DE102022125964A1

DE102022125964A1 - Beschichtung von Hohlfasermembranen in der Medizintechnik III

Info

Publication number: DE102022125964A1
Application number: DE102022125964.1A
Authority: DE
Inventors: Roland Sander; Lukas Utzig
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2024074542A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran (1) mit einem Beschichtungsmaterial (B), mit den Schritten: Bereitstellen der Hohlfasermembran (1) mit einer zu beschichtenden Beschichtungsseite und einer dieser entgegengesetzten Sekundärseite; Bereitstellen des Beschichtungsmaterials (B) und Aufbringen des Beschichtungsmaterials (B) auf die Beschichtungsseite, oder nur auf diese.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran mit einem Beschichtungsmaterial gemäß Anspruch 1, eine Hohlfasermembran gemäß Anspruch 12, einen Dialysator gemäß Anspruch 13 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14 bzw. gemäß jeweils der Oberbegriffe oder Gattungsbegriffe dieser Ansprüche.
Beim ECLS (extracorporeal lung support) wird dem in einer Gasaustauschvorrichtung extrakorporal fließenden Blut in Abhängigkeit von der Blutflussgeschwindigkeit Sauerstoff zugeführt (ECMO = extracorporeal membrane oxygenation) und/oder CO2 entzogen (ECCO2R = extracorporeal CO2 removal). Das Verfahren stellt für den Patienten eine in vielerlei Hinsicht vorteilhafte Alternative und/oder Ergänzung zur herkömmlichen mechanischen Beatmung dar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Fertigen einer für diese Behandlungsmethode geeigneten Hohlfasermembran anzugeben.
Ferner sollen eine Membran, insbesondere eine Hohlfasermembran, ein Dialysator und eine Vorrichtung angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mittels des Verfahrens zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran mit einem Beschichtungsmaterial mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mittels der Hohlfasermembran mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und mittels des Dialysators mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Zudem wird sie gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran mit einem Beschichtungsmaterial vorgeschlagen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Bereitstellen wenigstens einer Hohlfasermembran mit einer zu beschichtenden Beschichtungsseite und einer, dieser entgegengesetzten, Sekundärseite sowie das Bereitstellen des Beschichtungsmaterials.
Ferner ist von dem Verfahren das Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf genau eine oder wenigstens eine Seite der Hohlfasermembran, nämlich die Beschichtungsseite, oder nur auf diese Seite, vorzugsweise nicht auch auf die Sekundärseite, umfasst. Das Beschichtungsmaterial kann geeignet sein und aufgebracht werden, um in einem späteren Gebrauch der Hohlfasermembran das Übertreten von Plasma durch die Poren der Hohlfasermembran zu verringern.
Wenn hierin von einer Hohlfasermembran die Rede ist, so gilt das hierzu Ausgeführte in manchen Ausführungsformen auch für eine Vielzahl von zumeist parallel zueinander verlaufenden Hohlfasermembranen, die z. B. gebündelt, etwa in einem gemeinsamen Gehäuse, beispielsweise dem Filtergehäuse, vorliegen, etwa wie in 2B der US 10,583,458 B2 im Schnitt gezeigt. Sie können mittels der vorliegenden Erfindung gleichzeitig beschichtet werden.
Liegen mehrere Hohlfasern vor, so kann die Beschichtungsseite jeweils die dem inneren Lumen der hohlen Faser zugewandten Seite entsprechen, die Sekundärseite wäre dabei die äußere Mantelfläche der Hohlfasern, alternativ der gesamte Raum innerhalb des Gehäuses, welcher durch die Gehäuseinnenwände und die äußeren Mantelflächen der Hohlfasern gebildet oder (mit-)begrenzt wird.
Das der nicht zu beschichtenden Seite der Hohlfasermembran, hierin auch Sekundärseite genannt, anliegende oder diese umgebende Volumen ist in diesen Ausführungsformen vorzugsweise gegenüber einem Äußeren des Gehäuses oder des Dialysators fluidisch abgetrennt, z. B. mittels des Gehäuses. Das Gehäuse kann dabei Fluidleitungsanschlüsse wie hierin ausgeführt aufweisen, im Übrigen aber fluidisch abgetrennt sein.
Erfindungsgemäß wird eine Hohlfasermembran vorgeschlagen, welche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichtet wurde.
Erfindungsgemäß wird ein Dialysator mit einer erfindungsgemäßen Hohlfasermembran vorgeschlagen. Die Beschichtungsseite kann in diesen oder beliebigen anderen Ausführungsformen die Blutseite sein.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Beschichten einer Hohlfasermembran vorgeschlagen, welche zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Steuervorrichtung vorgeschlagen, die wie hierin offenbart programmiert ist, und die sowohl als Steuer- als auch als Regelvorrichtung ausgeführt sein kann.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können manche, einige oder alle der folgenden Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, soweit dies für den Fachmann nicht erkennbar technisch unmöglich ist.
Bei allen folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutern.
Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte.
Wann immer hierin von Raumangaben, wie z. B. von „oben“, „unten“, „links“ oder „rechts“, die Rede ist, versteht der Fachmann hierunter die Anordnung in den hier angehängten Figuren und/oder im Gebrauchszustand. „Unten“ ist dem Erdmittelpunkt oder dem unteren Rand der Figur näher als „oben“.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen.
Wenn hierin von einer Ausführungsform die Rede ist, so stellt diese eine erfindungsgemäße, beispielhafte Ausführungsform dar, die nicht als beschränkend zu verstehen ist.
Wenn hierin offenbart ist, dass der erfindungsgemäße Gegenstand ein oder mehrere Merkmale in einer bestimmten Ausführungsform aufweist, so ist hierin jeweils auch offenbart, dass der erfindungsgemäße Gegenstand genau dieses oder diese Merkmale in anderen, ebenfalls erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausdrücklich nicht aufweist, z. B. im Sinne eines Disclaimers. Für jede hierin genannte Ausführungsform gilt somit, dass die gegenteilige Ausführungsform, beispielsweise als Negation formuliert, ebenfalls offenbart ist.
Wenn hierin Verfahrensschritte genannt oder offenbart sind, so ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einigen Ausführungsformen konfiguriert, um einen, mehrere oder alle dieser Verfahrensschritte, insbesondere wenn dies automatisch durchführbare Schritte sind, in beliebiger Kombination auszuführen oder entsprechende Vorrichtungen, welche sich vorzugsweise namentlich an die Bezeichnung des jeweiligen Verfahrensschritts anlehnen (z. B. „Ermitteln“ als Verfahrensschritt und „Vorrichtung zum Ermitteln“ für die Vorrichtung, usw.) und welche ebenfalls Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung(en) sein oder hiermit in Signalverbindung verbunden sein können, entsprechend anzusteuern.
Wenn hierin von programmiert oder konfiguriert die Rede ist, so können diese Begriffe in manchen Ausführungsformen gegeneinander austauschbar sein.
Die Steuervorrichtung kann die Ausführung aller oder im Wesentlichen aller Verfahrensschritte veranlassen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Wesentlichen oder vollständig von der Steuervorrichtung ausgeführt oder veranlasst werden. Es kann teilweise von der Steuervorrichtung ausgeführt werden, insbesondere können jene Schritte von der Steuervorrichtung ausgeführt werden, welche ein menschliches Zutun und/oder ein Bereitstellen nicht erfordern oder betreffen. Die Steuervorrichtung kann als reine Steuervorrichtung oder auch als Regelvorrichtung dienen.
