EA040896B1 - HOLLOW FIBER MEMBRANE WITH IMPROVED SEPARATING CAPABILITY AND OBTAINING OF HOLLOW FIBER MEMBRANE HAVING IMPROVED SEPARATING CAPABILITY - Google Patents

HOLLOW FIBER MEMBRANE WITH IMPROVED SEPARATING CAPABILITY AND OBTAINING OF HOLLOW FIBER MEMBRANE HAVING IMPROVED SEPARATING CAPABILITY Download PDF

Info

Publication number
EA040896B1
EA040896B1 EA201991405 EA040896B1 EA 040896 B1 EA040896 B1 EA 040896B1 EA 201991405 EA201991405 EA 201991405 EA 040896 B1 EA040896 B1 EA 040896B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
membrane filter
chamber
fiber membranes
Prior art date
Application number
EA201991405
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Торстен Келлер
Михаэль ПАУЛЬ
Роланд Зандер
Original Assignee
Фрезениус Медикал Кэр Дойчланд Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фрезениус Медикал Кэр Дойчланд Гмбх filed Critical Фрезениус Медикал Кэр Дойчланд Гмбх
Publication of EA040896B1 publication Critical patent/EA040896B1/en

Links

Description

Тема изобретенияInvention theme

Изобретение относится к половолоконным мембранам, содержащим материал на основе полисульфона и поливинилпирролидона, которые имеют улучшенные характеристики разделения, в частности улучшенную способность разделения веществ в диапазоне средних молекулярных масс и учтенную селективность в отношении отделения веществ в диапазоне высоких молекулярных массThe invention relates to hollow fiber membranes containing a material based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone, which have improved separation characteristics, in particular an improved ability to separate substances in the range of medium molecular weights and take into account the selectivity in relation to the separation of substances in the range of high molecular weights

Кроме того, изобретение относится к способу получения половолоконных мембран, содержащих материал на основе полисульфона и поливинилпирролидона.In addition, the invention relates to a method for producing hollow fiber membranes containing a material based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone.

Далее, изобретение относится к половолоконному мембранному фильтру, содержащему половолоконные мембраны с однородными характеристиками проницаемости.Further, the invention relates to a hollow fiber membrane filter comprising hollow fiber membranes with uniform permeability characteristics.

В частности, изобретение относится к способу стерилизации половолоконных мембран из материала на основе полисульфона и поливинилпирролидона.In particular, the invention relates to a method for sterilizing hollow fiber membranes made from a material based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone.

Уровень техникиState of the art

Половолоконные мембраны широко применяются в очистке жидкостей. В частности, половолоконные мембраны имеют применение в медицинской технике для очистки воды и очистки крови при диализе пациентов с заболеваниями почек. Соответствующие половолоконные мембраны объединяют в пучки половолоконных мембран в фильтровальных модулях. Этот тип фильтровальных модулей для очищения крови производится в промышленном масштабе.Hollow fiber membranes are widely used in liquid purification. In particular, hollow fiber membranes have applications in medical technology for water purification and blood purification in dialysis patients with kidney disease. The respective hollow fiber membranes are combined into bundles of hollow fiber membranes in filter modules. This type of filter modules for blood purification is produced on an industrial scale.

Половолоконные мембраны, используемые для очистки крови, часто состоят из полисульфона (PSU) и поливинилпирролидона (PVP), поскольку оказалось, что эти материалы предпочтительно являются гемосовместимыми и поэтому с медицинской точки зрения являются предпочтительными при очистке крови, особенно в гемодиализе. Основные принципы получения половолоконных мембран, а также их получение описаны в документах предшествующего уровня техники: Marcel Mulder; Principles of Membrane Technology; Kluwer Academic Publisher 1996; Chapter III, Preparation of synthetic membranes EP 0168783 WO2007/128440Hollow fiber membranes used in blood purification often consist of polysulfone (PSU) and polyvinylpyrrolidone (PVP) because these materials have been found to be preferentially hemocompatible and therefore medically preferred in blood purification, especially in hemodialysis. The basic principles for obtaining hollow fiber membranes, as well as their preparation, are described in documents of the prior art: Marcel Mulder; Principles of Membrane Technology; Kluwer Academic Publisher 1996; Chapter III, Preparation of synthetic membranes EP 0168783 WO2007/128440

Согласно способам, описанным в предшествующем уровне техники, готовят прядильный раствор, который содержит гидрофобный материал на основе полисульфона и гидрофильный полимер на основе винилпирролидона, в частности, поливинилпирролидон, один или более растворителей и при необходимости добавки. В качестве растворителей могут служить полярные апротонные растворители, в частности, диметилацетамид, N-метилпирролидон, диметилформамид или диметилсульфоксид.According to the methods described in the prior art, a dope is prepared which contains a polysulfone-based hydrophobic material and a vinylpyrrolidone-based hydrophilic polymer, in particular polyvinylpyrrolidone, one or more solvents and, if necessary, additives. Suitable solvents are polar aprotic solvents, in particular dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide or dimethylsulfoxide.

Прядильный раствор может также содержать небольшие количества добавок, например, полярные протонные растворители, например, воду.The dope may also contain small amounts of additives, such as polar protic solvents such as water.

Прядильную массу экструдируют через круглую фильеру. При этом фильера имеет внутреннее отверстие, через которое пропускается осадитель, который соэкструдируется вместе с прядильной массой. Прядильная масса экструдируется через кольцевой зазор, окружающий внутреннее отверстие, с образованием полого волокна, в просвет которого введен осадитель. Затем сформованное волокно вводят в осадительную ванну, в которой находится дополнительный осадитель, так что образуется мембранная структура в результате инверсии фазы и осаждения с образованием половолоконной мембраны. В качестве осадителей служит вода или смеси протонных и апротонных растворителей, в частности, вода и диметилацетамид, N-метилпирролидон, диметилформамид или диметилсульфоксид. Затем полученную половолоконную мембрану проводят через промывочные ванны, сушат и наматывают на барабан. С барабана половолоконные мембраны могут сниматься в виде пучков полых волокон. Для изготовления половолоконных мембранных фильтров такие пучки полых волокон вводят в корпус, предпочтительно цилиндрический корпус. Концы пучка половолоконных мембран заделывают в заливочную массу, а открытые концы полых волокон лежат свободно. Заливочная масса образует изолирующую зону между внутренней частью половолоконных мембран, корпусом и областью, окружающей половолоконные мембраны. В результате в готовом половолоконном мембранном фильтре образуется первая камера, которая охватывает области впуска и выпуска концов пучка половолоконных мембран, а также внутренний объем половолоконных мембран. Соответственно, вторая камера образована областью в промежуточном пространстве между половолоконными мембранами и между стенкой корпуса и половолоконными мембранами. Отверстия для текучих сред в корпусе половолоконного мембранного фильтра позволяют подводить жидкости и газы в первую и/или вторую камеру половолоконного мембранного фильтра и отводить из них.The spinning mass is extruded through a circular die. In this case, the spinneret has an internal opening through which the precipitant is passed, which is co-extruded together with the spinning mass. The spinning mass is extruded through the annular gap surrounding the inner hole, with the formation of a hollow fiber, in the lumen of which is introduced a precipitator. Then, the spun fiber is introduced into a spinning bath containing an additional precipitant so that a membrane structure is formed by phase inversion and precipitation to form a hollow fiber membrane. Suitable precipitants are water or mixtures of protic and aprotic solvents, in particular water and dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide or dimethylsulfoxide. The resulting hollow fiber membrane is then passed through washing baths, dried and wound on a drum. The hollow fiber membranes can be removed from the drum in the form of bundles of hollow fibers. For the manufacture of hollow fiber membrane filters, such bundles of hollow fibers are inserted into a housing, preferably a cylindrical housing. The ends of the bundle of hollow fiber membranes are embedded in the casting mass, and the open ends of the hollow fibers lie freely. The potting compound forms an insulating zone between the inside of the hollow fiber membranes, the housing and the area surrounding the hollow fiber membranes. As a result, a first chamber is formed in the finished hollow fiber membrane filter, which covers the inlet and outlet regions of the ends of the bundle of hollow fiber membranes, as well as the internal volume of the hollow fiber membranes. Accordingly, the second chamber is formed by a region in the intermediate space between the hollow fiber membranes and between the housing wall and the hollow fiber membranes. Fluid openings in the hollow fiber membrane filter housing allow liquids and gases to be introduced into and/or removed from the first and/or second chamber of the hollow fiber membrane filter.

При этом по меньшей мере одно отверстие для текучих сред образует впуск в первую камеру половолоконного мембранного фильтра. По меньшей мере одно отверстие для текучих сред образует впуск во вторую камеру половолоконного мембранного фильтра. При необходимости, в зависимости от цели применения получаемого половолоконного мембранного фильтра, можно предусмотреть дополнительные впускные и выпускные отверстия в первой или второй камере. Половолоконные мембранные фильтры, предназначенные для экстракорпоральной очистки крови, обычно имеют одно первое и одно второе отверстие для текучих сред в первой камере фильтровального модуля и одно первое и одно второе отверстие во второй камере фильтровального модуля. Таким образом, текучие среды, в частности, жидкости или газы, могут добавляться или удаляться из камеры половолоконного мембранного фильтра через первое отверстие в зависимости от направления течения, или могут подаваться или выпускаться из камерыAt the same time, at least one fluid opening forms an inlet to the first chamber of the hollow fiber membrane filter. The at least one fluid port forms an inlet to the second chamber of the hollow fiber membrane filter. If necessary, depending on the purpose of the resulting hollow fiber membrane filter, it is possible to provide additional inlet and outlet openings in the first or second chamber. Hollow fiber membrane filters for extracorporeal blood purification typically have one first and one second fluid ports in the first chamber of the filter module and one first and one second port in the second chamber of the filter module. Thus, fluids, in particular liquids or gases, may be added to or removed from the chamber of the hollow fiber membrane filter through the first opening depending on the direction of flow, or may be supplied or discharged from the chamber.

- 1 040896 половолоконного мембранного фильтра через второе отверстие в соответствии с направлением течения.- 1 040896 hollow fiber membrane filter through the second hole according to the direction of flow.

Для половолоконных мембранных фильтров, предназначенных для медицинских целей, в частности, предназначенных для очистки крови пациентов с больными почками, после процесса изготовления половолоконных мембран и формирования фильтра обычно проводится один или несколько этапов промывки и стерилизации, чтобы очистить и стерилизовать половолоконные мембраны для медицинского применения.For hollow fiber membrane filters intended for medical purposes, in particular for purifying the blood of patients with diseased kidneys, after the manufacturing process of the hollow fiber membranes and filter formation, one or more washing and sterilization steps are usually carried out to clean and sterilize the hollow fiber membranes for medical use.

В уровне техники известны соответствующие способы, в которых половолоконные мембраны в половолоконных мембранных фильтрах подвергают этапам промывки и стерилизации. В частности, одним известным способом стерилизации половолоконных мембран и половолоконных мембранных фильтров является тепловая стерилизация воздухом, водой или водяным паром половолоконных мембранных фильтров. Под тепловой стерилизацией понимается стерилизация текучими средами (например, водой, воздухом, водяным паром или их смесями) при температуре выше 100°С. Тепловая стерилизация преимущественно чистым водяным паром называется также паровой стерилизацией. Соответствующий метод стерилизации диализаторов описан в документе DE 3936785 С1. Согласно способу, описанному в DE 3936785 С1, диализаторы подвергают процессу промывки, а затем процессу стерилизации. В процессе стерилизации диализаторы промываются горячей водой или водяным паром, нагретым до температуры выше 121°С.Appropriate methods are known in the prior art in which hollow fiber membranes in hollow fiber membrane filters are subjected to washing and sterilization steps. In particular, one known method for sterilizing hollow fiber membranes and hollow fiber membrane filters is heat sterilization with air, water or steam of hollow fiber membrane filters. Thermal sterilization refers to sterilization with fluids (eg water, air, steam or mixtures thereof) at temperatures above 100°C. Thermal sterilization with predominantly pure water vapor is also called steam sterilization. A suitable sterilization method for dialyzers is described in DE 3936785 C1. According to the method described in DE 3936785 C1, dialyzers are subjected to a washing process and then a sterilization process. During the sterilization process, dialyzers are washed with hot water or steam heated to a temperature above 121°C.

Другими известными в уровне техники способами стерилизации фильтровальных модулей являются паровая стерилизация в вакууме, стерилизация с использованием стерилизующих газов, например, этиленоксида, облучение ионизирующим или радикалообразующим излучением, как, например, излучение электронов или гамма-излучение.Other methods known in the art for sterilizing filter modules are vacuum steam sterilization, sterilization using sterilizing gases such as ethylene oxide, irradiation with ionizing or radical-forming radiation, such as electron radiation or gamma radiation.

Было показано, что паровая стерилизация в вакууме из-за переменной тепловой нагрузки отрицательно сказывается на стабильности подлежащих стерилизации половолоконных мембран. В процессе паровой стерилизации в вакууме чередуются технологические этапы обработки паром и вакуумирования стерилизационной камеры. На каждом этапе вакуумирования температура стерилизационной камеры и половолоконного мембранного фильтра неизбежно снижается намного ниже, чем на этапе обработки паром. Таким образом, половолоконный мембранный фильтр подвергается непрерывно изменяющему расширению материала.Vacuum steam sterilization has been shown to adversely affect the stability of the hollow fiber membranes to be sterilized due to the variable heat load. In the process of steam sterilization in a vacuum, the technological stages of steam treatment and evacuation of the sterilization chamber alternate. At each stage of evacuation, the temperature of the sterilization chamber and the hollow fiber membrane filter inevitably drops much lower than during the steaming stage. Thus, the hollow fiber membrane filter is subjected to a continuously changing expansion of the material.

