DD155777A3

DD155777A3 - METHOD OF INSERTING CELLULOSE WOOD FIBERS IN DIALYSERS

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Publication number: DD155777A3
Application number: DD21866880A
Authority: DD
Inventors: Lothar Thiele; Robert Becker; Gert Neumann; Gottfried Knorr; Guenther Trentsch
Original assignee: Lothar Thiele; Robert Becker; Gert Neumann; Gottfried Knorr; Guenther Trentsch
Priority date: 1980-01-28
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1982-07-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbettung von Cellulosehohlfasern in Dialysatoren mit durch Zinn-Schwefel-Verbindungen katalysierten Polyurethanen. Durch den erfindungsgemaessen Zusatz von Verbindungen der allgemeinen Formeln in das Giessharzsystem aus einer aromatischen Isocyanatverbindung und einem Polyol auf Rizinolsaeurebasis, dem ggf. weitere Polyether-, Polyester- bzw. Polyetheresteralkohole zugemischt wurden, gelingt die Polyurethansynthese unter technisch aeusserst guenstigen Reaktionsbedingungen; Haertung bis zur Entformung in weniger als 60 Minuten bei Temperaturen bis 65 Grad C. Die erhaltenen zaehelastischen Polymerprodukte haben sich als physiologisch unbedenklich erwiesen und beeintraechtigen als Einbettmaterial fuer Cellulosehohlfasern deren ueberaus vorteilhafte Dialyseeigenschaften in keiner Weise.The invention relates to a process for embedding cellulose hollow fibers in dialyzers with polyurethanes catalyzed by tin-sulfur compounds. The inventive addition of compounds of the general formulas in the casting resin system of an aromatic isocyanate compound and a polyol on Rizinolsaeurebasis to which further polyether, polyester or Polyetheresteralkohole were admixed, succeeds the polyurethane synthesis under technically extremely favorable reaction conditions; Hardening to demolding in less than 60 minutes at temperatures up to 65 degrees C. The zaehelastischen polymer products have been found to be physiologically harmless and impair as an embedding material for cellulose hollow fibers their extremely advantageous Dialyseeigenschaften in any way.

Description

Die Verwendung von Polyurethanen als Einbettwerkstoff für Hohlfasern in Dialysatoren ist bekannt und wird auf Grund der einfachen Handhabung von Polyurethan-Vergußmassen sowie deren geringer Schrumpfung während des Aushärtungsprozesses als besonders vorteilhaft beschrieben. Bisher werden folgende Polyurethansysteme zur Einbettung von Hohlfasern vorgeschlagen:The use of polyurethanes as embedding material for hollow fibers in dialyzers is known and is described as being particularly advantageous due to the simple handling of polyurethane casting compounds and their low shrinkage during the curing process. So far, the following polyurethane systems for embedding hollow fibers have been proposed:

- katalysatorfreie Vergußmasse aus einem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat- oder Toluylendiisocyanat-Präpolymer mit NCO-Endgruppen und Rizinusöl beziehungsweise Rizinusölumesterungsprodukten mit einer Funktionalität oberhalb 3 (US-PS 3 9S2 094),catalyst-free potting compound of a 4,4'-diphenylmethane diisocyanate or tolylene diisocyanate prepolymer having NCO end groups and castor oil or castor oil transesterification products having a functionality above 3 (US Pat. No. 3,9S2,094),

- katalysatorfreie Vergußmasse aus einem Präpolymer auf Basis 4,4'-Diphenylmethan-, Toluylen- oder Phenylendiisocyanat, Rizinusöl und Polyoxypropylenglykol scwie einem esterqruppenhaltiqen Vernetzer (DE-PS 2 749 491),Catalyst-free potting compound of a prepolymer based on 4,4'-diphenylmethane, toluene or phenylene diisocyanate, castor oil and polyoxypropylene glycol scwie a esterqruppenhaltiqen crosslinker (DE-PS 2,749,491),

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- katalysatorfreie Vergußmasse aus einem Polyester dibasischer Carbonsäuren mit difunktionellen Alkoholen, Arylendiisocyanat und einem Härtungsmittel auf Esterbasis (DE-PS 2 749 491),Catalyst-free potting compound of a polyester dibasic carboxylic acids with difunctional alcohols, arylene diisocyanate and an ester-based curing agent (DE-PS 2,749,491),

- katalysatorfreie Vergußmasse aus Polyoxypropylenglykol, einem Polyethertriol, Arylendiisocyanat und einem Härtungs raittel auf Esterbasis (DE-PS 2 749 491),- Catalyst-free potting compound of polyoxypropylene glycol, a polyether triol, arylene diisocyanate and a curing agent based on ester (DE-PS 2,749,491),

