DE3779635T2

DE3779635T2 - Verfahren zur entfernung eines virus durch verwendung einer poroesen hohlfasermembran.

Info

Publication number: DE3779635T2
Application number: DE8787111514T
Authority: DE
Inventors: Sei-Ichi Manabe; Masuo Satani
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1987-08-08
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2007-08-09
Also published as: US4816072A; JPH0450054B2; ES2032412T3; EP0302972A1; ZA875900B; US4808315A; DE3779635D1; EP0302949A1; EP0317676A1; ATE76779T1; JPH01148305A; EP0302949B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung eines Virus unter Verwendung einer porösen Membran aus hohlen Fasern. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung eines in einer wässerigen Proteinlösung enthaltenen Virus unter Verwendung einer porösen Membran aus hohlen Fasern, die durch ihre einzigartige Porenstruktur gekennzeichnet ist, wobei die innere und die äußere Membranoberfläche einen In-einer-Ebene durchschnittlichen Porendurchiuesser zwischen 0,01 bis 10 µm aufweisen und wobei die poröse Membranwand eine In-einer-Ebenen Porosität von nicht unter 10 % aufweist, gemessen in jeder Ebene, die lotrecht zu einer radialen Richtung des ringförmigen Querschnittes der hohlen Fasermembran liegt, wobei die In-einer-Ebene Porosität zumindest einen minimalen Wert zwischen den inneren und äußeren Membranoberflächen zeigt. Die neue hohle Fasermembran und das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesonders nützlich, da sie bei der Entfernung eines Virus die großen Vor teile mit sich bringen, daß gleichzeitig sowohl ein exzellenter Virusentfernungsprozentsatz als auch eine hohe Filtrationsgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Besprechung des Standes der Technik

Verfahren zur Entfernung von Viren aus wässerigen Lösungen unter Verwendung gleichmäßiger und symmetrischer Membranen (beispielsweise die mikroporöse, hohle Polyethylenfaser, die in USP 4401567 beschrieben ist) sind in den offengelegten Japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 60-142860, 60- 142861 und 61-168367 geoffenbart. Bei diesen vorbekannten Verfahren werden hohle Fasermembranen mit einer effektiven Dicke von 5 µm oder mehr und einer gleichmäßigen Porenstruktur zur Entfernung von Viren verwendet. Als ein Beispiel einer solchen hohlen Fasermembran kann eine mikroporöse hohle Polyethylenfaser erwähnt werden, die rechteckige Poren aufweist, die durch Mikrofibrillen gebildet sind, die in der Längsrichtung der Faser orientiert sind und verknüpfte Teile aufweisen, die zu den Mikrofibrillen im wesentlichen in rechtem Winkel stehen, wobei die durchschnittliche Breite der Poren im Bereich von 0,05 bis 0,35 µm liegt, die Poren sind von der inneren Wandoberfläche zur äußeren Wandoberfläche durchgängig und bilden eine stufenartige multicellulare Struktur. In den Beschreibungen dieser Japanischen Patentanmeldungen wurde der Effekt beschrieben, daß, wenn das Filtrat durch Filtrieren von HB-Antigen-positivem frischen menschlichen Plasma unter Verwendung der oben erwähnten hohlen Fasermembran erhalten wurde, durch Elektronenmikroskopie beobachtet wurde, daß kein Dane-Partikel mit einem Durchmesser von 0,042 µm entdeckt wurde. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß keine Beschreibung in Hinblick auf den tatsächlichen Virusentfernungsprozentsatz (das meßbare obere Limit des Virusentfernungsprozentsatzes durch Elektronenmikroskopie ist etwa 99 %) enthalten ist. Weiters kann, da in diesen Fällen der Transmembranendruck, der eine der Filterbedingungen darstellt 50 mm Hg oder weniger ist und die Filtrationsgeschwindigkeit extrem klein ist, diese Filterrnethode nicht kommerziell zum Entfernen von Viren verwendet werden. Darüberhinaus wird, da die Filtrationsgeschwindigkeit gering ist, die physiologische Aktivität des Filtrates extrem klein.
Andererseits wird in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr.61-254202 ein Verfahren zur Entfernung des Tabakmosaikvirus aus einer wässerigen ovalbuminhältigen Lösung unter Verwendung einer porösen hohlen Faser, hergestellt aus mit Kupferoxidammoniak regenerierter Zellulose mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,02 bis 0,2 µm und einer In-einer-Ebene Porosität von 10 % oder mehr, beschrieben. Es liegt bei diesem Verfahren der Virusentfernungsprozentsatz bei etwa 99 % und die Ovalbumin-Durchlässigkeit ist 43 %, was für die praktische Benutzung ungenügend ist. Die hohle Faser hat eine relativ gleichmäßige Porenstruktur.
Mit den oben erwähnten üblichen Methoden, bei denen asymmetrische oder gleichmäßige, symmetrische Porenmembranen verwendet werden, können hohe Virenentfernungsprozentsätze und hohe Filtrationsgeschwindigkeiten (oder hohe Durchlässigkeit für Proteine) nicht gleichzeitig erreicht werden. Die Proteindurchlässigkeit üblicher poröser Membranen beträgt etwa 50 %.
Im allgemeinen wird der Virusentfernungsprozentsatz durch Verkleinern des durchschnittlichen Porendurchmessers einer porösen Membran erhöht, doch wird dabei die Filtrationsgeschwindigkeit und die Proteinkonzentration im Filtrat herabgesetzt. Wenn der durchschnittliche Porendurchmesser erhöht wird, wird der Virenentfernungsprozentsatz auf 99 % und weniger abgesenkt, was für eine Membran, die zur Entfernung von Viren verwendet wird, ungenügend ist. Der Virusentfernungsprozentsatz, der üblicherweise für eine Virenentfernungsmembran gefordert wird, ist üblicherweise so hoch wie 99,99 bis 99,999999 %. So entsteht ein technisches Dilemma, da eine poröse Membran nicht gleichzeitig durch einen exzellenten Virusentfernungsprozentsatz und eine hohe Filtrationsgeschwindlgkeit gekennzeichnet sein kann, wenn sie zur Entfernung von Viren aus einer virenhältigen wässerigen Proteinlösung verwendet wird. Es wird daher gewilnscht, dieses Dilemma zu lösen und ein Verfahren zur Entfernung eines Virus unter Verwendung einer porösen hohlen Fasermembran zu entwickeln, das sowohl einen excellenten Virusentfernungsprozentsatz und eine hohe Filtrationsgeschwindigkeit hat.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf die Entwicklung eines Verfahrens zur Entfernung von Viren unter Verwendung einer hohlen porösen Fasermembran, die von Nachteilen, die übliche poröse Membranen unvermeidlich aufweisen, frei ist, haben die Erfinder ausführliche und intensive Studien angestellt, um diese Ziele zu erreichen. Als Resultat wurde unerwarteterweise gefunden, daß die Ziele durch ein Verfahren erreicht werden können, bei dem ein poröse hohle Fasermembran verwendet wird, die eine spezifische Porenstruktur aufweist, wobei die poröse Polymermembran eine In-einer-Ebene Porosität von nicht unter 10 % gemessen in jeder Ebene lotrecht auf eine radiale Richtung des ringförmigen Querschnittes der hohlen Fasermembran aufweist und eine In-einer-Ebene Porosität zeigt, die zumindest einen Minimalwert zwischen der inneren und der äußeren Membranoberfläche aufweist.
Es ist demgemäß ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem Viren aus einer wässerige Proteinlösung entfernt werden, das nicht nur bei einem Entfernen des Virus durch einen extrem hohen Virusentfernungsprozentsatz wirksam ist, sondern auch für das Erhalten des Proteins durch eine hohe Proteindurchlässigkeit, ohne daß dabei das Protein denaturiert wird.
Das vorstehend Gesagte und andere Ziele, Erscheinungsformen und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den angefügten Patentansprüchen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen leicht ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Endteiles einer erfindungsgemäßen porösen hohlen Fasermembran, wobei die Nr. 1 die poröse Polymerwand der porösen hohlen Fasermembran bezeichnet, Nr. 2 einen Teil eines querliegenden Querschnittes der porösen Polymerwand bezeichnet, Nr. 3 einen Teil eines längsliegenden Querschnittes der porösen Polymerwand bezeichnet und Nr. 4 einen Teil der äußeren Wandoberfläche der porösen hohlen Fasermembran bezeichnet;
Fig. 2 eine vergrößerte Schematische Ansicht eines rasterelektronenmikropischen Bildes des mit Nr. 2 in Fig.1 bezeichneten Teiles;
Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung einer rasterelektronenmikropischen Ansicht des in Fig. 1 mit Nr. 3 bezeichneten Teiles;
Fig. 4 eine vergrößerte schematische Darstellung einer rasterelektronenmikroskopischen Ansicht des in Fig. 1 mit Nr. 4 bezeichneten Teiles;
Fig. 5 ein Graph, der die Veränderung der In-einer-Ebene Porosität über dem Abstand der Ebene von der inneren Wandoberfläche für verschiedene Arten erfindungsgemäßer poröser, hohler Fasermembranen zeigt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entfernung von Viren aus wässerigen Proteinlösungen zeigt.

