專利名稱：中空纖維毛細(xì)管膜及其生產(chǎn)方法
中空纖維毛細(xì)管膜及其生產(chǎn)方法 本發(fā)明涉及中空纖維毛細(xì)管膜及其生產(chǎn)方法，和其特別在血漿置換上的應(yīng)用。
現(xiàn)在，特別是因?yàn)槊?xì)管膜在透析或者血漿置換中的應(yīng)用增多，了解了不 同組分的毛細(xì)管膜。膜，特別是毛細(xì)管膜在透析的用途和生產(chǎn)，例如由
Samtleben和Lysaght所著的H6rl等的出版物中有描述，由透析來取代腎功能， 第五版，Kluwer， 2004， 709頁至724頁。
因此，WO 96/37282描述了膜，特別用于血液透析，其具有在500到 5000000道爾頓之間分離點(diǎn)的分離層，支撐層與層共同決定了滲透性，其中， 分離極限和滲透性相互獨(dú)立。然而，在單層內(nèi)部建立不同孔徑的膜是非常昂貴 的。
EP 1547628 Al描述了血漿凈化膜和血漿凈化系統(tǒng)，特別是對(duì)于特殊的物 理性能的傳動(dòng)，尤其是由于在血漿提純期間高應(yīng)力負(fù)荷時(shí)膜的抗裂強(qiáng)度。這個(gè) 涉及特殊的蛋白質(zhì)和免疫球蛋白滲透性。在具有海綿樣結(jié)構(gòu)的膜中，形成孔徑 梯度，其中，在膜的外表面而不是在膜的內(nèi)表面會(huì)發(fā)現(xiàn)較大的孔徑。
US 6,565,782涉及用高的表面孔率的原料合成的聚合物微孔過濾膜，其可 以由砜聚合物與親水聚合物共同澆鑄獲得，例如聚乙烯吡咯烷酮。由于該膜產(chǎn) 生的缺點(diǎn)，特別是涉及從血漿的血細(xì)胞成分的分離時(shí)，因?yàn)橛衫眯?孔膜所 引起的在血細(xì)胞上的壓力，可以導(dǎo)致破壞血細(xì)胞。
所謂的空心纖維噴絲頭，用于幾乎全部制造這種毛細(xì)管膜的情況。這和其 他用于生產(chǎn)空心纖維膜的技術(shù)綜述，公開在M. Muder，膜技術(shù)的基本原則， 第二版，Kluwer 1996,71 -91頁。
當(dāng)空心纖維膜通過空心纖維噴絲頭生產(chǎn)時(shí)，空心纖維膜是采用所謂的沉淀 紡絲法生產(chǎn)的，其中被沉淀的聚合物從噴絲頭排列的環(huán)形縫隙中產(chǎn)生，而相應(yīng) 的沉淀劑則從中心的沉淀劑孔流出。
空心纖維噴絲頭的命名類型，公開在，例如DE 10211051 Al中。包括大多數(shù)情況下的疏水膜，例如 聚丙烯，聚砜，等等。
由于疏水膜不能用水弄濕，包含這些膜的過濾器， 一般在壓力下變得與水 相親。為了隨后的血液處理，因此要保證氣孔內(nèi)含有的所有氣體已經(jīng)排出，并 且因此沒有進(jìn)入血液循環(huán)。不利的是，帶有疏水性空心纖維膜的過濾器組件必 須在充滿水的情況下交付給顧客和病人。正在嘗試解決原料和供銷費(fèi)用以及保 證這樣填充的組件無菌的困難。
到目前為止，已知的血漿膜的問題是，它們對(duì)于大脂肪蛋白的弱滲透性和 由于可透性膜壓差異產(chǎn)生的壓力破壞了血細(xì)胞，即，由于起作用的負(fù)壓血細(xì)胞 粘著到膜壁和靠近的氣孔開口處。在給定的可透性膜壓差異(TMP)下，孔徑越 低，作用于血細(xì)胞的與孔徑極為相關(guān)的壓力差，對(duì)血細(xì)胞截面影響越大。在此 情況下，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)作用于相應(yīng)血細(xì)胞截面的壓力是如此之大，以致血細(xì)胞壁破 裂，導(dǎo)致溶血。因此，被迫嘗試生產(chǎn)在血液-側(cè)膜壁表面有盡可能高的孔隙率， 從而導(dǎo)致作用在血細(xì)胞壁的負(fù)壓，分布在血細(xì)胞更大的表面上。
因?yàn)槟壳肮に囁揭阎哪?duì)于大的脂肪蛋白的弱滲透性，特別是由于在 過濾脂肪血液期間，要落入屏蔽系數(shù)時(shí)出現(xiàn)困難。疏水性的細(xì)胞膜經(jīng)常顯示, 在血液處理中，在處理過程中由于非極性的血液脂類的相互作用而產(chǎn)生的消極 的堵塞性質(zhì)。因此，在血液處理期間要經(jīng)常注意落入屏蔽系數(shù)內(nèi)。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種空心纖維膜，尤其是其可以完成溫和的 血漿置換，特別是血液的溫和的血漿過濾法。此外，該空心纖維膜，在高選擇 性同時(shí)，除對(duì)好的脂肪蛋白最大可能的開放滲透性之外，還將具有為了提高血 液兼容性的高孔隙率。