- katalysatorfreie Vergußmasse aus Rizinusöl, Glykolester einer Hydroxycarbonsäure, Arylendiisocyanat und einem Härtungsmittel aus zwei- oder dreiwertigem Alkohol und einer aliphatischen Hydroxy- oder Epoxycarbonsäure (DE-PS 2 749 491),Catalyst-free potting compound of castor oil, glycol ester of a hydroxycarboxylic acid, arylene diisocyanate and a curing agent of dihydric or trihydric alcohol and an aliphatic hydroxy or Epoxycarbonsäure (DE-PS 2,749,491),

- katalysatorfreie Vergußmasse aus einem Präpolymer mit NCO-Endgruppen auf Basis Rizinusöl, Trimethylolpropan und aromatischem Diisocyanat sowie einem Vernetzer aus Rizinusöl beziehungsweise Rizinusöl und Triraethylolpropan- Catalyst-free potting compound from a prepolymer having NCO-end groups based on castor oil, trimethylolpropane and aromatic diisocyanate and a crosslinker of castor oil or castor oil and trirate

(DE-PS 2 813 179),(DE-PS 2,813,179),

- Vergußmasse aus einem NCO-gruppenhaltigon Präpolymer und einem Polyol auf Basis Rizinusöl, Rizinolsäureester, PoIyetherpolyol oder OH-terminiertem Polybutadien mit Ν,Ν,Ν',Ν Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylendiamin (DE-PS 2 749 973),Potting compound comprising an NCO group-containing prepolymer and a polyol based on castor oil, ricinoleic acid ester, polyether polyol or OH-terminated polybutadiene with Ν, Ν, Ν ', Ν tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine (German Pat. No. 2,749,973),

- Vergußmasse aus einem Präpolymer mit NCO-Endgruppen aus Rizinusöl, Polyetherpolyol und vorzugsweise aromatischem Diisocyanat sowie einem Vernetzer aus Polyetherpolyol, Polyether mit endständigen primären Aminogruppen und N,N,N¹,N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylendiamin oder Diisopropanolamin als Katalysator (DE-PS 2 914 043).- Potting compound of a prepolymer having NCO end groups of castor oil, polyether polyol and preferably aromatic diisocyanate and a crosslinker of polyether polyol, polyether having terminal primary amino groups and N, N, N ¹ , N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine or diisopropanolamine as the catalyst (DE-PS 2 914 043).

Wie bei allen für medizinische Zwecke eingesetzten synthetischen Werkstoffen, ist ebenso bei diesen Polyurethanen das besondere Problem der physiologischen Unbedenklichkeit zu beachten. Zur Realisierung der bestehenden Forderung hinsichtlich der physiologischen Unbedenklichkeit, die sich unter anderem in der Reinheit eines wäßrigen Auszugs der Polymerwerkstoffe dokumentiert, wird für die HerstellungAs with all synthetic materials used for medical purposes, the particular problem of physiological safety must also be considered with these polyurethanes. To realize the existing requirement with respect to physiological safety, which is documented, inter alia, in the purity of an aqueous extract of the polymer materials, is used for the production

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von entsprechend geeigneten Polyurethanen auf die Verwendung von hochreinen Ausgangsstoffen orientiert. In diesem Zusammenhang hat die Anwendung von hydroxylgruppenhaltigen Naturstoffen, wie Rizinusöl, wegen ihrer natürlichen Reinheit besondere Bedeutung erlangt. Der Nachteil bei derartigen hochreinen und katalysatorfreien Systemen besteht allerdings in den für die Herbeiführung der Aushärtung des Polyurethans anzuwendenden Reaktionsbedingungen. In der Regel sind hierzu Aushärtungstemperaturen oberhalb 65 ⁰C erforderlich, wobei selbst bei solchen Temperaturen noch Aushärtungszeiten von über einer Stunde, beispielsweise 8 Stunden bei 75 ⁰C beziehungsweise 4 Stunden bei 100 ⁰C, notwendig und üblich sind.oriented by appropriately suitable polyurethanes on the use of high purity starting materials. In this context, the use of hydroxyl-containing natural substances, such as castor oil, has acquired particular importance because of their natural purity. The disadvantage of such high-purity and catalyst-free systems, however, consists in the reaction conditions to be used for effecting the curing of the polyurethane. As a rule, this curing temperatures above 65 ⁰ C are required, even at such temperatures still curing times of over one hour, for example 8 hours at 75 ⁰ C or 4 hours at 100 ⁰ C, necessary and common.