Недостатком является то, что в процессе вакуумной стерилизации паром в материале могут возникнуть напряжения. Соответственно, это сильно усложняет выбор материала, а также предъявляет высокие требования к обработке и конструкции половолоконного мембранного фильтра.The disadvantage is that during the vacuum steam sterilization process, stresses can occur in the material. Accordingly, this greatly complicates the choice of material, and also places high demands on the processing and design of the hollow fiber membrane filter.

Стерилизация ионизирующим излучением, как, например, гамма-излучение или излучение электронов, связана с высокими затратами на оборудование и приводит к большому дополнительному времени обработки.Sterilization with ionizing radiation, such as gamma radiation or electron radiation, is associated with high equipment costs and leads to a large additional processing time.

Стерилизация этиленоксидом также требует огромных технологических затрат из-за токсичности этиленоксида. Кроме того, после стерилизации необходимо длительная фаза полного удаления этиленоксида.Ethylene oxide sterilization also requires huge process costs due to the toxicity of ethylene oxide. In addition, after sterilization, a long phase of complete removal of ethylene oxide is necessary.

Тепловая стерилизация, проведенная в соответствии с DE 3936785 С1, которая была реализована через стадии промывки и стерилизации водой и/или водяным паром, показала себя лучше по сравнению с другими упомянутыми способами стерилизации с точки зрения оборудования и технологии процесса. В частности, было обнаружено, что тепловая стерилизация водой и/или водяным паром превосходит методы стерилизации путем облучения или обработки газом в отношении гемосовместимости стерилизованных половолоконных мембран.Thermal sterilization carried out in accordance with DE 3936785 C1, which was carried out through the steps of washing and sterilization with water and/or steam, proved to be superior compared to the other sterilization methods mentioned in terms of equipment and process technology. In particular, heat sterilization with water and/or steam has been found to be superior to sterilization methods by irradiation or gassing with respect to the hemocompatibility of the sterilized hollow fiber membranes.

Однако оказалось также, что для полисульфоновых мембран, которые содержат поливинилпирролидон, способ паровой стерилизации, указанный в DE 3936785 С1, может отрицательно сказаться на клиренсе половолоконных мембран. Предполагается, что операция промывки в ходе процесса стерилизации повышает подвижность PVP, присутствующего на половолоконной мембране. Под действием капиллярных сил пор мембраны ставший подвижным PVP втягивается в поры половолоконной мембраны и сужает или блокирует поперечное сечение пор. Это приводит к тому, что при применении для фильтрации доступно меньшее сечение пор. Соответственно, отложения PVP в порах ухудшают характеристики проницаемости половолоконных мембран.However, it has also turned out that for polysulfone membranes that contain polyvinylpyrrolidone, the steam sterilization method specified in DE 3936785 C1 can have a negative effect on the clearance of hollow fiber membranes. It is believed that the washing operation during the sterilization process increases the mobility of the PVP present on the hollow fiber membrane. Under the action of the capillary forces of the pores of the membrane, the PVP that has become mobile is drawn into the pores of the hollow fiber membrane and narrows or blocks the cross section of the pores. This results in a smaller pore cross section being available for filtration applications. Accordingly, deposits of PVP in the pores degrade the permeability characteristics of hollow fiber membranes.

Ухудшению проницаемости половолоконных мембран, вызванному операцией стерилизации, пытались противодействовать путем надлежащей адаптации производства половолоконных мембран. В результате оказалось, что при этом расширялось распределение по размерам пор половолоконной мембраны, что является недостатком. Распределение по размерам пор половолоконных мембран оказывает непосредственное влияние на селективность половолоконных мембран.The deterioration of the permeability of the hollow fiber membranes caused by the sterilization operation has been attempted to be counteracted by appropriate adaptation of the production of the hollow fiber membranes. As a result, it turned out that the pore size distribution of the hollow fiber membrane was expanded, which is a disadvantage. The pore size distribution of hollow fiber membranes has a direct effect on the selectivity of hollow fiber membranes.

Кроме того, из способа согласно DE 3936785 С1 следует, что в прежних способах в процессе стерилизации водой или водяным паром из-за присутствия PVP в половолоконном мембранном фильтре половолоконные мембраны могли слипаться в диализаторе. Это не является недостатком с точки зрения требуемой стерильности. Однако оказалось, что такие слипшиеся половолоконные мембраны приводят из-за процесса стерилизации к неоднородным рабочим характеристикам половолоконных мембран в полово- 2 040896 локонном мембранном фильтре. В частности, было обнаружено, что зоны половолоконного мембранного фильтра, в которых половолоконные мембраны скучивались в процессе стерилизации, имеют меньшую проницаемость по сравнению с зонами без скучивания половолоконных мембран.In addition, from the method according to DE 3936785 C1 it follows that in the previous methods during sterilization with water or steam, due to the presence of PVP in the hollow fiber membrane filter, the hollow fiber membranes could stick together in the dialyzer. This is not a disadvantage in terms of the required sterility. However, such adherent hollow fiber membranes have been found to lead, due to the sterilization process, to non-uniform performance of the hollow fiber membranes in the hollow fiber membrane filter. In particular, it has been found that zones of a hollow fiber membrane filter in which the hollow fiber membranes are clumped during the sterilization process have a lower permeability compared to zones without clumping of the hollow fiber membranes.

Учитывая этот аспект, имеются основания усовершенствовать операции промывки и стерилизации в способе паровой стерилизации половолоконного мембранного фильтра таким образом, чтобы предотвратить скучивание половолоконных мембран в модуле половолоконных мембран и, кроме того, избежать сужения или закупорки пор подвижным осажденным PVP и одновременно сохранить высокую стерильность и гемосовместимость половолоконных мембран и половолоконного мембранного фильтра.Considering this aspect, there is reason to improve the washing and sterilization operations in the method of steam sterilization of the hollow fiber membrane filter in such a way as to prevent the crowding of the hollow fiber membranes in the hollow fiber membrane module and, in addition, avoid constriction or blockage of the pores by the mobile precipitated PVP and at the same time maintain high sterility and hemocompatibility. hollow fiber membranes and hollow fiber membrane filter.

В этой связи важным характеристическим признаком половолоконных мембран является клиренс. Клиренс представляет собой меру разделяющей способности половолоконной мембраны и показывает эффективность, с какой вредные метаболиты могут быть удалены во время очистки крови путем обработки на половолоконных мембранах. Способы определения клиренса половолоконных мембран в уровне техники известны. В этом отношении можно сослаться на стандарт DIN/EN/ISO 8637:2014. При этом клиренс половолоконной мембраны определяют в соответствии со стандартом после того, как из мембран будет образован тестовый фильтр, подходящей для соответствующих условий.In this regard, an important characteristic feature of hollow fiber membranes is the clearance. Clearance is a measure of the separation power of a hollow fiber membrane and indicates the efficiency with which harmful metabolites can be removed during blood purification by processing on hollow fiber membranes. Methods for determining the clearance of hollow fiber membranes are known in the art. Reference can be made in this respect to DIN/EN/ISO 8637:2014. Meanwhile, the clearance of the hollow fiber membrane is determined according to the standard after the membranes are formed into a test filter suitable for the respective conditions.

При разработке половолоконных мембран для экстракорпоральной очистки крови целью является создать половолоконные мембраны, имеющие максимально возможную разделяющую способность, чтобы предоставить эффективные формы терапии для экстракорпоральной обработки крови.In developing hollow fiber membranes for extracorporeal blood purification, the goal is to provide hollow fiber membranes having the highest possible separating power in order to provide effective forms of therapy for extracorporeal blood treatment.

Разделяющая способность вещества зависит, в частности, от пористости и среднего размера пор мембраны. Пористость указывает долю объема, занятого порами в мембране. Если при этом мембрана имеет больший объем пор, чем мембрана сравнения, наблюдается более интенсивный массоперенос через стенку мембраны в зависимости от среднего размера пор.The separating power of a substance depends, in particular, on the porosity and the average pore size of the membrane. Porosity indicates the proportion of volume occupied by pores in the membrane. If, in this case, the membrane has a larger pore volume than the reference membrane, a more intense mass transfer through the membrane wall is observed depending on the average pore size.

В частности, для терапии при хронической экстракорпоральной очистки крови желательна высокая эффективность отделения белков плазмы в диапазоне средних молекулярных весов. Однако одновременно требуется высокая задержка белков плазмы в диапазоне высоких молекулярных весов, например, задержка альбумина. В то же время желательна также высокая гемосовместимость половолоконных мембран при экстракорпоральной обработке крови.In particular, for therapy in chronic extracorporeal blood purification, a high efficiency of separation of plasma proteins in the range of average molecular weights is desirable. However, high retention of plasma proteins in the high molecular weight range is simultaneously required, eg retention of albumin. At the same time, a high hemocompatibility of hollow fiber membranes during extracorporeal blood processing is also desirable.

Задача изобретенияThe task of the invention

Было показано, что недостатком прежних способов получения стерилизованных паром половолоконных мембран на основе полисульфона и поливинилпирролидона, обусловленным процедурой стерилизации, является ограниченная разделяющая способность и селективность, в частности, ограниченная способность отделения белков плазмы в диапазоне средних молекулярных весов при заданном удержании альбумина.It has been shown that a disadvantage of the prior methods for preparing steam-sterilized hollow fiber membranes based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone, due to the sterilization procedure, is the limited separation power and selectivity, in particular, the limited ability to separate plasma proteins in the range of average molecular weights for a given retention of albumin.

Таким образом, в первом аспекте задачей изобретения является разработать половолоконную мембрану, имеющую высокую разделяющую способность (клиренс) в диапазоне средних молекулярных весов и высокое удержание в диапазоне высоких молекулярных весов, при этом половолоконная мембрана должна одновременно иметь высокую совместимость с кровью, что обеспечивается тепловой стерилизацией водой или водяным паром.Thus, in the first aspect, the object of the invention is to provide a hollow fiber membrane having a high separating power (clearance) in the medium molecular weight range and a high retention in the high molecular weight range, while the hollow fiber membrane must simultaneously have high blood compatibility, which is ensured by heat sterilization water or steam.

Во втором аспекте задачей изобретения является разработать половолоконный мембранный фильтр, имеющий однородные рабочие характеристики по отношению к половолоконным мембранам внутри половолоконного мембранного фильтра.In a second aspect, it is an object of the invention to provide a hollow fiber membrane filter having uniform performance with hollow fiber membranes within the hollow fiber membrane filter.

В третьем аспекте задачей изобретения является разработать улучшенный способ получения половолоконных мембран, который включает этапы промывки и/или стерилизации на основе воды или водяного пара, без снижения разделяющей способности половолоконных мембран на этапах промывки и/или стерилизации.In a third aspect, it is an object of the invention to provide an improved method for producing hollow fiber membranes that includes washing and/or sterilization steps based on water or steam, without reducing the separating power of the hollow fiber membranes in the washing and/or sterilization steps.

Кроме того, в четвертном аспекте задачей изобретения является также разработать способ промывки и/или стерилизации водой или водяным паром половолоконных мембранных фильтров, который не оказывает негативного влияния на рабочие характеристики половолоконных мембран.Furthermore, in a fourth aspect, it is also an object of the invention to provide a method for washing and/or sterilizing hollow fiber membrane filters with water or steam, which does not adversely affect the performance of the hollow fiber membranes.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Неожиданно оказалось, что задача, указанная выше для первого аспекта изобретения, решается посредством половолоконной мембраны с признаками по п.15 формулы изобретения. В пп.16-24 представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения, относящиеся к первому аспекту.Unexpectedly, it turned out that the problem indicated above for the first aspect of the invention is solved by means of a hollow fiber membrane with features according to claim 15 of the claims. Claims 16-24 present preferred embodiments of the invention relating to the first aspect.

Неожиданно оказалось, что задача, указанная выше для второго аспекта изобретения, решается посредством половолоконного мембранного фильтра с признаками по п.26.Surprisingly, the problem mentioned above for the second aspect of the invention is solved by means of a hollow fiber membrane filter with the features according to claim 26.

Было показано, что задача, указанная выше для третьего аспекта изобретения, решается посредством нового способа получения половолоконных мембран с признаками по пп.1-7.It has been shown that the problem indicated above for the third aspect of the invention is solved by a new method for producing hollow fiber membranes with the features according to claims 1 to 7.

