專利名稱：微透析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00780039131. 9、申請(qǐng)日為2007年10月11日、名稱為“中空
纖維膜及其制備方法”的發(fā)明申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。本發(fā)明涉及一種具有外壁表面、內(nèi)壁表面和沿其長(zhǎng)度延伸的內(nèi)腔的半透中空纖維膜。更具體地涉及外壁表面具有選擇性層的膜。本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用該膜的微透析裝置。
背景技術(shù)：
半透中空纖維膜在例如EP-A-O 568 045、EP-A-O 168 783, EP-B-O 082433、WO86/000 和EP 0 824 960中詳細(xì)已知。這些膜由聚合合成材料制得，它們具有具有高擴(kuò)散滲透率的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)(間隙)，并且具有從低通量到高通量范圍的超濾的濾水能力。在EP-A-O 305 787中，公開(kāi)了 3層結(jié)構(gòu)膜和具有相應(yīng)性能的過(guò)濾器。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的膜表現(xiàn)好，但仍存在改進(jìn)和優(yōu)化的一些空間。這些膜的一個(gè)限制性特征是待過(guò)濾的流體將在中空膜的內(nèi)腔中流動(dòng)，并且濾液從內(nèi)腔側(cè)通過(guò)纖維壁到外壁側(cè)。為了不將這些過(guò)濾器污染或堵塞，中空纖維的尺寸如內(nèi)直徑、壁厚等必須大到足以允許在中空纖維腔內(nèi)好而高速的流動(dòng)。在DE 199 13 416中，建議進(jìn)行從外到內(nèi)的過(guò)濾，S卩外側(cè)具有選擇性層。但是，當(dāng)處理體液如血時(shí)，最重要的是將與體液接觸的膜表面要盡可能光滑，具有低蛋白質(zhì)吸附、高生物相容性和低凝血活性(thrombogenicity)。發(fā)明描述本發(fā)明涉及一種半透中空纖維膜，其具有外壁表面、內(nèi)壁表面和沿其長(zhǎng)度延伸的內(nèi)腔，并且在外壁表面上具有選擇性層。根據(jù)本發(fā)明，膜在外壁表面具有最小的孔尺寸，并且其外壁表面在納米級(jí)上光滑、連續(xù)和均勻，粗糙度參數(shù)Ra和Rtl不大于IOnm而基本沒(méi)有粗糙度；該粗糙度利用原子力顯微鏡(AFM)測(cè)定，并利用下面方程計(jì)算粗糙度參數(shù)Ra和Rtl 其中N是數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)，&是數(shù)據(jù)點(diǎn)在平均圖像平面(average picture level)以上的高度。以該光滑的外表面，并結(jié)合所用的聚合物體系和膜形成條件，實(shí)現(xiàn)了膜的低凝血活性。極度光滑的表面如果與血直接接觸使用則抑制了溶血。血細(xì)胞在與光滑表面的接觸過(guò)程中不破裂。該光滑性還減少了與蛋白質(zhì)的相互作用以及蛋白質(zhì)吸附到中空纖維膜的外表面上。在一個(gè)實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有孔尺寸和質(zhì)量密度不同的至少4層，其中距纖維壁中間最近的層具有比在該層的內(nèi)外兩側(cè)上直接相鄰的2層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度。以這種結(jié)構(gòu)，膜的物理穩(wěn)定性得到保持，即使膜具有小的內(nèi)直徑和小的壁厚。它還允許通過(guò)改變外層和中間層的結(jié)構(gòu)密度和孔尺寸來(lái)調(diào)節(jié)分離特性，即截留(cut-off)和液壓滲透率。在另一實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有孔尺寸和質(zhì)量密度不同的4層。第一層在外壁表面，具有最小的孔尺寸和最高的質(zhì)量密度。第二層鄰接第一層并且設(shè)置在第一層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第三層鄰接第二層并且設(shè)置在第二層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第二層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度但比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第四層在內(nèi)壁表面，鄰接第三層并且設(shè)置在第三層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層、第二層和第三層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。