In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist oder umfasst das Beschichtungsmaterial einen bio- bzw. blutkompatiblen Kunststoff, vorzugsweise Silikon.
In einigen Ausführungsformen ist das Beschichtungsmaterial ein Gemisch aus einem bio- bzw. blutkompatiblen Kunststoff, z. B. Silikon, (vorzugsweise feuchtigkeitsvernetzend bei Raumtemperatur) und einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch, beispielsweise aus der Gruppe der Ether oder der aliphatischen Kohlenwasserstoffe.
In manchen Ausführungsformen liegt beim Beschichtungsmaterial ein Mischungsverhältnis von 5 bis 8 : 1 (Lösungsmittel: bio- bzw. blutkompatiblen Kunststoff, z. B. Silikon) vor.
In einigen Ausführungsformen des Verfahrens ist die wenigstens eine Hohlfasermembran in einem Gehäuse, etwa einem Filtergehäuse, angeordnet.
In manchen Ausführungsformen ist die wenigstens eine Hohlfasermembran im Gehäuse, oder Filtergehäuse, eines Dialysators angeordnet.
In einigen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiter einen Schritt, in welchem die Hohlfasermembran einem Vakuum und/oder einem Unterdruck ausgesetzt wird, wobei das Vakuum und/oder der Unterdruck mittels einer Vakuumquelle vor und/oder während des Aufbringens des Beschichtungsmaterials, oder zu diesem, erzeugt wird. Dieses Vakuum kann vorbestimmt sein. Es kann ein Unterdruck oder ein Grobvakuum sein und auch als solches bezeichnet werden.
Das Vakuum liegt vorzugsweise zwischen 200 hPa und 400 hPa, insbesondere beträgt es 300 hPa. Diese Werte sind absolut oder positiv gegenüber 0 hPa („echtes“ Vakuum).
Die hierin genannten Druckwerte können sich auf den ersten Port für die Dialysierflüssigkeitszulaufleitung, wie er unten weiter definiert ist, beziehen. Sie liegen damit optional auch auf Sekundärseite an, da die Hohlfasermembran luftdurchlässig ist, weshalb derselbe Druck beidseits der Hohlfasermembran anliegt bzw. im gesamten die Hohlfasermembran umgebenden Gehäuse.
Wenn hierin von einem Vakuum die Rede ist, so kann ein Unterdruck oder ein negativer Überdruck gemeint sein. Der genannte Wert hierfür kann ein Absolutdruckwert sein, der sich auf den Druck Null (Vakuum), der im luftleeren Raum des Universums herrscht, bezieht, also die Differenz zum idealen Vakuum darstellt, alternativ ein Relativdruck, hierin verstanden als Differenz zwischen einem absoluten Druck und dem jeweiligen (absoluten) Atmosphärendruck.
In manchen Ausführungsformen weist die Hohlfasermembran eine Längsrichtung auf mit zwei einander in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden, hierin als das erste bzw. das zweite Ende bezeichnet, wobei das Beschichtungsmaterial zu seinem Aufbringen auf die Hohlfasermembran zu deren Beschichten am ersten Ende mit der Hohlfasermembran in Kontakt gebracht wird.
In einigen Ausführungsformen wird oder ist das erste Ende weiter von der Vakuumquelle weg platziert als das zweite Ende.
In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Gehäuse eine Vielzahl von Anschlüssen und/oder Ports für Ab- oder Zuleitungen auf. Obgleich Ports und Anschlüsse baugleich sein können ist hierin aus Gründen der Übersichtlichkeit die Rede von Ports einerseits und Anschlüssen andererseits. Beispielsweise weist das Gehäuse einen ersten Anschluss für eine zuführende Blutleitung, einen zweiten Anschluss für eine ableitende Blutleitung, einen ersten Port für eine zuführende Dialysierflüssigkeitszulaufleitung oder zuführende Spülgasleitung sowie einen zweiten Port für eine ableitende Dialysatablaufleitung oder ableitende Spülgasleitung auf. Anschlüsse betreffen somit Be- und Entleerung des Gehäuses in seinem Gebrauch mit Blut nach ihrem Verbinden mit entsprechenden Leitungen, Ports betreffen seine Be- und Entleerung Dialysierflüssigkeit bzw. Dialysat oder Spülgas betreffend. Ein Spülgas, wie hierin verwendet, kann ein Gas sein, welches zur CO₂- Elimination und Oxygenierung des Bluts eingesetzt wird, beispielsweise 100% Sauerstoff.
Da sich die Begriffe „Dialysierflüssigkeitsleitung“ und „Dialysatablaufleitung“ wie hierin verwendet auf die bevorzugte Bauform oder Verwendung eines Dialysators bezieht, handelt sich immer dann, wenn hierin wenigstens einer dieser Begriffe verwendet wird, um eine Ausführungsform. Keiner dieser beiden Begriffe ist beschränkend zu verstehen. Was hierin in ihrem Zusammenhang offenbart ist, trifft in manchen Ausführungsformen daher auch auf eine Zulaufleitung bzw. eine Abführleitung für Spülgas zu.
In einigen Ausführungsformen des Verfahrens ist das Gehäuse mittels eines seiner Anschlüsse oder Ports, insbesondere mittels seines ersten oder seines zweiten Ports, mit der Vakuumquelle, insbesondere fluidisch, verbunden.
In manchen Ausführungsformen des Verfahrens ist das Gehäuse mittels eines weiteren seiner Anschlüsse oder Ports, insbesondere mittels seines ersten oder zweiten Anschlusses, mit einer Quelle für das Beschichtungsmaterial, insbesondere fluidisch, verbunden.
Zwischen den Anschlüssen einerseits und der Vakuumquelle, der Quelle für das Beschichtungsmaterial, einem Abfall, einem Behälter oder dergleichen kann jeweils eine Leitung vorgesehen sein, hierin auch als erste bzw. zweite Leitung bezeichnet. Solche Leitungen können auch zwischen den Ports einerseits und der Vakuumquelle bzw. einer Öffnung zur Umgebung vorgesehen sein.
Diese Verbindungen zu den Quellen, zur Umgebung usw. können vorzugsweise geöffnet oder geschlossen sein oder werden. Entsprechende Einrichtungen, welche insbesondere automatisch betätigt werden, etwa bewirkt durch eine wie hierin offenbarte Steuervorrichtung, können vorgesehen und Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein. Die Steuervorrichtung kann entsprechend programmiert sein.
In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Vakuumquelle eine Düse auf. Letztere kann beispielsweise zwischen einer Druckquelle, welche Teil der Vakuumquelle sein kann, und dem mit der Vakuumquelle verbundenen Port des Gehäuses vorgesehen sein. Die Druckquelle wird an anderer Stelle näher beschrieben.
In manchen Ausführungsformen ist die Düse eine Venturidüse oder eine Lavaldüse oder eine vergleichbar wirkende Düse oder weist eine solche, oder eine vergleichbar wirkende, Düse auf.
Eine Venturidüse (auch Venturirohr, entwickelt von Giovanni Battista Venturi) besteht nach Wikipedia zumeist aus einem glattwandigen Rohrstück mit einer Verengung des Querschnitts, beispielsweise durch zwei gegeneinander gerichtete Konen, die vorzugsweise an der Stelle ihres geringsten Durchmessers vereint sind. An dieser Stelle ist daneben ein Abnahmerohr platziert. Wenn ein Fluid durch eine Venturidüse fließt, ist an der engsten Stelle des Rohres der dynamische Druck (Staudruck) maximal und der hydrostatische Druck minimal. Die Geschwindigkeit des Fluids steigt im Verhältnis der Querschnitte beim Einströmen in den engeren Teil an, weil im ganzen Rohr dieselbe Masse pro Zeit durchfließt (Kontinuitätsgesetz). Dadurch sinkt der Druck im Abnahmerohr, das sich im engen Teil befindet. Damit entsteht ein Differenzdruck, der als Unterdruck oder Vakuum zum Ansaugen von Flüssigkeiten oder Gasen benutzt werden kann.
