بهبود خاصيت ضد گرفتگي غشاي پلي اترسولفون با افزودن پلورونيك اف-127 در همودياليز خون

Improved antifouling properties of Polyether sulfone membrane by Pluronic F-127 additive for hemodialysis application

فرايند همودياليز به منظور تصفيه خون بيماراني كه مبتلا به نارسايي كليه هستند، مورد استفاده قرار مي گيرد. غشاهاي همودياليز معمولاً از پلي اترسولفون هستند كه در كنار مزاياي ويژه، آبگريزي آن سبب كاهش شديد زيستسازگاري غشاي مورد استفاده ميشود. در اثر تماس خون با غشاهاي همودياليز پلياترسولفون، پروتئينهاي خون جذب سطح غشا شده و با تشكيل يك لايه پروتئيني سبب بروز مشكلاتي نظير چسبندگي پلاكتها و انعقاد سلولهاي خون ميشود. امروزه با استفاده از روشهاي اصلاحي، آب دوستي و زيستسازگاري غشاهاي پلياترسولفوني را افزايش ميدهند. در اين تحقيق به منظور بهبود آب دوستي و جلوگيري از گرفتگي غشاهاي پلي اترسولفون از كوپليمر سه بلوكي دوگانهدوست پلورونيك اف- 127 به صورت پلياتيلن اكسيد- پليپروپيلن اكسيد- پلياتيلن اكسيد به عنوان افزودني در ساخت غشا استفاده شده است. در اين كوپليمر جزء آب گريز پليپروپيلن اكسيد باعث چسبندگي پلورونيك به زمينه پلياترسولفوني شده و جزء آب دوست پلياتيلن اكسيد سبب آب دوستي غشا ميشوند. به منظور بررسي وجود يا عدم وجود پلورونيك اف-127 در غشاهاي ساخته شده، آزمون طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه مورد استفاده قرار گرفت. همچنين براي بررسي عملكرد غشاها به منظور دست يابي به بهترين درصد پلورونيك اف-127، اين غشاها تحت آزمون زاويه تماس با آب، استحكام مكانيكي و آزمايشهاي صافش قرار گرفتند. براي بررسي ريزساختار غشاها نيز از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شده است. نتايج نشان دادند كه با افزايش پلورونيك اف-127 اندازه حفرات غشا افزايش و زاويه تماس كاهش يافته و در نتيجه شار عبوري غشا تا L/m2h554 افزايش مي يابد. خواص مكانيكي غشاها با افزودن پلورونيك اف-127 به زمينه غشا با افت شديد مواجه مي شود. نسبت بازيابي شار غشاهاي پلياترسولفون/پلورونيك اف-127 نسبت به غشاهاي پلي اترسولفون خالص تا %12 افزايش داشته است.

Hemodialysis is a process of purifying the blood of a person whose kidneys are not working normally. Polyethersulfone membrane has the most application in blood purification because of its unique features, but its hydrophobic nature results in poor biocompatibility. When PES-based membranes are contacted with blood, proteins tend to adsorb onto the polymer surface, and this protein layer causes any adverse effects such as the coagulation of blood cells and platelet adhesion. The biocompatibility of pristine PES membrane can be improved by different modification methods. The aim of this research is to improve polyethersulfone (PES) membrane hydrophilicity and antifouling properties by adding pluronic F-127, poly(ethylene oxide)−poly(propylene oxide)−poly(ethylene oxide) (PEO-PPOPEO) block copolymer, to the dope solution. In this regard, PPO hydrophobic molecules are bound to PES chains due to hydrophobic–hydrophobic interactions, and membrane hydrophilicity would be improved because of hydrophilic PEO segments. To investigate the effect of adding pluronic F-127 on membrane performance, water contact angle, mechanical properties and filtration tests were carried out. Membranes morphology were characterized by SEM microscopy. Results showed that the addition of pluronic F-127 to the polymeric solution caused permeate flux increase up to 554 L/m2h due to membrane pore size growth and contact angle decrease. Moreover, addition of pluronic F-127 caused a decrease in the tensile strength of the PES/Pluronic F-127 membranes. PES/Pluronic F-127 membranes have improved fouling resistance compared to the pristine membrane.