Трековая мембрана для фильтрации крови

Изобретение относится к полупроницаемым мембранам и может быть использовано для ультрафильтрации жидких сред в медицине, биотехнологии, фармацевтике и микробиологии, в частности для фильтрации плазмы крови человека. Трековая мембрана для фильтрации крови выполнена в виде пористой полимерной пленки толщиной 10-30 мкм. При этом 15-35% пор имеют диаметр 0.02-0.07 мкм, 50-60% пор имеют диаметр 0.07-0.1 мкм, 5-10% пор имеют диаметр 0.1-0.13 мкм. Общая плотность пор составляет 0.9·109÷1.1·1010 пор/см2. Изобретение позволяет повысить задерживающую способность трековой мембраны по отношению к липопротеинам низкой плотности в крови человека при сохранении альбуминовой фракции. 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к полупроницаемым мембранам и может быть использовано для ультрафильтрации жидких сред в медицине, биотехнологии, фармацевтике и микробиологии, в частности для фильтрации плазмы крови человека.

Известна трековая мембрана для фильтрации крови, выполненная в виде пористой полимерной пленки толщиной 5-15 мкм (см. патент RU 2325944, кл. МПК B01D 61/00, опубл. 10.06.2008). Недостатком известного устройства является невозможность селективной фильтрации выбранных компонентов плазмы крови.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в повышении задерживающей способности трековой мембраны по отношению к липопротеинам низкой плотности в крови человека при сохранении альбуминовой фракции. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что трековая мембрана для фильтрации крови выполнена в виде пористой полимерной пленки толщиной 10-30 мкм, причем 15-35% пор имеют диаметр 0.02-0.07 мкм, 50-60% пор имеют диаметр 0.07-0.1 мкм, 5-10% пор имеют диаметр 0.1-0.13 мкм, а общая плотность пор составляет 0.9-109÷1.1·1010 пор/см2.

На чертеже представлено распределение пор предлагаемой мембраны по их размеру.

Базовые характеристики предлагаемой мембраны приведены в табл.1. Примерное содержание пор определенного диаметра на единице поверхности экспериментального образца трековой мембраны представлено в табл.2 (см. также чертеж).

Через поры трековой мембраны с указанными характеристиками была проведена фильтрация плазмы крови в тангенциальном режиме с рециркуляцией. Для рассмотрения эффективности фильтрации введем коэффициент пропускания S:

S = C f C i n

где Cf - концентрация растворенного вещества в фильтрате, Cin -концентрация растворенного вещества на входе в плазмофильтр. Полученные селективные свойства (значения параметра S) вышеуказанной мембраны по целевым компонентам сведены в табл.3.

Результаты по селективным свойствам выбранной мембраны в значительной мере зависят от качества исходной плазмы, однако можно сделать вывод, что трековая мембрана с указанным распределением пор позволяет задержать 70-75% патогенных липопротеинов низкой плотности, в то же время сохраняя 70-80% альбумина и общего белка, необходимых для нормальной работы организма.

Проведенные эксперименты показали, что в общем случае для эффективного отфильтровывания липопротеинов низкой плотности необходимо, чтобы 15-35% пор имели диаметр 0.02-0.07 мкм, 50-60% пор имели диаметр 0.07-0.1 мкм, 5-10% пор имели диаметр 0.1-0.13 мкм.

При этом общая плотность пор должна составлять 0.9·109÷1.1·1010 пор/см2. Выбор таких диапазонов обусловлен следующими причинами.

- Если количество пор с указанной дисперсией по размерам больше 1.1·1010 пор/см2, наблюдается низкая механическая прочность мембраны, при фильтрации может произойти разрыв мембраны, т.е. нарушение ее целостности.

- Если - меньше 0.9·109÷1.1·1010 пор/см2 - неоправданно увеличивается гидравлическое сопротивление мембраны, скорость отбора фильтрата при этом резко уменьшается.

- Если содержание пор размером 0.07-0.1 мкм меньше 50%, то:

S(альбумина) уменьшается до 40-50%, при этом скорость отбора фильтрата резко уменьшается, если больше 60% - S(ЛПНП) увеличивается до 30-50%.

- Если содержание пор размером 0.02-0.7 мкм меньше 15%, то S(альбумин) уменьшается до 40-60%, если больше 35% - S(ЛПНП) увеличивается до 40-60%.

- Если содержание пор размером 0.1-0.13 мкм больше 10% - S(ЛПНП) возрастает до 50-60%.

Предлагаемую трековую мембрану изготавливают следующим образом.

Полимерную пленку облучают ускоренными ионами Kr при плотности облучения 0.9·109-1.1-1010 и ионов/см2. Затем проводят сенсибилизации пленки излучением в ультрафиолетовом диапазоне при экспозиции 9-17 минут и интенсивности ультрафиолета А 5.8-12.5 Вт /м2, ультрафиолета В - 2.6-4.4 Вт /м2. После сенсибилизации проводят травление пленки щелочным реагентом и промывают ее раствором полиэтиленимина и раствором поливинилпирролидона. После модифицирования вышеуказанными реагентами трековая мембрана также в динамическом режиме обрабатывается физиологическим раствором хлорида натрия (с целью удаления следов вышеуказанных реагентов и блокирования попадания их в кровеносное русло человека). Сразу после окончания обработки мембраны физиологическим раствором необходимо проводить фильтрацию плазмы крови (или обработку физиологическим раствором хлорида натрия необходимо проводить непосредственно перед фильтрацией плазмы крови).

