專利名稱：擴散和/或過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進流動特性的擴散和/或過濾裝置，如透析器、濾血器或超濾 器。本發(fā)明還涉及用于該裝置的端帽。
背景技術(shù)：
用作透析器、濾血器或超濾器的擴散和/或過濾裝置一般包括具有管狀部和端帽 的殼體，所述端帽蓋在管狀部的嘴部上。在殼體中常常以一種方式布置一束中空的纖維膜， 使得在由纖維腔形成的第一流動空間和在外部包圍膜的第二流動空間之間形成密封。這種 連接到第一流動空間即中空纖維束的流入和/或流出室的設(shè)計的一個問題是，將液體均勻 地分布在中空纖維束的單個纖維之間，以及避免在入口室中形成死區(qū)，即避免形成流速近 似為零的區(qū)域。這種死區(qū)中可能形成血栓，在完成透析治療后，一些患者的血會保留在該死 區(qū)。當(dāng)入口的截面比纖維束的截面更小時，會降低血液流速。因此，血液會由于入口和纖維 之間的速度梯度而承受機械應(yīng)力。因此端帽的設(shè)計對確保裝置的最佳操作特別重要。現(xiàn)有 技術(shù)已經(jīng)提出了幾種方案DE2646358A1描述了一種過濾裝置，其中端帽具有切向入口，且血液在循環(huán)通過中 空纖維的端部的通道中輸送。血液切向地流過中空纖維端部。為了實現(xiàn)液體盡可能均勻地 分布，僅在溢流循環(huán)的灌注料區(qū)設(shè)置中空纖維，而中心區(qū)的其他部分沒有任何纖維。這樣實 現(xiàn)了纖維的均勻裝載，但是也導(dǎo)致相對低的容量或者由于在殼體中心沒有中空纖維而不能 整體最佳地利用過濾裝置。為了在通道中實現(xiàn)均勻的血液循環(huán)速度，在一個實施例中沿流 動方向減小了通道的截面積。DE19857850A1公開了一種過濾裝置，其中入口或出口室分別與大體上圓形或半圓 形的通道相鄰，該通道的大致中心處布置有與過濾裝置的入口或出口連通的中空纖維束， 并沿著朝向中空纖維端部的方向開口，且具有沿流動方向減小的截面積以及比中空纖維束 的直徑更小的外徑。當(dāng)入口平行于纖維端部的平面布置時，液體流動方向在入口的末端區(qū) 域被改變90度，從而產(chǎn)生紊流和作用于血液上的機械應(yīng)力。EP0844015A2公開了一種具有兩個流動空間的過濾裝置，第一空間由中空纖維束 的管狀或毛細(xì)管通道形成，所述中空纖維束的端部澆注在灌注料中，第二空間由包圍纖維 束的殼體形成，第一空間由布置在灌注料上的帽密封，同時密封裝置布置在灌注料的周圍 區(qū)域上。用于第一空間端部的帽密封在灌注料上，并具有可提供流入/流出通路到第一空 間的連接件。與第一帽重疊的第二組帽具有提供流入/流出通路到第二空間的連接件。第 二帽的邊緣以不透流體的方式與殼體相連結(jié)，使得在第一和第二組帽之間形成連接到第二 空間的空隙。正如從參考的圖1中所看到的，端帽的基面與包含纖維的灌注料平面平行，并 使通過入口的血流在帽中的尖銳邊緣處偏轉(zhuǎn)。其結(jié)果是紊流和作用于血液上的機械應(yīng)力。EP-A0305687提出了一種透析器，其中連接到中空纖維束的室入口軸向地布置，同 時流動通道的軸線近似穿過中空纖維束的中點。正如從參考文獻的附圖中所看到的，端帽 中液體路徑的截面積在入口和端帽內(nèi)部的水平部之間連續(xù)增大，因此不存在尖銳邊沿。該水平部和中空纖維端部形成的平面不平行，而是稍微傾斜。然而，在參考文獻中沒有給出進 一步的細(xì)節(jié)。影響這種裝置的流動特性的另一個因素是中空纖維膜束的設(shè)計。由于膜形成裝置 的第一和第二流動空間之間的界面，并且通過膜進行的傳質(zhì)過程會影響裝置的流動空間中 的液體流動，因此中空纖維膜的材料以及單根纖維和作為整體的纖維束的幾何尺寸都是重 要因素。