2.6 膜技术在健康医疗领域的应用

膜技术在医疗卫生领域的应用品种繁多，从医药用纯水的制备和蛋白质、酶、疫苗的分离、精制及浓缩，到人工肾、人工肺等人工脏器的应用，都以各种高分子膜作为分离的核心技术，为广大患者带来了生命的希望。

以膜为基础的医疗技术主要包括血液透析（人工肾）、气体交换（人工肺）、血液过滤、血浆分离、药物控制释放等。

血液透析

血液透析是治疗肾功能衰竭的常见方法。血液透析过程是在透析器内进行的，血液和透析液通过半透膜接触进行物质交换，使血液中的代谢废物和过多的电解质向透析液移动，透析液中的钙离子、碱基等向血液中移动。这种人造透析器具有人本肾脏的部分功能，被称为“人工肾”，它能清除患者血液中的代谢废物和毒物，调整水和电解质平衡，调整酸碱平衡，达到一定的治疗目的。

显然，透析膜材料是影响血液透析治疗效果的关键因素。透析的流程示意图如图2.35所示。

用于人工肾的中空纤维膜内径为200~300µm，外径为250~400µm。把10000~12000根纤维集束，两端用无毒树脂固定在透明的塑料管中，膜的透析面积为1 m ² 左右。透析器长200 mm，直径70 mm。

据不完全统计，全球需要治疗的人群数量起码在300万人以上，按每周每人透析2次（实际每周透析3次效果最好）计算，每年最少需要2亿只血液透析器。随着透析技术的不断发展，对透析膜材料的要求越来越高，单一的膜材料不能充分满足上述要求，对现有膜材料进行共混、接枝、镶嵌，以及运用等离子体等技术对材料进行改性等，已成为今后一段时期内透析器膜材料的研发趋势。

药物控制释放

控制释放技术（controlled release）的优点在于释放药剂的浓度保持不变，药剂的有效利用率高，普通吃药方法药的利用率只有40%~60%，采用控制释放可提高到80%~90%。

图2.36是一种用于包裹阿霉素的人造生物膜，可实现药物缓释功能，用于卵巢癌、多发性骨髓瘤等疾病的治疗。该生物膜是利用胆固醇及磷脂高分子形成直径约100 nm的脂质体微球，将阿霉素装载到微球中，用其制备成药物制剂后，以注射方式注入人体，利用高分子生物膜的屏蔽作用，实现药物在人体血液系统的长时间循环。该产品在美国上市后每年产生数亿美元的销售额（图2.37）。