Detaillierte Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Viren, die in einer wässerigen Proteinlösung enthalten sind, und umfaßt das In-Kontakt-Bringen einer virushältigen wässerigen Proteinlösung mit einer porösen Membran aus hohlen Fasern mit einer porösen Polymerwand mit im wesentlichen ringförmigem Querschnitt und einem Hohlraum, der durch die innere Wandoberfläche der porösen Polymerwand definiert wird, wobei sich der Hohlraum in Längsrichtung der porösen Polymerwand erstreckt, wobei die poröse Polymerwand Poren aufweist, die Durchgänge bilden, die von der inneren Wandoberfläche zur äußeren Wandoberfläche der Polymerwand reichen, und wobei die innere und die äußere Wandoberfläche der porösen Polymerwand einen durchschnittlichen In-einer- Ebene Porendurchmesser von 0,01 bis 10 µm haben, wobei der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser der durchschnittliche Porendurchmesser ist, der in einer Ebene lotrecht zu einer radialen Richtung des ringförmigen Querschnittes gemessen wird, und wobei die poröse Polymerwand eine In- einer-Ebene Porosität von nicht unter 10 %, gemessen in jeder Ebene lotrecht auf eine radiale Richtung des ringförmigen Querschnittes aufweist, wobei sich die In-einer-Ebene Porosität kontinuierlich zwischen der inneren Wandoberfläche und der äußeren Wandoberfläche ändert, und wobei die In-einer- Ebene Porosität in der Nachbarschaft sowohl der inneren als auch der äußeren Wandoberfläche ansteigt, und zumindest einen Minimalwert zwischen der inneren und der äußeren Wandoberfläche hat, und wobei die In-einer-Ebene Porosität sowohl auf der inneren, als auch auf der äußeren Wandoberfläche zumindest das 1,5 fache des kleinsten Wertes der In-einer- Ebene Porosität im Inneren der porösen Polymerwand ist, wobei das In-Kontakt-Bringen der Lösung mit der Membran entweder auf der inneren oder auf der äußeren Wandoberfläche der porösen Polymerwand erfolgt, während ein Trans-Membran-Druck aufgebracht wird, was das Festhalten des in der wässerigen Proteinlösung enthaltenen Virus in der porösen, hohlen Fasermembran bewirkt, während der wässerigen Proteinlösung den Durchgang durch die poröse, hohle Fasermembran erlaubt wird.
Das charkteristischste Kennzeichen der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten porösen, hohlen Fasermembran liegt darin, daß die poröse, hohle Fasermembran eine poröse Polymerwand besitzt, die einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt und eine spezifische Porenstruktur aufweist. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete poröse, hohle Fasermembran weist folgende Porenstrukturkennzeichen auf:
(1) die durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmesser an der inneren und äußeren Wandoberfläche der porösen, hohlen Fasermembran, gemessen durch ein Rastelektronenmikroskop, liegen im Bereich von 0,01 bis 10 um;
(2) die In-einer-Ebene Porosität ist nicht kleiner als 10 % in jeder Ebene lotrecht auf eine radiale Richtung des ringförmigen Querschnittes;
(3) die In-einer-Ebene Porosität verändert sich kontinuierlich zwischen der inneren Wandoberfläche der porösen, hohlen Fasermembran und der äußeren Wandoberfläche der Membran, wobei die Porosität sowoh. in der Nachbarschaft der inneren als auch der äußeren Wandoberflöäche ansteigt, und zumindest einen Minimalwert zwischen der inneren und der äußeren Wandoberfläche einnimmt; und
(4) die In-einer-Ebene Porosität sowohl der inneren als auch der äußeren Wandoberfläche der porösen, hohlen Fasermembran ist zumindest das 1,5 fache des niedrigsten Wertes der In-einer-Ebenen Porosität innerhalb der porösen Polymerwand.
Der Ausdruck "durchschnittlicher In-einer-Ebene Porendurchmesser" wie er hier verwendet wird, entspricht einem Durchschnittswert de Porendurchmessers in einer Ebene innerhalb und an der porösen Polymerwand, wobei die Ebene rechtwinkelig zu einer radialen Richtung des ringförmigen Querschnittes der porösen Polymerwand liegt. Die "Ebene" schließt innere und äußere Wandoberflächen der porösen Polymerwand ein und schließt auch eine Ebene innerhalb der porösen Polymerwand ein, die parallel zu den inneren und äußeren Wandoberflächen der porösen Polymerwand liegt. Daher ist, genau gesagt, die Ebene nicht flach, sondern gekrümmt. Da jedoch die Messung durch Rasterelektronenphotomikrographie an einem extrem eng begrenzten Gebiet durchgeführt wird, wie dies später beschrieben werden wird, wird in dieser Erfindung aus Gründen der Vereinfachung der Ausdruck "Ebene" verwendet.
Ebenso steht der Ausdruck "In-einer-Ebene Porosität", wie er hier verwendet wird, für eine Porosität in einer Ebene innerhalb und an der porösen Polymerwand, wobei die Ebene lotrecht zu einer radialen Richtung des ringförmigen Querschnittes der porösen Polymerwand liegt. Die "Ebene" hat die gleiche Bedeutung, wie oben definiert.
Der Ausdruck "Minimalwert", wie er hier in Verbindung mit dem durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmesser und der In- einer-Ebene Porosität verwendet wird, soll einen Wert einer sich ändernden Größe bedeuten, der kleiner ist als irgendein Wert, der ihm unmittelbar vorausgeht oder folgt, in Übereinstimmung mit der Mathematik, wobei der Minimalwert nicht notwendigerweise gleich dem kleinsten Wert ist. Es ist jedoch in dem Fall, in dem es nur einen Minimalwert gibt, der kleinste Wert gleich dem Minimalwert. Ebenso soll der Ausdruck "Maximalwert", wie er hier in Verbindung mit dem durchschnittlichen In-einer-Ebene Durchmesser und der In-einer- Ebene Porosität verwendet wird, einen Wert einer sich ändernden Größe bedeuten, der größer ist als irgendein Wert, der ihm unmittelbar vorausgeht oder folgt, in Übereinstimmung mit der Mathematik, wobei der Maximalwert nicht notwendigerweise gleich ist dem größten Wert.
In den Fig. 1 bis 4 sind schematische Darstellungen zum Zwecke der Illustrierung der spezifischen Porenstruktur der hohlen porösen Fasermembran dargestellt. In Fig. 1 bezeichnet 1 die poröse Polymerwand der porösen hohlen Fasermembran, 2 bezeichnet einen Teil eines guerliegenden Querschnittes der porösen Polymerwand, 3 bezeichnet einen Teil eines längsliegenden Querschnitt der porösen Polymerwand und 4 bezeichnet einen Teil der äußeren Wandoberfläche der hohlen porösen Fasermembran. In Fig. 2 ist eine vergrößerte schematische Darstellung einer Rasterelektronenphotomikrographie des in Fig. 1 mit 2 bezeichneten Teils gezeigt. In Fig. 3 ist eine vergrößerte schematische Darstellung einer Rasterlektronenphotomikrograhie des in Fig. 1 mit 3 bezeichneten Teils gezeigt. In Fig. 4 ist eine vergrößerte schematische Darstellung einer Rasterelektronenphotomikrographie des in Fig. 1 mit 4 bezeichneten Teils gezeigt.
Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, sind Poren (leere Teile) gleichmäßig in der Oberfläche der porösen Polymerwand, aber ungleichmäßig über die Richtung der Dicke der porösen Polymerwand vorhanden, d.h., daß sich die In-einer-Ebene Porosität kontinuierlich zwischen der inneren Wandoberfläche und der äußeren Wandoberfläche ändert. Weiters steigt die In- einer-Ebene Porosität in der Nähe sowohl der inneren als auch der äußeren Wandoberfläche auf den Wert der In-einer-Ebene Porosität für sowohl die innere als auch die äußere Wandoberfläche und zeigt zumindest einen Minimalwert zwischen der inneren und der äußeren Wandoberfläche. Die In-einer-Ebene Porosität der inneren und äußeren Wandoberflächen ist zumindest 1,5 mal so groß wie der kleinste Wert der In-einer-Ebene Porosität innerhalb der porösen Polymerwand. Die soeben erläuterten Porenkennzeichen sind aus Fig. 5 besser erkennbar.
Fig. 5 zeigt einen Graph, der die Veränderung der In- einer-Ebene Porosität in Abhängigkeit vom Abstand der Ebene von der inneren Wandoberfläche (in dieser Beschreibung oft einfach als "Veränderung der In-einer-Ebene Porosität" genannt) für verschiedene Arten von erfindungsgemäßen hohlen porösen Fasermembranen zeigt. Die Kurve A zeigt die Veränderung der In-einer-Ebene Porosität für eine hohle poröse Faser mit zwei Minimalwerten der In-einer-Ebene Porosität. Die Kurve B zeigt die Änderung der In-einer-Ebene Porosität der hohlen porösen Faser des Beispieles 1 (weiter unten), die einen Minimalwert der In-einer-Ebene Porosität in einem Mittelteil zwischen der inneren und äußeren Wandoberfläche aufweist. Die Kurve C gibt die Veränderung der In-einer-Ebene Porosität für eine hohle poröse Faser an, die ähnlich der hohlen porösen Faser der Kurve B ist, da sowohl die hohle Faser der Kurve C als auch die der Kurve B einen Minimalwert der In-einer-Ebene Porosität aufweisen. Es ist jedoch die hohle Faser der Kurve C ähnlich der der Kurve A in ihrer Virusentfernungseffektivität, da beide dieser hohlen Fasern einen Minimalwert der In-einer-Ebene Porosität in einem Abschnitt aufweisen, der vom Mittelteil zur Seite der äußeren Wandoberfläche verlagert ist. Die Kurve A entspricht einer hohlen porösen Fasermembran, in der zwei Minimalwerte der In- einer-Ebene Porosität auftreten, wobei diese Minimalwerte im Bereich von etwa 10 % bis etwa 20 % liegen, d.h., die Minimalwerte sind klein. Bei einer solchen hohlen Fasermembran ist es wahrscheinlich, daß in den Teilen, in denen die In- einer-Ebene Porosität ein Mimimum ist, der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser extrem klein ist ist im Verglcich zu dem an der inneren und äußeren Wandoberfläche, so daß sich wahrscheinlich Hautbildung auftritt. Aus diesem Grund wird eine solche hohle Fasermembran obwohl sie eine etwas geringere Proteindurchlässigkeit (beispielsweise etwa 70 %) aufweist, für die Entfernung von Viren bevorzugt verwendet, da der Virenentfernungsprozentsatz besonders hoch (beispielsweise über 99,999999 %) ist.
Hohle poröse Fasermembranen, die verschiedene In-einer- Ebene Porositätsveränderungen aufweisen, können durch die Kontrolle verschiedener Bedingungen beim Herstellungsverfahren der hohlen porösen Fasermembran erhalten werden, d.h. sie können erhalten werden, indem man die Zusammensetzung der Spritzflüssigkeit und des Koagulationsbades, die Zeitdauer, während der die Spinnlösung in Kontakt mit der Spritzflüssigkeit und dem Koagulationsbad ist, u. ähnl. verschieden wählt.
Der Minimalwert der In-einer-Ebene Porosität kann mathematisch auf der Basis der Kurve bestimmt werden, die erhalten wird, wenn man die Membranwand in zehn Sektionen in radialer Richtung von der inneren Wandoberfläche der Membran zu der äußeren Wandoberfläche der Membran teilt und den Wert der In- einer-Ebene Porosität, wie er durch das später beschriebene Verfahren bestimmt wird, an jedem der Punkte über Z/d, wobei Z den Abstand von der inneren Wandoberfläche und d die Dicke der Membran bedeutet (siehe Fig. 5) aufträgt.
Die hohle poröse Fasermembran wird hauptsächlich aus einem Polymer hergestellt. Beispiele für das Polymer umschließen Homopolymere und Copolymere des Acrylonitrils, Sulfone, Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, Vinylacetat, Methylmethacrylat, Urethan, Styrol und Vinylalkohol; Polytrifluorochloroäthylen; Polytetrafluoroäthylen; Polyolefine wie Polyäthylen und Polypropylen; Polyamide; Polyester; Zelluloseacetat, Zellulosenitrat, Zellulosebutyrat und Zelluloseacetatbutyrat; regenerierte Zellulose; und Zellulose und Mucopolysaccharide. Die Zusammensetzung der porösen Polymerwand der hohlen Fasermembran kann 50 Gew.-% oder mehr eines Polymers und 50 Gew.-% oder weniger eines passenden Additivs, beispielsweise anorganische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht wie Siliziumdioxid und Aktivkohle und organische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, wie Plastifizierstoffe und oberflächenaktive Mittel enthalten.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der hohlen porösen Faser wird im folgenden beschrieben. In diesem Verfahren wird eine Spinnlösung eines Polymeren durch eine ringförmige Öffnung extrudiert, um ein Faserextrudat zu bilden, das einen Hohlraum aufweist, während simultan eine Injektionsflüssigkeit in den Hohlraum des Faserextrudats mittels eines Injektionsrohres, das in der Mitte der ringförmigen Öffnung angeordnet ist, eingespritzt wird. In diesem Fall soll das Faserextrudat unmittelbar in die Koagulationsflüssigkeit eingetaucht werden. Während des oben genannten Verfahrens erfolgt in der Wand des Faserextrudats durch die Wirkung der Inkektionsflüssigkeit und der Koagulationsflüssigkeit eine Mikrophasentrennung. Die Mikrophasentrennung erfolgt ursprünglich an den inneren und äußeren Wandoberflächen des Faserextrudats und schreitet ins Wandinnere fort. Der Ausdruck "Mikrophasentrennung", wie er hier verwendet wird, bedeutet einen Zustand, in dem eine polymerreiche Phase oder eine polymerarme Phase in Form von Partikeln mit einen Durchmesser von etwa 0,01 bis etwa 5 um in einer polymeren Lösung stabil verteilt wird. Zufolge der Bildung der Partikel verliert die Polymerlösung zuerst ihre Transparenz und erleidet graduell Koagulation und Regeneration. Die resultierende poröse Membran hat eine dadurch gekennzeichnete struktur, daß die Oberfläche eines gefrorenen Bruches der porösen Membran aus vielen Partikeln besteht, die miteinander verbunden sind und einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis einigen um (siehe Fig. 2 und 3) aufweisen.