EP 0305787A1公開了一種適用于血液透析、血液透析濾過和血液濾過的選擇性滲 透的非對稱膜，其由疏水的第一聚合物如聚酰胺、親水的第二聚合物如聚乙烯吡咯烷酮以 及適當(dāng)?shù)奶砑觿┙M成。所述膜具有三層結(jié)構(gòu)，包括具有過濾特性的厚外層而不是薄外層的 第一層、具有高擴散滲透率且用于支撐所述第一層的形式為海綿結(jié)構(gòu)的第二層、以及賦予 膜機械穩(wěn)定性的形式為指狀結(jié)構(gòu)的第三層。W02004/056459A1公開了一種適用于血液透析的膜，其包括至少一種疏水聚合 物如聚芳醚砜和至少一種親水聚合物如聚乙烯吡咯烷酮。中空纖維的外表面具有范圍在 0. 5-3 μ m的孔，外表面上孔的數(shù)量為每平方毫米10，000至150，000個。W001/60477A2提出了一種優(yōu)選適于血液透析的過濾裝置，其由筒形過濾殼體和一 束布置在過濾殼體中的卷曲的中空纖維組成。卷曲的中空纖維具有大體上正弦曲線的結(jié)構(gòu) 和波長入，波長λ由公式5d< λ <L/12女(1+20/1)-1限定，其中λ表示卷曲的中空纖 維的波長，d表示中空纖維的外徑，L表示中空纖維的有效長度，D表示纖維束的直徑。卷曲 的幅度值介于d/5和λ /5之間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是對普通的過濾裝置改進，以便在裝置內(nèi)獲得更均勻的液體流 動，以及避免形成液體流速近似為零的區(qū)域(死區(qū))。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種具有改進流動特性的擴散和/或過濾裝置。該 裝置包括殼體、布置在殼體中的中空纖維膜束、以及密封殼體嘴部的端帽。根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及用于擴散和/或過濾裝置的端帽。該端帽的特征在 于一些幾何參數(shù)。


圖1示出了本發(fā)明端帽的一個實施例的示意性側(cè)面剖視圖。陰影區(qū)域表示被端帽 密封的過濾裝置部分；圖2示出了本發(fā)明端帽的另一個實施例的側(cè)面剖視圖；圖3a示出了本發(fā)明擴散和/或過濾裝置的一個實施例的側(cè)面局部剖視圖；圖北 示出了本發(fā)明擴散和/或過濾裝置的另一個實施例的側(cè)面局部剖視圖；圖4示出了為成像透析器設(shè)置以測量血液側(cè)流動的實驗設(shè)置；圖5示出了為成像透析器設(shè)置以測量透析器側(cè)流動的實驗設(shè)置。圖6示出了通過 磁共振成像采集的Revaelear Max透析器的血液腔動態(tài)流圖像。圖7示出了通過磁共振成像采集的RevaClear 透析器的血液腔動態(tài)流圖像。圖8示出了通過磁共振成像采集的Polyflux 210H透析器的血液腔動態(tài)流圖像。
圖9示出了通過磁共振成像采集的Optiflux F160NR透析器的血液腔動態(tài)流圖像。圖10示出了通過磁共振成像采集的OptiflllX F200NR透析器的血液腔動態(tài)流圖像。圖11示出了通過磁共振成像采集的Revaclear Max透析器的透析液腔動態(tài)流 圖像。圖12示出了通過磁共振成像采集的RevaClear :透析器的透析液腔動態(tài)流圖像。圖13示出了通過磁共振成像采集的Polyflux 210H透析器的透析液腔動態(tài)流圖像。圖14示出了通過磁共振成像采集的OptifUlX F160NR透析器的透析液腔動態(tài)流 圖像。圖15示出了通過磁共振成像采集的OptiflllX F200NR透析器的透析液腔動態(tài)流 圖像。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的端帽的一個實施例。如圖1所示，端帽包括分別軸向地 布置在端帽中心的液體入口或出口。