CN101622058A

CN101622058A - 中空纤维、中空纤维束、过滤器和制造中空纤维或中空纤维束的方法

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Publication number: CN101622058A
Application number: CN200880006271.0A
Authority: CN
Inventors: 克劳斯·海尔曼; 托尔斯滕·凯勒
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: EP2129453A1; DE102007009208B4; EP2129453B1; ES2648998T3; CN101622058B; JP2010519023A; US20100089817A1; WO2008104351A1; DE102007009208A1

Abstract

本发明涉及由半透膜材料制成的中空纤维，其中所述中空纤维在整个长度上具有一个精确的收缩区，所述中空纤维的内径在该收缩区处相对于邻近所述收缩区的中空纤维的一个或更多个部分缩小。本发明还涉及中空纤维束、过滤器以及用于制备所述中空纤维或中空纤维束的方法。

Description

中空纤维、中空纤维束、过滤器和制造中空纤维或中空纤维束的方法

本发明涉及由半透膜材料制成的中空纤维，包括中空纤维的纤维束，具有纤维束的过滤器以及用于制造中空纤维或中空纤维束的方法。

在透析过程中连续从患者身上取血并且将其引导通过过滤模块(透析器)并随后循环导回给患者。在流过过滤器时，从血液中除去不再能通过肾脏排出的代谢产物，并且根据需要可以通过过滤器从透析液体向血液中添加成分。这种过滤模块通常具有装配在外壳中的由中空纤维膜构成的束。膜纤维以伸长的或多或少平行布置的方式位于所述外壳中。外壳上的接口使得血液通常可以从血液循环管线导入纤维内部，也就是导入纤维的中空空腔，它们流过纤维的整个长度并且在纤维末端通过出口导入血液循环的连续管线。

另外，透析液体借助于第二液体循环供给到外壳的围绕纤维的内部空间。所述透析液体一般来说是含水液体，其例如在纤维的长度方向上流过外壳的内部空间。过滤模块的外壳具有对应的接口，用于将透析液体供给到外壳内部空间中和用于从外壳内部空间排出透析液体。膜纤维因此与两种液体流接触，透析液体流在外部膜壁而血液流在内部膜壁。

两种液体(血液和透析液体)的成分可以根据其尺寸相应地透过多孔膜结构。在此，膜的孔径决定了哪些物质可以透过膜壁，哪些不可以。中空纤维膜的平均孔径可以受到制造方法的影响。根据处理方法，需要具有不同孔径的不同中空纤维膜。

透析过程使用具有相对小孔径的膜。在这些过程中，主要是从血液中除去小尺寸至中等尺寸的物质。一般来说，分子量＜500g/摩尔的分子在血液处理过程中属于小分子组，分子量为500至15000g/摩尔的分子属于中等大小的分子尺寸。与此相反，在血浆置换过程中需要具有较大孔直径的膜，这是因为应当将包含高分子量的大的蛋白质分子的全血血浆与血液的细胞组分分开。分子量大于15000g/摩尔的蛋白质属于这种大的分子。

可以根据不同的原理从血液侧到透析液侧或还可以反过来从透析液侧到血液侧进行物质穿过膜壁的输送。在此，基本上相关的是扩散和对流的输送现象。扩散的驱动力是浓度差，也就是使液态或气态体系中的浓度差达到平衡的动力。在这种浓度平衡中，涉及特别小的分子，这是因为相对来说特别小的分子可以移动，也就是可以进行显著的粒子移动。相反，大分子只进行非常小的粒子移动并且几乎不通过扩散而穿过膜壁进行输送。

相对地，中等尺寸和大的分子的透膜输送可以通过对流来进行。在本发明的情况下，对流的特征在于，由跨膜压力梯度(TMP＝跨膜压力)而迫使流过膜壁。两种液体循环(血液和透析液体)的流速和流动方向引起透析液侧和血液侧之间的压力差。