Beim Herstellen der hohlen porösen Fasermembran, die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, ist es notwendig, daß die Spinnlösung frei von Blasen und ungelösten Rückständen ist, daß die Zusammensetzung der Spinnlösung genau eingehalten und die Temperatur der Spinnlösung strikt zwischen 10 und 40ºC, wünschenswerterweise bei einer Temperatur nahe der Umgebungstemperatur, gehalten wird und daß die Injektionsflüssigkeit, die vom Injektionsrohr im Mittelpunkt der Öffnung abgegeben wird und die Koagulationsflüssigkeit die gleiche oder ähnliche, genau kontrollierte Zusammensetzung aufweisen und daß deren Temperatur bei 10 bis 40ºC, bevorzugt bei einer Temperatur nahe der Umgebungstemperatur, gehalten wird. Das Verfahren zur Herstellung der hohlen porösen Fasermembran, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, wird im folgenden weiter erläutert, wobei ein Beispiel, bei dem eine Cuprammonium-regenerierte Zelluloselösung als Polymer verwendet wird. Die hohle poröse Fasermembran, die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird und andere Polymere verwendet, kann auf im wesentlichen die gleiche Weise, wie im folgenden beschrieben, hergestellt werden.
Zellulosefussel werden in einer Cuprammoniumlösung gelöst, sodaß der Zellulosegehalt zwischen 2 und 10 Gew.-% liegt, um eine Spinnlösung zu erhalten. Die Spinnlösung muß homogen und völlig gefiltert und entgast sein und die Zellulosekonzentration muß auf einem vorbestimmten Bereich innerhalb ± 0,05 Gew.-% während des Spinnens gehalten werden. Es soll sichergestellt sein, daß das Filtern der Spinnlösung komplett ist und daß so keine Verunreinigkeiten und ungelöste Zellulose in ihr enthalten sind. Die Temperatur der Spinnlösung wird auf einem vorbestimmten Punkt innerhalb ± 0,1ºC gehalten und die Temperatur der Atmosphäre der Spinnmaschine wird kontrolliert, damit sie keine Ungleichmäßigkeit in der Temperatur der Spinnlösung bewirkt. Hauptsächlich durch eine Veränderung der Zellulosekonzentration der Spinnlösung kann die In-einer-Ebene Porosität und der durchschnittliche In- einer-Ebene Porendurchmesser der inneren und äußeren Wandoberflächen der hohlen porösen Fasermembran verändert werden. Die so vorbereitete Spinnlösung wird aus der Öffnung (beispielsweise 2 mm Durchmesser) in einer festen Rate (beispielsweise 1,0 bis 5,0 ml/min) extrudiert. Dabei muß sichergestellt sein, daß keine 0ndulierung auftritt. Simultan mit dem Extrudieren der Spinnlösung wird eine Lösung, die eine Mikrophasentrennung bewirkt (beispielsweise ein ternäres System, das aus Aceton, Ammoniak und Wasser z.B. in einem Verhältnis von 35:1:50) der Spinnlösung als Injektionsflüssigkeit aus dem Injektionsrohr (beispielsweise 0,6 mm Durchmesser) in einer fixen Rate (beispielsweise 2,0 bis 20 ml/min) zugesetzt. Die Zusammensetzung und Temperatur der Injektionsflüssigkeit muß notwendigerweise zumindest so genau eingehalten werden, wie die der Spinnlösung. In diesem Zusammenhang kann durch Verändern der Zusammensetzung der Injektionsflüssigkeit nicht nur die In-einer-Ebene Porosität und der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser an der inneren Wandoberfläche, sondern auch in der Wand verändert werden. Das faserförmige Extrudat (der Innenteil ist die Injektionsflüssigkeit und der Außenteil die Spinnlösung) wird unmittelbar in das Koagulationsbad eingebracht. Die Zusammensetzung der Koagulationsflüssigkeit (ein ternäres System, bestehend beispielsweise aus Aceton, Ammoniak und Wasser) ist so zusammengesetzt, daß es identisch oder ähnlich dem der Injektionsflüssigkeit ist und die Zusammensetzung und Temperatur muß so genau wie die der Injektionsflüssigkeit eingehalten werden. Durch Veränderung der Zusammensetzung der Koagulationsflüssigkeit kann nicht nur die In-einer-Ebene Porosität und der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser der äußeren Wandoberfläche, sondern auch innerhalb der Wand verändert werden. Die Tiefe des Koagulationsbades und die Aufnahmegeschwindigkeit ist so eingestellt, daß das faserförmige Extrudat für ein festes Zeitintervall (beispielsweise 1 bis 30 min) im Koagulationsbad eingetaucht bleibt. Nach dem Aufnehmen wird die erhaltene Faser unter Verwendung einer wässerigen Lösung von Schwefelsäure mit einer Konzentration von 2 Gew.-%, gefolgt vom Waschen mit Wasser und Trocknen, einer Regeneration unterworfen.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete hohle poröse Fasermembran ist in der Lage, die Viren, die in einer wässerigen Proteinlösung enthalten sind, vollständig zu entfernen, auch wenn die Membran einen durchschnittlichen In- einer-Ebene Porendurchmesser an den inneren und äußeren Wandoberflächen der Membran aufweist, der größer ist als der Durchmesser der Viren, zufolge der oben genannten charakteristischen Porenstrukturen der Membran gemäß der Aufzählung (1) bis (4). Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete hohle poröse Fasermembran ist hocheffektiv beim Verhindern des Durchganges von Viren durch sie zufolge der Veränderung der Poreneigenschaften in radialer Richtung des ringförigen Querschnittes der Membran und zufolge des Existierens eines Minimalwertes der In-einer-Ebene Porosität in zumindest einem Abschnitt zwischen den inneren und äußeren Wandoberflächen, wie unter (3) beschrieben. Darüberhinaus beeinträchtigt die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete hohle poröse Fasermembran den Durchgang von Proteinen durch sie zufolge der oben unter (1), (2) und (4) erläuterten Kennzeichen der Porenstruktur nicht nachteilig. Daher ist beim Entfernen von Viren aus wässerigen Proteinlösungen die physiologische Aktivität des Proteins, das durch die Verwendung der gemäß der vorliegenden Erfidung verwendeten hohlen porösen Fasermembran erhalten worden ist, besonders hervorragend im Vergleich zur physiologsichen Aktivität von Protein, das durch übliche Verfahren gewonnen wird.
Die Proteinpermeabilität und die Proteindurchlässigkeitsrate der hohlen porösen Fasermembran kann verbessert werden, indem man die Porosität der Oberfläche der Membran von der das Protein eindringt, größer macht als im Inneren der Membranwand. So ist z.B., ohne daß das als Wandmaterial verwendete Polymer einen Einfluß hat, der Wert VA/VW, wobei VA die Permeabilität für eine 5 Gew.-%-ige Albuminlösung und VW die Permeabilität für gereinigtes Wasser darstellt, signifikant verbessert, wenn der Wert der In-einer-Ebene Porosität auf der Oberfläche der Membran, von der das Wasser und die Albumin-Lösung eindringt, zum niedrigsten Wert der In-einer- Ebene Porosität innerhalb der Membranwand, zumindest das 1,5-fache beträgt, im Vergleich mit dem Fall, wenn dieser Wert gleich 1 ist. Der Wert VA/VW wird bemerkenswert verbessert und wird manchmal verdoppelt oder mehr, wenn das oben erwähnte Verhältnis zumindest gleich 2 ist.
Vom Blickpunkt des weiteren Verbesserns der Fähigkeit, den Durchgang von Viren durch die Membrane zu verhindern, ist es bevorzugt, daß die poröse Polymerwand eine Porenstruktur aufweist, bei der sich der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser kontinuierlich zwischen der inneren Wandoberfläche und der äußeren Wandoberfläche ändert, sodaß von der inneren Wandoberfläche zur äußeren Wandoberfläche der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser zumindest zweimal abwechselnd abnimmt und zunimmt, wodurch er zumindest durch einen Minimalwert, einen Maximalwert und einen Minimalwert, in dieser Reihenfolge läuft, in kontinuierlicher Veränderung des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers zwischen der inneren und äußeren Wandoberfläche, wobei der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser in der Nähe der äußeren Wandoberfläche ansteigt und wobei der Wandteil der Membran eine Schichtstruktur aufweist, wie sie später beschrieben wird. Mit dem letzten Anstieg des oben genannten abwechselnden Abfalles und Anstieges des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers steigt der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser auf den Wert des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers an der äußeren Wandoberfläche.
Der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser in der porösen Polymerwand liegt im Bereich von 0,005 bis 10 um.
Der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser in einer Ebene, die ein Miminum des In-einer-Ebene Porositätswertes bezüglich der hohlen porösen Fasermembran der vorliegenden Erfindung aufweist, kann größer sein, als der Durchmesser der zu entfernenden Viren. Allgemein ist, wenn die Anzahl der Schichten, die die Schichtenstruktur des Wandteiles der vorliegenden hohlen porösen Fasermembran bilden, groß ist, auch dann, wenn der durchschnittliche In- einer-Ebene Porendurchmesser in der Ebene, die in Minimum des In-einer-Ebene Porositätswertes zeigt, etwa dem Doppelten des Durchmessers des Virus ist, die Membran in der Lage, den Durchgang des Virus durch sie hocheffizient zu verhindern. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete hohle poröse Fasermembran kann vorteilhafterweise eine Schichtenstruktur in Richtung der Wandstärke aufweisen, sodaß die Membran die folgenden Kennzeichen zeigt:
(1) In jedem Bereich jeder einzelnen Ebene, die parallel zu den inneren und äußeren Wandoberflächen verläuft, werden gleichmäßige Porenkennzeichen, wie Porendurchmesserverteilung und Porenkonfiguration beobachtet, jede solcher Ebenen entspricht etwa einer Filterfläche im Hinblick auf die Filtereigenschaften;
(2) in jeder einzelnen Ebene, die parallel zur inneren und äußeren Wandoberfläche verläuft, sind dje Poren zufällig verteilt oder nur in Richtung der Faserachse regulär angeordnet;
(3) die spezifische Porendurchmesserverteilung, der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser und die In- einer-Ebene Porosität können bezüglich jeder solcher Ebenen gemessen werden;
(4) jede dieser Ebenen hat unterschiedliche Porendurchmesserverteilung, unterschiedlichen durchschnittlichen Porendurchmesser und unterschiedliche In-einer-Ebene Porosität in Abhängigkeit vom Abstand in radialer Richtung des ringförmigen Querschnittes der Membranwand im Vergleich zur Ebene der inneren Wandoberfläche der Membran. Im Licht des Prinzips, das die Ausbildung der vorliegenden hohlen porösen Fasermembran leitet, entsprechen die oben erwähnten Ebenen einem Schnitt einer Schichte mit einer Dicke entsprechend der Formel: (2/ 6) x (2S&sub2;), wobei 2S&sub2; den Durchmesser der kleinen Partikel darstellt, die durch die Mikrophasentrennung, wie zuvor beschrieben, gebildet werden, wobei der Schnitt parallel zur Schichtoberfläche liegt. Es wird bevorzugt, daß die Anzahl der Schichten, die die poröse Polymerwand der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hohlen porösen Fasermembran bilden, im Bereich von etwa 10 bis etwa 300 liegt. Die Anzahl der Schichten ist bevorzugt nicht größer als etwa 300 vom Standpunkt, eine hohe Durchlässigkeit für Proteine und ähnliches zu sichern. Die "Anzahl von Schichten" wie sie hier verwendet wird, ist definiert als 6 d/4S&sub2;, wobei d die Wanddicke der Membran darstellt und S&sub2; dem oben definierten Wert entspricht. Andererseits wird eine Ebene lotrecht auf die Faserachse, die durch den Querschnitt durch die hohle poröse Fasermembran darstellbar ist, als eine schichtförmige Anhäufung von Partikel angenähert, die einen Durchmesser von 0,1 bis 2 um aufweisen.
