DE3132720A1

DE3132720A1 - Reinigung von hohlfasern

Info

Publication number: DE3132720A1
Application number: DE19813132720
Authority: DE
Inventors: Jan-Erik Dr. 4052 Basel Sigdell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1981-08-19
Publication date: 1983-03-03

Description

Reinigung von Hohifasern
Eine wichtige Ausführungsform von Blutbehandlungsapparaten, wie, z.B., Dialysatoren, Hämofiltern, Plasmafiltem für die Plasmapherese u. ä., sowie Oxygenatoren, ist die mit Hohlfasern. Ein solcher Apparat besteht aus einem Bündel mit meistens vielen tausend parallelen Hohlfasern, das in eine Gehäusehülse montiert und an den Enden darin mit einem Harz ausgegossen ist, so dass das Blut im Inneren der hohlen Fasern strömt. Aussen fliesst ein entsprechendes Medium (Dialysat, sauerstoffhaltiges Gas,sauerstoffhaltige oder oxidierende Flüssigkeit, o.ä.), das die Fasern umspült, oder es wird dort ein Filtrat aufgefangen. Die Hohlfaserwände bilden dabei Diffusions- und/oder Filtrationsmembrane.
Typische Hohl fasern für solche Zwecke werden so extrudiert, dass der Hohlraum der Faser dabei durch eine mitextrudierte Flüssigkeit geformt, definiert und während des Fertigungsprozesses für die Fasern aufrecht gehalten wird. Wird aus einer uhd/oder in eine wässerige Lösung extrudiert, wählt man dafür eine mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit. Ein typisches Beispiel einer hierfür verwendeten Flüssigkeit ist Isopropylmyristat.
Aus herstellungstechnischen Gründen bei der Fertigung des Blutbehandlungsapparates, sowie auch aus medizinischen Gründen (grössere Restmengen von z.B. Isopropylmyristat sind zumindest unerwünscht beim Blutkontakt), müssen die zugeschnittenen und gebündelten Fasern von der Füllflüssigkeit gereinigt werden. Bisher wurde das durch Waschen in einem Alkohol oder Taichlortrlfluorathan gemacht. Das Waschen mit einem alkohol hat an sich den Vorteil, dass dabei auch Feuchtigkeit den Fasern entzogen wird, was den Aufwand des Trocknens der gewaschenen Fasern verringert. Es ist wichtig, dass die in den Fasern enthaltene Feuchtigkeit vor dem Ausgiessen mit dem Harz genügend entfernt wird, weil hierfür Polyurethan verwendet wird, dessen Isocyanatkomponente sonst mit der Feuchtigkeit reagiert, wodurch u.a. Kohlendioxyd und somit Gasblasen im Werguss entstehen. Ein wesentlicher Nachteil bei der Verwendung eines Alkoholes als Waschflüssigkeit ist, dass v.a. cellulosische Hohlfasern dabei schrumpfen (z.B. 2-3 % in der Länge und entsprechend im Durchmesser), was mit einem Rückgang der Membranpermeabilität verbunden ist und ausserdem dazu führt, dass die Faserbündel erst nach dem Waschen in optimal abgemessene Gehäusehülsen passen. Ein Vorteil bei der Verwendung von Trichlortrifluoräthan als Waschflüssigkeit ist, dass die Hohl fasern nicht schrumpfen und somit beim Waschen keinen wesentlichen Permeabilitätsverlust erleiden. Als Nachteil muss dafür um so aufwendiger nachher getrocknet werden, um die noch erhaltene (beim Waschen nicht entfernte) Feuchtigkeit (neben der Waschflüssigkeit) zu entfernen.
Beim Trocknen verlieren die Fasern allerdings ein wenig an Permeabilität, wenn auch nicht so viel, wie beim Waschen mit einem Alkohol.
Im Prinzip lässt sich Methanol als Waschalkohol verwenden, bietet aber noch zusätzlich den Nachteil, dass sich dieser leicht mit Cellulose verbindet und darum nachher nicht vollständig abdampft, so dass zusätzliche Massnahmen für das Entfernen dieses Alkohols notwendig werden. Darum wird, beim Waschen mit Alkohol, meistens Aethanol, oder aus Kostengründen häufiger: Isopropanol, gewählt.
Verschiedene Fluorkohlenwasserstoffe werden für Reinigungszwecke eingesetzt. Trichlortrifluoräthan eignet sich bei Hohlfasern vOa.
wegen dem geeigneten Siedepunkt, aber die Verwendung anderer Typen von Fluorkohlenwasserstoffen, oder ein Gemisch, ist prinzipiell möglich.
Benzine, vor allem die leichtsiedenden, besonders in der Form von Petroläther, haben sich auch für das Waschen von Hohl fasern sehr geeignet erwiesen und lassen sich nachher gut abdampfen, so dass keine physiologisch bedenkliche Restmengen bleiben. Nahe verwandt damit ist Petrol, das ebenfalls für diesen Waschzweck verwendet werden kann. Diese Flüssigkeiten nehmen keine wesentliche Wassermengen auf und haben bei Kontakt mit Hohlfasern, als Waschflüssigkeit, ähnliche Wirkungen, wie Trichlortrifluoräthan. Der Reinigungseffekt zum Entfernen von Isopropylmyristat kann u.U. noch besser sein.
Aehnlich wie Alkohole können im Prinzip auch aliphatische Ketone, wie z.B. Azeton (Dimethylketon) verwendet werden, die ebenfalls Fett lösen und Wasser aufnehmen.
Nun wäre nicht a prior zu erwarten, dass ein Gemisch aus z B.