透膜过滤通量，也称为超滤速率Q_F，并因此穿过膜到达透析液侧或到达血液侧的液流根据下面的关系式与跨膜压力TMP成比例：

Q_F＝UF_系数·TMP

很明显，超滤系数UF_系数或跨膜压力TMP越大，则过滤通量Q_F越大。在此，UF_系数是涉及表面的膜透过性的度量，其随着孔的数目、膜表面积和孔的尺寸的增加而增加。

具有上述优化参数的膜也称为高通量膜。因为它可以具有高的透膜通量并且因此还可以优化中等尺寸和大的分子的物质输送，由此称为高通量膜。

现在参考图1示意性说明对流输送的原理。

图1示出在高通量过滤模块中，在血液流动方向上在中空纤维长度上的透析液侧(线1)和中空纤维内部(线2)的压力梯度。

在血液进入过滤模块或进入中空纤维时，初始在血液侧存在高的压力，其以连续和线性的方式降低直至血液出口。在此处所示的情况下，透析液侧的压力示出相反的特性，这是因为流动方向相反，也就是说过滤器是逆流运行的。在这种过滤模块中，在纵向区段L₂-L₁中在血液侧压力梯度的直线和透析液侧压力梯度的直线之间的区域表示TMP的度量。两条直线之间的距离越大，在所示位置的跨膜压力越大。在图1中可以知道，随着长度增加，也就是随着距过滤器末端或起始端的距离增加，该恒定纵向区段中的区域变小，在直线相交点为零并且随着长度增加而再次增加。由此得出，从血液入口看时，TMP连续降低(在图1左侧示出)。在血液侧的压力大于透析液侧的压力的区域中，首先发生从血液侧到透析液侧的对流输送。在压力直线的相交点之后，TMP再次增加，不过因为透析液侧的压力大于血液侧的压力所以对流物质输送现在从透析液侧到血液侧进行。

对这类过滤模块来说存在的挑战是：提高TMP和由此还提高透膜通量。一种可能是在过滤模块中在透析液侧安装流通屏蔽。这类程序由US 5,730,712已知。在图2中示意性示出了这种模块中的压力梯度。

还如图1所示，直实线(线3)示出血液侧的压力梯度，而虚线4示出相同过滤模块透析液侧的压力梯度。如果现在使用在透析液侧具有流通屏蔽的过滤器，则得到虚线5。如由图2可明显看出的，流通屏蔽的作用为：从透析液流动方向看(图2中从右到左)，相对于未经改变的过滤模块，透析液侧的压力首先相对弱地降低；在流通屏蔽区域中发生强烈的压降。在流通屏蔽下游，透析液侧的压力只降低很少，也就是说过滤模块长度上的压力梯度的斜率小于透析液侧流通屏蔽区域内的压力梯度的斜率。

由于在流通屏蔽区域内形成反压力的事实，具有流通屏蔽的过滤器外壳内流入的透析液的初始压力大于没有流通屏蔽的过滤器外壳。

安装流通屏蔽的结果是血液侧压力梯度和透析液侧压力梯度之间封闭的表面的量大于不具有这种流通屏蔽的过滤模块的量，如图2可以清楚地看出的。因此在这种模块中，得到比不具有所述流通屏蔽的过滤模块的大的对流透膜输送。因此，透析液侧的流通阻力使得从血液侧至透析液侧的透膜流通增加。Ronco等人研究了这种原理。参考C.Ronco等人的文献：“Enhancement of convective transport by internalfiltration in a modified experimental hemodialyzer”；Kidneyinternational，volume.54；1998，第979页及以后的，由此得出，由于透析液侧流动横截面的减少，可以明显提高中等尺寸的分子，维生素B12和胰岛素的去除。所述原理也是EP 1 433 490、EP 1 344 542以及WO2006/024902的主题。

