本發(fā)明屬于白細胞過濾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于濾除白細胞的濾膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
在輸血醫(yī)療過程中，常常會發(fā)生多種輸血副作用，其根源是輸入含白細胞的全血或血液成分可引起非溶血性發(fā)熱反應(yīng)、人類白細胞抗原同種免疫、輸血相關(guān)病毒感染和輸血后移植物抗宿主病等輸血不良反應(yīng)。因此，在輸血前濾除血液制劑中的白細胞具有重要的意義。白細胞過濾器是濾除白細胞的重要方法，其原理是利用機械阻滯和吸附的原理截留白細胞，而讓表面光滑、變形能力較強的紅細胞通過。目前，第3代白細胞過濾器的要求是濾除率達到99.99％。
此外，現(xiàn)代研究表明血小板亦會誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗血小板抗體，抗血小板抗體是一種自身抗體，對自身的組織器官不識別，會攻擊自身的組織器官，從而造成損害。因此，為了減少因輸血小板而致的副作用，人們致力于研究一種在除去白細胞的同時也可高效率地除去血小板的濾膜。以往有相關(guān)研究嘗試通過減少過濾介質(zhì)的纖維直徑或孔徑或增大過濾介質(zhì)的填充密度作為提高過濾介質(zhì)同時除去白細胞和血小板能力的手段。但是應(yīng)用上述方法會存在血液過濾處理時間延長和可能會導(dǎo)致紅細胞膜破裂而出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。
目前，白細胞濾膜多采用表面接枝或涂覆親水性聚合物對過濾材料表面進行改性，增加過濾材料的潤濕性，降低過濾材料表面與血液的表面能，增加過濾材料接觸血液的有效表面積，從而增加捕捉白細胞的機會。然而過濾材料表面的親水性越高，血小板越難以活化，另外通過水和材料的氫鍵等可以很容易在材料表面形成水層，具有抑制血漿蛋白吸附，尤其是纖維蛋白的吸附，從而減少血小板的粘附性，對血小板的截留減少。此外，親水性聚合物的水溶性較強，在血液中會存在溶出問題。
專利文獻cn103415309b公開了一種用于從血液中或者從血液衍生物中除去物質(zhì)的改進的過濾器以及用于獲得所述過濾器的方法。所述的過濾器包含容納層狀的過濾器元件的殼體，所述層狀的過濾器元件包含多個層，所述層狀的過濾器元件的至少一層涂覆有聚氨酯，所述聚氨酯的分子量為12,000道爾頓至18,000道爾頓，并將涂覆有聚氨酯的非織造物夾雜在親水性較小的織造物中形成的層狀過濾元件，所述的層狀過濾元件對白細胞和血小板均具有較好的濾除作用。
專利文獻cn106117580a公開了一種用于濾除白細胞的濾膜改性劑及其改性方法，所述濾膜改性劑由酰胺化修飾絲素蛋白、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸酯共聚物以(0.052):(0.2～1):1的質(zhì)量比組成。其中，丙烯酸酯共聚物由甲基丙烯酸甲酯單體和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯單體構(gòu)成。制備得到的濾膜改性劑可溶于極性溶劑如水中配置成溶液，以浸潤改性的方式對過濾膜進行涂覆處理，所述經(jīng)濾膜改性劑處理后的過濾膜具有較好的潤濕性、穩(wěn)定性和相容性，對白細胞和血小板均具有較高的濾除率，且具有較低的改性劑洗出率，避免溶出物污染。
然而，目前的白細胞濾膜只注重細胞率過濾的設(shè)計，在使用的過程中往往容易出現(xiàn)濾膜堵塞導(dǎo)致使用壽命較低或者影響細胞濾過質(zhì)量的缺陷，同時，在過濾的過程中容易出現(xiàn)血液的污染，導(dǎo)致將細菌帶入受血者的體內(nèi)，對受血者的身體健康存在較大的威脅。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中白細胞濾膜存在的缺陷。本發(fā)明的目的在于提供一種用于濾除白細胞的濾膜及其制備方法，以解決上述缺陷。
本發(fā)明提供了一種用于濾除白細胞的濾膜，包括以下步驟：
