CS226188B2 - Dialysing diaphragm in the form of flat foil,tubular foil or hollow filament made of cellulose regenerated by using cuoxam process - Google Patents

Description

Vynález se týká membrány pro dialýzu z regenerované celulózy.

Membrány pro dialýzu z regenerované celulózy jsou známy a jsou již ve velké míře používány pro umělé ledviny. Výhodné jsou k tomuto účelu obzvláště m^T^t^b^iány pro dialýzu, které se regenerují z cuoxamových roztoků. Dosavadní způsob pro výrobu těchto mémmrán se prakticky neliší od způsobů, kterými se odpooíídjící celulózové fólie vyrábějí již po mnoho let. Popis takové výroby je například v publikaci Ullmanns Encyclopědie der technischen Chemie (Ullmannova encyklopedie technické chemie), 3. vydání, 1960, svazek 5, str. 204 a další a svazek 11, strana 260 a další.

Tyto známé m^i^t^b^rány pro dialýzu', které se skládají z celulózy regenerované cuoxamovým způsobem, se vyznačuj vhodným poměrem hydrodynamické pe^r^eebblit^y k difúzní pormeabld.tě takovou velikostí pórů, že se brání průchodu bílkovin a jirých vysokobo0ekulárních látek z krve, dobrou slučitelností s krví, jakož také dobrými mechanickými vlastnostmi pro pouužtí v dialyzátoru.

Mern^ány pro dialýzu vyrobené z jitých meetriálů maaí sice často zvýšenou hydrodynamickou po^:r^eeaLiiLtu, maaí však zároveň sníženou difúzní periweablitu.

Tyto známé mern^ány pro dialýzu se vyrábějí z polyakrylátů, z oslysulfsnň, z polyvinylalkoholů, z polykarbonátů, z acetátu celulózy a z nitrátu celulózy. Acetát celulózy a nitrát celulózy se přio^m více nebo méně silně z^ádelmu!. Těmito typům memtirán se dává přednost pro hemiOfitrbční ošetření.

V novější době se zavádí hemofiltrace jako způsob ošetřování dialýzou pacientů trpících vysokým tlakem· Pro reinfuzi větších množství kapaliny do lidského krevního oběhu se po ošetřování dialýzou používá membrán, které mají vysokou hydrodynamickou permeabilitu a počítá se s nedostatkem založeným na menší difúzrií permeabilitě známých typů membrán·

Úkolem tohoto vynálezu je vytvoření nové membrány pro dialýzu, s alespoň tak vysokou difúzní permeabilitou, jaká je běžná u membrán vyrobených cuoxamovým způsobem, která by měla výrazně lepší e vyšší hydrodynamickou permeabilitu a měla zachovanou dobrou slučitelnost s krví a dostatečné mechanické vlastnosti·

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen membránou pro dialýzu ve formě ploché fólie, hadicové fólie nebo dutého vlákna z celulózy regenerované cuoxamovým způsobem, která je vyznačena tím, že se skládá alespoň z jedné vrstvy, přičemž tloušlka vrstvy membrány je 1 až 100 дни, měřeno při relativní vlhkosti 50 % a při teplotě 20 °C, přičemž alespoň jedna vrstva má ultrafiltrační výkon 14 až 60 pm.s~¹.Pa”, střední propustnost pro molekuly 4.10“3 _Qž 12.10’^ cm/min a membrána má schopnost zadržovat vodu alespoň 145 % - měřeno podle DIN 53714 - a přičemž popřípadě alespoň jedna vrstva z alespoň dvou vrstev se skládá z regenerované celulózy se zapuštěnými částicemi adsorbentu v množství až 95 %·

Ultrafiltrační výkon membrán se stanoví měřením objemu kapaliny, který prochází při daném tlakovém rozdílu při teplotě 37 °C membránou s plochou danou aparaturou a který je pro obecnou porovnávatelnost normován se zřetelem ne jednotku plochy, času a tlaku· Jako kapaliny se používá fyziologického roztoku chloridu sodného. Způsob je popsán v publikaci Evaluation of Hemodialyzere and Dielysis Membranes (Hodnocení hemodialyzeru a membrán pro dialýzu) departementu U. S. Departement of Heelth, Education and Welfare, DHEW publikace číslo (NIH) 77 - 1294, str. 24 až 26.

