基于双通道模式的中空纤维膜式人工肺研究

批准号:
31000446
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
饶华新
依托单位:
学科分类:
C1004.组织再生与人工器官
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘璠娜、余祥正、黄凯金、黄健恒、孙旭东、张爱丰
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
针对目前已临床应用的体外人工肺存在气体交换能力差、血液传输效率不足、使用寿命短等问题,以制备一种基于双通道模式的中空纤维膜式人工肺为研究对象,对双通道模式人工肺的特征及规律进行基础科学研究。不同于临床上氧气和二氧化碳使用同一通道的单通道模式人工肺,在双通道模式中进入血液的氧气和排出的二氧化碳分别具有各自通道。采用独创的中空纤维双组份涂覆工艺在中空纤维的表面涂覆膜材料,以解决目前单组份涂覆工艺存在的易粘结、不连续的缺点,同时优化双通道模式人工肺用膜材料涂覆关键技术。研究双通道模式人工肺的体外性能,弄清双通道模式与使用寿命的规律性问题,确立基于双通道模式人工肺的氧合效果数学模型。通过对上述科学问题的探索和研究,以期为膜式人工肺提供新的研究思路及其可持续研究提供可靠的科学依据,也将为有效延长人工肺的使用寿命和研制出新型的人工肺奠定理论和技术基础。
英文摘要
针对目前已临床应用的体外膜式人工肺存在气体交换能力差、血液传输效率不足和使用寿命短等问题,以制备一种基于双通道模式的中空纤维膜式人工肺为研究对象,对双通道模式人工肺的特征及规律进行基础科学研究。.首先,模仿生物膜的表面结构形态、将有序的胆甾醇酯液晶单元引入到硅橡胶中,通过硅氢加成反应和溶液浇铸法,制备了液晶改性的硅橡胶交联膜;以乙烯基硅橡胶和含氟硅氧烷为基质材料,利用溶胶-凝胶法和超临界二氧化碳方法,制备了含氟硅橡胶杂化膜。研究结果表明,改性的硅橡胶膜材料,不但具有明显优于普通改性硅橡胶膜的渗透性能和机械性能,可用作人工肺的中空纤维膜的涂覆材料,而且具有优越的生物相容性,能够满足膜式人工肺膜材料的基本要求。. 其次,设计了中空纤维膜的双组分涂敷工艺,并在中空纤维的表面涂敷了改性硅橡胶膜。探索了浓度、固化时间和温度等涂覆因素对涂覆效果的影响,获得了最优的中空纤维双组分涂覆技术和基础性规律。该技术解决了目前中空纤维膜涂覆工艺易粘结和不连续的关键技术问题,揭示了涂覆工艺中各影响因素之间存在的一些规律。. 最后,以中空纤维膜为基质材料,涂覆含氟硅橡胶膜的梯度陶瓷管为外壳材料,设计了新型的双通道模式人工肺,不同于临床上氧气和二氧化碳使用同一通道的单通道模式人工肺,双通道模式中进入血液的氧气和排出的二氧化碳分别具有各自通道,这种设计方法尚无报道。采用纤维内走氧气外走水相的方式,分别以生理盐水和去离子水代替血液,探讨了双通道模式人工肺的体外性能。结果表明,双通道中空纤维膜式人工肺的氧气传输速率高,压力降低,使用寿命长,符合膜式人工肺的基本要求。例如,当生理盐水流量为450 ml/min时,氧气传输速率为71.6 ml/(min•m2),压力降为29.1 mmHg,使用寿命在5天以上,其性能接近于国际上通用优良膜式人工肺的性能。同时,根据膜式人工肺的理论模型,确立了双通道模式人工肺的氧合效果数学模型。研究结果表明,本研究采用的改性硅橡胶交联膜材料、中空纤维双组份涂敷工艺和双通道模式,有利于提高中空纤维膜式人工肺的综合性能。可以展望,基于双通道模式的中空纤维膜式人工肺将具有很好的研究前景和应用价值。. 通过对上述科学问题的探索和研究,双通道模式可以为人工肺研究提供新的思路,也将为提高人工肺的性能和研制出新型的人工肺奠定理论和技术基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1002/aic.13860
发表时间:2013-02
期刊:Aiche Journal
影响因子:3.7
作者:Huaxin Rao;Zi-yong Zhang;Ye Tian
通讯作者:Huaxin Rao;Zi-yong Zhang;Ye Tian
Effects of supercritical carbon dioxide treatment conditions on the gas separation properties of polydimethylsiloxane hybrid membrane materials for air purification
超临界二氧化碳处理条件对空气净化用聚二甲基硅氧烷杂化膜材料气体分离性能的影响
DOI:10.1002/app.38350
发表时间:2013-06
期刊:Journal of Applied Polymer Science
影响因子:3
作者:Yu, Xiangzheng;Zhang, Ziyong;Rao, Huaxin;Liu, Fanna
通讯作者:Liu, Fanna
DOI:10.1002/app.34450
发表时间:2012-01
期刊:Journal of Applied Polymer Science
影响因子:3
作者:Huaxin Rao;Zi-yong Zhang
通讯作者:Huaxin Rao;Zi-yong Zhang
Enhanced mechanical properties and blood compatibility of PDMS/liquid crystal cross-linked membrane materials
PDMS/液晶交联膜材料的机械性能和血液相容性增强
DOI:10.1016/j.jmbbm.2013.01.010
发表时间:2013-04-01
期刊:JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS
影响因子:3.9
作者:Rao, Huaxin;Zhang, Ziyong;Liu, Fanna
通讯作者:Liu, Fanna
Oxygen-enriching properties of a new hybrid membrane cross-linked from PDMS and fluorine-containing silicone resin
PDMS与含氟硅树脂交联新型杂化膜的富氧性能
DOI:10.1002/pen.23486
发表时间:2013-11
期刊:Polymer Engineering and Science
影响因子:3.2
作者:Ziyong Zhang, Jianheng Huang, Yi Lin, *Huaxin Rao
通讯作者:Ziyong Zhang, Jianheng Huang, Yi Lin, *Huaxin Rao
国内基金
海外基金