海藻酸鈉100～200份、納米氧化鋅35～45份、殼寡糖15～25份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉10～20份。
進一步地，所述用于濾除白細胞的濾膜包括以下制備原料及其重量份數(shù)：
海藻酸鈉160份、納米氧化鋅38份、殼寡糖22份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉15份。
進一步地，所述納米氧化鋅的制備方法為：
a.稱取硝酸鋅加入去離子水中，攪拌至完全溶解，接著加入碳酸鈉，攪拌至反應(yīng)完全，離心，得白色沉淀物；
b.往步驟a得到的白色沉淀物加入十二烷基葡萄糖苷，攪拌5～8min，接著加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，攪拌10～20min，得混合液；
c.將步驟b得到的混合液加熱至130～140℃，保溫靜置30～40min，接著通入氮氣，繼續(xù)加熱至250～300℃，保溫靜置40～60min；
d.將步驟c得到的混合液冷卻至35～45℃，加入無水乙醇，離心得沉淀物，再用無水乙醇洗滌，離心，干燥，得粒徑為8～10nm的納米氧化鋅。
進一步地，所述步驟a中硝酸鋅與碳酸鈉的重量比為(1.2～1.6):1。
進一步地，所述步驟b中白色沉淀物與十二烷基葡萄糖苷的固液比為1g：(10～12)ml。
進一步地，所述步驟b中白色沉淀物與三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的固液比為1g：(6～8)ml。
進一步地，所述胺基木質(zhì)素磺酸鈉的制備方法為：
a.將木質(zhì)素磺酸鈉溶于水中配制成質(zhì)量百分比濃度為65～75％木質(zhì)素磺酸鈉水溶液，加熱至60～80℃，加入三乙烯四胺，接著滴加質(zhì)量百分比濃度為50％的戊二醛水溶液，所述戊二醛水溶液的滴加速率為0.3～0.5ml/min，滴加時間控制在20～30min，在溫度為80～90℃反應(yīng)2～3h，得胺基木質(zhì)素磺酸鈉溶液；
b.將步驟a得到的胺基木質(zhì)素磺酸鈉溶液用無水乙醇進行抽提，得抽提物，用石油醚洗滌抽提物，洗滌后進行冷凍干燥，即得。
進一步地，所述步驟a中的三乙烯四胺的添加量是木質(zhì)素磺酸鈉水溶液總體積的20～30％。
進一步地，所述步驟b中冷凍干燥的條件為：-8℃預(yù)凍2～4h，接著在真空度為0.04～0.06mpa，溫度為-18℃冷凍20～24h。
另外，本發(fā)明還提供了一種用于濾除白細胞的濾膜的制備方法，包括以下步驟：
s1將海藻酸鈉加入水中，攪拌至完全溶解，得海藻酸鈉水溶液；
s2將殼寡糖和胺基木質(zhì)素磺酸鈉加入水中，攪拌至完全溶解，得混合液；
s3將納米氧化鋅加入水中，攪拌至完全溶解，得納米氧化鋅溶液；
s4將步驟s2得到的混合液與步驟s1得到的海藻酸鈉水溶液混合，攪拌均勻，得紡絲溶液，接著用計量泵通過孔徑為0.08mm的噴絲孔擠入步驟s3得到的納米氧化鋅溶液中，牽伸，用95％乙醇處理纖維，離心脫去乙醇后烘干纖維，切割，梳理，成網(wǎng)，制成孔徑為4～3μm的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即得。
本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜是由殼寡糖和胺基木質(zhì)素磺酸鈉的水溶液與海藻酸鈉水溶液共混后形成均勻的紡絲溶液，通過噴絲孔擠入氧化鋅溶液中制備而成，解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過將聚合物材料接枝或粘合的作用涂覆在疏水性載體上，在過濾白細胞時出現(xiàn)的聚合物脫落影響過濾效果，或污染物溶出污染血液缺陷，而且本發(fā)明提供的原材料均是無毒，無污染的成分，是一種環(huán)保，健康，無污染的白細胞濾膜。