Um den Durchgangswiderstand der Membran gegenüber Viren zu verbessern, wird bevorzugt, daß die durchschnittliche Scherrate des Filtrationsflusses an der inneren Wandoberfläche der hohlen Faser vergrößert wird. Wenn z.B. die Scherrate 1000 sec&supmin;¹ oder mehr ist, wird die Fähigkeit zum Verhindern des Durchganges von Viren auf etwa das 10-fache des Wertes vergrößert, der auftritt, wenn die Scherrate 0 ist.
Das Verhältnis des Maximalwertes des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers zum Minimalwert des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers bei der hohlen porösen Fasermembran der vorliegenden Erfindung liegt bevorzugt im Bereich von 1,2 bis 10, mehr bevorzugt von 1,2 bis 2. Die Existenz eines Maximalwertes des durchschnittlichen In- einer-Ebene Porendurchmessers ist vom Standpunkt der Erhöhung der Filtrationsrate einer wässerigen Proteinlösung wünschenswert. Sie ist auch wünschenswert vom Standpunkt der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der hohlen Fasermembran, da das einen Polster gegen eine mechanische Deformation der hohlen Fasermembran darstellt. Wenn jedoch der Maximalwert des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers zu groß ist, wird die Fähigkeit der Membran, den Durchgang von Viren durch sie zu verhindern, schlecht. Aus diesem Grund soll das oben erwähnte Verhältnis des Maximalwertes des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers zum Minimalwertes des durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessers vorzugsweise 10 oder weniger, besonders bevorzugt 2 oder weniger betragen.
Die Obergrenze der In-einer-Ebene Porosität der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hohlen porösen Faser, ist nicht begrenzt, liegt aber bevorzugt bei etwa 80 % vom Standpunkt einer leichten Herstellung der Membran.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete hohle Fasermembran hat bevorzugt eine Wanddicke von 10 bis 200 um. Wenn eine Membran mit einer Wanddicke unter 10 µm verwendet wird, wird der Virusentfernungsprozentsatz erniedrigt. Andererseits sinkt, wenn eine Membran mit einer Wanddicke über 200 µm verwendet wird, die Proteinpermeabilität und führt zu einem Absinken des Gewinnungswertes für Protein.
Die Bulk-Porosität der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hohlen Fasermembran liegt bevorzugt bei 30 bis etwa 75 %, mehr bevorzugt bei 40 bis etwa 75 %. Wenn die Bulk-Porosität steigt steigt die Permeationsrate für Protein. Das Verhältnis des Anstieges der Protein-Permeationsrate zum Anstieg der Bulk-Porosität wird groß wenn die Bulk- Pororsität 30 % oder mehr beträgt, und dieses Verhältnis wird noch größer, wenn die Bulk-Porosität 40 % oder mehr beträgt.
Andererseits wird die Eigenschaft der Membran im Hinblick auf die Virusentfernung schlecht, wenn die Bulk-Porosität mehr als etwa 75 % beträgt.
Die Anzahl der Poren, die sowohl an der inneren als der äußeren Oberfläche der Polymerwand der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hohlen porösen Fasermembran anwesend sind, liegt bevorzugt bei 10&sup6;/cm² oder mehr.
Der durchschnittliche scheinbare Porendurchmesser in der porösen Polymerwand liegt im Bereich von 14 bis 150 nm.
Wenn die Flüssigkeit, die der Virusentfernung unterworfen wird eine Proteinkonzentration von 3 % oder mehr hat, hat die Adsorption des Proteins am Polymer, das die Membrane bildet, einen großen Einfluß auf die Durchlässigkeit für das Protein, dessen Gewinnung und die Filtrationsrate. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß eine Membran aus hydrophilem Polymer einen großen VA/VW - Wert aufweist, was bevorzugt wird, wobei VA und VW die oben definierte Bedeutung haben.
Darüberhinaus ist es so, daß bei hohlen porösen Fasermembranen mit im wesentlichen gleichen In-einer-Ebene Porositäten und durchschnittlichen In-einer-Ebene Porendurchmessern an den inneren und äußeren Wandoberflächen eine hohle poröse Fasermembran, die durch ein Mikrophasentrennverfahren hergestellt worden ist, eine höhere Filtrationsrate und eine höhere Filtrationskapazität aufweist, als hohle poröse Fasermembranen, die durch andere Verfahren hergestellt worden sind, beispielsweise ein Verfahren, in dem eine Substanz mit niedrigem Molekulargewicht emulgiert und mit einer Polymerlösung gemischt wird, um eine Spinnlösung zu erhalten, wobei die erhaltene Lösung zu einer hohlen Faser versponnen und dann die Substanz mit niedrigem Molukarlgewicht aus der hohlen Faser entfernt wird. Es wird daher eine hohle poröse Fasermembran, die aus einem hydrophilen Polymer durch ein Mikrophasentrennverfahren hergestellt worden ist, bevorzugt zur Entfernung von Viren aus einer wässerigen Proteinlösung mit hoher Proteinkonzentration verwendet.
Blutplasma ist ein Beispiel einer wässerigen Lösung, die dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Entfernung von Viren unterzogen werden kann. Beim Entfernen von Viren aus Blutplasma, das eine Proteinkonzentration von 5 % und mehr aufweist, hat die chemische Struktur des Polymers, das die hohle poröse Fasermembran bildet, einen großen Einfluß auf die Eigenschaften der Membran. In diesem Zusammenhang wird eine Membran aus einem Polymer, das eine große Anzahl von Hydroxygruppen enthält, wie beispielsweise regenerierte Zellulose vom Standpunkt der Filtrationskapazität der Membran und der Gewinnung der Proteine bevorzugt. Eine Membran aus Cuprammonium-regenerierter Zellulose, hergestellt durch ein Mikrophasentrennverfahren, wird besonders bevorzugt.
Viren in menschlichem Blutplasma, beispielsweise Hepatitis-Viren, AIDS-Viren (Aquired Immune Deficiency Syndrome), etc. sind im allgemeinen hochinfektiös für Menschen und beeinflussen die menschlichen Körper nach der Infektion schwerwiegend. Es muß daher beim Entfernen dieser Viren aus dem menschlichen Blutplasma ein Entfernungsprozentsatz von 99,999 % bis 99,999999 % erreicht werden. Um Viren mit einem so hohen Entfernungsprozentsatz zu entfernen, wird bevorzugt eine hohle poröse Fasermembran verwendet, die eine Schichtstruktur, bestehend aus 10 oder mehr Schichten, aufweist, wobei das Verhältnis des Minimalwertes der In-einer-Ebene Porosität (%) zur Wanddicke (µm) im Bereich von 0,05 bis 2,0 liegt. Dabei wird eine Membran mit einer Schichtstruktur bestehend aus 100 oder mehr Schichten, mehr bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann passenderweise auf eine virushältige wässerige Proteinlösung, wie Plasma, insbesonders menschliches Plasma od.ähnl. angewandt werden. Die wässerige Proteinlösung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt werden soll, hat eine Proteinkonzentration von 0,5 bis 30 Gew.-% unter Berücksichtigung der gesamten Proteinkonzentration, wobei das Protein Teil der nützlichen Bestandteile der Lösung ist. Als Beispiele für solche wässerigen Proteinlösungen kann menschliches oder tierisches Blut oder Plasma, Materialien und Zwischenprodukte für Plasmaderivate, wässerige Lösungen, die Plasmaderivate enthalten, Wachstumshormone, Injektionen, die physiologisch aktive Substanzen, wie Wachstumshornione enthalten, Impfsstoffe u. ähnl., Zellkulturfluid, wässerige Produktlösungen in der Gärungsindustrie und Zwischenprodukte dafür, Diagnosemittel, Seren für die Zellkultur, Impfstoffe u.ähnl. genannt werden. Als Viren, die durch das erfindungsgemäße Verfahren entfernt werden können, können Hepatitisviren, AIDS-Viren, Grippe- Viren, Poliomyelitis-Viren u. ähnl. für Menschen und/oder Tiere pathogene Viren genannt werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine virenhältige wässerige Proteinlösung mit entweder der inneren Wandoberfläche oder der äußeren Wandoberfläche der hohlen porösen Fasermembranen in Kontakt gebracht. Der Kontakt der wässerigen Proteinlösung mit der Wandoberfläche der hohlen porösen Fasermembran kann entweder dadurch geschaffen werden, daß die Lösung entlang der Wandoberfläche fließen gelassen wird oder dadurch, daß die Lösung stationär auf die Wandoberfläche aufgebracht wird. Bei der Ultrafiltration, die beim erfindungsgemäßen Verfahren beteiligt ist, wird ein Transmembrandruck von etwa 0,1 bis 1 atm angewandt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Viren wirksam in der hohlen porösen Fasermembran gefangen und können so aus der wässerigen Proteinlösung, nicht nur mit einem extrem hohen Virusentfernungsprozentsatz, sondern auch mit einer hohen Proteinpermeabilität entfernt werden. Dadurch wird eine hohe Filtrationsgeschwindigkeit erreicht. Es soll weiters festgestellt werden, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das in der wässerigen Proteinlösung enthaltene Protein nicht denaturiert ist und daß keine Gefahr besteht, daß die biologische Aktivität des Proteins abgesenkt ist.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, wobei Viren aus einer wässerigen Proteinlösung entfernt werden. Eine Vielzahl (etwa 10.000) der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten hohlen Fasermembranen sind zu einem Modul gebündelt. Zwei Module sind mit F&sub1; und F&sub2; bezeichnet. Plasma von einer Mehrzahl von Personen ist im Tank T&sub1; enthalten. Die Temperatur des Plasmas wird auf etwa 4ºC gehalten. Das Plasma wird dem Modul F&sub1; oder F&sub2; durch eine Leitung L&sub1; durch Betätigung der Schalter S&sub4;, S&sub5; und S&sub1; in einer vorbestimmten Flußrate durch eine Pumpe P&sub1; (in diesem Fall fließt das Plasma in den Hohlraum der hohlen Fasermembran) zugeführt. Die Höhe des dem Modul F&sub1; oder F&sub2; aufgeprägten Drucks ist als Druckdifferenz der Drücke am Eingangsmanometer G&sub1; und am Auslaßmanometer G&sub2; und einer Vakuumleitung gegeben. Durch Betätigung des Schalters S&sub1; wird der Modul F&sub1; oder F&sub2; gewählt. Filtrat vom Modul F&sub1; oder F&sub2; fließt zu einem Tank T&sub2; über eine Leitung L&sub4; durch Betätigung eines Schalters S&sub3;. Restliches Filtrat fließt über eine Leitung L&sub2; und durch Betätigung eines Schalters S&sub4; über die Pumpe P&sub1; wieder zum Modul F&sub1; oder F&sub2;.
Durch Betätigung eines Schalters S&sub2; und den Betrieb einer Pumpe P&sub2; wird der Modul F&sub1; oder F&sub2; mit einer im Tank T&sub3; gelagerten Pufferlösung rückgewaschen. Der erste Teil der Flüssigkeit, der durch das Rückwaschen zurück in den Hohlraum der hohlen Fasermembranen fließt gelangt in die Leitung L&sub2;, und der spätere Teil der Flüssigkeit wird durch Betätigung der Schalter S&sub1; und S&sub5; über eine Leitung L&sub5; aus dem System gebracht. Dieses Verfahren bewirkt nicht nur das Rückwaschen der hohlen Fasern, sondern verhindert auch einen wesentlichen Anstieg der Proteinkonzentration in der Leitung L&sub2;, was es erlaubt, die Filtrationsgeschwindigkeit im Modul F&sub1; und F&sub2; stabil aufrecht zu erhalten, sodaß die Gewinnung einer virusfreien Proteinlösung mit hoher Wirksamkeit erfolgt.
Als Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens kann genannt werden: (1) Abtrennung von Viren aus menschlichem Plasma (Produktion von Plasma für Transfusionen), (2) Entfernen von Viren aus gesammeltem Plasma oder Plasmapräparaten (Herstellung von Plasmapräparaten), (3) Entfernen von Viren aus Medikamenten und wässerigen Lösungen, die bei der Gentechnologie verwendet werden, (4) Entfernen von Viren aus Zellkulturfluiden, (5) Entfernen von Viren aus Reagentien für klinische Labortests, (6) Entfernen von Viren aus Injektionsstoffen, (7) Entfernen von nicht-verwendbaren Viren bei der Herstellung von Impfstoffen oder der Konzentration von Viren. Es kann somit die vorliegende Erfindung in den Gebieten der Medizin, Biochemie, Haustierhaltung u.ähnl. verwendet werden.
In den Beispielen wurden der durchschnittliche In-einer- Ebene Porendurchmesser, die In-einer-Ebene Porosität, die Bulk-Porosität und der durchschnittliche scheinbare Porendurchmesser mit den folgenden Methoden bestimmt.

