血液透析膜的應用及其改性研究進展

鄧斯茜 鄧兆燕

537000玉林市第一人民醫院腎內科，廣西 玉林

對于急慢性腎功能衰竭患者來說，比較有效的替代療法就是血液透析。臨床上所使用的血液透析設備是由透析機、水處理系統、透析液系統以及透析器等組成，其是通過代替人體的腎臟功能來達到血液凈化的目的。在血液透析的過程中，其分離介質是選擇性透過膜，其有效借助了膜兩側血液與透析液之間的濃度梯度、滲透壓梯度、壓力梯度等，促進了患者血液中尿素、肌肝酸、尿酸等毒素向透析液的擴散，為了保證患者機體電解質和酸堿度的平衡，透析液還要向血液中補充一些離子，因此，血液透析治療的效果與血液透析膜的質量有著極大的關系。

血液透析膜主要應用在對急慢性腎功能衰竭患者的治療中，其也是血液透氣設備中極其重要的一部分。隨著醫療技術的不斷發展，臨床上對血液透析膜的要求也在不斷提高。本文對血液透析膜的應用以及改性處理措施進行了詳細的綜述，希望能夠為后期血液透析膜的研究和開發提供一定的參考價值。

血液透析膜的應用及改性研究

纖維素膜與CA 膜：纖維素膜和CA膜均有著較為完整的結構，并且其通透性較好，價格比較低，有著較好的物理彈性，將其應用在血液透析中有著較好的效果。但是其化學穩定性比較差，對其進行清洗、低溫消毒等操作后，就會對其化學穩定性造成破壞。正是因為其具有這個缺陷，在不影響其選擇性通透性、血液相容性等特性的前提下，提高其化學穩定性對其在臨床上的應用有著非常重要的意義。目前比較有效的方法就是改進其制膜工藝，或加入其他輔料來改善膜的性能等。研究人員采用了增加PEG 比例、提高凝固浴溫度等方法對膜的透水率進行了改善。然后又用干/濕法紡絲過程制備了不對稱的纖維膜，結果發現自然干燥的膜變得越發致密[1]。對膜的微觀結構進行改變后發現，膜的交聯截面和表面上的空隙大小與分離蛋白的濃度有關，而與凝固劑無關。對膜的相容性進行改變時，也可采用在膜的表面接枝生物活性分子，雖然改變了膜的形象，但是卻有效保存了膜的機械性能，改變了膜的轉運速率，極大地提高了膜的滲透性，降低了蛋白的吸附能力。

CS 膜：一般情況下，正常的腎臟能夠促進多種物質的排泄，由于急慢性腎功能衰竭患者需要進行長時間的血液透析，使得其體內蓄積了大量的β2-微球蛋白，對患者的生存質量造成了較大的影響。一般情況下，給患者行血液透析時，β2-微球蛋白的蓄積會導致相關性淀粉樣變，這也是終末期腎病患者常見的一種并發癥，此時采用常規的低通量血液透析并不能將大分子和中分子毒素清除干凈，因此就要選用一種超純透析液、高通透性，并且生物相容性良好的透析膜來進行血液透析，此種性能的血液透析膜能夠在一定程度上降低患者血液中的β2-微球蛋白濃度，避免了β2-微球蛋白的蓄積，尤其在發生了相關性淀粉樣變患者的治療中發揮了極其重要的作用。CS 膜具有較好的親水性和生物相容性，其孔狀結構以及自身的屬性對其選擇性通透有著較大的影響。有研究人員發現，采用嵌段共聚，能夠有效提高CS 膜的滲透率和生物相容性，尤其是CS-Pluronic 物理互穿網絡膜，不但有著較好的血液相容性，并且對大分子量毒素的清除率還比較高。為了有效提高CS血液透析膜的抗菌能力和生物相容性，可采用交聯生活性物質。研究人員制備了殼聚糖膜，其不但具有較好的抗菌性能，還具有較好的生物相容性，對總蛋白和血清蛋白的吸附量分別高達263 μg/cm2和75 μg/cm2，對其透析進行研究后發現，有84.4%的尿素能夠被清除，因此認為，此種血液透析膜在血液透析中有著較好的應用前景[2]。

