CN104174385B - 一种用于血液灌流的胆红素吸附剂 - Google Patents
一种用于血液灌流的胆红素吸附剂 Download PDFInfo
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Abstract
<b>一种用于血液灌流的胆红素吸附剂</b><b>。本发明基于分子印迹的原理，以与人血清白蛋白具有类似分子量的低聚大分子等为致孔剂，以聚苯乙烯-二乙烯基苯为基本骨架，</b>按自由基悬浮聚合法<b>制备了超大孔径高比表面积的吸附剂。</b>该吸附剂不仅具有超高的比表面积，也具有适合白蛋白结合胆红素自由扩散的孔道，对结合与非结合胆红素都具有良好的吸附效果。同时，该发明吸附剂较之传统胆红素吸附剂，还具有制备工艺简单，生物相容性好，吸附容量大，无电解质紊乱风险等特点，不仅可用于血浆灌流，也可用于全血灌流清除胆红素。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，涉及一种新颖的医用吸附剂,特别是适用于通过体外血液灌流清除血液中过高的胆红素及胆酸的吸附剂。
背景技术
胆红素（Bilirubin BR）是胆汁的主要色素之一，由衰老红细胞产生，主要经肝脏代谢后***。如体内胆红素产生过多，或肝脏对胆红素的摄取、代谢或***功能发生障碍，胆红素就会在体内蓄积，导致发生胆红素血症。游离胆红素是一种内源性毒素，其亲脂性是其极易通过生物膜，并在组织内沉积，造成巩膜、皮肤等黄染。当血浆中未结合胆红素浓度超过20-25mg/dl时，其可透过血-脑屏障和神经核团结合，干扰脑细胞功能，对大脑造成不可逆损伤，即胆红素性脑病，预后很差，甚至危及患者生命。另外，临床上很多疾病都和胆红素在体内的积蓄有关，如果能有效清除患者体内过量的胆红素，对于改善生命质量、挽救患者生命具有重大意义。
目前临床上对高胆红素血症的治疗主要采用光疗、药物治疗、血浆置换和血液净化（透析和血液灌流等）治疗等。光疗主要针对症状较轻患者；药物治疗临床效果不很理想，患者症状往往不能得到及时改善；血浆置换需要大量新鲜血浆，费用较高且来源有限，而且存在交叉感染风险；血液透析对小分子、水溶性毒素有较好效果，对脂溶性胆红素并不理想；就胆红素的清除而言，血液灌流具有明显优势，并得到临床越来越多地关注。
在高胆红素血症的血液灌流治疗方面，所采用的吸附剂材料主要为活性炭和合成树脂。活性炭比表面积高、平均孔径较小，对胆红素的吸附效果不太理想，且容易脱颗粒引起栓塞。合成树脂的应用则主要集中于大孔型阴离子交换树脂领域，如日本Kuraray公司生产的BL-300，日本旭化成的BR-350，德国的MARS***，我国键帆的BS-300等产品所用吸附剂均为阴离子树脂，这些树脂因带有强碱性基团，多采用血浆灌流方式，同时具有引起血液电解质紊乱的风险。在研究领域，有采用苯乙烯载体，通过活化接枝活性氨基、糊精等为配基；采用聚乙烯醇为载体，接枝多胺配基；采用琼脂糖载体，接枝带有胺基的分子为配基；也有在苯乙烯骨架中引入氰基等的吸附树脂，以上树脂基于多种因素，仍停留在实验室研究，研究数据也多基于小分子游离胆红素的清除，所以并不能真实反映临床应用所面临的现实。
目前在胆红素吸附剂的研究方面，仍是基于胆红素分子结构的亲脂性链段和负离子羧基，通过在吸附剂上引入正离子胺基增加对血液中胆红素的清除效果。但该类吸附剂仅能用于血浆灌流，且生物相容性较差，存在电解质紊乱等问题需要关注，同时也大大增加了患者的医疗费用。
我国目前尚没有一种可以用于全血灌流，且对胆红素清除效果优异的吸附剂产品出现。因此，临床急需一种新型胆红素吸附剂产品，它不仅能用于全血灌流，而且能高效清除血液中的胆红素，同时也具有相对低廉的成本，使血液灌流技术更广泛服务于广大患者。
发明内容
本发明目的是针对现有胆红素吸附剂存在的不足，提供一种生物相容性好，强度高、吸附容量大且制造成本低，可用于全血灌流的胆红素吸附剂及其制备方法。
本发明提供的用于血液灌流得胆红素吸附剂，是以交联聚苯乙烯-二乙烯苯微球为基本载体，以低聚高分子（聚合度100-1000的低聚苯乙烯、聚合度100-1000的低聚甲基丙烯酸酯类、聚合度200-800的聚醋酸乙烯酯等）、甲苯、液蜡、固蜡、以及它们的比例混合物为致孔剂，按自由基悬浮聚合法制备的大孔吸附树脂微球，然后将该微球采用具有良好生物相容性材料进行包膜，进一步提高吸附剂的生物相容性和吸附选择性；
载体为球形，溶胀度低，机械强度良好，粒径在0.3-1.0mm之间，比表面积500-1500m2/g，孔径5-50nm.