以該結(jié)構(gòu)可以增大中空纖維內(nèi)腔側(cè)的開(kāi)放程度，這提供了如果需要提高擴(kuò)散傳遞性質(zhì)的可能性。而且渦流狀流體流動(dòng)可以直接在內(nèi)腔側(cè)實(shí)現(xiàn)，這對(duì)物質(zhì)傳遞現(xiàn)象有利。在另一實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有孔尺寸和質(zhì)量密度不同的5層。第一層在外壁表面，具有最小的孔尺寸和最高的質(zhì)量密度。第二層鄰接第一層并且設(shè)置在第一層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第三層鄰接第二層并且設(shè)置在第二層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第二層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度但比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第四層鄰接第三層并且設(shè)置在第三層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層、第二層和第三層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第五層在內(nèi)壁表面，鄰接第四層并且設(shè)置在第四層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層、第二層、第三層和第四層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。以該結(jié)構(gòu)可以增大中空纖維內(nèi)腔側(cè)的開(kāi)放程度，這提供了如果需要提高擴(kuò)散傳遞性質(zhì)的可能性。而且渦流狀流體流動(dòng)可以直接在內(nèi)腔側(cè)實(shí)現(xiàn)，這對(duì)物質(zhì)傳遞現(xiàn)象有利。在另一實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有孔尺寸和質(zhì)量密度不同的5層。第一層在外壁表面，具有最小的孔尺寸和最高的質(zhì)量密度。第二層鄰接第一層并且設(shè)置在第一層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第三層鄰接第二層并且設(shè)置在第二層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第二層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度但比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第四層鄰接第三層并且設(shè)置在第三層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第一層、第二層和第三層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。第五層在內(nèi)壁表面，鄰接第四層并且設(shè)置在第四層向內(nèi)側(cè)面上，它具有比第四層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度。對(duì)于該結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面也可以具有光滑的內(nèi)表面，這在高度可能污染的兩種流體體系分別在中空纖維膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)傳遞時(shí)需要。光滑的內(nèi)表面減小了溶血風(fēng)險(xiǎn)(在接觸血的情況下)和表面污染并吸附物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。除此以外，可以通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)內(nèi)層形態(tài)，即結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)擴(kuò)散和對(duì)流傳遞(correctivetransport)性質(zhì)。由于該層結(jié)構(gòu)，機(jī)械性質(zhì)可以進(jìn)一步提高。在另一實(shí)施方案中，中空纖維膜的液壓滲透率為1X10_4 100X10_4[Cm7Cm2X巴 X S]，優(yōu)選 1 X IO"4 70 X IO"4 [cm2/cm2 X 巴 X s]，最優(yōu)選 1 X IO"4 27 X IO"4 [cm3/cm2 X巴X s]。以該液壓滲透率，針對(duì)分子尺寸(根據(jù)流體和測(cè)量條件至多100，000道爾頓)或分子形狀，通過(guò)膜壁的對(duì)流傳遞達(dá)到最小，同時(shí)具有寬范圍的高擴(kuò)散傳遞。