聚砜空芯纤维膜及其制备方法

专利名称：聚砜空芯纤维膜及其制备方法
技术领域：
本发明是关于聚砜空芯纤维膜及其制备方法，更具体地说，是关于在其内部表面上包括皮层的聚砜空芯纤维膜，并含占优势量的乙烯基吡咯烷酮聚合物，它适宜用于血液处理，和这种膜的制备方法。
近来，利用选择性渗透分离膜的分离技术，例如超滤、反渗透、气体分离等等已经进入了实际使用的阶段，而且由适宜于各种各样应用的材料制备的分离膜也投入了市场。
例如，用于制备选择性渗透膜的材料，已经利用的聚合物例如纤维素、醋酸纤维素、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚烯烃等。其中，由于聚砜聚合物具有优良的物理和化学性能，例如，耐热、耐酸、耐碱、耐氧化等，因此，近来它们作为用于医药和工业应用方面的分离膜材料得到了高度的重视。
但是，由于聚砜聚合物是疏水的，用它来制备选择性渗透分离膜有差的水可湿性和在干燥过程中的不良的性能，这是与用亲水的聚合物材料制备的选择性渗透分离膜相对而言的。
所以，人们进行了一些努力来改进用聚砜聚合物制备的选择性渗透分离膜的水可湿性，这是通过给予所制得的膜的亲水性来实现的。例如，上述的诸努力之一是提出了选择性渗透分离膜包括疏水的聚合物如聚砜聚合物等及亲水的聚合物如聚乙烯基吡咯烷酮等和这种膜的制备方法。
例如日本特许公报018695/1990号公开了包含分子量至少为100，000，其量为5-70%(以膜的重量计)和水吸收量至少为11%的聚乙烯基吡咯烷酮的聚砜分离膜，它是通过包括聚砜、分子量为至少100，000的聚乙烯基吡咯烷酮和这些聚合物所共用的溶剂的料液纺丝来制备的。
日本特许公开61-093，801号公开了适宜用于血液处理的空芯纤维膜，它含1-10%(wt)的亲水聚合物，水吸收能力为3-10%，它是通过包括疏水聚合物、亲水聚合物和这些聚合物所共用的溶剂的低粘度的料液的纺丝来制备的。
日本特许公开号61-238，306号和63-097，666号公开了用包括聚砜聚合物、亲水聚合物和对聚砜聚合物的非溶剂或溶胀剂的添加剂的料液体系来制备聚砜分离膜的方法。
此外，日本特许公开63-097，205号和63-097634号公开了膜制备方法，其中对按上述方法制备的聚砜分离膜进行辐射和/或热处理，以使亲水聚合物不溶于水。
再者，日本特许公开63-099，325号公开的聚砜空芯纤维膜具有光滑的内部表面，这是当上述的料液体系从环形管咀纺丝时，将至少含有5%(wt)的水溶性聚合物的凝结液喷射到内部表面来使其光滑的。
日本特许公开61-238，834号和63-099，325号公开的聚砜多孔膜包括3-30%(wt)的亲水聚合物，微孔的平均孔径至少为500
，水渗透率至少为1，000ml/m2·hr·mmHg，它是按上述的制备方法制得的。
日本特许公开61-000，402号和62-038，205号公开的分离膜包括占优势量的疏水聚合物，为非对称结构，在包含疏水聚合物和亲水聚合物的混合物的一个表面侧上有一密度大的皮层。
所提供的包括亲水聚合物的上述的聚砜分离膜具有优良性能，例如水可湿性、改进的水渗透率、阻止膜由于吸附蛋白质的污染的能力，等等。但是，由于膜的生物适应性没有彻底地进行研究，因此这些膜关于抗形成血栓的能力不总是令人满意的。
例如，日本特许公开61-093，801号公开了适宜用于血液处理的聚砜空芯纤维膜。在此申请中，描述了这些空芯纤维膜可将补体活化(complementactivation)抑制在一低水平上。然而抑制补体活化在一低水平上的能力仅在空芯纤维膜是疏水的这一情况下是可发展的。也就是说，暗示在日本特许公开61-093，801号描述的空芯纤维膜中，与血液接触的内部表面不是完全用亲水聚合物制备的，而仍然保留有疏水聚合物。在与血液接触的表面上保留疏水性使血水板易沉积在表面上。如果血小板一沉积在空芯纤维膜的内表面上，激活血液凝结体系的物质则通过血小板聚集和破坏作用而释放出来，因此，血液的凝结就发生。
再者，日本特许公报018，695/1990号公开了聚砜分离膜，由于它们有至少1-1%的水吸收能力，在制备后的贮存期间可在空气中吸收水分。因此，需要一特殊的设备保存这些分离膜。再者，高的水吸收能力是膜中的大量的聚乙烯基吡咯烷酮作为，结果使得分离膜的机械性能和水渗透率都变坏。
而且，关于在日本特许公开61-238，30-6号和63-099，325号中公开的聚砜分离膜的制备方法，或在日本特许公开61-238，834号中公开的聚砜分离膜，由于成膜的料液与亲水聚合物掺合，制得的空芯纤维膜的内表面不能够有足够的亲水性与在日本特许公开61-093，801号中公开的聚砜空芯纤维膜相似。再者，这些方法适用于制备孔径至少为500
的分离膜。但不适宜制备血液透析所使用的分离膜。在日本特许公开63-099 325号中公开的聚砜分离膜的制备方法中，内侧的凝结液包含水溶性聚合物，但是，它仅给予空芯纤维膜的内侧表面光滑性，并不保留在内部表面上。
日本特许公开61-000，402号和62-038，205号公开的有非对称结构的聚砜分离膜只是它的密度大的皮层是用亲水材料制备的，结果在干燥状态下分离膜的水渗透率变得极坏。而且，膜的疏水部分吸附蛋白质。
因此，本发明的目的是解决到目前为止所提及的聚砜分离膜的上述问题，并提供有优良生物适应性的且在干燥后水的渗透率不变坏的聚砜空芯纤维膜，它特别适宜用于血液处理。
本发明的另一个目的是提供制备上述聚砜空芯纤维膜的方法。
为了实现上述的目的，本发明人对至今提出的聚砜空芯纤维膜及其制备方法进行了调查研究，并未预料地发现当空芯纤维膜包含聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物及进一步在空芯纤维的内表面上的皮层中含有大量的乙烯基吡咯烷酮聚合物时，可制得既有聚砜聚合物的优良物理化学性能、又有乙烯基吡咯烷酮聚合物的优良亲水性的、特别是具有优良的抗形成血栓能力的空芯纤维膜。由于进一步调查研究的结果，就完成了本发明。
即，本发明的聚砜空芯纤维膜为非对称结构，即有在其内表面上密度大的皮层、微孔、外表面层，其特征是包括至少1%(wt)的聚二醇和1-8%(wt)的乙烯基吡咯烷酮聚合物，在内表面上的皮层包括聚砜聚合物和乙烯基吡咯烷酮，前者对后者的重量比在90/10至60/40之间，在上述皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比至少为1.1。
