牛小旦

（天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387）

血液透析是重要的腎臟替代治療方法，但是也會(huì)產(chǎn)生一些血液透析并發(fā)癥，研究人員不斷創(chuàng)新血液透析膜材料及其改性方法，得到了許多具有潛在應(yīng)用價(jià)值的血液透析膜。血液透析主要是利用透析膜通過(guò)彌散及吸附等機(jī)理除去中小分子毒素，達(dá)到血液凈化目的。血液透析（HD)主要應(yīng)用于急性腎功能衰竭（AKI）、慢性腎功能衰竭（CKD），急性中毒、急性肺水腫、以及肝功能衰竭等的治療。慢性腎臟?。–KD） 發(fā)展到第5期——終末期腎臟?。‥SRD），需要使用HD治療方式。

1 血液透析并發(fā)癥

血液透析是常用的腎臟替代療法。但是，長(zhǎng)期血液透析會(huì)引發(fā)一系列疾病，常見的血液透析并發(fā)癥有感染，透析失衡綜合征，心血管疾病和低蛋白癥等。血液透析患者還很容易出現(xiàn)急性炎癥反應(yīng)與氧化應(yīng)激現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致很多疾病產(chǎn)生。

Krishna D K等[1]人的研究顯示CKD患者與HD相關(guān)的并發(fā)癥多于AKI，且HD期間發(fā)生頻率最高的并發(fā)癥為血管通路（18.18%）和低血壓（18.18%），最少的是高血壓（1.01%）。 61～70歲年齡段的并發(fā)癥最多（30.3%）。

規(guī)范的透析器復(fù)用已被證實(shí)是安全和有效的，這樣做不僅可以降低透析成本，而且可以消除透析器的“首次使用綜合征”，提高其生物相容性，減少補(bǔ)體系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)的激活，從而降低透析并發(fā)癥發(fā)生的概率。但是也可能透析器的性能降低，使透析器及患者被感染的危險(xiǎn)增加，增大透析并發(fā)癥的發(fā)生概率。

2 血液透析膜發(fā)展階段

血液透析膜是血液透析裝置中的核心組件，也是保證血液透析效果的最重要部分。血液透析膜其實(shí)屬于一種半透膜，起到代替人體腎臟功能的作用。血液透析膜對(duì)膜材料的要求較高，需要兼具生物安全性以及生物功能性。安全性體現(xiàn)為無(wú)毒，不致癌，有良好的生物相容性與一定的抗蛋白吸附性，功能性則主要包括血液透析性能，即中小分子毒素的清除能力，以及抗凝、抗氧化、抗炎等額外性能。同時(shí)膜應(yīng)該具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，原料及制備過(guò)程等經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單。

臨床用血液透析膜目前主要經(jīng)歷了兩代。第一代透析膜主要有醋酸纖維素透析膜、銅氨纖維素透析膜等。第二代透析膜材料為合成高分子，主要包括聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚乙烯醇（PVA）、聚乳酸（PLA）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、殼聚糖 （CS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯腈（PAN） 等。其中，PSF和PES材料在血液透析膜中的應(yīng)用最為廣泛。主要原因是二者皆有著良好機(jī)械強(qiáng)度與成膜性，耐熱、耐水解，耐氧化，穩(wěn)定性好，以及具有一定的生物相容性。

目前有低通量、高通量血液透析器，以及新型中型截留量透析器等。劉宗旸等[2]人研究了高通量透析膜聚砜膜FX60與低通量透析膜聚砜膜FX8在維持性血液透析過(guò)程中性能比較，結(jié)果顯示前者對(duì)β2-微球蛋白等的清除效果更好，同時(shí)生物相容性更好。Kirsch,A H等[3]人制備得到新型中型截留（MCO） 膜，與高通量透析膜相比，MCO對(duì)中分子毒素的清除能力更好。

可穿戴的人工腎臟是目前的研究熱點(diǎn)之一。開發(fā)便攜式和可穿戴HD系統(tǒng)需要制備更加高效的膜。研究人員制備出了納米多孔氮化硅膜（NPN-O），使用該膜對(duì)尿毒癥大鼠進(jìn)行4h透析，NPN-O可以將血液透析所需的膜面積減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)[4]。

3 血液透析膜改性

理想的透析膜應(yīng)該同人體自身血管內(nèi)皮細(xì)胞接近，具有極高的生物相容性，但是目前的科學(xué)研究仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，只有盡可能地提高血液透析膜的生物相容性?？梢葬槍?duì)白細(xì)胞介素-1 β （IL-1 β），IL-6，腫瘤壞死因子 （TNF- α），C反應(yīng)蛋白（CRP）等這些影響血液透析膜生物相容性的指標(biāo)來(lái)提高血液透析膜的生物相容性。