根據(jù)情況，圍繞入口或出口設(shè)有配合在標(biāo)準(zhǔn)的血液透 析管聯(lián)接器上的雙頭螺紋。從端帽的嘴部開始，入口或出口的內(nèi)徑可根據(jù)情況在端帽的第 一部分(I)不變或線性增大，然后在第二部分(II)以固定的曲率R逐漸擴大，直到內(nèi)表面 相對水平面形成預(yù)定角度α。之后直徑在第三部分(III)線性增大，直到達到預(yù)定的直徑 D。在直徑D處，當(dāng)端帽置于裝置的管狀殼體的嘴部上時，端帽的內(nèi)部和中空纖維膜的內(nèi)腔 形成的流體室由布置在端帽的圓形凹槽中的密封環(huán)密封。在裝配裝置時，端帽內(nèi)表面和由 中空纖維膜的端部限定的平面之間的最小距離為h。端帽的內(nèi)表面相對入口 /出口的縱軸線軸向?qū)ΨQ，所述縱軸線也是端帽的縱軸 線。該內(nèi)表面的形式為漏斗，其在直徑增大的方向具有形式為圓筒或截錐的第一部分(I)、 形式為環(huán)形段的第二部分(II)和形式為截錐的第三部分(III)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了實現(xiàn)最佳的流動特性，第三部分(III)的底部直徑D、第三部分 (III)的底部和側(cè)面之間的角度α以及根據(jù)以下公式計算的體積Vtana)(I) 4 6其中h是當(dāng)將端帽安裝在擴散/過濾裝置上時端帽第三部分(III)的內(nèi)表面和由 中空纖維膜的端部限定的平面之間的最小距離，必須滿足下面的條件1000 · D/V > B1 · (tan α )2+6(II)B1 = 100 ；D和h的單位為毫米。在本發(fā)明的另一個實施例中，B1 = 120。又一個實施例中，B1 = 140。在本發(fā)明的一個實施例中，附加地需要滿足下面的條件1000 · D/V < ει2 · (tana )2+9(III)
a2 = 1400。根據(jù)公式II計算V ；以及D和h的單位為毫米。在本發(fā)明的另一個實施例中，a2 = 1200。又一個實施例中，a2 = 1000。在本發(fā)明的一個實施例中，直徑D的范圍是15至60毫米。在本發(fā)明的另一個實施例中，要滿足下面的條件90 · IO-W2 < tan α /D2 < 120 · IO-W2 (IV)在本發(fā)明的一個實施例中，中間部分(II)的半徑R即曲率R的范圍是4毫米至10 毫米，例如從5毫米至9毫米，特別地是從6至8毫米。在本發(fā)明的一個實施例中，距離h值的范圍是從1. 5毫米到2. 0毫米。在本發(fā)明的一個實施例中，第一部分(I)從入口到中間部分的張角范圍是從0° 到4°，例如從1°到3°，特別地是從1.5°到2. 5°。在圖2所示本發(fā)明的端帽的一個特定實施例中，第一部分(I)的頂部即端帽 的入口的直徑為3.7士0. 1mm，第一部分(I)從入口到中間部分的張角為2.0士0. 1°，R 為 7. 0士0. 1mm，α 為 9. 53士0. 05°，即第三部分(III)的張角為 160. 94士0. 10 °，D 為 39. 8士0. 05mm。當(dāng)將端帽安裝到擴散/過濾裝置上時，h為1. 75士0. 08mm。本發(fā)明的另一方面是擴散和/或過濾裝置，其包括殼體(1)、布置在殼體內(nèi)的半滲 透的中空纖維膜束O)、以及用于密封管狀殼體的嘴部的根據(jù)本發(fā)明的端帽Ga、4b)。