In einigen Ausführungsformen steht die Düse mit der Druckquelle in Fluidverbindung.
In manchen Ausführungsformen ist die Druckquelle eine Quelle für ein Fluid, z. B. ein Gas oder ein Liquid, vorbereitet zum Ausbringen des Fluids unter Druck. Das Fluid kann z. B. ein Druckgas sein, insbesondere Stickstoff oder ein Gemisch mit Stickstoff.
In einigen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiter einen Schritt, in welchem, nachdem das vorbestimmte Vakuum aufgebaut ist, dieses, oder ein anderes, Vakuum für eine vorbestimmte Zeitdauer, optional mindestens solange, bis der Filter vollständig mit Beschichtungsmaterial gefüllt ist, beispielsweise wenigstens 20 Sekunden oder wenigstens 30 Sekunden, beibehalten bleibt. Während dieser Zeitdauer kann über eine nun geöffnete Fluidverbindung zur Quelle für das Beschichtungsmaterial in die Hohlfasermembran bzw. in das Gehäuse, etwa das Filtergehäuse, einströmen, bewirkt durch das anliegende Vakuum.
In manchen Ausführungsformen kann während dieses Schritts des Einströmens bzw. Beschichtens, zeitweise oder dauerhaft, ein Durchströmen der Düse unterbunden und/oder beendet sein oder beendet werden.
Jedoch kann ebenfalls, da während des Einströmens des Beschichtungsmaterial die Düse vorzugsweise weiter durchströmt wird, da das Gehäuse während des Einströmens erfindungsgemäß nicht gegenüber der Umgebung abgedichtet sein muss, was dem Austreten von Dämpfen und dem Einhalten von Sicherheitsforderungen gerecht wird, das Vakuum mittels der Düse auch noch bis zum Ende des Einströmvorgangs „nachgeregelt“ werden bzw. auf dem eingestellten Wert gehalten werden, was ein andernfalls beobachtbares Abfallen des Vakuums durch einströmende Beschichtungslösung verhindern kann. Dies erlaubt es, konstante Prozessparameter für reproduzierbare Beschichtungsergebnisse sicherzustellen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren Schritt, in welchem Druck innerhalb des Gehäuses aufgebaut wird, beispielsweise entweder zeitlich beschränkt oder, bezogen auf diesen Schritt, dauerhaft. Dies kann z. B. mittels der vorstehend genannten oder einer anderen Druckquelle oder Unterdruckquelle über einen der Anschlüsse und/oder Ports, beispielsweise über den zweiten Anschluss für die ableitende Blutleitung (verbunden z. B. mit der zweiten Leitung) erfolgen, während einer der anderen Anschlüsse und/oder Ports, beispielsweise der erste Anschluss für die zuleitende Blutleitung (verbunden z. B. mit der ersten Leitung), geöffnet ist oder wird. Hierdurch kann überschüssiges Beschichtungsmaterial aus der Hohlfasermembran entfernt und beispielsweise verworfen werden. Der Druck innerhalb des Gehäuses kann positiv (Überdruck) oder negativ (Unterdruck) sein.
In manchen Ausführungsformen kann dieser Schritt ein Ausblasen sein.
In einigen Ausführungsformen dauert dieser Schritt z. B. zwei bis sechs Minuten, z. B. 4 Minuten, bei beispielsweise einem Überdruck von zwischen 300 hPa und 600 hPa, bevorzugt 500 hPa (0,5 bar). Hierbei beschreibt der Überdruck den Staudruck vor dem Filtergehäuse oder der beschichteten Hohlfasermembran. Das Spülgas kann vorzugsweise möglichst drucklos aus dem Filtergehäuse entlassen werden.
In manchen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren Schritt, in welchem Druck innerhalb des Gehäuses aufgebaut wird. Dies geschieht z. B. mittels der vorgenannten oder einer anderen Druckquelle über den im vorhergehenden Schritt geöffneten Anschluss, wobei der Anschluss, welcher im vorhergehenden Schritt mit der Druckquelle verbunden war, nun geöffnet ist, beispielsweise gegenüber der Atmosphäre. Hierdurch kann eine Trocknung des Beschichtungsmaterials innerhalb der Hohlfasermembran erzielt werden.
In einigen Ausführungsformen dauert dieser Schritt, z. B. zehn bis 15 Minuten, z. B. 13 Minuten, bei beispielsweise einem Überdruck von zwischen 300 hPa und 600 hPa, bevorzugt 500 hPa (0,5 bar). Hierbei beschreibt der Überdruck den Staudruck vor dem Filtergehäuse oder der beschichteten Hohlfasermembran. Das Spülgas kann vorzugsweise möglichst drucklos aus dem Filtergehäuse entlassen werden.
In manchen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine Steuervorrichtung zum Steuern oder Regeln des Verfahrens, z. B. wie hierin offenbart, auf, insbesondere mancher oder aller der hierin beschriebenen Schritte (in beliebiger Kombination), insbesondere derer, die kein menschliches Zutun erfordern. Insbesondere kann die Steuervorrichtung zum Steuern oder Regeln der Vakuumquelle, des Erzeugens eines Unter- oder Überdrucks, des Einbringens von Fluid, insbesondere eines Gases, insbesondere wie hierin beschrieben, konfiguriert sein. Sie kann programmiert sein, um den Ablauf des Verfahrens automatisch zu veranlassen.
Ist hierin von „automatisierten“ oder „automatischen“ Schritten die Rede, so ist dadurch vorzugsweise umfasst, dass eine entsprechend programmierte Steuervorrichtung, oder ein, z. B. weitestgehend, bedienungsfreies System jene Schritte selbsttätig ausführen kann, also ohne menschliches Zutun, ohne menschliches Eingreifen und/oder ohne das Leisten eines bestimmten Beitrags zur Durchführung des Verfahrens durch einen Menschen. Die Veranlassung und damit letztlich Durchführung dieser Schritte erfolgt durch Selbststeuerung und/oder -regelung der Steuervorrichtung bzw. des Systems, oder hiervon veranlasst, also z. B. ohne Bedienereinfluss, der das Verfahren oder ein Ergebnis hiervon beeinflussen würde oder könnte. Ein automatisch veranlasster Schritt kann somit ein solcher sein, welcher von der Steuervorrichtung ausgelöst oder eingeleitet wird, insbesondere weil sie erkannt (z. B. anhand von Sensorsignalen, anhand des Erreichens eines Programmabschnitts, durch Eintreten eines vorbestimmten Zeitpunkts, weil ein vorangegangener Schritt beendet wurde, usw.), dass der besagte Schritt nun ansteht und seine Ausführung daher von der Steuervorrichtung eingeleitet oder getriggert wird.
„Automatisiert“ oder „automatisch“ ist in manchen Ausführungsformen das Gegenteil von „manuell“, wobei „manuell“ ein Aktivieren oder Veranlassen von Schritten durch einen Menschen, z. B. mittels seiner Berührung eines Schalters, einer Touchscreen-Fläche oder dergleichen, das Ausführen von vorbestimmten Gesten, i. d. R. mit seinen Händen, seiner Stimme, einer Körperbewegung, und/oder mittels seiner Anwesenheit z. B. vor einer Kamera, vor einem Bewegungssensor, usw., ist oder umfasst.