本发明的聚砜空芯纤维膜的制备方法的特征是包括如下步骤从环形管咀挤出包括聚砜聚合物、重量平均分子量为200-6000的聚二醇和重量平均分子量至少为10，000的乙烯基吡咯烷酮聚合物的混合的且溶解在溶剂中的料液;
将含0.1-4%(wt)的乙烯基吡咯烷酮聚合物的液体加入从上述环形管咀挤出的料液的管流中，生成聚砜空芯纤维膜;和用对上述的聚砜聚合物为贫溶剂的溶液，以使在上述空芯纤维膜的内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比调节到至少为1.1的这样的方式处理生成的聚砜空芯纤维膜。
本发明的上述的及其它的目的，特征和优点，从阅读下述的最佳实施例的描述和有关的附图后将会变得更清楚，其中

图1是放大10，000倍的SEM(扫描式电子显微镜)图片，示出了例2中制得的聚砜空芯纤维膜的外表面层的结构特征;
图2是放大10000倍的SEM图片，示出了上述聚砜空芯纤维膜的在内表面上的皮层的结构特征;
图3是放大1，500倍的SEM图片，示出了上述聚砜空芯纤维膜的剖面的结构特征;
图4是放大10，000倍的SEM图片，示出了上述聚砜空芯纤维膜的外表面侧的剖面的结构特征;
图5是放大10，000倍的SEM图片，示出了上述聚砜空芯纤维膜的中心部分的剖面的结构特征;和图6是放大10，000倍的SEM图片，示出了上述聚砜空芯纤维膜的内表面侧的剖面的结构特征。
制备本发明的聚砜空芯纤维膜所使用的料液基本上是四组成分体系，它包括聚砜聚合物、重量平均分子量为200-6，000的聚二醇，重量平均分子量至少为10，000的乙烯基吡咯烷酮聚合物和它们所共用的溶剂。
聚砜聚合物通常有由式(Ⅰ)或(2)表示的重复单元
这种聚合物可以包括其它的官能团，例如烷基、磺酸基、或类似的官能团。
料液中聚砜聚合物的浓度是在能制备具有它们的实用目的特征的空芯纤维膜这样一个范围，即一般为10%至25%，优选15%至20%(wt)之间的范围。当浓度小于10%(wt)时，制得的空芯纤维膜的强度是那样的低，以致于实际上不能够制得空芯纤维膜。另外当浓度超过25%(wt)时，生成膜的通腔将减少，使得渗透率或透析率变坏，失去了实用价值。
当有聚二醇时，可以使用重量平均分子量为200-6，000的聚乙二醇，聚丙二醇及其共聚物，和酯类、胺类、醚类及其乙缩醛衍生物。由于料液是与聚二醇掺合使用，因此本发明有如下的优点第一.由于聚二醇为聚砜的贫溶剂，因此它有微孔形成剂的作用，其结果是它的加入改进了微相分离的效果，容易得到在膜的表面层上有高孔隙度或高开孔度的微孔膜，由此，可制得具有优良渗透率和透析率的分离膜。
第二.由于聚二醇类与通用的微孔形成剂，例如水、醇类、丙三醇及无机盐或类似物相比，对料液具有增粘作用，而且，当聚二醇类的用量改变时料液的粘性并不意外地随之改变，所以，可以容易地制备有适于制备空芯纤维膜粘性的料液。
第三.当聚二醇与如下文描述的含乙烯基吡咯烷酮聚合物的料液掺合使用时，认为包括在生成的膜中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的浓度趋向于增高，其结果是既使用含低浓度的乙烯基吡咯烷酮聚合物的料液，也可得到含较高浓度的乙烯基吡咯烷酮聚合物的空芯纤维膜。虽然聚二醇与料液混合为什么会提高把料液中乙烯基吡咯烷酮聚合物转化成膜的效率还不清楚，但是据推测聚二醇在凝结行为方面与其它的微孔形成剂不同，或是聚二醇起了类似分散剂的作用。在两种情况下，甚至将少量用量的乙烯基吡咯烷酮聚合物有效地转化成空芯纤维膜，对膜的生产成本或调节膜中乙烯基吡咯烷酮聚合物的浓度都是有利的特征。此外，由于乙烯基吡咯烷酮聚合物用量可以减少，因此，料液的粘度就易于调节在纺丝操作可以稳定运行的一个范围内。
第四.与料液混合的聚二醇是不能完全除去的，而是一些量保留在膜内。据信包含聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物的膜具有增强阻止形成血栓的能力。
因此，使用聚二醇具有许多优点。为了实现本发明上述的优点，加入料液中的聚二醇的量，虽然取决于聚二醇的重量平均分子量、聚砜聚合物的浓度和溶剂的类型，但是优选为50-300%(wt)、更优选为100-200%，以聚砜聚合物的重量计。
保留在聚砜空芯纤维膜中乙烯基吡咯烷酮聚合物主要是提供膜的亲水性。乙烯基吡咯烷酮聚合物，可以使用制成的重量平均分子量大于所使用的聚二醇的重量平均分子量的聚合物，通常，聚合物的重量平均分子量至少为10，000。象这样的乙烯基吡咯烷酮聚合物，可以制成聚乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/乙烯醇共聚物、乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物、它们的改性聚合物或类似物。
膜要求包括足够量的乙烯基吡咯烷酮聚合物，以提供亲水性。但是，料液如果与过量的乙烯基吡咯烷酮聚合物混合，它的粘度将如此意外地增加，难以制得空芯纤维膜，或是要花很长的时间通过洗涤提取剩余的乙烯基吡咯烷酮聚合物，结果使通过洗涤的提取作用有变得不充分的倾向。而且，在空芯纤维膜干燥期间，乙烯基吡咯烷酮聚合物可以看得出的向膜的外部表面迁移，使膜相互间产生沾粘，妨碍了空芯纤维膜的处理或制成模件。如果加入的乙烯基吡咯烷酮聚合物的量进一步增加，那么在生成的空芯纤维膜中的它的量将增加如此之多，以致于损害它的机械强度和物化性能，例如耐热、耐化学品或类似的性能，换句话说是由聚砜聚合物所表现出的性能，此外，还使水渗透率或兼有乙烯基吡咯烷酮聚合物的溶胀的透析性能变坏。
因此，将大量的乙烯基吡咯烷酮聚合物加入料液中不总是优选的。与少量的乙烯基吡咯烷酮聚合物混合的料液是优选的，以对生成的聚砜空芯纤维膜提供亲水性。加入的乙烯基吡咯烷酮聚合物的量为2-30%(wt)，一般为5-15%(wt)，以聚砜聚合物的重量计。
关于溶剂，可以利用制成的各种溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺;N-甲基2-吡咯烷酮、二甲亚砜、四氢噻吩砜、二噁烷或类似物，或它们的混合物。溶剂能够溶解所有的聚砜聚合物、聚二醇、和乙烯基吡咯烷酮聚合物。特别地优选二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺。