Было показано, что задача, указанная выше для четвертого аспекта изобретения, решается посредством способа очистки половолоконного мембранного фильтра с признаками по пп.8-14.It has been shown that the problem indicated above for the fourth aspect of the invention is solved by the cleaning method of a hollow fiber membrane filter with the features according to claims 8 to 14.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

В соответствии с первым аспектом изобретения, неожиданно оказалось, что половолоконную мембрану, имеющую улучшенную разделяющую способность в диапазоне средних молекулярных весов, можно получить, когда половолоконная мембрана содержит по меньшей мере один материал на основеIn accordance with the first aspect of the invention, it has surprisingly turned out that a hollow fiber membrane having improved separating power in the average molecular weight range can be obtained when the hollow fiber membrane contains at least one material based on

- 3 040896 полисульфона и по меньшей мере один полимер на основе винилпирролидона, и половолоконная мембрана имеет пористость от 77,5 до 82% и коэффициент просеивания для декстрана с молекулярным весом 10000 г/моль от 0,42 до 0,75.- 3 040896 polysulfone and at least one polymer based on vinylpyrrolidone, and the hollow fiber membrane has a porosity of 77.5 to 82% and a sieving factor for dextran with a molecular weight of 10,000 g/mol from 0.42 to 0.75.

Половолоконная мембрана по первому аспекту изобретения характеризуется высокой проницаемостью в диапазоне средних молекулярных весов. В частности, было показано также, что такие половолоконные мембраны оказываются гемосовместимыми, так как они могут быть получены из полимеров на основе полисульфона и поливинилпирролидона и могут быть очищены в процессе промывки и стерилизованы в процессе стерилизации.The hollow fiber membrane according to the first aspect of the invention is characterized by high permeability in the average molecular weight range. In particular, such hollow fiber membranes have also been shown to be hemocompatible since they can be made from polymers based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone and can be cleaned in a washing process and sterilized in a sterilization process.

В соответствии с первым аспектом изобретения материал половолоконных мембран имеет в основе полисульфон. Согласно терминологии настоящего описания под полимером на основе полисульфона понимается полимер, содержащий сульфогруппу в основной или боковой полимерной цепи. Термин полисульфон (PSU) в рамках настоящей заявки следует понимать как родовое понятие для всех полимеров, содержащих сульфогруппы. Типичными представителями материалов на основе полисульфона являются полисульфон (PSU), простой полиэфир сульфон (PES), полифенилсульфон и сополимеры, содержащие сульфогруппы. В уровне техники известны и другие, не указанные здесь конкретно, представители полисульфоновых полимеров, подходящие в контексте изобретения для получения мембран для очистки крови. Полисульфоновые материалы показали себя лучше других материалов при получении мембран для очистки крови, так как их можно стерилизовать паром и они имеют хорошую гемосовместимость.According to a first aspect of the invention, the hollow fiber membrane material is based on a polysulfone. According to the terminology of the present description, a polysulfone-based polymer is understood to mean a polymer containing a sulfo group in the main or side polymer chain. The term polysulfone (PSU) in the context of this application should be understood as a generic term for all polymers containing sulfo groups. Representative materials based on polysulfone are polysulfone (PSU), polyether sulfone (PES), polyphenylsulfone and copolymers containing sulfonic groups. In the prior art, other, not specifically listed here, representatives of polysulfone polymers are known, suitable in the context of the invention for obtaining membranes for blood purification. Polysulfone materials have shown to be superior to other materials in the production of membranes for blood purification since they can be steam sterilized and have good hemocompatibility.

Полисульфон (PSU)Polysulfone (PSU)

Простой полиэфирсульфон (PES)Polyethersulfone (PES)

Под полимером на основе винилпирролидона понимается полимер, полученный с использованием мономера винилпирролидон или его производных. В частности, поливинилпирролидон (PVP) хорошо подходит в контексте настоящего изобретения для получения половолоконных мембран согласно изобретению. PVP является водорастворимым полимером, который используется в качестве вспомогательного средства при получении половолоконных мембран на основе полисульфона. Кроме того, PVP улучшает гемосовместимость полисульфоновых половолоконных мембраны, так как он придает гидрофильность гидрофобному полисульфоновому материалу и, тем самым, улучшает смачиваемость кровью.By vinylpyrrolidone-based polymer is meant a polymer obtained using the vinylpyrrolidone monomer or its derivatives. In particular, polyvinylpyrrolidone (PVP) is well suited in the context of the present invention for the preparation of hollow fiber membranes according to the invention. PVP is a water-soluble polymer that is used as an aid in the preparation of polysulfone-based hollow fiber membranes. In addition, PVP improves the hemocompatibility of polysulfone hollow fiber membranes, as it imparts hydrophilicity to the hydrophobic polysulfone material and thereby improves blood wettability.

Поливинилпирролидон (PVP)Polyvinylpyrrolidone (PVP)

При этом под гемосовместимостью следует понимать совместимость с кровью человека, в частности, под этим понимается, что кровь в контакте с полисульфоновыми материалами не вступает ни в какие негативные реакции, которые могли бы быть вредными для здоровья пациентов в ходе очистки крови. Под такими реакциями могут пониматься, например, явления свертывания крови или тенденция к повреждению клеток крови (цитотоксичность). Использование полимеров PSU/PVP оказалось предпочтительнее в отношении гемосовместимости по сравнению с другими контактирующими с кровью материалами в половолоконных мембранах.In this case, hemocompatibility should be understood as being compatible with human blood, in particular, it is understood that blood in contact with polysulfone materials does not enter into any negative reactions that could be harmful to the health of patients during blood purification. Under such reactions can be understood, for example, the phenomena of blood clotting or the tendency to damage blood cells (cytotoxicity). The use of PSU/PVP polymers has proven to be superior in terms of hemocompatibility compared to other blood contact materials in hollow fiber membranes.

В частности, материалы для половолоконных мембран на основе полисульфона и поливинилпирролидона отличаются значением их дзета-потенциала. Дзета-потенциал является мерой электрического заряда, который может наводиться на поверхностях основ. В частности, у мембран для очистки крови их поверхностный заряд связан с вредными реакциями. Мембраны на основе полисульфона и поливинилпирролидона демонстрируют разные значения дзета-потенциала в зависимости от использовавшегося способа получения половолоконной мембраны.In particular, hollow fiber membrane materials based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone differ in their zeta potential. Zeta potential is a measure of the electrical charge that can be induced on substrate surfaces. Particularly in blood purification membranes, their surface charge is associated with harmful reactions. Membranes based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone show different zeta potential values depending on the method used to obtain the hollow fiber membrane.

Пористость мембраны указывает на долю объема пор в материале мембраны. При этом в случае половолоконных мембран в расчет берется только доля объема пор на стенке мембраны. Просвет половолоконной мембраны не учитывается при расчете пористости. Пористость характеризует меру проницаемости половолоконной мембраны для жидкостей и, таким образом, является также мерой разделяющей способности мембраны в отношении молекул определенного размера. В частности, в сочетании с коэффициентом просеивания молекулы конкретного молекулярного веса пористость рассматривается как мера разделяющей способности мембраны для указанной молекулы. В настоящем случае было найдено, что половолоконная мембрана, имеющая коэффициент просеивания от 0,42 до 0,75 в отношении молекул декстрана с молекулярным весом 10000 г/моль, относящимся к диапазону средних молекулярных весов белков плазмы, в сочетании с пористостью 77,5-82% половолоконной мембраны, характеризуется высо- 4 040896 кой проницаемостью или клиренсом в диапазоне средних молекулярных весов и высокой селективностью разделения в отношении высокомолекулярных белков плазмы, в частности, альбумина. Предпочтительной является половолоконная мембрана, отличающаяся тем, что она по существу не содержит макропустот или дендритных полостей. Под дендритными полостями понимаются макропустоты, имеющие продолговатые пальцевидные удлинения. Макропустоты описаны в цитированной литературе (Mulder). Кроме того, примеры образования дендритных полостей можно найти в документах WO 2004/056460 А1 (фиг. 1), WO 2013/034611 А1 (фиг. 1, 2 и 3) или WO 2015/056460 А1 (фиг. 5). Мембраны без дендритных полостей или макропустот имеют более высокую механическую стабильность. Более предпочтительной является мембрана, характеризующаяся толщиной стенок 35 мкм или меньше и по существу не содержащая макропустот или дендритных полостей. При таких малых толщинах стенок особенно важно обеспечить хорошую механическую стабильность.Membrane porosity indicates the proportion of pore volume in the membrane material. In this case, in the case of hollow fiber membranes, only the fraction of the pore volume on the membrane wall is taken into account. The lumen of the hollow fiber membrane is not included in the porosity calculation. Porosity characterizes a measure of the permeability of a hollow fiber membrane to liquids and thus is also a measure of the separating ability of the membrane in relation to molecules of a certain size. In particular, in combination with the sieving ratio of a molecule of a particular molecular weight, porosity is considered as a measure of the separation capacity of the membrane for said molecule. In the present case, it was found that a hollow fiber membrane having a sieving ratio of 0.42 to 0.75 with respect to dextran molecules with a molecular weight of 10,000 g/mol belonging to the average molecular weight range of plasma proteins, in combination with a porosity of 77.5- 82% hollow fiber membrane, is characterized by high permeability or clearance in the medium molecular weight range and high separation selectivity for high molecular weight plasma proteins, in particular albumin. A hollow fiber membrane is preferred, characterized in that it is substantially free of macrovoids or dendritic cavities. Dendritic cavities are macrovoids having elongated finger-like elongations. Macrovoids are described in the cited literature (Mulder). In addition, examples of the formation of dendritic cavities can be found in WO 2004/056460 A1 (Fig. 1), WO 2013/034611 A1 (Fig. 1, 2 and 3) or WO 2015/056460 A1 (Fig. 5). Membranes without dendritic cavities or macrovoids have higher mechanical stability. More preferred is a membrane having a wall thickness of 35 µm or less and substantially free of macrovoids or dendritic cavities. With such small wall thicknesses, it is especially important to ensure good mechanical stability.

Коэффициент просеивания указывает, какая часть рассматриваемого вещества способна проникнуть через стенку мембраны в процессе фильтрации. В частности, для половолоконной мембраны с низким коэффициентом просеивания высокомолекулярных молекул справедливо, что они при фильтрации по большей части удерживаются стенками мембраны, и только малая доля способна проникнуть через поры половолоконной мембраны. При получении половолоконных мембран для очистки крови стремятся создать такую пористую структуру половолоконной мембраны, которая позволит достичь высокого удержания высокомолекулярных белков плазмы, таких, например, как альбумин, и которая характеризуется соответственно низким коэффициентом просеивания альбумина, 0,01, предпочтительно 0,005, особенно предпочтительно 0,001. Напротив, высокий коэффициент просеивания молекул с низким молекулярным весом предполагает, что почти все эти молекулы способны проникать сквозь стенку половолоконной мембраны через ее поровую структуру.The sieving factor indicates how much of the substance in question is able to penetrate the membrane wall during the filtration process. In particular, for a hollow fiber membrane with a low sieving ratio of high molecular weight molecules, it is true that during filtration they are mostly retained by the membrane walls, and only a small proportion is able to penetrate through the pores of the hollow fiber membrane. In the production of hollow fiber membranes for blood purification, the aim is to create a porous structure of the hollow fiber membrane which will achieve a high retention of high molecular weight plasma proteins, such as albumin, and which is characterized by a correspondingly low albumin sieving coefficient, 0.01, preferably 0.005, particularly preferably 0.001 . In contrast, the high screening ratio of low molecular weight molecules suggests that almost all of these molecules are able to pass through the wall of the hollow fiber membrane through its pore structure.

При этом распределение пор по размерам у мембраны согласно изобретению имеет такую конфигурацию, чтобы получить, как описано выше, коэффициент просеивания для декстрана с молекулярным весом 10000 г/моль, в интервале от 0,42 до 0,75 и коэффициент просеивания альбумина, как описано выше, меньше 0,1.Meanwhile, the pore size distribution of the membrane according to the invention is configured to obtain, as described above, a sieving factor for dextran with a molecular weight of 10,000 g/mol in the range of 0.42 to 0.75 and a sieving factor for albumin as described higher, less than 0.1.

В другом варианте осуществления первого аспекта изобретения половолоконная мембрана по изобретению характеризуется значением дзета-потенциала от -3 мВ до -10 мВ. Оказалось, в частности, что вредные реакции с клетками крови в этом диапазоне значений протекают лишь в незначительной степени.In another embodiment of the first aspect of the invention, the hollow fiber membrane of the invention has a zeta potential value of -3 mV to -10 mV. It turned out, in particular, that harmful reactions with blood cells in this range of values occur only to a small extent.

В следующем варианте осуществления первого аспекта изобретения оказалось, что селективность половолоконной мембраны можно улучшить, если половолоконная мембрана имеет пористость от 78 до 81%, в частности, имеет пористость от 79 до 80,5%.In a further embodiment of the first aspect of the invention, it has been found that the selectivity of the hollow fiber membrane can be improved if the hollow fiber membrane has a porosity of 78 to 81%, in particular a porosity of 79 to 80.5%.

В еще одном варианте осуществления первого аспекта изобретения оказалось, что селективность половолоконной мембраны можно еще больше улучшить, если половолоконная мембрана имеет коэффициент просеивания молекулы декстрана с молекулярным весом 10000 г/моль от 0,45 до 0,75, предпочтительно от 0,55 до 0,7, в частности, имеет коэффициент просеивания от 0,6 до 0,7.In yet another embodiment of the first aspect of the invention, it has turned out that the selectivity of the hollow fiber membrane can be further improved if the hollow fiber membrane has a sieving factor for a dextran molecule with a molecular weight of 10,000 g/mol from 0.45 to 0.75, preferably from 0.55 to 0 .7, in particular, has a screening factor of 0.6 to 0.7.