在另一實(shí)施方案中，中空纖維膜包含含聚砜(PSU)、聚醚砜(PEQ或聚芳基醚砜(PAES)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的聚合物組合物。在甚至另一實(shí)施方案中，膜中的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)包含至少兩種聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)均聚物的共混物，其中一種均聚物具有10，000g/mol 100，OOOg/mol，優(yōu)選30，000g/mol 60，000g/mol(=低分子量PVP)的平均相對(duì)分子量，另一種均聚物具有 500，000g/mol 2，000, 000g/mol，優(yōu)選 800, 000g/mol 2，000, 000g/mol (=高分子量PVP)的平均相對(duì)分子量。在一種實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有50 2000 μ m,優(yōu)選104 1464 μ m的內(nèi)直徑。在一種實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有10 200 μ m，優(yōu)選22 155 μ m的壁厚。在另一實(shí)施方案中，中空纖維膜壁具有對(duì)于脲(60g/mol)為4X 10_6 15 X IO-6Cm2/秒的跨膜有效擴(kuò)散系數(shù)。此外，本發(fā)明涉及一種制備半透中空纖維膜的方法，包括將聚合物溶液通過(guò)中空纖維紡絲噴嘴的外環(huán)縫口擠出，同時(shí)將孔液體通過(guò)中空纖維紡絲噴嘴的內(nèi)孔擠出，進(jìn)入沉淀浴。根據(jù)本發(fā)明，聚合物溶液包含10 20重量％聚砜(PSU)、聚醚砜(PEQ或聚芳基醚砜(PAEQ，2 15重量％聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和溶劑；孔液體包含50 75重量％溶劑和25 50重量％水；沉淀浴包含50 70重量％溶劑和30 50重量％水并具有22 31°C的溫度，并且中空纖維紡絲噴嘴的排放出口與沉淀浴表面之間的距離為0 10cm。在根據(jù)本發(fā)明方法的一種實(shí)施方案中，沉淀浴包含52 69重量％溶劑和31 48重量％水。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，聚合物溶液、孔液體和沉淀浴中的溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、Y-丁內(nèi)酯或其混合物。在根據(jù)本發(fā)明方法的甚至另一實(shí)施方案中，聚合物溶液、孔液體和沉淀浴中的溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮或其混合物，優(yōu)選N-甲基吡咯烷酮。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，聚合物溶液包含17 18重量％聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)或聚芳基醚砜(PAES)，8 11. 25重量％聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和70 75重量％溶劑。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，聚合物溶液中的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)包含至少兩種聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)均聚物的共混物，其中一種均聚物具有10，OOOg/mol 100，000g/mol,優(yōu)選30，000g/mol 60，000g/mol的平均相對(duì)分子量(=低分子量 PVP)，另一種均聚物具有 500，000g/mol 2，000，000g/mol,優(yōu)選 800，000g/mol 2，000, 000g/mol的平均相對(duì)分子量(=高分子量PVP)。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，基于聚合物溶液的總重量，聚合物溶液包含1 10重量％、優(yōu)選5 8重量％的低分子量PVP和1 5重量％、優(yōu)選3 3. 25重量％的高分子量PVP。在根據(jù)本發(fā)明方法的甚至另一實(shí)施方案中，沉淀浴具有22 27°C的溫度。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，中空纖維紡絲噴嘴保持在40 70°C、優(yōu)選54 60°C的溫度。在根據(jù)本發(fā)明方法的一種實(shí)施方案中，中空纖維紡絲噴嘴的排放出口與沉淀浴表面之間的距離為0 km。