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血液透析器透析膜的應用及研究進展
血液透析（Dialysis）是利用半透膜的原理，將患者的血液與透析液同時引進透析器，兩者在透析膜的兩側呈反方向流動，借助膜兩側的溶質梯度、滲透梯度和水壓梯度，以達到清除毒素和體內潴留過多的水分，同時補充體內所需的物質，并維持電解質和酸堿平衡的目的。
透析器主要由支撐結構和透析膜組成。根據支撐結構、膜的形狀及相互配置關系，歷史上先后出現過的透析器基本上可分為三類：平板型（Kiil）、蟠管型（Coil）和空心纖維型（Hollow fiber）。其中，空心纖維型透析器是目前臨床使用最多、效果最好的一類透析器。決定透析器性能最重要的部件是透析膜。
一、透析膜的分類及結構特征
透析膜是透析器最重要的部分，透析膜材料是影響血液透析治療效果的關鍵因素。目前，臨床常用的透析膜可分為三類：1.未修飾的纖維素膜；2.改性或再生纖維素膜；3.合成膜。三類膜在生物相容性、水通透性、尿毒癥毒素清除等方面均有較大的區別。
二、透析膜的綜合評價標準
1.清除率和超濾系數
清除率和超濾系數是透析器的兩個主要功能，也是評價透析膜質量的關鍵指標。清除率是指穿過血液透析器或血液濾過器的純溶質。常用小分子物質如尿素、肌酐；中分子物質如維生素B12、β2-微球蛋白作為評價透析器清除率的指標。一般低通量透析器尿素清除率180-190ml/min，肌酐清除率160-172 ml/min，維生素B12清除率60-80 ml/min，幾乎不清除β2-微球蛋白。高通量透析器尿素清除率185-192ml/min，肌酐清除率172-180 ml/min，維生素B12清除率118-135 ml/min，β2-微球蛋白透析后下降率為40-60％。
超濾系數：透析膜對水的清除能力，其大小決定脫水量，單位為ml/h.mmHg。低通量透析器超濾系數為4.2-8.0ml/ h.mmHg，高通量透析器超濾系數為20-55ml/ h.mmHg。
2.生物相容性（Biocompatibility）
透析膜的生物相容性包括許多方面，它的概念還沒有明確的定義。補體激活的能力曾被作為判斷透析膜生物相容性的主要標準，有人認為生物相容性好的膜是“最小程度的引起接觸透析膜的病人發生炎癥反應的膜”，也有人認為應是“對補體無激活能力的表面”。
生物相容性是判定透析膜的主要指標。目前臨床上判斷相容性的主要指標是檢查透析15分鐘后白細胞、血小板計數，血氧分壓，補體C3a、C5a水平等的變化。
3.其它
透析器功能的綜合判定還有其它的一些指標，譬如順應性、血流阻力、破膜率、殘余血量、預充容量、抗凝率等。
三、透析膜材料研究進展及展望
透析膜的設計應根據透析器的評價標準，主要考慮兩方面的因素：1.膜的傳遞特性；2.膜表面性質。膜的傳遞特性決定了溶質的清除率和對液體的去除率。膜的表面性質決定了血液和膜之間相互作用的特性及程度，包括蛋白質的吸附、血栓癥、補體激活和免疫反應等。
當前的研究主要是通過共價、接枝、聚合等方法改進膜材料的結構，調節膜表面的微觀不均勻性，改善膜表面的親水性，減少透析膜對凝血及氧化應激的影響，從而提高膜的透析充分性和生物相容性，減少并發癥的發生。
透析膜表面的親水性與溶質清除及膜材料的吸附性能有密切關系。研究結果表明：在透析膜內層加親水凝膠，對中、小分子毒素的清除率均明顯增加; 將聚砜膜主鏈與乙烯乙二醇的側鏈接枝形成PSf -g-PEG，親水但不可溶，顯示了較強的蛋白吸附和細胞附著功能；將2甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿-丁基異丁烯酸固化在醋酸纖維素膜上，通過控制濕紡過程，可生成CA/PMB30、CA/ PMB80和CA/ PMB30-80透析膜。該類透析膜具有較高的溶質清除率和水通透性，血液和細胞相容性好，可用于血漿置換和血液濾過。
透析膜作為一種異體物質，始終不同于人體血管內皮細胞，與血液相接觸，不可避免會引起機體的反應。提高透析膜的生物相容性，是當今國內外研究的熱點和方向之一。理想的生物相容性膜應與人體的血管內皮性能極為接近，無毒性，無抗原性，不激活補體、白細胞和單核細胞，無細胞因子的釋放，對凝血系統也沒有影響。
將某些具有抗凝作用的物質固化在透析膜材料上，可抑制血液凝固，提高膜的生物相容性，還可降低肝素用量，并有可能實現無肝素化透析。研究結果顯示：將肝素聚合在聚丙烯腈-聚乙烯亞胺膜上，透析效果良好，并可減少透析期間的過敏反應; 固化殼聚糖和肝素共價物的聚丙烯腈透析膜也顯示了良好的血液相容性，并可抑制銅綠假單孢菌的活性，降低了細胞毒性反應；將肝素共價結合到聚醚砜表面，既保持了聚醚砜的力學性能，又能提高透析膜的抗凝血性能；在醋酸纖維膜上共價固化亞油酸膜，或將共價結合到聚丙烯酸的亞油酸嫁接到聚砜膜表面，都可以有更好的組織相容性和抗凝血效果。
高通量、高效、生物相容性好，仍將是今后透析膜發展的主要方向。隨著高分子材料和納米技術的不斷發展，與人類血管內皮接近的透析膜在不久的將來肯定會出現。同時，也應注意到，透析膜本身并不是孤立存在的，應與其他條件如透析用藥、透析液成分、透析方法等一起考慮，才會有更好的臨床應用價值。（審評四處供稿）
