血液净化膜的血液兼容性和其他材料在日本发展

文摘

血液净化疗法的生物相容性定义为“一个概念规定安全的血液净化治疗指数基于交互在体内引起的血液净化疗法本身。“生物相容性不仅与材料还使用许多因素如灭菌方法和筛选了物质。通常评估根据对细胞的影响途径和体液途径。以来,特别是生物相容性的血液净化治疗血液透析不仅是透析患者的预后因素但长期并发症的因素之一,它应考虑足够的关注。重要的是血液净化治疗应该由持续评估不仅与这些生物相容性风险也从治疗获得的其他优点。摘要膜的生物相容性和吸附材料基于日本最初用于血液净化治疗。

1。介绍

血液净化疗法的生物相容性定义为“一个概念规定安全的血液净化治疗指数基于交互在体内引起的血液净化疗法本身。“生物相容性不仅与材料的使用也灭菌方法,筛选了物质,医疗人员如抗凝剂、透析液的解决方案,和污染,等等。通常评估基于对细胞的影响途径,如白细胞和血小板等体液途径以及补充系统,凝固/纤维蛋白溶解系统,kallikrein-kinin系统和细胞因子。对血液透析血液净化疗法的生物相容性不仅透析病人的预后因素的贡献的因素长期并发症如免疫缺陷、心血管疾病,dialysis-related淀粉样变(半径标注)。透析器的材料大致分为纤维素膜型等三醋酸纤维素(CTA)膜和合成类型膜包括polyethersulfone (PES)膜,有机玻璃(PMMA)膜,乙烯乙烯醇(EVAL)膜,和维生素E-coated聚砜(PS)膜。

本文对透析膜的生物相容性和吸附材料对血液净化疗法的开发在日本。

2。纤维素型透析器

2.1。三醋酸纤维素(CTA)膜

醋酸纤维素膜是一种纤维素型膜合成的天然高分子纤维素和醋酸的反应,有更高的透明度和韧性在热塑性塑料的属性。二醋酸纤维素是由替换两个氢氧根在纤维素和CTA是由替换三个氢氧根(图1)。作为替换数量的增加,膜的亲水特性下降和膜的补体的激活也减少,因此膜的生物相容性得到改善。

这种膜的特点是15的厚度μ米,商业中最薄的透析器在日本,与一个统一的横断面结构(图2),孔隙大小从内(血液)外(透析液侧)中空纤维是相等的。与不对称膜相比,孔隙大小透析液一侧是相对较小的,血液方面相对比较大。因此,它有一个特点,endotoxin-like物质透析液侧的透析液难以渗透。

因为羟基纤维素是由乙酰基取代CTA,补体激活羟基在透析以及白细胞的变化和粒细胞弹性蛋白酶是很少观察到。血液透析膜的亲水属性很容易激活凝血因子,而对血小板的疏水性带来了强烈反应。CTA的财产以及平衡的亲水性和疏水性,据报道在antithrombogenicity[优秀1]。

3所示。合成膜透析器

合成膜是疏水类型与属性导致血栓形成,在接触血液凝固。因此,在合成膜,疏水基团由亲水基团取代,丙烯酸或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为hydrophilizing代理。可能从膜洗脱据报道由于PVP是水溶性的(2]。

3.1。Polyethersulfone (PES)膜

PS膜合成聚合,dichlorodiphenyl砜双酚A,而PES是通过聚合dichlorodiphenyl砜dihydroxydiphenyl砜(图3)。因此,PES的PS也有类似的属性,但是,它被认为是双酚自由膜(3]。进一步,因为PES典型没有脂肪族部分存在于PS砜集团和原子量比高于PS,耐热性、机械阻力,和亲水性甚至更高。此外,进一步增强了亲水性采用PVP作为hydrophilizing代理过程中PES膜制造。此外,亲水性PVP的基础上施加antithrombogenicity通过抑制蛋白质在膜表面污染。

PES膜的特点是横截面结构的膜(图4)。它有一个不对称致密层三层结构具有小孔隙大小的内外中空纤维以及支持层中部。膜厚度的40岁μ米,这个膜的机械强度取决于其支持层中部和血液的分子筛选效果由中空纤维内的致密层提供。

