血液是不稳定的血球分散在生理活性蛋白质的溶液中所形成的液体。据说,活性炭的吸附是在活性炭的表面上进行的。对于吸附而言,表面积大的微细粉末状活性炭有利。但是,微细的粉末状活性炭不能直接与血液接触。活性炭是多孔性物质,与血液接触时,其表面上附着的血浆蛋白堵塞了孔隙,活性炭的吸附能力便丧失。而且,血液接触异物时具有凝固的性质。血液一旦凝面,用活性炭便不可能净化血液口为了防止这些问题,必须使用适合血液性质与透过溶质性能卓越的薄膜被覆住活性炭的表面。在活性炭表面上进行被覆处理,还有助于减少引起炭粉栓塞的危险性。
让含有微细炭粉的微胶囊状粉末活性炭与血液接触,在以净化血液为目的的场合不是上策。20世纪70年代可以获得微细粉末状活性炭与破碎状颗粒活性炭了。考虑活性炭的制造方法时,原料中所含有的不燃性化合物残留在活性炭中的可能性很大。从安全性考虑,血液净化中所使用的活性炭只能选择用椰子壳生产的活性炭。由于选择粘接剂很网难,以椰子壳为原料制造球形活性炭的研究,未能制造出耐压强度大的活性炭。活性炭的耐压强度成为抑制游离炭粉的一个指标。
在选择微胶囊化中所使用的聚合物时,也需要事先对被覆的对象物质活性炭有充分的认识。即必须选择容易吸附在活性炭上的溶剂及化合物。理想的物质是水溶性的,可以是被覆以后暴露在血液中也不会溶解出来的那种不溶化的聚合物。而且,要预先把聚合物精制到从聚合物中检测不出单体的程度。可以认为,不应该选择像丙烯酞胺那样已被指出具有神经毒性的化合物,容许使用的溶剂应是活性炭难吸附的、安全性方面没有问题的、沸点低的、脱附不成问题的溶剂。除了乙醚与乙醇以外,没有其他的选择余地。胶囊化时所使用的化合物吸附在活性炭上,它即使被彻底地脱附到检测不出来的程度,在血液还流中,该化合物还有可能会发生释放出来进入患者体内。对这类化合物的选择必须慎之又慎。再则,让活性炭吸附HEMA以后再聚合时,认为可以进行被覆。但由于活性炭所吸附的HEMA在活性炭内部的聚合,会使活性炭失去活性,对这一点应有所认识。还有,对残留的单体也要慎重地进行判断。
在用明胶把微细粉末状活性炭加工成微胶囊的同时,用明胶作凝结剂制成了活性炭球并进行了血液净化试验。结论是在动物试验中,能够直接进行血液还流;吸附肌酸内酞胺的试验表明,通过被覆明胶有助于改善适合血液的性能;但所要求的适合血液的性能仅仅是球的表面,内部不仅不需要.而且内部的明胶相反地还会降低活性炭的吸附能力。通过这一研究,认为有必要研究开发球形活性炭。活性炭开始时使用于气体的精制,现在也用于从液体中除去夹杂物了。特别是要除去的物质不是特定的某种物质,但是仅限于微量的杂质。所使用的活性炭,大多是经过高度精制处理过的品种。
吸附气体时,活性炭的表面积是主要问题。气体只要能在活性炭颗粒的间隙中流动,微量的杂质就与气体一同被吸附,气体的纯度便提高。在口本清酒的脱色与精制时,从压力损失方而来看,颗粒状活性炭较好,通常使用不定型颗粒活性炭(破碎状炭)。即使考虑到再生问题,也不一定将活性炭作成球形炭。活性炭的主要成分是碳,原料含碳量越大,活性炭的得率也就越高。面且,原料种类还对活性炭的纯度与性状有决定性影响。以开发血液直接还流用的活性炭为目的时,为了避免重金属氧化物混人活性炭中。难于采用以煤为原料生产出来的活性炭。笔者等人为了研究开发球形活性炭的胶囊化技术,具有使用过市售的球形煤质活性炭的经验。
以石油沥青为原料的球形活性炭。不用聚合物进行被覆便不能用作直接血液还流用的吸附剂。但是,悬浮聚合的聚二乙烯基苯,却是加工成球形以后制造球形活性炭的适合的材料。而且,这种活性炭的表面光滑,即使不用聚合物被覆,也没有炭粉游离出来的危险性。并且,对血液的适合性能卓越。但是,由于二乙烯基苯的价格决定了活性炭的价格高,即使考虑到附加价值等因素,用聚二乙烯基苯作为原料生产活性炭的工艺,在成本方面也过不了关。
在使用活性炭的直接血液还流中,要从患者的体内把有毒性的代谢产物、药物吸附除去。减少被吸附物质在活性炭表面上的血液层内的境膜阻力、胶囊化膜中的扩散阻力及在活性炭内部的扩散阻力等,选择吸附性能好的活性炭就变得很重要了。