上述化合物的各种各样的组合可以提供具有不同性能的各种各样的料液。例如，通过使用低溶解度的溶剂与相对大量的聚二醇掺合，可以得到在至少某一特定温度或甚至低于这个温度下可发生相分离的料液。如果纺丝是用这样的料液在相分离温度左右进行，可以制备适用于微过滤等的较多孔的空芯纤维膜。与此相反，如果使用高溶解度的溶剂与较少量的聚二醇混合，得到的料液具有较稳定的性能，能够提供适用于超滤、透析等的密度大的膜。
使用上述体系的料液，制得聚砜空芯纤维膜。在成膜操作中，可采用传统的干-喷-湿纺方法，其中，将均保持在常温下的如上所述料液和内侧凝结液，同时从具有双结构纺丝头的环形管咀挤出，并进入大气气氛中，然后导入凝固浴中。根据干-喷-湿纺方法，在从管咀出口向凝固浴移动期间，挤出物通过的气态气氛，通常为空气。在纺丝头面和凝固浴表面之间在空气中移动的距离(下文通称为“干区”)一般优选为0.1-100cm，更优选为1-50cm。如果这个区的距离小于0.1cm，则甚至凝固浴表面的一个小波纹都将润湿纺丝头，而使干-喷-湿纺实际上不可能进行。另外，如果这个距离超过100cm，在利用多孔喷丝嘴纺丝的情况下，由于纤维的摇晃，在干区纺出的空芯纤维将互相沾粘在一起。如果使干区增湿，空气中的水分可以促进微相分离或温和的凝结，由此容易制得在其外表面层有许多较大孔径的微孔的空芯纤维膜。甚至当干区的距离象0.1cm那么短时，水分的这种影响也已被认识到。因此，可以制得与通过湿法生产的空芯纤维膜(其中纺出的纤维是直接浸泡在凝固浴中的)具有完全不同的外表面层结构特征的空芯纤维膜。
而且，在膜的外表面层中微孔的形状可以通过改变料液出口和第一转辊之间的喷咀牵伸，也就是说，改变转动的第一转辊的线速度与在管咀处的出口处料液的线速度之比而使其变化。当喷咀牵伸增加时，微小的缝隙趋于形成。反之，当喷咀牵伸降低时，较圆的微孔就趋于形成。然而，由于喷咀牵伸的极端的增加或减少，纺丝操作将是不稳定的。喷咀牵伸通常设定在2-5倍的范围内。
在本发明中，为了提高在空芯纤维膜的内表面上皮层中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的含量，使用含乙烯基吡咯烷酮聚合物的内侧凝固液。在内侧凝固液中所使用的乙烯基吡咯烷酮聚合物不必须是与料液掺合的乙烯基吡咯烷酮聚合物相同的，可以为不同的类型或分子量。但如果使用低重量平均分子量的乙烯基吡咯烷酮聚合物，它就容易扩散进入膜内，以致在内表面上的皮层中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的含量不是如预期的那么高。虽然低重量平均分子量的乙烯基吡咯烷酮聚合物可以在密度大的膜中例如透析膜等中使用，但是，一般利用重量平均分子量至少为1，000，000的高分子聚合物是较好的，既使是少量，也可以有效地提高仅在内表面上的皮层中的聚合物含量。
关于内侧凝固液，可使用的体系包括聚砜聚合物的非溶剂或贫溶剂，例如水、醇类、二醇类或类似物，单独使用或组合使用，以及与乙烯基吡咯烷酮聚合物掺合使用。而且，优选在上述体系中混合一种溶剂以改变凝固速度，生成的内侧凝固液可以用来控制孔径。所添加的溶剂浓度优选为10-90%(wt)，更优选30-80%(wt)。如果浓度低于10%(wt)，溶剂基本上将不有效地工作。另外，如果溶剂浓度高于90%(wt)，则凝固速度将太低以致纺丝操作不稳定。此外，有优选的机会，为提高膜的开孔度，将无机盐，例如LiCl、ZnCl2、NaNO3等等加入内侧凝固液是有效的。与内侧凝固液混合的乙烯基吡咯烷酮聚合物的量优选为0.1-4%(wt)。如果小于0.1%(wt)，在内表面上的皮层中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的含量将不有效地增加。如果超过4%(wt)，这将不经济，要在长的时间洗涤多余的乙烯基吡咯烷酮聚合物，还有可能出现令人担心的问题，即由于在内表面上的皮层中的过量的乙烯基吡咯烷酮聚合物的存在，使膜的渗透率和膜的透析性能变坏。因此，确定在内侧凝固液中乙烯基吡咯烷酮聚合物的用量、应考虑到乙烯基吡咯烷酮聚合物的类型和重量平均分子量、料液中乙烯基吡咯烷酮聚合物的含量等等。然而，在内侧凝固液中所含的乙烯基吡咯烷酮聚合物在使用该液体前，要求是完全溶解其中的，所以该液体的配方和聚合物的浓度应以满足上述的要求来确定。
关于凝固浴，可以使用聚砜聚合物的非溶剂或贫溶剂，例如水、醇类、二醇类或类似物，单独或组合，以及它们与溶剂的混合物。但是，由于它们与极性溶剂、聚二醇类和乙烯基吡咯烷酮聚合物是混溶的，所以，作为聚砜聚合物的贫溶剂或非溶剂的任何溶液都可以采用，而没有特别的限制。
通过在凝固浴中凝结而生产的空芯纤维膜用水或40-70℃或低的热水洗涤，以除去和提取溶剂、聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物。在洗涤过程中，虽然提取出大部份聚二醇和多余的乙烯基吡咯烷酮聚合物，但是它们两者都不完全提取出，在膜中仍有保留。在洗涤后聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物为什么保留在空芯纤维膜中的原因据猜测是在膜凝结期间，混入膜的这些聚合物被固定在其上。
接着，视情况而定，在至少80℃对膜进行热水处理。初步的热水处理有效地提高了洗去溶剂、聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物效率，并增强了膜的热稳定性，由此，当空芯纤维膜用热压处理例如至少在100℃消毒时，膜皱缩或类似现象被防止。
在本发明中，在上述步骤后，空芯纤维膜用作为聚砜聚合物的贫溶剂的液体进一步处理，以提取并除去存在整个膜内，尤其是在膜的外表面层中的多余乙烯基吡咯烷酮聚合物。
作为贫溶剂的液体是指对聚砜聚合物并不溶解但是有溶胀或类似作用而溶解乙烯基吡咯烷酮聚合物的液体。这些液体的典型实例包括醇类、乙二醇、丙二醇、丙三醇和重量平均分子量顶多为600的聚乙二醇，或单独使用，或组合使用，或其至少1%(wt)的水溶液。再者，上述的处理方法包括一个处理过程，即对通过凝结和洗涤生产的空芯纤维膜随后进行提取处理，和一个处理过程，即使膜干燥并制成模件，然后对每个模件的膜进行提取处理。处理过程可以考虑制备条件、加工的现实性、生产效率、生产成本或其它的条件来选择，例如在干燥期间出现空芯纤维膜互相粘住，使成模过程受到损害的情况下，采用前处理过程是有利的，而在沾粘问题不存在且在制成模后提取处理可更有效地进行的情况下，选择后者可能是更好的。而且，将两种处理方法结合起来进行处理是可以进行的。上述处理过程的目的是改进生产的稳定性，并进一步控制乙烯基吡咯烷酮聚合物的含量和分布，以使膜适合用于血液处理，因此，处理溶液的配方和处理时间应该基于上述的考虑仔细地决定。