优良的生物相容性报告了pse - 150 d (Nipro有限公司,日本大阪),采用PES膜,没有任何显著的变化在白细胞,血小板,C3a和粒细胞弹性蛋白酶透析治疗期间观察到(4]。与同等或更好的生物相容性与PS膜相比,它更出色(图5有关血小板的变化),特别是由于其较高的亲水性。

3.2。有机玻璃(PMMA)膜

PMMA膜是由混合解决全同立构的PMMA和间规PMMA在空间结构是不同的。通过使用PMMA,可以产生膜与广泛的孔隙大小通过改变条件包括混合比例,也可以产生带负电荷的膜取决于要使用添加剂的类型。它有吸附能力,因为消极的膜,特别是,它吸附大量的碱性蛋白。

PMMA膜的特点是发现横截面结构的膜(图6)具有对称结构几乎同质的微观孔隙内表面和外表面中空纤维。内表面的孔隙大小PMMA与PS膜相比更大。因此,βPMMA膜的筛分系数较低₂微球蛋白(β2 mg)面积比PS膜但它是优秀的在吸收物质的分子量β2 mg和超过50000道尔顿,很难消除PS膜。

PMMA膜是基于许多报道以其良好的生物相容性,它会导致更少的细胞因子TNF -等生产α没有合成(5]。它也被报道,PMMA膜吸附和删除因子D触发器替代途径补体激活(6]。在急性肾损伤的情况下,据报道,PMMA膜具有优良的生物相容性达到较高存活率相比的Cuprophan(再生纤维素)膜7]。

3.3。乙烯乙烯醇(EVAL)膜

EVAL膜是由溶液聚合乙烯和醋酸乙烯酯之间以及碱皂化。EVAL膜的化学结构式表示,乙烯醇组与亲水性与疏水性和乙烯组组合在一定的速度,亲水段和疏水段与溶质渗透和机械强度,分别。

Platelet-neutrophil复杂地层增强血小板的激活和补充血液透析膜与血液接触时触发。中性粒细胞激活,如激进的氧气生产,由platelet-neutrophil触发复杂(8]。因为这些激活白细胞和血小板影响血液流变学,microcirculatory障碍可以在HD触发。据报道,对白细胞和血小板的影响相比还是低EVAL膜在PS膜或二醋酸纤维素膜(9]。它也被报道,microcirculatory障碍很难发生在与EVAL高清膜由于其良好的生物相容性10]。

3.4。维生素E-Coated聚砜(PS)膜

血液透析会话期间,大量的抗氧化剂材料消耗体内的中性粒细胞激活以来,激进的氧气生产,由此产生的氧化压力达到过剩国家血液接触血液透析膜(11]。为了减少这些氧化剂应激的过剩状态,随着透析膜了,维生素E具有抗氧化效果是涂在纤维素膜或PS膜(12,据报道,活性氧产量抑制和氧化剂压力降低在血液透析13,14]。

4所示。其他血液净化设备

在日本,各种各样的吸附材料,更有选择性地去除疾病相关物质吸附原理的基础上,开发并应用临床。用于血液净化吸附材料大致分为血液吸附剂(hemoadsorption列)直接血液灌流和等离子吸附剂对等离子体灌注(血浆吸附列)。

4.1。Hemoadsorption列

以下4.4.1。β2 mg吸附列(Lixelle)

β2 mg,这是一种疏水性蛋白分子量为11800,期间积累了长期的透析。此外,不溶性淀粉样蛋白主要包括β2 mg与各种修改是全身器官积累,它导致一个开发的淀粉样变(dialysis-related淀粉样蛋白(DRA))。半径标注导致恶化ADL和透析病人的生命质量。的积累β2 mg不仅导致ADL和透析患者的生命质量恶化也严重影响生存。因此,高清或HDF基于高通量膜已经针对执行删除β从身体2 mg,超纯透析液和优良的生物相容性透析器应用旨在抑制β2 mg生产。直接血液灌流β2 mg吸附器列(Lixelle: Kaneka有限公司,大阪,日本)在1996年研制出了能够有力地消除β2 mg从血液中(15]。Lixelle列包含350毫升的多孔纤维素吸附剂珠子直径约460μ米,十六烷基组高疏水性多孔纤维素吸附剂作为配位体珠。它把多肽和蛋白质的分子量4000 - 20000道尔顿的筛分效应分子表面毛孔的珠子(图7),而血清总蛋白、白蛋白、免疫球蛋白和脂质吸附(16]。通过Lixelle的临床效果,改进不仅在关节痛,夜间觉醒,ADL还在捏力值和平均汽车终端延迟观察经过一年的Lixelle疗法(17,18]。在Lixelle,生物相容性是个关键问题,因为血液灌注直接通过吸附剂。,据报道,高清结合Lixelle增加髓过氧物酶和多形核的leukocyte-elastase与高清不结合相比,生物相容性的进一步检查是必需的(19]。

