一种透析液再生吸附剂及其制备方法和应用与流程

    技术2024-12-02  35


    本发明涉及血液净化,具体而言,涉及一种透析液再生吸附剂及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、尿毒症亦称终末期肾病,是慢性肾衰竭终末期的一种临床综合症。血液净化治疗能够清除体内的毒素和废物,控制电解质和酸碱度平衡,移除体内过量的体液,是治疗器官功能衰竭、丧失或替代的有效疗法。

    2、目前,我国大部分透析患者使用血液透析方法,他们需要频繁地去医院治疗(3次/周,约4h/次),透析期间患者需要一直躺在病床上,这给患者的日常生活造成了极大的不便。此外,在传统的血液净化治疗过程中,透析液都是一次性地与血液或体液交换,透析过程中需要连续的清洁水源,为了达到彻底清除毒素的效果,一次治疗需要耗水60~200l左右,治疗中会产生大量的废弃液。可穿戴或便携式透析能较好的解决上述问题,可穿戴或便携式透析旨在让患者可以在日常生活中便捷地进行肾脏治疗,避免了传统透析治疗中的繁琐程序和限制,能够显著提高患者的生活质量。并且,可穿戴或便携式透析通过对透析液进行再生处理,透析液循环使用,能节约大量用水和成本,以及降低透析机的体积。

    3、可穿戴或便携式透析的核心问题是透析液的循环再生,而循环再生透析液的关键的将尿素、肌酐等尿毒症毒素清除。redy系统是一种常用透析液再生方案,redy系统的吸附器的核心是使用固定化脲酶(固定在氧化铝上)、磷酸锆、氢氧化锆及活性炭。透析液通过redy系统时,尿素先被固定化脲酶水解成铵和二氧化碳,再利用磷酸锆阳离子交换树脂吸附铵离子,间接达到清除尿素的目的,氢氧化锆则用于吸附清除磷酸盐,活性炭吸附层则吸附清除非尿素类小分子有机物毒素。然而,redy系统存在着至少三种缺陷:(1)脲酶和铵离子都是高危害物质,进入体内会造成严重的后果;(2)脲酶易分解失活,材料制备、保存和使用条件苛刻;(3)磷酸锆吸附阳离子会释放出钠离子和氢离子,导柱透析液的酸碱和离子不平衡,需要附加调控系统,将酸碱和离子浓度调节到符合生理的范围,导柱整个系统复杂,不便于操控,也提高了redy系统的成本,限制了可穿戴或便携式透析的普及。此外,redy系统只能清除尿素、肌酐和磷酸盐等小分子毒素,而随着人们对尿毒症毒素认识的加深和透析技术的发展,除了尿素、肌酐、磷酸盐等传统小分子毒素外,对β2-微球蛋白、甲状旁腺素等中大分子毒素的清除也越来越重要,有利于提高血液净化效果,在尿毒症患者治疗中能够对其机体中的毒素进行全面清除。

    4、因此,针对现有技术存在的不足,开发出一种低成本,且对尿毒症毒素具有较全面清除效果的透析液再生吸附剂,对促进可穿戴或便携式透析的发展具有重要意义。


    技术实现思路

    1、本发明旨在提供一种成本低,对尿毒症毒素具有较全面清除效果的透析液再生吸附剂,以及提供该透析液再生吸附剂的制备方法和应用。

    2、为解决上述问题,本发明提供一种透析液再生吸附剂的制备方法,包括如下步骤:

    3、将聚苯乙烯基大孔树脂基体进行氯甲基化,制得氯甲基化改性的大孔吸附树脂;

    4、所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂同时进行傅克烷基化反应和傅克酰基化反应,制得富含羰基的超高交联多孔吸附树脂;

    5、所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂进行胺化反应,在所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上引入季胺基团,制得透析液再生吸附剂。

    6、进一步地,所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂同时进行傅克烷基化反应和傅克酰基化反应,制得富含羰基的超高交联多孔吸附树脂,包括:

    7、在所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂中加入酰氯类物质、二氯乙烷或硝基苯,静置溶胀后,在搅拌下加入氯化锌,于80℃至130℃反应8h至16h,制得富含羰基的超高交联多孔吸附树脂。

    8、进一步地,所述二氯乙烷的质量为所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂质量的5倍至7倍,或,所述硝基苯的质量为所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂质量的5倍至7倍。

    9、进一步地,所述酰氯类物质为双酰氯类物质或多酰氯类物质,所述酰氯类物质的质量为所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂质量的0.1倍至1倍;

    10、所述双酰氯类物质为丙二酰氯、丁二酰氯、戊二酰氯、对苯二甲酰氯、4,4'-联苯二甲酰氯、4,4'-二酰氯二苯醚和2,2-氧化二乙酰氯中的一种或几种的组合,所述多酰氯类物质为均苯三甲酰氯。

    11、进一步地,所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂含有微孔和中大孔;

    12、所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂的比表面积范围为600m2/g至1500m2/g,所述微孔所占比表面积范围为300m2/g至800m2/g,所述中大孔所占比表面积范围为300m2/g至700m2/g;

    13、所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂的孔体积范围为1.2cm3/g至2.0cm3/g,所述微孔所占孔体积范围为0.3cm3/g至0.7cm3/g,所述中大孔所占孔体积范围为0.8cm3/g至1.5cm3/g;

    14、所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂的平均孔径范围为2nm至15nm,所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂的粒径范围为0.2mm至1mm。

    15、进一步地,所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂进行胺化反应,在所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上引入季胺基团,制得透析液再生吸附剂,包括:

    16、在所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂中加入胺化试剂,搅拌升温至60℃至80℃反应4h至8h,使所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上残留的氯甲基与胺化试剂反应,在所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上引入季胺基团,制得透析液再生吸附剂。