Difúzní permeabilita je u dialytických membrán měřítkem pro propustnost membrán pro rozpuštěné látky a je závislá kromě na membráně na molekulární hmotnosti rozpuštěné látky. Jako zkušební látka se používá pro uremické jedy o střední molekulové hmotnosti pro posouzení vhodnosti membrány roztoku 100 mg/litr vitamínu В 12 ke stanovení střední propustnosti pro molekuly.

Měří se koncentrační změny dvou různě koncentrovaných výchozích roztoků na obou stranách membrán s časem. Střední propustnost pro molekuly se vypočítá z následující rovnice za použití roztoku vitamínu В 12.

ηΔΟ,/Δ c₂ střední propustnost pro molekuly = —

A/’^ZVa + '^ZVb/ /t₂ - t,/ kde znamená

A C₁ naměřený rozdíl koncentrace mezi oběma stranami membrány se zřetelem na čas tj

A plochu^membrány

Va + Vb objem obou komor, které jsou odděleny membránou

Způsob je rovněž popsán v publikaci Evaluation of Hemodialyzers and Dialysis Membranes amerického US Department of Healt, Education and Welfare, DHEW publikace číslo (NIH) 77-1294, str. 14 a 15 pro měření plochých a hadicových membrán a na str. 20 pro měření dutých vláken.

Membrány s mimořádně vysokou účinností vykazují schopnost zadržovat vodu podle DIN 53614 alespoň 145 %. U dosud známých membrán pro dialýzu se naměřila schopnost zadržovat vodu nejvýše 120 až 130 %.

S výhodou je tloušťka vrstvy membrány pro dialýzu 1 až 100 mikrometrů, měřeno při 50% relativní vlhkosti vzduchu a při teplotě 20 °C. Memmrány pro dialýzu m j poměrně vysokou schopnoot zadržovat vodu, což také značně ovlivňuje měření tloušťky vrstvy. Proto je nutno vázat hodnoty . na určité klima pro měření.

K ovlivnění struktury memmrány a k vytvoření chemicky reaktivních skupin se může část celulózy v cuoxamovém roztoku skládat z chemicky moodfikované celulózy. Estery celulózy, např. acetát celulózy, proplout celulózy.a dusičnan celulózy, jsou však nevhodné, jelikož se jejich zmýelňováním může ovlivňovat volná kyselina, která proniká do krve pacienta a mohla by vyvooat potíže pacienta.

Při jednom provedení vynálezu se k ovlivnění struktury používá alkylcelulóz, které se mohou přimíchávat v mnoožtví až do 30 %, vztaženo na hmoonoot celulózy v cuoxamovém roztoku. K vestavění chemicky reaktivních skupin jsou obzvláště vhodné alkylamincelulózy, protože se na ně může adovat např. heparin.

Výhodná forma provedení vynálezu je založena na tom, že je membrána vytvořena jako plochá fólie. Jiná výhodná forma provedení vynálezu spočívá v tom, že je modráme vytvořena jako hadicová fólie. Pro stavbu kompaktních dialyzátorů se hodí obzv^ště memlbány, které jsou vytvořeny jako dutá vlákna a jsou vestavěny do dialyzátorů ve formě svazků dutých vláken.

Zv^Stní forma provedení vynálezu je založena na tom, že jsou membrány pro dialýzu podle vynálezu vytvořeny ze dvou nebo z několika vrstev, z nichž alespoň jedna vrstva vykazuje vysoký ultrafiltrační účinek a vysokou střední propustnost pro ^oe^ly. Tím lze předejít vzniku míst prosakování v kterými by se popř. mohla dostávat do dialyzátu krev.