4.1.2。内毒素清除列(Toraymyxin)

直接从血液中清除内毒素的列(Toraymyxin:东丽工业,日本大阪)开发治疗内毒素休克的原因之一是肾前的急性肾损伤(20.]。Toraymyxin充满polymyxin-B-immobilized聚苯乙烯衍生物纤维。多粘菌素B固定在纤维载体产生一个函数来中和内毒素结合的活性脂质,这是一个活性中心的活动(图8)。已经报道了一个新的功能机制Toraymyxin它有影响吸附内源性大麻素的内毒素休克的早期中介(21]。脓毒性休克患者,很多临床Toraymyxin已经报道的影响,包括海拔血压,减少血管加压的,28天减少死亡率和住院死亡率,改善器官功能衰竭(22]。

尽管固定多粘菌素B的风险可能是筛选了不能完全排除在外,临床上明显的副作用还没有认可(23]。

4.1.3。白细胞去除疗法(轻轨)

轻轨是一种治疗直接去除血液中的白细胞也被认为是相关的疾病或症状的原因。有两种类型的治疗,也就是说,leukocytapheresis (LCAP)和granulocytapheresis联盟(GCAP)”——他们有炎症性肠病的临床适应症和风湿性关节炎在日本24- - - - - -27]。

(1)LCAP
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维直径3μ米或更少的财产几乎100%的粒细胞和单核细胞吸附和30 - 60%的淋巴细胞和血小板。Cellsorba(日本东京朝日医疗有限公司)是由滚无纺织物的PET纤维与纤维直径从0.8到2.8不等μ选择性地去除白细胞的m。
生物相容性的问题在宠物包括血管舒缓激肽冲击发生在患者口服血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂因为宠物是带负电。强烈激活凝血系统血液接触带负电荷的物质,导致生产的缓激肽(BK)血管舒张作用。这个汉堡王是灭活kininase二世与ACE酶。因此,kininase II是一种酶的功能与ACE抑制通过血管紧张素转化酶抑制剂,它导致BK血液中的浓度增加,血管舒张,休克症状(图9)。除此之外,一些反应在皮肤上的血液返回,如疼痛、发红,肿胀,可能是由各种化学介质的释放积极的白细胞和血小板吸附Cellsorba之内。

据测算(2)GCAP于
醋酸纤维素(CA)珠子结合免疫球蛋白(免疫球蛋白)和补充活跃C3b / C3bi。粒细胞和单核细胞的Fc受体免疫球蛋白或补充和选择性困通过免疫球蛋白和补体结合CA和这些受体。
Adacolumn (JIMRO、Takasaki、日本)是一个净化器满30000 CA珠子直径3毫米的选择性去除粒细胞和单核细胞。在净化,淋巴细胞和血小板。海拔的并发症,包括静脉压力,静脉访问困难,凝固在血液电路,和困难在返回血液,发生在联盟2.3%的GCAP。”然而,没有严重不良事件(28]。

4.2。血浆吸附柱

4.2.1。准备血浆吸附基于疏水键原则(Immusorba ph - 350 / tr - 350)