В следующем варианте осуществления первого аспекта изобретения оказалось, что селективность половолоконной мембраны можно улучшить, если половолоконная мембрана имеет коэффициент просеивания альбумина менее 0,005, в частности менее 0,001.In a further embodiment of the first aspect of the invention, it has turned out that the selectivity of the hollow fiber membrane can be improved if the hollow fiber membrane has an albumin sieving factor of less than 0.005, in particular less than 0.001.

В следующем варианте осуществления первого аспекта изобретения оказалось, что гемосовместимость половолоконной мембраны можно улучшить, если половолоконная мембрана имеет дзетапотенциал от -4 до -8 мВ, в частности от -6 до -8 мВ.In a further embodiment of the first aspect of the invention, it appears that the hemocompatibility of the hollow fiber membrane can be improved if the hollow fiber membrane has a zeta potential of -4 to -8 mV, in particular -6 to -8 mV.

В следующем варианте осуществления первого аспекта изобретения оказалось, что гемосовместимость половолоконной мембраны можно улучшить, если половолоконная мембрана имеет содержание PVP от 2,5 до 5%.In a further embodiment of the first aspect of the invention, it has been found that the hemocompatibility of the hollow fiber membrane can be improved if the hollow fiber membrane has a PVP content of 2.5 to 5%.

В следующем варианте осуществления первого аспекта изобретения оказалось, что мембрана по изобретению имеет максимум номинального распределения пор по размерам в диапазоне от 22 до 26А (А=ангстрем=100 ppm). В частности, оказалось, что при максимуме номинального распределения пор по размерам в этом диапазоне молекулярных весов можно достичь желаемого высокого отделения среднемолекулярных белков плазмы. При этом распределение пор по размерам указывает на то, какова вероятность встретить пору определенного размера среди всех пор, имеющихся в половолоконной мембране. Таким образом, максимум номинального распределения пор по размерам указывает на то, какой конкретный размер пор чаще всего встречается среди всех пор. Кроме того, в настоящем случае было показано, что если установить номинальное распределение пор по размерам при получении половолоконной мембраны таким образом, чтобы максимум номинального распределения пор по размерам лежал в интервале от 22 до 26А, предпочтительно от 23 до 26А, а коэффициент просеивания альбумина в диапазоне был меньше 0,01, можно получить мембрану с улучшенной селективностью.In a further embodiment of the first aspect of the invention, it turned out that the membrane according to the invention has a maximum nominal pore size distribution in the range of 22 to 26A (A=angstrom=100 ppm). In particular, it has been found that by maximizing the nominal pore size distribution in this molecular weight range, the desired high separation of medium molecular weight plasma proteins can be achieved. In this case, the distribution of pores by size indicates what is the probability of meeting a pore of a certain size among all the pores present in the hollow fiber membrane. Thus, the maximum nominal pore size distribution indicates which particular pore size is most common among all pores. In addition, in the present case, it was shown that if you set the nominal pore size distribution in the production of a hollow fiber membrane so that the maximum nominal pore size distribution lies in the range from 22 to 26A, preferably from 23 to 26A, and the sieving ratio of albumin in range was less than 0.01, a membrane with improved selectivity can be obtained.

Во втором аспекте изобретение относится к половолоконному мембранному фильтру. Половолоконный мембранный фильтр состоит из цилиндрического корпуса, содержащего множество половолоконных мембран. В частности, половолоконные мембраны могут быть получены в соответствии с одним из вариантов осуществления первого аспекта изобретения. Половолоконные мембраны заделаны на конIn a second aspect, the invention relates to a hollow fiber membrane filter. The hollow fiber membrane filter consists of a cylindrical body containing a plurality of hollow fiber membranes. In particular, hollow fiber membranes can be obtained in accordance with one of the embodiments of the first aspect of the invention. Hollow fiber membranes are embedded

- 5 040896 цах половолоконного мембранного фильтра заливочной массой таким образом, что первая камера охватывает внутреннее пространство половолоконных мембран, а вторая камера охватывает пространство между половолоконными мембранами. Далее, половолоконный мембранный фильтр содержит первый вход для подвода текучих сред, в частности, жидкостей или газов, внутрь половолоконных мембран, и второй вход для отведения жидкостей или газов из внутреннего объема половолоконных мембран. Половолоконный мембранный фильтр характеризуется тем, что половолоконные мембраны имеют равномерно распределенную характеристику проницаемости, в частности, однородный коэффициент ультрафильтрации, в разных областях, в частности, по сечению половолоконного мембранного фильтра. Об однородности характеристики проницаемости половолоконных мембран в разных областях половолоконного мембранного фильтра говорят, когда половолоконные мембраны имеют коэффициенты ультрафильтрации в разных областях, отличающиеся друг от друга не более чем на 20%.- 5 040896 the cavity of the hollow fiber membrane filter with the casting mass in such a way that the first chamber encloses the interior of the hollow fiber membranes, and the second chamber encloses the space between the hollow fiber membranes. Further, the hollow fiber membrane filter comprises a first inlet for supplying fluids, in particular liquids or gases, into the inside of the hollow fiber membranes, and a second inlet for withdrawing liquids or gases from the internal volume of the hollow fiber membranes. The hollow fiber membrane filter is characterized in that the hollow fiber membranes have a uniformly distributed permeability characteristic, in particular a uniform ultrafiltration coefficient, in different areas, in particular over the cross section of the hollow fiber membrane filter. The uniformity of the permeability characteristics of hollow fiber membranes in different areas of a hollow fiber membrane filter is said to be when the hollow fiber membranes have ultrafiltration coefficients in different areas that differ from each other by no more than 20%.

Однородный коэффициент ультрафильтрации половолоконных мембран в половолоконном мембранном фильтре объясняется тем, что в процессе получения применяется технологический этап, на котором происходит трансмембранный переход текучей среды, в частности, водяного пара или воды. Водяным паром в контексте настоящей заявки обозначается вода в газообразном агрегатном состоянии. В контексте настоящей заявки под водяным паром понимается также форма газообразной воды, которая сопровождается так называемыми видимыми клубами пара; т.е. капельками воды, распределенными в воздухе в виде тумана. Таким образом, термин водяной пар, как он используется в настоящей заявке, охватывает и другие дополнительные обозначения водяного пара, такие, например, как горячий пар, влажный пар, насыщенный пар, перегретый пар и сверхкритический пар.The uniform ultrafiltration coefficient of the hollow fiber membranes in the hollow fiber membrane filter is due to the fact that in the production process a process step is applied in which a transmembrane transition of a fluid occurs, in particular water vapor or water. Water vapor in the context of this application refers to water in a gaseous state of aggregation. In the context of the present application, water vapor is also understood to mean the form of gaseous water, which is accompanied by so-called visible puffs of steam; those. water droplets dispersed in the air in the form of mist. Thus, the term steam, as used in this application, covers other additional designations of steam, such as hot steam, wet steam, saturated steam, superheated steam, and supercritical steam.

Трансмембранный переход среды может происходить из первой камеры, которая охватывает внутренний объем половолоконных мембран, через стенку мембраны во вторую камеру, которая охватывает пространство между половолоконными мембранами. В альтернативном варианте осуществления трансмембранный переход может происходить из второй камеры, которая охватывает пространство между половолоконными мембранами, через стенку мембраны в первую камеру, которая охватывает внутренний объем половолоконных мембран. Предполагается, что трансмембранный переход может привести к вымыванию PVP из пор, так что можно устранить возможное сужение или блокировку пор половолоконной мембраны, которые могли бы возникнуть в процессе получения из-за осаждения PVP. Предполагается также, что трансмембранный переход воды и/или водяного пара предотвращает также скучивание половолоконных мембран друг с другом. В результате трансмембранного перехода текучей среды, в частности, водяного пара или воды, изнутри половолоконных мембран наружу половолоконных мембран такое скучивание разрушается средой, текущей из внутренней части волокон. В итоге наблюдается разрыхление половолоконных мембран в пучке половолоконных мембран. Протекание среды вдоль половолоконных мембран снаружи и прохождение через стенку мембраны внутрь мембраны также вызывает дезагрегацию слипшихся половолоконных мембран. Кроме того, наблюдалось, что коэффициент ультрафильтрации половолоконного мембранного фильтра как целого возрастает.The transmembrane transition of the medium can occur from the first chamber, which encloses the internal volume of the hollow fiber membranes, through the membrane wall to the second chamber, which encloses the space between the hollow fiber membranes. In an alternative embodiment, the transmembrane junction may be from a second chamber that spans the space between the hollow fiber membranes, through the membrane wall, to a first chamber that spans the internal volume of the hollow fiber membranes. It is contemplated that the transmembrane junction may cause the PVP to be washed out of the pores so that possible constriction or blockage of the pores of the hollow fiber membrane that could occur during preparation due to PVP precipitation can be eliminated. It is also believed that the transmembrane passage of water and/or water vapor also prevents the hollow fiber membranes from clumping together. As a result of the transmembrane transfer of a fluid, in particular water vapor or water, from the inside of the hollow fiber membranes to the outside of the hollow fiber membranes, such agglomeration is destroyed by the medium flowing from the inside of the fibers. As a result, loosening of the hollow fiber membranes in the bundle of hollow fiber membranes is observed. The flow of the medium along the hollow fiber membranes from the outside and passing through the membrane wall into the membrane also causes disaggregation of the adhered hollow fiber membranes. In addition, it has been observed that the ultrafiltration coefficient of the hollow fiber membrane filter as a whole increases.

Половолоконный мембранный фильтр в контексте второго аспекта изобретения может содержать от 50 до 20000 половолоконных мембран, которые находятся в корпусе половолоконного мембранного фильтра с плотностью размещения от 50 до 70%. При этом под плотностью размещения понимается заполнение пространства половолоконными мембранами в пучке половолоконных мембран, находящемся в корпусе. Плотность размещения половолоконных мембран равна сумме площадей сечения отдельных половолоконных мембран, деленной на полную площадь сечения, ограничивающего все сечения половолоконных мембран в системе. Обычно это поперечное сечение корпуса. Для половолоконных мембран и геометрии корпуса с круглым поперечным сечением плотность размещения рассчитывается по следующей формуле:A hollow fiber membrane filter in the context of the second aspect of the invention may comprise from 50 to 20,000 hollow fiber membranes, which are located in a hollow fiber membrane filter housing with a packing density of 50 to 70%. In this case, the placement density is understood as the filling of the space with hollow fiber membranes in a bundle of hollow fiber membranes located in the housing. The density of the hollow fiber membranes is equal to the sum of the cross-sectional areas of the individual hollow fiber membranes divided by the total cross-sectional area that bounds all the sections of the hollow fiber membranes in the system. Usually this is the cross section of the body. For hollow fiber membranes and housing geometry with a round cross section, the packing density is calculated using the following formula:

Д2 ? и(волокно)D 2 ? and (fiber)

О (плотность размещения) 2 ^(корпус) где d (волокно) - средний наружный диаметр ненагруженной половолоконной мембраны, d (корпус) - внутренний диаметр корпуса, n - число половолоконных мембран в корпусе.O (placement density) - 2 ^ (body) where d (fiber) - the average outer diameter of the unloaded hollow fiber membrane, d (body) - the inner diameter of the body, n - the number of hollow fiber membranes in the body.

Выражение ненагруженная половолоконная мембрана относится к отдельной свободной половолоконной мембране. В корпусе под действием сжатия половолоконные мембраны могут деформироваться, т.е. иметь под нагрузкой деформированное сечение. Однако при расчете плотности размещения всегда следует исходить из диаметра ненагруженной половолоконной мембраны.The expression unloaded hollow fiber membrane refers to a single free hollow fiber membrane. In the housing, under the action of compression, the hollow fiber membranes can be deformed, i.e. have a deformed section under load. However, when calculating the packing density, the diameter of the unloaded hollow fiber membrane should always be taken into account.

Разрыхление половолоконного мембранного фильтра в результате трансмембранного перехода текучей среды в процессе изготовления половолоконного мембранного фильтра является более эффективным в случае более плотного размещения, то есть для половолоконных мембранных фильтров с высокой плотностью размещения, чем для половолоконных мембранных фильтров, имеющих низкую плотность размещения. В частности, разрыхление половолоконных мембран в половолоконном мембранном фильтре считается особенно эффективным при плотности размещения половолоконных мембран 50-70%, предпочтительно 55-65%, более предпочтительно 55-65%.The loosening of the hollow fiber membrane filter due to transmembrane fluid transfer during the manufacturing process of the hollow fiber membrane filter is more effective in the case of denser packing, i.e., for hollow fiber membrane filters with a high packing density, than for hollow fiber membrane filters having a low packing density. In particular, the opening of the hollow fiber membranes in the hollow fiber membrane filter is considered to be particularly effective when the packing density of the hollow fiber membranes is 50-70%, preferably 55-65%, more preferably 55-65%.

- 6 040896- 6 040896

В частности, трансмембранный переход текучей среды, в частности, водяного пара или воды, может осуществляться в рамках процесса тепловой стерилизации или даже быть частью этапа тепловой стерилизации. В последнем случае предусмотрено использовать пар с температурой 121-140°С, чтобы в результате трансмембранного перехода водяного пара происходила также бактерицидная стерилизация.In particular, the transmembrane transition of a fluid, in particular water vapor or water, may be carried out as part of a heat sterilization process or even be part of a heat sterilization step. In the latter case, it is envisaged to use steam with a temperature of 121-140°C, so that bactericidal sterilization also occurs as a result of the transmembrane transition of water vapor.