圖3示出了本發(fā)明的擴散和/或過濾裝置的一個實施例，所述裝置包括a)殼體部件(1)，所述殼體部件限定了具有第一和第二端部的縱向延伸的內(nèi)室；b)布置在所述內(nèi)室中的半滲透的中空纖維膜束O)，所述中空纖維從所述殼體的 第一端部縱向延伸到所述殼體的第二端部，所述中空纖維膜具有外表面、以及與所述內(nèi)室 的第一端部和第二端部相對應(yīng)的第一端部和第二端部；c)端壁部件(3)，用于支撐所述內(nèi)室中所述中空纖維膜的第一和第二端部，以便 在所述中空纖維膜的第一端部和第二端部之間將所述中空纖維膜的第一端部和第二端部 與所述中空纖維膜的外表面密封地分離；d)第一入口部件，用于將流體引入所述殼體部件的所述第一端部，所述第一入口 部件由覆蓋所述殼體的所述第一端部的第一端帽Ga)限定；e)第一出口部件，用于將流體從所述殼體部件的所述第二端部排出，所述第一出 口部件由覆蓋所述殼體的所述第二端部的第二端帽Gb)限定，所述第一和第二端帽以不 透流體的方式施加在所述殼體的第一和第二端部上；f)第二出口部件(5)，用于將處于所述殼體部件的所述第一和第二端部之間的位 置的流體從所述內(nèi)室排出；g)布置在所述端壁部件和所述殼體部件之間處于所述內(nèi)室的所述第一端部和所 述第二端部之一上的至少一個環(huán)形構(gòu)件(6)，所述環(huán)形構(gòu)件與所述殼體直接接觸且形狀與 所述殼體相應(yīng)，并在所述環(huán)形構(gòu)件和所述中空纖維膜之間限定空腔，所述端壁部件和所述 環(huán)形構(gòu)件之間的粘附系數(shù)比所述端壁部件和所述殼體之間的粘附系數(shù)小，由此增強所述殼 體部件的結(jié)構(gòu)完整性以及所述中空纖維膜的所述端部和所述中空纖維膜的外表面之間的 密封；以及h)至少一個置于所述端壁和所述第一入口部件之間的密封環(huán)(7)。在一個實施例中，殼體的直徑并不一致。殼體中間部分的直徑比殼體端部的直徑小。因此，單個中空纖維之間的距離在裝置的中間部分比在中空纖維束的端面處更小。在 另一個實施例中，殼體具有直徑擴大部分，用于允許中空纖維膜布置成使得中空纖維膜之 間的距離朝中空纖維束端面逐漸增大。本發(fā)明裝置的殼體和端帽通常由透明的聚合物如聚乙烯、聚丙烯、諸如PET或PBT 的聚酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚苯乙烯(HIPS)或聚碳酸酯制成。中空纖維膜的灌注材 料通常是聚亞安酯。在本發(fā)明的裝置的一個實施例中，殼體和端帽由聚碳酸酯制成，形成端 壁部件(3)的灌注材料由聚亞安酯制成，以及密封環(huán)(7)由硅橡膠制成。本發(fā)明的裝置中所用的中空纖維膜可以是在EP0568045A1、EP0168783A1、 EP0082433A2、WO 2004/056469 Al、EP 0750936A1 或 WO 86/00(^8Α1 中描述的中空纖維 膜，在此將上述專利引入作為參考。這些膜由聚合的合成材料制成；它們是具有高擴散 滲透率(廓清率)的非對稱結(jié)構(gòu)，并在低流量到高流量范圍的超濾應(yīng)用中具有濾水能 力。合適的實例是基于EP 0750936A1公開的聚砜和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的膜以及基于 W02004/056469A1公開的聚醚砜、PVP和聚酰胺的四層膜。一般地，半滲透的中空纖維膜基于至少一種疏水聚合物和至少一種親水聚合物。 所述至少一種疏水聚合物優(yōu)選地選自以下構(gòu)成的組聚酰胺(PA)、聚芳酰胺(PAA)、聚芳醚 砜(PAES)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚芳砜(PASU)、聚碳酸酯(PC)、聚醚、聚氨酯(PUR)、 聚醚酰亞胺和這些聚合物的共聚物。在一個特殊的實施例中，疏水聚合物是聚砜、聚醚砜或 聚芳醚砜和聚酰胺的混合物。在另一個特殊的實施例中，聚醚砜用于制備膜。所述至少一種親水聚合物通常選自由以下構(gòu)成的組聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚 乙二醇(PEG)、聚乙二醇單酯、水溶性纖維素衍生物、聚山梨酯和聚乙烯-聚氧化丙烯共聚 物。