排放出口即聚合物溶液離開(kāi)紡絲噴嘴的出口。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，中空纖維膜的紡絲速度為5 70米/分，優(yōu)選7. 5 45米/分。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，聚合物溶液具有在室溫下測(cè)得為10000 lOOOOOmPaXs，優(yōu)選 21500 77000mPaXs 的粘度。本發(fā)明還涉及根據(jù)上述或根據(jù)上述方法制得的中空纖維膜在血液透析中作為直接血液接觸用的傳感膜(sensor membrane)，在水應(yīng)用如廢水應(yīng)用中作為傳感膜和在生物工藝中的輸送膜(delivery membrane)。這種類型的膜存在至少3種潛在應(yīng)用。在所有潛在應(yīng)用中，該膜的外側(cè)與潛在會(huì)污染該膜的流體接觸。但是，如果不是這種情況，則可能存在其它應(yīng)用。商品膜，例如在內(nèi)側(cè)具有選擇性層且在外側(cè)具有微米范圍的孔，在基于血液的應(yīng)用中如果血液與外壁表面接觸會(huì)堵塞或?qū)е氯苎?。在下面?yīng)用中，本專利申請(qǐng)所述的膜表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的膜在血液與該膜外側(cè)接觸的情況下用作血液透析膜。對(duì)于這種應(yīng)用，該膜的外側(cè)應(yīng)該具有與商品透析膜(該透析膜內(nèi)側(cè)具有血液接觸表面)相同的孔尺寸、擴(kuò)散系數(shù)、材料組成和粗糙度。根據(jù)孔尺寸，跨膜傳遞動(dòng)力學(xué)可能由擴(kuò)散控制。如果孔尺寸增大且保持低的粗糙度，則該傳遞動(dòng)力學(xué)基于擴(kuò)散和對(duì)流的組合。要求該膜光滑的外表面不允許血細(xì)胞和高分子量蛋白質(zhì)進(jìn)入該多孔膜結(jié)構(gòu)。如果血細(xì)胞和高分子量蛋白質(zhì)進(jìn)入該多孔膜結(jié)構(gòu)，則這導(dǎo)致血細(xì)胞破裂和結(jié)構(gòu)中形成蛋白質(zhì)層。這兩種效果都不是該應(yīng)用中可接受的。根據(jù)本發(fā)明的膜還能用作直接血液應(yīng)用的傳感膜(微透析)。如果進(jìn)行直接血液應(yīng)用中的微透析，則膜污染是嚴(yán)重的問(wèn)題。如果孔直徑超過(guò)幾微米，則細(xì)胞可以進(jìn)入膜的外側(cè)。同時(shí)，高分子量蛋白質(zhì)可以進(jìn)入該膜的多孔結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致孔堵塞并且在壁的多孔膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成蛋白質(zhì)層。在極端情況下，膜的外表面能導(dǎo)致凝塊形成。因此對(duì)于這種類型的應(yīng)用要求高度生物相容的表面。這對(duì)于作為透析膜的應(yīng)用同樣有意義。根據(jù)本發(fā)明的膜還能用作(廢)水應(yīng)用中的傳感膜。在這些應(yīng)用中，重要的是分析離子濃度以控制廢水組成或分析水樣品中的離子含量。為簡(jiǎn)化分析，應(yīng)該僅離子通過(guò)膜，而高分子量物質(zhì)不能通過(guò)。對(duì)于這種應(yīng)用，傳遞應(yīng)該主要基于擴(kuò)散。大量的對(duì)流傳遞會(huì)稀釋分析體系。同時(shí)離子傳遞應(yīng)該在若干天、若干周或若干月內(nèi)穩(wěn)定。因此該膜的外側(cè)應(yīng)該具有低的污染特性。這又是通過(guò)材料性質(zhì)、孔尺寸和表面粗糙度的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的膜還能用作生物工藝中的輸送膜。在發(fā)酵系統(tǒng)中可能必須控制隨時(shí)間加入工藝中的流體或物質(zhì)的量。為允許這種物質(zhì)非常均勻地稀釋，使用具有光滑外表面和特制擴(kuò)散性質(zhì)的懸在攪拌罐反應(yīng)器中的中空纖維膜。當(dāng)然這僅是根據(jù)本發(fā)明膜的一些可能應(yīng)用?？赡艽嬖诖罅科渌矔?huì)從這種類型的特制膜中受益的應(yīng)用。一般而言，根據(jù)本發(fā)明膜的優(yōu)點(diǎn)和性質(zhì)可以概括如下-膜外側(cè)具有最窄的孔尺寸-外側(cè)具有光滑表面-外部結(jié)構(gòu)具有低的蛋白質(zhì)吸附性質(zhì)-外部結(jié)構(gòu)具有高度生物相容的表面(即低的凝血活性)-具有1* 1(Γ4 100 * 10_4cm3/(cm2巴秒)的液壓滲透率-親水-自發(fā)潤(rùn)濕膜-海綿狀結(jié)構(gòu)-50 2000 μ m的內(nèi)直徑-10 200 μ m 的壁厚-基于擴(kuò)散或基于擴(kuò)散和對(duì)流的傳遞