另外已知的是，使用具有小内径的中空纤维增加跨膜压力。图3示出纤维内径对纤维长度上的纤维内部压力的影响。关于此，根据HagenPoiseuille定律，压降随着毛细管半径的减小而增加。由此得出，相比之下，直径较小的中空纤维(图3，线6)内的压力梯度明显比直径较大的中空纤维(图3，线7)的压力梯度陡。线8表示透析液侧的压力梯度。由图3得出，由于中空纤维半径减小，所以透析液侧压力梯度直线和血液侧压力梯度直线之间的纵向区域L2-L1中的区域增大，且跨膜压力因此增大。

Ronco等人也研究了关于TMP增加的该原理。参考Ronco等人：“Effects of A reduced inner diameter of of hollow fibers inhemodialyzers”；Kidney international，volume.58；2000，第809页及以后的。在内径为200μm和185μm的中空纤维膜的对比研究中，发现内径较小的膜能更好地除去中等尺寸的分子，维生素B12和胰岛素。

然而，纤维内径的减小导致一些问题。在将血液导入非常小的纤维开口时，在该流动区段中血液细胞大幅加速，在血液细胞和过滤模块的材料之间产生大的摩擦。血液细胞在一定情况下可能破裂。因此内径不能任意减小。其中，市售的过滤模块的中空纤维半径为185μm。然而，认为较小的半径在体外血液处理中是不利的。

因此，本发明的一个目的是提供过滤器，其不会出现所谓的血液细胞受损或破裂的缺点，或者只出现很小的程度，并且还可以在中空纤维膜上实现显著的对流输送。

所述目的通过具有权利要求1的技术特征的中空纤维，通过根据权利要求9的纤维束、通过根据权利要求10的过滤器以及通过具有权利要求15的技术特征的方法来实现。

根据本发明，提供一种中空纤维，所述中空纤维在其整个长度上具有一个精确的收缩区，所述中空纤维的内径在该收缩区处相对于邻近所述收缩区处的中空纤维的一个或更多个部分来说缩小。在收缩区域中，中空纤维可以具有恒定或变化的内径。根据本发明，可以提供一种中空纤维膜，其能够在温和地处理血液的血液纯化模块中设定相对高的TMP并且由此能够改善对中等尺寸的和任选大的分子的对流输送。

所述收缩区例如可以在中空纤维的纵向部分上延伸，其中所述纵向部分可以是纤维总长度的小于5％、5％至10％、10％至15％、15％至25％、或者大于25％。

还可以设想，在所述收缩区的两侧中空纤维的内径变大直至其末端，其中所述收缩区可以布置在中空纤维长度的中间或者还可以偏移。

中空纤维在所述收缩区的内径可以是中空纤维的一个或更多个未形成为收缩区的部分的内径的小于40％，40％至50％，50％至80％或者大于80％。

如上所述，所述收缩区可以在中空纤维的纵向部分延伸并且具有恒定的内径。还可以设想，收缩区在中空纤维的纵向部分延伸并且具有例如首先减小并随后再次增加的内径。

从一个或更多个与所述收缩区邻近的部分的过渡可以是阶梯式的或者也可以是连续的。

在纤维收缩区位置处遇到的问题主要是流动的血液在收缩区处加速至更高的流速。因此，可以知道在纤维壁处的摩擦力也增加，存在溶血的风险。因此可以设想，收缩区在中空纤维的纵向部分延伸，并且在中空纤维的收缩区和未形成为收缩区的区域之间存在一个或两个过渡区域。这些过渡区域的长度可以是所述纵向部分的长度的5％到20％。如果中空纤维上从较大内径至较小内径的过渡区域仅存在非常短的部分上，也发现高的血液加速和高的摩擦值。因此，有利的是，该过渡区域均匀地形成在一定长度的部分上。所述过渡区域的部分长度优选不小于总收缩区通道长度的5％。然而，收缩区通道总长度的10％、15％或20％的值也是可能的。