在一個特殊的實施例中，聚乙烯吡咯酮用于制備膜，其中聚乙烯吡咯酮由分子量低于 IOOkDa的低分子量組分和分子量為IOOkDa或更大的高分子量組分構(gòu)成。一個實施例中膜由重量份為80-99%的所述疏水聚合物如聚醚砜和重量份 為1-20%的所述至少一種親水聚合物如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)構(gòu)成。PVP由高分子量 (彡IOOkDa)和低分子量(< IOOkDa)的組分構(gòu)成，其中PVP由按照PVP在膜中的總重量 占10-45重量％的高分子量組分和按照PVP在膜中的總重量占55-90重量％的低分子量組 分。在一個實施例中，膜進一步的特征在于非常特別的四層結(jié)構(gòu)，以及在37°C測 量的對氯化物的擴散滲透率為大約19. 1 · 10_4cm/秒。根據(jù)Journal of Membrane Science (膜科學(xué)雜志)第 1 期(1976) 371-396，特別是 375-379 頁 E. Klein、F. Holland、 A. Lebeouf> A. Donnaud> J.K. Smith 的"Transport and Mechanical Properties of HemodialysisHollow Fibers”可以確定擴散滲透率。四層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層即血液接觸層和中空纖維膜的內(nèi)表面是一個較厚的而不是薄的 分離層，在一個特殊的實施例中，其厚度小于lym，孔大小為納米級的范圍。為了實現(xiàn)高的 選擇性，具有合理孔徑的孔通道很短，即低于0. 1 μ m。孔通道直徑的尺寸會有小的變化。通 過選擇聚合物的組成、在中心流體中沉淀介質(zhì)的組成和狀態(tài)以及離開紡絲頭的纖維周圍環(huán) 境的狀態(tài)和組成可以實現(xiàn)規(guī)定的孔結(jié)構(gòu)。中空纖維膜中的下一層是形式為海綿結(jié)構(gòu)的第二層，其用作所述第一層的支撐。 在一個特殊的實施例中，該層的厚度范圍是大約1至15 μ m。
然后，第三層的形式為指狀結(jié)構(gòu)。一方面它可提供機械穩(wěn)定性；另一方面，由于高 的空隙容積，它對于輸送分子穿過膜的阻力極低。在該過程中，空隙被水充滿，且與具有更 小空隙容積的充填海綿結(jié)構(gòu)的基體相比，水提供更小的擴散和對流阻力。因此，第三層可給 膜提供機械穩(wěn)定性。在一個特殊實施例中，該層的厚度范圍是從大約20至60 μ m。在膜的這個實施例中第四層是外層，其特征在于具有規(guī)定表面粗糙度的均勻且敞 口的孔隙結(jié)構(gòu)?？组_口的尺寸范圍是0. 5-3 μ m,另外外表面上孔的數(shù)量范圍是每平方毫米 10，000至150，000個，例如范圍是每平方毫米20，000至80，000個孔，特別地是每平方毫米 35，000至55，000個孔。在一個特殊實施例中，第四層的厚度為大約1至10 μ m。這種四層設(shè)計具有高選擇性，它意味著分離與其尺寸相近的分子的高潛力，例如 將要保留的白蛋白與β2-微球蛋白和因子D分離。由于如前所述的特定制備方法和特性，膜的特征在于對流滲透率Lp高，且對小分 子量物質(zhì)如尿素或氯化物(Pa)的擴散滲透率高。Lp的范圍是從56 · ΙΟ"4到84 · lO^cm/ bar · s，例如從70至80 · 10_4cm/bar · s。氯化物的滲透率Pa的范圍是從18 · 10_4到 21 · l(T4cm/s，例如 19 · 1(Γ4 至Ij 20 · l(T4cm/s。膜的另一特征在于高選擇性，即對中等分子量物質(zhì)的去除率高，而同時損失的更 高分子量的蛋白質(zhì)被最小化。