Může se však také vytvářet ьсшЬ^^ pro dialýzu, např. použitím chemicky bodefikované celulózy, která se vyznačuje určitými chemicky reaktivními skupinami, na nichž je možná zvláštní chemická vazba, ve formě oddělené vrstvy zvláštním způsobem nebo se vytváří jedna jediná vrstva, která se vyznačuje dobrými mechanickými vlastnostmi, a tak dodává memmráně tyto ' dobré .mmchanické vlastneo!!, aniž by'se tím snižoval vysoký ultrafiltrační výkon a vysoká střední propustnost pro mooekuly v silné míře.

DeaSí výhodná forma provedení m^i^t^b^rán prodialýzu podle vynálezu je založena na tom, že jedna z vrstev mobl^ány se skládá z regenerované celulózy se zavedenými částicemi adsorbentu až do mmžžtví 95 % hmoonootních. Takové modrány umo ožni adsorpcí podporovanou dialýzu při současné vysoké ul infiltraci, která umjži^i^jje rychlé zotavení zvláště v kritcckých stavech pacienta.

Tento typ ^^i^t^b^rány rovněž umožňuje ošetření jitých obrazů nemoci než ledvinového onemocnění bez použití dialyzátu, což. značně usnadňuje ošetřování. Jeko příklady se uvádí schizofrenie a pso^as^.

Jako adsorbenty jsou vhodné aktivní uhlí, kysličník hlinitý, kysličník zirkoničitý, fosfát zirkonu, kyselina a/nebo silikáty. Těchto adsorbentů se .používá ve velmi jemné formě a mohou se vnášet jednotlivě nebo v komtinaci vzájemně do vrstvy celulózy. Výhodné je však, jestliže je vždy pro jeden adsorbent jedna oddělená . vrstva, popř. také s různým mnoostvím adsorpčního prostředku.

Pro výrobu bembrán pro dialýzu podle vynálezu se může zčááti pouuít velmi různých postupů. V následnících příkladech se popisuje pouze . jeden z těchto způsobů, . který je vhodný pro výrobu ьооЬи^п podle vynálezu.

Z příkladů vyplývá ohromný pokrok oproti dosud známým membránám pro dialýzu.

Příklad 1

Práškovitý kysličník měSnntý se mele v proudovém mlýnu až na velikost částic nejvýše 20 mikromeerů.

g takto jemně mletého - kysličníku měSnntého se tak vmíchá do 103 g normálního, pro výrobu celulozových membrán ' běžného cuoxamového roztoku, že dojde k rovnoměrnému rozptýlení 35 % kysličníku meůnntého a 65 % celulózy, vztaženo na ' pevnou látku, v roztoku. Roztok se nanese řekli ne skleněnou desku. Vrstva o tloušťce 1 ¹0 m^i^:rome^:rů se zpracovává po dobu 20 sekund louhem, - _ obsahujícím 110 g/litr hydroxidu sodného, 4 g/litr mědi a 10 g/litr amoniaku, potom se 20 sekund oplachuje vodou o teplotě míítnooti, dále se uloží na dobu 30 sekund do kyselé lázně, obsahující 160 g kyseliny sírové v litru, 12 g/litr mědi a mající teplotu - 60 °C, a nakonec se zpracovává po dobu 5 minut v kyselině'sírové o teplotě- 80'°C- a o koncentraci 100 g/litr kyseliny sírové a 1 glitr mmdi.