為了血液透析患者的存活率以及減輕患者治療痛苦，開發(fā)血液相容性好，透析效果好，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，抗氧化抗炎，綜合性能優(yōu)良的新型血液透析膜以及通過(guò)多種改性方式改性傳統(tǒng)膜材料很有必要，是目前研究人員的研究熱點(diǎn)之一。血液透析膜的改性方法大體可以分為本體改性、表面修飾改性以及多重功能化修飾改性。

3.1 本體改性

本體改性的物理方法一般是簡(jiǎn)單的物理共混，共混可以保持改性物質(zhì)原有的結(jié)構(gòu)與性能，操作簡(jiǎn)單，一般（1～6質(zhì)量分?jǐn)?shù)%） 的添加劑和原料進(jìn)行混合，膜的親水性和表面性都能得到改善。

安子韓[5]通過(guò)自由基聚合法合成 PVDF和ACMO的共聚物 PVDF-g-PACMO，并將此共聚物作為親水添加劑對(duì)PVDF共混改性，使膜的血液相容性提高，有望應(yīng)用于血液透析領(lǐng)域。王丹丹等[6]人制備了水飛薊賓-卵磷脂復(fù)合物（SPC）作為改性劑，得到抗氧化PSF/SPC血液透析膜，結(jié)果表明，該血液透析膜綜合性能良好，可望應(yīng)用于血液透析領(lǐng)域，緩解病人的氧化應(yīng)激狀態(tài)。

本體改性的化學(xué)改性方法很多，包括有接枝、共聚、嵌段、擴(kuò)鏈等，是將基膜材料直接改性后進(jìn)行新型膜材料制備。Radhakumary C[7]等以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，接枝共聚制備了殼聚糖-g-聚醋酸乙烯酯膜，得到的膜具有優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性與良好的生物相容性，滿足血液透析膜的開發(fā)需求。

3.2 表面修飾改性

表面修飾改性主要包括有表面涂層，表面沉積，表面交聯(lián)，表面等離子體處理，表面鍵接功能性分子等，具體涉及到表面化學(xué)鍵、范德華力及氫鍵等作用力的構(gòu)建。表面改性主要目的是改變表面的微結(jié)構(gòu)狀態(tài)及表面性能，例如親水性、血液相容性等。

Hoseinpour V等[8]人合成了硫酸化羧甲基纖維素 （SCMC），通過(guò)酰胺鍵將羧甲基纖維素（CMC） 和SCMC固定在胺化PES膜（PES-NH 2）的表面上，分別合成PES-CMC和PES-SCMC膜，結(jié)果表明，與未改性的PES膜相比，新合成的膜血液相容性增加，具有良好的防污性能。

3.3 多重功能化修飾改性

實(shí)際進(jìn)行新型膜設(shè)計(jì)時(shí)可以結(jié)合使用多種修飾改性方法，以滿足血液透析膜的多方面要求。制備的多重功能性的新型膜，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的微環(huán)境及其變化，盡可能減少膜材料與血液接觸所引起的不良生物相容性反應(yīng)，滿足實(shí)際臨床需要，提高血液透析治療效果與患者生存時(shí)間。

趙翌帆[9]通過(guò)聚砜基兩親性共聚物的分子設(shè)計(jì)，首先合成聚醚砜?jī)尚噪x子嵌段共聚物PES-b-PSBMA（聚磺酸基甜菜堿），使其在水溶液中自組裝形成球形膠束，然后將膠束過(guò)濾沉積在聚砜膜表面，制得的復(fù)合膜與聚砜膜相比，抗生物污染性、血液相容性和分離性能得到顯著提高。

于菁[10]利用靜電作用制備了一種表面肝素化纖維素季銨鹽/聚丙烯酸膜，結(jié)合了本體改性與表面改性兩種修飾改性方法。得到的膜具有優(yōu)良的肝素固定性能，可以顯著延長(zhǎng)復(fù)鈣時(shí)間，對(duì)尿素（小分子）和溶菌酶（中分子） 具有高清除率，是一種性能優(yōu)良的新型血液透析膜材料。

4 結(jié)語(yǔ)

血液透析目前仍然是臨床上用來(lái)治療腎臟病患者的主要方式，近年來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)了多種新型血液透析膜及其材料。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，人們對(duì)自身健康的關(guān)注和家庭醫(yī)療投入的加大，以及國(guó)家對(duì)百姓醫(yī)療保障的重視，在腎臟病人治療方面，廣大科研工作者加大對(duì)血液透析膜材料的研究，開發(fā)更加安全高效經(jīng)濟(jì)的血液透析膜將成為趨勢(shì)。