表面电荷可调的聚乙烯亚胺/磺化聚砜血液灌流微球高效清除蛋白结合尿毒症毒素的研究

为解决终末期肾病患者蛋白结合尿毒症毒素(PBUTs)清除效率低的问题，四川大学研究人员开发了一种新型血液灌流吸附剂H-PES/SPSf@PEI微球。该研究通过静电相互作用和硫酸调控技术，实现了对马尿酸(HA)、吲哚乙酸(IAA)、对甲酚硫酸盐(PCS)和硫酸吲哚酚(IS)的高效清除，最大吸附量分别达34.24、49.19、40.31和128.67 mg/g。该材料具有优异的血液相容性，为改善终末期肾病患者的治疗效果提供了新思路。

　　

慢性肾脏病(CKD)已成为全球性健康问题，当进展至终末期肾病(ESRD)时，体内积累的蛋白结合尿毒症毒素(PBUTs)会引发心血管疾病和死亡风险增加。然而，传统的血液透析和血液透析滤过技术对PBUTs的清除效率低下，主要因为这些小分子毒素与血浆蛋白(如白蛋白)紧密结合，难以通过透析膜的小孔。面对这一临床难题，四川大学高分子科学与工程学院和四川大学华西医院肾脏病研究所的研究人员开发了一种新型血液灌流吸附剂，相关成果发表在《Regenerative Biomaterials》上。

研究人员采用非溶剂诱导相分离和电喷雾技术制备了聚乙烯亚胺(PEI)修饰的聚醚砜(PES)微球(H-PES/SPSf@PEI)。关键技术包括：1)通过静电相互作用将带负电的磺化聚砜(SPSf)与带正电的PEI复合；2)在凝固浴中添加硫酸调节微球表面电荷和孔径；3)采用模拟血液灌流系统评估毒素清除效率；4)使用健康志愿者血液进行血液相容性测试(经四川大学华西医院生物医学研究伦理委员会批准，批号No.2024553)。

研究结果显示：

1. 材料表征：H-PES/SPSf@PEI微球具有124.799 m²/g的高比表面积和66.7 KPa的机械强度，XPS证实PEI成功引入(氮元素含量4.69%)。

2. 血液相容性：微球溶血率低于5%，不显著影响血细胞计数，且不激活补体系统(C3a和C5a水平与对照组无显著差异)。

3. 吸附性能：对IS的吸附量最高(128.67 mg/g)，其次是IAA(49.19 mg/g)、PCS(40.31 mg/g)和HA(34.24 mg/g)，符合Langmuir单层吸附模型。

4. 动态清除：模拟血液灌流4小时后，对IS、IAA、PCS和HA的清除率分别达到75.33%、41.73%、44.36%和21.11%。

5. 竞争吸附：在牛血清白蛋白(BSA)溶液中，微球优先吸附PBUTs而非BSA，表明其对毒素的特异性结合能力。

这项研究的重要意义在于：1)开发的H-PES/SPSf@PEI微球通过精确调控表面电荷，实现了对PBUTs的高效清除；2)硫酸处理显著改善了材料的血液相容性，解决了传统PEI基材料的细胞毒性问题；3)为ESRD患者提供了一种安全有效的血液净化新策略。该技术有望与现有透析技术结合，提高对蛋白结合毒素的清除效率，改善患者预后。未来研究可进一步优化微球表面化学结构，提高对PBUTs的亲和力并减少非特异性蛋白吸附。