膜在水溶液中對肌紅蛋白(17，053道爾頓)的篩選系數(shù) (SCMyo)為85至90%，在水溶液中對白蛋白(66，248道爾頓)的篩選系數(shù)(SCAlbu)為9%或 更小。因此根據(jù)本發(fā)明的膜在水溶液中的選擇性-計算為SC_/SCAlbu的比率-范圍是9. 4 至10或更大?？梢酝ㄟ^溶劑相轉(zhuǎn)換紡絲工藝制備膜，所述工藝包括步驟a)將所述至少一種親水聚合物和所述至少一種疏水聚合物溶解在至少一種溶劑 中形成聚合物溶液；b)通過具有兩個同心開孔的噴嘴的外環(huán)形狹縫擠出所述形成的聚合物溶液；c)通過噴嘴的內(nèi)開孔擠出中心液體；以及之后d)沖洗所述膜，并優(yōu)選地進行干燥和利用蒸汽處理殺菌。在沉淀纖維的外側(cè)將通過外狹縫開孔流出的聚合物溶液暴露在濕蒸汽/空氣混 合物中，所述混合物包括與水含量相關(guān)按重量計含量為O至10%的溶劑。在一個實施例中，用于制備膜的紡絲溶液優(yōu)選包括作為疏水聚合物的12至15重 量％的聚醚砜或聚砜和5至10重量％的PVP，其中所述PVP包括低分子量和高分子量的PVP 組分。在紡絲溶液中包含的總PVP包括22-34重量％特別地是25-30重量％的高分子量組 分和66-78重量％特別地是70-75重量％的低分子量組分。高分子量PVP和低分子量PVP 的實例分別是PVP K85/K90和PVP K30。在一個實施例中，工藝中所用的用于制備膜的聚合物溶液還包括66-86重量％的 溶劑和1-5重量％的適當(dāng)添加劑。適當(dāng)添加劑例如選自由水、甘油和/或其他醇類構(gòu)成的 組。水是特別優(yōu)選的，其在紡絲溶液中的含量介于1-8重量％，特別地是介于2-5重量％。 工藝中所用的溶劑優(yōu)選地選自包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲亞 砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、丁內(nèi)酯和所述溶劑的混合物的組。NMP是特別優(yōu)選的。有 利地是對紡絲溶液均勻脫氣和過濾。用于制備膜的中心流體或孔液體包括上述溶劑中的至少一種和沉淀介質(zhì)，該沉淀介質(zhì)選自由水、甘油和其他醇類構(gòu)成的組。最優(yōu)選地是中心流體包括45-70重量％的沉淀 介質(zhì)和30-55重量％的溶劑。在一個實施例中，中心流體包括51-57重量％的水和43-49 重量％的NMP。此外，有利地是對中心流體脫氣和過濾。一般地聚合物溶液的粘度范圍是從2，500至7，OOOmPa · s，例如從3，500至 6，OOOmPa · S。在一個膜制備工藝實施例中，噴絲頭的溫度為30_70°C，例如45_55°C，紡絲甬道 的溫度為25-65°C，例如40-50°C。噴嘴開口和沉淀池之間的距離范圍是從25至1，500mm, 例如從550至1，100mm。沉淀池的溫度為10_40°C，特別地是15_25°C。一般地紡絲速度的 范圍是25-80m/分，例如30-60m/分。潮濕的蒸汽/空氣混合物的溫度為至少15°C，優(yōu)選地 至少30°C，且至多75°C，但是優(yōu)選地是不高于60°C。此外，潮濕的蒸汽/空氣混合物的相對 濕度介于60和100%之間。在工藝的另一個實施例中，潮濕的蒸汽/空氣混合物包括與水含量相關(guān)地含量為 0至5重量％的溶劑。在一個實施例中，潮濕的蒸汽/空氣混合物包括與水含量相關(guān)地含量 為0至3重量％的溶劑。溶劑在溫度受控的蒸汽氛圍中的作用是控制纖維沉淀的速度。如 果使用較少的溶劑，則外表面會得到更稠密的表面，如果使用較多的溶劑，則外表面將具有 更松散的結(jié)構(gòu)。通過控制在包圍沉淀膜的溫度受控蒸汽氛圍中的溶劑的量，可以改變和控 制在膜的外表面上孔的數(shù)量和尺寸。