В третьем аспекте изобретение относится к способу получения пучка половолоконных мембран для применения в половолоконном мембранном фильтре, содержащей множество половолоконных мембран. В частности, половолоконный мембранный фильтр может представлять собой половолоконный мембранный фильтр согласно одному из вариантов осуществления второго аспекта изобретения; кроме того, в частности, половолоконные мембраны могут быть выполнены в соответствии с одним вариантом осуществления первого аспекта изобретения. Способ получения включает процесс формования половолоконных мембран на основе полисульфона и поливинилпирролидона; в частности, процесс формования осуществляется способом сухо-мокрого способа формования. Способ получения включает технологические этапы: подготовка прядильного раствора, содержащего материал на основе полисульфона, в частности, полисульфон, полимер на основе винилпирролидона, в частности поливинилпирролидон, апротонный растворитель, в частности, диметилацетамид, подготовка раствора коагулянта, содержащего воду и апротонный растворитель, в частности, диметилацетамид, соэкструдирование прядильного раствора и раствора коагулянта через концентрическую кольцевую фильеру с получением полой элементарной нити, причем просвет элементарной нити заполнен раствором коагулянта, проведение элементарной нити через осадительный зазор, введение элементарной нити в осадительную ванну, содержащую в основном воду, чтобы получить половолоконную мембрану, проведение половолоконных мембран через по меньшей мере одну промывочную ванну и сушка полученных половолоконных мембран, расположение полученных половолоконных мембран в пучок половолоконных мембран, обработка пучка половолоконных мембран водяным паром. Кроме того, способ отличается тем, что обработка водяным паром включает по меньшей мере один этап, на котором водяной пар проводится внутрь волокон и проникает через стенку мембраны наружу волокон при прикладывании давления.In a third aspect, the invention relates to a method for producing a bundle of hollow fiber membranes for use in a hollow fiber membrane filter comprising a plurality of hollow fiber membranes. In particular, the hollow fiber membrane filter may be a hollow fiber membrane filter according to one embodiment of the second aspect of the invention; in addition, in particular, hollow fiber membranes can be made in accordance with one embodiment of the first aspect of the invention. The production method includes the process of molding hollow fiber membranes based on polysulfone and polyvinylpyrrolidone; in particular, the molding process is carried out in a dry-wet molding process. The production method includes technological steps: preparation of a spinning solution containing a polysulfone-based material, in particular polysulfone, a vinylpyrrolidone-based polymer, in particular polyvinylpyrrolidone, an aprotic solvent, in particular dimethylacetamide, preparation of a coagulant solution containing water and an aprotic solvent, in particular , dimethylacetamide, coextruding the spinning solution and the coagulant solution through a concentric annular die to obtain a hollow filament, wherein the filament lumen is filled with the coagulant solution, passing the filament through the precipitation gap, introducing the filament into a spin bath containing mainly water to obtain a hollow fiber membrane passing the hollow fiber membranes through at least one washing bath and drying the obtained hollow fiber membranes, arranging the obtained hollow fiber membranes into a bundle of hollow fiber membranes, processing the bundle of hollow fiber membranes during steamy steam. Furthermore, the method is characterized in that the steam treatment includes at least one step in which water vapor is conducted into the fibers and penetrates through the membrane wall to the outside of the fibers when pressure is applied.

После размещения половолоконных мембран в пучок половолоконных мембран, но до обработки пучка половолоконных мембран водяным паром, пучок половолоконных мембран можно поместить в корпус половолоконного мембранного фильтра и залить отверждающейся смолой на концах пучка половолоконных мембран в соответствии с известными способами предшествующего уровня техники.After the hollow fiber membranes are placed in the hollow fiber membrane bundle, but before the hollow fiber membrane bundle is treated with water vapor, the hollow fiber membrane bundle can be placed in the hollow fiber membrane filter housing and cast with curable resin at the ends of the hollow fiber membrane bundle according to known prior art methods.

Залитый в корпусе пучок половолоконных мембран можно обрабатывать дальше с получением половолоконного мембранного фильтра так, чтобы образовать две проточных камеры для текучих сред, причем первая камера охватывает внутренний объем половолоконных мембран, а вторая камера охватывает промежутки между волокнами, и причем половолоконный мембранный фильтр содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для впуска среды в первую камеру половолоконного мембранного фильтра и по меньшей мере одно впускное отверстие для впуска среды во вторую камеру половолоконного мембранного фильтра. Затем внутри половолоконного мембранного фильтра можно осуществить этап паровой обработки пучка половолоконных мембран путем введения водяного пара в первую камеру половолоконного мембранного фильтра, охватывающую внутренний объем половолоконных мембран, через первое впускное отверстие и прохождения пара через стенку мембраны во вторую камеру половолоконного мембранного фильтра, охватывающую промежутки между половолоконными мембранами, при приложении давления, и выведение пара наружу из второй камеры через второе отверстие на половолоконном мембранном фильтре.The bundle of hollow fiber membranes embedded in the housing can be further processed to form a hollow fiber membrane filter so as to form two fluid flow chambers, the first chamber enclosing the internal volume of the hollow fiber membranes and the second chamber enclosing the spaces between the fibers, and wherein the hollow fiber membrane filter comprises at least at least one inlet for inlet of medium into the first chamber of the hollow fiber membrane filter; and at least one inlet for inlet of medium into the second chamber of the hollow fiber membrane filter. Then, inside the hollow fiber membrane filter, the step of steaming the bundle of hollow fiber membranes can be carried out by introducing water vapor into the first chamber of the hollow fiber membrane filter, covering the internal volume of the hollow fiber membranes, through the first inlet, and passing the steam through the membrane wall into the second chamber of the hollow fiber membrane filter, covering the gaps between hollow fiber membranes, when pressure is applied, and the removal of steam to the outside from the second chamber through the second hole on the hollow fiber membrane filter.

Этап обработки водяным паром может быть реализован в рамках операции промывки или в рамках тепловой стерилизации; в частности, этап обработки водяным паром сам образует этап промывки, когда половолоконные мембраны введены в половолоконный мембранный фильтр в виде пучка половолоконных мембран.The steaming step can be implemented as part of a washing operation or as part of a heat sterilization; specifically, the steaming step itself constitutes a washing step when the hollow fiber membranes are introduced into the hollow fiber membrane filter as a bundle of hollow fiber membranes.

Изготовление половолоконного мембранного фильтра в соответствии с указанным выше способом позволяет получить половолоконный мембранный фильтр, у которого поры половолоконных мембран не страдают от блокировки или сужения из-за поливинилпирролидона и у которого отдельные половолоконные мембраны не слипаются. Как результат, клиренс половолоконных мембран в половолоконном мембранном фильтре, полученном способом по изобретению, увеличивается, так как эффективно обеспечивается большая поверхность мембраны для трансмембранного массообмена благодаря отсутствию слипания волокон и освобождению пор от осажденного PVP.The production of a hollow fiber membrane filter according to the above method makes it possible to obtain a hollow fiber membrane filter in which the pores of the hollow fiber membranes do not suffer from blockage or narrowing due to polyvinylpyrrolidone and in which the individual hollow fiber membranes do not stick together. As a result, the clearance of the hollow fiber membranes in the hollow fiber membrane filter obtained by the method of the invention is increased, since a large membrane surface for transmembrane mass transfer is effectively provided due to the absence of fiber agglomeration and freeing the pores of precipitated PVP.

Далее, способ получения обеспечивает отличную биосовместимость половолоконных мембран, когда этап обработки водяным паром проводится в рамках тепловой стерилизации. В этом случае фрагменты разрушенных клеток и эндотоксины, возникающие в условиях стерилизации, смываются с поверхности мембраны. Поэтому в одном предпочтительном варианте осуществления перед стадией обработки водяным паром предусмотрена дополнительная обработка пучка половолоконных мембран с получением фильтра и осуществление паровой обработки на половолоконном мембранном фильтре в рамках этапа стерилизации.Further, the production method ensures excellent biocompatibility of the hollow fiber membranes when the steaming step is carried out as part of heat sterilization. In this case, fragments of destroyed cells and endotoxins arising under sterilization conditions are washed off the membrane surface. Therefore, in one preferred embodiment, prior to the steaming step, the bundle of hollow fiber membranes is further processed to form a filter and steamed on the hollow fiber membrane filter as part of the sterilization step.

В следующем варианте осуществления третьего аспекта изобретения для процесса формования половолоконных мембран используется прядильный раствор, который содержит 14-18% полимера на осно- 7 040896 ве полисульфона, предпочтительно полисульфон, и 3-6% полимера на основе винилпирролидона, предпочтительно поливинилпирролидон. Другую часть прядильного раствора составляет полярный апротонный растворитель, предпочтительно диметилацетамид (DMAC).In a further embodiment of the third aspect of the invention, a dope solution is used for the process of forming hollow fiber membranes, which contains 14-18% polysulfone-based polymer, preferably polysulfone, and 3-6% vinylpyrrolidone-based polymer, preferably polyvinylpyrrolidone. The other part of the spinning solution is a polar aprotic solvent, preferably dimethylacetamide (DMAC).

В следующем варианте осуществления третьего аспекта изобретения предлагаемый изобретением способ получения пучка половолоконных мембран характеризуется тем, что раствор коагулянта содержит 25-40% полярного апротонного растворителя, в частности, диметилацетамида, в частности, 25-40% DMAC и 60-75% воды.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the process according to the invention for producing a bundle of hollow fiber membranes is characterized in that the coagulant solution contains 25-40% of a polar aprotic solvent, in particular dimethylacetamide, in particular 25-40% DMAC and 60-75% water.

В еще одном варианте осуществления третьего аспекта изобретения предлагаемый изобретением способ получения пучка половолоконных мембран характеризуется тем, что температура осадительной ванны в процессе формования контролируется на уровне от 70 до 90°С, в частности от 75 до 90°С. Такая температура осадительной ванны способствует высокому коэффициенту ультрафильтрации и высокому коэффициенту просеивания молекул в диапазоне средних молекулярных весов.In another embodiment of the third aspect of the invention, the process according to the invention for producing a bundle of hollow fiber membranes is characterized in that the temperature of the spinning bath during the spinning process is controlled at 70 to 90°C, in particular from 75 to 90°C. This spinning bath temperature promotes a high ultrafiltration ratio and a high sieving ratio of molecules in the average molecular weight range.

В еще одном варианте осуществления третьего аспекта изобретения предлагаемый изобретением способ получения пучка половолоконных мембран характеризуется тем, что половолоконные мембраны промывают при температуре от 75 до 90°С. Для процесса промывки моющая жидкость, предпочтительно вода, проводится в половолоконный мембранный фильтр, и фильтр в первой камере и второй камере ополаскивается водой. Этот процесс вымывает из половолоконного мембранного фильтра остаточные частицы и элюируемые компоненты половолоконной мембраны и корпуса фильтра.In yet another embodiment of the third aspect of the invention, the method according to the invention for producing a bundle of hollow fiber membranes is characterized in that the hollow fiber membranes are washed at a temperature of from 75 to 90°C. For the washing process, a washing liquid, preferably water, is passed into a hollow fiber membrane filter and the filter in the first chamber and the second chamber is rinsed with water. This process flushes out residual particles and eluted components of the hollow fiber membrane and filter housing from the hollow fiber membrane filter.

В следующем варианте осуществления третьего аспекта изобретения предлагаемый изобретением способ получения пучка половолоконных мембран характеризуется тем, что половолоконные мембраны сушат при температуре от 100 до 150°С.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the process according to the invention for producing a bundle of hollow fiber membranes is characterized in that the hollow fiber membranes are dried at a temperature of 100 to 150°C.

В следующем варианте осуществления третьего аспекта изобретения способ по изобретению характеризуется тем, что обработка водяным паром пучка половолоконных мембран проводится при температуре от более 60 до 140°С.In a further embodiment of the third aspect of the invention, the method according to the invention is characterized in that the steam treatment of the bundle of hollow fiber membranes is carried out at a temperature of more than 60 to 140°C.