Dies gilt auch dann, wenn dem Polyurethansystem synthetisierte Polyolkomponenten, wie Polyether- oder Polyesteralkohole u. a. , beigefugt sind, da diese Produkte zuvor von synthesebedingt enthaltenen beziehungsweise entstandenen katalytisch wirkenden Verunreinigungen durch zumeist aufwendige Reinigungsoperationen zum Erreichen der physiologischen Mindestanforderungen befreit werden müssen. Als ein weiterer Mangel im Hinblick auf die anzuwendende Temperatur-Zeit-Belastung während der Aushärung der bekannten Polyurethan-Vergußmassen stellt sich das hohe Risiko bei der üblichen Einbettung von Hohlfasern auf Cellulosebasis in Dialysatoren dar. Schon bei Temperaturen von etwa 80 bis 85 ⁰C erfährt dieses Fasermaterial eine irreversible schädigende Veränderung, die wiederum eine signifikante Verschlechterung der Dialyseeigenschaften zur Folge hat.This also applies if the polyurethane system synthesized polyol components, such as polyether or polyester alcohols, among others, are attached, since these products must be previously freed from synthesized contained or resulting catalytically active impurities by usually consuming purification operations to achieve the physiological minimum requirements. Another shortcoming with regard to the applicable temperature-time load during the curing of the known polyurethane casting compounds is the high risk in the usual embedding of cellulose-based hollow fibers in dialyzers. Already at temperatures of about 80 to 85 ⁰ C learns This fibrous material causes an irreversible damaging change, which in turn results in a significant worsening of the dialysis properties.

Arbeitet man in Gegenwart von Katalysatoren, um die Temperatur-Zeit-Bedingungen während des Härtungsprozesses günstiger zu gestalten, so zeigt sich, daß die Verwendung von für die Polyurethanbildung üblichen Reaktionsbeschleunigern, wie 1,^Diazabicyclo^l.2.2/octan, Triethylamin und dessen Homologe, Dialkylpiperazin, Alkylmorpholine sowie Dibutylzinndiacetat und Dibutylzinndichlorid, den Forderungen der pharraa-If one works in the presence of catalysts to make the temperature-time conditions during the curing process more favorable, it turns out that the use of customary for polyurethane formation reaction accelerators, such as 1, ^ Diazabicyclo ^ l.2.2 / octane, triethylamine and its Homologues, dialkylpiperazine, alkylmorpholines and dibutyltin diacetate and dibutyltin dichloride, the requirements of pharra

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zeutischen Reinheitsprüfung nicht genügen. Diese Katalysatoren sind auf Grund ihrer Wasserlöslichkeit im wäßrigen Auszug der Polyurethane nachweisbar und übertragen darüber hinaus in störender Weise ihren teilweise äußerst unangenehmen und widerwärtigen Geruch auf das polymere Endprodukt. Gleichermaßen ungeeignet sind die für die Polyurethan-Schaumstoff herstellung vorgeschlagenen Katalysatorkombinationen aus Zinn- Schwefel-Verbindungen und tert. Aminen (DE-PS 2 657 413, 2 613 919, 2 537 568) beziehungsweise Alkalimetallsalzen (DE-P3 2 641 734).do not satisfy the purity test. These catalysts are detectable due to their water solubility in the aqueous extract of the polyurethanes and also transmit in a disturbing way their sometimes extremely unpleasant and offensive smell on the polymeric end product. Equally unsuitable for the polyurethane foam production proposed catalyst combinations of tin-sulfur compounds and tert. Amines (DE-PS 2,657,413, 2,613,919, 2,537,568) or alkali metal salts (DE-P3 2,641,734).

Des weiteren haben sich auch die bekannten einbaufähigen Aminkatalysatoren, wie Ν,Ν,Ν',N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)-ethylendiamin und Diisopropanolamin, aber auch Triethanolamin, Dimethylethanolamin, Imidazol und die nach DE-PS 1 089 164 vorgeschlagenen Katalysatoren vom Typ N,N'-Bis(hydroxyalkyl)piperazin, wenn letztere auch zur Bildung geruchloser Polyurethane führen, für die Herstellung von in Hohlfaserdialysatoren anwendbaren Polyurethanen als nicht brauchbar gezeigt. Sie katalysieren, zusätzlich durch ihren hydrophilen Charakter begünstigt, bevorzugt die Isocyanat-Wasser-Reaktion, so daß auf Grund eingebrachten Wassers in das Reaktionssystem durch Kohlendioxidentwicklung blasenhaltige Polyurethane resultieren. Da Cellulosehohlfasern stet9 Adsorptionswasser anhaftet, ist deren Einbettung in Polyurethansysteme mit den bezeichneten Reaktionsbeschleunigern wenig vorteilhaft. Außerdem haben die einbaufähigen, primäre Hydroxyl- beziehungsweise sekundäre Aminogruppen tragenden Katalysatoren Triethanolamin, Dimethylethanolarain und Imidazol die unerwünschte Eigenart, durch ihren schnellen Einbau in das Polymergerüst desaktiviert zu werden. Folglich nimmt die katalytische Wirkung dieser Verbindungen in Polyurethansystemen während der Reaktion signifikant ab. Der Einsatz raonofunktioneller einbaufähiger Aminkatalysatoren ist insbesondere auch auf Grund des möglichen Entstehens niedermolekularer, wasserlöslicher Bestandteile im Polymeren nicht zu emp.fehlen. Letztlich führen die üblichen einbaufähigenFurthermore, the known incorporable amine catalysts, such as Ν, Ν, Ν ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine and diisopropanolamine, but also triethanolamine, dimethylethanolamine, imidazole and the catalysts proposed in DE-PS 1 089 164, have also become known of the N, N'-bis (hydroxyalkyl) piperazine type, where the latter also lead to the formation of odorless polyurethanes, are shown to be unusable for the preparation of polyurethanes useful in hollow fiber dialyzers. They catalyze, additionally favored by their hydrophilic character, preferably the isocyanate-water reaction, so that result due to introduced water into the reaction system by carbon dioxide evolution bubble-containing polyurethanes. Since cellulose hollow fibers adheres to water of adsorption, their incorporation into polyurethane systems with the reaction accelerators specified is not very advantageous. In addition, the incorporable, primary hydroxyl or secondary amino-carrying catalysts triethanolamine, dimethylethanolarine and imidazole have the undesirable feature of being deactivated by their rapid incorporation into the polymer backbone. Consequently, the catalytic activity of these compounds in polyurethane systems decreases significantly during the reaction. The use of raonofunktioneller einbaufähiger amine catalysts is particularly due to the possible emergence of low molecular weight, water-soluble components in the polymer not to emp.fehlen. Ultimately, the usual installable lead