剩余的聚二醇或乙烯基吡咯烷酮聚合物是通过水、热水或贫溶剂处理来提取和除去，仅仅那些结合和固定在空芯纤维上的保留，因此，保留的聚合物在使用期间将基本上不被洗脱。
按照在给出的透析型人工肾装置的验收标准(下文统称“人工肾装置验收标准”)中所示的渗析器的质量和测试方法中透析膜洗出液的测试中所描述的方法评价洗出液，本发明的空芯纤维膜显然符合人工肾装置的验收标准，因为用10mm层长度测量它们对于波长范围为220-350nm的紫外吸收光谱显示出了最高达0.1的吸收率。因此，本发明的空芯纤维膜可用于血液处理装置，特别是透析型人工肾装置中，既使没有经过特殊处理将乙烯基吡咯烷酮聚合物通过至今已知的方法，例如热处理、热-碱处理、过(二)硫酸盐处理、γ-射线照射或类似的处理，进行修改成为水不溶性的交联结构。
将通过上述处理的空芯纤维缠绕，例如在套箍上(Skein)和干燥。然后，把干燥过的空芯纤维膜捆扎起来，用热固性树脂，例如聚氨酯树脂或类似的树脂将该成捆的空芯纤维膜的两端固定在壳体上制成模件。在通过传统的方法例如EOG消毒、高压釜消毒或类似方法消毒之后，将该模件应用于血液透析、血液过滤、血液浓缩或类似的方面，例如体液的处理装置。
上述制备方法制备的聚砜空芯纤维膜特别适宜用于血液处理，该膜包括至少1%(wt)的聚二醇和1-8%(wt)的乙烯基吡咯烷酮聚合物，其内表面上的皮层包括聚砜聚合物和乙烯基吡咯烷酮聚合物，前者与后者之重量比在90/10至60/40之间，在内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在膜外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比至少为1.1。
在空芯纤维膜中聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物各自的上述重量百分数根据NMR分析测定。在空芯纤维膜内表面上的皮层中和在外表面层中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的各自的重量百分数是根据用于化学分析的电子光谱(ESCA)来测定。
另一方面，关于鉴定空芯纤维膜抗形成血栓能力的简单评价方法，有两种方法其一是在通过血液之后，卸下模件，计算被血栓堵塞的空芯纤维膜的数量;另一个方法是测定β-凝血球蛋白-即由损伤的血小板释出的因子浓度的增加，或是测定在由纤维蛋白原产生纤维蛋白的最后阶段通过血液凝结系统的活性效力所释出纤维蛋白肽A浓度的增加。
本发明的空芯纤维膜必须包括聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物两者，其理由如下。
也就是说，使用这样纺成的聚砜空芯纤维膜(A)，以便在膜的内表面上的皮层中包含乙烯基吡咯烷酮聚合物，其量为乙烯基吡咯烷酮聚合物与聚砜聚合物的重量之比是15/85，和包括其量为2%(wt)的聚二醇，而空芯纤维膜(B)与膜(A)比较，在内表面的皮层中包括相同含量比的乙烯基吡咯烷酮聚合物，但是不包括聚二醇，用于每个人工肾的模件制成具有1.7m2的膜面积，而然后用于慢性肾衰竭的病人的治疗中。在治疗后，卸下模件，计算由血凝固而堵塞的空芯纤维膜的数量，换算成堵塞率。使用含聚二醇的空芯纤维膜的人工肾(A)显示出堵塞率不高于5%，而使用不含聚二醇的空芯纤维膜的人工肾(B)表明堵塞率高达65%。这样，就证实了在抗形成血栓能力方面，包含乙烯基吡咯烷酮聚合物和聚二醇的聚砜空芯纤维膜是很有效的。
再者，在空芯纤维膜中所要求存在的聚二醇的量至少为1%(wt)。如果少于1%(wt)，抗形成血栓的能力会有些问题，其结果是这种膜就不能够用于血液处理中。
其次，按照本发明，在聚砜空芯纤维膜的内表面上的皮层中聚砜聚合物与乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量之比应当在90/10至60/40之间。通过改变上述的含量，可以制备各种各样的聚砜空芯纤维膜，制成膜面积为500cm2的微型-模件(mini-modules)，然后使新鲜血液通过之。将通过微型-模件的血液中β-凝血球蛋白和纤维蛋白肽A的浓度与仅通过血液循环系统(空白)的血液中的浓度相比较。对于包括至少1%(wt)的聚二醇的空芯纤维膜，当在内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物与聚砜聚合物的含量之比至少为10/90时，作为标志物质的β-凝血球蛋白和纤维蛋白-肽A的浓度分别为最高110%和最高120%(以空白浓度计)，而当上述比率小于10/90时，这些标志物的浓度分别象350%和400%那么高(以空白浓度计)，这就表明了后面的膜在抗形成血栓能力方面比前者差。在血液通过后，卸下微型-模件，计算由血栓堵塞的空芯纤维膜的数量。发现当乙烯基吡咯烷酮聚合物与聚砜聚合物的重量比至少为10/90时，仅约百分之几的空芯纤维膜被堵塞，而当上述的重量比小于10/90，至少50%的空芯纤维膜被堵塞。另一方面，当乙烯基吡咯烷酮聚合物与聚砜聚合物的含量之比高于40/60时，β-凝血球蛋白和纤维蛋白-肽A的浓度的空白的105%-110%，这就证实保持了抗形成血栓的能力，而水渗透率是被降低了。鉴于这些结果，为了提供优良的抗形成血栓力，包括至少1%(wt)聚二醇的空芯纤维膜要求在其与进入的血液接触的内表面上的皮层中，还应当包括乙烯基吡咯烷酮聚合物和聚砜聚合物，乙烯基吡咯烷酮聚合物与聚砜聚合物的重量比至少为10/90，而为保持良好的水渗透率和中等分子量物质的渗透性能，在内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物与聚砜聚合物的重量比应当顶多为40/60。
