季強 甄洪國 天津哈娜好醫(yī)材有限公司 （天津 301726）

0.引言

盡管當前的大輸液和輸液器具都經(jīng)過最終滅菌，但在某些條件相對較差的醫(yī)療環(huán)境中，配藥和連接輸液器材的過程仍有將環(huán)境的異物引入到輸液系統(tǒng)的可能，造成對人體的危害。這些危害可能是直接的，也可以是潛伏的或過敏性的，另外，有些濾膜纖維易于脫落，這些纖維在體內(nèi)沉積并易致癌，總之，不良反應(yīng)一方面是由于藥物本身造成，另一方面也是最重要的因素：低質(zhì)及濾除率不精的輸液器的緣故。

1.臨床意義

靜脈輸液中使用過濾裝置可以降低內(nèi)在風險和輸注治療相關(guān)的并發(fā)癥以確?；颊甙踩?，但因疏忽混入輸注系統(tǒng)內(nèi)的微粒、氣栓和脂栓等會給人體造成不應(yīng)有的傷害。

臨床醫(yī)護人員最關(guān)注的是確保輸注溶液或輸注系統(tǒng)中不含有異物和避免輸注過程中的二次污染。對于某些免疫功能缺陷或受損以及危重患者（如新生兒、燒傷患者、老年患者、移植手術(shù)患者、白血病患者）來說，由于他們對外源（抗原）特異及非特異性免疫應(yīng)答能力相對較低，輸注溶液或輸注系統(tǒng)內(nèi)（可能的二次污染）的異物污染也顯得尤為關(guān)鍵。

在20世紀70年代初期，雖然人們認為已經(jīng)進行了充分有效的質(zhì)量控制，敗血癥仍然像流行病一樣頻頻發(fā)生，此后，內(nèi)部污染問題開始被重視起來。盡管內(nèi)部污染發(fā)生率已經(jīng)減少，靜脈輸液污染仍被屢屢報道。輸注過程的很多步驟都可能造成靜脈注射液的外部污染。即使采用最嚴格的無菌技術(shù)，使用過程中無論接觸污染還是交叉污染，仍時有報道。因此很多醫(yī)生、研究人員和醫(yī)護人員認為，在輸注治療中使用精密過濾器是最重的安全防范措施。

2.靜脈輸液中的顆粒物對患者可能的危害

（1）血栓形成

如果顆粒尺寸大于血管的內(nèi)徑，就可能直接堵塞毛細血管，形成栓塞，減少了毛細血管向它周圍的肌體和神經(jīng)組織提供氧以及營養(yǎng)物質(zhì)，阻礙了微循環(huán)，影響器官（如：肺、肝、腎等）的正常生理功能。解剖學顯示，毛細血管最細處的直徑約為5μm，因此大于5μm直徑的顆粒容易引發(fā)直接栓塞。國外研究表明藥液中的顆粒是造成一系列深層靜脈栓塞（DVT）的主要原因之一，雖然很多顆粒直徑小于5μm，但仍能對人體造成較大的傷害。

（2）過敏（變態(tài)）反應(yīng)

輸入人體的顆粒物或微生物會被機體免疫系統(tǒng)識別為外來物質(zhì)（抗原），因此產(chǎn)生一類能刺激機體免疫系統(tǒng)使之產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答，并能與相應(yīng)免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或抗原受體)在體內(nèi)生成特異性結(jié)合的物質(zhì)，即抗原-抗體復(fù)合體，該復(fù)合體激活了體內(nèi)補體，使人體發(fā)生過敏（變態(tài)）反應(yīng)。

（3）炎癥反應(yīng)

國內(nèi)外多項研究表明顆?？梢源侔l(fā)人體的炎癥反應(yīng)。由于顆粒磨損激活的內(nèi)皮細胞炎性反應(yīng)將導(dǎo)致其釋放出各種炎癥因子，進而促發(fā)該部位的炎癥反應(yīng)，炎性細胞（如：中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、淋巴細胞和單核細胞等）的遷移作用會加劇這個過程，顆粒表面的自由基能夠直接損傷周邊細胞，將進一步加劇炎癥因子釋放導(dǎo)致局部炎癥反應(yīng)。

（4）微循環(huán)障礙

局部炎癥和肌體組織缺血會導(dǎo)致內(nèi)皮細胞缺氧，這種能量缺失將導(dǎo)致細胞功能紊亂，細胞壁的離子轉(zhuǎn)運功能受損，細胞內(nèi)外離子間的平衡被破壞，影響細胞壁離子泵的正常功能，體液將不受控制地流入細胞而導(dǎo)致細胞水腫，水腫的內(nèi)皮細胞將造成毛細血管內(nèi)徑減小，使微循環(huán)系統(tǒng)功能更進一步衰竭。