-機(jī)械穩(wěn)定性-允許高傳質(zhì)速率的薄選擇性層。為允許通過(guò)擴(kuò)散誘導(dǎo)的相分離(DIPS)過(guò)程來(lái)制備膜外部的表皮，必須滿足許多標(biāo)準(zhǔn)。按向內(nèi)腔的方向上在“選擇性”外表面后面的多孔結(jié)構(gòu)具有高達(dá)幾微米的較大孔。 該多孔結(jié)構(gòu)通過(guò)緩慢的相分離工藝得到。為允許緩慢的相分離工藝，溶劑(用于聚合物的溶劑)的量必須足夠高。但是，孔液體(也稱作中心流體，它是在沉淀過(guò)程中引入中空纖維的孔或中心中的)和沉淀浴中高濃度的溶劑造成纖維不穩(wěn)定。這使得進(jìn)入沉淀浴和離開(kāi)沉淀浴都難以得到穩(wěn)定的纖維。問(wèn)題在于以這樣的方式調(diào)節(jié)沉淀過(guò)程中(中心和沉淀浴中) 的溶劑濃度和沉淀浴溫度，即其允許形成外表面上具有比內(nèi)表面上小的孔并且具有對(duì)于好的生物相容性的非常光滑外表面的膜。問(wèn)題在于找到一種這樣的的制備窗口，其允許調(diào)節(jié)(i)中心中溶劑的足夠高濃度，以形成允許通過(guò)膜的小傳質(zhì)阻力的非常開(kāi)放結(jié)構(gòu)，( )沉淀浴中的溶劑濃度，以得到在膜外的光滑表面結(jié)構(gòu)，其在選擇性層具有1 IOnm并具有高度生物相容表面(材料組成、 粗糙度等)的孔，以及(iii)穩(wěn)定的紡絲條件。紡絲機(jī)的主要工藝參數(shù)如下-聚合物溶液中的聚合物組成-紡絲噴嘴的溫度-紡絲噴嘴的設(shè)計(jì)-紡絲噴嘴與沉淀浴之間的距離-紡絲噴嘴與沉淀浴之間的氣氛的條件-中空纖維的尺寸-孔液體的組成-沉淀浴的組成-沉淀浴的溫度-紡絲速度-纖維通過(guò)沉淀浴的時(shí)間/距離。所述參數(shù)并不完整。這僅是給出有關(guān)工藝參數(shù)和復(fù)雜性的表示。當(dāng)已經(jīng)制得聚合物溶液時(shí)，對(duì)于這種形成參見(jiàn)例如實(shí)施例1，將該聚合物溶液泵送通過(guò)紡絲噴嘴并形成液體中空纖維?？滓后w中的該溶劑濃度導(dǎo)致膜內(nèi)側(cè)的開(kāi)放結(jié)構(gòu)。紡絲噴嘴與沉淀浴之間的距離，沉淀浴中的溶劑濃度范圍以及纖維通過(guò)沉淀浴的時(shí)間和距離導(dǎo)致外表面上非常光滑的表面結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明方法的一種實(shí)施方案中，沉淀浴中的時(shí)間是2 60秒。最小的孔在膜的外側(cè)。膜內(nèi)側(cè)的孔和整體結(jié)構(gòu)大得多。外側(cè)的選擇性層用于直接血液接觸。問(wèn)題在于調(diào)節(jié)紡絲條件以滿足膜的結(jié)構(gòu)分布，即生物相容性、小的傳質(zhì)阻力等。沉淀浴中的溶劑濃度和溫度彼此強(qiáng)烈相互作用。溫度升高時(shí)允許溶劑濃度下降， 得到相同的結(jié)構(gòu)形態(tài)、孔尺寸和液壓滲透率。但是，當(dāng)升高沉淀浴的溫度時(shí)存在技術(shù)限制?；谠撎厥饽ね鈱拥男螒B(tài)和特性以及正常透析膜的選擇性層(內(nèi)側(cè))的可比特性，證實(shí)該膜的生物相容性非常好。但是，為了甚至進(jìn)一步增強(qiáng)這點(diǎn)，將該膜的外表面官能化可能有價(jià)值。一種選擇是將肝素共價(jià)鍵合到該表面。為允許共價(jià)鍵合肝素，可以如W02006/006918或W003/090910中所公開(kāi)的用等離子體點(diǎn)火和含官能基的前體氣體處理該膜。圖Ia Id示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的按下面實(shí)施例1制得的中空纖維膜。圖加 2d示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的按下面實(shí)施例2制得的中空纖維膜。圖3a 3d示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的按下面實(shí)施例3制得的中空纖維膜。圖如 4d示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的按下面實(shí)施例4制得的中空纖維膜。圖fe 5d示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的按下面實(shí)施例5制得的中空纖維膜。圖6a 6d示出了按下面對(duì)比實(shí)施例制得的中空纖維膜對(duì)比例。材料和方法AFM 分析使用Digital hstruments/Veeco 的原子力顯微鏡，型號(hào) Nanc^cope IIIaMulti Mode進(jìn)行AFM研究。為使測(cè)量探針與膜材料/膜表面之間的相互作用達(dá)到最小，采用 Tapping Mode獲得數(shù)據(jù)。這可以生成膜外表面的表面形貌的穩(wěn)定圖像/數(shù)據(jù)。由于該中空纖維膜外表面的小孔和非常光滑的表面，使用探針尖半徑小的特殊探針。