另一方面，关于在本发明空芯纤维膜中的乙烯基吡咯烷酮聚合物，在膜的内表面上的皮层中它的重量百分数应当至少是在外表面层中的重量百分数的1.1倍。这样，与外表面的皮层相比，在内表面上的皮层中含较多量乙烯基吡咯烷酮聚合物的空芯纤维膜显著地提高了渗透性能，这是同在内和外表面层含相同量乙烯基吡咯烷酮聚合物的一般的空芯纤维膜相比较而言的，也就是说，本发明的膜的水渗透率至少为一般膜的三倍，而菊粉的渗透速率至少为一般膜的2倍。此外，本发明的膜不仅对低分子量物质例如尿素或类似物有明显的分馏能力和高的透析性能，而且对低分子量的蛋白质例如β2-微球蛋白或类似物也有上述的性能。渗透率或透析性能为什么提高的原因是当在内表面上的皮层含乙烯基吡咯烷酮聚合物的量多于外表面层的时候，在整个膜中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的量远远小于当乙烯基吡咯烷酮聚合物较均匀地分布在整个膜内时的量，由于乙烯基吡咯烷酮聚合物的溶胀，对渗透的阻力也就可能减小了。
再者，鉴于对空芯纤维膜抗形成血栓能力的影响，在内表面上的皮层中的乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比优选至少是1.5，更优选至少是2.0。
再者，为了有亲水性、优良的水渗透率或其它-物质-渗透率，优选整个空芯纤维膜包含乙烯基吡咯烷酮聚合物的量为1-8%(wt)，通常优选为2-5%(wt)。如果上述的含量小于1%(wt)，膜没有足够的亲水性，而如果超过8%(wt)，将导致伴随乙烯基吡咯烷酮聚合物的溶胀的渗透性和透析性能变坏，而且物理或化学物特性例如机械强度、耐热、耐化学品或类似的性能也将受损，或者说由聚砜聚合物提供的性能将受损。
本发明的空芯纤维膜的内径为50-500μm，膜厚度为5-250μm。如果内径小于50μm，空芯纤维膜将经受大的压力损失，而如果超过500μm，模件自然地必须制得很大，结果它们的加工就不方便。另一方面，如果膜的厚度小于5μm，纺丝操作难以进行，膜的泄漏趋向于发生，而如果厚度超过250μm，水的渗透率和透析性将显著地降低，另外，模件将必须不经济地增大它的尺寸。
本发明的空芯纤维膜在其外表面层中有许多孔径为0.05-1μm的微孔，和在其内表面上的皮层中有许多缝隙宽度为0.001-0.05μm的许多微小缝隙。此外，该膜有不对称剖面结构，其组成为在内表面上有厚度为0.1-3μm的密度大的皮层，主要是用于从滤液中分离物质，皮层包含的微孔的孔径向支撑皮层的芯层逐渐增加;网状结构的支撑芯层的微孔的平均孔径为1-5μm;和在外表面的网状结构层的微孔的平均孔径为0.1-0.5μm。
在外表面上有带有难以看见微孔的密度大的皮层的空芯纤维膜具有低的过滤速率，特别是当用于血液处理时，这类膜有极低的过滤速率，而且对滤出物质例如是低分子量的蛋白质或分子量为几千到一万或大约在此范围的中等分子量的物质的渗透性能还变坏，以及对低分子量物质如尿素或类似物的透析性能变坏。反之，本发明的聚砜空芯纤维膜，由于它们在内表面上的密度大的皮层和在外表面上有比支撑芯层密度大的网状的或微孔层，机械性能是如此优良，它们几乎不泄漏，并保持良好的溶质渗透率。
下面，本发明将参考实施例来加以说明，但它们并不意味着是对本发明的限制。
本发明的水-渗透率是按如下方法测定内压型的实验-模件，制成有效长度为15cm，在水流压力为0.5Kg/cm2在25℃下按时测量透过空芯纤维膜的水量。
再者，在空芯纤维膜中聚二醇和乙烯基吡咯烷酮聚合物各自重量百分数根据该核磁共振(NMR)分析法来测量。在内表面层上的皮层中或在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数根据用于化学分析的电子光谱(ESCA)来测定如下即测定在聚砜聚合物中硫(S)和在乙烯基吡咯烷酮聚合物中氮(N)的重量百分数，然后将S和N的这些重量百分数分别转换成聚砜聚合物和乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量(Wps和Wvp)。在空芯纤维膜的内表面上的皮层或外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数(R%)是通过下面的方程计算
R%＝Wvp/(Wps+Wvp)×100另外，在内表面上的皮层(Rin)中乙烯基吡咯烷酮聚合物与在外表面层(Rout)中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比(P)由下面方程计算P＝Rin/Rout实施例1将17%(wt)的聚砜(UDELP1700，由Amoco制造，下文简称为“PS”)、12.75%(wt)聚乙二醇(PEG600，重量平均分子量600，由SanyoChemicdalIndustries，下文简称“PEG”)、2.55%(wt)的聚乙烯基吡咯烷酮(K-90，重量平均分子量1，200，000，由GAF制造，下文简称“PVP”)和67.7%(wt)的二甲基乙酰胺(下文简称“DMA”)混合，在加热同时搅拌该混合物，制成均匀透明的料液。
在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液以及组成为40%(wt)DMA、0.5%(wt)PVP和59.5%(wt)的水的内凝结液，进入相对温度调节为80%和温度调整为50℃的大气中。在挤出物通过10cm长的空气干区后，以12m/分的速度导入50℃的水中，凝结成空芯纤维。然后喷咀牵伸为3.2。
用60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，然后在90℃下6%(wt)的丙三醇水溶液中浸泡5分钟，生成的纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜显示出水的渗透率为200L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中含5.5%(wt)的PVP和2.0%(wt)的PEG，在内表面上的皮层中PVP与PS之重量比为23/77，而在内表面上的皮层中PVP的重量百分数与在外表面层中PVP重量百分数之比为2.0。另外，按照人工肾装置的验收标准，评价洗出物，制得的空芯纤维明显的符合这些标准，因为用10mm层长度测量，对波长为220nm的紫处吸收光谱，它们显示出了0.051的吸收能力。
