表面生长肝素样水凝胶层构建的低污染血液相容性透析膜

针对临床透析膜血液相容性不足及肝素抗凝伴随的出血风险问题，研究人员通过原位界面自由基聚合法在聚醚砜（PES）膜表面构建含丙烯酸（AA）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）的肝素样水凝胶层。该改性膜表现出超亲水性、稳定性及优异抗污染性能，凝血时间显著延长（APTT和TT分别提升896%和954%），为减少临床肝素用量提供了高效低成本解决方案。

　　

慢性肾病（CKD）已成为全球公共卫生挑战，约8.5亿患者依赖血液透析（HD）维持生命。然而，现有聚醚砜（PES）透析膜的疏水性易引发蛋白吸附和血栓形成，迫使临床使用大剂量肝素抗凝，进而导致出血、肝素诱导血小板减少症（HIT）等并发症。如何在不依赖全身抗凝的前提下提升膜材料血液相容性，成为亟待突破的难题。

针对这一瓶颈，中国研究人员创新性地提出通过界面自由基聚合法在PES膜表面构建肝素模拟水凝胶层。研究选用含羧基的丙烯酸（AA）和含磺酸基的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）作为功能单体，以疏水性引发剂AIBN（偶氮二异丁腈）激活膜表面，通过溶胀驱动扩散实现水凝胶层与基底的共价锚定。该技术避免了物理共混导致的膜结构破坏，并通过界面控制聚合防止孔道阻塞。

材料表征与性能验证
ATR-FTIR（衰减全反射红外光谱）和SEM（扫描电镜）证实水凝胶层成功接枝，膜表面羧基与磺酸基密度显著增加。接触角测试显示改性膜亲水性大幅提升（水接触角降低约70%），Zeta电位证实表面负电荷增强，这为抑制血小板黏附提供了静电排斥基础。

血液相容性评估
改性膜使活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶时间（TT）分别延长896%和954%，远超未改性膜。体外实验显示其能有效抑制纤维蛋白原吸附（降低82%）和血小板变形，血栓形成面积减少90%。这种效应源于水凝胶层模拟肝素的硫酸化多糖结构，通过增强表面水合层阻碍凝血因子接触。

透析与抗污染性能
改性膜在保持尿素清除率（>90%）的同时，对牛血清白蛋白（BSA）的截留率提升至98%，且经5次污染-清洗循环后通量恢复率仍达92%。这种"抗血栓-抗污染"双功能特性得益于水凝胶层的超薄（<200nm）多孔结构，既不影响溶质传输又阻隔大分子沉积。

该研究发表于《Applied Surface Science》，其重要意义在于：首次通过界面限制聚合实现肝素模拟水凝胶的精准构筑，突破传统改性方法稳定性差、成本高的局限。临床转化后有望将HD治疗中的肝素用量降低至现有水平的10%以下，为CKD患者提供更安全的透析方案。此外，该技术可拓展至其他血液接触器械（如人工心肺机、留置导管）的表面工程，具有广阔的产业化前景。