难以与液体基质分离，不易于回收，易造成二次污染，因此，将UiO-66-(COOH)₂纳米颗粒与其他易于回收的基底材料结合就显得至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：血液透析中用以吸附毒素的材料在吸附过程中难以与液体基质分离，不易于回收，易造成二次污染，以及如何实现轻量化血液透析等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜，从上到下依次包括水凝胶皮层和含有UiO-66-(COOH)₂纳米颗粒的纳米纤维吸附支撑层。

优选地，所述的水凝胶皮层为聚乙烯醇水凝胶皮层，所述水凝胶皮层的厚度为0.5～0.6μm；所述纳米纤维吸附支撑层的厚度为80～200μm，孔隙率为70％～80％。

本发明还提供了上述的透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将均苯四甲酸和四氯化锆溶解于溶剂中，然后通过水热法合成UiO-66-(COOH)₂纳米颗粒；

步骤2：将UiO-66-(COOH)₂纳米颗粒分散于溶剂中，然后加入聚合物材料配制成可纺性静电纺丝溶液后进行静电纺丝，得到含有UiO-66-(COOH)₂纳米颗粒的纳米纤维膜；

步骤3：将步骤2得到的纳米纤维膜经过冷压处理后得到纳米纤维吸附支撑层；

步骤4：将聚乙烯醇溶解于水中并调节pH值至酸性，然后加入戊二醛进行交联，制得聚乙烯醇涂覆液，将其涂覆在步骤3所得的纳米纤维吸附支撑层上，室温密封，待交联完成后，得到透析/吸附双功能纳米纤维复合基血液透析膜。