一种纳米纤维胆红素吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学材料领域，具体涉及一种纳米纤维胆红素吸附剂及其制备方法，本发明专利技术的纳米纤维胆红素吸附剂是通过静电纺丝、成孔过程及接枝改性等步骤获得，制备的纳米纤维吸附剂利用静电吸附、氢键、Π‑Π作用等多作用位点能够特异性识别胆红素分子，提高吸附剂的吸附量和选择性；纤维上贯穿连通的介孔通道可以增加吸附位点的利用率、加快吸附速率。本发明专利技术的纳米纤维吸附剂能够快速、高容量、选择性清除胆红素，胆红素去除率可达96.8％。此外，本发明专利技术提供的纳米纤维吸附剂稳定性高、相容性好、制备过程简单易行、易实现工业化生产，在制备清除血液中过量的胆红素药物领域将会有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维胆红素吸附剂及其制备方法
本专利技术属于生物医学材料领域，具体涉及一种纳米纤维胆红素吸附剂及其制备方法。
技术介绍
胆红素是血红蛋白代谢的主要产物，但重症肝炎患者不能及时排除胆红素，导致血液中胆红素积累过多，称为高胆红素血症。多余的胆红素可引起皮肤变黄，也会给组织器官带来一系列的伤害，甚至导致死亡。血液灌流是治疗重症肝炎高胆红素血症的重要方法，吸附剂是决定灌流效果的关键因素。目前，已应用于临床的传统灌流吸附剂有包膜活性炭、大孔吸附树脂、炭化树脂等。但活性炭的结合能力弱，吸附树脂的比表面积低，导致它们的治疗效果不理想。开发高性能的胆红素灌流吸附剂(寻找传统吸附剂的理想替代品)是临床上急需的、也是需要突破的瓶颈，对于提高医疗保健质量和效率有着重要意义。静电纺丝技术得到的微纳米纤维具有高的孔隙率、制备简单可控、易修饰等优点，使其在吸附分离领域有着巨大的应用潜力。相比于传统的球粒状胆红素吸附剂，纤维吸附剂的高孔隙率可以使胆红素分子与作用位点充分接触；其作为吸附柱时，纤维之间的堆积比球粒状颗粒之间的堆积更加紧密，提高截留效果；以上是电纺纤维作为胆红素吸附剂结构上的优势。但是传统聚合物电纺纤维上并没有有效的胆红素结合位点，为了提高电纺纤维对于胆红素的吸附能力和选择性，在纤维上接枝对胆红素具有特定识别的吸附基团是必要的。此外，除了纤维之间堆积形成的空隙，在纤维上构建贯穿连通介孔通道将会进一步提高吸附位点的利用率、还可以增快胆红素分子的传质速率，对于提高吸附量、加速吸附速度都有着正向作用。因此，如何通过对电纺纤维的组合和孔道结构进行合理设计与有效调控，获得临床所需要的胆红素吸附剂是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
为了解决上述技术难题，本专利技术提供了一种纳米纤维胆红素吸附剂,它的制备方法包括如下步骤：(1)将聚丙烯腈、造孔剂、孔道支撑剂溶解于有机溶剂中获得混合溶液，混合溶液中，聚丙烯腈的质量分数为4～20wt％、造孔剂的质量分数为6～40wt％、孔道支撑剂质量分数为2～30wt％，混合溶液搅拌至澄清后进行静电纺丝后得到混纺纳米纤维；(2)将步骤(1)得到的混纺纳米纤维置于洗脱液中将造孔剂从纤维上去除，洗脱温度为20～80℃、洗脱时间为2～48h，洗脱后的混纺纳米纤维经干燥后得到具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维；(3)将步骤(2)得到的具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维置于多元胺化合物溶液中在80～200℃回流或溶剂热反应1～24h后经洗涤并干燥得到胺功能化的纳米纤维；将胺功能化的纳米纤维置于卤代化合物溶液中在40～200℃回流或溶剂热反应2～48h后经洗涤并干燥得到具有多作用位点、贯穿连通介孔通道的纳米纤维胆红素吸附剂。进一步地，步骤(1)所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。