在一個實施例中，隨后在水中清洗膜以去除無用組分，然后在150-280°C例如在 180-26(TC下進行干燥。這種干燥可使水充分蒸發(fā)并使孔限定地收縮。最終處理包括在 50-95°C例如80-90°C的溫度下用水漂洗膜，隨后在30_65°C例如55_65°C下干燥膜。在一個實施例中，在超過121°C的溫度對膜用蒸汽消毒至少21分鐘。在一個實施例中，中空纖維膜的內(nèi)徑介于180和200 μ m之間。在一個特殊的實施 例中，內(nèi)徑大約為190 μ m。中空纖維的壁厚范圍通常為從30到40 μ m，例如大約35 μ m。在本發(fā)明的一個特殊實施例中，中空纖維束O)的直徑為38mm，長度為236mm，包 括大約12000個纖維。單個纖維的外徑為0. 26mm,內(nèi)徑為0. 19mm，壁厚為35 μ m。纖維束的 表面積為1.8m2。單個纖維被卷曲成波長是7. 5mm、振幅是0.3mm的正弦結(jié)構(gòu)。膜由包含分 子量小于IOOkDa的低分子量組分和分子量為IOOkDa或更大的高分子量組分的聚醚砜和聚 乙烯吡咯烷酮制成。在本發(fā)明的另一個特殊實施例中，中空纖維束O)的直徑在端部為38mm，在中央 部分為34mm，長度為236mm，并包括大約9600個纖維。單個纖維的外徑為0. ^mm,內(nèi)徑為0. 19mm，壁厚為35 μ m。纖維束的表面積為 1.4m2。單個纖維被卷曲成波長是7. 5mm、振幅是0.3mm的正弦結(jié)構(gòu)。膜由包含分子量小于 IOOkDa的低分子量組分和分子量為IOOkDa或更大的高分子量組分的聚醚砜和聚乙烯吡咯 烷酮制成。體外裝置的篩選系數(shù)(根據(jù)EN1283來測量)對于維生素B12為1. 0，對于菊糖 為1.0，對于β 2-微球蛋白為0.7，以及對于白蛋白為<0.01。根據(jù)ΕΝ1283用牛血(血細(xì) 胞比容=32%，蛋白質(zhì)=60g/l，在37°C下)測量的體外UF系數(shù)(ml/h女mmHg)的值為 60 士 20 %。根據(jù)EN1283在UF = Oml的情況下用牛血(血細(xì)胞比容=32 %，蛋白質(zhì)=60g/l， 在37°C下)測量的血液腔中的最大流阻在％ = 200ml/min時小于100讓取，在％ = 300ml/min 時小于 135mmHg,在 Qb = 400ml/min 時小于 170mmHg,以及在 Qb = 500ml/min 時小于 205mmHg。根據(jù)EN1283在UF = Oml的情況下用37°C的透析液測量的透析液腔中的最大流 阻在 ％ = 500ml/min 時小于 45mmHg，在 Qb = 700ml/min 時小于 60mmHg，在 Qb = 800ml/min 時小于65mmHg。殘留的血量小于lml。表1列出了根據(jù)EN1283在UF = Oml/min的情況下測量的血液中包含的若干種物 質(zhì)的體外廓清率數(shù)值。測量精度為士 10%。
權(quán)利要求
1.一種用于擴散和/或過濾裝置的端帽，所述端帽具有關(guān)于端帽的縱軸線軸向?qū)ΨQ的 內(nèi)表面，所述端帽的內(nèi)表面具有漏斗狀的形式且在直徑增大的方向包括圓筒或截錐形式 的第一部分(I)、環(huán)形段形式的中間部分(II)和截錐形式的第三部分(III)，其中第三部分 (III)的底部直徑D、第三部分(III)的底部與側(cè)面之間的角度α以及根據(jù)以下公式計算 的體積V
2.如權(quán)利要求1所述的端帽，其中1000 ‘ D/V < a2 ‘ (tan α )2+9 (III)，a2 = 1400。