В четвертом аспекте изобретение относится к процедуре стерилизации для стерилизации половолоконного мембранного фильтра. Соответственно, стерилизуют половолоконный мембранный фильтр, который содержит множество половолоконных мембран, заделанных на концах в корпус половолоконного мембранного фильтра таким образом, что образуется первая камера, которая охватывает внутренний объем половолоконных мембран, и вторая камера, которая охватывает пространство между половолоконными мембранами. Кроме того, половолоконный мембранный фильтр содержит по меньшей мере отверстия для впуска текучей среды, соединенных с первой камерой, и по меньшей мере два отверстия для впуска текучей среды, соединенных со второй камерой, причем отверстия подходят для соединения со стерилизатором, и причем способ включает по меньшей мере следующие этапы: промывка половолоконного мембранного фильтра текучей средой, в частности, водой, при этом промывочная жидкость проводится через первую и вторую камеры половолоконного мембранного фильтра путем выбора отверстий для впуска среды, стерилизация половолоконного мембранного фильтра стерилизующей средой, в частности, водой или водяным паром, причем стерилизующая среда проводится через первую и вторую камеру половолоконного мембранного фильтра путем выбора отверстий для впуска среды, подача среды, в частности, воды или водяного пара, в первую или вторую камеру половолоконного мембранного фильтра путем выбора отверстий для впуска среды, и трансмембранный переход среды, в частности, воды или водяного пара, через стенку мембраны в соответствующую вторую или первую камеру половолоконного мембранного фильтра.In a fourth aspect, the invention relates to a sterilization procedure for sterilizing a hollow fiber membrane filter. Accordingly, a hollow fiber membrane filter is sterilized, which includes a plurality of hollow fiber membranes end-embedded in the hollow fiber membrane filter body so that a first chamber is formed that encloses the inner volume of the hollow fiber membranes and a second chamber that encloses the space between the hollow fiber membranes. In addition, the hollow fiber membrane filter comprises at least fluid inlets connected to the first chamber and at least two fluid inlets connected to the second chamber, the holes being suitable for connection to a sterilizer, and the method comprising at least the following steps: washing the hollow fiber membrane filter with a fluid medium, in particular water, wherein the washing liquid is passed through the first and second chambers of the hollow fiber membrane filter by selecting medium inlet holes, sterilizing the hollow fiber membrane filter with a sterilizing medium, in particular water or water steam, wherein the sterilizing medium is conducted through the first and second chambers of the hollow fiber membrane filter by selecting the medium inlets, the supply of the medium, in particular water or steam, to the first or second chamber of the hollow fiber membrane filter by selecting the medium inlets, and the transmembrane passage of a medium, in particular water or water vapor, through the membrane wall into the corresponding second or first chamber of the hollow fiber membrane filter.

Один вариант осуществления способа по изобретению в соответствии с четвертым аспектом изобретения предусматривает осуществление этапа промывки на половолоконных мембранах, встроенных в половолоконный мембранный фильтр, используя стерильную воду или водяной пар, соответственно стерилизующую воду или водяной пар. Стерилизация в этом случае означает, что этапы промывки осуществляются в условиях нагрева и под давлением. Стерилизующие условия в рамках тепловой стерилизации половолоконных мембранных фильтров соответствуют температурам от более 105 до 150°С, предпочтительно от 121 до 140°С, и абсолютному давлению от 1,1 бар до 10 бар, предпочтительно от 2 бар до 4 бар.One embodiment of the process according to the invention according to the fourth aspect of the invention involves carrying out the washing step on the hollow fiber membranes embedded in the hollow fiber membrane filter using sterile water or steam, respectively sterilizing water or steam. Sterilization in this case means that the washing steps are carried out under heat and pressure conditions. Sterilizing conditions within the thermal sterilization of hollow fiber membrane filters correspond to temperatures from more than 105 to 150°C, preferably from 121 to 140°C, and an absolute pressure from 1.1 bar to 10 bar, preferably from 2 bar to 4 bar.

В следующем варианте осуществления четвертого аспекта изобретения способ по изобретению включает этап, на котором текучая среда, в частности, вода или водяной пар, вводится в первую камеру фильтровального модуля, переносится посредством созданного перепада давлений через стенку мембраны во вторую камеру и отводится оттуда. Альтернативно, текучая среда, в частности, вода или водяной пар, может также подаваться во вторую камеру половолоконного мембранного фильтра посредством выбора отверстия для среды, и посредством созданного перепала давления проводиться из второй камеры через стенку мембраны в первую камеру половолоконного мембранного фильтра. При этом впускные отверстия половолоконного мембранного фильтра соединены со стерилизатором, который способен подавать стерилизующую среду, в частности, нагретую воду и/или водяной пар, в половолоконный мембранный фильтр. Предпочтительно, текучая среда, в частности, вода или водяной пар, проводится в первую камера через первое отверстие, а второе отверстие для впуска среды в первую камеру половолокон- 8 040896 ного мембранного фильтра, если таковое имеется, закрыто. Однако текучую среду, в частности, воду или водяной пар, можно также подавать в половолоконный мембранный фильтр одновременно черед оба отверстия. В обоих случаях рост давления из-за подачи среды, в частности, воды или водяного пара, заставляет среду, в частности, воду или водяной пар, проходить через стенку мембраны и переходить во вторую камеру. Среда, перешедшая во вторую камеру, в частности, вода или водяной пар, может быть отведена через дополнительное отверстие.In a further embodiment of the fourth aspect of the invention, the method according to the invention includes the step in which a fluid, in particular water or water vapor, is introduced into the first chamber of the filter module, is transferred by means of the created pressure difference across the membrane wall into the second chamber and is discharged from there. Alternatively, a fluid, in particular water or water vapor, can also be supplied to the second chamber of the hollow fiber membrane filter by selecting a medium opening, and by means of a pressure drop created, be conducted from the second chamber through the membrane wall into the first chamber of the hollow fiber membrane filter. At the same time, the inlets of the hollow fiber membrane filter are connected to a sterilizer capable of supplying a sterilizing medium, in particular heated water and/or steam, to the hollow fiber membrane filter. Preferably, a fluid, in particular water or water vapor, is led into the first chamber through the first opening, and the second opening for the inlet of the medium into the first chamber of the hollow fiber membrane filter, if any, is closed. However, a fluid, in particular water or water vapor, can also be fed into the hollow fiber membrane filter at the same time through both openings. In both cases, the increase in pressure due to the supply of a medium, in particular water or steam, causes the medium, in particular water or steam, to pass through the membrane wall and pass into the second chamber. The medium that has passed into the second chamber, in particular water or water vapor, can be discharged through an additional opening.

В следующем варианте осуществления четвертого аспекта изобретения оказалось, что трансмембранный переход текучей среды, в частности, воды или водяного пара, предпочтительно осуществлять до процесса стерилизации.In a further embodiment of the fourth aspect of the invention, it has turned out that the transmembrane transition of the fluid, in particular water or steam, is preferably carried out prior to the sterilization process.

В еще одном варианте осуществления четвертого аспекта изобретения стерилизация половолоконного мембранного фильтра осуществляется путем подачи стерилизующей жидкости через два отверстия, которые предусмотрены для подачи текучей среды в первую камеру и вторую камеру половолоконного мембранного фильтра. Среды отводятся из первой камеры и второй камеры половолоконного мембранного фильтра через соответствующие два другие отверстия для отвода сред, так что стерилизующая жидкость вымывается из обеих камер и фильтра. Предпочтительно, в качестве стерилизующей жидкости служит вода, температура которой поддерживается на уровне 105-140°С.In yet another embodiment of the fourth aspect of the invention, the hollow fiber membrane filter is sterilized by supplying a sterilizing liquid through two orifices that are provided to supply fluid to the first chamber and the second chamber of the hollow fiber membrane filter. The media are discharged from the first chamber and the second chamber of the hollow fiber membrane filter through the respective other two media outlets, so that the sterilizing liquid is flushed out of both chambers and the filter. Preferably, water is used as the sterilizing liquid, the temperature of which is maintained at 105-140°C.

В следующем варианте осуществления четвертого аспекта изобретения можно предусмотреть операцию промывки жидкостью, в частности, стерильной водой. Альтернативно, в качестве промывочной жидкости можно использовать водные смеси. Промывка предпочтительно происходит при повышенной температуре. При этом промывочная жидкость может иметь температуру от 50 до 120°С. В частности, операция промывки при повышенной температуре позволяет лучше удалять частицы и другие элюируемые вещества. Если мембранный материал содержит также гидрофильные компоненты, слишком высокая температура в процессе промывки нежелательна, так как может возникнуть чрезмерное слипание мембранного материала. Предпочтительной является температура промывки 60-98°С, особенно предпочтительна температура 70-98°С.In a further embodiment of the fourth aspect of the invention, a rinsing operation with a liquid, in particular sterile water, can be provided. Alternatively, aqueous mixtures can be used as the washing liquid. Washing preferably takes place at an elevated temperature. In this case, the washing liquid may have a temperature of from 50 to 120°C. In particular, the washing operation at an elevated temperature allows better removal of particles and other eluting substances. If the membrane material also contains hydrophilic components, too high a temperature during the washing process is undesirable, since excessive sticking of the membrane material may occur. A washing temperature of 60-98°C is preferred, and a temperature of 70-98°C is particularly preferred.

Стерилизация водяным паром проводится при температурах 124°С±5°С. Технологическое оборудование не всегда позволяет точно поддерживать заранее выбранную температуру. Поэтому оказалось технически целесообразным выбирать температуры в интервале от 105 до 140°С. При этом следует предусмотреть давления до 4 бар. При температуре стерилизации 124°С требуемой стерильности можно достичь в пределах 12 мин. Альтернативно, стерилизацию можно также проводить при более низких температурах при большей продолжительности стерилизации, например, при 121°С в течение 15 мин.Steam sterilization is carried out at temperatures of 124°C±5°C. Technological equipment does not always allow to accurately maintain a pre-selected temperature. Therefore, it turned out to be technically expedient to choose temperatures in the range from 105 to 140°C. In this case, pressures up to 4 bar should be provided. At a sterilization temperature of 124°C, the required sterility can be achieved within 12 minutes. Alternatively, sterilization can also be carried out at lower temperatures with longer sterilization times, for example at 121° C. for 15 minutes.

Трансмембранный переход текучей среды, например, воды или водяного пара, предпочтительно происходит при повышенных температурах. При этом предпочтительно использовать водяной пар в стерильной форме. В частности, в результате трансмембранного перехода водяного пара при температурах от 50 до 98 °С можно также смыть частицы и элюируемые вещества со стенки мембраны и с внутренних поверхностей пор, которые не находятся непосредственно на поверхности мембраны.The transmembrane transition of a fluid, such as water or steam, preferably occurs at elevated temperatures. In this case, it is preferable to use water vapor in a sterile form. In particular, as a result of the transmembrane transfer of water vapor at temperatures from 50 to 98 ° C, it is also possible to wash particles and eluted substances from the membrane wall and from the inner surfaces of pores that are not directly on the membrane surface.

Для процесса стерилизации и промывки в целом оказалось выгодным, если между первым этапом полоскания промывочной средой, в частности, водой или водяным паром, провести этап промывки сжатым воздухом или альтернативным сжатым газом. При этом обе камеры фильтровального модуля продуваются стерильным сжатым воздухом, без образования градиента давления через мембранный материал между первой и второй камерами. При этом жидкость с предыдущего процесса промывки остается в порах. Этот промежуточный этап облегчает последующий процесс трансмембранной промывки. Таким образом, этот дополнительный вариант осуществления четвертого аспекта изобретения отличается тем, что проводится дополнительная операция промывки сжатым газом, в частности, стерильным сжатым воздухом.For the sterilization and rinsing process as a whole, it has proven advantageous if, between the first rinsing step with the rinsing medium, in particular water or steam, a rinsing step with compressed air or an alternative compressed gas is carried out. In this case, both chambers of the filter module are blown with sterile compressed air, without the formation of a pressure gradient through the membrane material between the first and second chambers. In this case, the liquid from the previous washing process remains in the pores. This intermediate step facilitates the subsequent transmembrane washing process. Thus, this further embodiment of the fourth aspect of the invention is characterized in that an additional rinsing step is carried out with compressed gas, in particular sterile compressed air.

Описание изобретения посредством методов измерения, фигур и примеровDescription of the invention by means of measurement methods, figures and examples

Метод измерения 1. Определение пористости.Measurement method 1. Determination of porosity.

Взвешивают пучок половолоконных мембран, который до этого сушили 2 ч при 105 °С в сушильном шкафу и который состоит из одинаковых половолоконных мембран. Определяют среднюю длину волокон, средний внутренний диаметр, средний наружный диаметр и число волокон. Средние размеры определяют на по меньшей мере 10 разных волокнах пучка половолоконных мембран. Определение размеров проводится при постоянной температуре 20°С. Из размеров определяют объем, заключенный между стенками половолоконных мембран пучка половолоконных мембран, предполагая, что геометрия половолоконных мембран соответствует полому цилиндру. Из рассчитанного объема и измеренного веса можно определить среднюю плотность мембранной структуры в половолоконных мембранах. Пористость, выраженная в процентах, получается как отношение рассчитанной и теоретической плотностей половолоконной мембраны при полной уплотненности полисульфонового материала, согласно следующей формуле:Weigh the bundle of hollow fiber membranes, which has previously been dried for 2 hours at 105 °C in an oven and which consists of identical hollow fiber membranes. Determine the average length of the fibers, the average inner diameter, the average outer diameter and the number of fibers. Average dimensions are determined on at least 10 different fibers of the hollow fiber membrane bundle. Sizing is carried out at a constant temperature of 20°C. From the dimensions, the volume contained between the walls of the hollow fiber membranes of the bundle of hollow fiber membranes is determined, assuming that the geometry of the hollow fiber membranes corresponds to a hollow cylinder. From the calculated volume and the measured weight, the average density of the membrane structure in hollow fiber membranes can be determined. The porosity, expressed as a percentage, is obtained as the ratio of the calculated and theoretical densities of the hollow fiber membrane at full densification of the polysulfone material, according to the following formula:

π измереннаяя плотность волокон Л π measured fiber density L

Пористость =-------Ξ--100 плотность уплотненного полисулъфонаPorosity =------- Ξ --100 Density of densified polysulfone

- 9 040896- 9 040896

Метод измерения 2. Определение дзета-потенциала.Measurement method 2. Determination of the zeta potential.