根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過整體式的空心纖維膜實(shí)現(xiàn)，其由兩個(gè)擠出的層A 和B組成，其中層B具有0.1到10pm的篩孔的非-網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)，而層A具 有多孔結(jié)構(gòu)。所謂"篩孔"指的是，在非-網(wǎng)紋類型或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，在形成非-網(wǎng)紋材料或者網(wǎng)絡(luò)的個(gè)體分支之間，在該連接處的最大的距離。這種情況下， 網(wǎng)絡(luò)的分支的厚度是0.1 0.5pm。
層B優(yōu)選形成空心纖維膜的所謂的血液-接觸面和層A過濾面，例如在血液處理中，該血液流經(jīng)空心纖維內(nèi)部。
一般說來，血液-接觸面是空心纖維膜的內(nèi)層和層A，因而過濾面，是該 膜的外層。然而，在較少的優(yōu)選方案中，也可能層B是該外層(血液-接觸面)
和層A是該內(nèi)層(過濾面)。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的膜，特別是非-網(wǎng)紋類型內(nèi)層B的存在，不同于目前工 藝水平的小孔膜情況，較低的負(fù)壓經(jīng)可透性膜壓差異作用在血細(xì)胞截面上，結(jié) 果，特別是血液的細(xì)胞成分可以被特別緩和地從血液的血漿中分離。
優(yōu)選層A由至少三個(gè)連續(xù)的不同的孔隙率的層A1， A2， A3組成，其中， 層Al形成層A的表面，并具有平均為0.7nm到2pm的孔徑。層Al的厚度， 一般選取在9pm到llpm的范圍內(nèi)，優(yōu)選為10pm，更優(yōu)選的膜壁厚度大約為 60拜。
鄰接的層A2，其位于層A1和A3之間，并具有超過200nm的平均孔徑。
層A2的厚度， 一般約為10pm，優(yōu)選的總膜壁厚度為6(Him。因此，通常 層A2的厚度是總膜壁厚的大約1/6。
第三層A3直接地與層B相連， 一般必定連接到非-網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)的層B。 層A3具有朝向?qū)覤的孔徑-尺寸梯度，即，孔徑的大小朝著層B方向增加。 層A3的厚度，對(duì)于總膜壁厚度為60|Lim的來說，是約為3(Him。因此，通常層 A3的厚度是總膜壁厚的大約50%。
層Al， A2， A3的層厚度設(shè)計(jì)涉及總膜壁厚度?？偰け诤穸劝?，例如100% 增加，也將單層的層厚度增加大約100%，其中，層厚彼此間的關(guān)系保持不變。 然而，在總膜壁厚度甚至更大的層厚度變化中，確定了在生產(chǎn)時(shí)各層彼此改變 的關(guān)系，特別是層A2的層厚在更薄-壁的膜的情況下，變化相對(duì)較小。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的由兩個(gè)共同擠出層A和B組成的毛細(xì)管膜，重要的是， 如上面所述，在層A和B中不同的孔徑或者篩孔尺寸，其中，層B的篩孔尺 寸不僅大于相對(duì)于上述的最外層的層A的層A1的孔徑尺寸，而且大于相對(duì)于 整個(gè)層A的全部孔徑。
根據(jù)本發(fā)明，層A和B實(shí)現(xiàn)不同功能
由于其更大的質(zhì)量密度，外層A賦予根據(jù)本發(fā)明的中空纖維膜機(jī)械穩(wěn)定性，特別是當(dāng)采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)膜時(shí)，其在下文詳細(xì)描述。此外，該層在 整體膜中具有最小的平均孔徑(大于200nm)，并且因此該層決定了涉及過濾的 選擇性。層A的功能因此賦予根據(jù)本發(fā)明的膜的穩(wěn)定性和選擇性。