(1) Durchschnittlicher In-einer-Ebene Porendurchmesser (2 ) und In-einer-Ebene Porosität (Pre).

Wasser im Inneren einer hohlen porösen Fasermembran in nassem Zustand wird durch ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, z.B. Aceton, ersetzt, die hohle Fasermembran wird an der Luft getrocknet. Nach dem Trocknen wird die hohle Fasermembran in einem Polymerharz, beispielsweise einem Acrylharz, eingelagert, um eine in Harz eingelagerte hohle Faser zu erhalten. Unter Verwendung eines Ultramikrotoms (Ultratom III Type 8800, hergestellt und verkauft von LKB Ltd., Schweden) ausgerüstet mit einem Glasmesser, werden Schnitte lotrecht zu einer radialen Richtung der hohlen Faser in einer Dicke von etwa 1 um in radialer Richtung aus der harzumhüllten hohlen Faser geschnitten, in einer Mehrzahl von vorbestimmten Abständen in radialer Richtung von der inneren Wandoberfläche. Dann wird das Harz, das zum Einhüllen der hohlen Faser verwendet wurde, aus den Schnitten mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Chloroform entfernt. Dann wird von jedem Schnitt ein Elektronenmikrograph genommen.
Der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser (2 ) einer Ebene der Polymerwand in der hohlen Faser wird durch die Formel
2r = 2 ( 3 4) bestimmt,
worin 3 und 4 für die Formeln
stehen, wobei
r der Porenradius an der Oberfläche des Schnittes, der der Ebene ist und
N(r) eine Porenradiusverteilungsfunktion ist, die auf der Basis definiert ist, daß die Anzahl der Poren mit einem Porenradius im Bereich von r bis r + dr pro 1 cm² 0berflächenfläche des Schnittes als N(r)dr ausgedrückt wird.
Die Porenradiusverteilungsfunktion [N(r)] wird durch Elektronenphotomikrographie des Schnittes folgendermaßen bestimmt. Die Schnittfläche, auf der die Porenradiusverteilungsfunktion bestimmt werden soll, wird durch Rasterelektronenphotomikrographie abgebildet, davon wird ein vergrößerter Druck mit passender Größe (z.B. 20 cm x 20 cm) angefertigt. Auf dem so erhaltenen Druck werden 40 gerade Testlinien mit gleichem Abstand zueinander gezogen. Jede Linie schneidet eine Anzahl von Poren. Für jede Pore, die durch eine gerade Testlinie geschnitten wird, wird die Länge des Abschnittes der geraden Linie, der innerhalb der Pore liegt, gemessen. Unter Verwendung der Freguenzverteilungsfunktion bezüglich der so gemessenen Länge wird N(r) bestimmt, z.B. durch das Stereologieverfahren [siehe beispielsweise Norio Suwa, "Teiryo Keitaigaku (Quantitative morphology)" (published by Iwanami Shoten, Japan), S. 185-272].
Die In-einer-Ebene Porosität (Pre) einer Ebene der Polymerwand der hohlen Faser wird durch Berechnung aus folgender Formel
worin r und N(r) die oben definierte Bedeutung haben, bestimmt. Die Porenradiusverteilung [N(r)] wird auf die gleiche Weise wie oben bestimmt.

