选择性渗透的不对称膜的制作方法_2

文档序号:8286947阅读:来源:国知局
体抽出;
[0030] f)提取所得的膜并随后将膜干燥。
[0031] 倾倒浇铸溶液以形成膜可以按照本身已知的方法来进行,例如通过常规的形成工 具,例如薄膜模头(sheeting die)、铸模或刮刀。
[0032] 浇铸溶液的倾倒发生在载体上;在此同样地,可以借助于常规的载体,可以在后来 将凝结的膜从其抽出。例如,可以使用涂布纸或钢带。优选地,载体是加热辊,其可以是温 控的,即其上倾倒膜的压延辊。
[0033] 将位于载体上的膜引入到凝结介质中并引发凝结用以形成膜结构。在该方法的一 个实施方式中,凝结介质是水。在凝结介质中,膜被初始沉淀以形成膜结构,其程度为使得 膜结构已具有足够的稳定性且能够被从载体抽出,即,优选从压延辊抽出。从压延辊的抽出 通过抽出装置来进行,例如通过牵拉辊。
[0034] 在抽出装置之后,在随后的凝结浴中完成凝结,且使膜稳定化。与第一个前述的凝 结浴相比,这些凝结浴可以具有更高的温度。也可以从浴到浴将温度逐步提高。从而在凝 结浴中,同时发生溶剂体系从膜结构的提取,使得凝结浴同时作为洗涤或提取浴起作用。作 为这些凝结或洗涤浴中的凝结或洗涤介质,优选使用水。
[0035] 在提取后,通过例如转鼓式干燥机将所得的膜干燥,此后将干燥的膜卷起。可以将 干燥的膜随后灭菌。在该方法的一个实施方式中,在至少121 °C的温度下将膜蒸汽灭菌至少 21分钟。
[0036] 本发明的中空纤维膜可以通过溶剂相转化法制备,该方法包括以下步骤:
[0037] a)将至少一种聚砜、聚醚砜(PES)或聚芳醚砜(PAES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶 解在至少一种溶剂中以形成聚合物溶液;
[0038] b)将聚合物溶液经由具有两个同心开口的喷嘴的外环狭缝(outer ring slit)挤 出到沉淀浴中;同时
[0039] c)将中心流体经由所述喷嘴的内部开口挤出;
[0040] d)洗涤所获得的膜;
[0041] e)干燥该膜;
[0042] f)以及任选地,将所述膜灭菌,例如通过蒸汽、环氧乙烷或辐射处理,
[0043] 其特征在于,聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量Mw大于1,500kDa且小于2, OOOkDa。
[0044] 在一个实施方式中,用于制备本发明的膜的纺丝溶液包含相对于聚合物溶液的总 重量为12至16wt%、如13至15wt%的聚醚砜,和相对于聚合物溶液的总重量为1. 5至 5wt %、如 3 至 4wt % 的 PVP。
[0045] 在一个具体的实施方式中,用于制备本发明的膜的聚合物溶液还包含相对于溶液 的总重量为66至81?丨%的溶剂,和相对于溶液的总重量为0至1〇¥丨%、如0至5?丨%的适 当的添加剂。适当的添加剂选自例如水、甘油或其它醇。在一个实施方式中,水在纺丝溶液 中存在的量相对于溶液的总重量为1至7wt%,如2至6wt%,例如3至5wt%。在一个实 施方式中,该方法中所用的溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯烷酮、 N-辛基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、丁 内酯以及所述溶剂的混合物。在一个具体的实施方式中,NMP被用作溶剂。
[0046] 用于制备本发明的膜的中心流体或孔液体(bore liquid)包含至少一种上述的溶 剂和选自水、甘油和其它醇的沉淀介质。
[0047] 中心流体通常包含40至100wt%的沉淀介质和0至60wt%的溶剂。在一个实施 方式中,中心流体包含45至65wt%的沉淀介质和35至55wt%的溶剂。在一个具体的实施 方式中,中心流体包含50至60wt%的水和40至50wt%的NMP。在另一个实施方式中,中心 流体包含54至56wt%的水和44至46wt%的NMP。
[0048] 在该方法的一个实施方式中,经由喷丝头的外部狭缝开口出来的聚合物溶液被引 导经过具有受控的气氛的纺丝甬道(spinning shaft)。在该方法的一个实施方式中,纺丝 甬道的温度保持在2至90 °C,如25至70 °C或30至60 °C。