本发明优先选用苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球为载体材料，该材料制备工艺简单、结构可灵活调控。
本发明选用的包膜材料为火棉胶或聚甲基丙烯酸ß羟乙酯。通过调节包膜材料的厚度，增加载体良好生物相容性的同时，也可赋予吸附剂载体的对血液中物质的选择性吸附效应。所用的包膜材料也可为壳聚糖、肝素、聚乙烯醇、肝素等。
本发明提供的吸附剂可用于血浆灌流清除胆红素，或者用于全血灌流。
本发明提供的吸附剂的制备方法，可通过以下步骤实现：
第1步、交联聚苯乙烯-二乙烯苯大孔微球制备
第1.1、在常温下，将明胶或聚乙烯醇溶解于水中，配成1.0-2.0%（质量分数）的水相，加热至30-55℃以使明胶或聚乙烯醇充分溶解；
第1.2、以质量比为0-1：1的苯乙烯和二乙烯基苯为反应单体；以反应单体0.5-3倍（质量比）的低聚苯乙烯、低聚甲基丙烯酸酯类、聚醋酸乙烯酯、甲苯、液蜡、固蜡等，或它们的比例混合物为致孔剂；将反应单体和致孔剂混合，称之为油相。
第1.3、将以上所述的水相与油相混合，其中水相与油相的体积比为3-4：1；以过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰为引发剂，用量为混合单体总质量的1-3%；经悬浮聚合、以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至70-80℃，反应3-5小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至85℃反应3-5小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至95℃以上，反应3-5小时，反应体系经过滤、洗涤处理后，制备出聚苯乙烯大孔球，备用。
第2步、包膜
第2.1、将包膜剂（火棉胶或聚甲基丙烯酸ß羟乙酯等）溶于溶剂（乙醇、***等或它们的混合溶剂）中，制备得到浓度为0.1-1%（包膜剂和溶剂质量比）的包膜剂溶液。
第2.2、然后取第1步所制备吸附剂，将包膜剂溶液加入到吸附剂中，使吸附剂得到充分浸泡，包膜剂用量为吸附剂的1-3倍（体积比）。再用乙醇或去离子水充分清洗，得到包膜的吸附剂产品。
本发明所制备胆红素吸附剂的外观和理化参数为：乳白色球形颗粒，粒径0.3-1.0mm，比表面积500-1500m2/g干树脂，含水量50-65%，平均孔径5-50nm，孔隙率50-80%。该吸附剂可用于血液灌流清除血液中的胆红素。
本发明的优点和有益效果
本发明依据结合白蛋白的胆红素的分子大小，设计了大孔径、高比表面积聚苯乙烯型吸附剂。通过调节包膜材料的种类和厚度，不仅可以增加载体良好生物相容性的同时，也可赋予吸附剂载体的对血液中物质的选择性吸附效应。吸附实验表明，本发明的胆红素吸附剂对血液中的胆红素具有优良的吸附性能和血液相容性，用于治疗高胆红素血症安全、有效。
附图说明
图1是不同吸附剂对胆红素的吸附率测试结果图。
具体实施方式
实施例1 高交联大孔微球的制备
在常温下，将10g明胶溶解于1000ml水中，配成1.0%（质量分数）的水溶液，置于2000ml的三口瓶中加热至45℃以使明胶充分溶解；将50g苯乙烯、100g二乙烯基苯、110g甲苯、190g液体石蜡、10g低聚苯乙烯（聚合度1000）和1.5g偶氮二异丁氰混合均匀后 加入三口瓶中，开动搅拌，调节转速使油珠分散成适度大小，经悬浮聚合、以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至78℃,反应3小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至85℃，反应3小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至95℃以上，反应5小时，然后停止反应，过滤、洗涤处理后，制备出交联聚苯乙烯-二乙烯基苯大孔球。粒径0.5-1.0mm，平均孔径25nm，比表面积620m2/g。
实施例2 高交联大孔微球的制备
在常温下，将18g聚乙烯醇溶解于1200ml水中，配成1.5%（质量分数）的水溶液，置于3000ml的三口瓶中加热至45℃以使聚乙烯醇充分溶解；将苯乙烯25g，125g二乙烯基苯、20g低聚甲基丙烯酸酯类、80g甲苯、25g液体石蜡、25g固体石蜡和2.0g过氧化苯甲酰混合均匀后 加入三口瓶中，开动搅拌，调节转速使油珠分散，经悬浮聚合、以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至78℃,反应3小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至85℃，反应3小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至95℃以上，反应5小时，然后停止反应，过滤、洗涤处理后，制备出高交联聚苯乙烯-二乙烯苯大孔球。粒径0.3-1.0mm，平均孔径25nm，比表面积700m2/g。