Для определения дзета-потенциала исследуемых половолоконных мембран используется половолоконный мембранный фильтр (диализатор), содержащий 10752 половолоконные мембраны с внутренним диаметром 185 мкм и толщиной стенок 35 мкм. Длина половолоконных мембран, релевантная для измерения дзета-потенциала, составляет 279 мм. Половолоконные мембраны залиты на концах в половолоконном мембранном фильтре таким образом, чтобы образовалась первая камера, охватывающая внутренний объем половолоконных мембран, и вторая камера, охватывающая пространство между половолоконными мембранами. В качестве заливочного материала используется полиуретан от фирмы Elastogran (полиол С6947 и изоцианат 136-20). Высота заливки на каждом конце пучка составляет 22 мм. Для измерения применяется устройство, показанное на фиг. 1. Половолоконный мембранный фильтр (1) содержит впускные отверстия (2, 2а, 3, 3а) для текучей среды, ведущие соответственно в первую и вторую камеру половолоконного мембранного фильтра (1). Каждый отверстие в первой камере половолоконного мембранного фильтра (1) снабжено Ag/AgCl электродом (4, 4а) и доступом для измерения давления (5, 5а). Впускные отверстия (3, 3а) во вторую камеру половолоконного мембранного фильтра (1) герметично закрыты, так что вторая камера половолоконного мембранного фильтра остается ненаполненной. Таким образом, между двумя электродами регистрируется разность потенциалов AEz(mB) с помощью вольтметра (6), а между доступами для измерения давления (5, 5а) регистрируется падение давления АР (в Н/м2) с помощью манометра (7). Исследуемая жидкость состоит из раствора KCl 1 ммоль в воде с рН 7,4 и находится в резервуаре (8), размещенном приблизительно на 1000 мм выше фильтра. Величину рН устанавливают в соответствии со следующей инструкцией: В 100 л раствора KCl добавляют 50 мг K2CO3. Смесь перемешивают в открытом резервуаре до достижения рН 7,4. Затем резервуар герметично закрывают. Измерение проводят при температуре 23°С±2°С.To determine the zeta potential of the studied hollow fiber membranes, a hollow fiber membrane filter (dialyzer) containing 10752 hollow fiber membranes with an inner diameter of 185 µm and a wall thickness of 35 µm is used. The length of the hollow fiber membranes relevant for the measurement of the zeta potential is 279 mm. The hollow fiber membranes are cast at the ends in the hollow fiber membrane filter so that a first chamber is formed that encloses the inner volume of the hollow fiber membranes and a second chamber encloses the space between the hollow fiber membranes. Polyurethane from Elastogran (polyol C6947 and isocyanate 136-20) is used as the potting material. The casting height at each end of the beam is 22 mm. The device shown in Fig. 1. The hollow fiber membrane filter (1) comprises fluid inlets (2, 2a, 3, 3a) leading respectively to the first and second chambers of the hollow fiber membrane filter (1). Each opening in the first chamber of the hollow fiber membrane filter (1) is provided with an Ag/AgCl electrode (4, 4a) and a pressure measurement access (5, 5a). The inlets (3, 3a) into the second chamber of the hollow fiber membrane filter (1) are sealed so that the second chamber of the hollow fiber membrane filter remains unfilled. Thus, between the two electrodes, the potential difference AE z (mB) is recorded using a voltmeter (6), and between accesses for measuring pressure (5, 5a), the pressure drop AP (in N/m 2 ) is recorded using a pressure gauge (7). The test liquid consists of a solution of KCl 1 mmol in water with a pH of 7.4 and is located in a tank (8) placed approximately 1000 mm above the filter. The pH value is set in accordance with the following instructions: In 100 l of KCl solution add 50 mg of K 2 CO 3 . The mixture is stirred in an open tank until a pH of 7.4 is reached. The reservoir is then hermetically sealed. The measurement is carried out at a temperature of 23°C±2°C.

Для измерения дзета-потенциала исследуемую жидкость вводят через первое впускное отверстие (2) в первую камеру половолоконной мембраны, которая охватывает внутренний объем половолоконных мембран, а через второе отверстие (2а) на половолоконным мембранном фильтре, которое соединено с внутренним объемом половолоконных мембран, снова выводят из диализатора. В этой конфигурации половолоконный мембранный фильтр сначала промывается исследуемой жидкостью в течение 10 мин до достижения стабильного значения, и при необходимости еще 5 мин. Перепад давления и разность потенциалов считываются одновременно с манометра и мультиметра, соответственно, и из полученных значений рассчитывается дзета-потенциал. Для повышения точности измерения предусмотрено, что после регистрации измеренных значений оба 4-ходовых клапана переключаются так, чтобы возник обратный поток исследуемой жидкости через внутреннее пространство половолоконных мембран. Измеренное значение дзета-потенциала затем вычисляется как среднее значение измерений в обоих направлениях течения.To measure the zeta potential, the test liquid is injected through the first inlet (2) into the first chamber of the hollow fiber membrane, which covers the inner volume of the hollow fiber membranes, and through the second hole (2a) on the hollow fiber membrane filter, which is connected to the inner volume of the hollow fiber membranes, is again withdrawn from the dialyzer. In this configuration, the hollow fiber membrane filter is first flushed with the test liquid for 10 minutes until a stable value is reached, and if necessary, for another 5 minutes. The pressure drop and potential difference are read simultaneously from the manometer and multimeter, respectively, and the zeta potential is calculated from the obtained values. To increase the measurement accuracy, it is provided that, after recording the measured values, both 4-way valves are switched so that a reverse flow of the test liquid occurs through the interior of the hollow fiber membranes. The measured value of the zeta potential is then calculated as the average of the measurements in both directions of flow.

Дзета-потенциал рассчитывается из следующего уравненияThe zeta potential is calculated from the following equation

I Ло dEz ε0 · εΓ · dAP где ζ=дзета-потенциал (мВ), П=вязкость раствора (0,001 НСт/м2), Л0=проводимость раствора (А/(В*м)), εo=диэлектрическая постоянная вакуума (8,85*10-12 А*с/ (В*м)), εr=относительная диэлектрическая проницаемость раствора (80), EZ=потенциал течения (мВ), АР=перепад давления (Н/м2).I L about dEz ε 0 ε Γ dAP where ζ = zeta potential (mV), P = solution viscosity (0.001 NSt / m 2 ), L0 = solution conductivity (A / (V * m)), εo = dielectric vacuum constant (8.85 * 10 -12 A * s / (V * m)), εr = relative permittivity of the solution (80), E Z = flow potential (mV), A P = pressure drop (N / m 2 ).

Метод измерения 3. Определение коэффициента просеивания декстрана.Measurement method 3. Determination of the dextran screening factor.

Коэффициент просеивания декстрана половолоконной мембраной измеряется в соответствии с DIN EN ISO 8637:2014 на готовом половолоконном мембранном фильтре. Для этого используется фильтр, содержащий 10752 половолоконные мембраны с внутренним диаметром 185 мкм и толщиной стенок 35 мкм. Активная длина половолоконной мембраны составляет 235 мм. Под активной длиной половолоконной мембраны следует понимать длину половолоконной мембраны без заливочной массы, которая может использоваться для определения характеристик проницаемости, таких как коэффициент просеивания, клиренс и коэффициент ультрафильтрации. Внутренний диаметр половолоконного мембранного фильтра составляет 34 мм в центре. В остальном половолоконный мембранный фильтр имеет такую же конструкцию, как фильтр, описанный в разделе Метод измерения 2. В отличие от стандарта в качестве исследуемой жидкости используется водный раствор декстрана с широким от 1000 до 100000 Да молекулярновесовым распределением растворенного декстрана, или смесь нескольких декстранов в этом диапазоне молекулярных весов, чтобы получить указанное молекулярно-весовое распределение. Раствор декстрана пропускают через отверстия для текучих сред через первую камеру половолоконного мембранного фильтра, охватывающую внутренний объем половолоконных мембран, с расходом 446,6 мл/мин. Во второй камере половолоконного мембранного фильтра устанавливают течение чистой воды через отверстия с расходом 89,9 мл/мин. Через 12 мин с помощью гель-проникающей хроматографии определяют концен- 10 040896 трацию декстрана в зависимости от соответствующего молекулярного веса у первого и второго отверстия первой камеры половолоконного мембранного фильтра для всего диапазона молекулярных весов, и из этого определяют кривую коэффициента просеивания во всем диапазоне молекулярных весов. Коэффициент просеивания молекулы декстрана с конкретным молекулярным весом можно затем определить из кривой коэффициента просеивания.The sieving ratio of dextran with a hollow fiber membrane is measured according to DIN EN ISO 8637:2014 on a finished hollow fiber membrane filter. For this, a filter containing 10752 hollow fiber membranes with an inner diameter of 185 µm and a wall thickness of 35 µm is used. The active length of the hollow fiber membrane is 235 mm. The active length of the hollow fiber membrane is to be understood as the length of the hollow fiber membrane without potting compound, which can be used to determine permeability characteristics such as screening ratio, clearance and ultrafiltration ratio. The inner diameter of the hollow fiber membrane filter is 34mm at the center. Otherwise, the hollow fiber membrane filter has the same design as the filter described in Measurement Method 2. Unlike the standard, an aqueous solution of dextran with a wide 1000 to 100,000 Da molecular weight distribution of dissolved dextran is used as the test liquid, or a mixture of several dextrans in this range of molecular weights to obtain the specified molecular weight distribution. The dextran solution is passed through the fluid ports through the first chamber of the hollow fiber membrane filter enclosing the internal volume of the hollow fiber membranes at a flow rate of 446.6 ml/min. In the second chamber of the hollow fiber membrane filter, clean water is set to flow through the holes at a flow rate of 89.9 ml/min. After 12 minutes, the concentration of dextran is determined by gel permeation chromatography as a function of the respective molecular weight at the first and second openings of the first chamber of the hollow fiber membrane filter for the entire molecular weight range, and from this the sieving coefficient curve is determined over the entire molecular weight range . The sieving ratio of a particular molecular weight dextran molecule can then be determined from the sieving ratio curve.

Метод измерения 4. Определение коэффициента просеивания альбумина.Measurement method 4. Determination of the sieving coefficient of albumin.

Определение коэффициента просеивания альбумина у половолоконной мембраны проводят на фильтре, как в методе измерения 3. В измерениях используется человеческая плазма в соответствии со стандартом DIN EN ISO 8637: 2014 для определения коэффициента просеивания. Таким образом, определяется плазменный коэффициент просеивания альбумина. В качестве анализатора используется модель Cobas Integra 400 plus от фирмы Roche Diagnostics GmbH, Мангейм. Измерение проводят с помощью теста ALBT2 при применении для мочи. Устанавливают поток плазмы с расходом 446,6 мл/мин и поток диализата (деионизированная вода) с расходом 89,9 мл/мин.Determination of the sieving ratio of albumin at the hollow fiber membrane is carried out on the filter as in measurement method 3. The measurements use human plasma according to DIN EN ISO 8637:2014 to determine the sieving ratio. Thus, the plasma screening ratio of albumin is determined. The analyzer used is a Cobas Integra 400 plus model from Roche Diagnostics GmbH, Mannheim. The measurement is carried out using the ALBT2 test when applied to urine. Set the plasma flow at 446.6 ml/min and the dialysate (deionized water) flow at 89.9 ml/min.

Метод измерения 5. Определение клиренса натрия, фосфата и витамина В12.Measurement method 5. Determination of the clearance of sodium, phosphate and vitamin B12.