    17、进一步地,所述胺化试剂为胺类化合物水溶液,所述胺类化合物水溶液的质量分数为1%至10%,所述胺化试剂质量为所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂质量的4倍至6倍;

    18、所述胺类化合物为三甲胺、三乙胺、三丁胺、二甲基丙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二甲胺和二乙胺中的一种或几种的组合;

    19、所述透析液再生吸附剂上所述季胺基团的接枝量为0.03meg/ml至0.3meg/ml。

    20、进一步地,所述将聚苯乙烯基大孔树脂基体进行氯甲基化,制得氯甲基化改性的大孔吸附树脂,包括:

    21、所述聚苯乙烯基大孔树脂基体和氯甲醚在无水氯化锌作用下,于50℃至52℃下反应8h至24h,制得氯甲基化改性的大孔吸附树脂,所述氯甲醚的质量为所述聚苯乙烯基大孔树脂基体质量的4倍至6倍,所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂中氯含量为5%至25%。

    22、本发明第二方面提供了一种透析液再生吸附剂,采用如第一方面所述的制备方法制备得到。

    23、本发明第三方面提供了一种可穿戴人工肾或便携式透析器,包括如第一方面所述的制备方法制得的透析液再生吸附剂,或包括如第二方面所述的透析液再生吸附剂。

    24、本发明所述的透析液再生吸附剂的制备方法,以具有中大孔和微孔的聚苯乙烯基大孔树脂基体作为吸附剂载体,该吸附剂载体能够吸附β2-微球蛋白、甲状旁腺素等中大分子毒素以及肌酐等小分子类毒素,在聚苯乙烯基大孔树脂基体上引入氯甲基,通过氯甲基能够同时进行傅克烷基化反应和傅克酰基化反应,傅克烷基化反应通过后交联反应进一步提高了微孔的比例,从而提高了对肌酐等小分子类毒素的吸附,傅克酰基化反应能够在超高交联多孔吸附树脂上引入丰富的羰基,利用羰基能够在其亲电碳基和弱亲核尿素分子之间的作用力,使羰基和尿素结合形成半胺基或亚胺基结构,提高了超高交联多孔吸附树脂结合尿素的能力,有利于吸附和清除尿素;此外,经过傅克烷基化反应和傅克酰基化反应后,富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上还有残留的氯甲基,残留的氯甲基与胺化试剂反应,能够引入季胺基团,季胺基团利用阴离子交换吸附和清除磷酸盐类物质。本发明提供的透析液再生吸附剂的制备方法,以氯甲基作为连接臂,通过傅克酰基化反应和胺化反应,能够在超高交联多孔吸附树脂上接枝羰基和季胺基团,并使羰基和季胺基团能够与超高交联多孔吸附树脂牢固结合,提高了透析液再生吸附剂的结构强度,使该透析液再生吸附剂在后续的使用过程中不易脱落,提高了该透析液再生吸附剂的使用安全性。另外,本发明提供的透析液再生吸附剂的制备过程简单,反应条件温和,反应过程中的安全性较高,生产成本较低,有利于工业化大批量生产。

    25、本发明所述的透析液再生吸附剂,能够对中大分子毒素、小分子类毒素、尿素和磷酸盐类物质均具有良好的清除效果,对尿毒症毒素进行全面的清除,无需考虑多种吸附材料的组合,有利于降低透析液再生吸附剂的成本,并使透析液再生吸附剂便于更换,能够有力的促进便携式透析技术的发展,以及为将来高通量便携式透析或便携式透析滤过技术的发展提供技术支持。


    技术特征:

    1.一种透析液再生吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂同时进行傅克烷基化反应和傅克酰基化反应,制得富含羰基的超高交联多孔吸附树脂,包括:

    3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述二氯乙烷的质量为所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂质量的5倍至7倍,或,所述硝基苯的质量为所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂质量的5倍至7倍。

    4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述酰氯类物质为双酰氯类物质或多酰氯类物质,所述酰氯类物质的质量为所述氯甲基化改性的大孔吸附树脂质量的0.1倍至1倍;

    5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂含有微孔和中大孔;

    6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂进行胺化反应,在所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上引入季胺基团,制得透析液再生吸附剂,包括:

    7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述胺化试剂为胺类化合物水溶液,所述胺类化合物水溶液的质量分数为1%至10%,所述胺化试剂质量为所述富含羰基的超高交联多孔吸附树脂质量的4倍至6倍;

    8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将聚苯乙烯基大孔树脂基体进行氯甲基化,制得氯甲基化改性的大孔吸附树脂,包括:

    9.一种透析液再生吸附剂,其特征在于,采用如权利要求1至8任一项所述的制备方法制备得到。

    10.一种可穿戴人工肾或便携式透析器,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的制备方法制得的透析液再生吸附剂,或包括如权利要求9所述的透析液再生吸附剂。


    技术总结
    本发明提供了一种透析液再生吸附剂及其制备方法和应用,该透析液再生吸附剂的制备方法,包括如下步骤:将聚苯乙烯基大孔树脂基体进行氯甲基化,制得氯甲基化改性的大孔吸附树脂;氯甲基化改性的大孔吸附树脂同时进行傅克烷基化反应和傅克酰基化反应,制得富含羰基的超高交联多孔吸附树脂;富含羰基的超高交联多孔吸附树脂进行胺化反应,在富含羰基的超高交联多孔吸附树脂上引入季胺基团,制得透析液再生吸附剂。本发明提供的透析液再生吸附剂对尿毒症毒素具有较全面清除效果。

    技术研发人员:董凡,邵柯,蒋立新,李春
    受保护的技术使用者:健帆生物科技集团股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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