Wird wenigstens einer der Schritte, beispielsweise der erste Schritt eines Verfahrens, von einem Menschen ausgelöst bzw. beeinflusst, oder wird während des Verfahrens ein menschliches Eingreifen, beispielsweise eine Eingabe, notwendig, so kann von einem „halbautomatischen“ Verfahren gesprochen werden, sofern die übrigen Verfahrensschritte weiterhin ohne menschliches Zutun, wie oben ausgeführt, ablaufen.
In einigen Ausführungsformen ist der erfindungsgemäße Dialysator zu seiner Verwendung bei der Dialyse, Hämodialyse, Hämofiltration oder Hämodiafiltration, insbesondere für die akute, die chronische Nierenersatztherapie oder für die kontinuierliche Nierenersatztherapie (CKRT = continuous kidney replacement therapy) ausgestaltet.
In manchen Ausführungsformen wird zum Einbringen des Beschichtungsmaterials in oder an die Hohlfasermembran keine Pumpe zum Pumpen des Beschichtungsmaterials verwendet, das Beschichtungsmaterial zum Zwecke der Beschichtung also nicht in die Hohlfasermembran hineingepumpt.
In einigen Ausführungsformen besteht die Hohlfasermembran aus Polysulfon, aus Polyvinylpyrrolidon oder eine Mischung hieraus, oder weist wenigstens eines dieser Materialien oder die Mischung auf, insbesondere vor ihrer Beschichtung.
In manchen Ausführungsformen ist die Hohlfasermembran wie in der DE 100 34 098 C2 ausgebildet, auf deren diesbezügliche Offenbarung hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.
In den letzten Jahren ist nicht zuletzt aufgrund der Covid19-Pandemie und aufgrund der weiter steigenden Bedeutung der COPD Erkrankung die CO2-Elimination aus dem Blut zunehmend in den Fokus gerückt. Der Blutfluss kann bei Verwendung einer erfindungsgemäß beschichteten Hohlfasermembran in einem Ultra-Low-Flow-Verfahren von z. B. weniger als 1000 ml/min oder sogar weniger als 500 ml/min betragen, ist darauf aber nicht limitiert, so dass eine Behandlung im Vergleich zur Standardbehandlung (Low-Flow ECMO) „minimalinvasiv“, da mit einem kleineren Katheter für den Gefäßzugang als bei der ECMO, wie er auch für die Dialyse verwendet wird (z. B. Shaldon Katheter (11-13,5 Fr), durchgeführt werden kann.
Das Einsatzfeld der vorliegenden Erfindung kann daher insbesondere die Behandlung von Patienten mit dauerhaft atemwegsverengenden Lungenerkrankungen (Chronic Obstructive Pulmonary Disease/COPD) sein, darunter auch solche, die unter einer akuten Exazerbation, also einer deutlichen Verschlechterung des Krankheitsbilds, ihrer Erkrankung leiden. Die vorliegende Erfindung und ihre Vorzüge können somit einer Vielzahl von Patienten zugutekommen.
Zur Behandlung dieser Patienten können Gasaustauscher des Standes der Technik zum Einsatz kommen. Üblicherweise werden Gasaustauscher in wesentlich kleineren Stückzahlen als Dialysatoren hergestellt. Deren Herstellung weist daher nur einen geringen Automatisierungsgrad auf. Aus diesem Grund sind Gasaustauscher vergleichsweise teuer in der Herstellung.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung kann somit darin bestehen, dass das Beschichtungsverfahren automatisiert, also insbesondere ohne menschliches Zutun erfolgen kann. Dies kann helfen Zeit und Kosten einzusparen.
Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass eine hohe Stückzahl von erfindungsgemäßen, beschichteten Dialysatoren hergestellt werden kann, da mittels der vorliegenden Erfindung mehrere Module gleichzeitig beschichtet werden können. Da hierdurch die Herstellung der zum Gasaustausch geeigneten Dialysatoren beschleunigt werden kann, kann dies ebenfalls helfen, Zeit und Kosten einzusparen.
Während des Aufbaus des Vakuums auf der Beschichtungsseite der Hohlfasermembran wird die dort befindliche Luft über die Membran in Richtung Sekundärseite verdrängt. Würde ein Abströmen von der Sekundärseite aus dem Gehäuse verhindert, könnte es zu Fehlstellen in der Beschichtung der Hohlfasermembran kommen, welche für einen Patienten während einer späteren Behandlung mittels der beschichteten Hohlfasermembran gefährlich werden könnten. Mit der vorliegenden Erfindung kann dies vorteilhaft verhindert oder zumindest verringert werden. Dies kann zu einer erhöhten Patientensicherheit beitragen.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass Lösungsmittel aus dem Beschichtungsmaterial, welches beim Beschichten der Beschichtungsseite über die Hohlfasermembran in Richtung Sekundärseite filtriert und dort oder bereits zuvor verdampft, aus dem Gehäuse entweichen kann. Damit können Lösungsmittelrückstände, die sonst im Dialysator- oder Filtergehäuse verbleiben würden, vermieden werden. Auch dies kann vorteilhaft dazu beitragen, die Patientensicherheit zu erhöhen sowie die Qualität der Beschichtung zu optimieren. Bei der Verwendung einer Laval- bzw. Venturidüse zur Vakuumerzeugung können, insbesondere (leicht-)brennbare, Gase direkt abgesaugt werden. Somit können vorteilhaft geltende Explosionsschutzauflagen mit geringem Aufwand erfüllt werden.
Vorteile der Anwendung von Vakuum zur Beschichtung zeigen sich darin, dass die Beschichtung schnell und sauber erfolgt, und dass in einigen Ausführungsformen weniger Beschichtungslösung benötigt wird. Zudem lässt sich der Aufbau der verwendeten Vorrichtung als Beschichtungsvorrichtung vergleichsweise einfacher gestalten.
Weiter können die Druckverhältnisse besser reproduzierbar sein, und die Beschichtung kann daher gleichmäßiger erfolgen.
Um die geltenden Sicherheitsbestimmungen während der Herstellung des beschichteten Dialysators zu erfüllen, müssen die entstehenden Lösungsmitteldämpfe passiv entweichen oder aktiv abgesaugt werden können. Da bei der erfindungsgemäßen Lösung das Innere des Gehäuses niemals komplett verschlossen werden muss, kann diesen Sicherheitsbestimmungen auf einfache Weise Rechnung getragen werden. Die Verwendung einer Düse, z. B. einer Lavaldüse, ist daher für die Erfindung von Vorteil. Sie erlaubt das Herstellen eines Vakuums, wozu das Gehäuse oder das Innere des Gehäuses jedoch nicht komplett verschlossen sein muss.
Mittels der vorliegenden Erfindung, kann durch das Beschichten mithilfe eines konstanten oder anderweitig eingestellten Vakuums sichergestellt werden, dass der Druck der Beschichtungslösung auf die Membran während des gesamten Prozesses stabil bleibt. Dies kann einen weiteren Vorteil darstellen. Dabei kann die Aufrechterhaltung des Vakuums vorteilhafterweise auf einfache Weise ermöglicht werden.