3.如權(quán)利要求1或2所述的端帽，其中90 · IO-W2 < tan α /D2 < 120 · IO-W2 (IV)。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的端帽，其中直徑D的范圍是15至60mm。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項所述的端帽，其中距離h的范圍是1.5至2. 0mm。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項所述的端帽，其中中間部分(II)的半徑R的范圍是 4mm 至 IOmm0
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項所述的端帽，其中第一部分(I)為具有0至4°張角 的截錐形式。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一項所述的端帽，其中第一部分(I)的頂部的直徑為 3. 7士0. 1 讓，第一部分(I)的張角為 2. 0士0. 1°，R 為 7.0士0. 1 讓，α 為 `9.53士0.05°，以 及 D 為 39.8 士 0. 05mm。
9.一種擴散和/或過濾裝置，包括殼體(1)、布置在殼體中的半滲透中空纖維膜束0)， 用于密封殼體嘴部的根據(jù)權(quán)利要求1至5的任何一項所述的端帽( ，4b)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擴散和/或過濾裝置，包括a)殼體部件(1)，所述殼體部件限定了具有第一和第二端部的縱向延伸的內(nèi)室；b)布置在所述內(nèi)室中的半滲透的中空纖維膜束O)，所述中空纖維膜從所述殼體的第 一端部縱向延伸到所述殼體的第二端部，所述中空纖維膜具有外表面以及與所述內(nèi)室的第 一端部和第二端部相對應(yīng)的第一端部和第二端部；c)端壁部件(3)，用于支撐所述內(nèi)室中的所述中空纖維膜的所述第一端部和所述第二 端部，以便在所述中空纖維膜的第一端部和第二端部之間將所述中空纖維膜的第一端部和 第二端部與所述中空纖維膜的所述外表面密封地分離；d)第一入口部件，用于將流體引入所述殼體部件的所述第一端部，所述第一入口部件 由覆蓋所述殼體的所述第一端部的第一端帽Ga)限定；e)第一出口部件，用于將流體從所述殼體部件的所述第二端部排出，所述第一出口部 件由覆蓋所述殼體的所述第二端部的第二端帽Gb)限定，所述第一和第二端帽以不透流體的方式施加在所述殼體的第一和第二端部上；f)第二出口部件(5)，用于將處于所述殼體部件的所述第一和第二端部之間的位置的 流體從所述內(nèi)室排出；g)布置在所述端壁部件和所述殼體部件之間的處于所述內(nèi)室的所述第一端部和所述 第二端部之一上的至少一個環(huán)形構(gòu)件(6)，所述環(huán)形構(gòu)件與所述殼體直接接觸且形狀與所 述殼體相應(yīng)，并在所述環(huán)形構(gòu)件和所述中空纖維膜之間限定空腔，所述端壁部件和所述環(huán) 形構(gòu)件之間的粘附系數(shù)比所述端壁部件和所述殼體之間的粘附系數(shù)小，由此增強所述殼體 部件的結(jié)構(gòu)完整性以及所述中空纖維膜的所述端部和所述中空纖維膜的外表面之間的密 封；以及h)置于所述端壁和所述第一入口部件之間的至少一個密封環(huán)(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有改進流動特性的擴散和/或過濾裝置，如透析器、濾血器或超濾器。本發(fā)明還涉及一種用于該裝置的端帽。
文檔編號B01D63/00GK102131564SQ200980132689
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者J·艾興格, R·亨勒, R·布克 申請人:甘布羅倫迪亞股份公司