專利名稱：一種藥液過濾膜及制備方法和該藥液過濾膜的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及藥液過濾和輸液器技術領域，特別是一種藥液過濾膜及制備方法，本發明還涉及應用該藥液過濾過濾膜的藥液過濾器以及使用該藥液過濾器的精密輸液器。
背景技術：
通過靜脈輸液對人體進行水電平衡維持，已經成為日常治療的重要手段。由于現今技術及材料原因，用于制藥的工藝及制藥設備，難以將藥物粉碎成為細微顆粒充分溶解， 其中大于5微米以上的不溶性顆粒，對人體組織或器官具有嚴重的危害性。這些大于5微米以上的不溶性顆粒在輸入靜脈血管后，會通過微循環到達人體末梢血管，在結締組織或脾臟、肝臟、腎臟、肺等器官內部形成細小的肉芽腫組織，繼而發展成為瘢痕組織，從而破壞組織結構，使組織喪失部分功能。
我國目前使用的輸液濾器的過濾膜孔徑多半是15微米及以上的，不能完全將5微米以上顆粒濾除；現在國內外普遍使用的精密輸液器用的過濾膜的平均孔徑在2到5微米之間，其過濾膜材質多是纖維素，制備方法是首先將纖維素制備成乳膠混懸液，然后使用刮板在平板上涂布，最后經過漂洗制得網狀結構濾膜。過濾膜也有采用核離子轟擊聚醚砜膜后以定影漂洗方法制得的。此兩種方法或材料的微孔過濾膜都有一定的不足，前者雖然成本低廉，但是纖維素在藥液中可被溶解、膨脹，使孔徑變化大，不均一，濾除率變化嚴重，濾除率僅在80%上下。后者成本高，孔徑一致，濾除百分比達90%以上，但會被液體中大顆粒堵塞，而逐漸出現濾除率下降，流速減慢的現象，使臨床治療發生困難，不能保證血藥濃度的正常維持，需要不斷的調節流速，增加了醫護人員工作強度。
目前，隨著人們對采用普通過濾膜輸液器經靜脈輸液治療疾病所帶來的副作用的認識不斷增強，臨床對精密過濾膜輸液器的需求日益增強，使用量逐步增加，在大中城市， 它已經逐步取代普通過濾膜輸液器。但是，目前還沒有一種能夠保持輸液流速和濾除率穩定的精密過濾膜輸液器可被臨床選擇。精密過濾膜輸液器的關鍵部件就是在輸液器管道中采用精密過濾膜的藥液過濾器。因此，有必要研制一種濾除率高且穩定，流速穩定，價格低廉，制造方便的安全可靠的藥液過濾膜，更進一步地研究一種應用該藥液過濾膜的藥液過濾器和使用該藥液過濾器精密輸液器。目前，國內外還沒有見到能夠完全解決上述現有技術不足的技術方案被公開。發明內容
本發明所要解決的技術問題之一在于克服現有藥液過濾膜的技術不足，提供一種價格低廉、濾除率高且穩定、流速穩定的安全可靠的藥液過濾膜。
本發明所要解決的技術問題之二在于提供上述藥液過濾膜的制備方法。
本發明所要解決的技術問題之三在于提供一種應用上述藥液過濾膜的藥液過濾ο
本發明所要解決的技術問題之四在于提供一種應用上述藥液過濾器的精密輸液器。作為本發明第一方面的藥液過濾膜，其為二氧化硅陶瓷薄膜，所述二氧化硅陶瓷薄膜的孔徑為I. 8 ii nT2. 8um,氣孔率為709^75%。作為本發明第二方面的藥液過濾膜的制備方法，具體包括如下步驟
(1)制備二氧化硅乳膠
使用質量百分比濃度為3 5%的硅酸鈉溶液，經過離子交換樹脂，移出鈉離子Na+，得到質量百分比濃度為3(T45%的二氧化硅溶液，調節二氧化硅溶液的pH值在擴9. 5之間， 然后摻入經水稀釋后的丙三醇攪拌均勻，丙三醇的加入質量為二氧化硅總質量的3(T80% ； 再加入CH3COOC2H5攪拌水解，使體系的pH降低；再加入質量百分比濃度為5%的聚乙烯醇 (PVA)水溶液，攪拌均勻后用慢速濾紙過濾加入，可得到具有類線狀或網站結構的二氧化硅乳膠；
(2)向步驟(I)制備的二氧化硅乳膠中添加以二氧化硅乳膠質量計的質量百分比 14% 26%的成孔劑，在常溫條件下，以速度30(T500r/min在常溫下攪拌5 IOmin ;使其充分被聚乙烯醇(PVA)包裹，制得二氧化硅乳膠溶液；
