多层变孔径滤膜及其制备方法和过滤器、输液器技术

本发明专利技术公开了一种多层变孔径滤膜及其制备方法和过滤器、输液器，多层变孔径滤膜包括支撑滤膜层和薄滤膜组，支撑滤膜层由氧化铝材质制成，并且支撑滤膜层的厚度为40微米~60微米，支撑滤膜层具有多个第一滤孔；薄滤膜组设于支撑滤膜层上，并且薄滤膜组具有由下至上设置的至少两层由氧化铝材质制成的薄滤膜层，薄滤膜层的厚度为100纳米~5微米，薄滤膜层具有多个第二滤孔，支撑滤膜层的第一滤孔和薄滤膜层的第二滤孔的孔径均为20纳米~400纳米，并且由下至上依次减小。本发明专利技术用多层变孔径滤膜代替单层超薄单一孔径滤膜，可以很好的匹配过滤压差和滤膜强度。

Multilayer variable aperture filter membrane and its preparation method, filter and infusion set

【技术实现步骤摘要】
多层变孔径滤膜及其制备方法和过滤器、输液器
本专利技术涉及一种多层变孔径滤膜及其制备方法和过滤器、输液器，涉及医疗行业中药液过滤和输液器

技术介绍
目前，颗粒是药物生产和输液治疗过程中常见的污染源。未经过滤的药物、药液经过静脉输液等输送方式进入人体血液循环系统后，并对人体健康带来不同程度的影响，严重者可能会危及人体生命安全。但由于目前的药物生产技术限制，药液中往往会有仍然含有不同直径的微颗粒物质，此外药物运输和使用等过程中，也会带来一定的微细颗粒污染。因此药物生产和使用过程中，需要进行必要的颗粒过滤。精密过滤器的研发和应用目前成为内外医疗器械行业的关注领域。目前国家标准GB8368(2005)中对重力式一次性使用输液器明确规定了过滤颗粒直径要求，现有医疗行业中的一次性输液过滤器均配了可以过滤直径25微米以上颗粒的过滤器。目前越来越多的临床研究表明，有部分药物在输液中要求提高过滤器的精度，国际上已经有一些药物明确规定了微细颗粒的过滤要求，例如糖蛋白IIb/IIIa抑制剂药物阿昔单抗ReoPro、抗心律失常药物胺碘酮(可龙达)、抗肿瘤药物氯苯吩嗪(Clolar)、抗肿瘤药物紫杉醇(Taxol、Onxol)等要求过滤颗粒直径为0.2微米。另外随着单抗等药液生产中，除了需要进行除菌，还需要进行过滤病毒等更小直径的污染，这些需要更精细的过滤技术。和大尺寸颗粒过滤相比，更小颗粒过滤时，如果滤膜厚度不变，则流动阻力会因为过滤路径/颗粒直径比增加而增加；但是如果单纯减小滤膜的厚度，则又会出现滤膜的机械强度或者耐压降低。因此为了平衡更小颗粒过滤时的流动阻力与滤膜的耐压能力，需要对滤膜的结构进行综合设计。目前常见的是两层结构，一层是最终过滤层，该层厚度很小，多为数微米，一层是支撑层，该层厚度大，多为几十微米。目前国外已经有纳米超滤输液过滤器，并和药物配套使用。例如美国Paul公司的MicroIVfilter过滤器。这些过滤器主要用高分子多孔滤膜，可以对直径200纳米及以上的颗粒进行过滤。高分子纳米滤膜生产工艺相对成熟，大批量加工的成本较低。高分子纳米滤膜用于药物的过滤，目前主要存在以下几个方面的不足高分子滤膜由于过滤路径长，并且复杂，以及由此导致的压力差较大，此外也会增加药物在滤膜上吸附的几率，高分子滤膜长时间工作后，会出现在药液中的溶胀现象等。此外，随着单抗PD1等抗癌药物的出现，在药物生产等环节中，需要对病毒等更小粒径的生物颗粒进行过滤，部分过滤粒径要求甚至达到20纳米，这对滤膜提出了更高的要求。美国GE公司推出了AKTKCrossflow等基于高分子材料的过滤膜，这种滤膜的过滤路径复杂，路径长，不利于提高过滤的效率。因此，当前药物过滤滤膜的发展趋势，(1)向更小过滤粒径的方向发展，适应更多药物的过滤要求；(2)向无机材料的方向发展，提升材料的稳定性，以及对不同药物和试剂的适用行；(3)向减小过滤路径的复杂度和长度方向发展，提高过滤的精准性。对此国内也已经有诸多专利技术进行了尝试。专利CN102527255A公开了一种药液过滤膜及制备方法和该药液过滤膜的应用，滤膜的制备包括如下步骤：步骤1，制备氧化硅乳胶；步骤2向氧化硅乳胶中添加成孔剂，形成氧化硅乳胶溶液；步骤3，将氧化硅乳胶溶液旋涂在氧化铝薄板衬底材料商，并多次旋涂，得到厚度为0.5微米至1毫米的氧化过薄膜；步骤4，氧化硅薄膜在680至750摄氏度条件下烧结，得到纯的氧化硅陶瓷薄膜。该方法采用了无机材料，可以实现1.8微米至2.8微米直径范围及以上的微颗粒过滤。但是颗粒过滤直径还没有提升到1微米以下。专利CN106621510A公开了一种用于输液的软材质高分子精密过滤器及其制造方法，滤膜为核微孔滤膜、聚醚凨膜、聚酯膜或尼龙膜，称膜为纤维膜、尼龙膜或者聚酯膜。