(2) Bulk-Porosität (Prp)

Wasser im Inneren einer hohlen porösen Fasermembran im nassen Zustand wird durch ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel, wie Aceton, ersetzt und die hohle Fasermembran wird an der Luft getrocknet. Nach dem Lufttrocknen wird die hohle Fasermembran in Vakuum weiter getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt der Membran auf 0,5 % oder weniger zu senken. Die Bulk-Porosität der Membran wird durch Berechnung aus folgender Formel erhalten:
Prp (%) = {1 - W/[ /4 x π(R&sub0;² - R&sub1;²) x 1]} x 100
wobei
Ri, Ro, 1 bzw. W den Innendurchmesser (cm) Außendurchmesser (cm), Länge (cm), und Gewicht (g) der hohlen Faser nach dem Vakuumtrocknen bedeuten und
die Dichte des Polymers, aus dem die hohle poröse Faser besteht, darstellt.

(3) Durchschnittlicher scheinbarer Porendurchmesser (2 f)

Wasser wird der inneren Wandoberfläche einer hohlen porösen Faser mit vorbestimmtem Transmembrandruck Δ P (cm Hg) zugeführt. Der Filtrationsstrom J (ml/cm²/sec) wird erhalten. Der durchschnittliche scheinbare Porendurchmesser (2 f) kann durch Berechnung aus folgender Formel, abgeleitet aus der Poiseuille-Gleichung, erhalten werden:
2 f = (cm) 4.6 x 10&supmin;² (ηJd/πPrpΔP)1/2
wobei:
d die Wanddicke (cm) der hohlen porösen Fasermembran;
η der Viskositätskoeffizient (centipoise);
Prp die Bulk-Porosität der hohlen porösen Fasermembran (%) und
J und ΔP die oben definierten Größen sind.
Die Erfindung wird nun detailliert unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben, wobei diese Beispiele den Bereich der Erfindung nicht begrenzen.

