摘要：為提高臨床所用透析器的透析性能，選用聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯醇（PVA）作為原材料制備PVA/PAN復(fù)合納米纖維透析膜，再與試驗(yàn)所制還原氧化石墨烯氣凝膠（rGO）聯(lián)用，進(jìn)行一系列性能測(cè)試與臨床應(yīng)用。結(jié)果表明，與GO相比，rGO中的部分含氧官能團(tuán)消失，且沒(méi)有新的官能團(tuán)產(chǎn)生；rGO對(duì)硫酸吲哚酚（IS）的吸附量隨著其濃度的增加而增加，當(dāng)IS的濃度高于6 mg/mL時(shí)，在3 h以后，吸附逐漸趨于平衡，達(dá)到rGO的最大吸附量；rGO的加入能顯著提升PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜對(duì)IS的清除率，同時(shí)也不會(huì)顯著影響人血清蛋白（HSA）保留率，對(duì)HSA的保留率仍在97%以上；rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜在臨床使用時(shí)，能獲得較傳統(tǒng)透析膜更優(yōu)異的療效和更好的抗炎效果。

關(guān)鍵詞：透析器；還原氧化石墨烯；吸附性能；硫酸吲哚酚

中圖分類號(hào)：TQ322文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2024）10-0104-04

Research on the performance and application effect of rGOcombined with PVA/PAN nanodialysis membrane

LEI Li1，2，WANG Ting1，MAO Xiaoqin1，LIU Wenqin1，ZHAO Su1

（1. Luzhou People’s Hospital，Luzhou 646000，Sichuan China；

2. Southwest Medical University，Luzhou 646099，Sichuan China）

Abstract：In order to improve the dialysis performance of dialyzers used in clinical practice，polyacrylonitrile（PAN）and polypropylene alcohol（PVA）were selected as raw materials to prepare PVA/PAN composite nanofiberdialysis membrane，and then combined with the reduced graphene oxide aeroge（l rGO）prepared by the laboratory tocarry out a series of performance tests and clinical applications. The results showed that compared with GO，someoxygen-containing functional groups in rGO disappeared and no new functional groups were generated. The adsorp?tion capacity of rGO for indophenol sulfate（IS）increased with its concentration. When the concentration of IS washigher than 6 mg/mL，the adsorption gradually approached equilibrium after 3.0 hours，reaching the maximum ad?sorption capacity of rGO. The addition of rGO significantly enhanced the clearance rate of PVA/PAN compositenanofiber membrane towards IS，without significantly affecting the retention rate of human serum albumin（HSA），which remained above 97%. RGO combined with PVA/PAN composite nanofiber membrane can achieve better ther?apeutic and anti-inflammatory effects than traditional dialysis membranes in clinical use.

Key words：dialyzer；reduced graphene oxide；adsorption performance；indolephenol sulfate

透析是通過(guò)小分子經(jīng)半透膜擴(kuò)散到水或緩沖液，將小分子與生物大分子分開(kāi)的一種分離純化技術(shù)[1]。醫(yī)學(xué)上使用透析療法，可以使體液內(nèi)的成分通過(guò)半透膜排出體外的治療方法，一般可分為血液透析和腹膜透析兩種[2-3]。聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯醇（PVA）是性能十分優(yōu)異的高分子材料，二者所制備的復(fù)合材料是常用的透析材料[4-5]。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的氧化物，其顏色為棕黃色，市面上常見(jiàn)的產(chǎn)品有粉末狀、片狀以及溶液狀的[6-7]。經(jīng)氧化后，其上含氧官能團(tuán)增多而使性質(zhì)較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團(tuán)的反應(yīng)而改善本身性質(zhì)[8]。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物，是一種非傳統(tǒng)形態(tài)的軟性親水材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性[9-10]。還原氧化石墨烯（rGO）是石墨烯的一種衍生物，是二維層狀碳質(zhì)型材料[11]，在強(qiáng)氧化劑作用下，將氧基活性功能團(tuán)引入到石墨烯片上，在還原劑的作用下，將氧化石墨烯表面的部分含氧基團(tuán)還原，生成還原氧化石墨烯，具有更為優(yōu)異的吸附性能[12]。為進(jìn)一步提升臨床所用透析器的透析效果，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)將透析與吸附相結(jié)合[13]，實(shí)現(xiàn)硫酸吲哚酚（IS）清除的同時(shí)[14]，最大程度上保留人血清蛋白[15]（HSA），本文選用聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯醇（PVA）作為原材料制備PVA/PAN復(fù)合納米纖維透析膜，再與試驗(yàn)所制還原氧化石墨烯氣凝膠（rGO）聯(lián)用，進(jìn)行一系列性能測(cè)試與臨床應(yīng)用，探究本研究的可行性。