（5）給患者帶來二次傷害和并發(fā)癥

對于那些由于患有疾病或正在進行某種臨床治療，已經(jīng)造成微循環(huán)功能紊亂的患者，藥液中的顆粒更容易給患者造成二次傷害，如：創(chuàng)傷、大手術(shù)、全身炎癥反應(yīng)、敗血癥、燒傷、心肌梗塞和中風等，這些患者因輸液導(dǎo)致的血管顆粒物增加會導(dǎo)致其本來就不佳的微循環(huán)系統(tǒng)更趨惡劣，進而導(dǎo)致器官衰竭以及更嚴重的并發(fā)癥。

綜上所述：近年來輸液中微顆粒污染所造成的危害，已引起人們普遍關(guān)注，較大微粒可造成局部循環(huán)障礙，引起血管栓塞；微粒過多造成局部堵塞和供血不足，組織缺氧產(chǎn)生水腫和靜脈炎；顆粒物侵入組織，由于巨噬細胞的包圍和增值引起的肉芽腫，有人發(fā)現(xiàn)曾用40升輸液的病人尸檢肺標本中有5000個肉芽腫；此外，微粒還可引起熱原反應(yīng)等。因此，有效濾除輸液中的微顆粒，阻止其進入人體，以減少對機體造成的傷害和降低臨床輸液的風險，所以使用藥液過濾器濾除藥液和輸注系統(tǒng)中的異物，在臨床上顯得尤為重要。

3.藥液過濾膜的性能研究

（1）孔徑與孔徑分布

膜的孔徑有最大孔徑和平均孔徑之分，它們都在一定程度上反映了孔的大小，但各有其局限性?？讖椒植际侵改ぶ幸欢ù笮〉目椎捏w積占全部孔體積的百分數(shù)，由此可以判斷膜的好壞，孔徑分布窄的膜比孔徑分布寬的膜要好?？讖?、孔徑分布是孔徑大小和差別的表示，并沒有反映孔的多少，后者要由孔隙率來描述。

（2）孔隙率

指整個膜中孔所占的體積百分數(shù)，即多孔介質(zhì)內(nèi)的微小空隙的總體積與該多孔介質(zhì)的總體積的比值?？紫堵史譃閮煞N：多孔介質(zhì)內(nèi)相互連通的微小空隙的總體積與該多孔介質(zhì)的外表體積的比值稱為有效孔隙率；多孔介質(zhì)內(nèi)相通的和不相通的所有微小空隙的總體積與該多孔介質(zhì)的外表體積的比值稱為絕對孔隙率或總孔隙率。所謂孔隙率通常是指有效孔隙率，孔隙率與多孔介質(zhì)固體顆粒的形狀、結(jié)構(gòu)和排列有關(guān)。孔隙率是影響多孔介質(zhì)內(nèi)流體傳輸性能的重要參數(shù)。

（3）親水性

帶有極性基團的分子，對水有良好的親和能力，可以吸引水分子或溶解于水。這類分子形成的固體材料的表面，易被水所潤濕。具有這種特性都是物質(zhì)的親水性。

親水性指分子能夠透過氫鍵和水形成短暫鍵結(jié)的物理性質(zhì)。因為熱力學緣故，這種分子也可以溶解在其他的極性溶液內(nèi)。

一個親水性分子，或說分子的親水性部分，是指其有能力極化至能形成氫鍵的部位，相對于油或其他疏水性溶液而言，更容易溶解于水。親水性和疏水性分子也可分別稱為極性分子和非極性分子。

所謂的親水性，是可以溶解或電離在水中，疏水是不能在水中電離，會排斥水。

從分子的極性而言，水是極性分子，所以親水的幾乎都是極性分子，而一般的非極性分子都疏水，這類分子形成的固體表面易被水潤濕。

過濾膜的主要原料為聚丙烯、聚酯、聚醚砜材料等制成。這些材料制成的過濾膜以其纖維細、有效孔徑小、均勻等受到歡迎。但是，由于其非極性結(jié)構(gòu)以及強的結(jié)晶性、沒有親水基團、超分子結(jié)構(gòu)十分緊密、分子間相互作用力大，因此這些材料的親水性差，影響了過濾效果。為了改善其表面的親水性，縮短過濾時間提高去除微粒效率，須對其進行接枝改性。按自由基的引發(fā)方式，接枝反應(yīng)可分為：化學接枝、高能射線接枝、紫外線輻射接枝、等離子體接枝等，但無論哪種方法，其目的均是在織物表面引入親水性基團，如：-COOH、-OH等。