该方法还是基于有机高分子材料，过滤的路径长，且同样会面临材料溶胀的问题。专利CN106031247A公开了一种用于输液装置的过滤器。过滤器采用经过正电荷处理的高分子滤膜，可以实现颗粒直径0.2微米以上的带有正电荷的蛋白质治疗药物中颗粒的过滤。该方法在过滤颗粒直径的能力上，实现了0.2微米的过滤，但材质仍然属于高分子材料，非无机材料。专利技术专利申请CN109092077A公开了氮化硅材质输液滤膜及其制备方法、过滤器和输液器，具体结构为在单晶硅材料上沉积氮化硅薄膜材料，其中单晶硅经过背部开窗后作为支撑材料，氮化硅薄膜材料采用传统的光刻和刻蚀方法，得到200纳米以上的滤孔。这种滤膜采用了过滤路径非连同的形式，即不同的过滤路径之间不交叉，孔径相对均匀，因此有很好的精准性，此外过滤路径相对较短，有利于降低过滤压差。但是，这种支撑体和单层超薄膜的结构，当单层滤膜孔径很小时，对应的孔深和孔径比太大，流体阻力大，过滤压差大。如果减小单层滤膜的厚度，则滤膜强度低，容易破裂。因此单层超薄膜滤孔太小时，膜厚的机械强度和过滤压差难以平衡。因此上述专利中涉及的精密过滤器尚没有可以更好适用更小粒径、孔深与孔径比匹配的无机滤膜。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多层变孔径滤膜，它用多层变孔径滤膜代替单层超薄单一孔径滤膜，可以很好的匹配过滤压差和滤膜强度。一体化多层膜结构滤膜强度高，滤膜溶胀小，药物吸附少等特点，可以更好的满足不同类型药物输液的超滤过滤要求。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案是：一种多层变孔径滤膜，它包括：支撑滤膜层，所述支撑滤膜层由氧化铝材质制成，并且所述支撑滤膜层的厚度为40微米～60微米，所述支撑滤膜层具有多个第一滤孔；薄滤膜组，所述薄滤膜组设于所述支撑滤膜层上，并且所述薄滤膜组具有由下至上设置的至少两层由氧化铝材质制成的薄滤膜层，所述薄滤膜层的厚度为100纳米～5微米，所述薄滤膜层具有多个第二滤孔，所述支撑滤膜层的第一滤孔和所述薄滤膜层的第二滤孔的孔径均为20纳米～400纳米，并且由下至上依次减小。本专利技术还提供了一种多层变孔径滤膜的制备方法，方法的步骤中含有：采用电化学阳极氧化方法制备支撑滤膜层；制备薄滤膜组：在支撑滤膜层上制备最下层的薄滤膜层，在下层的薄滤膜层上制备次下层的薄滤膜层，依次重复直到薄滤膜组中所有薄滤膜层制备完毕；其中，制备薄滤膜层的工艺为：先沉积铝膜，采用电化学阳极氧化方法将铝膜制备成薄滤膜层。进一步，对支撑滤膜层和薄滤膜组进行表面正电荷修饰。进一步，采用电化学阳极氧化方法制备支撑滤膜层的具体步骤为：取铝箔；对铝箔进行以下处理：对铝箔退火处理，消除铝箔的内部应力和缺陷；去除铝箔表面油脂；去除铝箔上的自然氧化层；对铝箔表面电解抛光；对铝箔进行第一次电化学阳极氧化，使铝箔表面形成多边形凹坑阵列；对铝箔进行第二次电化学阳极氧化，使铝箔表面上形成第一滤孔，并控制第一滤孔达到指定的深度；去除经过第二次电化学阳极氧化后的铝箔表面的自然氧化层；去除第一滤孔内的滤孔阻挡层；去除剩余的铝本体材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层变孔径滤膜，其特征在于，它包括：/n支撑滤膜层（86），所述支撑滤膜层（86）由氧化铝材质制成，并且所述支撑滤膜层（86）的厚度为40微米~60微米，所述支撑滤膜层（86）具有多个第一滤孔；/n薄滤膜组（87），所述薄滤膜组（87）设于所述支撑滤膜层（86）上，并且所述薄滤膜组（87）具有由下至上设置的至少两层由氧化铝材质制成的薄滤膜层，所述薄滤膜层的厚度为100纳米~5微米，所述薄滤膜层具有多个第二滤孔，所述支撑滤膜层（86）的第一滤孔和所述薄滤膜层的第二滤孔的孔径均为20纳米~400纳米，并且由下至上依次减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种多层变孔径滤膜，其特征在于，它包括：
支撑滤膜层（86），所述支撑滤膜层（86）由氧化铝材质制成，并且所述支撑滤膜层（86）的厚度为40微米~60微米，所述支撑滤膜层（86）具有多个第一滤孔；
薄滤膜组（87），所述薄滤膜组（87）设于所述支撑滤膜层（86）上，并且所述薄滤膜组（87）具有由下至上设置的至少两层由氧化铝材质制成的薄滤膜层，所述薄滤膜层的厚度为100纳米~5微米，所述薄滤膜层具有多个第二滤孔，所述支撑滤膜层（86）的第一滤孔和所述薄滤膜层的第二滤孔的孔径均为20纳米~400纳米，并且由下至上依次减小。