用9700个端头的一束这种空芯纤维膜，制成有效膜面积为1.7m2的人工肾模件。这些模件分别利用环氧乙烷气、高压釜和γ-射线消毒。将这些消过毒的模件的每一个应用在慢性肾衰竭的相同的病人的治疗中，比较留下血液(由于在空芯纤维中的堵塞)的情况。对分别用环氧乙烷气和高压釜消毒的这些模件，基本上没有发现留下血液，而在用γ-射线消毒的模件中，据认为可看得见保留了血液(由在空芯纤维中的堵塞)。
再者，当上述制备的空芯纤维膜溶于氯仿时，仅进行γ-射线消毒的膜观察到不溶物。假设不溶物是交联的PVP，它增加血液的保留并降低了抗形成血栓的能力。
实施例2将17%(wt)的PS、20.4%(wt)的PEG、1.7%(wt)的PVP和60.9%(wt)的DMA混合，并在加热下搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。
在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从有外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液以及组成为40%(wt)的DMA、0.3%(wt)的PVP和59.7%(wt)的水的内凝固液，进入调整了相对湿度为80%和温度为50℃的大气中。在通过空气干区运行10cm长的距离后，将挤出物以12m/分的速度导入50℃的水中，凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。在用60℃热水洗涤后，用90℃的热水处理，然后浸泡在90℃下6%(wt)的丙三醇水溶液中5分钟，生成的纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。此外，在干燥后，空芯纤维膜不显示出胶粘性，能够稳定地制造。
在示于图1的放大10，000倍的SEM图片中，可以看出，空芯纤维膜的外表面层中有许多直径为0.05-1μm的微孔。另外，在图2示出的放大10，000倍的SEM图片中，可以看出在内表面上的皮层中有许多宽度为0.01-0.03μm的似缝隙的微空隙。在图3示出的放大1，500倍的SEM图片，说明了空芯纤维膜的剖面结构特征，在图4、5和6示出的放大10，000倍的SEM图片，分别说明了外表面层、芯层和在内表面上的皮层的剖面结构特征。从图3-6看出，这些膜有不对称截面结构，它包括0.2-1μm厚的在内表面上形成的密度大的有微孔的皮层，其微孔孔径向膜内侧的芯层逐渐增加;有平均孔径为1-3μm的微孔的网状结构的芯层;和在外表面上生成的有孔径为0.1-0.3μm的微孔的网状结构层。
制得的空芯纤维膜显示的水渗透率为300L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含3.5%(wt))的PVP和2.2%(wt)的PEG和在内表面上的皮层中PVP与PS的重量比为23/77，在内表面上的皮层中PVP的重量百分数与在外表面层中PVP的重量百分数之比为2.1。
实例3将17%(wt)的PS、34.0%(wt)的PEG、0.4%(wt)的PVP和48.6%(wt)的DMA混合，在加热的同时，搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。
在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液，以及组成为40%(wt)的DMA、1.5%(wt)的聚乙烯基吡咯烷酮聚合物(K-120，重量平均分子量2，500，000，由GAF生产)和58.5%(wt))的水的内凝固液，进入调节了相对湿度为80%和温度为50℃的大气中。在空气干区运行10cm长的路程后，将挤出物以12m/分的速度导入50℃的水中，并凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。
在经60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，然后浸泡在90℃下5%(wt)的丙三醇的水溶液中5分钟，生成的纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜显示出水渗透率400L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含2.8%(wt)的PVP和2.2%(wt)PEG，并且在内表面上的皮层中PVP与PS的重量比为32/68，在内表面上的皮层中PVP的重量百分数的重量百分数与在外表面层中PVP的重量百分数之比为16.5。
再者，在干燥后，空芯纤维膜没有呈现出胶粘性，且能稳定地生产。
实施例4将17%(wt)的PS、20.4%(wt)的PEG、1.7%(wt)的乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物(S630，由GAF生产，下文简称为“PVP/VA”)和60.9%(wt)的DMA混合，在加热的同时搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液以及组成为40%(wt)的DMA、0.5%(wt)的PVP/VA和59.5%(wt)的水的内凝固液，进入调整相对湿度为80%和温度为50℃的大气中。在通过空气干区运行10cm长的距离后，以12m/分的速度将挤出物导入50℃的水中，而凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。在用60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，并浸泡在30℃的10%(wt)的乙醇水溶液中5分钟，生成的空芯纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜显示出水渗透率为480L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含3.2%(wt)的PVP/VA和2.1%(wt)的PEG，在内表面上的皮层中的PVP/VA与PS的重量比为21/79，在内表面上的皮层中PVP/VA的重量百分数与在外表面层中PVP/VA的重量百分数之比为1.7。
此外，在干燥后空芯纤维膜没有呈现出胶粘性，且能够稳定生产。