本申請(qǐng)中所用的測(cè)量探針尖(Nanosensors，型號(hào) SSS-NCH(Super Sharp Silicon))具有 R ^ 2nm 的典型頂錐角(tip angle)。使用具有R IOnm的典型頂錐角的NCH(Nanosensors)尖測(cè)量一些表面粗糙度略高的樣品。所測(cè)量的樣品尺寸為2Χ2μπι或5Χ5μπι。為進(jìn)行測(cè)量，用雙面膠帶將該膜樣品放在平的基板上。采用原子力顯微鏡(AFM) 表征5 X 5 μ m、2 X 2 μ m和1 X 1 μ m的表面積。分析所示不同圖像的每個(gè)數(shù)據(jù)組，利用下面的公式計(jì)算不同的粗糙度參數(shù)(Ra、Rq)N =數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)Zi =平均圖像平面以上的數(shù)據(jù)點(diǎn)高度膜束制備把束(handbundle)制備為了以成功進(jìn)行試驗(yàn)的合適方式制備纖維束，有必要在紡絲工藝之后制備膜束。 第一工藝步驟是將纖維束切成23cm的規(guī)定長(zhǎng)度。下一工藝步驟由密封纖維端部組成。光學(xué)控制確保所有纖維端部都密封。接著將纖維束的端部轉(zhuǎn)移到鑄封(potting)蓋內(nèi)。鑄封


權(quán)利要求
1. 一種微透析裝置，其包含用于直接血液應(yīng)用的傳感膜，所述傳感膜是這樣的半透中空纖維膜，其具有外壁表面、內(nèi)壁表面和沿其長(zhǎng)度延伸的內(nèi)腔，并且在外壁表面上具有選擇性層，所述膜的特征在于在外壁表面上具有最小的孔尺寸，并且其外壁表面在納米級(jí)上光滑、連續(xù)和均勻，基本沒(méi)有粗糙度，粗糙度參數(shù)民和Rtl不大于10nm，所述粗糙度利用原子力顯微鏡(AFM)測(cè)定，并利用下面方程計(jì)算粗糙度參數(shù)Ra和Rtl 其中N是數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)，Zi是數(shù)據(jù)點(diǎn)在平均圖像平面以上的高度。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中外壁表面與內(nèi)壁表面之間的膜壁具有孔尺寸和質(zhì)量密度不同的至少4層，其中自外壁表面起計(jì)算的第三層具有比直接鄰近所述層兩側(cè)的2層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度。
3.權(quán)利要求2的裝置，其中外壁表面與內(nèi)壁表面之間的膜壁具有孔尺寸和質(zhì)量密度不同的4層；第一層在外壁表面，具有最小的孔尺寸和最高的質(zhì)量密度；第二層鄰接第一層并且具有比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度；第三層鄰接第二層并且具有比第二層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度，但具有比第一層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度；第四層在內(nèi)壁表面并鄰接第三層，具有比第一層、第二層和第三層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。
4.權(quán)利要求3的裝置，其中所述膜另外具有第五層，其在內(nèi)壁表面，鄰接第四層并且具有比第一層、第二層、第三層和第四層大的孔尺寸和低的質(zhì)量密度。
5.權(quán)利要求3的裝置，其中所述膜另外具有第五層，其在內(nèi)壁表面，鄰接第四層并且具有比第四層小的孔尺寸和高的質(zhì)量密度。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的裝置，其中所述膜包含含聚砜PSU、聚醚砜PES或聚芳基醚砜PAES ；和聚乙烯基吡咯烷酮PVP的聚合物組合物。
7.權(quán)利要求6的裝置，其中所述膜中的聚乙烯基吡咯烷酮PVP包含至少兩種聚乙烯基吡咯烷酮PVP均聚物的共混物，其中一種均聚物具有10，000g/mol 100，000g/mol的平均相對(duì)分子量，另一種均聚物具有500，000g/mol 2，000，000g/mol的平均相對(duì)分子量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半透中空纖維膜，其具有外壁表面、內(nèi)壁表面和沿其長(zhǎng)度延伸的內(nèi)腔，并且在表面粗糙度小于10nm的外壁表面上具有選擇性層。根據(jù)本發(fā)明所述膜在外壁表面上具有最小的孔尺寸，在納米級(jí)上光滑、連續(xù)和均勻的外壁表面，以及4個(gè)或5個(gè)不同孔尺寸和密度的不同層。此外本發(fā)明涉及所述膜的制備方法和用途。
文檔編號(hào)B01D69/08GK102553441SQ20121001478
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者B·克勞澤, C·克拉夫特, H·戈?duì)? M·霍爾農(nóng) 申請(qǐng)人:甘布羅倫迪亞股份有限公司