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Aminkatalysatoren zu einer Hydrophilierung des Polyurethans. Damit nimmt beim Kontakt dieser Produkte mit Wasser ihr Quellverhalten deutlich zu, und es resultiert ein Abfall der physikalisch-mechanischen Eigenschaften.Amine catalysts for hydrophilization of the polyurethane. As a result, when these products come into contact with water, their swelling behavior increases markedly, resulting in a decrease in the physico-mechanical properties.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, durch die Verwendung von speziellen katalytisch wirksamen Verbindungen die Polyurethansynthese unter derart technisch vorteilhaften Bedingungen, insbesondere hinsichtlich des Temperatur-Zeit-Bereiches, realisieren zu können, daß die gewonnenen Polymerprodukte unter Beachtung der geforderten physiologischen Unbedenklichkeit als Einbettwerkstoff von Cellulosehohlfasern in Dialysatoren bei uneingeschränkter Aufrechterhaltung der Dialyseeigenschaften geeignet sind.The aim of the invention is to be able to realize by the use of special catalytically active compounds, the polyurethane synthesis under such technically advantageous conditions, especially in terms of temperature-time range, that the polymer products obtained in consideration of the required physiological safety as Einbettwerkstoff of cellulose hollow fibers in Dialyzers are suitable for unrestricted maintenance of Dialyseeigenschaften.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Das Ziel wird erreicht mittels eines Verfahrens zur Einbettung von Cellulosehohlfasern in Dialysatoren mit durch Zinn-Schwefel-Verbindungen katalysierten Polyurethanen, indem erfindungsgemäß die Cellulosehohlfasern mit einem Polyurethan-Gießharz aus einer aromatischen Isocyanatverbindung und einem Polyol auf Rizinolsäurebasis in Gegenwart von Verbindungen der allgemeinen FormelThe object is achieved by means of a method for embedding cellulose hollow fibers in dialyzers with tin-sulfur compounds catalyzed polyurethanes, according to the invention the cellulose hollow fibers with a polyurethane casting resin of an aromatic isocyanate compound and a ricinoleic acid-based polyol in the presence of compounds of the general formula

O OO O

Il IlIl

R₂Sn(SR' - OC - R")₂ oder R₂Sn(SR* - CO - R")₂· in denen .R und R'¹ Alkyl, R* Alkylen bedeuten und für R ^ 8, für R¹ s l und für R¹' ^A Kohlenstoffatome stehen, mit einer Konzentration zwischen 0,001 und 0,1 Massel Zinn, bezogen auf das Polyurethansystem, bei Temperaturen im Bereich zwischen 20 und 80 ⁰C, vorzugsweise bis 65 ⁰C, in ein Gehäuse eingebettet werden.R ₂ Sn (SR '- OC - R ") ₂ or R ₂ Sn (SR * - CO - R") ₂ · in which .R and R' ^{1 are} alkyl, R * is alkylene and R ^ 8, for R ¹ sl and R ¹ ' ^ A carbon atoms, with a concentration between 0.001 and 0.1 pig iron, based on the polyurethane system, at temperatures in the range between 20 and 80 ⁰ C, preferably to 65 ⁰ C, embedded in a housing become.