層B優(yōu)選在內(nèi)部排列，目卩，面對(duì)血液或者其他體液的層，層B在其類網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)中，篩孔尺寸遠(yuǎn)大于層A的孔徑尺寸。尤其是，因?yàn)樗念惥W(wǎng)狀或者非 -網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)和低的質(zhì)量密度結(jié)果，該層幾乎沒有機(jī)械強(qiáng)度，并且因此必須 由附加層A支撐。層B的任務(wù)是在血液處理過程中只管阻止通過它的液體中 的細(xì)胞成分。
因?yàn)樵搶拥姆?網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)，意外地發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生了出乎意料地溫和地面 對(duì)面細(xì)胞的方法。該層因此實(shí)質(zhì)上具有使將被過濾的液體和膜彼此相容的功 能。
非-網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)和相伴的高孔隙率的層B意外地進(jìn)一步導(dǎo)致提高了在處 理血液的高分子量成分，例如甘油三酯或者脂蛋白的過程中，保持不變的屏蔽 系數(shù)。不像至今所知的血漿膜，現(xiàn)已表明，屏蔽系數(shù)在較長的處理過程中基本 上保持不變。這是在至今所知的血漿膜的內(nèi)表面的氣孔，可以被血液中存在的 大的血脂粒子阻塞的認(rèn)識(shí)下建立的。從而，人們觀察到屏蔽系數(shù)下降，因?yàn)榻?jīng) 過膜壁有較小的總的流經(jīng)通道，并且有效滲透率下降。另一方面，根據(jù)本發(fā)明 的膜的孔隙率在血液-接觸面是如此之大，以至于有充足的流體通道，甚至通 過吸附大的血脂粒子，以維持了所期望的滲透性。
為了賦予膜關(guān)于穩(wěn)定性和選擇性的最佳性質(zhì)，層A和層B的層厚的比率 是4:1到6:1，結(jié)果是層A可以特別好地實(shí)現(xiàn)其支撐的穩(wěn)定性功能。
為了承受甚至更大的明顯的壓力和壓力差，已經(jīng)表明，280pm至lj 400pm 的內(nèi)直徑對(duì)于計(jì)劃的使用是有利的。 一般，根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的總膜壁 厚度是40pm到80pm，更特別優(yōu)選為60(im。根據(jù)本發(fā)明的該膜一般以1300 到2600纖維的纖維束尺寸使用，用于生產(chǎn)0.31112和0.61112的膜表面的血漿過 濾器。
膜表面也決定膜的物理參數(shù)提供采用根據(jù)本發(fā)明的具有總0.31112膜表面
的大量的空心纖維膜("空心纖維束")捆束的血漿過濾器，應(yīng)用于100ml每分鐘的血液流和至多30ml/min濾液流，具有0.6m2膜表面的血漿過濾器應(yīng)用于 200ml每分鐘的血液流和至多3ml/min的濾液流。
每個(gè)層由選自以下至少兩個(gè)聚合物的聚合物混合物組成聚砜(PSU)，聚 乙烯吡咯垸酮(PVP)，聚醚砜(PES)，聚醚酰亞胺(PEI)，聚酰胺(PA)，聚碳 酸酯(PC)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚偏二氟乙烯 (PVDF)，聚丙烯腈(PAN)，聚酰亞胺(PI)和/或聚氨酯(PU)。
聚砜和聚乙烯吡咯烷酮的結(jié)合是十分特別優(yōu)選的。
在不同層的兩個(gè)組分的濃度，可以依照膜結(jié)構(gòu)的需要來彼此獨(dú)立地調(diào)整。 外層高的聚合物濃度導(dǎo)致了在還沒有沉淀析出的膜的高粘度，因此，內(nèi)層B的 特別低的孔隙率和低的聚合物濃度，產(chǎn)生了高孔隙度的非-網(wǎng)紋類型膜結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目標(biāo)還通過根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)，該方法包 括步驟
(a) 準(zhǔn)備兩個(gè)紡絲料漿溶液A和B，其中，紡絲料漿溶液A的粘度高于 料漿溶液B的粘度，
(b) 設(shè)置沉淀熔體溫度超過7(TC，
(c) 通過空心纖維噴絲頭，將兩個(gè)紡絲料漿溶液A和B與內(nèi)部的沉淀劑
