淺談血液透析膜材料進(jìn)展發(fā)布時(shí)間：2019-03-15（原創(chuàng)2019-03-15CMDE中國(guó)器審）

血液透析（HD）是應(yīng)用于腎臟替代治療的主要方法，用于清除終末期腎病（ESRD）患者體內(nèi)積累的代謝廢物。盡管近年來(lái)HD技術(shù)的迅速發(fā)展明顯改善了ESRD患者的臨床預(yù)后，但其患病率和病死率仍高出一般人群，主要原因是與其不能完全替代正常腎臟功能有關(guān)。進(jìn)一步改善透析質(zhì)量，是提高ESRD患者生存率的關(guān)鍵途徑[1]。

透析膜作為HD治療的核心部分，其性能不僅影響血液與透析液間的“運(yùn)輸”，決定著不同分子質(zhì)量物質(zhì)的膜間轉(zhuǎn)運(yùn)效率，而且影響機(jī)體的生物相容性反應(yīng)。對(duì)透析膜進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，使其在結(jié)構(gòu)和功能上更接近生理腎臟，一直是血液凈化領(lǐng)域重要的研究方向。本文從透析膜的形態(tài)特征、滅菌方法和國(guó)內(nèi)上市情況等方面對(duì)血液透析膜材料進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述，并通過總結(jié)幾篇近年發(fā)表的透析器相關(guān)研究文章了解產(chǎn)品材料發(fā)展最新動(dòng)態(tài)。但由于篇幅所限，本文不能涵蓋所有最新研究進(jìn)展，亦不能作為當(dāng)前技術(shù)審評(píng)觀點(diǎn)和指導(dǎo)性文件。

一、透析膜的形態(tài)特征

臨床早期采用平板型透析器，雙層透析膜由上下兩片支撐片支撐壓緊，血液在膜中間流動(dòng)，透析器尿素清除率可達(dá)100-150ml/min。臨床應(yīng)用較多的是封閉式的盤管型透析器，透析膜扁寬，用尼龍或聚乙烯塑料網(wǎng)片做夾具，將透析袋夾與網(wǎng)片之間，卷成桶裝。血液在透析膜之間流動(dòng)，尿素清除率為110-150ml/min。目前臨床使用最多，效果最好的是空心纖維型透析器，透析膜形態(tài)上類似海綿狀，其橫斷面結(jié)構(gòu)主要包含分隔層和支撐層。依據(jù)分隔層與支撐層比例，膜形態(tài)分為對(duì)稱型和非對(duì)稱型，也可以是不規(guī)則型?，F(xiàn)階段臨床應(yīng)用的合成膜多為非對(duì)稱型；血液經(jīng)空心纖維管內(nèi)，纖維膜外有透析液流動(dòng)，空心纖維透析器尿素清除率可達(dá)160ml/min，肌酐清除率130ml/min。《血液凈化學(xué)》第三版[2]從超濾量、預(yù)充血量、血流阻力、血流厚度和殘血量等方面對(duì)三種類型的透析器進(jìn)行比較，見表1。

表1三種類型透析器比較二、滅菌方法

目前透析膜的滅菌方式主要有3種：射線滅菌(γ、β)、蒸汽滅菌和環(huán)氧乙烷(EO)滅菌；其中EO滅菌雖然較少引起膜結(jié)構(gòu)的改變，卻不可避免EO的殘留和環(huán)境的污染，而γ射線與蒸汽滅菌對(duì)膜孔徑及其分布有影響。不同材料的透析膜選擇的滅菌方式可能不同：有些膜材料如三醋酸纖維素膜和聚丙烯腈膜不能耐受高壓蒸汽滅菌；高劑量γ射線滅菌可能會(huì)導(dǎo)致聚合物的降解。

目前國(guó)內(nèi)已上市產(chǎn)品中，通過對(duì)注冊(cè)證數(shù)量統(tǒng)計(jì)，選擇γ射線滅菌透析器約占59%，選擇蒸汽滅菌的透析器約占26%，選擇EO滅菌和其他滅菌方式的的透析器約占15%。近年來(lái)，研究人員對(duì)不同滅菌方式可能對(duì)產(chǎn)品生物相容性產(chǎn)生的影響進(jìn)行了相關(guān)研究，如TogoK等[3]人比較了高壓蒸汽滅菌和γ射線滅菌對(duì)聚砜膜產(chǎn)品生物相容性試驗(yàn)的影響，發(fā)現(xiàn)兩種滅菌方式對(duì)產(chǎn)品的致敏和血小板減少影響并無(wú)顯著性差異。但不同滅菌方式對(duì)產(chǎn)品生物相容性的影響仍有待進(jìn)一步探討。