Geeignete Vertreter der erfindungsgemäß eingesetzten Reaktionsbeschleuniger sind Dioctylzinn-bis(thioethylenglykol-2- · _fcethylhexoat), Dioctylzinn-bis(thioethylenglykollaurat), Dioctylzinn-bis(thiolatoessigsäure-2-ethylhexylester),Suitable representatives of the reaction accelerator used in the invention are dioctyltin bis (thioethylene glycol-2-ethylhexoate · _fc), dioctyltin bis (thioethylenglykollaurat), dioctyltin bis (2-ethylhexyl thiolatoessigsäure)

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Dioctylzinn-bisCthiolatoessigsäurehexylester) sowie Dioctylzinn-bisCthiolatoessigsäurelaurylester).Dioctyltin-bis-thiolatoacetate hexyl ester) as well as dioctyltin bis (cithiolatoacetate).

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich grundsätzlich alle Polyurethanreaktionsgemische, die zu in der Medizintechnik anwendbaren Polyurethanen, bestehend aus einer Isocyanat- und einer Polyolkomponente, führen. Vorteilhaft wird die Synthese der Polyurethane in Gegenwart der erfindungsgemäß gekennzeichneten Zinnverbindungen bei einem Äquivalentverhältnis der Reaktionspartner - Isocyanat und Polyol - von 1 : 1 durchgeführt. Die Reaktionstemperaturen liegen während einer Härtungsdauer, die in jedem Fall die Entformbarkeit der Polyurethane ermöglicht, unterhalb 60 Minuten im allgemeinen zwischen 30 und 70 ⁰C.In principle, all polyurethane reaction mixtures which lead to polyurethanes which can be used in medical technology, consisting of an isocyanate component and a polyol component, are suitable for the process according to the invention. The synthesis of the polyurethanes in the presence of the tin compounds marked according to the invention is advantageously carried out at an equivalent ratio of the reactants - isocyanate and polyol - of 1: 1. The reaction temperatures are within a curing time, which allows in each case the releasability of the polyurethanes, below 60 minutes generally between 30 and 70 ⁰ C.

Als Isocyanatkomponenten sind beispielsweise alle herkömmlichen aromatischen Di- beziehungsweise Triisocyanate, wie 4,4*-Diphenylmethandiisocyanat, Toluylendiisocyanat und 4,4',4''-Triphenylraethantriisocyanat, sowie deren Mischungen mit aliphatischen Diisocyanaten, wie Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat, zu nennen.As isocyanate components, for example, all conventional aromatic di- or triisocyanates, such as 4,4 * -Diphenylmethandiisocyanat, tolylene diisocyanate and 4,4 ', 4' '- Triphenylraethantriisocyanat, and their mixtures with aliphatic diisocyanates, such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, call.

Als Polyolkomponente für die Polyurethanreaktion kommen Rizinusöl sowie Ester der Rizinolsäure oder Hydroxystearinsäure mit tri- und höherfunktionellen Alkoholen, wie Rizinolsäuretrimethylolpropanester, Rizinolsäurepentaerythritester und Hydroxystearinsäuretrimethylolpropanester, in Betracht. Diese Polyole können gegebenenfalls in Mischung mit Polyetheralkoholen auf Basis Ethylenoxid, Propylenoxid beziehungsweise Tetrahydrofuran, Mischpolymerisaten aus Ethylen- und Propylenoxid und/oder mit Polyesteralkoholen aus Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure, Phthalsäure und deren Anhydrid sowie Maleinsäure und deren Anhydrid, und mehrwertigen Alkoholen, zum Beispiel Ethylen- beziehungsweise Propylenglykol und deren Homologe, Butandiole, Hexandiol-(1.6), Neopentylglykol, Glyzerol, Trimethylolpropan, Hexantriol, Pentaerythrit und Zuckeralkohole eingesetzt werden.As the polyol component for the polyurethane reaction are castor oil and esters of ricinoleic acid or hydroxystearic acid with tri- and higher functional alcohols, such as Rizinolsäuretrimethylolpropanester, Rizinolsäurepentaerythritester and Hydroxystearinsäuretrimethylolpropanester into consideration. These polyols may optionally be mixed with polyether alcohols based on ethylene oxide, propylene oxide or tetrahydrofuran, copolymers of ethylene and propylene oxide and / or with polyester alcohols from dicarboxylic acids such as adipic acid, phthalic acid and its anhydride and maleic acid and its anhydride, and polyhydric alcohols, for example ethylene - or propylene glycol and their homologs, butanediols, hexanediol (1.6), neopentyl glycol, glycerol, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol and sugar alcohols are used.