Beispiel 1

Zellulosefussel mit einem Viskositäts-durchschnittlichem Molekulargewicht von 1,50 x 10&sup5; wurden gemäß einer üblicherweise bekannten Methode hergestellt. Die vorbereiteten Zellulosefussel wurden in einer wässerigen Cuprammoniumlösung mit einer Ammoniak- und Kupferkonzentration von 6,8 Gew.-% und 3,1 Gew.-% gelöst, sodaß die Endkonzentration der Zellulosefussel in der erhaltenen Zelllosefussellösung 7,0 Gew.-% betrug. Dann wurde die Zellulosefussellösung filtriert, gefolgt vom Entgasen, wodurch eine Spinnlösung erhalten wurde. Die Spinnlösung wurde durch eine Spinnplatte mit einem Öffnungsdurchmesspr von 2 mm, einem äußeren Injektionsrohrdurchmesser von 0,8 mm und einem inneren Injektionsrohrdurchmesser von 0,6 mm in einer Abgaberate von 2,0 ml/min extrudiert, um ein Faserextrudat mit einer Bohrung zu ergeben, während simultan eine Injektionsflüssigkeit durch das Injektionsrohr im Zentrum der Öffnung in den Hohlraum mit einer Abgaberate von 5,0 ml/min eingespritzt wurde. Während dieses Verfahrens hatte sowohl die Spinnlösung als auch die Injektionsflüssigkeit eine Temperatur von 25º ± 0,1ºC. Als Injektionsflüssigkeit wurde eine Lösung, deren Zusammensetzung streng eingehalten wurde, verwendet, sodaß die Anteile von Wasser, Aceton und Ammoniak gewichtsmäßig 100,0 : 70,0 : 1,0 betrugen. Das Faserextrudat wurde unmittelbar in ein Koagulationsbad, das auf einer Temperatur von 25º + 0,1ºC gehalten wurde, eingebracht, wobei dessen Zusammensetzung genau eingehalten wurde, sodaß die Anteile von Wasser, Aceton und Ammoniak gewichtsmäßig 100,0 : 70,0 : 1,0 betrugen; es folgte Aufwickeln mit einer Geschwindigkeit von 7,0 m/min vom Bad. Im Koagulationsbad wurde das Faserextrudat, daß beim Extrudieren ein transparentes Blau aufwies, zunehmend weiß und zeigte den Eintritt einer Mikrophasentrennung, gefolgt von Koagulation, wodurch das Extrudat in hohler Faserform verfestigt wurde. Dann wurde die Faser in einer 2 Gew.-%-igen wässerigen Schwefelsäure bei 20ºC ± 0,1ºc regeneriert und sodann mit Wasser gewaschen, anschließend getrocknet. Die resultierende hohle Faser hatte einen ringförmigen Querschnitt und einen Außendurchmesser von 305 um, eine Wanddicke (d) von 30 um und einen Innendurchmesser von 245 um. Die In-einer- Ebene Porosität (Pre) in jeder Ebene lotrecht zu einer radialen Richtung des ringförmigen Querschnittes der hohlen Faser wurde gemessen, und über dem Abstand der Ebene von der inneren Wandoberfläche, dividiert durch die Wanddicke der hohlen Faser, aufgetragen und ergab die Kurve B der Fig. 5. Der Minimalwert von Pre (in diesem Fall war es auch der kleinste Wert) betrug 23 %, während die Pres an den inneren und äußeren Wandoberflächen der hohlen Faser jeweils etwa 60 % betrugen. Als ein Resultat der Untersuchung einer gefrorenen Bruchoberfläche (erhalten durch Einfrieren der Faser in flüssigem Stickstoff und Brechen in diesem) der hohlen Faser mittels eines Rasterelektronenmikroskopes wurde bestätigt, daß die hohle Faser der vorliegenden Erfindung einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser (2S&sub2;) von 0,50 um hatte. Weiters wurde als Resultat der Untersuchung von Ebenen parallel zur Membranoberfläche der hohlen Faser mittels eines Rasterelektronenmikroskopes bestätigt, daß die hohle Faser der vorliegenden Erfindung eine Schichtstruktur hat.
Die poröse Polymerwand der hohlen Faser hat eine Porenstruktur, bei der sich der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser kontinuierlich zwischen der inneren Wandoberfläche und der äußeren Wandoberfläche verändert, sodaß in einem Abstand von der inneren Wandoberfläche der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser abwechselnd abnimmt, und zweimal zunimmt, wodurch er einen Minimalwert (D&sub2;), einen Maximalwert (D&sub3;) und einen Minimalwert (D&sub4;), in dieser Reihenfolge, durchläuft. Der durchschnittliche In- einer-Ebene Porendurchmesser (D&sub1;) der inneren Wandoberfäche betrug 0,61 µm und der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser (D&sub5;) der äußeren Wandoberfläche betrug 0,60 um. D&sub3; war 0,15 um, D&sub3;/D&sub2; war 1,32 und D&sub3;/D&sub4; war 1,31. Die Bulk-Porosität der hohlen Faser betrug 48,2 %. Der scheinbare Porendurchmesser (2 f) betrug 50 nm. Mit dieser hohlen Faser wurde ein Filtrationstest durchgeführt, wobei als Modellsubstanz eines Virus eine 5 Gew.-%-ige wässerige Albuminlösung, die kolloidale Siliziumdioxidpartikel (Cataloid S180P, hergestellt und verkauft by Catalysts und Chemicals Industries Company limited, Japan) mit einer Partikelgröße von 70 bis 90 nm verwendet wurde. Der Filtrationstest wurde bei 31ºC durch Durchfließen der wässerigen Albuminlösung in der hohlen Faser mit einem Transmembrandruck von 200 mm Hg durchgeführt. Der Entfernungsprozentsatz (X) der kolloidalen Siliziumdioxidpartikel durch die hohle Faser wurde aus dem Verhältnis der Siliziumdioxidkonzentration (A) des Filtrates zu dem des Filtranden (B) bestimmt, welche Konzentrationen als Si-Konzentration durch Atomabsorptionsspektroskopie durch die Formel X = (1 - A/B) x 100 bestimmt wurde. Die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. Weiters wurde Filtrat zur Elektronenmikroskopie über ein kohlenstoffbeschichtetes Gitter gesprüht und dann die Existenz von Partikeln am Gitter mittels eines Elektronenmikroskopes überprüft. Als Resultat wurde das vollständige Fehlen der kolloidalen Siliziumdioxidpartikel bestätigt. Die Durchlässigkeit für Albumin betrug 98 %, wie durch Flüssigchromatographie gemessen wurde.

Beispiel 2

Zellulosefussel mit einem Viskositäts-durchschnittlichen Molekulargewicht von 2,00 x 10&sup5; wurde in der gleichen Cuprammoniumlösung wie in Beispiel 1 verwendet, gelöst, sodaß die Zellulosefusselkonzentration in der erhaltenen Zellulosefussellösung 8,0 Gew.-% betrug. Die Zellulosefussellösung wurde filtriert, entgast und ergab eine Spinnlösung. Aus dieser Spinnlösung wurde eine hohle poröse Fasermembran aus regenerierter Zellulose unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhalten. Die poröse Polymerwand der hohlen Faser hat im wesentlichen die gleiche Porenstruktur, wie im Beispiel 1 beschrieben. Bezüglich der Besonderheiten der Porenstruktur der hohlen Faser gilt: D&sub1; war 0,325 µm; D&sub5; war 0,310 µm; D&sub3; war 0,092 ,im; D&sub3;/D&sub2; war 1,40 und D&sub3;/D&sub4; war 1,38. Die In-einer-Ebene Porositäten an den inneren und äußeren Wandoberfächen der hohlen Faser betrugen 54 % bzw. 56 %. Der kleinste Wert der In-einer-Ebene Porositäten in zehn Ebenen, die in gleichem Abstand voneinander lotrecht zu einer radialen Richtung des ringförmigen Querschnittes der hohlen Fasern genommen wurden, betrug 17,5 % und die Bulk-Porosität war 45,0 %. Der durchschnittliche scheinbare Porendurchmesser (2 f) betrug 20 nm.
Mit dieser hohlen Faser wurde ein Filtrationstest auf im wesentlichen die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß kolloidale Siliziumdioxidpartikel (Cataloid SI45P, hergestellt und verkauft von Catalists and Chemicals Industries Company Limited, Japan) mit einem Partikeldurchmesser von 35-55 nm verwendet wurden. Die Resultate des Filtrationstests sind in Tabelle 1 angegeben. Die Albumindurchlässigkeit, die durch Flüssigchromatographie geniessen wurde, betrug etwa 98 %.
Darüber hinaus wurde unter Verwendung der hohlen Faser ein Virusentfernungstest mit Plasma aus hepatitis-B-viruspositivem Blut durchgeführt, wobei das Plasma eine totale Proteinkonzentration von 5,9 % und eine relative Konzentration des Hepatitis B-Virus von 1000 Einheiten DNA aufwies. D.h., daß das Plasma einer lotrechten Filtration unterzogen wurde, wobei das Plasma der hohlen Faser an deren einem Ende zugeführt wurde, während das andere Ende der hohlen Faser geschlossen wurde, mit einem Transmembrandruck von 100 mmHg. Die Filtrationsrate betrug 0,030 1/m&sub2; hrmm Hg. Die relative Konzentration des Hepatitis B-Virus im Filtrat in DNA-Größen wurde durch Hybridisierungsverfahren unter Verwendung eines Isotop-markierten cDNA-Codierens für den Hepatitis B-Virus bestimmt. Die relative Konzentration lag unter dem Empfindlichkeitsgrenzwert, wodurch die vollständige Entfernung des Virus aus dem Plasma bestätigt wurde. Darüberhinaus wurde die Durchlässigkeit für die Proteingesamtheit durch Flüssigchromatographie zu 90 % bestimmt.