三、國(guó)內(nèi)上市情況

從透析器的安全有效性和生物相容性出發(fā)，用于人工腎用的透析膜有以下要求：容易透過需要清除的分子較低和中等分子量的溶質(zhì)，不允許透過蛋白質(zhì)；具有適宜的超濾滲水性，具有足夠的濕態(tài)強(qiáng)度與耐壓性，具有好的血液相容性，不引起血液凝固、溶血現(xiàn)象發(fā)生；滅菌處理后，膜性能不能改變，對(duì)人體安全無(wú)害。

近年來(lái)世界范圍開發(fā)了許多符合臨床要求的透析膜品種，如以聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚砜等作為材料的透析膜，ClaudioR等[4]人通過電子顯微鏡觀察一些商業(yè)合成透析膜的結(jié)構(gòu)特征（圖1）。

圖1常見透析膜的結(jié)構(gòu)電子顯微圖（左）、纖維壁（中）以及放大的內(nèi)部皮膚的橫截面圖層（右）目前國(guó)內(nèi)上市的透析器使用膜材料主要有天然高分子膜材料如三醋酸纖維素等；合成高分子材料如聚砜、聚醚砜等。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(guān)鍵因素，不同膜的主要特性也有所不同，楊立峰[5]等人將常見的透析膜的主要特性進(jìn)行了匯總（表2）。

表2透析膜的分類及主要特性通過統(tǒng)計(jì)注冊(cè)證數(shù)量，國(guó)內(nèi)已上市產(chǎn)品中，三醋酸纖維素占比約12%、聚砜約占43%、聚醚砜約占40%，其他膜材料如聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉-丙烯腈共聚物等約占5%（圖2）。

圖2國(guó)內(nèi)已上市產(chǎn)品透析膜使用種類及占比四、不同膜材料差異

不同膜材料透析器在安全性、有效性等方面的差異一直是行業(yè)進(jìn)步的源動(dòng)力，也是審評(píng)中關(guān)注的重點(diǎn)。2017年發(fā)表的一篇包含7種透析膜材料透析器使用患者生存率的研究，為不同材料透析器間的比較提供了初步的結(jié)論。AbeM等[6]人通對(duì)日本境內(nèi)142412位血液透析患者進(jìn)行為期1年的隨訪，發(fā)現(xiàn)半數(shù)以上患者使用聚砜材料透析器；調(diào)查和比較使用7種透析膜材料（聚砜膜、三醋酸纖維素、聚醚砜、PEPA、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚丙烯腈和聚乙烯-乙烯醇膜）的患者1年內(nèi)的生存率結(jié)果顯示：以聚砜膜為參比組，除聚醚砜外，其他膜材料組的風(fēng)險(xiǎn)比均高于參比組。若綜合考慮營(yíng)養(yǎng)、感染和透析等相關(guān)因素的影響，聚甲基丙烯酸甲酯膜和聚醚砜膜組的風(fēng)險(xiǎn)比低于聚砜膜參比組。然而，僅通過少量文獻(xiàn)判斷不同膜材料的差異是不夠的，對(duì)于膜材料性能的評(píng)價(jià)和提高還有待更多的研究和實(shí)踐。

自1926年GeorgHaas首次將一種火棉膠制成管狀透析器用于人體，血液透析已有90多年的歷史，經(jīng)過這些年的發(fā)展，血液透析的安全性和有效性有了極大的提高，明顯有效的改善了尿毒癥患者的生活質(zhì)量。然而由于對(duì)具體尿毒癥毒素和透析患者遠(yuǎn)期并發(fā)癥的具體機(jī)制還未完全認(rèn)識(shí)清楚，制約了透析膜材料研究的進(jìn)一步發(fā)展，目前血液透析治療比起腎臟自身的功能還相差甚遠(yuǎn)，透析膜的生物相容性、對(duì)小分子和中分子毒素的選擇通透性還需進(jìn)一步改善。隨著材料科學(xué)和醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，相信與人類血管內(nèi)皮接近的透析膜在不久的將來(lái)會(huì)出現(xiàn)，廣大腎病患者都將能得到更好的透析治療。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱冬冬，劉必成，透析膜材料的應(yīng)用進(jìn)展[J],2014,13(6):325-328

[2]王質(zhì)剛，《血液凈化學(xué)》,2010.10

[3]TogoK,YamamotoM,OnoT,ImaiM,AkiyamaK,EbineK,YamashitaAC,Comparisonofbiocompatibilityinpolysulfonedialysismembraneswithdifferentsterilization[J],HemodialInt.2018,22(S2):S10-S14

[4]ClaudioR,WilliamR,Haemodialysismembranes[J],NatRevNephrol.2018,14(6):394-410

[5]楊立峰，柯軍，顏林，徐紅蕾，血液透析器的生物相容性研究及其臨床應(yīng)用現(xiàn)狀[J],臨床醫(yī)學(xué)工程,2012(2):320-322

[6]AbeM,HamanoT,WadaA,NakaiS,MasakaneI,Effectofdialyzermembranemateria