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.