实施例5将17%(wt)的PS、10.2%(wt)的PEG、1.7%(wt)的PVP和71.1%(wt)的DMA混合，在加热的同时搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液以及组成为40%(wt)的DMA、0.5%(wt)的PVP和59.5%(wt)的水的内凝固液，进入一调整相对湿度为80%和温度为50℃的大气中。在空气干区运行10cm长的距离后，将挤出物以12m/分的速度导入50℃的水中，而凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。在用60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，然后在80℃的8%的丙三醇水溶液中浸泡10分钟，生成的空芯纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜显示出水渗透率为260L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含2.8%(wt)的PVP和1.9%(wt)的PEG，且在内表面上的皮层中的PVP与PS的重量比为15/85，在内表面上的皮层中PVP的重量百分数与在外表面层中PVP的重量百分数之比为1.9。
此外，这些空芯纤维膜在干燥后不胶粘，并能稳定地生产。
比较例1将17%(wt)的PS、34.0%(wt)的PEG和49.0%(wt)的二甲基甲酰胺混合，在加热下搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液以及组成为40%(wt)的DMA和60%(wt)的水的内凝固液，进入调整相对湿度为80%和湿度为50℃的大气中。在空气干区运行10cm长的距离后，将挤出物以12m/分的速度导入50℃的水中，而凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。在用60℃热水洗涤后，用90℃热水处理，并在90℃的10%(wt)的丙三醇水溶液中浸泡15分钟，生成的纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜呈现出的水渗透率为800L/m2·hr·(Kg/cm2)。
比较例2将17%(wt)的PS、1.0%(wt)的水、6.0%(wt)的PVP和76.0%(wt)DMA混合，在加热的同时搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。在45℃静置16小时以实现脱气后，在50℃从外径和内径分别为0.5mm和0.25mm的环形喷咀挤出料液以及组成为40%(wt)的DMA和60%(wt)的水的内凝固液，进入调整相对湿度为80%和温度为50℃的大气中。在通过空气干区运行10cm长的距离后，将挤出物以12m/分的速度导入50℃的水中，而凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。在用60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，然后在90℃的8%(wt)的丙三醇的水溶液中浸泡10分钟，生成的纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜呈现出的水渗透率为80L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含5%(wt)的PVP，和在内表面上的皮层中的PVP与PS的重量比为16/84，在内表面上的皮层中PVP的重量百分数与在外表面层中PVP的重量百分数之比为0.7。
此外，这种空芯纤维膜在干燥后胶粘严重而不能稳定地生产。
比较例3在50℃挤出与实施例2相同的料液以及组成为40%(wt)的DMA和60%(wt)的水的内凝固介质，进入调节相对湿度为80%和温度为50℃的大气中。在通过空气干区运行10cm长的距离后，将挤出物以12m/分的速度导入50℃的水中，而凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.2。在用60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，并在90℃的6%(wt)的丙三醇水溶液中浸泡5分钟，生成的纤维缠绕在一框上，干燥，而制成外径和内径分别为280μm和200μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜呈现出水的渗透率为600L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含3.0%(wt)PVP和2.1%(wt)的PEG，并且在内表面上的皮层中PVP与PS的重量比为8/92，在内表面上的皮层中PVP的重量百分数与在外表面层中PVP的重量百分数之比为0.8。
比较例4以与实施例2相同的方式纺成空芯纤维膜，用60℃的热水洗涤，用90℃热水处理，不在丙三醇水溶液中浸泡，缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径为280μm和200μm的空芯纤维膜。制成的空芯纤维膜在干燥后相互胶粘严重，因此它们不能够稳定地生产。此外，空芯纤维膜呈现的水渗透率极低，为125L/m2·hr·(Kg/cm2)，以致它们的实际利用是成问题的。
实施例6将17%(wt)的PS、22.0%(wt)的PEG、1.7%(wt)的PVP和59.3%(wt)的二甲基甲酰胺混合，在加热的同时搅拌该混合物，而制得均匀透明的料液。
在45℃静置16小时以实现脱气后，在30℃从外径和内径分别为0.7mm和0.3mm的环形喷咀挤出料液以及组成为59.5%(wt)的二甲基甲酰胺、0.5%(wt)的PVP和39.5%(wt)的水的内凝固介质，进入调整相对湿度为80%和温度为50℃的空气中。在通过空气干区运行10cm长的距离后，将挤出物以10.5m/分的速度导入50℃的水中，而凝结成空芯纤维。喷咀牵伸为3.8。在用60℃的热水洗涤后，用90℃的热水处理，并在75℃的7.5%(wt)的丙三醇水溶液中浸泡10分钟，生成的纤维缠绕在框上，干燥，而制得外径和内径分别为360μm和230μm的空芯纤维膜。