Alle mit den erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile lassen sich in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ungeschmälert auch mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen erzielen, und umgekehrt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren rein exemplarisch beschrieben. In ihnen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten. Es gilt:

1 zeigt den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran mit einem Beschichtungsmaterial in einer beispielhaften Ausführungsform;
2 zeigt eine beispielhafte Hohlmembran, welche unter Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschichtet werden kann;
3 zeigt eine beispielhafte Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ausführungsform unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer beispielhaften Ausführungsform während eines Verfahrensschritts;
4 zeigt die beispielhafte Anordnung der 3 während eines weiteren Verfahrensschritts;
5 zeigt die beispielhafte Anordnung der 3 während eines weiteren Verfahrensschritts;
6 zeigt die beispielhafte Anordnung der 3 während eines weiteren Verfahrensschritts; und
7a bis 7f zeigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche sich insbesondere durch ihre Flussrichtungen während der verschiedenen Verfahrensschritte unterscheiden.

1 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran 1 mit einem Beschichtungsmaterial B in einer beispielhaften Ausführungsform.
Hierbei wird auf die Bezugszeichen der Vorrichtung 100 und Komponenten in den folgenden Figuren Bezug genommen.
Verfahrensschritt M1 repräsentiert ein Bereitstellen der Hohlfasermembran 1. Die Hohlfasermembran 1 kann in einem Gehäuse, etwa einem Filtergehäuse 50, beispielsweise eines Dialysators, angeordnet sein, beispielsweise wie in den folgenden Figuren dargestellt. Das Gehäuse weist eine Vielzahl von Anschlüssen und/oder Ports für Ab- oder Zuleitungen auf, im Beispiel der folgenden Figuren einen ersten Anschluss 51 für eine zuführende Blutleitung, einen zweiten Anschluss 53 für eine ableitende Blutleitung, einen ersten Port 55 für eine zuführende Dialysierflüssigkeitszulaufleitung sowie einen zweiten Port 57 für eine ableitende Dialysatablaufleitung.
Verfahrensschritt M1 repräsentiert ferner ein Bereitstellen des Beschichtungsmaterials B. Das Beschichtungsmaterial B kann hierbei eine Lösung, vorzugsweise eine Silikonlösung, sein oder umfassen.
Ein Aufbringen des Beschichtungsmaterials B auf genau eine oder wenigstens eine Seite der Hohlfasermembran 1, welche als Beschichtungsseite dient, und die Vorbereitung und Nachbereitung hierfür ist in den folgenden Verfahrensschritten M2 bis M5 repräsentiert. Hierbei sei angemerkt, dass die Begriffe „Seite“ und „Ende“ jeweils der Hohlfasermembran 1 hierin verschiedene Bedeutungen haben, wie hierin erläutert ist, und daher nicht gleichzusetzen sind.
Das der nicht zu beschichtenden Sekundärseite der Hohlfasermembran 1 anliegende Volumen ist vorzugsweise gegenüber einem Äußeren eines Gehäuses, z. B. des Filtergehäuses 50, oder eines Dialysators getrennt.
Im optionalen Verfahrensschritt M2, der auch als „Evakuierungsschritt“ bezeichnet werden kann, wird ein Vakuum oder ein vorbestimmter Unterdruck an einen der Ports (55 oder 57) angelegt, und damit im Gehäuse, z. B. dem Filtergehäuse 50, ein Unterdruck erzeugt. Dieser Verfahrensschritt M2 ist zu 3 näher beschrieben.
Im Verfahrensschritt M3, der auch als „Beschichtungsschritt“ oder „Beschichten“ bezeichnet werden kann, wird aufgrund des Vakuums oder Unterdrucks im Filtergehäuse 50 Beschichtungsmaterial B aus einer Quelle 200 für das Beschichtungsmaterial B in das Filtergehäuse 50 gesaugt und damit die Beschichtungsseite der Hohlfasermembran 1 beschichtet. Dieser Verfahrensschritt M3 ist zu 4 näher beschrieben.
Im optionalen Verfahrensschritt M4, der auch als „Entfernungsschritt“ oder „Ausblasen“ bezeichnet werden kann, wird mittels Aufbauens eines Drucks oder Überdrucks im Filtergehäuse 50 überschüssiges Beschichtungsmaterial B aus der Hohlfasermembran 1 ausgetrieben und kann verworfen oder zu seiner Wiederverwendung aufgefangen werden. Dieser Verfahrensschritt M4 ist zu 5 näher beschrieben.
Im optionalen Verfahrensschritt M5, der auch als „Trocknungsschritt“ oder „Trocknen“ bezeichnet werden kann, wird mittels Durchströmen von Gas, z. B. Luft, unter Überdruck durch das Filtergehäuse 50 und die darin angeordnete Hohlfasermembran 1 das Beschichtungsmaterial B getrocknet. Dieser Verfahrensschritt M5 ist zu 6 näher beschrieben.
Vorteilhaft ist hieran, dass hierbei geltende Sicherheitsbestimmungen, die während der Herstellung des beschichteten Dialysators zu erfüllen sind, bereits dadurch erfüllt werden können, dass das Innere des Gehäuses niemals komplett verschlossen werden muss, wenn dies nicht gewünscht ist. Die nachfolgend weiter ausgeführte Verwendung einer Düse, z. B. einer Lavaldüse, erlaubt vielmehr das Herstellen eines Vakuums im Inneren des Gehäuses, ohne dieses jedoch komplett verschließen zu müssen.
2 zeigt eine beispielhafte Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ausführungsform unter Verwendung einer hier nur teilweise gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung 100.
Wenigstens eine, vorzugsweise poröse und/oder hydrophile, Hohlfasermembran 1 ist in einem Gehäuse 50, hier einem Filtergehäuse angeordnet. Sie weist eine Längsrichtung L mit zwei einander in Längsrichtung L gegenüberliegenden Enden 10, 20 auf.
Die Hohlfasermembran 1 steht an ihrem ersten Ende 10 fluidisch optional mit einer ersten Leitung 80 und an ihrem zweiten Ende 20 optional mit einer zweiten Leitung 90 in Verbindung. Die erste Leitung 80, oder das erste Ende 10, steht in fluidischer Verbindung zu einer Quelle 200 für ein Beschichtungsmaterial B, welches Silikon oder eine Silikonlösung sein oder umfassen kann.
Die Hohlfasermembran 1 weist eine Beschichtungsseite 30 und eine Sekundärseite 40 auf. Das Beschichtungsmaterial B findet mittels der vorliegenden Erfindung seinen Weg entlang der Beschichtungsseite 30 und durch das Filtergehäuse 50 hindurch in Richtung zum zweiten Ende 20 und bleibt dabei als Beschichtung ganz oder teilweise auf der Beschichtungsseite 30 der Hohlfasermembran 1 haften. Dieser Weg ist mittels schwarzer Pfeile angedeutet. Es wird an dieser Stelle auf die Ausführungen zu den folgenden Figuren verwiesen.
Das Gehäuse 50 weist im Beispiel der 2 weiter einen ersten Anschluss 51, einen zweiten Anschluss 53, einen ersten Port 55 und einen zweiten Port 57 auf, über welche passiv oder aktiv Gas, insbesondere mit Lösungsmittel angereicherte oder aufgesättigte Luft, z. B. in die Atmosphäre, ausströmen oder abgeleitet werden kann. Dies ist in 2 dargestellt mittels kleiner schwarzer Kreise. Siehe hierzu auch die Ausführungen zum Überdruck zu 5 bzw. 6.
Schematisch stark vereinfacht ist eine Steuervorrichtung 101 zum Durchführen des Verfahrens und/oder zum Steuern und/oder Regeln der Vorrichtung 100 über dieser gezeigt. Diese kann ein Steuern oder Regeln des Erzeugens des Vakuums, des Einbringens des Beschichtungsmaterials B, des Zu- oder Abführens von Gas oder das Steuern und/oder Regeln einer Düse 105 (hier nicht gezeigt, siehe die folgenden Figuren), insbesondere wie hierin beschrieben, sein oder umfassen.