Trichlortrifluoräthan und Isopropylalkohol nicht den Nachteil des Alkohols (Schrumpfen der Hohlfaser) ebenfalls bringen würde. Jedoch habe ich in eigenen Versuchen unerwarteterweise gefunden, dass im Wesentlichen nur die Vorteile dieser beiden Flüssigkeiten beim Gemisch auftreten, und nicht der Nachteil eines signifikanten Schrumpfens. Eine hypothetische Erklärung hierfür wäre die, dass ein Alkohol alleine beinahe "schlagartig" den Fasern Wasser entzieht, während das Gemisch durch den Alkoholanteil das Wasser (die Feuchtigkeit) nur allmählich, d.h. sanft, entzieht, was den Vorgang beim Lufttrocknen der Fasern nach Waschen mit nur Trichlortrifluoräthan nahe kommt, bei welcher keine signifikante Schrumpfung auftritt. Es hat sich darum erwiesen, dass der Aufwand für das Trocknen der Fasern zwischen Waschen und Ausgiessen verringert werden kann (im Wesentlichen muss nur noch die Waschflüssigkeit abgedampft werden). Ausserdem können die Faserbündel (weil sie nicht signifikant schrumpfen), schon vor dem Waschen in die Gehäusehülsen gesteckt werden.
Ein Gemisch aus Trichlortrifluoräthan und ein Alkohol ist bei geeignetem Mischverhältnis azeotrop, so dass diese Flüssigkeit direkt, ohne Veränderung des Mischverhältnisses, für die Wiederaufbereitung destilliert werden kann. Im Prinzip ist jedoch jedes #ischverhältnis für das Reinigen der Faser verwendbar und man wähle das Verhältnis, das die Bedingungen der Fertigung des Apparates (genügender Wasserentzug für das Ausgiessen) und die Anforderung an Leistungsdaten des Apparates optimal erfüllt. In Versuchen führte eine so hohe Alkoholkonzentration (Isopropanol) wie 50 % noch nicht zu einem signifikanten Schrumpfen der Hohlfaser, aber viel geringere Alkoholanteile führten schon zu einer meistens genügenden Wasseraufnahmefähigkeit der Waschflüssigkeit.
V.a. cellulosische Hohlfasern enthatteñ Glyzerin als Weichmacher und Konservierungsmittel (um die Permeabilitätawerte bei Lagerung besser aufrechtzuhalten). Wasserfreies Glyzerin reagiert nicht beim Ausgiessen mit Polyurethan und es ist erwünscht, dass das Glyzerin im Wesentlichen in den Fasern erhalten bleibt. Beim Waschen mit Alkohol geschieht dies dadurch, dass dem Alkohol zumindest in der Endphase des Waschens Glyzerin zugesetzt wird. Beim Waschen mit Trichlortrifluoräthan wird weder Wasser noch Glyzerin entzogen. Beim Waschen mit dem Gemisch kann - je nach Alkoholanteil - eine geeignete Glyzerinmenge ebenfalls zugesetzt werden-, um die Glyzerinaufnahme zu verringern, zumindest in der Endphase des Waschens. In der Praxis ist auch eine "Reglyzerinifizierung't hierdurch in der Endphase eine praktikable Lösung, wenn ein an sich tolerables Auswaschen des Glyzerin vorher geschieht, was dann durch einen höheren Glyzerinzusatz, max. bis zur Sättigung der Waschflüssigkeit, in der letzten Phase des Waschens geschieht.
Es ist klar, dass das Prinzip der vorliegenden Erfindung, einen sanften Wasserentzug durch ein Gemisch von einer wasseraufnehmenden Flüssigkeit zu ermöglichen, auch mit anderen Kombinationen realisiert werden kann, die dann ebenfalls unter die Ansprüche dieses Patentes fallen, wenn es im Wesentlichen um das Ausnützen dieses Prinzips geht.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Reinigen von Hohlfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsflüssigkeit ein Gemisch aus einer nicht wasseraufnehmenden Komponente und einer wasseraufnehmenden Komponente ist.
2. Verfahren zum Reinigen von Hohlfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht wasseraufnehmende Komponente aus einem Fluorkohlenwasserstoff oder mehreren Fluorkohlenwasserstoffen besteht.
3. Verfahren zum Reinigen von Hohifasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht wasseraufnehmende Komponente aus einem Benzin oder mehreren Benzinen und/oder Petsolather und/oder Petrol besteht.
4. Verfahren zum Reinigen von Hohlfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wasseraufnehmende Komponente aus einem Alkohol oder mehreren Alkoholen besteht.
5. Verfahren zum Reinigen von Hohifasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wasseraufnehmende Komponente aus einem aliphatischen Keton oder mehreren aliphatischen Ketonen besteht.
6. Verfahren zum Reinigen von Hohifasern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Komponente oder jeder der beiden Komponenten an sich schon ein Gemisch aus zwei oder mehreren nicht-wasseraufnehmenden bzw. wasseraufnehmenden Bestandteilen ist.
7, Verfahren zum Reinigen von Hohl fasern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch azeotrop ist.
8, Verfahren zum Reinigen von Hohl fasern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch Glyzerin zugesetzt wird.
9. Verfahren zum Reinigen von Hohifasern nach den Ansprüchen 1, 2 und 4,dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch einerseits aus Trichlortrifluoräthan und anderseits aus Isopropanol oder Aethanol besteht, das nach Anspruch 7 auch in einem azeotropen Mischverhältnis zusammengesetzt sein kann.