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人工肺,又称为膜式氧合器,是在开胸手术的体外循环中代替或者辅助人体肺脏,排出体内代谢过程中所产生的二氧化碳、同时摄取人体必需的氧气,以维持肺病患者的生命的辅助设备。人工肺最基本的要求是要具有良好的气体传输性能及生物相容性,前者可以通过对膜材料的甄选达到要求,而生物相容性则需要对材料表面进行相应的改性才能满足需要。本文在实验室以往研究的基础上,选取最优条件下制得的聚砜(PSF)平板膜作为基膜,。通过低温等离子体法对其进行接枝改性,在其表面分别接枝聚乙二醇(PEG)和肝素,丙烯酸(AA)以及聚乙二-醇丙烯酸酯(PEGA),以提高膜材料的生物相容性。1、PSF膜表面进行PEG及肝素的接枝利用低温等离子技术在PSF基膜表面接枝PEG和肝素。首先考察了工作气体、放电功率、处理时间及气体流速对材料亲水性的影响,确定了等离子体处理的最佳条件。氩气等离子体处理在放电功率为50W,处理时间为2min时改性PSF膜的亲水性相对较好。接着考察了PEG分子量对改性后的材料生物相容性的影响,实验结果表明,当PEG分子量为6000时,改性后的PSF膜表面的牛血清白蛋白和血小板吸附量最少。最后考察了接枝后PSF膜的传输性能,实验结果表明接枝后的PSF膜材料保持了材料的本体性能,渗透通量基本保持不变,同时血液条件下气液双侧传输性能测试结果显示,血液流速为1.5L/min时,氧气和二氧化碳的传输性能分别达到107mL/min,99mL/min,已经接近临床上常用的氧合器气体传输效率。2、PSF膜表面进行丙烯酸的聚合接枝利用低温等离子体技术在PSF基膜表面聚合接枝丙烯酸,采取了浸泡接枝和汽化接枝两种方法。对于浸泡接枝法,考察了丙烯酸溶液浓度和温度对改性后的材料亲水性的影响。当丙烯酸溶液浓度为40wt%,温度为60℃时,改性后的PSF膜具有较好的亲水性,牛血清白蛋白吸附量明显减少,但是血小板黏附情况仍然比较严重。由于丙烯酸的聚合度难以控制,过度聚合的丙烯酸接枝到材料表面,PSF膜的气体渗透通量明显减小。血液条件下的气液双侧传输性能测试结果也不理想,氧气和二氧化碳的传输性能仅为70mL/min和62mL/min。对于汽化接枝法,实验结果表明其弥补了浸泡接枝法的不足,不会发生丙烯酸的过度聚合,改性后的PSF膜具有良好的传输性能,渗透通量与未改性PSF膜相比基本保持不变。3、PSF膜表面进行PEGA的接枝利用低温等离子体技术,在PSF膜表面接枝PEGA。PEG具有良好的亲水性,PSF膜表面接枝PEG后具有优异的生物相容性。PEG在与丙烯酸发生酯化反应后,生成一端或两端带双键的PEGA,更加容易与激活后的PSF膜材料发生接枝。考察了PEGA溶液浓度和温度对改性后的材料亲水性的影响。实验结果表明,PEGA溶液浓度为50g/L时,改性后的PSF膜亲水性较好,牛血清白蛋白及血小板黏附量也明显减少。渗透通量及气液双侧传输性质测试结果表明,改性后的PSF膜保留了材料的本体性能,具有很好的应用前景。