科创中国

行业领域

新材料技术,高分子材料,生物医用材料

需求背景

体外膜肺氧合（Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO，也称人工肺）是一种心肺生命支持技术，已被广泛应用于心源性休克、严重急性呼吸衰竭等临床适应症，在新冠疫情反复化、常态化的局势下，我国ECMO市场需求巨大。膜式氧合器是ECMO系统的核心部件，中空纤维膜式氧合器具备体积小、血液填充量少、气体交换效率高等优点，成为最新一代的主流膜式氧合器产品。

中空纤维氧合膜具有氧合血液和排出二氧化碳的功能，是决定氧合器性能的关键。目前中空纤维膜式氧合器产品由德国迈柯唯（MAQUET）、英国理诺珐（LivaNova）等国外厂家垄断，国内虽已有企业开展膜式氧合器研发，但均未涉及中空纤维氧合膜，难以实现完全国产化。聚4-甲基-1-戊烯（polymethylpentene，PMP）是一种半结晶性聚烯烃树脂，具有热稳定性高、机械强度高、密度低、表面张力低、气体渗透性高等优点，成为制备氧合膜的理想材料。但目前PMP中空纤维氧合膜由美国3M公司旗下的Membrana公司垄断，因此开发高性能中空纤维氧合膜制备关键技术，突破该领域的国际垄断，是实现中空纤维膜式氧合器及高端治疗型ECMO系统国产化的关键。

需解决的主要技术难题

需解决的主要技术难题

1、中空纤维膜成型关键技术

实现中空纤维氧合膜成型及物理结构（厚度、孔结构、表面粗糙度）调控，优化膜抗渗漏、气体交换性能和机械强度。

2、高性能中空纤维氧合膜原位改性关键技术

各种化学基团富集至膜表面，调控膜化学结构，优化膜血液相容性和抗污染性能。

期望实现的主要技术目标

希望通过本项目的实施，获得具有自主知识产权的高性能中空纤维氧合膜及制备技术，中空纤维氧合膜性能指标达到国际同类产品水平。

1、N₂渗透速率达到0.2~2 mL/min·cm²·bar

2、抗拉强度≥60 cN

3、断裂伸长率≥60%

需求解析

解析单位：浙江省温州市 解析时间：2022-10-17

胡众义

温州大学

教授

综合评价

中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氨和二氧化碳渗透较快,而甲烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢,这样就使渗透快的与渗透慢的分离。中空纤维丝的外径通常是500~600 pum、内径为200~300 pum,做成3一6米的纤维束装入耐高压金属壳体内，纤维束一端被密封，另一端用特殊配方的环氧树脂粘结在一起。

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