透析器膜材

透析器膜材料——最熟悉的陌生人今天就来和大家聊一下透析器膜材料的内容，透析器膜材料作为透析治疗最重要的组成部分之一，可能是大家最熟悉的陌生人，因为大家每天都在用，却始终不了解它的特性。

为了满足现在的透析治疗，到底什么是一个好的透析器膜材料？1.能清除更多的中大分子代谢产物，2.有很好的生物相容性，3.能阻止内毒素的进入血液侧，4.治疗时膜材料不能有物质溶出，5.使用后对环境污染小，6.易制造。

先说一下膜材料的分类，按化学结构和物理结构分类。

膜材料的化学结构通常是膜的主要化学结构式，主要分为纤维素膜和合成膜。

纤维素膜方面，市场上现在应该只剩下醋酸纤维素膜。

而合成膜方面，以物理结构分类的话，可分为对称结构和非对称结构，对称结构的有PAN，PMMA以及EVAL膜（当然PMMA和EVAL也有非对称结构），非对称结构的有PS，PES，PAES以及PEPA膜，其中PS，PES和PAES在国内合成膜市场的占有量非常大。

一般物理结构可以通过两种方式来证实，一种是通过显微镜来分析还有一种是基于数学的理论模型。

分为对称结构和不对称结构。

对称结构是指它完全是致密膜，整个膜的厚度对溶质和水的转运有阻力。

它是单层结构的。

不对称结构是膜的内表面上存在致密的薄层，称为“皮肤层( skin layer)”，该表面的密度在径向上逐渐减小。

除了皮肤层外的部分称为“支撑层”，。

支撑层对于膜具有足够的机械强度并且几乎没有转运阻力具有重要作用。

还有一些是三层结构（例如PAES，PEPA）除了皮肤层和支撑层还有外表层。

膜的皮肤层膜孔大小与支撑层的膜孔大小差别非常大。

一般皮肤层的膜孔直径为2nm-10nm，而支持层的直径约为400-600nm，三层结构PEPA的外表面膜孔直径为30-40nm。

如下图分别为两层结构的聚砜膜和三层结构的PEPA膜：（上：PS，下：PEPA，从左至右分别为横截面、皮肤层、外表面）了解了膜材料的物理结构后，你可能就知道了通过某些预充方法改变膜结构是不可能的！大家看下面这张图：当大家看到这图后，一般会认为是预充的问题，也有可能是抗凝剂用量以及选择不正确引起的。

7 透析膜分离技术基础第八章透析透析是一种物理现象:如果在一个容器中放置一张半透膜，膜的一侧放置溶液，另一侧放置纯水，或者在膜的两侧分别放置浓度不同的溶液。

溶液中的大分子物质不能通过半透膜;溶液中的小分子物质可以穿过半透膜而相互渗透，其移动规律是:水分自渗透压低侧向渗透压高侧方向移动:而电解质及其他分子物质则从浓度高侧向浓度低侧方向移动，经一段时间后，两侧液体中的小分子物质和水达到动态平衡，这种现象称为透析。

1913年Abel根据半透膜平衡原理用火棉胶膜进行了成功地透析试验，1938年Thalhimer以赛璐玢纸膜作为透析膜进行了人工肾试验，1943年Kolff使用醋酸纤维素膜制成人工肾进行血液透析治疗尿毒症成功，1965年西德的ENKA-Glanzstoff 公司研制了平板和管式铜仿膜，同年，Cordis-Dow公司研制成功乙基纤维素中空纤维膜，使透析器大为小型化，1975年日本的旭化成公司和西德的ENKA-Glanzstoff公司均开发出了铜氨人造丝中空纤维膜，使透析膜性能得到进一步改善。

由于透析过程的传质推动力是膜两侧物料中组份的浓度差，受体系本身条件的限制，透析过程的传质速度慢，且透析膜的选择性低，对于化学性质相似或分子大小相近的溶质体系很难用透析法分离，这是其发展受到了很大限制，透析过程逐渐被借助外力驱动的膜过程，如电渗析、超滤等所取代，应用范围日渐缩小。

然而，对于某些高浓度的蛋白质溶液，由于浓差极化的原因，使用超滤方法进行分离较为困难，这种情况下使用透析方法较为合适，特别是使用人工肾处理浓度差较高的血液时，透析法无疑更具有优越性。