Takto' získaná mern^ána se propírá vodou o teplotě 50 °C k vy^tí kyseliny a zpracovává se - g^e^ovým roztokem o teplotě 25 °C, obsahujícím 200 glitr glycerinu a suší se na - desce o teplotě 80 °C. Tloušťka m^i^t^z^ány měřená při 50% relativní - vlhkooti -vzduchu a ^při ^tep^lo^{tě 20} °C je ¹5 mikrobeer^ů, výkon je 30 p^.s^.Pa“', úřední propustnost pro mooekuly (vitamín B 12) je 8 cm/nin a - schopnost zadržovat vodu podle DIN 53714 je 195 %·

Příklad - 2

4.3 kg jemně mletého kyslišníku měδnttého, podobně jako podle příkladu 1, se smíchá se 105 kg ^oxamového roztoku pro regeneraci - celulózy a vytlačuje se prstencovou licí tryskou do - louhové lázně, oba^t^l^uUJíc^ 160 - g/litr hydroxidu tmosntého, 4 glitr mědi - a g/litr amortakUs Doba koagulace je 30 sekund.

Film se zpracovává kyselinou, vodou -a glycerinem způsobem popsaným v příkladu 1. Získá se m^t^ána o tloušťce 19 - mikrometrů po usušení při teplotě 60 °C, která má střední filtrační výkon ²⁰ a sc^ho^pno8t zsdr^vat vo^du podle DIN 537H ¹⁶5 %.

Příklad 3

7.4 kg jemně mletého kysličníku měcnintého, podobně jako - podle příkladu 1, se smíchá s 80 kg ^oxamového ' roztoku pro regeneraci celulózy a vytlačuje se prstencovou tryskou pro dutá vlákna za pouuití' is^oprop^ílmyyii^ltát^u jako jádrové kapaliny- do louhové lázně, ob^^i^í^v^ufcí 125 g/litr hydroxidu sodného, 4 glitr mědi a 5 glitr amonnaku. Duté vlákno se dále zpracovává způsobem popsaným v příkladu - 1, tj. kontinuálním způsobem. Glycerinová'lázeň má před sušením ksnccntrtci 80 glitr, sušení se provádí - při teplotě 55 °C. Po odstranění v^třní kapaliny prací kapalinou nerozpustnou ve vodě-je ultrafiltrační výkon 56 ^, ťtiřetoí propuutnost ^pro molekuly ¹⁰ cťmin a - schopnost zadržovat vodu podle DIN - 53714 210 -%.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Membrána pro dialýzu ve formě ploché fólie, hadicové folie nebo dutého vlákna z celulózy regenerované cuoxamovým způsobem, vyznačená tím, že se skládá alespoň z jedné vrstvy, přičemž tloušťka vrstvy ь^1^1^хг6пу je 1 až 100/m, měřeno při 50% relativní vlhkosti a při teplotě) 20 °C, přičemž a lřissň jedna z vrstev m á ultra^^^Cní tykon 14 až 60 po.

   • t^třa^dtí ^řгs^pU8tno8t ^pro molekuly 4.1⁰“³ a^ž 12.1^{0 3} cťmin a mem^mránt má sc^ho^pnost zadržovat vodu alespoň 145 %, m^ěřeno podle DIN 53714, přičemž se popř. alespoň jedna vrstva z alespoň'dvou vrstev skládá z regenerované celulózy se zapuštěiými částicemi adsorbentu v mn>ožtví až 95 %.

   226VSB
2. 2. Mernmrána pro dialýzu podle bodu 1 , vyznačená tím, že cuoxainový roztok obsahuje část celulózy ve formě chemicky modifikované celulózy s výjimkou esteru celulózy.
3. 3. M©nimrána pro dialýzu podle bodu 1 a 2, celulózou je alkylcelulóza.

   vyznačená tím, že chemicky moodfikovanou
4. 4. Mernmrána pro dialýzu podle bodu 1 a 2, celulózou je karboxyrneeylceluloza.

   vyznačená tím, že chemicky moodfikovanou
5. 5. pro . dialýzu podle bodu 1· a 2, je hydro>χlekylcelulóza.

   vyznačená tím, že m^č^lífi^k^ovan^ou celulózou