(3)將步驟(2)中所得二氧化硅乳膠溶液，以三氧化二鋁薄板為襯底材料，在100級凈化環境中，用甩膠機以300(T3500r/min，成膜20s，凝膠二氧化硅薄膜在350°C下熱處理 30min,升溫速率保持在f 3°C /min。重復上述操作，直到得到涂布厚度為0. 5 y nTl. Omm的二氧化硅薄膜；
(4)將步驟(3)得到的薄膜在680°C 750°C條件下燒結，得二氧化硅陶瓷薄膜；
(5)以重量百分比濃度為5 15%鹽酸溶液對步驟(4)得到的陶瓷薄膜進行漂洗，漂洗時間為20-30min，漂洗溫度為30-45°C，使二氧化硅陶瓷薄膜表面的離子鍵裸露而呈正電以及去除灰化殘質得到所述的過濾膜，然后以純凈水進行漂洗，漂洗時間30min，漂洗溫度 45°C，除去殘留殘質與酸液。上述制備方法的步驟(2)所述的成孔劑為微米級炭黑粉末或淀粉。所述微米級炭黑粉末或淀粉為I. 8^2. 8 u m的炭黑粉末或淀粉。上述制備方法的步驟(3)所述的基材為三氧化二鋁制成的陶瓷薄板或二氧化鎂制成的陶瓷薄板，所述基材的厚度為0. 5^1. Omm,孔徑為1(T20 u m。作為本發明第三方面的藥液過濾器，包括第一殼體和密封蓋在所述第一殼體上的第二殼體，在所述第一殼體上同軸設置有進液口和出液口，其特征在于，在所述第一殼體和第二殼體所界定的內腔內設置有上述的過濾膜，其中所述的過濾膜將所述的內腔分隔成第一腔和第二腔，所述進液口與所述的第一腔相貫通，出液口與所述的第二腔相貫通，所述第一腔位于所述過濾膜第一表面側，所述第二腔位于所述過濾膜第二表面側。在所述第一殼體的部分內表面上間隔設置有用以襯托所述過濾膜的若干凸條，所述過濾膜以展開方式貼附在所述的若干凸條上，以使所述過濾膜的第二表面于所述第一殼體的部分內表面之間形成所述的第二腔。在所述凸條的頂部設置有與所述過濾膜第二表面接觸的凸棱。所述若干凸條平行于所述進液的液流方向。作為本發明第四方面的精密輸液器，包括瓶塞穿刺器、與瓶塞穿刺器連接的滴壺、 套上所述瓶塞穿刺器上并位于所述滴壺內的滴速管、通過導管與滴壺連接的三通加注件、設置在導管上的速度調節器、魯爾螺旋接口，其特征在于，還包括一上述的藥液過濾器，所述藥液過濾器的進液口通過接管與所述的三通加注件連接，藥液過濾器的出液口通過接管與所述的魯爾螺旋接口連接。本發明所提供的二氧化硅陶瓷薄膜化學性質穩定，具有耐酸性和耐堿性，而且簡單易得，降低了成本；采用納米級二氧化硅乳膠溶液通過摻入一定比例的成孔劑，控制濾膜孔徑與氣孔率，使該二氧化硅薄膜孔徑均勻，大小可控，可根據不同過濾需要選擇不同孔徑的過濾膜。本發明的二氧化硅陶瓷薄膜通過重量百分比濃度為5 15%鹽酸溶液漂洗工藝處理，使二氧化硅發生偏酸硅酸鹽變化，其羥基具有吸水性，其硅離子化學鍵部分斷裂，其表現為正電荷，二氧化硅陶瓷濾膜在制作過程中也會呈現出正電荷；(二氧化硅濾膜的制作過程，可使其表面呈現可動的五種正離子電荷I、鈉離子電荷，來自加工過程的各種沾污等；其分布在二氧化硅-硅界面二氧化硅一側。II、固定氧化物電荷，分布在二氧化硅-硅界面二氧化硅一側距界面一百埃到二百埃的范圍內；來源是二氧化硅中過剩的硅離子(氧空位)；固定氧化物電荷最重要的性質是其為固定正電荷性質。III、界面陷阱電荷，分布在二氧化硅-硅界面上；來源是二氧化硅與硅結構的交界處硅的剩余懸掛鍵；界面陷阱電荷最重要的性質是其為固定電荷，且常表現為正電荷。IV、氧化物外表面電荷，分布在二氧化硅的外表面上；來自加工過程中的各種雜質沾污；氧化物外表面電荷性質是，正離子沾污和負離子沾污具有同等幾率，不加外電場時基本無影響。