进一步地，步骤(1)所述的造孔剂为聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中的一种；所述的孔道支撑剂为活性炭粉末、勃姆石、氧化石墨烯、金属-有机框架材料、多孔芳香骨架材料、共价有机骨架材料、碳纳米管、四氧化三铁纳米粒子或分子筛中一种或任意组合。进一步地，步骤(2)所述的洗脱液为水或乙醇中的一种或任意组合。进一步地，步骤(3)所述的多元胺化合物为二乙烯三胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N-二甲氨基乙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、N-乙基乙二胺、三乙烯四胺、四亚乙基五胺、N,N-二异丙基乙二胺、N-(2-氨乙基)哌嗪、1-(2-氨乙基)-4-甲基哌嗪、N,N’-二(2氨乙基)-哌嗪、N-(2-氨乙基)吡咯烷、1,4-双(3-氨基丙基)哌嗪、N-甲基乙二胺、N,N-二正丙基乙二胺、N-正丙基乙二胺、三(2-氨乙基)胺或聚乙烯亚胺中的一种或任意组合；步骤(3)所述的卤代化合物为溴化苄、4-甲基苄溴、2-(溴甲基)萘、1,3,5-三(溴甲基)苯、1-溴-2-甲基丙烷、1-溴烷烃(碳数2～18)、1-溴-4-甲基戊烷、5-溴-1-戊烯、1-氯烷烃(碳数2～18)、氯代异丁烷或苄基氯中的一种或任意组合。进一步地，步骤(3)所述的溶剂热反应中的溶剂为水、乙醇、乙二醇、乙腈、硝基苯或四氢呋喃中的一种或任意组合。进一步地，步骤(3)所述的多元胺化合物溶液中的多元胺的质量分数为2～80wt％；所述的卤代化合物溶液中卤代化合物质量分数为1～50wt％。本专利技术还提供了一种纳米纤维胆红素吸附剂在制备清除血液中过量的胆红素药物的应用。有益效果：本专利技术通过模拟胆红素在人体血液中与人血清白蛋白的结合方式(静电相互作用、范德华力)并希望利用通道的多孔性质，通过模板剂造孔以及接枝改性在电纺聚丙烯腈纤维上构筑具有多作用位点(静电吸附、氢键、Π-Π作用等)和贯穿连通介孔通道(详见附图1)。纳米纤维具有静电作用、疏水作用力、氢键等多作用位点，可以增强纳米纤维吸附剂对于胆红素的结合能、提高吸附能力和选择性；纳米纤维上还有具有贯穿连通介孔通道，可以暴露更多吸附位点、加快胆红素分子在纤维上的传质速率。本吸附剂制备过程简单、原料成本低廉、部分原料还可以循环使用，易实现工业化生产；由于基底材料聚丙烯腈的无毒性，获得的吸附剂血液相容性、生物相容性良好。本专利技术专利的纤维吸附剂的多作用位点可以选择性的特异识别胆红素分子；贯穿连通介孔通道可以增加功能基团的接枝密度、提高作用位点的利用率、加快胆红素分子的传质速率；当纤维状的吸附剂作为吸附柱时，纤维可以很好的装柱成型，相比于颗粒吸附剂更加节省空间；所以本专利技术专利提供的一种具有多作用位点、贯穿连通介孔通道的纳米纤维胆红素吸附剂可以大容量、快速、选择性地清除血液中过量的胆红素，在临床上具有良好的应用前景。本专利技术获得的纳米纤维胆红素吸附剂的孔道尺寸为5nm～300nm。附图说明图1：本专利技术制备具有多作用位点、贯穿连通介孔通道的纳米纤维胆红素吸附剂的流程示意图；图2：实施例2步骤(3)获得的具有多作用位点、贯穿连通介孔通道的纳米纤维胆红素吸附剂的SEM图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的实施方式不限于此，不能理解为对专利技术保护范围的限制。