[发明专利]聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚(4‑甲基‑1‑戊烯)中空纤维合金膜及其制备方法和应用，包括聚(4‑甲基‑1‑戊烯)100重量份、含氟聚合物0.1‑50重量份。本发明提供的聚(4‑甲基‑1‑戊烯)中空纤维合金膜不仅具备优异的力学强度、气体渗透性，还具备优异的疏油性和血液相容性，可以用于膜式氧合器以及体外膜肺氧合系统中。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，具体涉及一种聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜及其制备方法和应用。

背景技术

体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO)系统，具有替代人体肺脏调节血液内氧气与二氧化碳含量的功能，现已成为治疗急性呼吸疾病、等待肺移植阶段及心血管手术等过程中的重要医疗设备。ECMO由膜式氧合器、血泵、气体混合器及各种管路及监视器构成。膜式氧合器是ECMO系统的核心部件，膜式氧合器中的中空纤维膜是避免血气接触、实现气体交换的关键，因此中空纤维膜必须具备良好的气体渗透性、生物相容性及较低的血液浸润性。

聚4-甲基-1-戊烯(PMP)因其优异的透气性、较高的氧气选择性及良好的生物安全性等优势，成为目前最主流的ECMO用膜材料。ECMO用PMP中空纤维膜(PMP膜)主要采用热致相分离(TIPS)法制备，TIPS法首先由Castro在美国专利US4247498(1981)中提出，可通过调节聚合物浓度、稀释剂体系及配比以实现PMP膜的高强度、高孔隙率的海绵体微孔结构，采用热致相分离(TIPS)法制备的PMP膜具有主体微孔结构均匀、孔隙率高等特点，现已成为PMP膜的重要制备手段。专利CN1301149C、CN1121896C、CN1136035C、CN1141169C、CN110538582A及CN110548411A中详细地描述了通过TIPS法制备具有非对称结构的聚烯烃中空纤维膜的方法，通过调节稀释剂配方与成膜参数实现对膜结构及性能的调控，但不具备优异的疏油性和血液相容性，因此不能用于膜式氧合器中。

由于PMP材料具备良好的疏水性以及PMP膜致密的表层结构，使PMP膜具有良好的耐血液渗透性，但是由于其亲油性，使PMP膜容易吸附血液中较亲油的蛋白质等物质，致使PMP膜表面容易发生凝血现象，导致PMP膜的血液相容性较差，只有具备良好血液相容性的PMP膜才能用于临床ECMO过程中。

鉴于上述，如何进一步改善聚4-甲基-1-戊烯中空纤维膜的疏油性、血液相容性，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种聚4-甲基-1-戊烯中空纤维合金膜及其制备方法和应用，以至少解决现有技术存在的疏油性、血液相容性差等问题。

本发明的第一方面，提供一种聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜，包括聚(4-甲基-1-戊烯)100重量份、含氟聚合物0.1-50重量份。

根据本发明的一实施方式，聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜的水接触角大于120°；聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜的油接触角大于120°；含氟聚合物包括聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物中的至少一种。

本发明的第二方面，提供一种聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚(4-甲基-1-戊烯)、含氟聚合物以及稀释剂混合均匀得到混合物；(2)将混合物制成中空纤维；(3)使中空纤维固化成膜，得到中空纤维合金膜前体；(4)除去中空纤维合金膜前体中的稀释剂，得到聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维合金膜。

根据本发明的一实施方式，聚(4-甲基-1-戊烯)与含氟聚合物在混合物中的质量组分之和为20～40％；稀释剂在混合物中的质量组分为60～80％。