Vergleichsbeispiel:

In den in Tabelle 2 angegebenen Gewichtsanteilen wurde Zellulosediacetat mit einem Acetylationsgrad von 54,2% und einem Polymerisationsgrad von 190 in einer Lösungsmittelmischung gelöst, die Aceton und Methanol in einem Gewichtsverhältnis von 5/1 aufwies und CaCl&sub2; 2H&sub2;0 und Cyclohexanol enthielt, wodurch eine Spinnlösug erhalten wurde. Unter den in Tabelle 2 angegebenen Spinnbedingungen wurde eine hohle Faser gesponnen. Die In-einer-Ebene Porositäten der inneren und äußeren Wandoberflächen der hohlen Faser betrugen 28 bzw. 15 % und die In-einer-Ebene Porositäten innerhalb der Wand der hohlen Faser betrugen 20 % oder mehr. Ein In-einer-Ebene Porositätsabfall von 20 bis 15 % wurde in der Wand in der Nähe der äußeren Wandoberfläche beobachtet. Der durchschnittliche In-einer-Ebene Porendurchmesser an der inneren Wandoberfläche und der äußeren Wandoberfläche der hohlen Faser betrugen 0,52 µm bzw. 0,54 µm. Die In-einer-Ebene Porositäten in der Wand der hohlen Faser hatten keinen Minimalwert, aber einen Maximalwert, der 0,60 um betrug. Der durchschnittliche scheinbare Porendurchmesser (2 f) betrug 35 nm. Mit dieser Faser wurde ein Filtrationstest unter Verwendung der gleichen kolloidalen siliziumdioxidhältigen wässerigen Albuminlösung, die im Beispiel 2 verwendet wurde, durchgeführt, auf im wesentlichen die gleiche Weise wie in Beispiel 2. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Partikelgröße* (nm) Entfernungsrate* (%) Filtrationsrate (l/(m² hr mmHg) Beispiel 1 Vergleichsbeispiel * des kolloidalen Siliziumdioxids Tabelle 2 Zusammensetzung der Spinnlösung Spinnbedingungen Spinndüse Cellulosediacetat Aceton/Methanol CaCl&sub2; 2H&sub2;O Cyclohexanol Öffnungsdurchmesser Außendurchmesser des Injektionsröhchens Abgaberate der Spinnlösung Temperatur der Spinnlösung Zusammensetzung der Injektionslösung: 50 Vol.-%-ige wässerige Methanollösung bei 25 ºC Abgaberate der Injektionslösung Zusammensetzung des Koagulationsbades: 50 Vol.-%-ige wässerige Methanollösung bei 25 ºC Temperatur des Koagulationsbades Abstand zwischen Spinndüsenöffnung und Koagulationsbadoberfläche: 100 mm Abzugsgeschwindigkeit

Claims

1. Verfahren zur Entfernung eines in einer wasserigen Proteinlösung enthaltenen Virus, umfassend das in Kontakt bringen einer virushältigen wässerigen Proteinlösung mit einer porösen Membran aus hohlen Fasern mit einer porösen Polynerwand mit im wesentlichen ringförmigern Querschnitt und einem Hohlraum, der durch die innere Wandoberfläche der porösen Polymerwand definiert wird, wobei sich der Hohlraum in Längsrichtung der porösen Polymerwand erstreckt, wobei die poröse Polymerwand Poren aufweist, die Durchgänge bilden, die von der inneren Wandoberfläche zur äußeren Wandoberfläche der Polymerwand reichen und wobei die innere und die außere Wandoberfläche der porösen Polymerwand einen In-einer-Ebene durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,01 bis 10 Mikrometer haben- wobei der In-einer-Ebene durchschnittliche Porendurchmesser der durchschnittliche Porendurchmesser ist, der in einer Ebene lotrecht zu einer radialen Richtung des ringfrömigem Querschnittes gemessen wird, und wobei die poröse Polymerwand eine In-einer-Ebene Porosität von nicht unter 10 %, gemessen in jeder Ebene lotrecht auf eine radiale Richtung des ringförmigen Querschnittes, aufweist, wobei sich die In-einer-Ebene Porosität kontinuierlich zwischen der inneren Wandoberfläche und der äußeren Wandoberfläche ändert und wobei die In- einer-Ebene Porosität in der Nachbarschaft sowohl der inneren als auch der äußeren Wandoberfläche ansteigt und zumindest einen Minimalwert zwischen der inneren und der äußeren Wandoberfläche hat und wobei die In-einer-Ebene Porosität sowohl auf der inneren als auch auf der äußeren Wandoberfläche zumindest das 1,5-fache des kleinsten Wertes der In-einer-Ebene Porosität im Inneren der porösen Polymerwand ist, wobei das in Kontakt bringen der Lösung mit der Membran entweder auf der inneren oder auf der äußeren Wandoberfläche der porösen Polymerwand erfolgt während ein Trans-Membrandruck aufgebracht wird, was das Festhalten des in der wässerigen Proteinlösung enthaltenen Virus in der porösen, hohlen Fasermembran bewirkt, während es der wässerigen Proteinlösung den Durchgang durch die poröse, hohle Fasermembran erlaubt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die poröse Polymerwand eine Porenstruktur aufweist, bei der der In- einer-Ebene durchschnittliche Porendurchmesser sich zwischen der inneren und der äußeren Wandoberfläche kontinuierlich so ändert, daß, ausgehend von der inneren Wandoberfläche der In-einer-Ebene durchschnittliche Porendurchmesser abwechselnd zumindest zweimal abnimmt und ansteigt, wodurch zumindest ein minimaler, ein maximaler und ein minimaler Wert des In-einer-Ebene durchschnittlichen Porendurchmessers zwischen der inneren und der äußeren Wandoberfläche in dieser Reihenfolge auftritt, wobei der In-einer-Ebene durchschnittliche Porendurchmesser in der Nachbarschaft der äußeren Wandoberfläche ansteigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Polymerwand eine mehrschichtige Struktur aufweist, wobei mehrere Schichten in Richtung der Dicke der Polymerwand angeordnet sind.

4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer aus der Gruppe bestehend aus Homopolymeren und Copolymeren des Acrylonitrils, Sulfons, Vinylidenchlorids, Vinylchlorids, Vinylacetats, Methylmethacrylats, Urethans, Styrols und Vinylalkohols; Polytrifluorochloroethylen; Polytetrafluoroethylen; Polyolefine; Polyamide; Polyester; Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Cellulosebutyrat, und Celluloseacetatbutyrat; regenerierte Cellulose; und Cellulose und Mucopolysaccharide.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Polymer ein hydrophiles Polymer ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das hydrophile Polymer regenerierte Cellulose ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die poröse Polymerwand eine Wandstärke von 10 bis 200 Mikrometer und eine Blockporosität von 30 bis 75 % hat, und wobei der Maximalwert des In-einer-Ebene durchschnittlichen Porendurchmessers nicht größer ist als das 10-fache des Minimalwertes des In-einer-Ebene durchschnittlichen Porendurchmessers.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis des minimalen Wertes der In-einer-Ebene Porosität (%) zur Wanddicke (Mikrometer) der porösen Polymerwand im bereich von 0,05 bis 2 liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die In-einer-Ebene Porosität sowohl an der inneren als auch an der äußeren Wandoberfläche zumindest das Zweifache des niedrigsten Wertes der In-einer-Ebene Porosität im Inneren der porösen Polymerwand beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die poröse hohle Fasermembrane durch ein Mikrophasenseparationsverfahren hergestellt ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die wässerige Proteinlösung eine Proteinkonzentration von 0,5 bis 30 Gew.-% hat.