接觸，
(d) 沉淀空心纖維膜。
沉淀溫度設(shè)置超過7(TC，特別是超過75"C，使得在沉淀槽附近區(qū)域較高 濕度成為可能，結(jié)果是在膜外形成小直徑氣孔，特別是根據(jù)本發(fā)明描述的最外 層。
紡絲料漿的粘度，因此還依靠獨(dú)立成分的比例設(shè)置。其依賴個(gè)體成分的分
取決于所期望的膜結(jié)構(gòu)，紡絲料漿溶液A的粘度是7000到18000 mPa *s， 特別是9000到14000 mPa s。所述紡絲料漿溶液A，典型地包含15到25% 聚砜(PSU)， 4至lj 8%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)禾Q 81 67%溶劑(98 100% DMAC和0 2。/。水)。17.5 22.5% PSU， 5 8% PVP是優(yōu)選的，其余是溶劑 (80 100% DMAC和0 20%水)。19 21% PSU， 5.5 7% PVP是特別優(yōu)選的，其余是溶劑(98 100% DMAC， 2 0%水)。除非另外指出，百分比總是指重 量百分比。
粘度通過旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(Haake VT 550)來測定，其在40°通過以下指令溫
控
在粘度測量中，測試物質(zhì)位于同心排列的圓筒，"旋轉(zhuǎn)體"和"量杯"之 間的環(huán)形縫隙中。轉(zhuǎn)動(dòng)速度被預(yù)置，并且有效作用力(粘性摩擦應(yīng)力)測量。 首先，溫度-控制容器和旋轉(zhuǎn)體MV-DIN用螺釘釘在基本結(jié)構(gòu)上。隨后，零點(diǎn) 校驗(yàn)并且設(shè)置。扭矩馬達(dá)被關(guān)掉，并且扭矩顯示器用為此目的設(shè)置的按鈕置零。 為了真實(shí)的測量，量杯被填滿至相應(yīng)的無氣泡的試驗(yàn)溶液的標(biāo)記處，并且在溫 度-控制容器中用鎖緊螺釘連接固定。隨后，旋轉(zhuǎn)速度級(jí)被預(yù)置。程序設(shè)置， 并且粘度在測量期終結(jié)之后讀數(shù)。
選擇裝置上的轉(zhuǎn)動(dòng)速度3級(jí)來進(jìn)行測量。測量最后的30分鐘。粘度值在 儀器中設(shè)置的程序預(yù)設(shè)后被讀出。程序Sl選擇以手控方式測量。
紡絲料漿溶液B的粘度優(yōu)選小于1000 mPa s，并且它包含5%到15%聚 砜，4%到8%聚乙烯吡咯垸酮和91 77%溶劑(100%DMAC)。 7 13%PSU， 4 7。/。PVP是優(yōu)選的，其余是溶劑(100%DMAC)。 8 12%PSU， 5 7%PVP 是更加優(yōu)選的，其余是溶劑(100%DMAC)。
完成的膜在清洗和干燥步驟之后，包含大約3。/。PVP。該P(yáng)VP被凝固，并 且僅僅最低限度地可洗提。
如上所述，在這一點(diǎn)上重要的是，兩個(gè)紡絲料漿溶液A和B的不同粘度， 導(dǎo)致了根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的兩個(gè)相互擠出層A和B的不同的孔隙率。
關(guān)于紡絲料漿溶液B的粘度，還必須注意粘度不能過低， 一般不少于300 mPa *s，因?yàn)橐蝗粚⒊霈F(xiàn)代表液滴初始階段的所謂熔珠現(xiàn)象。在這種情況下， 沉淀劑不再均勻地流動(dòng)，借此內(nèi)徑在快速連續(xù)方面改變，結(jié)果是空心纖維表面 看來像串珠。這特別是當(dāng)紡絲料漿溶液B具有小于300時(shí)，尤其是小于200， mPa*s的粘度和輕柔地沉淀時(shí)出現(xiàn)。在這一點(diǎn)上，"輕柔地沉淀"意思是指 在沉淀或者凝固浴的沉淀劑中溶劑的大部分，引起聚合物纖維的緩慢凝結(jié)并且 導(dǎo)致較大的氣孔。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，膜的尺寸，即壁厚和內(nèi)徑，還可以在內(nèi)部相對(duì)較寬的 范圍內(nèi)變化，借此有可能使膜適應(yīng)不同的想要的用途。用于血液透析，血液滲
