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琼脂糖包膜活性炭全血灌流去除胆红素研究

贾纯超  
【摘要】:活性炭是研究最多的吸附材料之一,其在催化、药载及水处理领域均得到了广泛的应用。但在活性炭应用于血液净化领域时,却仍存在诸多的问题。首先,活性炭血液相容性差,由于疏水的炭表面导致其在与血液相接触时会引起凝血、溶血等不良反应。其次活性炭机械强度差,使用过程中摩擦就会导致炭灰的脱落,如进入人体则会引起人体的免疫反应。最后活性炭的吸附专一性差,其吸附靠的是疏水作用,能与很多血浆蛋白发生相互作用引起非特异性吸附。本论文的目的即是对树脂基活性炭进行表面包膜修饰以解决上述存在的问题,随后根据易化扩散理论在包膜活性炭表面偶联功能基考察其血液相容性及吸附性能的改善。研究内容主要包括以下几部分: 1.研究了利用树脂基活性炭作为基底制备β-环糊精修饰的琼脂糖包膜活性炭全血灌流吸附剂(β-CD-agarose AC)的方法,并考察了制备过程的主要影响因素。确定了在表面活性剂浓度为4%-8%、琼脂糖浓度为4%-6%以及搅拌转速为600rpm时,琼脂糖成膜均匀且厚度满足要求;在使用10%的环氧氯丙烷交联琼脂糖膜时,能最大限度的限制中分子蛋白(Mr=10-170kDa)的吸附并不影响对胆红素的吸附;活化剂羰基二咪唑(CDI)用量为0.2g/g AC时,最终β-CD偶联量可达最大。 2.从蛋白非特异性吸附、抗凝性能及红细胞溶血等评价了β-CD-agarose AC血液相容性相关性能。蛋白非特异性吸附方面相对于未包膜的活性炭,β-CD-agarose AC仅有很少的非特异性吸附;抗凝性能方面虽未表现出具有抗凝的能力,但仍显著的延长了凝血的时间,略微减少了血小板的粘附及纤维蛋白原的吸附;红细胞溶血方面降低了20%的红细胞的溶血率,明显的改善了活性炭吸附剂的血液相容性。 3.从吸附动力学、吸附等温线、竞争吸附、吸附速率以及血清吸附等方面评价了β-CD-agarose AC对胆红素的吸附性能。结果表明,β-CD-agarose AC对胆红素的吸附速度较快,在40min左右基本达到吸附平衡;β-CD-agarose AC对胆红素的吸附符合朗格缪尔吸附等温方程,其饱和吸附容量可达49.88mg/g AC,同时对胆红素的亲和力也较高,亲和常数为2.7×104L/mol;β-CD-agarose AC能够从白蛋白强胆红素结合位点竞争吸附胆红素,并且吸附容量与吸附游离胆红素相比变化不大;偶联β-CD显著提高了胆红素在琼脂糖膜上的传质速率,提高了吸附剂对胆红素的吸附速率;β-CD-agarose AC在高胆红素血清中对胆红素吸附容量为23.11mg/g AC,吸附容量下降明显但仍明显高于其他胆红素吸附剂。说明β-CD-agarose AC是一种可以被用于全血灌流的高效的胆红素吸附剂。


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