Способ модификации ацетатов целлюлозы для получения пленок, мембран и биофильтров
Изобретение относится к пленочным материалам на основе уксуснокислых эфиров целлюлозы и может быть использовано в производстве пленок мембран и биофильтров медицинского назначения. Исходный ацетат целлюлозы обрабатывают парами смеси растворителей: вода и диметилсульфоксид или вода и диметилацетамид при соотношении 90 : 10 - 99 : 1 соответственно в закрытой системе при комнатной температуре до степени поглощения паров ацетатом целлюлозы не более 5 мас. %. Изобретение позволяет простым и экологически чистым способом получить пленки, мембраны и биофильтры, способные селективно очищать плазму крови больного от избыточного холестерина при сохранении других необходимых для жизни компонентов, например белков и электролитов. 1 табл., 5 ил.
Изобретение относится к области производства пленочных материалов на основе уксуснокислых эфиров целлюлозы - ацетатов целлюлозы, и может быть использовано преимущественно для производства пленок, мембран, биофильтров медицинского назначения.
Известно, что на основе ацетатов целлюлозы производят пленочные материалы широкого спектра действия: от обратного осмоса и до микрофильтрации [см. Кестинг Р.Е. Синтетические полимерные мембраны. М.: Химия, 1991], применяемые, в частности, в биологии и медицине для очистки крови или плазмы в массообменных аппаратах [см. Перепечкин Л.П. и др. Полые волокна медицинского назначения // Хим. волокна. 1999. N 6. С.З.]. Принцип действия таких разделительных систем в основе своем базируется на размере пор, а в отдельных случаях используется принцип зарядности. Применение пленок, мембран, биофильтров из ацетатов целлюлозы в медицине основано на очистке крови или плазмы от присутствующих в них метаболитов и ксенобиотиков. При лечении таких заболеваний, как атеросклероз, гиперхолестеринемия, часто используют плазмообменную терапию (плазмаферез) для удаления из крови липидов, грубодисперсных белков и других патологических продуктов. При такой фильтрации, как правило, нет селективности: при выделении из плазмы избыточного холестерина (в концентрациях, способствующих развитию атеросклероза), отфильтровываются необходимые для жизни белковые субстанции и электролиты. Плазма возвращается пациенту только при гарантированном очищении от "патогенов". Особенностью существующих в настоящее время мембран и биофильтров является то, что, задерживая холестерин, они, как правило, не способны пропускать белки. В ряде случаев при фильтрации плазмы происходит коагуляция белков, приводящая к закупорке пор мембраны, к снижению ее эксплуатационных характеристик и даже к полной непригодности [Chenoweth D.E. // Artif. Organs. 1984. N 8. P. 281.; Hamilton R.J., Adkinson N.F. // Artif. Organs. 1984. N 8. P. 311.]. Современная проблема заключается в разработке фильтрационных материалов, способных не только задерживать холестерин, но и пропускать все другие важные для жизни компоненты, в частности белки и электролиты. Эта проблема существует до сих пор, поскольку в настоящее время еще не разработаны такие материалы [см. Diederich F., Peterson В. "Cholesterine trap // Angew. chim. 1994. V.33. P. 1621]. Известны селективнопроницаемые ацетатцеллюлозные мембраны, получаемые высаживанием тонких слоев формовочных растворов, содержащих модифицированный растворитель, состоящий из смеси органических жидкостей: диметилсульфоксида, спирта, диола формулы HO(RO)nH (где R - алкилен, n=1-16) и карбоновой кислоты [см. патент Японии N 56-67505 по кл. МПК B 01 D 13/04, В 01 D 13/00]. Полученные мембраны имеют высокую селективную проницаемость лишь при высоком давлении. Данные, касающиеся селективности пропускания холестерина или белков, не приведены. Кроме того, недостатком способа является сложный состав модифицированного растворителя; трудности в получении мембран; дополнительное высаживание формуемой пленки осадителем для повышения ее разделяющей способности и селективности. Известен способ модифицирования мембран путем выдержки мембраны в смеси, содержащей органический растворитель и раствор солей четырехвалентного металла, с последующей обработкой щелочью [см. патент РФ N 1827865 по кл. МПК В 01 D 71/00, C 08 J 5/22]. Недостатком способа является большая продолжительность (более 24 часов); высокие температуры. Кроме того, не удается управлять процессами структурообразования в мембране при ее модифицировании. Применение таких мембран для разделения холестерина с белками в задаче не ставилось. Известен способ получения высокомолекулярных полимеров, способных снижать уровень холестерина и липидов в плазме крови, включающий модификацию полисахаридной матрицы путем полимеризации, а именно реакцией полисахарида с никотиновой кислотой или ее реакционноспособным производным. Способ также предусматривает, в случае необходимости, дополнительную полимеризацию получаемого продукта [см. патент Франции N 2346016 по кл. МПК A 61 K 31/735, C 08 B 37/00]. Недостатком способа является проведение целенаправленного синтеза, его трудоемкость, многостадийность процесса, необходимость тщательной оценки структуры получаемого модифицированного продукта. Кроме того, полученный продукт не может селективно снижать уровень холестерина в сыворотке крови при сохранении белкового состава; идет снижение одновременно концентрации и холестерина и липидов. Наиболее близким к предлагаемому является способ модификации ацетатов целлюлозы для получения пленок, мембран и биофильтров, включающий модификацию исходного порошкообразного ацетата целлюлозы органическим растворителем (См. патент US N 3560232, МПК B 29 D 27/04). Недостатком данного способа является то, что полученные пленки не предназначены для селективной очистки плазмы крови больного от избыточного холестерина. Задача предлагаемого решения заключается в создании пленок, мембран, биофильтров на основе модифицированного ацетата целлюлозы, способных селективно очищать плазму крови больного от избыточного холестерина при сохранении других необходимых для жизни компонентов, например белков и электролитов при упрощении способа модифицирования. Задача решается тем, что в способе модификации ацетатов целлюлозы для получения пленок, мембран и биофильтров, включающем модификацию исходного порошкообразного ацетата целлюлозы органическим растворителем, согласно предлагаемому решению исходный ацетат целлюлозы обрабатывают парами смеси растворителей: вода и диметилсульфоксид или вода и диметилацетамид при соотношении 90:10-99:1 соответственно в закрытой системе при комнатной температуре до степени поглощения паров ацетатом целлюлозы не более 5 мас.%. Способ осуществляется путем обработки насыпного ацетата целлюлозы (АЦ) парами водно-органической смеси и проводится в герметически закрытом сосуде, заполненном наполовину смесью растворителей с водой разного состава, при комнатной температуре. Количество поглощенных полимером паров определяли весовым методом, фиксировали на торсионных весах WT (точность измерений составляла![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
Формула изобретения
Способ модификации ацетатов целлюлозы для получения пленок, мембран и биофильтров, включающий модикацию исходного порошкообразного ацетата целлюлозы органическим растворителем, отличающийся тем, что исходный ацетат целлюлозы обрабатывают парами смеси растворителей: вода и диметилсульфоксид или вода и диметилацетамид при соотношении 90 : 10 - 99 : 1 соответственно в закрытой системе при комнатной температуре до степени поглощения паров ацетатом целлюлозы не более 5 мас.%.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6