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Vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäß gekennzeichneten Zinn-Schwefel-Verbindungen mit der Polyolkomponente in das als Einbettwerkstoff vorgesehene Polyurethansystem einbringen. Dabei können gegebenenfalls auch solche Um- beziehungsweise Veresterungsprodukte der Naturstoffe in die vorgeschlagene Polyurethansynthese eingebracht werden, die die erfindungsgemäß gekennzeichneten Zinnkatalysatoren von ihrer Herstellung her bereits enthalten.Advantageously, the tin-sulfur compounds identified according to the invention can be incorporated with the polyol component into the polyurethane system provided as the embedding material. It is also possible, if appropriate, for such reprecipitation or esterification products of the natural substances to be introduced into the proposed polyurethane synthesis which already contain the tin catalysts characterized according to the invention from their preparation.

Die gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Polyurethane präsentieren sich als zähelastische, blasenfreie Polymerprodukte, die sich auf Grund ihrer technisch äußerst vorteilhaften Synthesebedingungen hinsichtlich Temperatur und Zeit sowie ihres ausgezeichneten physiologischen Verhaltens für den Einsatz als Einbettwerkstoff für Cellulosehohlfasern in Dialysatoren eignen. Die im Rahmen der pharmazeutischen Prüfung gefundene physiologische Unbedenklichkeit der PoIyraerprodukte, für die als wichtige und leicht zu bestimmende Kriterien nur die herausgelösten reduzierend wirkenden Substanzen, der Nachweis von Zinnverbindungen sowie die Masse des Verdampfungsrückstandes des wäßrigen Auszugs nach I6stündiger Behandlung bei Temperaturen um 70 ⁰C - gemäß den geltenden Forderungen nach 2. Arzneimittelbuch der DDR über Gegenstände aus Plaste und Elaste für den Einsatz in der Medizintechnik - genannt werden, dokumentiert, daß mit der Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Katalysatoren die Eigenschaften der synthetisierten Polyurethaneinbettwerkstoffe in keiner Weise nachteilig beeinflußt werden. Die Untersuchung eingebetteter Hohlfasern ergab darüber hinaus einen engen Kontakt zwischen Einbettwerkstoff und Hohlfasermaterial, wobei die ursprüngliche Fasergeometrie und die Anordnung der Faserenden im Polyurethan aufrechterhalten blieben. Des weiteren zeigte sich auch hinsichtlich der Dialyseeigenschaften eingebetteter Cellulosehohlfasern keinerlei Beeinträchtigung.The polyurethanes proposed according to the invention present themselves as viscoelastic, bubble-free polymer products which are suitable for use as embedding material for cellulose hollow fibers in dialyzers due to their technically extremely advantageous synthesis conditions with regard to temperature and time and their excellent physiological behavior. The found within the pharmaceutical testing physiological safety of PoIyraerprodukte, only the leached for an important and easy-to-determining criteria reductive substances, proof of tin compounds as well as the weight of the vaporization residue of the aqueous extract of I6stündiger treatment at temperatures around 70 ⁰ C - according to the current requirements for 2. Pharmacopoeia of the GDR on articles made of plastic and elastane for use in medical technology - documents that documented with the use of the catalysts proposed by the invention, the properties of the synthesized Polyurethaneinbettwerkstoffe be adversely affected in any way. Examination of embedded hollow fibers also revealed close contact between the encapsulant and the hollow fiber material, while maintaining the original fiber geometry and the arrangement of the fiber ends in the polyurethane. Furthermore, no impairment was observed with regard to the dialysis properties of embedded cellulose hollow fibers either.

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Aus führungsbeispiele Beispiele 1 bis 8From exemplary embodiments Examples 1 to 8

Oe 1 Äquivalent Diisocyanat wird mit der äquivalenten Menge Polyolkomponente vermischt, in die zuvor die Menge Zinnkatalysator eingetragen wird, und sodann erfolgt die Aushärtung. Die Rezepturen der untersuchten Polyurethanreaktionsgemische sowie die verfahrenstechnische und pharmazeutische Charakterisierung der Polyurethane sind in den tabellarischen Obersichten 1 und 2 zusammengefaßt. Zum Vergleich wird jeweils ein unkatalysiertes System (Tabelle 2) gegenübergestellt. Die Beispiele 6 bis 8 (Tabelle 1 und 2) beinhalten die Verwendung bekannter Amin- beziehungsweise Zinnkatalysatoren.Oe 1 equivalent of diisocyanate is mixed with the equivalent amount of polyol component into which the amount of tin catalyst is previously added, and then the curing takes place. The formulations of the investigated polyurethane reaction mixtures and the process engineering and pharmaceutical characterization of the polyurethanes are summarized in the tabular top views 1 and 2. For comparison, an uncatalyzed system (Table 2) is compared in each case. Examples 6 to 8 (Tables 1 and 2) involve the use of known amine or tin catalysts.

Die nachfolgende Obersicht veranschaulicht die Gebrauchsdauer und Gelzeit in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen am System Toluylendiisocyanat, Rizinusöl mit Hexantriol und 0,016 Masse% Zinn als Dioctylzinn-bis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat).The following top view illustrates the service life and gel time as a function of the temperature measured on the system toluene diisocyanate, castor oil with hexane triol and 0.016 mass% tin as dioctyltin bis (thioethylenglykol-2-ethylhexoate).