[0049] 在一个实施方式中,使沉淀的纤维暴露于潮湿的蒸汽/空气混合物,该混合物包 含含量相对于水含量为〇至IOwt %,例如0至5wt %或0至3wt %的溶剂。潮湿的蒸汽/空 气混合物的温度为至少15°C,优选为至少30°C,且至多75°C,例如不高于62°C。此外,潮湿 的蒸汽/空气混合物中的相对湿度为60至100%。
[0050] 溶剂在温度受控的蒸汽气氛中的作用是控制纤维沉淀的速度。当使用较少的溶剂 时,外表面会获得更致密的表面,而当使用较多的溶剂时,外表面会具有更开放的结构。通 过控制包围沉淀的膜的温度受控的蒸汽气氛中溶剂的量,可以改变和控制膜的外表面上的 孔的量和大小。
[0051] 在本发明的一个实施方式中,沉淀浴包含85至IOOwt %的水和0至15wt %的溶 剂,如NMP。在另一个实施方式中,沉淀浴包含90至IOOwt%的水和0至IOwt%的NMP。在 又一个实施方式中,沉淀浴仅包含水。通常,沉淀浴的温度为10至80°C。
[0052] 在用于制备本发明的膜的方法的一个实施方式中,喷丝头的温度为50至60°C,如 54至58°C,纺丝甬道的温度为25至65°C,例如50至60°C。喷嘴的开口与沉淀浴之间的距 离为30至110cm。沉淀浴的温度为20至40°C。在一个实施方式中,纺丝速度,即将膜从沉 淀浴抽出的速度,为15至100m/min,例如35至55m/min。
[0053] 然后将膜洗涤以除去废物组分。在该方法的一个实施方式中,使膜经过至少一个 温度为70至90°C的水浴。在另一个实施方式中,使膜经过两个水浴。在又一个实施方式 中,使膜经过五个水浴。在该方法的某些实施方式中,单个的水浴具有不同的温度。例如, 每个水浴的温度可以高于在前的水浴。
[0054] 在洗涤后,将膜干燥并可以随后灭菌。在该方法的一个实施方式中,将膜在至少 121°C的温度下蒸汽灭菌至少21分钟。
[0055] 在一个实施方式中,本发明的中空纤维膜的内径为180至250 μπι。在一个实施方 式中,内径为185至195 μπι。
[0056] 中空纤维的壁厚度通常为10至55 μ m。在一个实施方式中,壁厚度为33至37 μ m。
[0057] 本发明的另一方面是包含本发明的膜的扩散和/或过滤装置。这种装置的实例 是透析器、血液滤过器(hemofilter)和超滤器(ultrafilter)。这种装置通常由包含管状 部分的外壳组成,该管状部分具有覆盖该管状部分的开口的末端帽。通常在外壳中设置有 中空纤维膜束,其设置方式使得在由纤维腔体形成的第一流动空间与在外部包围该膜的第 二流动空间之间提供密封。这种装置的实例在EP 0 844 015 A2、EP 0 305 687 Al和WO 01/60477 A2中公开,所有这些文件均以引用的方式并入本文。
[0058] 本发明的另一方面是本发明的膜在血液透析、血液透析滤过或血液滤过中的用 途。本发明的膜可以代替常规的膜,但以类似的方式,用于这些目的。本领域技术人员会很 容易得到必要的做法。
[0059] 本发明的另一方面是本发明的膜在生物处理、血衆分离(plasma fractionation) 和蛋白质溶液的制备中的用途。本发明的膜可以代替常规用于这些目的的膜而用于这些目 的。对于既定应用,本领域技术人员会很容易得到适当的做法。
[0060] 应当理解,上文所提及的和下文所描述的特征可以不仅以明确提出的组合使用, 而且以其它组合使用或单独使用,而不偏离本发明的范围。
[0061] 现在将在下文的实施例中更详细描述本发明。实施例并不旨在限制本发明的范 围,而仅仅是对本发明的【具体实施方式】的举例说明。
[0062] 实施例
[0063] i)过滤器的制备
[0064] 在实施例中使用了两类过滤器(=透析器)。第一类过滤器包含约12, 000根纤维, 其有效表面积为约I. 7m2;第二类过滤器包含约17, 000根纤维,其有效表面积为约2. 72m 2。 有效表面积A根据公式(1)来计算:
[0065] A= π · (Ii · 1 · n [cm2] (I)
[0066] 其中
[0067] Cli =纤维的内径[cm]
[0068] n=纤维的数目
[0069] 1 =有效纤维长度[cm]
[0070] 过滤器具有圆筒状壳体,该壳体具有用于透析流体的两个连
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