制得的空芯纤维膜显示的水渗透率850L/m2·hr·(Kg/cm2)，在膜中包含2.7%(wt)的PVP和1.8%(wt)PEG，在内表面上的皮层中的PVP与PS的重量比为20/80，在内表面上的皮层中与在外表面皮层中PVP的重量百分数之比为3.0。
此外，这些空芯纤维在干燥后没有显示出胶粘性，而能够稳定地生产。
实施例7分别用实施例2、3和5及比较例1-3制得的有9，700个端点的空芯纤维膜束制造有效膜面积为1.7m2的人工肾模件。这些模件用高压釜湿式消毒。使用这些模件，按照日本人工器官学会的性能评价标准来测定UFR(超滤速率)和透析性能。白蛋白和菊粉的筛分系数的测定是按在“JIN TO TOHSEKI(肾和透析)”中描述的方法进行，参见Separate Vol.27，No.167(1989)，由日本用高性能膜治疗协会(the Japanese Society for Medical Treatment With High-Performance Menbrane)出版。测定结果示于表1中。 C尿素尿素的清除，C菊粉菊粉的清除，Sc白蛋白白蛋白的筛分系数，Sc菊粉菊粉的筛分系数，UFR超滤速率 ml/(分·m2·mmHg)血保留情况◎痕量，○一些，△相当多，X大量表1清楚表明，实施例2、3和5的模件在所有的透析性能等方面均优良，少量保留血液(由于空芯纤维堵塞)，而且抗形成血栓能力也优良。另一方面，比较例1的模件在透析性能方面也优良，但是抗形成血栓能力有问题。而比较例2和3的模件有差的透析性能，在抗形成血栓能力方面也有问题。
这些实施例和比较例证明，本发明的聚砜空芯纤维膜包括这样的亲水性聚合物，其类型、含量和结构能够使膜具有优良的生物适应性，特别是抗形成血栓的能力，而且还有快速分馏能力。因此，在体液处理中，例如血液透析，用本发明的空芯纤维膜没有或基本上没有观察到保留血液(由于空芯纤维堵塞)，因为有优良的抗形成血栓的能力，所以血液透析的疗法可以安全地进行。此外，在治疗例如连续的血液过滤中(CAVH)，过滤连续地进行很长时间，本发明的空芯纤维膜可使用而不被血栓，甚至带有小剂量肝素的血栓堵塞。另外，由于中等分子量的物质能够透过，但是有用的蛋白质如白蛋白不被除去，因此本发明的膜可以维持胶体的渗透压力。
再者，本发明的聚砜空芯纤维膜的制备方法，由于料液的粘度容易控制，另外，空芯纤维膜的内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的含量低，因此在制备过程中空芯纤维膜并不沾粘，因此它们可以稳定生产。
权利要求
1.在其内表面上有一皮层的具有非对称结构的聚砜空芯纤维膜，包括一占优势量的聚砜聚合物、至少1%(wt)的聚二醇和1-8%(wt)的乙烯基吡咯烷酮聚合物，所述的皮层包括一聚砜聚合物和一乙烯基吡咯烷酮聚合物，其前者对后者的重量比为90/10至60/40之间，在膜的所述皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比至少为1.1。
2.按权利要求1的空芯纤维膜，其中所述的聚二醇是聚乙二醇。
3.按权利要求1的空芯纤维膜，其中所述的乙烯基吡咯烷酮聚合物选自聚乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/乙烯醇共聚物、乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物和它们的改性聚合物。
4.按权利要求1的空芯纤维膜，其中所述的在膜的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比至少为1.5。
5.按权利要求1的空芯纤维膜，其中所述的在膜的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比至少为2.0。
6.制备聚砜空芯纤维膜的方法包括如下步骤从环形喷咀挤出含聚砜聚合物、平均分子量为200-6000的聚二醇和平均分子量为至少10，000的乙烯基吡咯烷酮聚合物的混合的并在溶剂中溶解的料液;将含0.1-4%(wt)的乙烯基吡咯烷酮聚合物的液体加入从所述的环形喷咀挤出的所述料液的管流中，生成聚砜空芯纤维膜;和用一种溶液处理生成的聚砜空芯纤维膜，该溶液是所述聚砜聚合物的贫溶剂，其处理方式是使在所述空芯纤维膜的内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比调节成至少是1.1。
7.按权利要求6的方法，其中所述的聚二醇是聚乙二醇。
8.按权利要求6的方法，其中所述的乙烯基吡咯烷酮聚合物选自聚乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/乙烯醇共聚物、乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物和它们的改性聚合物。
9.按权利要求6的方法，其中用作聚砜聚合物的贫溶剂的溶液选自水、醇类、乙二醇、丙二醇、丙三醇(glycerine)和重量平均分子量最高(atmost)为600的聚乙二醇。
10.按权利要求6的方法，其中用所述的作为贫溶剂的溶液处理聚砜空芯纤维膜的步骤是以使所述空芯纤维膜内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物重量百分数之比调节到至少为1.5的方式进行的。
11.按权利要求6的方法，其中用所述的作为贫溶剂的溶液处理聚砜空芯纤维膜的步骤是以使所述空芯纤维膜内表面上的皮层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数与在外表面层中乙烯基吡咯烷酮聚合物的重量百分数之比调节至少为2.0的方式进行。
全文摘要
本发明的聚砜空芯纤维膜有一内侧密度大的皮层，它是由聚砜和少量的聚乙烯基吡咯烷酮组成，在密变大的皮层中的聚乙烯基吡咯烷酮的含量高于在外表面层中的。这种膜具有优良的生物适应性和抗形成血栓的能力，因此适用于体液处理中，例如血液透析，血液滤过和血液浓缩，而不被血栓堵塞。
文档编号B01D71/68GK1087841SQ93106369
公开日1994年6月15日 申请日期1993年4月28日 优先权日1992年4月29日
发明者河田一郎, 冈本健彦, 赤须弘幸, 小松贤作 申请人:可乐丽股份有限公司