1試驗(yàn)部分

1. 1材料與設(shè)備

主要材料：氧化石墨烯粉末（湖北鑫宇宏生物醫(yī)藥技術(shù)有限公司）；聚丙烯腈（99%，湖北鑫宇宏生物醫(yī)藥技術(shù)有限公司）；聚乙烯醇（99%，西安天正藥用輔料有限公司）；二甲基甲酰胺（99%，濟(jì)南鑫超瑞化工有限公司）；人血清白蛋白（96%～99%，上海麥克林生化有限公司）；1，5-戊二醛（50%，山東潤(rùn)錦化工科技有限公司）；硫酸吲哚酚（1G，西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司）；硼酸（分析純國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司）；鹽酸（分析純，國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司）；L-抗壞血酸鈉（分析純，上海羅恩試劑有限公司）。

主要設(shè)備：DHG-9146A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；DZF-6050型真空干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；F-360A型超聲波清洗器（深圳福洋科技集團(tuán)有限公司）；SHJ-2A型恒溫磁力加熱攪拌器（常州金壇良友儀器有限公司）；ET-2535X型靜電紡絲機(jī)（北京永康樂(lè)業(yè)科技發(fā)展有限公司）；DRV8833RTYR型自動(dòng)涂膜器（深圳市科美奇科技有限公司）；RG-5000J型紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)（天津諾雷信達(dá)科技有限公司）；FD-1C-50型冷凍干燥機(jī)（上海繼譜電子科技有限公司）。

1. 2試驗(yàn)方法

還原氧化石墨烯氣凝膠的制備：首先將氧化石墨烯粉末（GO）稀釋成濃度為2 g/L的懸液，取6 mL的GO懸液與L-抗壞血酸鈉通過(guò)超聲分散得到30 mL均勻的混液，再水浴加熱1.5 h，水浴溫度為90℃，隨后再使用去離子水洗滌，并冷凍干燥2 d以上，得到還原氧化石墨烯氣凝膠[16]（rGO）。

PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜的制備：首先將聚丙烯腈（PAN）粉末加入至二甲基甲酰胺（DMF）中，在室溫下攪拌3 d，使用靜電紡絲裝置以16.7μL/min的擠出速率得到PAN納米纖維膜。對(duì)制備好的PAN納米纖維膜進(jìn)行冷壓處理60 s后浸泡于硼酸溶液中，再使用膠帶將其與平板玻璃固定在一起。使用HCL溶液將聚丙烯醇（PVA）溶液的pH調(diào)節(jié)至2.0以下，并加入1，5-戊二醛（GA）溶液，得到凝膠狀態(tài)的混合物，再使用自動(dòng)涂膜機(jī)將其涂布在PAN納米纖維膜上，在室溫下靜置0.5 d后使用去離子水洗滌，去除未反應(yīng)的殘留物，得到PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜，并將其置于水浴保存[17]。

1. 3性能測(cè)試

1. 3. 1吸附性能測(cè)試

將制備好的rGO氣凝膠與硫酸吲哚溶液（IS）充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，置于水浴搖床1 d，水浴搖床參數(shù)為：轉(zhuǎn)速80 rpm、溫度25℃。隨后使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)在278 nm處測(cè)定混液的吸光度，并計(jì)算rGO氣凝膠對(duì)IS的吸附量。

1. 3. 2透析實(shí)驗(yàn)