透析器主要由支撐結構和透析膜組成。根據支撐結構、膜的形狀及相互配置關系，歷史上先后出現過的透析器基本上可分為三類：平板型（Kiil）、蟠管型（Coil）和空心纖維型（Hollow fiber）。其中，空心纖維型透析器是目前臨床使用最多、效果最好的一類透析器。決定透析器性能最重要的部件是透析膜。
一、透析膜的分類及結構特征
透析膜是透析器最重要的部分，透析膜材料是影響血液透析治療效果的關鍵因素。目前，臨床常用的透析膜可分為三類：1.未修飾的纖維素膜；2.改性或再生纖維素膜；3.合成膜。三類膜在生物相容性、水通透性、尿毒癥毒素清除等方面均有較大的區別。
二、透析膜的綜合評價標準
1.清除率和超濾系數
清除率和超濾系數是透析器的兩個主要功能，也是評價透析膜質量的關鍵指標。清除率是指穿過血液透析器或血液濾過器的純溶質。常用小分子物質如尿素、肌酐；中分子物質如維生素B12、β2-微球蛋白作為評價透析器清除率的指標。一般低通量透析器尿素清除率180-190ml/min，肌酐清除率160-172 ml/min，維生素B12清除率60-80 ml/min，幾乎不清除β2-微球蛋白。高通量透析器尿素清除率185-192ml/min，肌酐清除率172-180 ml/min，維生素B12清除率118-135 ml/min，β2-微球蛋白透析后下降率為40-60％。
超濾系數：透析膜對水的清除能力，其大小決定脫水量，單位為ml/h.mmHg。低通量透析器超濾系數為4.2-8.0ml/ h.mmHg，高通量透析器超濾系數為20-55ml/ h.mmHg。
2.生物相容性（Biocompatibility）
透析膜的生物相容性包括許多方面，它的概念還沒有明確的定義。補體激活的能力曾被作為判斷透析膜生物相容性的主要標準，有人認為生物相容性好的膜是“最小程度的引起接觸透析膜的病人發生炎癥反應的膜”，也有人認為應是“對補體無激活能力的表面”。
生物相容性是判定透析膜的主要指標。目前臨床上判斷相容性的主要指標是檢查透析15分鐘后白細胞、血小板計數，血氧分壓，補體C3a、C5a水平等的變化。
3.其它
透析器功能的綜合判定還有其它的一些指標，譬如順應性、血流阻力、破膜率、殘余血量、預充容量、抗凝率等。
三、透析膜材料研究進展及展望
透析膜的設計應根據透析器的評價標準，主要考慮兩方面的因素：1.膜的傳遞特性；2.膜表面性質。膜的傳遞特性決定了溶質的清除率和對液體的去除率。膜的表面性質決定了血液和膜之間相互作用的特性及程度，包括蛋白質的吸附、血栓癥、補體激活和免疫反應等。
當前的研究主要是通過共價、接枝、聚合等方法改進膜材料的結構，調節膜表面的微觀不均勻性，改善膜表面的親水性，減少透析膜對凝血及氧化應激的影響，從而提高膜的透析充分性和生物相容性，減少并發癥的發生。
透析膜表面的親水性與溶質清除及膜材料的吸附性能有密切關系。研究結果表明：在透析膜內層加親水凝膠，對中、小分子毒素的清除率均明顯增加; 將聚砜膜主鏈與乙烯乙二醇的側鏈接枝形成PSf -g-PEG，親水但不可溶，顯示了較強的蛋白吸附和細胞附著功能；將2甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿-丁基異丁烯酸固化在醋酸纖維素膜上，通過控制濕紡過程，可生成CA/PMB30、CA/ PMB80和CA/ PMB30-80透析膜。該類透析膜具有較高的溶質清除率和水通透性，血液和細胞相容性好，可用于血漿置換和血液濾過。
透析膜作為一種異體物質，始終不同于人體血管內皮細胞，與血液相接觸，不可避免會引起機體的反應。提高透析膜的生物相容性，是當今國內外研究的熱點和方向之一。理想的生物相容性膜應與人體的血管內皮性能極為接近，無毒性，無抗原性，不激活補體、白細胞和單核細胞，無細胞因子的釋放，對凝血系統也沒有影響。
將某些具有抗凝作用的物質固化在透析膜材料上，可抑制血液凝固，提高膜的生物相容性，還可降低肝素用量，并有可能實現無肝素化透析。研究結果顯示：將肝素聚合在聚丙烯腈-聚乙烯亞胺膜上，透析效果良好，并可減少透析期間的過敏反應; 固化殼聚糖和肝素共價物的聚丙烯腈透析膜也顯示了良好的血液相容性，并可抑制銅綠假單孢菌的活性，降低了細胞毒性反應；將肝素共價結合到聚醚砜表面，既保持了聚醚砜的力學性能，又能提高透析膜的抗凝血性能；在醋酸纖維膜上共價固化亞油酸膜，或將共價結合到聚丙烯酸的亞油酸嫁接到聚砜膜表面，都可以有更好的組織相容性和抗凝血效果。
高通量、高效、生物相容性好，仍將是今后透析膜發展的主要方向。隨著高分子材料和納米技術的不斷發展，與人類血管內皮接近的透析膜在不久的將來肯定會出現。同時，也應注意到，透析膜本身并不是孤立存在的，應與其他條件如透析用藥、透析液成分、透析方法等一起考慮，才會有更好的臨床應用價值。（審評四處供稿）
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