析和血液過濾，以及血漿置換，壁厚一般地是10pm到70pm，并且在超濾應(yīng) 用中壁厚可以是大約100spm，例如1000pm，其中尺寸可以由所屬技術(shù)領(lǐng)域的 專業(yè)人員增減。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法，在用沉淀劑沉淀期間，例如二甲基乙酰胺 (DMAC)和水的混合物，比如70% DMAC和30%水，優(yōu)選80% DMAC和20% 水，形成根據(jù)本發(fā)明層B期望的、非-網(wǎng)紋類型的大孔結(jié)構(gòu)。
沉淀率也是特別重要的；它是由200毫米到400毫米每秒的旋壓速度，以 及由5毫米到50毫米的沉淀狹縫高度設(shè)定的，特別優(yōu)選200毫米到250毫米 每秒。
為了制造在層B中必要的大氣孔，紡絲料漿必須慢慢地沉淀，結(jié)果是，在 沉淀槽中合成的空心纖維膜仍然是非常柔軟和機(jī)械上不穩(wěn)定的。
在根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的旋壓速度的范圍內(nèi)，柔軟的沉淀劑不能通過不具有已 經(jīng)在外部形成的氣孔的完整的膜壁，和膜進(jìn)入沉淀槽(或凝固浴)。在外部孔的 形成，如同已經(jīng)在上面說明的，源自沉淀槽周圍區(qū)域的盡可能高的由沉淀槽的 溫度決定的濕度。在從擠壓模浮起之后，聚合物纖維在附件中(例如管子，等 等)優(yōu)選引導(dǎo)直到沉淀槽表面。濕度可以在附件中調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明獲得的膜，還包含大量可萃取的游離的聚乙烯吡咯烷酮，其量 大約lg/m2。這些用溶劑清洗，例如在洗滌槽中的水。
洗滌槽的溫度， 一般地保持在6(TC到8(TC的范圍內(nèi)。膜必須，盡可能地， 離開聚乙烯吡咯垸酮，因?yàn)榉駝t可洗脫的PVP可以進(jìn)入血液循環(huán)。這也可以 優(yōu)選，通過根據(jù)本發(fā)明在8(TC到ll(TC，特別是9(TC到IO(TC的干燥溫度范圍 內(nèi)來避免。
本發(fā)明的其它目標(biāo)是通過利用根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜在納米過濾和超 濾范圍內(nèi)分離處理，尤其是對(duì)于血液透析、血液滲析和血液過濾。
根據(jù)本發(fā)明的兩組分膜具有好的機(jī)械性能，例如強(qiáng)度，在干燥狀態(tài)下高的 破壞應(yīng)力。該膜可以在過濾模塊中放置干燥和快速干燥。裝備了根據(jù)本發(fā)明的
10空心纖維的可以直接地用血液潤濕的過濾模塊，對(duì)于血液處理應(yīng)用方法是特別 重要的。
本發(fā)明通過圖和實(shí)施例更詳細(xì)地解釋，但是這些不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。
圖示如下


圖1為層B放大lOOOx的REM照片， 圖2為層B放大5000x的REM照片， 圖3為根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的層A的REM照片， 圖4為根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的橫截面的REM照片，和 圖5為根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的縱截面的REM照片。 實(shí)施例
制備根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜，其中，紡絲料漿溶液A的組成如下20% 聚砜(Solvay,UDELP-3500LCD)， 6%聚乙烯吡咯烷酮(ISP， PVPK-90)和1% 水，其余是二甲基乙酰胺，和用于內(nèi)層B的紡絲料漿溶液B，其由10wt,。/o聚 砜，5.5%聚乙烯吡咯烷酮，其余是二甲基乙酰胺。 沉淀劑由80%二甲基乙酰胺和20%水組成。 根據(jù)DE 10211051的噴絲頭結(jié)合進(jìn)旋壓模，作為噴絲頭。 旋壓模溫度設(shè)置為6(TC。沉淀狹縫高度是30毫米，并且旋壓速度250毫 米每秒。
沉淀槽的溫度是大約8(TC。
在沉淀和干燥之后，根據(jù)本發(fā)明由此獲得的空心纖維膜，通過REM照片 檢驗(yàn)。