此外，直径可以首先在整个收缩区通道上连续减小至最小值并随后再次增加至初始的内径。一般来说，如果收缩区位置关于最小内径的位置是几何对称布置的，则对于根据本发明的纤维在血液处理治疗中的预定使用是有利的。但是，不对称的几何形状同样是适合的。

收缩区的内径取决于提供有根据本发明的纤维的血液处理方法。例如用于血浆置换的中空纤维膜的直径在320μm范围内。利用该方法，选择非常显著的约50％或更多的收缩区是有利的。根据本发明用于该方法的优选纤维在收缩区位置处的内径为150μm。

对于设计用于透析的中空纤维，此处的常规内径为约200μm。根据本发明用于透析等的中空纤维的一个优选实施方案在此具有约150μm的内径。此处，相对收缩达到25％。

内径的绝对最小值受到一定的限制。内径过小时，血液沿着收缩区通道加速过多，并且存在因与纤维内壁的摩擦而使得血液细胞破损和出现溶血反应的风险。基于血液流速，用于体外血液净化方法的纤维的最窄区域，即，最显著的收缩区域在150μm的范围内。但是，适应于血液流速或其它血液处理参数，还可以选择更小的收缩区内径。

中空纤维末端之间的收缩区的位置根据要求可以变化。用于透析的过滤模块的典型纤维束长度在24和28cm之间。基于处理方法，收缩区的位置可以位于这些尺寸内的不同位置处。优选收缩区位于纤维束长度的中间部分。但是还可能期望，对流输送明确地只从血液侧到透析液侧进行。在这种处理应用中，过滤模块中纤维束的收缩区的位置在从血液流动方向看时优选位于后三分之一处。相反情况下可以期望，对流输送明确地从透析液侧到血液侧进行。在这种应用中，过滤模块中纤维束的收缩区的位置还在从血液流动方向看时优选在前三分之一处。

本发明还涉及具有多个根据权利要求1～8中任一项的中空纤维的纤维束。

本发明还涉及具有过滤器外壳和至少一个布置在所述过滤器外壳中的纤维束的过滤器，其特征在于，所述纤维束是根据权利要求9的纤维束。

对于在透析液侧具有流动限制的过滤模块中使用的根据本发明的中空纤维或根据本发明的中空纤维束，如希望地增加跨膜压力是特别有利的。因此，可以设置流动限制装置，通过该流动限制装置减小过滤器外壳内围绕纤维束的中空纤维的区域面积，也就是减小透析液侧的流动横截面。

流动限制装置还可以配置成过滤器外壳的收缩区，其中过滤器外壳的内径相对于邻近收缩区的一个或更多个部分的内径减小。

还可以设想将流动限制装置配置成布置在过滤器外壳内并围绕纤维束的环。以这种方式也使得透析液侧流动横截面减小。

流动限制手段还可以例如是可膨胀的物质，其在与介质接触时，优选与流过围绕纤维束的空间的透析液体接触时膨胀。

本发明另外涉及用于制造根据权利要求1～8中任一项的中空纤维或者用于制造根据权利要求9的中空纤维束的方法，所述方法包括将所制造的中空纤维或所制造的中空纤维束卷绕在卷绕装置，特别是绕线框上。

现有技术中已经充分了解制造这类中空纤维膜的方法。所述制造例如可以通过湿纺法来实现。在该方法中，将聚合物溶液经由环状喷嘴挤出并引入凝固浴中。在挤出聚合物溶液的同时利用喷嘴的内部开口共挤出内部沉淀剂，从而整体上呈现填充有沉淀剂的中空聚合物溶液细丝。通过相转化过程由聚合物溶液细丝产生多孔中空纤维膜，经由辊体系抽出并且通过多个冲洗、处理和干燥阶段。最后将纤维卷绕在卷绕装置，例如绕线框上。关于这类制造方法，参考EP 0 750 936 B1、EP 1 547 628A1以及EP 0 543 355 B1。