实施例3 高交联超大孔微球的制备
在常温下，将20g聚乙烯醇溶解于1000ml水中，配成2.0%（质量分数）的水溶液，置于2000ml的三口瓶中加热至45℃以使聚乙烯醇充分溶解；将150g二乙烯基苯、200g甲苯、190g固体石蜡、15g聚醋酸乙烯酯（聚合度500）和1.5g过氧化苯甲酰混合均匀后 加入三口瓶中，开动搅拌，调节转速使油珠分散成适度大小，经悬浮聚合、以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至78℃,反应3小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至85℃，反应3小时，再以1-2℃/5分钟的速度缓慢升温至95℃以上，反应5小时，然后停止反应，过滤、洗涤处理后，制备出高交联超大孔微球。粒径0.3-1.0mm，平均孔径45nm，比表面积1200m2/g。
实施例4火棉胶包膜
准确称取实施例1中处理好的微球10ml，搅拌下加入到10ml含1%（质量比）火棉胶的乙醇溶液中，继续搅拌，使火棉胶均匀分布于微球表面，回收乙醇溶剂后，将包膜后树脂用注射用水反复漂洗后，干燥备用, 编号:SSL-1。
实施例5 包膜
将0.1g 的0.5%交联度的甲基丙烯酸ß羟乙酯聚合物，溶于20ml的***中，配制得到0.5%的包膜剂溶液, 然后准确称取实施例2中处理好的微球10ml，搅拌下加入到***溶液中，继续搅拌，使聚甲基丙烯酸ß羟乙酯聚合物均匀分布于微球表面，回收***溶剂后，将包膜后树脂用注射用水反复漂洗后，干燥备用, 编号:SSL-2。
实施例6 包膜
将0.02g 的0.5%交联度的甲基丙烯酸羟乙酯聚合物，溶于20ml的***中，配制得到0.1%的包膜剂溶液, 然后准确称取实施例3中处理好的微球10ml，搅拌下加入到***溶液中，继续搅拌，使甲基丙烯酸羟乙酯聚合物均匀分布于微球表面，回收***溶剂后，将包膜后树脂用注射用水反复漂洗后，干燥备用, 编号:SSL-3。
实施例7大孔微球静态吸附实验
模拟高胆红素血请的配制：称取2.0g牛血清白蛋白，加入PBS缓冲液133ml溶解，得到模拟血清液。再精确称取15mg胆红素，用3.0ml二甲亚砜和2.0ml碳酸钠溶液(0.l mol/L)溶解，并用已配得的模拟血清液定容，得到100ml的胆红素溶液。
取实施例4、5、6中的SSL-1、SSL-2、SSL-3大孔微球为试验组，以XAD-4（美国罗门哈斯公司购买）树脂为对照研究对象，分别取各类树脂0.5ml于25ml锥形瓶中，用注射器将水吸干，加入15ml模拟高胆红素血清液，用塞子塞紧，并用封口膜密封。避光置于空气摇床中，37℃震荡吸附2h。
取上清测胆红素浓度，并设空白对照，每组试验重复三次，并根据下列公式计算吸附量和单位体积树脂的吸附率：
AP=
式中，AP为吸附率(%)，和分别为吸附前后胆红素的浓度(mg/dl）。
测试结果为见图1，结果可见，XAD-4对模拟血清中的胆红素的吸附率在40%左右，而本发明树脂对同体系中的胆红素的吸附率均在85%以上，较之对照组高出一倍以上。
实施例8大孔微球静态血液相容性测试
分别称取0.2mL吸附剂SSL-1、SSL-2、SSL-3，用氯化钠注射液充分冲洗后加入到2mLEDTA-K2抗凝的人血液中，空白对照组血液中不加吸附剂，37℃水浴放置2h，分别取20µl于血液细胞分析仪测定血细胞指标变化。
结果见下表：
从表中结果可知：本发明所得的吸附剂，均具有良好的血液相容性。
Claims (3)
1.一种用于血液灌流的胆红素吸附剂，其特征在于该吸附剂以聚苯乙烯-二乙烯基苯为载体，该载体是以甲苯、液蜡、固体石蜡、低聚高分子以及它们的比例混合物为致孔剂，按自由基悬浮聚合法制备得到的大孔吸附树脂微球，然后将该微球采用具有良好生物相容性材料进行包膜，进一步提高吸附剂的生物相容性；所述的低聚高分子致孔剂为聚合度100-1000的低聚苯乙烯、聚合度200-800的聚醋酸乙烯酯和聚合度100-1000的聚甲基丙烯酸酯，所用的包膜材料为火棉胶或交联聚甲基丙烯酸β羟乙酯。
2.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于所述的微球粒径0.3-1.0mm之间，比表面积500-1500m2/g，孔径5-50nm。
3.权利要求1所述的吸附剂的应用，用于血浆灌流清除胆红素，或者用于全血灌流。
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