REM照片通過業(yè)內(nèi)常規(guī)的電鏡掃描得到。
圖1和圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜內(nèi)部，層B的放大1000x (圖 1)和5000x(圖2)的REM照片。
兩個(gè)照片顯示了由許多類-網(wǎng)柱(網(wǎng))構(gòu)成的層B的非-網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)。這 種非-網(wǎng)紋類型結(jié)構(gòu)不是常規(guī)意義上的，例如存在于層A中的標(biāo)準(zhǔn)的多孔結(jié)構(gòu)。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明(層A)的空心纖維膜外部的放大5000x的REM照片，具有由于在沉淀時(shí)沉淀縫隙的高水分含量而導(dǎo)致的大約lpm的平均孔徑。 總之，可以在小部分基質(zhì)上看到很高的孔徑密度。
圖4，顯示了根據(jù)本發(fā)明，通過所謂的"冷凍斷裂"曝光的空心纖維膜橫 截面放大1600x的REM照片。"冷凍斷裂"指的是根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜 沉浸在液氮中，然后在側(cè)向手動(dòng)地切斷。
從圖4中可以看出，根據(jù)本發(fā)明的膜的兩個(gè)分層結(jié)構(gòu)，其中由于層A的帶 狀結(jié)構(gòu)，.在兩個(gè)層A和B之間沒有非常顯著地表示出清晰界線，但是，兩者 經(jīng)根據(jù)本發(fā)明獲得的梯度在層A的單層中逐漸彼此越過變成整體。
還測量了超濾率、屏蔽系數(shù)和滲透性。
圖5中，顯示了根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜縱截面放大200x的REM照片。 所述縱截面通過在縱向用合適的切斷裝置切割根據(jù)本發(fā)明的空心纖維而
獲得，所述切斷裝置，例如所謂的切片機(jī)刀片。
在圖中，空心纖維膜壁內(nèi)的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，是由切片機(jī)刀片的切割途徑而產(chǎn)生的。
可以在圖5中輕易地辨認(rèn)出，在根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜內(nèi)部的非-網(wǎng)紋 類型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
微率
根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的含水超濾率，用以下方程式?jīng)Q定 UF = (Vf細(xì)te x 3600) /t x ((pin + p。ut) /2) x 0.75)
通過目前工藝水平已知的滲析管系統(tǒng)，其中UF表示超濾率(ml/(h x mm Hg))， V他rate過濾體積ml (在目前情況lOOOml)， t時(shí)間秒(過濾lOOOml)，裝 置中pin血液入口壓力(mbar)禾B pout血液出口壓力(mbar)。
血液出口 (血液側(cè)面流出)在測量的時(shí)候關(guān)閉，結(jié)果是僅僅發(fā)生過濾。 測量根據(jù)發(fā)明(表面面積0.6 m2)的膜的超濾值(UF值)在4500到5000 ml / h x mmHg x m2的范圍內(nèi)。 *織微
采用甘油三酯含量200 300 mg/dl、具有0.6 1112表面積的1000 ml含脂原 血來做系數(shù)。該血液在纖維的網(wǎng)眼中，在200ml/min的血流量下循環(huán)一小時(shí)。在這個(gè)時(shí)候，60ml/min的過濾流量同時(shí)通過纖維壁的外部過濾。在這些條件 下，對(duì)于LDLs(低密度的脂肪蛋白)的屏蔽系數(shù)是至少90%，一般是95 100%， 大部分是99%。對(duì)于LDLs的屏蔽系數(shù)，經(jīng)過一段至少相當(dāng)于普通的血漿過濾 法血液處理的時(shí)間后，保持不變。
,，覆Z微夠諒微量
