高通透性透析膜技术的发展与应用

最新高通量透析膜技术的发展与应用2017年5月本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传1由百特公司支持，中国医疗保健国际交流促进会承办的“膜力无限-高品质血液净化研讨会”始于2015年，每年在国内10余个省份邀请肾脏病领域、血液净化领域的专家主持会议和主题演讲，采用实例讨论、专家讲解的会议形式，结合国内外血液净化的治疗现状，提出发展我国血液净化领域的专业建议。规划性的课题，逐年聚焦于透析膜技术发展1，清除小、中分子毒素的现有技术与疗法2，现有透析器技术(1)：透析膜技术与生物相容性3，现有透析器技术(2)：制造工艺与清除效率4，现有透析器技术(3)：透析膜材料与治疗安全性4，清除大分子毒素的临床获益与疗法5，其他创新性透析膜技术介绍透析膜技术的主流发展趋势多材料不均一透析膜技术的思考目录性能优异的Revaclear透析器本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传3无论是血液透析还是血液透析滤过疗法，透析器始终是溶质清除的核心部分本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传百特提供全套血液透析产品4封装切割工艺纤维丝排布技术顶盖设计透析器的性能好坏主要取决于中空纤维中空纤维装配工艺纤维丝的内径和数量纤维丝的膜结构技术纤维丝的开孔密度本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传5装配工艺的改善提升透析器性能血液接头血液接头透析液接头透析液接头纤维丝的几何构型新颖的微波浪结构改善透析液分布透析液均匀分布在空心纤维周围增加溶质转运效率(KoA)纤维丝的数量、直径和厚度切割技术增加单位面积纤维丝的个数，减小直径和膜厚，改善血流分布增加束装密度改善血流与透析液接触面积优秀的切割工艺无被堵塞的中空纤维，能够保障血液透析的充分性本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传6封装切割工艺纤维丝排布技术顶盖设计透析器的性能好坏主要取决于中空纤维纤维丝的内径和数量纤维丝的膜结构技术纤维丝的开孔密度中空纤维装配工艺本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传7•24h/day//365days/year透析器的大规模生产已普及8本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传在线干燥纤维清洗聚合物溶液辅助物质沉淀池重复循环喷嘴~240°C绕圈透析器的大规模生产流程本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传9透析器的生产工艺流程PolymerSolutionStreamNonsolventStreamNote:PicturenotdrawntoscaleOutflowStream膜孔膜壁本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传10高通量透析膜与低通量透析膜的差别在于中空纤维表面的孔径不同超滤系数尿素白蛋白11本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传如果高通透析器表面的开孔直径不均一，则中大分子通过的效率减低，清除率下降Β2微球蛋白Β2微球蛋白尿素尿素尿素尿素尿素尿素Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白优秀的高通透析器表面的开孔直径应该均一，最大程度允许中大分子通过Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白如果高通透析器表面的开孔直径不均一，则中大分子通过的效率减低，清除率下降Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白Β2微球蛋白白蛋白HighFluxHighCutOffPlasmafilter不同治疗目的滤器，其开孔直径也不均一高通量透析器高截留量透析器血浆置换器本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传15开孔密度低中空纤维的开孔的技术发展方向：密度高，孔径均匀孔径不均一开孔密度高孔径均一16本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传透析膜孔技术的发展趋势与优势：不同孔径，尺寸均一制造不同孔径，用以清除不同分子量的毒素溶质Theralite/HighCUTOFFLowflux本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传17透析膜技术面临的挑战与机遇近年来，随着研究的不断深入，对血液透析有了更好的认识，同时也对透析效果提出了更高的要求透析膜微结构与生物相容性的关系更为清楚，评估手段更加多样、细致、准确对膜材要求更高，设计膜材时可以更有针对性，通过调整微结构改善生物相容性对毒素的清除、血液中所含毒素的成份与危害了解更深对膜材和透析方法要求更高，如何清除各种类型的毒素，包括中大分子毒素、蛋白结合毒素等对透析液中细菌内毒素、细菌DNA片段危害有了新的认识对膜材要求更高，必须提高内毒素截留能力生物相容性毒素清除截留能力本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传18透析膜技术的主流发展趋势多材料不均一透析膜技术的思考目录性能优异的Revaclear透析器本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传19百特Polyflux费森尤斯FX旭化成Rexeed贝朗Polysulfone30µm百特三层不对称膜结构区别于其他一切合成膜结构20本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传三层不对称聚酰胺膜结构区别于其他一切膜结构中空纤维结构膜材料膜结构海绵状不均一结构三层指状结构聚砜合成膜百特聚酰胺合成膜同等膜厚情况下，百特聚酰胺透析膜的致密中间层厚度仅为聚砜膜的三分之一，大大减少溶质进出的阻力，提升转运效率21本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传三层不对称聚酰胺膜结构区别于其他一切膜结构中空纤维结构膜材料膜结构海绵状不均一结构三层指状结构聚砜合成膜聚酰胺合成膜22本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传聚砜膜（聚醚砜膜）可同时满足目前透析的多重需求1：良好的生物相容性，拉丝工艺成熟机械强度高，耐化学腐蚀可使用所有常见的方法灭菌（如γ射线，β射线，EtO，蒸汽