ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ПОЛЫЕ (КАПИЛЛЯРНЫЕ) ВОЛОКНА ИЗ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА ДЛЯ ГЕМОДИАЛИЗА

М.Б.Радишевский, А.В.Калачева, Л.А.Златоустова, В.А.Медведев, А.Т.Серков.

Научно-инженерный центр “Углехимволокно”,
141009, Мытищи, ул.Колонцова, дом.5
тел. (095) 586-48-56, E-mail: uglechim@atsmyt.comcor.ru

Для внепочечного очищения крови в аппаратах “искусственная почка” широко применяются капиллярные гемодиализаторы, в которых диализующая мембрана выполнена в виде полых волокон с внутренним диаметром 200-500 мкм. Они имеют существенное преимущество перед плоскостными гемодиализаторами в связи с низким первоначальным объемом заполнения кровопроводящей полости. В 1 см3 капиллярного диализатора диализующая поверхность достигает 80-140 см2.

Для производства полых волокон, используемых для изготовления гемодиализаторов нашли применение целлюлоза, ацетилцеллюлоза, полисульфон и сополимеры акрилонитрила. Волокна на базе целлюлозы постепенно вытесняются из-за их недостаточной биосовместимости. Полисульфон и полиакрилонитрил (ПАН) примерно равноценны по своим диализным характеристикам. Полиакрилонитрильные волокна имеют более доступную сырьевую базу. Кроме того, при синтезе сополимера акрилонитрила в цепную молекулу полимера с сополимерами могут вводиться различные функциональные группы, которые могут избирательно удалять различные компоненты интоксикации организма.

НИР по разработке технологии получения полых волокон из ПАН проводятся НИЦ “Углехимволокно” с начала 90-х годов. Основные результаты НИР:
  • испытаны различные виды сополимеров (акрилонитрил-метакрилат, акрилонитрил-метакрилат-итаконовая кислота, акрилонитрил-аллилсульфонат) и выбран оптимальный тип сополимера;
  • испытаны различные типы растворителей полиакрилонитрила (раствор роданида натрия, диметилформамид, диметилацетамид) и выбран оптимальный тип растворителя;
  • изучено влияние различных параметров формования: концентрация полимера и осадителя, температура, величина ориентационной деформации на разных стадиях процесса, скоростные характеристики при двух схемах формования: “мокрое” формования и формование с воздушной прослойкой. Установлены оптимальные условия формования;
  • испытано несколько конструкций опытных фильер. На основании полученных результатов разработана техдокументация и изготовлены фильеры производственного типа.

В результате проведенной НИР создана пилотная установка по производству полых полиакрильных волокон производительностью 0,5 кг/сутки. Наработана партия волокна, достаточная для изготовления 10 диализаторов. Волокно имеет следующие характеристики:
  • внутренний диаметр 300 мкм;
  • толщина стенки 50 мкм;
  • скорость ультрафильтрации 20 л/м2 час.
  • Клиринс по мочевине 140 мл/мин.

Волокно прошло первичное апробирование с положительным заключением в НПО “Экран” и Институте теоретической экспериментальной биофизики.

Таким образом, на основании проведенных научно-исследовательских работ разработаны основы технологии получения полых капиллярных волокон из полиакрилонитрила и получены образцы волокон, которые по лабораторным испытаниям получили положительную оценку специалистов. Для завершения НИОКР необходимо:
  • создать пилотный стенд, моделирующий производственное оборудование;
  • наработать и провести клинические испытания волокна;
  • разработать исходные данные на конструирование нестандартного оборудования и проектирование производства.

Опытное производство полых волокон мощностью 3 т/год может быть создано в течение 1 года.

Содержание конференции | Секция8