（4）表面張力（或表面能）

表面張力（或表面能）是液（或固）體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。在水（或固）內(nèi)部的一個水（或固體）分子受到周圍水（或固體）分子的作用力的合力為零，但在表面的一個水（或固體）分子卻非如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小于內(nèi)部液（或固）相分子對它的吸引力，所以該分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液（或固）體內(nèi)部，結(jié)果導(dǎo)致液（或固）體表面具有自動縮小的趨勢，這種收縮力稱為表面張力（固體應(yīng)為表面能）。表面張力是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。

4.聚醚砜濾膜材料性能評價

聚醚砜濾膜（PES膜）是由聚醚砜超細纖維熱熔粘連在一起制成，屬于深層過濾的一種膜材料，立體結(jié)構(gòu)，是一種親水性高分子聚合過濾膜，物理、化學性能穩(wěn)定，而且有很好的藥物兼容性；具有系列的孔徑，孔隙率高、納污量大、可反沖和高溫消毒、耐壓性能好等優(yōu)點，可以從水溶液中去除不溶微顆粒。極佳的親水性和特有的微觀結(jié)構(gòu)，使得聚醚砜濾膜潤濕迅速且完全，并在保證極高的顆粒攔截效率的前提下，具有更高且穩(wěn)定的液體流速，對一般酸、堿、脂肪烴、油脂和醇類等制劑穩(wěn)定，適用于物理和化學滅菌，如：高壓蒸汽、咖瑪射線和環(huán)氧乙烷滅菌，泡點高，膜完整性優(yōu)良。聚醚砜濾膜材料對蛋白吸附率非常低，可以保證過濾藥液成分的穩(wěn)定性，適用于一次性使用精密過濾輸液器和麻醉用藥液過濾器。聚醚砜以其優(yōu)良的力學性能、穩(wěn)定的潤濕強度和血液相容性常用于制作血液透析器、血液濃縮器、人工肺等，目前國外制作的藥液過濾膜多采用聚醚砜材料。

圖1、圖2分別為PES膜表面圖和截面圖。如圖1、2顯示，聚醚砜濾膜結(jié)構(gòu)紋理清晰，濾孔表面致密性強，而截面圖反映出，聚醚砜膜屬超細纖維形成的立體結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)增加了過濾深度及過濾梯度，在過濾過程中既有表面過濾也有深層過濾，提高了過濾效率。

（2）過濾器流率隨時間變化和最大輸注量

由于某些材料制成的濾膜在藥液中長時間浸泡，潤濕強度較差，屈服強度有所降低，纖維易于脫落，導(dǎo)致流量降低率上升。我們對聚醚砜膜進行測試驗證，發(fā)現(xiàn)聚醚砜膜耐浸潤性能優(yōu)良，而且流量穩(wěn)定。

5.其他濾膜材料性能評價

目前市場上用于濾膜材料多為：醋酸纖維素膜、尼龍膜等，現(xiàn)將這些材料的性能描述如下：

（1）醋酸纖維素膜

醋酸纖維是從棉花中提煉的，強度差，宜粉化，而且易被許多微生物侵蝕而分解，當微生物的種類及取代的化學基團不同時，膜性能被破壞的程度也不相同。

（2）尼龍膜

目前市場的膜大多使用尼龍66，強度高，親水性好，但也存在耐堿不耐酸的特性，而且本身具有吸濕性，隨著吸濕性的增加，它的屈服強度下降，膜孔徑易變化，例如變小，使用的時間越長，它的流量降低率越大。

6.結(jié)論

從制微孔濾膜材料分析：聚醚砜材料形成的微孔濾膜是由超細纖維經(jīng)熱熔制成，以無藥物吸附率、優(yōu)良的藥物兼容性、流量穩(wěn)定性、低溶出物、無吸附蛋白及提取物、無纖維和微粒脫落、適宜制成截留微生物微孔濾膜以及理想的過濾微生物的效率、優(yōu)良的力學性能和潤濕強度穩(wěn)定等特點而優(yōu)于其他材料的微孔濾膜，是目前較為適宜的濾膜材料。

[1]《藥劑學》 奚念朱編著 1995年第三版

[2]劉閃閃《聚醚砜和磺化聚醚砜膜結(jié)構(gòu)及性能研究》 水處理技術(shù) 2011年07期

[3]呂少麗,王紅軍,徐又一;《聚醚砜超濾膜的親水化改性研究進展》;膜科學與技術(shù);2005年03期

[4]焦華 《聚醚砜合成膜的結(jié)構(gòu)與性能研究》精細與專用化學品 第18卷第6期