Optional können Druckmesssensoren oder andere Messmittel vorgesehen sein, welche herrschende Drücke messen und übermitteln können, z. B. im Gehäuse, in den Leitungen, an den Ports oder Anschlüssen oder hiermit jeweils in Fluidverbindung stehenden Komponenten. Sie können als Druckwächter genutzt werden. Bei „falschen“ Drücken, z. B. zu hohen oder zu niedrigen, jeweils verglichen mittels etwa der Steuervorrichtung 101 mit z. B. einem Schwellen- oder Grenzwert kann die Steuervorrichtung 101 das Verfahren oder einzelne Schritte hiervon abbrechen oder gar nicht erst beginnen lassen.
3 zeigt eine beispielhafte Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ausführungsform unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 in einer ersten beispielhaften Ausführungsform während des optionalen Verfahrensschritts M2, des Evakuierungsschritts, welcher hier optional vor dem Verfahrensschritt M3 durchgeführt wird. Auch ein gemeinsames Durchführen der Tätigkeiten aus den M2 und M3 ist von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Wenigstens eine, vorzugsweise poröse und/oder hydrophile, Hohlfasermembran 1 ist in einem Filtergehäuse 50 angeordnet. Sie weist eine Längsrichtung L mit zwei einander in Längsrichtung L gegenüberliegenden Enden 10, 20 auf.
Die Hohlfasermembran 1 steht bereits während des Verfahrensschritts M2, oder erst später, an ihrem ersten Ende 10, oder mittels dieses, oder an anderer Stelle, fluidisch, hier exemplarisch über den ersten Anschluss 51 und die erste Leitung 80, mit einer Quelle 200 für Beschichtungsmaterial B in Verbindung. Die Leitungen 80 und 90 weisen jeweils eine Klemme 85, 95 auf, die geschlossen sind. Zu Beginn der Beschichtung wird die Klemme 85 in bzw. an der Leitung 80 geöffnet.
Die Hohlfasermembran 1 steht optional fluidisch über den zweiten Anschluss 53 mit einer zweiten Leitung 90 in Verbindung. Die Anschlüsse 51 und 53 stehen vorzugsweise fluidisch miteinander in Verbindung, z. B. über das von der Beschichtungsseite ausgebildete Lumen der Hohlfasermembran 1.
Mittels der Vakuumquelle 103 (welche eine Unterdruckquelle sein kann) wird ein Vakuum (alternativ hierin: ein Unterdruck) an einen der Ports (hier der Port 55) angelegt, der andere Port (hier der Port 57) wird verschlossen, im Beispiel der 3 mittels einer Verschlusskappe. Port 55 und Port 57 können miteinander fluidisch in Verbindung stehen, z. B. über das Innere des Gehäuses, welchem die Sekundärseite anliegt. Da auch die erste Leitung 80 und die zweite Leitung 90 mittels Schlauchklemmen verschlossen sind, wird im Gehäuse, hier dem Filtergehäuse 50, ein Unterdruck erzeugt, welcher exemplarisch im Bereich zwischen 200 hPa und 400 hPa (absolute Werte) liegt. Alternativ oder ergänzend zu den absperrbaren Leitungen 80, 90 oder deren Sperrung können Stopfen, Verschlusskappen oder dergleichen vorgesehen sein, um den ersten und den zweiten Anschluss 51 bzw. 53 gegenüber der Atmosphäre zu verschließen. Weiter alternativ können die Leitungen 80, 90, Anschlüsse 51, 53 und/oder Ports 55, 57 durch steuerbare Ventile oder dergleichen verschlossen und/oder geöffnet werden. Eine entsprechende Steuervorrichtung kann vorgesehen sein, etwa die in 2 oder 3 mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnete. Diese Ausführungsformen sind jeweils ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Die Vakuumquelle 103 kann zum Erzeugen des Vakuums eine Laval- oder eine Venturidüse 105 aufweisen.
Die Laval- oder eine Venturidüse 105 besitzt optional einen Schalldämpfer 111 oder ist hiermit verbunden.
Schematisch stark vereinfacht ist die Steuervorrichtung 101 zum Durchführen des Verfahrens und/oder zum Steuern und/oder Regeln der Vorrichtung 100 neben dieser angeordnet. Sie kann ein Steuern oder Regeln der Vakuumquelle, des Erzeugens eines Unter- oder Überdrucks, das Einbringen von Fluid, insbesondere eines Gases, insbesondere wie hierin beschrieben, bewirken.
4 zeigt die beispielhafte Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens der 3 während des Verfahrensschritts M3, des Beschichtungsschritts.
Es wird auf die Ausführungen zu den vorausgehenden Figuren Bezug genommen.
Das Beschichtungsmaterials B strömt in das Filtergehäuse 50 durch die erste Leitung 80 mittels des angelegten Unterdrucks (siehe hierzu 3) ein, was in 4 mittels eines Blockpfeils und des gegenüber der 3 abgesunkenen Pegels des Beschichtungsmaterials B in der Quelle 200 für das Beschichtungsmaterial B dargestellt ist.
Wird das Vakuum mittels einer Laval- bzw. Venturidüse 105 erzeugt, wie in 4 exemplarisch gezeigt, besteht während des Einströmens des Beschichtungsmaterials B vorzugsweise eine fluidische Verbindung zur Umgebung, wodurch Lösungsmitteldämpfe, die beim Beschichten frei werden können, nach außen, d. h. außerhalb des Gehäuses oder der Hohlfasermembran 1, passiv abströmen oder aktiv abgesaugt werden können. Da alle verwendbaren Lösungsmittel entzündlich sind, ist es mittels der vorliegenden Erfindung vorteilhaft möglich, beispielsweise mit geringem Aufwand geltende Explosionsschutzauflagen zu erfüllen, was insbesondere bei einer industriellen Fertigung von Nutzen ist.
Das Beschichtungsmaterial B kann alternativ über die zweite Leitung 90 und den zweiten Anschluss 53 einströmen (siehe 7c und 7d), oder weiter alternativ auch über beide Leitungen 80, 90 und beide Anschlüsse 51, 53 (siehe 7e und 7f). Beides ist von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst.
Während des Einströmens des Beschichtungsmaterials B bleibt vorzugsweise weiterhin ein Vakuum auf der Sekundärseite angelegt. Die mit Beschichtungsmaterial B gefüllte Hohlfasermembran 1 wird z. B. noch einige Zeit T1, vorzugsweise zusätzliche 30 Sekunden bis fünf Minuten von der Sekundärseite (im Beispiel der 4 über den ersten Port 55) her evakuiert und danach durch Abschalten der Laval- oder Venturidüse 105 belüftet.
5 zeigt die beispielhafte Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens der 3 während des optionalen Verfahrensschritts M4, des Entfernungsschritts bzw. während des Ausblasens.
Es wird auf die Ausführungen zu den vorausgehenden Figuren Bezug genommen.