自身抗体和免疫复合物疏水基。苯丙氨酸和色氨酸都是疏水性氨基酸在体内广泛分布。Immusorba ph - 350(日本东京朝日医疗有限公司)是使用苯丙氨酸作为配体,和tr - 350(日本东京朝日医疗有限公司)是利用色氨酸作为配体。这些列共价债券与表面羟基多孔聚乙烯醇凝胶与氨基酸的氨基(图10)。这些列可以有选择地删除自身抗体或免疫复合物疏水键。进一步,这些吸附材料是负电荷,这些列和抗体的亲和配体之间主要是疏水作用和离子相互作用造成的部分基于羧基组(图11)。这些列的临床效应已报告在狼疮肾炎、重症肌无力、多发性硬化症、胶原蛋白和其他疾病(29日- - - - - -33]。

既是Immusorba ph - 350和tr - 350是负电荷,血管舒缓激肽而引起的休克症状是患者服用ACE抑制剂。此外,减少钙离子水平可以暂时观察治疗期间(图12),因为可以吸收正离子负电荷。

4.2.2。基于静电等离子体吸附债券(Liposorber Selesorb)

Apo-B, anti-DNA抗体、免疫复合物或antigen-recognizing网站anticardiolipin抗体是正电。Liposorber (Kaneka有限公司,大阪,日本)和Selesorb (Kaneka有限公司,日本大阪)是一个列,包括纤维素珠子与硫酸葡聚糖的负电荷。负电荷之间的亲和力这些列,这些正电荷病因造成的物质主要是离子相互作用(图13)。另外,Selesorb设计提高选择性anti-DNA抗体,免疫复合物,anticardiolipin抗体小于apo-B通过纤维素凝胶较小的孔隙结构(图14)。Liposorber和Selesorb负电荷,血管舒缓激肽有休克的发病症状的患者服用ACE抑制剂。

(1)Liposorber
低密度脂蛋白胆固醇水平是大大减少60 - 80%由单一的低密度脂蛋白apheresis使用Liposorber,而高密度脂蛋白胆固醇水平几乎没有减少。LDL apheresis使用进行Liposorber heterofamilial hyperlipidemic患者和临床疗效报道,心血管事件的发生率减少了70%相比仅在基于药物治疗组(34]。进一步的临床影响LDL apheresis使用Liposorber已报告也对动脉硬化闭塞性脉管炎高脂血症的危险因素(35]。机制应该有影响(i)改善血液和血浆粘度,(2)改善红细胞可变形性,(3)增加血管舒张药如缓激肽和不,(ix)减少凝血因子,如纤维蛋白原(x)减少细胞粘附因子,(xi)抑制血小板激活和(十二)抑制低密度脂蛋白的氧化性能。此外,肾脏功能障碍的发展由于局灶性肾小球硬化症(投篮),礼物难治性肾病综合征,类固醇被低密度脂蛋白apheresis改善。肾小球硬化被认为是造成系统性或intraglomerular高血压与动脉硬化进展,增强细胞因子分泌以及在肾小球系膜细胞增殖与增加巨噬细胞,间质细胞和混乱,他们与增加血液中的低密度脂蛋白(36]。
的多机构研究LDL apheresis抗类固醇肾病综合症,反应使用Liposorber显著减少尿蛋白和高程血清白蛋白水平是公认的缩短所需的时间减少尿蛋白水平不到3.5克/天。此外,以下临床效果还报道说,两年后完成治疗的缓解率是相当高的37]。本文指出以下因素的可能机制的低密度脂蛋白apheresis使用Liposorber:改善高脂血症以及抑制hypercoagulation,纠正紊乱的肾脂质中介(血栓素A2 hyperproduction状态),抑制巨噬细胞浸润的肾小球抑制性细胞因子生产的行动的基础上,恢复steroid-responsiveness,增强细胞内的直流环孢霉素的使用。

(2)Selesorb
通过与Selesorb inmmunoabsorption疗法,anti-DNA抗体的平均去除率为34%,此外,anticardiolipin抗体和免疫复合物被有效地移除。系统性红斑狼疮的临床特征,如面部红斑和血液疾病,也改善了没有严重副作用(38]。

5。结论

重要的是血液净化疗法不仅应该进行持续评估风险这些bioincompatibilities而且负载对心血管系统造成体外循环,血管访问创建相关风险、和恶化引起的出血性倾向抗凝,连同优势获得治疗。这里提到的每个材料的生物相容性的特点将重要信息安全的血液净化治疗。

承认

作者感谢Nii博士引用他的数据。

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