本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜采用雙重過濾原理，可以有效的提高白細胞和血小板的濾除率。本發(fā)明提供的孔徑為3～4μm的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的白細胞濾膜，可以阻止白細胞的通過，同時濾膜上的帶正電荷殼寡糖和胺基木質(zhì)素磺酸鈉的正電荷胺基對白細胞具有很強的吸附作用，二者同時作用，可以有效的提高白細胞的濾除率。另外，嵌有自制納米氧化鋅的海藻酸鈉纖維可以活化血小板，對血小板具有吸附作用，還有，胺基木質(zhì)素磺酸鈉中含有的酚羥基、醇羥基、羰基、羧基等帶負電荷基團也可以活化血小板，對血小板也具有吸附作用，二者同時作用，可以有效的提高血小板的濾除。
進一步地，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜對全血中的白細胞的濾除率高達99.999％，對全血中血小板的濾除率達94％以上，其濾除效果超過了第3代白細胞過濾器的要求，是一種高效的白細胞和血小板的細胞過濾膜。
本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜中的自制納米氧化鋅、殼寡糖與胺化胺基木質(zhì)素磺酸鈉相互作用具有防止濾膜長時間過濾產(chǎn)生濾孔堵塞，緩解和防止血液冷凝集的發(fā)生的作用，解決了現(xiàn)代由合成微纖維形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成的白細胞濾器的小孔會阻留變形性較差的細胞，變形差的紅細胞和被破壞的紅細胞易在白細胞濾盤內(nèi)堆積使得轉(zhuǎn)移袋內(nèi)的紅細胞無法通過濾盤，同時還由于血液樣本庫存時間較長，導(dǎo)致血液的黏度和紅細胞的變形性提高，血液發(fā)生冷凝集的現(xiàn)象，導(dǎo)致血液經(jīng)白細胞濾盤時出現(xiàn)嚴重阻塞，造成過濾不暢甚至不滴，濾血時間延長或血液過濾不完的缺陷，可以有效的保證了血液白細胞的過濾質(zhì)量。
進一步地，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜對400ml全血進行過濾時只需要14～16min，說明本發(fā)明的提供的白細胞濾膜具有較好的親水濕潤性，有利于血液的過濾。同時，對于異常的血液樣本的過濾時間為15～17min，與過濾正常血液的時間基本保持不變，說明本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜中的自制納米氧化鋅、殼寡糖與胺化胺基木質(zhì)素磺酸鈉相互作用可以防止濾膜的孔徑堵塞，緩解血液凝結(jié)現(xiàn)象，可以有效的擴大白細胞濾膜的使用范圍和延長使用壽命。
另外，本發(fā)明提供的含有自制納米氧化鋅的海藻酸鈉纖維素和殼寡糖相互作用具有較強的抑菌、殺菌的作用，可以防止血液過濾時受細菌污染，同時還可以保持血液的新鮮度，可以提高過濾血液的安全性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜具有以下優(yōu)勢：
(1)本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜具有結(jié)合力強和穩(wěn)定性高的優(yōu)點，在使用過程中可以避免濾膜上的物質(zhì)洗出或脫落，可以有效的防止血液污染；
(2)本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜具有白細胞和血小板濾過率高，在血液過濾的過程中具有緩解或防止血液發(fā)生冷凝集現(xiàn)象，疏通濾膜孔徑堵塞的作用，可以保證血液白細胞的過濾質(zhì)量，還可以延長白細胞濾膜的使用壽命長，是一種較為理想的白細胞過濾膜。
具體實施方式：
以下通過具體實施方式的描述對本發(fā)明作進一步說明，但這并非是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進，但是只要不脫離本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
實施例1、一種納米氧化鋅的制備
a.稱取硝酸鋅加入去離子水中，攪拌至完全溶解，接著加入碳酸鈉，所述硝酸鋅與碳酸鈉的重量比為1.4:1，攪拌至反應(yīng)完全，離心，得白色沉淀物；