为了产生内径的变化或收缩区，在挤出聚合物溶液期间能够短期降低内部沉淀剂的挤出压力。作为选择，还能够改变用来抽出聚合物细丝的辊体系的抽出速度。短期升高抽出速度，将挤出的聚合物溶液细丝拉长并且如此强制缩小内径。另一种降低中空纤维内部流动横截面的方法包括通过冲压辊或沟纹辊处理纤维，使得纤维由于辊施加至纤维上的外部压力而在该位置被压缩。由此缩小内部横截面。

由DE 28 42 958 A1已知，在挤出纺丝物质或内部沉淀剂期间，通过周期性压力变化达到内径的变化。如此得到的纤维在纵向截面上具有波浪形结构。类似的方法还描述在US 4,380,520和US 4,291,096中。具有这类结构的纤维应避免在透析过程期间纤维束中的纤维互相粘附，从而改善物质的透膜输送。然而，没有观察到这类纤维的跨膜压力升高。

根据本发明，使得产生所述中空纤维的收缩区，其中相对于邻近所述收缩区的一个或更多个部分的中空纤维的内径减小，并且使得卷绕装置的时间点与生产中空纤维收缩区的时间同步，以便收缩区相对于中空纤维卷绕状态的卷绕方向位于预定位置上。因此，例如可以设想为了使得绕线框位置与沉淀剂压力的变化同步而改变抽出速度或改变冲压辊和沟纹辊的作用。

例如，为了产生同步信号，可以在所述绕线框的外周以静态方式放置接近开关。所述接近开关在绕线框臂通过预定位置时发出信号。所述信号传输到过程控制单元。随后通过过程控制单元对例如沉淀剂压力、抽出速度或冲压辊施加影响。其后，在挤出的聚合物溶液中空细丝中产生收缩区。

在本发明的另一方面中，使得卷绕装置为具有至少一个绕线框段的绕线框，并且用于使得收缩区的生产与绕线框的位置同步，使得每个收缩区都在绕线框段的中心。还可以设想，每个收缩区都不在绕线框段的中心，而是与其偏移。因此，收缩区能够不在绕线框段中心或不关于绕线框段中心对称。通过延长或缩短死时间间隔，即收缩区经过挤出喷嘴之间或用于制造收缩区的单元和绕线框轮上的期望位置之间的距离所需的时间间隔，可以改变收缩区在绕线框段内的位置。由此能够分离收缩区不在束的中心的中空纤维束。过滤模块中纤维束的收缩区的位置由此能够不受限制地预先确定。如上所述，根据血液处理方法，在血液流动方向观察时，期望纤维束收缩区位于过滤模块的第一、第二或第三个三分之一处。在特殊情况下，还可以选择应存在纤维束收缩区的较小区段。

在本发明的另一方面中，使得卷绕装置为具有至少一个绕线框段的绕线框，并且使得产生收缩区的时间点与绕线框通过特定位置的时间点同步，以便每个绕线框段存在超过一个的中空纤维收缩区。因此可以利用根据本发明的方法，由一个绕线框段不仅可以得到一个纤维束，而且可以得到多于一个的纤维束。这首先涉及段数目较少，例如两个至六个段且绕线框臂半径较大的绕线框。