加热）聚砜膜的缺点：释放大量BPA（双酚A），存在致癌、生殖毒性、免疫毒性等安全性隐患；成型延展性一般，故透析膜呈现出紧密的内部结构，阻碍毒素物质进出聚酰胺膜由疏水性的芳香-脂肪共聚酰胺与聚芳醚砜相混合而成：更高的机械强度，较聚砜膜提升了20%的热变形温度，43%的拉伸断裂强度更好的延展性，能够在膜内部形成空指状结构，减少物质转移阻力可使用所有常见的方法灭菌（如γ射线，β射线，EtO，蒸汽加热）无需使用塑化剂，不释放BPA等物质聚砜膜的缺点：如聚酰胺物质的混合比例太高，则膜的脆性增加，需通过现代化工业生产工艺解决百特专利聚酰胺透析膜技术：三层不对称膜结构完美结合三种不同材质指状层：聚芳醚砜疏水性中间层：聚芳醚砜+聚酰胺疏水性疏水性内皮层：聚芳醚砜+PVP疏水性亲水性•极薄的內皮层保证了高弥散效率•中间层支持内皮层并抵抗内毒素进入•指状层保证了膜的强度并增加了弥散及对流转运的效率Roncoetal.Evolutionofsyntheticmembranesforbloodpurification:thecaseofthePolyfluxfamily.NDT2003;18:vii10-vii20本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传23ß2微球蛋白11,800D白蛋白68,000D三层不对称膜结构：高ß2微球蛋白清除，低白蛋白泄漏24本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传基于Lyman等的实验工作，一种在膜表面亲水性和疏水性平衡的“微区域结构”成为目前可用来评价膜的生物相容性的有用特征11.Uhlenbusch-Körwer.UnderstandingMembranesandDialysers[M].PabstSciencePublishers：27“亲疏水微区域结构”可显著改善生物相容性Polyamix膜表面亲疏水微区域图中亮色为亲水区，暗色为疏水区膜表面呈现出亲水和疏水区域在纳米范围内的交替蛋白的亲水或疏水区都无法与细胞膜保持稳定的联系极大限度避免了血膜交互反应提高透析器的生物相容性在疏水的合成膜中，加入亲水性聚合材料本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传25独特的亲水—疏水微区域结构设计根本上避免了血液有形成分在透析膜血液侧表面的吸附极大限度避免了血膜交互反应进一步提高了透析器的生物相容性百特独特的亲水疏水微区域结构26本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传蛋白与疏水表面的相互作用蛋白完全疏水性的表面疏水性表面27本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传疏水性表面完全疏水性的表面•强大相互作用(接触吸附)•多个接触吸附作用点•膜表面不能保持平滑•蛋白激活强烈的蛋白与疏水表面相互作用28本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传加入疏水/亲水微区域的表面蛋白疏水/亲水微区域的表面29本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传蛋白与疏水亲水微区域的表面的相互作用减少疏水性表面疏水/亲水微区域的表面•疲弱的交互作用•较小接触作用点•沾附的蛋白很容易回到液体中•膜表面保持平滑30本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传百特Polyflux费森Optiflux1µm旭化成Rexeed其他品牌•2小时体外猪血清循环后电镜扫描•相比于其他合成膜透析器，百特的透析膜血液侧表面是最为光滑的•这个重要的特性将最大程度降低堵膜、凝血现象的发生(低促凝血活性)独特的亲水疏水微区域结构：降低凝血、堵膜风险31本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传1.BloodPurif.2015Nov17;40(4):293-29新的评估透析膜生物相容性方法在试验中现有方法正在研究的新方法在研究改善生物相容性的新技术过程中，正确评估透析膜的生物相容性非常重要，对于生物相容性的评估，如何在体外模拟透析时的临床环境很重要，目前已有一些发现，新方法正在试验中。试图通过检测透析前后多形核白蛋白的基因表达，并进行全面基因表达分析，比较透析膜的生物相容性，目前分析方法还在建立中试图通过悬浮液培养单核细胞用来获取评估生物相容性的基础数据，可分析血透后患者的免疫功能变化，目前正在分析免疫功能的变化，包括接触膜后细胞因子的产生使用从猪血分离出的富含血小板血浆，研究血小板和透析膜材料之间的交互作用使用从猪血分离出的富含血小板和白细胞血浆，研究其与透析膜的交互作用从猪血中分离中性粒细胞悬浮液，评估活性氧的产生本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传32专利膜结构技术是提升透析器性能的关键因素目前国内唯一的三层透析膜技术本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传33《美国医学会杂志》2011年10月19日的《美国医学会杂志》发表的一项研究显示，在那些接受用电子束来灭菌透析器进行血液透析的病人更容易发生血小板减少症。该研究提示在护理血液透析病人时：诸如血小板减少症这样的透析器反应也可在用目前具有先进技术性透析膜和装置时发生。这些反应可能会被目前常规透析前血液检验所忽略。MercedehKiaiietalJAMA2011;306(15):1679Conclusion在2009-2010年加拿大两个省份的加入研究透析群体中发现,显著的透后血小板减低的症状与电子束射线消毒的透析器使用有关。蒸汽消毒方式更安全34本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传膜材料•多种聚合物组成膜结构•三层不对称结构微区域结构•亲水-疏水区域结构内毒素截留•疏水材料吸附内毒素优于纤维素灭菌技术•适应蒸汽灭菌百特的创新膜技术帮助临床达到更好的疗效百特专利透析膜技术35提高膜的生物相容性提高溶质清除效率降低血膜反应几率降低热源反应几率蒸汽灭菌比射线灭菌更安全本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传透析膜技术的主流发展趋势多材料不均一透析膜技术的思考目录性能优异的Revaclear透析器本材料仅供2017膜力无限北京站使用，请勿外传36PolyfluxL低通透析器Revaclear高通透析器PolyfluxH血液透析滤过器百特的创新膜技术涵盖各透析器产品线百特专利透析膜技术37Revaclear300（1.4m2）Revaclear400（1.8m2）Polyflux14L（1.4m2）Polyflux17L（1.7m2）Polyflux21L