V、氧化物陷阱電荷，分布在無外電場時是在二氧化硅中隨機分布的；其來源是由于高能電子、離子、電磁輻射或其它輻射掃過帶有二氧化硅的硅表面時產生的；氧化物陷阱電荷的性質是，輻射電荷成對產生、其密度視其作用方式和作用能量大小而定)；這樣，其在濾除藥液的過程中，就會與多數鹽類結構的大分子藥物溶液中顆粒相排斥，防止大顆粒在濾膜微孔處的停留、聚集而堵塞微孔，保證了高的濾除率；又由于細菌生物體膜及其滅活后的碎片表現為負電荷，因此該二氧化硅陶瓷薄膜對細菌具有很強的吸附作用，可以高效清除液體中細菌及其殘留碎片，避免輸液副反應的發生，因此其自潔能力優異。另一方面，本發明的藥液過濾器，在結構上的改進，使進液與出液在微孔過濾膜之間為切向流，使得進液液流對過濾膜表面產生剪切力，產生一定的渦流和湍流，可以防止所過濾的物質堆積在過濾膜表面而不致堵塞過濾膜微孔，使本發明可以保持穩定的流速，滿足了臨床治療需要。
圖I為本發明的藥液過濾器的結構示意圖，其中第二殼體未示出。 圖2為圖I的A-A剖視圖。圖3是圖I的B-B剖視圖。圖4是本發明的精密輸液器的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的藥液過濾膜，其為二氧化硅陶瓷薄膜，所述二氧化硅陶瓷薄膜的孔徑為 1.8um^2.8um,氣孔率為70% 75%。按照過濾需求，可以將二氧化硅陶瓷薄膜的孔徑控制在2. 5 ii m左右，氣孔率控制在75%左右，對粒徑大于2. 5 ii m的顆粒將被二氧化硅陶瓷薄膜阻擋，粒徑小于2. 5 μ m的顆粒可以通過二氧化硅陶瓷薄膜。
該藥液過濾膜的制備方法可以通過以下具體實施例來予以說明。
二氧化硅薄膜的制備可以采用熱氧化法，MOCVD法和乳膠——凝膠法等工藝制得；乳膠——凝膠方法的工藝一般是通過正硅酸乙脂(TEOS)的水解聚合而形成二氧化硅乳膠先體，其過程可包括TEOS在乳膠-凝膠過程的催化效應、溶劑效應、添加劑效應。聚乙烯醇(PVA)可以提高凝膠二氧化硅薄膜的可塑性，同時對二氧化硅顆粒還有包裹作用；通過摻入丙三醇，控制了二氧化硅膠尺寸，或誘導乳膠中的二氧化硅聚集形成簇團。
本實施例的機制是通過硅酸鈉(Na2SiO3)溶液經過陽離子交換樹脂，移出鈉離子Na+形成納米二氧化硅溶液，通過調節溶液pH值和添加有機添加劑、對成孔劑及二氧化硅顆粒包裹形成二氧化硅乳膠先體，通過離心勻膠工藝，多次涂布，控制制備多孔二氧化硅薄膜的厚度。該工藝原料易得。能夠制備較大濃度的二氧化硅先體溶液，一次能夠形成薄膜。
本實施例的方法使用質量分數為3 5%的硅酸鈉溶液。經過離子交換樹脂，移出鈉離子Na+，得到3(Γ45%的二氧化硅溶液，其pH值在纊9. 5之間，摻入經水稀釋后的丙三醇，其量為二氧化硅總量的30、0% (質量分數)，然后加入3 5ml CH3COOC2H5攪拌水解，使體系的PH適當降低，在加入15 20ml質量分數為5%的聚乙烯醇(PVA)水溶液，用慢速濾紙過濾加入，可得到具有類線狀或網站結構的二氧化硅先體溶膠。
以三氧化二鋁薄板為襯底材料，在100級凈化環境中，用甩膠機以300(T3500r/ min，成膜20s，凝膠二氧化硅薄膜在350°C下熱處理30min，升溫速率保持在廣3°C /min。重復上述操作，直到所需厚度，本實施例厚度，根據使用環境要求在0. 5 1.0mm范圍。然后，在薄膜在68(T750°C下燒結30min，可制的多孔二氧化硅薄膜。此種方法制的的二氧化硅有孔薄膜，在燒結溫度在40(Tl0(rC范圍內，其孔徑只能控制在10(T200nm之間，尚不能滿足本發明的要求。所以，在制備二氧化硅乳膠先體后，尚需要在上述乳膠中，添加成孔劑成孔劑可選擇粒徑在1. 8^2. 8 μ m的炭黑粉或淀粉顆粒；加入質量百分比在14 26% ，常溫條件下，以速度30(T500r/min在常溫下攪拌5 IOmin ；使其充分被聚乙烯醇(PVA)包裹，制得二氧化硅乳膠溶液。在高溫環境，隨著有機添加劑的逸出，膠粒表面的SiOH相互聚集形成疏松結構而后致密化，隨著溫度的升高，由于熱應力和二氧化硅薄膜的熱應變，薄膜出現多孔形貌。其中的成孔劑也被完全碳化。再使用酸洗、漂洗，出去碳化炭黑后，就可得到平均孔徑在1. 8^2. 8 μ m的二氧化硅薄膜。