b.往步驟a得到的白色沉淀物加入十二烷基葡萄糖苷，攪拌6min，所述白色沉淀物與十二烷基葡萄糖苷的固液比為1g:12ml，接著加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，攪拌15min，所述白色沉淀物與三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的固液比為1g:8ml，得混合液；
c.將步驟b得到的混合液加熱至135℃，保溫靜置35min，接著通入氮氣，繼續(xù)加熱至280℃，保溫靜置50min；
d.將步驟c得到的混合液冷卻至40℃，加入無水乙醇，離心得沉淀物，再用無水乙醇洗滌，離心，干燥，得粒徑為8～10nm的納米氧化鋅。
實施例2、一種胺基木質(zhì)素磺酸鈉的制備
a.將木質(zhì)素磺酸鈉溶于水中配制成質(zhì)量百分比濃度為70％木質(zhì)素磺酸鈉水溶液，加熱至70℃，加入三乙烯四胺，所述三乙烯四胺的添加量是木質(zhì)素磺酸鈉水溶液總體積的25％，接著滴加質(zhì)量百分比濃度為50％的戊二醛水溶液，所述戊二醛水溶液的滴加速率為0.4ml/min，滴加時間控制在25min，在溫度為85℃反應(yīng)2h，得胺基木質(zhì)素磺酸鈉溶液；
b.將步驟a得到的胺基木質(zhì)素磺酸鈉溶液用無水乙醇進行抽提，得抽提物，用石油醚洗滌抽提物，洗滌后在-8℃預(yù)凍3h，接著在真空度為0.05mpa，溫度為-18℃冷凍22h，即得。
實施例3、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉100份、納米氧化鋅35份、殼寡糖15份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉10份；所述納米氧化鋅為實施例1制備的納米氧化鋅，所述胺基木質(zhì)素磺酸鈉為實施例2制備的胺基木質(zhì)素磺酸鈉。
制備方法：
s1將海藻酸鈉加入水中，攪拌至完全溶解，得海藻酸鈉水溶液；
s2將殼寡糖和胺基木質(zhì)素磺酸鈉加入水中，攪拌至完全溶解，得混合液；
s3將納米氧化鋅加入水中，攪拌至完全溶解，得納米氧化鋅溶液；
s4將步驟s2得到的混合液與步驟s1得到的海藻酸鈉水溶液混合，攪拌均勻，得紡絲溶液，接著用計量泵通過孔徑為0.08mm的噴絲孔擠入步驟s3得到的納米氧化鋅溶液中，牽伸，用95％乙醇處理纖維，離心脫去乙醇后烘干纖維，切割，梳理，成網(wǎng)，制成孔徑為3μm的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即得。
實施例4、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉160份、納米氧化鋅38份、殼寡糖22份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉15份；所述納米氧化鋅為實施例1制備的納米氧化鋅，所述胺基木質(zhì)素磺酸鈉為實施例2制備的胺基木質(zhì)素磺酸鈉。
制備方法與實施例3類似。
實施例5、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉200份、納米氧化鋅45份、殼寡糖25份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉20份；所述納米氧化鋅為實施例1制備的納米氧化鋅，所述胺基木質(zhì)素磺酸鈉為實施例2制備的胺基木質(zhì)素磺酸鈉。
制備方法與實施例3類似。
對比例1、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉160份、納米氧化鋅38份、殼寡糖22份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉15份；所述納米氧化鋅為市售納米氧化鋅(購于北京德科島金科技有限公司，zno30nm99.9％)，所述胺基木質(zhì)素磺酸鈉為實施例2制備的胺基木質(zhì)素磺酸鈉。
制備方法與實施例3類似。
對比例2、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉160份、納米氧化鋅38份、殼聚糖22份和胺基木質(zhì)素磺酸鈉15份；所述納米氧化鋅為實施例1制備的納米氧化鋅，所述胺基木質(zhì)素磺酸鈉為實施例2制備的胺基木質(zhì)素磺酸鈉。