Das Entfernen des überschüssigen Beschichtungsmaterials B aus der Hohlfasermembran 1 erfolgt im Beispiel der 5 mit Hilfe von unter Druck stehendem Fluid oder Gas, hierin, sofern ein Gas, auch als Druckgas bezeichnet. Das Entfernen erfolgt hier exemplarisch über die zweite Leitung 90, also über den zweiten Anschluss 53 in Richtung zum ersten Anschluss 51. In anderen Ausführungsformen kann das Entfernen des überschüssigen Beschichtungsmaterials B aus der Hohlfasermembran 1 in umgekehrter Richtung erfolgen, d. h. von Anschluss 51 in Richtung zu zweiten Anschluss 53 (siehe 7a, 7d und 7e). Dies ist ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Vorzugsweise, auch aus sicherheitstechnischen Gründen, wird ein nicht entflammbares Fluid wie z. B. gasförmiger Stickstoff verwendet, wobei auch andere Liquide oder Gase, z. B. Raumluft, in Frage kommen. Der Druck liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen (vorzugsweise oberhalb) 0 hPa (0 bar) und 1000 hPa (1 bar). Während dieses Vorgangs werden die Ports 55 und 57 der Sekundärseite der Hohlfasermembran 1 verschlossen. Im Beispiel der 5 erfolgt dies mittels Verschlusskappen. Die oben aufgeführten Mittel zum Verschließen der Anschlüsse 51 oder 53 können analog auch für das Verschließen der Ports 55 oder 57 verwendet werden. Dies ist ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst, ebenso wie andere Verschlussmittel.
Der Verfahrensschritt M4 dauert vorzugsweise 30 Sekunden bis fünf Minuten (T2).
Ein eventuell auf der Sekundärseite entstehender Überdruck kann vorzugsweise gleichzeitig mit dem Abschalten der Druckquelle 107 für einströmendes Druckgas zur Entfernung der Beschichtungslösung über die Sekundärseite, d. h. einen der oder beide Ports 55 bzw. 57, abgebaut werden (in 5 nicht gezeigt). Anschließend kann der entsprechende Port wieder verschlossen werden.
6 zeigt die beispielhafte Anordnung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens der 3 während des optionalen Verfahrensschritts M5, des Trocknungsschritts.
Es wird auf die Ausführungen zu den vorausgehenden Figuren Bezug genommen.
Nachdem das überschüssige Beschichtungsmaterial B entfernt wurde, wird die beschichtete Hohlfasermembran 1 getrocknet. Das Trocknen der Hohlfasermembran 1 erfolgt im Beispiel der 6 wiederum optional mit Hilfe von unter Druck stehendem Gas über die erste Leitung 80 vom ersten Anschluss 51 ausgehend in Richtung zum zweiten Anschluss 53. In anderen Ausführungsformen kann das Trocknen des Beschichtungsmaterials B innerhalb der Hohlfasermembran 1 in umgekehrter Richtung erfolgen, d. h. vom zweiten Anschluss 53 in Richtung zum ersten Anschluss 51 (siehe 7a, 7d und 7e). Dies ist ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst.
Vorzugsweise, auch aus sicherheitstechnischen Gründen, wird in diesem Verfahrensschritt M5 ebenfalls ein nicht entflammbares Fluid oder Gas wie Stickstoff verwendet. Der Druck liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0 hPa (0 bar), oder oberhalb hiervon, und 1000 hPa (1 bar).
Während dieses Vorgangs werden die Ports 55 und 57 der Sekundärseite der Hohlfasermembran 1 verschlossen, im Beispiel der 6 optional mittels Verschlusskappen. Es wird zu den Ausführungen zu Verschlussmitteln hierin verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
Der Verfahrensschritt M5 dauert vorzugsweise fünf bis 50 Minuten (T3).
In diesem Verfahrensschritt M5 kann ebenfalls auf der Sekundärseite ein Überdruck entstehen, welcher vorzugsweise analog zur Vorgehensweise im Verfahrensschritt M4 abgebaut werden kann.
7a bis 7f zeigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche sich insbesondere durch ihre Flussrichtungen innerhalb der verschiedenen Verfahrensschritte unterscheiden. Die Flussrichtungen sind hierbei mittels Blockpfeilen gekennzeichnet und mit den jeweils zugehörigen Verfahrensschritten M3 (Beschichtungsschritt, Beschichten), M4 (Entfernungsschritt; Ausblasen) oder M5 (Trocknungsschritt; Trocknen) bezeichnet.
Es wird auf die Bezugszeichen und Ausführungen der vorausgehenden Figuren Bezug genommen. Die 7a bis 7f zeigen jeweils eine Anordnung analog zu den vorausgehenden Figuren. Eine Hohlfasermembran 1 ist in einem Gehäuse 50 angeordnet. Zu erkennen sind der erste Anschluss 51 mit der ersten Leitung 80 sowie der zweite Anschluss 53 mit der zweiten Leitung 90. Diese Bezugszeichen wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in 7a gesetzt. Die Ports, die Vakuumquelle und die zugehörigen Leitungen wurden ebenfalls aus diesem Grund in den 7a bis 7f weggelassen.
7a zeigt, dass der Verfahrensschritt M3, das Beschichten, in dieser Ausführungsform durch die erste Leitung 80 hindurch über den ersten Anschluss 51 hinweg in die Hohlfasermembran 1 hinein erfolgt.
Der Verfahrensschritt M4, das Ausblasen aus der Hohlfasermembran 1 heraus, erfolgt über den zweiten Anschluss 53 hinweg und durch die zweite Leitung 90 hindurch, beispielsweise in Richtung eines Abfallbehälters (in 7a nicht gezeigt).
Der Verfahrensschritt M5, das Trocknen, erfolgt dann wieder mittels eines Stroms in Richtung zum ersten Anschluss 51 und über die erste Leitung 80 aus dem Gehäuse hinaus, beispielsweise in die Umgebung.
7b zeigt die Anordnung der 3 bis 6, d. h. der Verfahrensschritt M3, das Beschichten, erfolgt durch die erste Leitung 80 hindurch über den ersten Anschluss 51 hinweg in die Hohlfasermembran 1 hinein (siehe 4).
Der Verfahrensschritt M4, das Ausblasen, erfolgt aus der Hohlfasermembran 1 heraus ebenfalls über den ersten Anschluss 51 und durch die erste Leitung 80 hindurch, beispielsweise in Richtung eines Abfallbehälters (siehe 5).
Der Verfahrensschritt M5, das Trocknen, erfolgt mittels eines Stroms in Richtung des zweiten Anschlusses 53 und über die zweite Leitung 90 aus dem Gehäuse hinaus in die Umgebung (siehe 6).
7c zeigt, dass während des Verfahrensschritts M3, dem Beschichten, Beschichtungsmaterial B mittels der zweiten Leitung 90 über den zweiten Anschluss 53 hinweg in die Hohlfasermembran 1 hinein erfolgt. In einer solchen Ausführungsform kann neben dem Vakuum auch die Gravitation vorteilhaft genutzt werden.
Der Verfahrensschritt M4, das Ausblasen, erfolgt aus der Hohlfasermembran 1 heraus über den ersten Anschluss 51 hinweg und durch die erste Leitung 80 hindurch, beispielsweise in Richtung eines Abfallbehälters.
Der Verfahrensschritt M5, das Trocknen, erfolgt dann wieder mittels eines Stroms in Richtung des zweiten Anschlusses 53 und über die zweite Leitung 90, beispielsweise hinaus in die Umgebung.
7d zeigt, dass der Verfahrensschritt M3, das Beschichten, durch die zweite Leitung 90 hindurch über den zweiten Anschluss 53 hinweg in die Hohlfasermembran 1 erfolgen kann. In einer solchen Ausführungsform hilft neben dem Vakuum auch die Gravitation vorteilhaft beim Einbringen des Beschichtungsmaterials B.