目前透析法应用最大的市场是血液透析，现在血液透析已成为治疗肾病患者的常规疗法。

另外，对于少量物料的处理，由于透析不需要使用超滤那样的特殊器件和装置，所以迄今其应用仍较为广泛。

第一节透析过程原理和特点一、透析过程原理和特点透析过程的简单原理如图8-1所示，即中间以膜(虚线)相隔，A侧通原液，B侧通溶剂。

透析器膜材料可以根据不同的性质和用途进行分类。

以下是一些常见的透析器膜材料分类：半透膜（Semi-permeable Membranes）：离子交换膜（Ion-exchange Membranes）：具有离子交换功能的膜，用于离子选择性透析，如阴离子交换膜和阳离子交换膜。

空气过滤膜（Air filtration Membranes）：用于过滤空气中的颗粒、微生物和其他污染物。

膜渗透（Membrane Permeation）：反渗透膜（Reverse Osmosis Membranes）：高效过滤膜，用于去除水中的溶解物、盐和杂质。

纳滤膜（Nanofiltration Membranes）：具有较大孔径的膜，可用于去除溶解性有机物和大部分盐类。

超滤膜（Ultrafiltration Membranes）：用于去除大分子物质、胶体和微生物。

生物透析膜（Biological Dialysis Membranes）：肾脏透析膜（Renal Dialysis Membranes）：用于体外肾脏透析，常见材料包括聚砜、聚醚砜等。

蛋白质透析膜（Protein Dialysis Membranes）：用于蛋白质的透析和浓缩，常见材料包括纤维素、聚酰胺等。

电渗析膜（Electrodialysis Membranes）：阳离子选择性膜（Cation-selective Membranes）：选择性地允许阳离子通过，用于电渗析和电吸附等过程。

阴离子选择性膜（Anion-selective Membranes）：选择性地允许阴离子通过，用于电渗析和电吸附等过程。

这些分类只是对透析器膜材料进行了一种常见的划分，实际上还有许多其他特殊用途的透析器膜材料，如气体分离膜、血液透析膜等。

具体选择何种材料取决于透析的目的、被分离的物质以及所需的渗透性能。

血液透析器膜的材料研究血液透析是一种常见的治疗肾脏疾病的方法。

在透析过程中，血液在透析器中通过一种特殊的膜，将身体中的废物和过多水分过滤出来。

因此，透析器膜的材料研究是十分重要的。

透析器膜的材料可以分为两类：人造膜和天然膜。

人造膜包括聚合物膜和无机材料膜。

聚合物膜主要由聚乙烯、聚氨酯、聚氨酯醚、聚丙烯等材料组成。

这些材料的物理化学性质和结构特点不同，对透析器的透析性质产生了很大的影响。

例如，聚乙烯的透水性能比较好，但对蛋白质的透过性不够理想；聚氨酯醚材料适用于高分子质量较大的血液成分分离；聚丙烯则是一种透析器膜材料的基础材料，可拓展用于高透析速率和免疫学涂层等新功能领域。

无机材料膜主要是以纳米级尺寸的银、氧化锗、氧化铝等物质为基础，利用下场热处理、溶胶-凝胶、电化学-光化学等新技术制备而成。

这些材料的特殊结构体现了一定的生化活性，可以促进透析过程的特定分子选通，所以透析器膜的性能可以进一步拓展。

相较于人造膜，天然膜具有天然疏水性、良好生物相容性和生物相关性等优势。

天然膜的主要来源于动物的血管网络，如肠道粘膜、肝脏血管、角膜等。

天然膜还可以通过海藻、鱼皮等方式获得，如之前发表的一篇文章提到的十种透析器膜材料之一：聚糖膜, 阐述其其性质独特的特点，满足了膜材料生物相容性、生物医用性、稳定性等要求。

然而，天然膜适用性受到生物相互作用、制备工艺、成本等因素的限制。

总的来说，透析器膜材料的研究需要考虑到许多方面，如透析器的物理化学性质、耐久性和生物相容性等。

各种不同类型的透析器膜都有其特定的优势和局限性，因而不同的透析器膜材料可以在特定的透析条件下发挥不同的作用，从而满足人们对透析器要求的不同应用需求。