在经过绕线框段后和经过下一个绕线框段之前，仅必须传输两个或更多个信号，使得收缩区的产生与绕线框臂的位置同步。

用于实施根据本发明方法的绕线框段的数目一般不受限制。具有11个、9个或7个段的绕线框同样可以如具有3个或5个段的绕线框一样使用。

依据附图中描述的实施方案来说明本发明进一步的细节和优点。其中：

图1：在血流方向上在过滤模块长度上的血液侧和透析液侧压力梯度的示意图；

图2：透析液侧流动横截面缩小或没有缩小情况下，在血流方向上在过滤模块长度上血液侧和透析侧的压力梯度示意图；

图3：对于不同的中空纤维内径，在血流方向上在过滤模块长度上在血液侧和透析液侧的压力梯度示意图；

图4：在中空纤维内径缩小或没有缩小的情况下，在血流方向上在过滤模块长度上的血液侧和透析液侧的压力梯度示意图；

图5：制造中空纤维或中空纤维束的工艺的部件的示意图；

图6：在中空纤维的内径缩小且透析液侧流动横截面缩小的情况下，在血流方向上在过滤模块长度上血液侧和透析液侧的压力梯度示意图；

图7：根据本发明的在收缩区域内中空纤维内径缩小的过滤器的示意图；

图8：根据本发明的在收缩区域内中空纤维内径缩小且过滤器外壳的内径缩小的过滤器的示意图；以及

图9：绕线框轮的示意图。

图4示出整个长度上内径恒定的中空纤维在血液流动方向上在过滤模块或中空纤维的长度上血液侧的压力梯度(线9)。图4中线10示出根据本发明的具有收缩区的中空纤维内部的压力梯度，在所述收缩区处中空纤维的内径相对于邻近收缩区的区域的内径缩小。由于中空纤维的收缩区，在图4中所示实施方案中给出的流动速度下，纤维入口的压力大于没有收缩区的中空纤维入口的压力。如从根据线10的曲线发展可看出的，在流动方向沿着纤维的压力相对来说只是缓慢地降低直至收缩区处，在收缩区域内急剧下降，并且在收缩区的下游具有梯度，所述梯度在上游梯度和收缩区域内的梯度之间。线11最后示出同样在血液流动方向上的透析液侧的压力梯度，其中血液和透析液以相反方向流过过滤器。

图6中描述了在过滤模块中血液侧和透析液侧上的压力状况，其中过滤器外壳还具有收缩区，也就是说在透析液侧流动横截面的区域减小，其中线12示出血液侧上的压力梯度，线13示出透析液侧的压力梯度，每种情况下都是在血液流动方向上。

如从图2和图4以及图6的描述的对比得出的，透析液和血液至纤维束收缩区处的压力曲线与中空纤维和过滤器外壳都不具有收缩区的情况完全不同。两种压力曲线之间的特别大的差距的原因在于中空纤维具有收缩区和在透析液侧上存在流动横截面的其它缩小或具有过滤器外壳收缩区，如从图6可看出的。

图7示出根据本发明的透析器(过滤器)100，其具有外壳110和与外壳纵向平行布置的集结成束的中空纤维120。中空纤维120的末端区域位于模制材料中，所述模制材料密封接触外壳110的内侧。如从图7可以进一步看出的，根据图7血液从左向右流过纤维内部空间，透析液从右向左流过由纤维120包围的透析液空间，也就是逆流。相对于中空纤维的整个长度，具有大概在中间位置的收缩区122，所述收缩区在中空纤维120的特定纵向截面延伸。使用根据图7的过滤器100时得到的压力梯度由图4中的线10和11再现。

图8示出根据本发明的透析器(过滤器)100，其与根据图7的透析器的区别在于，外壳110具有外壳内径相对于外壳的其它部分来说变小的收缩区111。由于该布置，总体来说，得到了特别高的跨膜压力。在这种情况下，透析液侧的流动限制显示为例如过滤器外壳的收缩区。这种说明只是示意性再现了所述过滤模块。如上所述，还可以设想在透析液侧的其它流动限制装置。这些例如可以是环，其包围纤维束且位于圆柱形过滤器外壳的内部。但是还可以是可膨胀物质，其内部包埋有纤维且在与透析液接触时膨胀，通过流动限制在透析液侧造成压力急剧变化。通过所述措施，对透析液侧的压力梯度产生影响，例如从图2中线4和5的对比中得出的。根据图8的布置的压力梯度示于图6中。