实施例1：(1)将聚丙烯腈、金属-有机框架材料、聚乙烯基吡咯烷酮剂溶解于N,N-二甲基甲酰胺中获得混合溶液，混合溶液中聚丙烯腈的质量分数为4wt％、聚乙烯基吡咯烷酮的质量分数为6wt％、金属-有机框架材料的质量分数为10wt％，混合溶液搅拌至澄清后进行静电纺丝后获得混纺纳米纤维；(2)将步骤(1)得到的混纺纳米纤维置于乙醇中将聚乙烯基吡咯烷酮从纤维上去除，洗脱温度为80℃、洗脱时间为2h，洗脱后的混纺纳米纤维经干燥后得到具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维；(3)将步骤(2)得到的具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维置于质量百分数为80wt％的三乙烯四胺水溶液中在100℃回流反应24h后获得功能化的纳米纤维；将胺功能化的纳米纤维置于质量百分数为50wt％的1-溴辛烷乙醇溶液中在40℃回流反应48h后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米纤维胆红素吸附剂,其特征在于：它是由如下方法步骤制备的：/n(1)将聚丙烯腈、造孔剂、孔道支撑剂溶解于有机溶剂中获得混合溶液，混合溶液中，聚丙烯腈的质量分数为4～20wt％、造孔剂的质量分数为6～40wt％、孔道支撑剂质量分数为2～30wt％，混合溶液搅拌至澄清后进行静电纺丝后得到混纺纳米纤维；/n(2)将步骤(1)得到的混纺纳米纤维置于洗脱液中将造孔剂从纤维上去除，洗脱温度为20～80℃、洗脱时间为2～48h，洗脱后的混纺纳米纤维经干燥后得到具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维；/n(3)将步骤(2)得到的具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维置于多元胺化合物溶液中在80～200℃回流或溶剂热反应1～24h后经洗涤并干燥得到胺功能化的纳米纤维；将胺功能化的纳米纤维置于卤代化合物溶液中在40～200℃回流或溶剂热反应2～48h后经洗涤并干燥得到具有多作用位点、贯穿连通介孔通道的纳米纤维胆红素吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维胆红素吸附剂,其特征在于：它是由如下方法步骤制备的：
(1)将聚丙烯腈、造孔剂、孔道支撑剂溶解于有机溶剂中获得混合溶液，混合溶液中，聚丙烯腈的质量分数为4～20wt％、造孔剂的质量分数为6～40wt％、孔道支撑剂质量分数为2～30wt％，混合溶液搅拌至澄清后进行静电纺丝后得到混纺纳米纤维；
(2)将步骤(1)得到的混纺纳米纤维置于洗脱液中将造孔剂从纤维上去除，洗脱温度为20～80℃、洗脱时间为2～48h，洗脱后的混纺纳米纤维经干燥后得到具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维；
(3)将步骤(2)得到的具有贯穿连通介孔通道的纳米纤维置于多元胺化合物溶液中在80～200℃回流或溶剂热反应1～24h后经洗涤并干燥得到胺功能化的纳米纤维；将胺功能化的纳米纤维置于卤代化合物溶液中在40～200℃回流或溶剂热反应2～48h后经洗涤并干燥得到具有多作用位点、贯穿连通介孔通道的纳米纤维胆红素吸附剂。


2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维胆红素吸附剂,其特征在于：步骤(1)所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。


3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维胆红素吸附剂,其特征在于：步骤(1)所述的造孔剂为聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中的一种；所述的孔道支撑剂为活性炭粉末、勃姆石、氧化石墨烯、金属-有机框架材料、多孔芳香骨架材料、共价有机骨架材料、碳纳米管、四氧化三铁纳米粒子或分子筛中一种或任意组合。


4.根据权利要求1所述的一种纳米纤维胆...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锐，朱广山，呼微，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22