PS 膜與PES 膜：PS 膜與PES 膜價格稍微貴一些，但是其穩定性極好，親水性也較好。蛋白質在PS 與PES 中纖維表面會發生明顯的吸附變性，采用PS膜與PES 膜進行透析時，極易導致患者發生凝血。加上大量蛋白質的吸附會導致PS膜與PES 膜的滲透性降低，對治療效果造成較大的影響。因此，為了有效提高臨床治療效果，就要盡可能減少蛋白質在膜表面的吸附，可在透析的過程中注入抗凝劑肝素，但是實際上，對中空纖維表面結構進行改善，使其具備抗凝血的作用，會使治療效果更好，并且治療安全性也更高[3]。為了提高PS 膜與PES膜中空纖維膜的親水性和滲透性，可采用共聚/共混的方法，還可對中空纖維膜接觸血液的表層進行化學改性，或者抑制PS膜對小分子物質的吸附，或者制備氯甲基化CMPS 多孔膜等，這些方法都比較有效。

EVOH 膜：患者長期的進行透析，會增加與透析相關的并發癥的發生率，因此，在透析治療中，要最大限度地減少氧化應激反應，并對炎癥效應進行緩解。EVOH 膜具有較好的親水性，并且其屬于一種不帶電荷的合成共聚膜，幾乎不吸附血漿蛋白，所以對減輕心血管并發癥、透析并發癥等均有著較好的效果。有研究人員在血液透析中應用了EVOH 膜，其有效地激活了血小板，并且還不會產生活性氧，因此，進一步保證了患者外周循環的正常狀態。有研究人員發現，進行血液透析時，使用抗凝劑極易引發出血性的并發癥，而使用EVOH 膜，則能夠有效提高血液凈化的效果[4]。氧化應激與心血管疾病方面的并發癥有關，這對血液透析患者的影響也是非常大的。而在透析中應用EVOH膜，能夠有效減少蛋白質的氧化，有望減少尿毒癥患者由于心血管疾病導致的死亡率。EVOH 膜在水純化、血液透析等方面均得到了廣泛的應用。為了能夠有效改善其生物的相容性，可在水相中進行化學改性。另外，EVOH 膜與配體結合起來，有望應用在蛋白質親和力的分離方面，但是需要注意的是，此種膜只能在水相中進行化學改性。

PMMA 膜：行長期血液透析的患者大多會出現慢性瘙癢的癥狀，由于PMMA 膜能夠清除掉絕大部分的中等分子物質，因此，能夠對腕管綜合征、營養不足、抑制尿毒性瘙癢癥等并發癥進行改善，并且效果較好[5]。由于其對蛋白質具有較強的吸附性，當大量的蛋白質在PMMA 膜的表面來競爭有效的位點時，就會在一定程度上降低PMMA 膜的吸附量。由于我國在PMMA 膜的開發時間上還比較短，關于其相關的改性技術、臨床應用等還有待進行更多的探究。

膜材料的發展趨勢

由于蛋白質吸附、血小板黏附等與膜表面的化學材料、親水性能等有著很大的關系，因此，可采用化學改性來增大透析膜的比表面，進而加快透析液的流速，這對提高臨床透析效率有著重要的價值。另外，通過對不同的高分子鏈的段間進行嵌段和接枝，使其形成高分子合金，也能夠有效改變透析膜的孔徑，進而改變透析膜的生物相容性。

近年來，隨著納米材料制備技術的迅速發展，膜材料的納米化也極有可能會將膜的性能提升上一個新的水平。

總之，目前臨床上使用的透析膜價格比較高，研制一種綠色且價格低廉的透析膜能夠有效減輕患者的經濟負擔。隨著高分子材料制備技術、改性技術、納米技術的不斷發展，相信在不久的未來，一定會研制出透析性能好、相容性能優、價格合適的透析膜。