按照從最終產(chǎn)品提取的、根據(jù)本發(fā)明的膜的聚乙烯吡咯烷酮?dú)堄?lt; 1 mg。 因此，最后的值是有利的，尤其是因?yàn)椋鶕?jù)發(fā)明的空心纖維膜如此用于經(jīng)過 長時(shí)間運(yùn)行的特別的透析處理中。特別是，根據(jù)本發(fā)明的膜，可以被用于膜提 取處理，其中使用下面適當(dāng)?shù)姆椒〞r(shí)，測定每次用0.6n^的膜表面過濾的極限 值，最多釋放5 mg聚乙烯吡咯烷酮。根據(jù)本發(fā)明的膜，較好地位于這些極限 值下。
從過濾器提取物中，沒有發(fā)現(xiàn)除了聚乙烯吡咯烷酮以外的殘余物。
聚乙烯吡咯烷酮根據(jù)以下說明提純
在萃取法中，從同樣的批次中，使用兩個(gè)血漿過濾器。
第一號(hào)樣品，由纖維束(總的膜表面0.6 m2)組成，第二號(hào)樣品的組成相同。 每個(gè)血漿過濾器，用1000ml水在37。C下，提純90分鐘。
在血漿過濾器的血液側(cè)進(jìn)口處的流量是200 ml。它以60 ml / min.的流速被 過濾，并在血液側(cè)出口處，以140ml/min.的流速回流至該過濾器。
在血液側(cè)出口處和過濾的兩方面的水，流回到儲(chǔ)溶劑器中。
在1000 ml水的用量上，以mg/1的測量值也相當(dāng)于mg/濾池的值。
結(jié)果顯示在表1中。 表l:根據(jù)本發(fā)明的空心纖維膜的分析值
參數(shù)測腿單位樣品號(hào) 2600-S-0847-1樣品號(hào) 2600-S-0847-2
聚乙烯吡咯垸酮定量的IRmg/濾池0.860.90
氣相色譜揮發(fā)物 (例如環(huán)己醇)GC-MSDmg/1<0.10<0.10
13所述聚乙烯吡咯垸酮的濃度，通過定量的紅外光譜分析測定，其值為0.86 到0.90 mg/濾池。對(duì)于該測定，采用了在1630 1735 cm"波數(shù)范圍內(nèi)的CO 波動(dòng)譜帶。
從表1中可以看出，在兩個(gè)樣品中，洗提的聚乙烯吡咯烷酮的值小于1 mg /濾池，借此，根據(jù)發(fā)明的空心纖維膜，也滿足涉及洗提的聚乙烯吡咯垸酮的 嚴(yán)格要求。
通常，可接受的洗提的聚乙烯吡咯烷酮的量小于5 mg是容許的，優(yōu)選的 值是小于3mg/濾池，更優(yōu)選的值是小于2mg/濾池，更加特別優(yōu)選的值是小 于1 mg/濾池。
在完成的空心纖維膜中，總聚乙烯吡咯垸酮的量大約是3%(重量百分?jǐn)?shù))。 用氮和硫探測，通過，例如紅外光譜分析或者熱解氣相色譜，進(jìn)行測定。
權(quán)利要求
1、中空的纖維膜，它由兩個(gè)共同擠出的層A和B組成，其中，層B具有0.1μm到10μm篩孔尺寸的非-網(wǎng)狀類型結(jié)構(gòu)，并且層A具有多孔結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的中空纖維膜，其特征在于層A由至少3個(gè)不同孔隙 率的層A1， A2， A3組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的中空纖維膜，其特征在于層Al形成層A的表面， 并具有0.7pm 2pm.的平均孔徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3的中空纖維膜，其特征在于層A3與層B相鄰，并具 有朝向?qū)覤的孔徑-尺寸梯度，其中，孔徑尺寸朝層B增加。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的中空纖維膜，其特征在于層A2位于層Al和A3之 間，并且孔徑>200nm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的中空纖維膜，其特征在于中空纖維膜的內(nèi)部直徑為 280|im至lj 400 pm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的中空纖維膜，其特征在于中空纖維膜的總壁寬度是 40,至U 80,。