在室溫下進(jìn)行透析實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為4 h，跨膜壓力維持在10 kPa。模擬血液為IS與HSA的混液，二者濃度分別為100 mg/L、1 g/L，透析液為200 mL純水和純水+200 mg的rGO氣凝膠塊。每隔1小時(shí)收集10 mL樣品，其中5 mL經(jīng)95℃熱處理0.5 h，再通過(guò)10 kPa過(guò)濾器過(guò)濾，另外5 mL直接過(guò)濾[18]。再使用紫外分光光度計(jì)分別在278 nm和202 nm處測(cè)量IS與HSA的吸光度，并根據(jù)式（1）和式（2）計(jì)算不同透析時(shí)長(zhǎng)對(duì)IS的清除率[19]與HSA保留率[20]：

式中：C1為IS在模擬血液中的初始濃度；C2為IS在模擬血液中透析后的濃度。

式中：C為HSA在模擬血液中的初始濃度；C為12經(jīng)透析后HSA在模擬血液中的濃度。

1. 4臨床應(yīng)用測(cè)試

1. 4. 1一般材料與方法

選取我院2022年3月～2023年2月的110名需要進(jìn)行血液透析的重癥胰腺炎患者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所選患者不存在全身性感染或者肺部感染，也沒(méi)有其他免疫性疾病。將所選患者均勻分為2組：一組為使用常規(guī)血液透析膜的對(duì)照組；另一組為使用本文設(shè)計(jì)的rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜的對(duì)照組。2組患者入院之后，根據(jù)患者具體情況與所使用透析材料的不同，實(shí)施透析治療，以3個(gè)月為期，每周透析3次，每次透析時(shí)長(zhǎng)為5 h。

1. 4. 2評(píng)價(jià)指標(biāo)

（1）治療有效率：以透析治療后患者所有胰腺炎所帶來(lái)的癥狀、體征，以及血淀粉酶等生化指標(biāo)及臨床影像學(xué)檢查結(jié)果作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，具體效果表示由表1透析治療效果判斷表所示。

炎性因子水平：檢測(cè)透析治療前后兩組患者包括白細(xì)胞介素6（IL-6）、α腫瘤壞死因子（TNFα）、C-反應(yīng)蛋白（CRP）在內(nèi)的炎性因子水平作為另一評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2結(jié)果與分析

2. 1rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜的透析性能

2. 1. 1IS清除率

rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜對(duì)IS的清除率分析結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，與單PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜的作用相同，隨著透析時(shí)間的增加，rGO+PVA/PAN作用下，IS的清除率也隨之增加，并且在透析前期的清除速率顯著大于后期。

2. 1 .2 HSA保留率

rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜對(duì)HSA的保留率分析結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，rGO的加入能顯著提升PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜對(duì)IS的清除率，但對(duì)HSA保留率的影響較小，兩種透析方式下，HSA的保留率都保持在97%以上。

3臨床應(yīng)用效果

3. 1治療有效率

根據(jù)透析治療效果可知，2組患者透析治療后的顯效率均在80%以上，其中使用傳統(tǒng)透析膜的對(duì)照組的總有效率為91%，使用本文所設(shè)計(jì)的rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜的實(shí)驗(yàn)組的總有效率為94%，治療效果更為優(yōu)異。

3. 2炎性因子水平分析

透析治療前后2組患者的炎性因子水平分析對(duì)比結(jié)果如表2所示。

由表2可知，透析治療前，2組患者的IL-6、TNFα以及CRP這3種炎性因子水平均在正常值以上。經(jīng)透析治療后，2組患者以上3種炎性因子水平均有所降低，并且實(shí)驗(yàn)組的炎性因子水平略低于對(duì)照組，即使用本文所設(shè)計(jì)的rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜的實(shí)驗(yàn)組的抗炎效果更好。

4結(jié)語(yǔ)

（1）本文首先制備了rGO氣凝膠和PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜，并測(cè)試了rGO氣凝膠吸附IS的吸附性能，再對(duì)rGO氣凝膠聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜清除IS和HSA進(jìn)行性能測(cè)試；

（2）rGO的加入能顯著提升PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜對(duì)IS的清除率，對(duì)HSA保留率的影響較小，加入rGO前后，PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜對(duì)HSA的保留率都在97%以上；

（3）rGO聯(lián)合PVA/PAN復(fù)合納米纖維膜在臨床使用時(shí)，能獲得較傳統(tǒng)透析膜更優(yōu)異的療效和更好的抗炎效果。

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