⁰C ⁰ C GebrauchsdauerService life Gelzeitgel time ⁰C ⁰ C in minin min in minin min 5050 ⁰C ⁰ C 2323 6060 5555 ⁰C ⁰ C 1515 3535 6060 1212 2020 6565 88th 1111

Zur Bestimmung der Gebrauchsdauer diente ein Gerät, das nach dem Prinzip eines Rotationsviskosimeters arbeitet. Es besteht aus einem von einem Elektromotor angetriebenen rotierenden Metallstab, der in die zu untersuchende Reaktionsmischung eintaucht. Nach Erreichen eines bestimmten Widerstandes, der einer konstanten Viskosität von etwa 80 000 mPas entspricht, schaltet sich das Gerät automatisch ab.To determine the service life served a device that works on the principle of a rotational viscometer. It consists of a driven by an electric motor rotating metal rod, which dips into the reaction mixture to be examined. After reaching a certain resistance, which corresponds to a constant viscosity of about 80 000 mPas, the device shuts off automatically.

Zur Gelzeitbestimmung diente eine einfache Apparatur aus einem senkrecht aufgestellten Glasrohr, in dem ein Metallkolben bewegt werden kann. Tropft bei dieser Bewegung das Polyurethan nicht mehr von diesem Kolben ab, d. h. werden Fäden gezogen, ist der Gelpunkt erreicht.To determine the gel time, a simple apparatus was used from a vertical glass tube in which a metal piston can be moved. During this movement, the polyurethane no longer drips off this piston, d. H. When threads are pulled, the gel point is reached.

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Wie aus der Tabelle 2 zu ersehen ist, weisen die unter Zusatz bekannter Katalysatoren hergestellten Polymere der Vergleichsbeispiele 6 bis 8 (Tabelle 1) einen deutlich oberhalb 4,0 mg liegenden Verdampfungsrückstand und ebenfalls einen auffallend höheren Gehalt an reduzierend wirkenden Verunreinigungen im wäßrigen Auszug auf, wobei der Zinnachweis für die Rezepturen 7 und 8 im Unterschied zu den Rezepturen 1 bis 5 zusätzlich noch positiv ausfällt.As can be seen from Table 2, the polymers prepared by addition of known catalysts of Comparative Examples 6 to 8 (Table 1) have a significantly greater than 4.0 mg evaporation residue and also a strikingly higher content of reducing impurities in the aqueous extract, wherein the Zinnachweis for the formulations 7 and 8, in contrast to the formulations 1 to 5 additionally positive.

Der Hinweis zur Entformbarkeit der erfindungsgemäß synthetisierten Polyurethane nach maximal einer Stunde soll anhand der Angaben zur Gebrauchsdauer und Gelzeit verdeutlicht werden. Bei Vergießungen zu Formkörpern und gleichermaßen bei der Herstellung von Dialysezellen ist festzustellen, daß die auf der Grundlage der genannten Rezepturen gewonnenen Polyurethane bei Gelzeiten zwischen 20 und 25 Minuten, was einer Reaktionstemperatur um 60 ⁰C entspricht, nach 50 bis maximal 60 Minuten in jedem Fall klebfrei entformt werden können.The reference to the demoldability of the polyurethanes synthesized according to the invention after a maximum of one hour should be clarified on the basis of the information on service life and gel time. In Vergießungen to moldings and alike in the production of dialysis cells, it should be noted that the polyurethanes obtained on the basis of said formulations at gel times between 20 and 25 minutes, which corresponds to a reaction temperature of 60 ⁰ C, after 50 to a maximum of 60 minutes in each case can be removed without sticking.

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Tabelle 1 Rezepturen der getesteten Polyurethane Table 1 Formulations of the tested polyurethanes

Rezepturrecipe

Isocyanatisocyanate

Polyolkomponentepolyol

Katalysatorcatalyst

4,4'-Diphenylmethandiisocyanat4,4'-diphenylmethane diisocyanate

Toluylendiisocyanat (2,4 u. 2,6 Isomerengemisch) 80 : 20Toluylene diisocyanate (2.4 and 2.6 mixture of isomers) 80:20

Toluylendiisocyanattoluene diisocyanate

4,4'-Diphenylmethandiisocyanat4,4'-diphenylmethane diisocyanate

Rizinusöl mit TrimethylolpropanCastor oil with trimethylolpropane

Rizinusöl mit Polyether aus Glyzerin und PropylenoxidCastor oil with polyether of glycerine and propylene oxide

Rizinusöl mit TrimethylolpropanCastor oil with trimethylolpropane

katalysatorhaltiges Umesterungsprodukt aus Rizinusöl und Triroethylolpropancatalyst-containing transesterification product of castor oil and triroethylolpropane