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的中空纖維膜，其特征在于層A和層B的層厚比例落 在4:1至6:1的范圍內(nèi)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的中空纖維膜，其特征在于層A和層B兩個(gè)層都由至 少兩種聚合物的混合物組成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的中空纖維膜，其特征在于所述聚合物選自聚砜 (PSU)，聚乙烯吡咯垸酮(PVP)，聚醚砜(PES)，聚醚酰亞胺(PEI)，聚酰胺(PA)， 聚碳酸酯(PC)，聚苯乙烯(PS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚偏二氟乙烯 (PVDF)，聚丙烯腈(PAN)，聚酰亞胺(PI)和/或聚氨酯(PU)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的中空纖維膜，其特征在于層A和B的材料是聚砜 (PSU)和聚乙烯吡咯垸酮(PVP)的混合物。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11的中空纖維膜，其特征在于在完成的膜中，可洗提 的游離的殘余聚乙烯吡咯垸酮少于5 mg/0.6-m2膜表面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的中空纖維膜，其特征在于中空纖維膜的LDL屏蔽系數(shù)大于0.9。
14、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的中空纖維膜的生產(chǎn)方法，包括步驟(a) 準(zhǔn)備兩個(gè)紡絲料漿溶液A和B，其中，紡絲料漿溶液A的粘度高于 料漿溶液B的粘度，(b) 設(shè)置沉淀熔體溫度〉7(TC，(c) 將兩個(gè)紡絲料漿溶液A和B與內(nèi)部的沉淀劑通過空心纖維噴絲嘴接觸，(d) 沉淀空心纖維膜。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于紡絲料漿A的粘度是8000到 15000 mPa s的范圍內(nèi)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于紡絲料漿A含有15到35%聚 砜，4到8%聚乙烯吡咯垸酮，其余是沉淀劑。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14到16之一的方法，其特征在于紡絲料漿溶液B的粘 度小于1000 mPa s。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在紡絲料漿B含有8%到14%聚砜， 3%到6%聚乙烯吡咯垸酮，其余是溶劑。
19、 如前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于紡絲速度是200到 400 mm/s.。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于所述紡絲頭組件溫度設(shè)為50°C 到90°C。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于沉淀劑是二甲基乙酰胺和水的 混合物。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1到13之一的纖維膜的用于納米過濾和超濾范圍內(nèi)的 分離過程。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1到13之一的纖維膜的用于血液透析、血液滲析和血 液過濾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中空的纖維膜，它由兩個(gè)共同擠出的層A和B組成，其中，層B具有0.1μm到10μm篩孔尺寸的非-網(wǎng)狀類型結(jié)構(gòu)，并且層A具有多孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)膜的方法，及其應(yīng)用。
文檔編號(hào)B01D69/00GK101626821SQ200880007551
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者伊戈?duì)枴べ嚳? 克勞斯·海爾曼, 托爾斯滕·克勒, 羅蘭·桑德爾, 賴納·菲斯拉格, 霍爾格·利肖 申請(qǐng)人:弗雷澤紐斯醫(yī)療保健德國有限公司