2.一种如权利要求1所述的多层变孔径滤膜的制备方法，其特征在于方法的步骤中含有：
采用电化学阳极氧化方法制备支撑滤膜层（86）；
制备薄滤膜组（87）：在支撑滤膜层（86）上制备最下层的薄滤膜层，在下层的薄滤膜层上制备次下层的薄滤膜层，依次重复直到薄滤膜组中所有薄滤膜层制备完毕；
其中，制备薄滤膜层的工艺为：先沉积铝膜，采用电化学阳极氧化方法将铝膜制备成薄滤膜层。


3.根据权利要求1所述的多层变孔径滤膜，其特征在于，
对支撑滤膜层（86）和薄滤膜组（87）进行表面正电荷修饰。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
采用电化学阳极氧化方法制备支撑滤膜层的具体步骤为：
取铝箔；
对铝箔进行以下处理：对铝箔退火处理，消除铝箔的内部应力和缺陷；去除铝箔表面油脂；去除铝箔上的自然氧化层；对铝箔表面电解抛光；
对铝箔进行第一次电化学阳极氧化，使铝箔表面形成多边形凹坑阵列；
对铝箔进行第二次电化学阳极氧化，使铝箔表面上形成第一滤孔，并控制第一滤孔达到指定的深度；
去除经过第二次电化学阳极氧化后的铝箔表面的自然氧化层；
去除第一滤孔内的滤孔阻挡层；
去除剩余的铝本体材料，得到支撑滤膜层（86）。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
沉积铝膜的方法为：电子束蒸发或热蒸发或溅射或离子束镀膜。


6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
采用电化学阳极氧化方法将铝膜制备成薄滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋开，朱学林，
申请(专利权)人：常州费曼生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32