Предлагаемая трековая мембрана позволяет эффективно и селективно отфильтровывать из плазмы крови человека патогенный компонент, повышенное содержание в крови которого ведет к развитию заболеваний системы кровообращения - ишемической болезни сердца, атеросклероза и др.

Таблица 1
Пористость, % Диаметр пор по СЭМ, нм Эффективный диаметр пор, нм / Газодинамический диаметр пор, нм
не менее 5 130-150 85-95 / 110-130
Таблица 2
Диаметр % от общего
пор, нм количества пор
0-20 0
20-30 Не более 1%
30-40 Не более 6%
40-50 Не более 8%
50-60 Не более 10%
60-70 Не более 10%
70-80 Не более 13%
80-90 Не менее 21%
90-100 Не менее 21%
>100 Не более 10%
Таблица 3
Компонент S
Общий белок Не менее 70%
Альбумин Не менее 75%
Липопрогеины высокой плотности Не менее 65%
Липопротеины низкой плотности Не более 25%

Трековая мембрана для фильтрации крови, выполненная в виде пористой полимерной пленки толщиной 10-30 мкм, отличающаяся тем, что 15-35% пор имеют диаметр 0.02-0.07 мкм, 50-60% пор имеют диаметр 0.07-0.1 мкм, 5-10% пор имеют диаметр 0.1-0.13 мкм, а общая плотность пор составляет 0.9·109÷1.1·1010 пор/см2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам придания и усовершенствования бактериальной стойкости полимерных полупроницаемых мембран на основе композиционных материалов, используемых в процессах водоочистки и водоподготовки, в частности получения особо чистой воды и питьевой воды из различных источников, включая поверхностные и подземные воды Технический результат: повышение бактерицидных свойств мембраны.
Изобретение относится к области мембранной техники. На поверхность гетерогенных ионообменных мембран, выполненных из полиэтилена и диспергированного в нем ионполимера, наносят раствор сульфированного политетрафторэтилена в органическом растворителе.
Изобретение относится к области мембранных технологий. Способ прогнозирования основан на корреляции газохроматографических характеристик веществ, полученных на колонке с неподвижной жидкой фазой, с транспортными свойствами исследуемой мембраны.

Изобретение относится к области композиционных мембран, предназначенных для использования в контакторах газ-жидкость, в которых реализуются процессы абсорбции и/или десорбции газов, и касается композиционной мембраны на основе высокопроницаемых стеклообразных полимеров.

Изобретение относится к области техники поверхностного модифицирования полимерных мембранных материалов Поверхность полимерных мембранных материалов после обработки газообразной смесью, содержащей фтор, обрабатывают смесью из газообразных окиси азота NO и/или NO2 и инертного разбавителя, после чего поверхность обрабатывают водным раствором аммиака и обдувают.

Изобретение относится к области техники поверхностного модифицирования полимерных мембранных материалов, полимерных мембран различного вида (гомогенных, композитных, половолоконных и т.д.) и изготовленных из них газоразделительных устройств с целью придания им улучшенных газоразделительных свойств.

Изобретение относится к композиционным мембранным материалам для очистки жидкости, в частности питьевой воды. .

Изобретение относится к технологии производства армированных мембран, в частности мембран для ультра- и микрофильтрации, используемых для осуществления барометрических процессов разделения растворов и суспензий.

Изобретение относится к технологии получения разделительных микропористых мембран, которые могут быть использованы для отделения таких молекул, как водород, азот, аммиак, вода, друг от друга и/или от малых органических молекул, таких как алканы, алканолы, простые эфиры и кетоны.

Изобретение относится к области синтеза палладиевых нанокристаллических катализаторов в виде мембран. .

Изобретение относится к области диффузионно-мембранных технологий, направлено на получение селективных мембран и может быть использовано в газоперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности для извлечения и концентрирования целевых компонентов, например гелия и водорода, из многокомпонентной газовой смеси.

Изобретение относится к способам производства фильтров, в частности, к мембранным модулям. .

Изобретение относится к очистке загрязненной воды, агрессивных жидкостей, механическому разделению растворов с помощью керамического фильтра и технологии его изготовления.
Изобретение относится к мембранной технологии и, в частности, касается керамических мембран, которые могут быть использованы для ультрафильтрации молочной сыворотки.

Изобретение относится к области нанотехнологии. .

Изобретение относится к изготовлению фильтрующих элементов с волокнистой структурой, в частности из керамических волокон путем фильтрации под давлением. .

Изобретение относится к способам изготовления трековых мембран и может быть использовано для получения мембранных материалов, пригодных для ультрафильтрации жидких сред в медицине, биотехнологии, фармацевтике и микробиологии, а именно мембранных материалов для фильтрации крови. Способ изготовления трековой мембраны для фильтрации крови включает облучение полимерной пленки ускоренными заряженными частицами, ее сенсибилизацию излучением в ультрафиолетовом диапазоне и последовательную обработку облученной пленки травящим щелочным реагентом, раствором полиэтиленимина и раствором поливинилпирролидона. В качестве заряженных частиц используют ионы криптона при плотности облучения 0.9·109÷1.1·1010 ионов/см2. Время экспозиции при сенсибилизации пленки излучением в ультрафиолетовом диапазоне составляет 9-17 минут при интенсивности ультрафиолета А 5.8-12.5 Вт/м2, а ультрафиолета В - 2.6-4.4 Вт/м2. Изобретение позволяет повысить задерживающую способность изготавливаемой трековой мембраны по отношению к липопротеинам низкой плотности в крови человека при сохранении альбуминовой фракции. 4 ил., 6 табл., 3 пр.
Наверх