纤维束中收缩区的位置和透析液侧的流动限制不限于图8中所示的实施方案。从血液流动方向看时两种限制均可以位于过滤模块的第三个三分之一处。由此进一步扩大了纤维束收缩区处之前的TMP并且提高了从血液侧到透析液侧的对流输送。纤维收缩区和透析液流动限制同样还可以位于过滤模块的第一个三分之一处。利用这种布置，从透析液侧到血液侧发生对流物质输送。纤维收缩区与透析液流动限制的其它相对位置也是可行的。

图5示出用于制造根据本发明的中空纤维或中空纤维束的布置。附图标记200表示的是纺丝物质混合物。利用挤出喷嘴210产生聚合物溶液细丝。喷嘴210是环形喷嘴，其在所限定的区域内还具有其它喷嘴，利用该其它喷嘴将沉淀剂引入聚合物溶液细丝的内部。例如通过改变沉淀剂压力，通过改变细丝从喷嘴210抽出的抽出速度，或者通过在此未显示的辊，可以改变聚合物溶液细丝或中空细丝的内径，使得制成的中空纤维上存在中空纤维内径减小的收缩区。

具有收缩区的中空纤维通过纺丝单元的辊体系输送通过沉淀浴220和清洗或漂洗浴230。

根据本发明，将中空纤维膜卷绕在绕线框240上，使得收缩区位于绕线框段250的期望位置上，例如绕线框段250的偏中心或朝向中心。为确保此点，在通过绕线框臂260时产生接近开关信号。因为收缩区从挤出喷嘴或冲压辊至绕线框段250的中心或期望位置的运行时间(死时间)是已知的，所以绕线框240的旋转速度设定为使得收缩区位于绕线框段的期望位置从而还位于纤维束的期望位置处。在恒定的绕线框旋转速度下，细丝的输送速度还可以设定为使得收缩区位于期望的位置。

还应考虑到本领域技术人员从所示解决方案中得出的其它优化方案本身。例如，有效的绕线框外围因不断放置的中空纤维而增加。由此，绕线框的旋转速度随着纺丝过程的进一步进行而减缓。纺丝过程中的死时间也必须适应性改变。

然后，可以从绕线框段切下在纤维中具有根据本发明布置的收缩区的纤维束，并且可以继续加工成过滤模块。

图9最终示出具有绕线框臂260的绕线框轮240，且通过其末端限定了绕线框段250，放大说明。

所有附图只是粗略地示意性示出。它们只是表示根据所述实施方案在流通通道内的收缩区之前累积的背压，从而在流动方向比没有收缩区时更缓慢地产生压降。在收缩区处产生快速的压降。收缩区之后，不管有无收缩区，流动阻力应优选是相同的。中空纤维内侧和透析液侧的压力曲线的相互位置纯粹是示意性的。然而，如图6所示，它们优选彼此设置为在两条曲线之间形成封闭面积。所述面积的大小是透过膜壁的对流输送的度量。根据图6的方框箭头示出根据跨膜压力差的对流输送发生的方向。

在压力曲线的单个区段内的梯度同样只是示意性的。

Claims

1.一种由半透膜材料制成的中空纤维，其特征在于，所述中空纤维在其整个长度上具有一个精确的收缩区，在所述收缩区中所述中空纤维的内径相对于邻近所述收缩区的所述中空纤维的一个或更多个部分来说缩小。

2.根据权利要求1的中空纤维，其中，所述收缩区在所述中空纤维的纵向部分上延伸，其中所述纵向部分占所述纤维的总长度的小于5％，5％到10％，10％到15％，15％到25％，或者大于25％。

3.根据权利要求1或2的中空纤维，其中，所述中空纤维在所述收缩区的内径是一个或更多个未形成为收缩区的中空纤维部分中所述中空纤维内径的小于40％，40％到50％，50％到80％或者大于80％。