制備方法與實施例3類似。
與實施例4的區(qū)別在于：將殼寡糖替換為殼聚糖。
對比例3、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉160份、納米氧化鋅38份、殼寡糖22份和丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物15份；所述納米氧化鋅為實施例1制備的納米氧化鋅。
制備方法與實施例3類似。
與實施例4的區(qū)別在于：將胺基木質(zhì)素磺酸鈉替換為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物。
對比例4、一種用于濾除白細胞的濾膜
所述用于濾除白細胞的濾膜由以下制備原料及其重量份數(shù)組成：
海藻酸鈉160份、納米氧化鋅38份、殼寡糖22份和木質(zhì)素磺酸鈉15份；所述納米氧化鋅為實施例1制備的納米氧化鋅。
制備方法與實施例3類似。
與實施例4的區(qū)別在于：將胺基木質(zhì)素磺酸鈉替換為木質(zhì)素磺酸鈉。
試驗例一、用于濾除白細胞的濾膜的細胞濾過效果試驗
1、試驗材料：實施例3、實施例4、實施例5、對比例1、對比例2、對比例3和對比例4制備的用于濾除白細胞的濾膜。
2、試驗方法：
將實施例3、實施例4、實施例5、對比例1、對比例2、對比例3和對比例4制備的用于濾除白細胞的濾膜對400ml全血進行在線過濾，評價白細胞濾膜除去白細胞和血小板的效果，采用血細胞計數(shù)儀測定過濾前、后全血中的白細胞和血小板數(shù)量，測得400ml全血中過濾前白細胞的數(shù)量為2.5×109，過濾前血小板的數(shù)量為8×1010。
其中剩余白細胞數(shù)的測定方法為：將過濾后的全血采樣至聚乙烯制的試管中，以吖啶橙液將漏出的白細胞染色后，用熒光顯微鏡進行測定。將測定的白細胞濃度乘以回收的全血的液量，測得回收袋中所含的剩余白細胞數(shù)。
白細胞(血小板)濾除率(％)＝l0-l1/l0×100，其中l(wèi)0為過濾前單位體積全血中含有的白細胞(血小板)數(shù)量，l1為過濾后單位體積全血中含有的白細胞(血小板)數(shù)量。
3、試驗結(jié)果：
試驗結(jié)果如表1所示。
表1用于濾除白細胞的濾膜對白細胞和血小板的濾除效果
由表1可知，本發(fā)明實施例3～5制備的用于濾除白細胞的濾膜對全血中的白細胞和血小板均具有較好的濾除效率，其中對白細胞的濾除率高達99.999％，對血小板的濾除率達94％以上，均顯著優(yōu)于經(jīng)對比例1-4制備的用于濾除白細胞的濾膜對全血中的白細胞和血小板的濾除率，其濾除效果超過了第3代白細胞過濾器的要求。
試驗例二、用于濾除白細胞的濾膜的濾孔堵塞性能檢測試驗
1、試驗材料：實施例3、實施例4、實施例5、對比例1、對比例2、對比例3和對比例4制備的用于濾除白細胞的濾膜。
2、試驗方法：
采用實施例3、實施例4、實施例5、對比例1、對比例2、對比例3和對比例4制備的用于濾除白細胞的濾膜對在庫血存庫中時間較長，經(jīng)檢測血液的高切黏度為4.8mpa.s，中切黏度為5.3mpa.s，低切黏度為10.5mpa.s，hct為0.43％，ai為2.34，ir為0.53的異常血液為檢測樣本，血液樣本取樣400ml，以400ml正常健康血液樣本作為對照組，記錄每次的血液過濾時間。
3、試驗結(jié)果：
試驗結(jié)果如表2所示。
表2過濾膜對全血的過濾時間
由表2可知，采用本發(fā)明實施例3～4制備得到的用于濾除白細胞的濾膜對400ml全血進行過濾只需要14～16min，說明本發(fā)明的提供的用于濾除白細胞的濾膜具有較好的親水濕潤性，有利于血液的過濾。同時，對于異常的血液樣本的過濾時間為15～17min，與過濾正常血液的時間基本保持不變，而對比例1～4制備得到的用于濾除白細胞的濾膜過濾異常血液樣本至少延長了一半以上的時間，甚至出現(xiàn)無法過濾的現(xiàn)象，說明本發(fā)明提供的用于濾除白細胞的濾膜中的自制納米氧化鋅、殼寡糖與胺化胺基木質(zhì)素磺酸鈉相互作用可以防止濾膜的孔徑堵塞，緩解血液凝結(jié)現(xiàn)象，可以有效的擴大白細胞濾膜的使用范圍。