本方法，制備的二氧化硅多孔薄膜。克服了傳統的制備方法存在的利用調節燒結溫度控制成孔孔徑的缺陷，使得成孔劑成為控制多孔薄膜孔徑的簡便途徑。使制備工藝簡化，孔徑指標與穿孔率都非常容易控制。
本發明使用上述藥液過濾膜的藥液過濾器為圖1、圖2和圖3所示，圖1、圖2、圖3 所示的藥液過濾器，包括第一殼體1和密封蓋在第一殼體1上的第二殼體2，在第一殼體1 上同軸設置有進液口 4和出液口 5，在第一殼體1的部分內表面上間隔設置有平行于進液的液流方向的若干凸條8，每一凸條8的頂部設置有凸棱9，過濾膜3以展開方式貼附在若干凸條8的凸棱9上，其中過濾膜3的第二表面6接觸到凸棱9，以使過濾膜3的第二表面 6與第一殼體1的部分內表面之間形成第二腔10。過濾膜3將內腔分隔成第一腔7和第二腔10，第一腔7位于過濾膜3的第一表面11側，第二腔10位于過濾膜3第二表面6側，進液口 4與第一腔7相貫通，出液口 5與第二腔10相貫通。
上述結構的藥液過濾器使進液流動方向與過濾方向相垂直，液體流動在過濾膜表面產生剪切力，形成小的渦流和湍流，減少了顆粒在過濾膜上的堆積。另外由于所述過濾膜的孔徑設置為2. 5 μ m，因此粒徑大于2. 5 μ m的藥物顆粒就被過濾膜所阻擋而不會進入人體內部對人體臟器造成損傷。又因為二氧化硅為無機非金屬，其穩定性好，與復合鹽類的藥物顆粒相排斥，因此所述二氧化硅過濾膜的微孔可以保持暢通，保持濾除率和流速的穩定。
圖4所示為使用上述藥液過濾器的一種精密輸液器，包括用以穿刺藥液瓶塞的瓶塞穿刺器01，瓶塞穿刺器01上設穿刺器護帽02，瓶塞穿刺器01下部連接滴壺03，在滴壺 03內部，瓶塞穿刺器末端連接滴速管04，滴壺03通過導管05連接三通加注件06，導管05 上設有速度調節器07，三通加注件06的下端連接本發明的藥液過濾器08的進液口 4，藥液過濾器08的出液口 5連接魯爾螺旋接口 09，魯爾螺旋接口 09上設有接口護套010。
使用時，如普通輸液器一樣，打開包裝，取出輸液器，檢查器具無異常后，將精密輸液器的瓶塞穿刺器插入液體容器的瓶塞內，按照輸液常規，排除導管內空氣，行靜脈穿刺， 成功后，調節輸液速度，進行輸液治療。由于本發明的精密輸液器的藥液過濾器設置在三通加注件的下端，因此通過三通加注件加注的藥液也能被過濾，保證了進入人體的全部藥液都是經過過濾的，既保證了患者的安全，也減輕了醫務人員的負擔。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1.一種藥液過濾膜，其為二氧化硅陶瓷薄膜，所述二氧化硅陶瓷薄膜的孔徑為 1. 8 μ m 2· 8 μ m，氣孔率為70% 75%。
2.一種制備權利要求1所述的藥液過濾膜的方法，其特征在于，具體包括如下步驟(1)制備二氧化硅乳膠使用質量百分比濃度為3 5%的硅酸鈉溶液，經過離子交換樹脂，移出鈉離子Na+，得到質量百分比濃度為3(Γ45%的二氧化硅溶液，調節二氧化硅溶液的 PH值在纊9. 