Rizinusöl mit Tri· methylolpropanCastor oil with trimethylolpropane

Rizinusöl mit TrimethylolpropanCastor oil with trimethylolpropane

Dioctylzinnbis(thioethy· lenglykollaurat)Dioctyltin bis (thioethylene glycol laurate)

Dioctylzinnbis(thioethylenglykol-2-ethylhexoat)Dioctyltin bis (thioethylene glycol 2-ethylhexoate)

Dioctylzinnbis(thioethy· lenglykol-2-ethylhexoat)Dioctyltin bis (thioethylene glycol 2-ethylhexanoate)

Dioctylzinnbis(thiolatoessigsäurehexylester)Dioctyltin bis (hexyl thiolatoacetate)

Dioctylzinn-dioctyltin

bis(thiolato-bis (thiolato

essigsäure-2·acetic acid 2 ·

ethylhexyl-ethylhexyl

ester)ester)

1,4-DiazabiT1,4-DiazabiT

cyclo/2.2.27-cyclo / 2.2.27-

octanoctane

Dibutylzinndiacetatdibutyltin

Dibutylzinndioctoatdibutyltin

Das Äquivalentverhältnis -NCO : -OH beträgt bei allen Rezepturen 1 : 1.The equivalent ratio -NCO: -OH is 1: 1 for all formulations.

Table 2

Temp in ^b Temp in ^b Verfahrenstechnische undProcess engineering and Gebrauchs dauer in minService life in min pharmazeutische Charakterisierung der Polyurethanepharmaceutical characterization of polyurethanes Sn-Nachweis^; Sn detection ^; reduzierende Verunreinigungen Verdampfungs- » in ml 0,01 N rückstand ' KMnO.-Lösung in mgreducing impurities evaporating »in ml 0.01 N residue 'KMnO.-solution in mg 3.0 3,13.0 3.1 Rezeptur gemäß Tab. 1Recipe according to Tab. 1 45 4545 45 Sn-Menge . bez.aufPUR C in Masse%Sn amount. relative to PUR C in mass% 220 29220 29 Gelzeit in minGel time in min negativnegative 1.20 1,401.20 1.40 3,8 4,03.8 4.0 1 11 1 32 3232 32 0,0280.028 260 31260 31 5252 negativnegative 1 .45 1.501 .45 1.50 3,2 3,33.2 3.3 2 22 2 30 3030 30 0,0250,025 250 "35250 "35 6060 negativnegative 0,90 0,900,90 0,90 3,03.0 3 33 3 4040 0,0200,020 2121 5858 negativnegative 1,01.0 3,2 4,03.2 4.0 44 55 5555 55 0,0150,015 200 26200 26 4242 negativnegative 0,90 0,850.90 0.85 4.0 4.44.0 4.4 5 55 5 45 4545 45 0,0200,020 220 36220 36 5353 mmmm 1,25 2,201.25 2.20 3,0 6.93.0 6.9 CD CDCD CD 55 5555 55 0,Ϊ5^ΧΧ>0, Ϊ5 ^ΧΧ > •200 24• 200 24 6262 positivpositive 1.20 2,151.20 2.15 3,2 5,83.2 5.8 7 77 7 55 5555 55 0,0080,008 200 22200 22 5151 positivpositive 0.90 1,900.90 1,90 CO 00CO 00 0,0080,008 4848

Der Zinnachweis erfolgte dünnschichtchromatographisch mit Dithizon als Detektionsmittel. Die reduzierenden Verunreinigungen und der Verdampfungsrückstand wurden entsprechend den Bestimmungen des 2. Arzneimittelbuches, Kapitel XX, ermittelt.The Zinnachweis was carried out by thin layer chromatography with dithizone as a detection agent. The reducing impurities and the evaporation residue were determined according to the provisions of the 2nd Pharmacopoeia, Chapter XX.

CD G) CT)CD G) CT)

Masse% AminkatalysatorMass% amine catalyst

Claims

2186 6 8 - " ¹ ^

invention claim

A process for embedding cellulosic hollow fibers in dialyzers with tin-sulfur compounds catalyzed polyurethanes, characterized in that the cellulose hollow fibers are treated with a polyurethane casting resin of an aromatic isocyanate compound and a ricinoleic acid-based polyol in the presence of compounds of the general formula

O O

H Il

R ₂ Sn (SR * - OC - R ¹¹ J ₂ or R ₂ Sn (SR * - CO - R ¹¹ J ₂ ,

in which R and R ^{11 are} alkyl, R 'is alkylene and are R ^ 8, R ¹ ^ l and R * * = * 4 carbon fatorae, with a concentration between 0.001 and 0.1 pig iron, based on the Polyurethane system, at temperatures in the range between 20 and 80 C, preferably to 65 ° C, embedded in a housing.