4.根据前述权利要求中任一项的中空纤维，其中，所述收缩区在所述中空纤维的纵向部分上延伸，并且具有恒定的内径。

5.根据前述权利要求中任一项的中空纤维，其中，所述收缩区在所述中空纤维的纵向部分上延伸，并且内径首先降低随后再次增加。

6.根据前述权利要求中任一项的中空纤维，其中，从一个或更多个与所述收缩区相邻的区域到所述收缩区的过渡是阶梯式的或者连续的。

7.根据前述权利要求中任一项的中空纤维，其中，所述收缩区在所述中空纤维的纵向部分上延伸；其中，在所述收缩区和未形成为收缩区的中空纤维的区域之间存在一个或两个过渡区域；和其中所述过渡区域的长度是所述纵向部分的长度的5％到20％。

8.根据前述权利要求中任一项的中空纤维，其中，所述收缩区具有所述中空纤维的最小内径点；其中所述收缩区关于该点对称。

9.一种纤维束，其特征在于，所述纤维束具有多个根据权利要求1～8中任一项的中空纤维。

10.一种过滤器，包括过滤器外壳和布置在所述过滤器外壳中的至少一个纤维束，其特征在于所述纤维束是根据权利要求9的纤维束。

11.根据权利要求10的过滤器，其中，设置有流动限制装置，通过该流动限制装置使得所述过滤器外壳内围绕所述纤维束的中空纤维的区域的表面缩小。

12.根据权利要求11的过滤器，其中，所述流动限制装置设计成过滤器外壳的收缩区，其中所述过滤器外壳的内径相对于邻近所述收缩区的外壳的一个或更多个部分减小。

13.根据权利要求11或12任一项的过滤器，其中，所述流动限制装置设计成环，该环布置在所述过滤器外壳内部并且该环围绕所述纤维束。

14.根据权利要求11～13中任一项的过滤器，其中，所述流动限制装置设计成可膨胀物质，该可膨胀物质在与流过围绕纤维束的空间的介质接触时膨胀。

15.一种制造根据权利要求1～8中任一项的中空纤维或者制造根据权利要求9的中空纤维束的方法，其中所述方法包括将所制造的中空纤维或所制造的中空纤维束卷绕在卷绕装置，特别是绕线框上，其特征在于，形成所述中空纤维的收缩区，在所述收缩区中所述中空纤维的内径相对于邻近所述收缩区的中空纤维的一个或更多个部分减小；和其特征在于，所述卷绕装置的位置与所述中空纤维的收缩区的产生同步，使得所述收缩区位于相对于所述卷绕装置的预定位置。

16.根据权利要求15的方法，其中，在达到所述卷绕装置的至少一个预定位置，特别是绕线框的绕线框臂时产生信号；并且其中基于所述信号产生收缩区。

17.根据权利要求15或16的方法，其中，所述卷绕装置是具有至少一个绕线框段的绕线框；其中使所述收缩区的产生与所述绕线框的位置同步，使得每个收缩区位于所述绕线框段的中心。

18.根据权利要求15或16的方法，其中，所述卷绕装置是具有至少一个绕线框段的绕线框；其中使所述收缩区的产生与所述绕线框的位置同步，使得每个收缩区不位于所述绕线框段的中心。

19.根据权利要求18的方法，其中，使收缩区的产生与绕线框的位置同步，使得每个收缩区分别位于所制造的中空纤维的总长度的第一、第二或第三个三分之一处。

20.根据权利要求15或16的方法，其中，所述卷绕装置是具有至少一个绕线框段的绕线框；其中，使所述收缩区的产生与所述绕线框的位置同步，使得每个绕线框段存在超过一个的中空纤维的收缩区。

21.根据前述权利要求15～20中任一项的方法，其中，如下产生所述中空纤维的收缩区：暂时降低位于形成中空纤维的聚合物溶液细丝内部的沉淀剂的沉淀剂压力；暂时增加抽出形成中空纤维的聚合物溶液细丝的抽出速度；或者冲压辊和/或沟纹辊从外部向聚合物溶液丝或由其形成的中空纤维施加作用。