血液透析中空纤维膜特性

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1、血液透析中空纤维膜特性中空纤维膜基础知识(研发人员培训版)威海威高血液净化制品有限公司高晋权2013-03-02M：13863178201E-mail：jqgao2005@163.com医用膜发展历史回顾中空纤维膜基本特性不同膜材料透析器比较改性纤维素膜，如醋酸膜(celluloseacetate,CA)、血仿膜(Hemophane)合成膜，如PAN、PC、PSU、PA+PAES、PES、PMMA、EVAL等新的膜或治疗方式出现？优势优势high-efficiencyhigh-flux医用膜发展历史回顾1960S非改性纤维

2、素膜，如赛璐璐膜(Cellophane)、铜仿膜(Cuprophane)1980S中空纤维膜的尺寸(Dimensions)膜的表面积(SurfaceArea)与膜孔相关的特性(MembranePore-RelatedCharacteristics)膜的荷电性(charged)或ζ电位透析器性能相关的非膜因素(Non-Membrane-RelatedDeterminants)中空纤维膜基本特性合成膜（一）中空纤维膜的尺寸（Dimensions）(Syntheticmembranes)中空纤维膜基本特性Hagen-Poisse

3、uile方程式：QB=△P/(8μL/πr4)（1）其中：QB是血流率(bloodflowrate)△P是轴向压力差(axialpressuredrop)μ是血液粘度(bloodviscosity)L是纤维长度(fiberlength)r是中空纤维半径(hollowfiberradius)一个更通用的方程式结构：QB=△P/R（2）其中：R是血流动阻力(bloodflowresistance)R=8μL/πr4（3）中空纤维膜基本特性（一）中空纤维膜的尺寸（Dimensions）P1>P2，P3>P4(P4≦0)中空纤维膜

4、基本特性（一）中空纤维膜的尺寸（Dimensions）反超正超※反超滤（backfiltration）会使细胞因子诱导物质(cytokine-inducingsubstances)进入血液,导致炎症。一些长期透析病人处于慢性微炎症状态，通过HD周期性的激活血细胞，导致长期透析症状（并发症）的发展，如败血症。中空纤维膜基本特性（一）中空纤维膜的尺寸（Dimensions）中空纤维表面积即圆柱筒内表面积：Afiber=2πrL假设：r=100μm(10-4m)，L=24cm(0.24m)则Afiber=(2π)(10-4m)(0

5、.24m)=1.51×10-4m2又假设：透析器包含12000根纤维则Adialyzer=(Afiber)(N)=（1.51×10-4m2）（12000）=1.81m2（二）中空纤维膜表面积（SurfaceArea）中空纤维膜基本特性（三）与膜孔相关的特性（MembranePore-RelatedCharacteristics）—渗透性Hagen-Poisseuile方程式：QB=△P/(8μL/πr4)在一个恒定的跨膜压（transmembranepressure）下，超滤率直接与这个孔半径的4次方相关（即r4）。水的渗

6、透性（waterpermeability）虽受到孔的数量（numberofpores）影响，但最直接影响的是膜的孔平均尺寸（meanporesize），即r4。※注意：渗透性是与水相关的中空纤维膜基本特性溶质的弥散性一定程度上与孔的尺寸（poresize）相关，但主要由膜的孔隙率(porosityi.e.,poredensity)决定的。孔隙率同时直接与孔的数量（numberofpores）与孔半径的平方（r2）成正比的。（三）与膜孔相关的特性（MembranePore-RelatedCharacteristics）—弥散

7、性※注意：弥散性是与溶质相关的中空纤维膜基本特性高效透析器(high-efficiencydialyzers)与高通量透析器(high-fluxdialyzers)实例比较（三）与膜孔相关的特性（MembranePore-RelatedCharacteristics）—总结与实例PropertyInfluencingFactorMinorMainWaterPermeabilityNumberofPoresPoreSizeorFlux（i.e.,r4）SoluteDiffusivePorosity(PoreDensity)P

8、oreSize（i.e.,r2）NumberofPores规格Sureflux-170EF70S有效膜面积（m2）1.71.6超过滤系数（毫升/小时·mmHg）23.350净化速度QB=200毫升/分，清除率尿素195190肌酐186177磷175174中空纤维膜基本特性（三）与膜孔相关的特性（Surf