Der Verfahrensschritt M4, das Ausblasen, erfolgt mittels eines Stroms aus der Hohlfasermembran 1 heraus, ebenfalls über den zweiten Anschluss 53 hinweg und durch die zweite Leitung 90 hindurch, beispielsweise in Richtung eines Abfallbehälters.
Der Verfahrensschritt M5, das Trocknen, erfolgt mittels eines Stroms in Richtung zum ersten Anschluss 51, über die erste Leitung 80 hinweg, beispielsweise in die Umgebung.
7e zeigt, dass der Verfahrensschritt M3, das Beschichten, sowohl durch die erste Leitung 80 über den ersten Anschluss 51 als auch durch die zweite Leitung 90 hindurch über den zweiten Anschluss 53 hinweg in die Hohlfasermembran 1 erfolgen kann.
Der Verfahrensschritt M4, das Ausblasen, erfolgt aus der Hohlfasermembran 1 heraus über den zweiten Anschluss 53 hinweg und durch die zweite Leitung 90 hindurch, beispielsweise in Richtung eines Abfallbehälters.
Der Verfahrensschritt M5, das Trocknen, erfolgt dann wieder in Richtung des zweiten Anschlusses 53 und über die zweite Leitung 90.
7f zeigt, dass der Verfahrensschritt M3, das Beschichten, sowohl durch die erste Leitung 80 über den ersten Anschluss 51 als auch durch die zweite Leitung 90 hindurch über den zweiten Anschluss 53 hinweg in die Hohlfasermembran 1 erfolgen kann.
Der Verfahrensschritt M4, das Ausblasen, erfolgt aus der Hohlfasermembran 1 heraus über den ersten Anschluss 51 hinweg und durch die erste Leitung 80 hindurch, beispielsweise in Richtung eines Abfallbehälters.
Der Verfahrensschritt M5, das Trocknen, erfolgt in Richtung des zweiten Anschlusses 53 und über die zweite Leitung 90.
Bezugszeichenliste

1: Hohlfasermembran
10: erstes Ende
20: zweites Ende
30: Beschichtungsseite
40: Sekundärseite
50: Filtergehäuse
51: erster Anschluss für eine zuführende Blutleitung bzw. erste Leitung
53: zweiter Anschluss für eine ableitende Blutleitung bzw. zweite Leitung
55: erster Port für eine zuführende Dialysierflüssigkeitszulaufleitung
57: zweiter Port für eine ableitende Dialysatablaufleitung
80: erste Leitung, zugeordnet dem ersten Ende bzw. dem ersten Anschluss
85: erste Schlauchklemme an der ersten Leitung
90: zweite Leitung, zugeordnet dem zweiten Ende bzw. dem zweiten Anschluss
95: zweite Schlauchklemme an der zweiten Leitung
100: Vorrichtung
101: Steuervorrichtung
103: Vakuumquelle
105: Lavaldüse, Venturidüse
107: Druckquelle für Fluid unter Druck, z. B. Druckgas
109: Abfall
111: Schalldämpfer
200: Quelle für Beschichtungsmaterial
B: Beschichtungsmaterial
L: Längsrichtung
M1 bis M5: Verfahrensschritte
p1, p2: Gasdruck, Vakuum oder Unterdruck
T1, T2, T3: Zeitdauern

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 10583458 B2 [0009]
DE 10034098 C2 [0063]

Claims

Verfahren zum Beschichten einer, vorzugsweise porösen und/oder hydrophilen, Hohlfasermembran (1) mit einem Beschichtungsmaterial (B), mit den Schritten (M1): - Bereitstellen der Hohlfasermembran (1) mit einer zu beschichtenden Beschichtungsseite und einer dieser entgegengesetzten Sekundärseite; - Bereitstellen des Beschichtungsmaterials (B); und - Aufbringen des Beschichtungsmaterials (B) auf die Beschichtungsseite der Hohlfasermembran (1) oder nur auf diese. wobei das Beschichtungsmaterial (B) eine Lösung, vorzugsweise eine Silikonlösung, ist oder umfasst, und wobei die Hohlfasermembran (1) in einem Gehäuse, etwa einem Filtergehäuse (50), angeordnet ist, und wobei das Verfahren weiter den Schritt (M2) umfasst: - Aussetzen der Hohlfasermembran (1) einem Vakuum und/oder einem Unterdruck, erzeugt mittels einer Vakuumquelle (103) vor und/oder während des Aufbringens des Beschichtungsmaterials (B) oder zu diesem.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Vielzahl von Anschlüssen und/oder Ports für Ab- oder Zuleitungen aufweist, beispielsweise einen ersten Anschluss (51) für eine zuführende Blutleitung, einen zweiten Anschluss (53) für eine ableitende Blutleitung, einen ersten Port (55) für eine zuführende Dialysierflüssigkeitszulaufleitung oder eine zuführende Spülgasleitung sowie einen zweiten Port (57) für eine ableitende Dialysatablaufleitung oder eine ableitende Spülgasleitung.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse mittels eines seiner Anschlüsse oder Ports, insbesondere mittels seines ersten oder seines zweiten Ports (55, 57), mit der Vakuumquelle (103) verbunden ist und mittels eines weiteren seiner Anschlüsse oder Ports, insbesondere mittels seines ersten oder zweiten Anschlusses (51, 53), mit einer Quelle (200) für das Beschichtungsmaterial (B) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Vakuumquelle (103) eine Düse aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Düse eine Venturidüse (105) oder eine Lavaldüse ist oder aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Düse mit einer Druckquelle (107) für ein Fluid unter Druck, z. B. Druckgas, insbesondere Stickstoff oder einem Gemisch mit Stickstoff, in Fluidverbindung steht.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in einem Schritt (M3), nachdem das vorbestimmte Vakuum aufgebaut ist, ein Vakuum für eine vorbestimmte Zeitdauer (T1), insbesondere wenigstens 20 s oder wenigstens 30 s, beibehalten bleibt, während welcher eine Fluidverbindung zur Quelle (200) für das Beschichtungsmaterial (B) geöffnet wird, so dass Beschichtungsmaterial (B) in die Hohlfasermembran (1) bzw. in das Gehäuse, etwa das Filtergehäuse (50), einströmen kann.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei während des Schritts (M3), zeitweise oder dauerhaft, ein Durchströmen der Düse unterbunden und/oder beendet ist oder wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei in einem Schritt (M4) Druck innerhalb des Gehäuses aufgebaut wird, z. B. mittels der Druckquelle (107), über einen der Anschlüsse und/oder Ports, beispielsweise über den zweiten Anschluss (53) für die ableitende Blutleitung, während einer der anderen Anschlüsse und/oder Ports, beispielsweise der erste Anschluss (51) für die zuleitende Blutleitung, geöffnet ist oder wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei in einem Schritt (M5) Druck innerhalb des Gehäuses aufgebaut wird, z. B. mittels der Druckquelle (107), über den in Schritt (M4) geöffneten ersten Anschluss (51) bei nun geöffnetem zweitem Anschluss (53), welcher in Schritt (M4) mit der Druckquelle (107) verbunden war.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Vakuum und/oder der Unterdruck vorzugsweise zwischen 200 hPa und 400 hPa liegt, insbesondere 300 hPa beträgt.
Hohlfasermembran (1), beschichtet mittels des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Dialysator mit einer Hohlfasermembran (1) nach Anspruch 12.
Vorrichtung (100) zum Beschichten einer Hohlfasermembran (1), konfiguriert zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 14, aufweisend eine Steuervorrichtung (101) zum Steuern oder Regeln des Verfahrens, insbesondere beliebiger oder aller der Schritte M2 bis M5, einzeln oder in beliebiger Kombination.