5之間，然后摻入經水稀釋后的丙三醇攪拌均勻，丙三醇的加入質量為二氧化硅總質量的30、0% ；再加入CH3COOC2H5攪拌水解，使體系的ρΗ降低；再加入質量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻后用慢速濾紙過濾加入，可得到具有類線狀或網站結構的二氧化硅乳膠；(2)向步驟(1)制備的二氧化硅乳膠中添加以二氧化硅乳膠質量計的質量百分比 14%16%的成孔劑，在常溫條件下，以速度30(T500r/min在常溫下攪拌5 IOmin ；使其充分被聚乙烯醇包裹，制得二氧化硅乳膠溶液；(3)將步驟(2)中所得二氧化硅乳膠溶液，以三氧化二鋁薄板為襯底材料，在100級凈化環境中，用甩膠機以300(T3500r/min，成膜20s，凝膠二氧化硅薄膜在350°C下熱處理 30min，升溫速率保持在廣3°C /min ；重復上述操作，直到得到涂布厚度為0. 5 μ πΓ . Omm的二氧化硅薄膜；(4)將步驟(3)得到的薄膜在680°C 750°C條件下燒結，得二氧化硅陶瓷薄膜；(5)以重量百分比濃度為5 15%鹽酸溶液對步驟(4)得到的陶瓷薄膜進行漂洗，漂洗時間為20-30min，漂洗溫度為30_45°C，使二氧化硅陶瓷薄膜表面的離子鍵裸露而呈正電以及去除灰化殘質得到所述的過濾膜，然后以純凈水進行漂洗，漂洗時間30min，漂洗溫度 45°C，除去殘留殘質與酸液。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的成孔劑為微米級炭黑粉末或淀粉。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述微米級炭黑粉末或淀粉為粒徑2.0 μ m 的炭黑粉末或淀粉。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的基材為三氧化二鋁制成的陶瓷薄板或二氧化鎂制成的陶瓷薄板，所述基材的厚度為0. 5^1. 0mm，孔徑為1(Γ20 μ m。
6.一種應用權利要求2所述藥液過濾膜的藥液過濾器，其特征在于，包括第一殼體和密封蓋在所述第一殼體上的第二殼體，在所述第一殼體上同軸設置有進液口和出液口，其特征在于，在所述第一殼體和第二殼體所界定的內腔內設置有權利要求2所述的藥液過濾膜，其中所述的過濾膜將所述的內腔分隔成第一腔和第二腔，所述進液口與所述的第一腔相貫通，出液口與所述的第二腔相貫通，所述第一腔位于所述過濾膜第一表面側，所述第二腔位于所述過濾膜第二表面側。
7.如權利要求6所述的藥液過濾器，其特征在于，在所述第一殼體的部分內表面上間隔設置有用以襯托所述過濾膜的若干凸條，所述過濾膜以展開方式貼附在所述的若干凸條上，以使所述過濾膜的第二表面于所述第一殼體的部分內表面之間形成所述的第二腔。
8.如權利要求7所述的藥液過濾器，其特征在于，在所述凸條的頂部設置有與所述過濾膜第二表面接觸的凸棱。
9.如權利要求7所述的藥液過濾器，其特征在于，所述若干凸條平行于所述進液的液流方向。
10.一種使用了權利要求6所述的藥液過濾器的精密輸液器，包括瓶塞穿刺器、與瓶塞穿刺器連接的滴壺、套上所述瓶塞穿刺器上并位于所述滴壺內的滴速管、通過導管與滴壺連接的三通加注件、設置在導管上的速度調節器、魯爾螺旋接口，其特征在于，還包括一權利要求6所述的藥液過濾器，所述藥液過濾器的進液口通過接管與所述的三通加注件連接，藥液過濾器的出液口通過接管與所述的魯爾螺旋接口連接。
全文摘要
本發明公開了一種藥液過濾膜，其為二氧化硅陶瓷薄膜，所述二氧化硅陶瓷薄膜的孔徑為1.8μm~2.8μm,氣孔率為70%~75%。本發明的藥液過濾膜是價格低廉、濾除率高且穩定、流速穩定的安全可靠的藥液過濾膜。本發明還公開了該藥液過濾膜的制備方法以及使用該藥液過濾膜的藥液過濾器和使用該藥液過濾器的精密輸液器。
文檔編號B01D67/00GK102527255SQ20111000001
公開日2012年7月4日 申請日期2011年1月1日 優先權日2011年1月1日
發明者張亞平 申請人:上海雙鴿實業有限公司