ECMO（“人工肺”）中的肺膜材料PMP
ECMO（Extracorporeal Membrane Oxygenation,中文名体外膜肺氧合）技术是一种维持生命特征的方法，使静脉血充满O2并清除其中的CO2来暂时替代人体肺功能。近年来，ECMO技术被广泛用于危重症甲型H1N1流感病毒和新型冠状病毒患者的治疗，ECMO的膜材料也随着技术发展经历多次更新换代，目前认为有较大突破的材料是PMP树脂（聚4－甲基－1－戊烯）[1]。
PMP的结构和性能
PMP作为1种高端聚烯烃材料 ，主要是由 ４－甲 基－1－戊烯单体（4M1P）通过等规配位聚合而制备得到。作为1种支化的等规聚烯烃结晶树脂，其独特的化学结构使其具有高熔点、低密度、高透光性和高透气性等性能。
高熔点及耐温性
PMP是髙结晶的树脂，其熔点在230-240℃之间，也是熔点最高的聚烯烃树脂。另外其聚合物链拥有庞大的侧链结构，分子间的热运动受到阻碍，使得PMP材料表现出优异的耐热性，使其在高温下仍具有较好的柔性、断裂伸长和冲击强度。同时，PMP材料密度仅为0.83g/cm3，在所有热塑型塑料中最小，工业应用上能有效降低生产成本。
高透光性
PMP独特的螺旋分子链结构能够有效降低分子的光学各向异性，且晶区与非晶区密度相近，使得PMP材料表现出更高的光学各向同性和透光性（雾状度<5%，透光率>90%）
高透气性
PMP庞大且螺旋排列的分子链结构，导致分子间堆积松散，使得PMP材料具有优异的气体渗透性能，见下表。
由表３可以看出，温度在23℃情况下，PMP材料的透气性能是聚丙烯（PP）的12倍，是高密度聚乙烯（HLPE）的18倍，CO2与O2在PMP材料上的气体分离系数为2.1，此种对不同种类气体的渗透差异使得PMP材料具有一定分离N2／O2／CO2的能力，这也是其能作为“人工肺”（ECMO）的核心组件的主要原因。[2]
PMP的制备
PMP的常规制备
PMP单体主要是通过丙烯二聚反应制备得到，得到PMP单体后，通过引入a-烯烃共聚单体，进行制备。聚合机理如下图。
PMP中空纤维氧合膜的制备
氧合膜（也称人工肺膜）是ECMO系统的核心部件，其功能是实现病人血液中CO2和空气中O2的交换，这也是人体呼吸的核心步骤，目前较为理想的氧合膜为PMP中空纤维氧合膜。
目前PMP中空纤维氧合膜的制备通常采用热致相分离法（TIPS），获得各向同性、孔径均匀、孔隙率高的中空纤维膜通过控制TIPS过程中温度梯度和浓度梯度可实现对致密皮层孔径及厚度的调控；通过稀释剂组成、聚合物浓度及相对分子质量、淬冷温度或者冷却速率、纺丝速度等制膜条件的调控，可实现膜结构的多样性。[3]
PMP氧合膜的研究现状，优势及存在问题
PMP氧合膜的研究现状，优势
聚4-甲基-1-戊烯（PMP）是第三代固体中空纤维氧合膜的代表材料，近年来成为氧合膜领域新的研究热点。PMP膜兼具利于气体渗透的微孔主体结构和与血液直接接触的超薄致密表皮层，因而具有高效的气体交换能力，可有效解决上一代氧合膜PP膜血浆渗漏的问题，同时避免了血液与气体直接接触产生气栓，可以连续使用数周。[4]
PMP 氧合膜存在的问题
PMP氧合膜代表产品有MaquetPLS、SorinEosECMO、MedosHiliteLT等。然而，由于目前仅有日本三井化学生产PMP树脂，且PMP氧合膜的制备技术被美国3M公司垄断，PMP膜式氧合器在国内价格昂贵，缺口较大。
总结与展望
PMP材料拥有优良的物理和化学性能，尤其是其制成的氧合膜有良好的透气性和血液相容性，主要被应用于ECMO技术中，但由于其制备难度大，相关技术被国外公司垄断，导致其价格居高不下，所以仍需进一步研究。
参考文献
[1]铁娟,张彩丽,翁云宣.体外膜氧合系统中膜材料的研究进展[J].膜科学与技术,2020,40(06):141-147.
[2]高海洋,杨佳豪,涂广水,等.聚4-甲基-1-戊烯的结构、合成及应用[J].炼油与化工,2024,35(04):12-17.
[3]杜宇倩,邵丽萍,潘福生,等.聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维氧合膜的研究进展与面临的挑战[J].膜科学与技术,2021,41(03):169-178.
[4]邵丽萍.面向体外膜肺氧合的表面偏析改性聚4-甲基-1-戊烯膜[D].天津:天津大学,2022.
编辑：马宇飞
校对：周玉东、孙诚、杜泉、刘鑫