Клиренс половолоконной мембраны определяется, в соответствии со стандартом DIN EN ISO 8637:2014, на половолоконном мембранном фильтре, имеющем конфигурацию как в методе измерения 2. В качестве исследуемого раствора для области крови (область крови соответствует первой камере половолоконного мембранного фильтра, охватывающей внутренний объем половолоконных мембран) в соответствии со стандартом 5.6.1.2 используются водные растворы натрия в концентрации 5 г/л NaCl и 0,05 г/л витамина В12. Витамин В12 используется для области диализного раствора (область диализного раствора соответствует второй камере половолоконного мембранного фильтра, охватывающей пространство между волокнами), при этом используется дистиллированная вода. Фосфат используется в концентрации 3 ммоль/л в диализном растворе, измерение также проводится в против диализного раствора на стороне диализата. Для фосфата готовят следующий диализирующий раствор: 34,63 л воды, 102,9 г NaHCO3, 210,68 г NaCl, 2,61 г KCl, 5,15 г CaCl2*2H2O, 3,56 г MgCl2*6Н2О, 6,31 г СН3СООН, 38,5 г моногидрата глюкозы. Фосфат определяют фотометрически по реакции с молибдатом аммония в растворе серной кислоты, для этого используется прибор Cobas integra 400 plus от фирмы Roche Diagnostics GmbH, Мангейм, Германия, и тест PHOS2 (Roche). Концентрация натрия определяется через измерение проводимости. Концентрация витамина В12 определяется фотометрически. В испытании на клиренс используется половолоконный мембранный фильтр такой же конструкции, какая использовалась в измерениях по методу измерений 2. В первой камере половолоконного мембранного фильтра, охватывающей внутренний объем половолоконных мембран, для половолоконного мембранного фильтра, изготовленного в соответствии с настоящей заявкой, установлен скорость течения 300 мл/мин, а во второй камере половолоконного мембранного фильтра установлена скорость течения 500 мл/мин.The hollow fiber membrane clearance is determined, according to DIN EN ISO 8637:2014, on a hollow fiber membrane filter configured as in measurement method 2. membranes) in accordance with standard 5.6.1.2, aqueous solutions of sodium at a concentration of 5 g/l NaCl and 0.05 g/l vitamin B12 are used. Vitamin B12 is used for the dialysis solution area (the dialysis solution area corresponds to the second chamber of the hollow fiber membrane filter, covering the space between the fibers), and distilled water is used. Phosphate is used at a concentration of 3 mmol/l in the dialysis solution, the measurement is also made against the dialysis solution on the side of the dialysate. For phosphate, the following dialysis solution is prepared: 34.63 liters of water, 102.9 g NaHCO 3 , 210.68 g NaCl, 2.61 g KCl, 5.15 g CaCl 2 *2H 2 O, 3.56 g MgCl 2 * 6H 2 O, 6.31 g CH3COOH, 38.5 g glucose monohydrate. Phosphate is determined photometrically by reaction with ammonium molybdate in sulfuric acid solution using a Cobas integra 400 plus from Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany, and a PHOS2 test (Roche). The sodium concentration is determined through a conductivity measurement. The concentration of vitamin B12 is determined photometrically. The clearance test uses a hollow fiber membrane filter of the same design as that used in the measurements of measurement method 2. In the first chamber of the hollow fiber membrane filter, enclosing the internal volume of the hollow fiber membranes, the hollow fiber membrane filter manufactured in accordance with the present application is set to a flow rate of 300 ml/min, and the second chamber of the hollow fiber membrane filter was set to a flow rate of 500 ml/min.

Метод измерения 6. Определение локального коэффициента ультрафильтрации.Measurement method 6. Determination of the local ultrafiltration coefficient.

Для определения локального коэффициента ультрафильтрации используется половолоконный мембранный фильтр с 107 52 половолоконными мембранами внутренним диаметром 185 мкм и толщиной стенок 35 мкм, как описано в разделе Метод измерения 3. Активная длина половолоконной мембраны составляет 235 мм. Под активной длиной половолоконной мембраны следует понимать длину половолоконной мембраны без заливочной массы, которая может использоваться для определения характеристик проницаемости, таких как коэффициент просеивания, клиренс и коэффициент ультрафильтрации. Внутренний диаметр половолоконного мембранного фильтра составляет 34 мм в центре. Входная крышка фильтра со стороны крови удаляется из половолоконного мембранного модуля и заменяется входом, содержащим устройство, которое отклоняет течение исследуемой жидкости только в круглую часть пучка полых волокон, имеющую диаметр 1 см. В отличие от стандарта DIN ISO 8637:2014, здесь в качестве исследуемой жидкости используется вода, таким образом, определяется известный специалистам водный коэффициент ультрафильтрации. Это устройство выполнено так, что конец устройства проникает приблизительно на 3 мм в верхний конец пучка половолоконных мембран, что, таким образом, приводит к изоляции устройства относительно пучка половолоконных мембран. Это обеспечивает измерение только в локальной круглой области диаметром 1 см. Для измерения в других местах следует либо использовать модифицированное устройство, либо переместить устройство в новое желаемое место. Схематическое изображение областей в поперечном сечении половолоконного мембранного фильтра показано на фиг. 2. При установке расхода исследуемой жидкости необходимо следить за тем, чтобы устанавливались те же трансмембранные давления (ТМР), что и при измерении водных коэффициентов ультрафильтрации в соответствии с DIN ISO 8637: 2014. Максимальное установленное значение ТМР составляет 600 мм Нд.To determine the local UF, a hollow fiber membrane filter with 10752 hollow fiber membranes 185 µm in inner diameter and 35 µm wall thickness is used as described in Measurement Method 3. The active length of the hollow fiber membrane is 235 mm. The active length of the hollow fiber membrane is to be understood as the length of the hollow fiber membrane without potting compound, which can be used to determine permeability characteristics such as screening ratio, clearance and ultrafiltration ratio. The inner diameter of the hollow fiber membrane filter is 34mm at the center. The inlet cap of the filter on the blood side is removed from the hollow fiber membrane module and replaced with an inlet containing a device that deflects the flow of the test fluid only into the round part of the hollow fiber bundle having a diameter of 1 cm. Unlike DIN ISO 8637:2014, here as the test liquid, water is used, thus the water ultrafiltration coefficient known to those skilled in the art is determined. This device is designed such that the end of the device penetrates approximately 3 mm into the upper end of the hollow fiber membrane bundle, thus insulating the device from the hollow fiber membrane bundle. This ensures that only a local circular area of 1 cm diameter is measured. To measure elsewhere, either use a modified device or move the device to a new desired location. A schematic representation of the cross-sectional regions of a hollow fiber membrane filter is shown in FIG. 2. When setting the flow rate of the test liquid, it must be ensured that the same transmembrane pressures (TMP) are set as when measuring water ultrafiltration coefficients in accordance with DIN ISO 8637: 2014. The maximum TMP value set is 600 mm Nd.

Метод измерения 7. Определение содержания PVP в половолоконной мембране.Measurement method 7. Determination of the PVP content in the hollow fiber membrane.

Содержание PVP в половолоконной мембране определяют методом ИК-спектроскопии. Для этого образец сначала сушат 2 часа в сушильном шкафу при 105°С. Затем 1 г волокон растворяют в дихлорметане. Дополнительно готовят калибровочный стандарт, используя сухой PVP, который также растворяют в дихлорметане. При этом охватывается диапазон концентраций ПВН в полом волокне примерно от 1% до 10%. Каждый раствор помещают в жидкостную кювету на толщину слоя 0,2 мм. Для оценки исполь- 11 040896 зуется полоса поглощения карбонильной группы.The content of PVP in the hollow fiber membrane is determined by IR spectroscopy. To do this, the sample is first dried for 2 hours in an oven at 105°C. Then 1 g of the fibers are dissolved in dichloromethane. Additionally prepare a calibration standard using dry PVP, which is also dissolved in dichloromethane. This covers the range of concentrations of HP in the hollow fiber from about 1% to 10%. Each solution is placed in a liquid cuvette to a layer thickness of 0.2 mm. The absorption band of the carbonyl group is used for evaluation.

Метод измерения 8. Графическое представление номинального распределения пор по размерам и номинального среднего размера пор.Measurement method 8. Graphical representation of nominal pore size distribution and nominal average pore size.

Меру для распределения пор по размерам в мембране по изобретению можно вывести из кривой коэффициента просеивания, какая изображена на фиг. 7. Для этого получают кривую коэффициента просеивания, как описано в разделе Метод измерения 3, для образца декстрана с широким молекулярновесовым распределением или смеси нескольких образцов декстрана. Кривая коэффициента просеивания дает для каждого значения молекулярного веса вероятность прохождения соответствующей молекулы декстрана через стенку мембраны. При заданной температуре и заданном растворителе молекулярный вес коррелирует с размером конкретной молекулы, который можно описать через радиус Стокса. Соотношение между радиусом Стокса и молекулярным весом дается следующим уравнением (J. Bandrup, E.H. Immergut (Polymer Handbook (1989) VII pp. 112-113, John Wiley): радиус Стокса [A] =0,4456M0,4 где М означает молекулярный вес декстрана. Для каждой измеренной точки кривой коэффициента просеивания с фиг. 7 молекулярный вес преобразуют в радиус Стокса с помощью компьютерной программы, например, программы Excel.A measure for the pore size distribution in the membrane of the invention can be derived from the sieving ratio curve as shown in FIG. 7. To do this, obtain a sieving coefficient curve as described in Measurement Method 3 for a dextran sample with a broad molecular weight distribution or a mixture of several dextran samples. The sieving coefficient curve gives, for each molecular weight, the probability that the corresponding dextran molecule will pass through the membrane wall. At a given temperature and a given solvent, molecular weight correlates with the size of a particular molecule, which can be described in terms of the Stokes radius. The relationship between Stokes radius and molecular weight is given by the following equation (J. Bandrup, EH Immergut (Polymer Handbook (1989) VII pp. 112-113, John Wiley): Stokes radius [A] = 0.4456M 0.4 where M means molecular dextran weight For each point measured on the sieving coefficient curve of Fig. 7, the molecular weight is converted to a Stokes radius using a computer program such as Excel.

Соответствующий рисунок, аналогичный кривой коэффициента просеивания, показывает вероятность прохождения, с которой молекула декстрана с определенным радиусом Стокса, то есть с конкретным размером молекулы, может пройти сквозь стенку мембраны. Одновременно этот рисунок дает информацию о структуре распределения пор по размерам, тем самым указывая, насколько велика вероятность обнаружить в мембране пору определенного размера, которая способна пропустить молекулу декстрана с заданным молекулярным размером, т.е. радиусом Стокса.The corresponding figure, similar to the sieving coefficient curve, shows the passage probability with which a dextran molecule with a certain Stokes radius, i.e. with a certain molecular size, can pass through the membrane wall. At the same time, this figure provides information on the structure of the pore size distribution, thereby indicating how high the probability is to find a pore of a certain size in the membrane, which is able to pass a dextran molecule with a given molecular size, i.e. Stokes radius.

Далее, путем пересчета с помощью компьютерной программы Excel определяется первая производная в каждой точке кривой. Полученная при этом конфигурация кривой дает кривую распределения, представляющую собой меру номинального распределения пор по размерам для исследуемой мембраны. Соответствующая кривая показана на фиг. 8 для мембраны согласно изобретению и для сравнительной мембраны. Максимум кривой распределения соответствует номинальному среднему размеру пор мембран.Further, by recalculation using the Excel computer program, the first derivative is determined at each point of the curve. The curve configuration thus obtained gives a distribution curve which is a measure of the nominal pore size distribution for the membrane under study. The corresponding curve is shown in Fig. 8 for the membrane according to the invention and for the comparative membrane. The maximum of the distribution curve corresponds to the nominal average pore size of the membranes.

Пример 1. Способ очистки половолоконного мембранного фильтра.Example 1. Method for cleaning a hollow fiber membrane filter.

На фиг. 3 схематически показан первый этап процедуры очистки половолоконного мембранного фильтра, включающий этапы промывки и стерилизации, применяющиеся при изготовлении половолоконных мембран по настоящему изобретению или половолоконных мембранных фильтров в соответствии с первым, вторым и третьим аспектами изобретения. На фиг. 3 показано впускное отверстие 118 для текущей среды, ведущее в первую камеру 119 половолоконного мембранного фильтра 113, охватывающую внутренний объем половолоконных мембран, который через линию 109 с клапаном 105 гидравлически сообщается с соединением 101. Другое отверстие 117 через линию 110 и клапан 106 гидравлически сообщается с соединением 102 и образует доступ во вторую камеру 120 половолоконного мембранного фильтра 113, охватывающую пространство между половолоконными мембранами. Следующее отверстие 114 через линию 111 с клапаном 107 гидравлически сообщается с соединением 103 и образует доступ во вторую камеру 120 половолоконного мембранного фильтра. Отверстие 115 через линию 112 с клапаном 108 гидравлически сообщается с соединением 104. Кроме того, соединения 101 и 103 гидравлически сообщаются друг с другом через переходник 101а.In FIG. 3 schematically shows the first step of the hollow fiber membrane filter cleaning procedure, including the washing and sterilization steps used in the manufacture of the hollow fiber membranes of the present invention or the hollow fiber membrane filters in accordance with the first, second and third aspects of the invention. In FIG. 3 shows a fluid inlet 118 leading to a first chamber 119 of the hollow fiber membrane filter 113, enclosing the inner volume of the hollow fiber membranes, which is in hydraulic communication with the connection 101 via a line 109 with a valve 105. connection 102 and forms access to the second chamber 120 of the hollow fiber membrane filter 113, covering the space between the hollow fiber membranes. The next hole 114 through the line 111 with the valve 107 hydraulically communicates with the connection 103 and forms access to the second chamber 120 of the hollow fiber membrane filter. Port 115 is in fluid communication with valve 108 via line 112 to connection 104. In addition, connections 101 and 103 are in fluid communication with each other via adapter 101a.

В одном примере осуществления операции промывки на показанном первом этапе промывочная жидкость подается через соединение 104 по линии 112 в половолоконный мембранный фильтр 113. Предпочтительно, промывочная жидкость представляет собой стерильную воду, находящуюся при контролируемой температуре, поддерживаемой в интервале 50-98°С. При этом клапан 108 включен на пропускание потока. Промывочная жидкость втекает в первую камеру 119 половолоконного мембранного фильтра через второе отверстие 115 и выходит из указанной первой камеры через первое отверстие 118. Такая конфигурация позволяет промыть внутренний объем всех половолоконных мембран пучка.In one embodiment of the flushing operation in the first step shown, flushing fluid is supplied through connection 104 through line 112 to hollow fiber membrane filter 113. Preferably, flushing fluid is sterile water at a controlled temperature maintained in the range of 50-98°C. In this case, the valve 108 is turned on for passing the flow. The washing liquid flows into the first chamber 119 of the hollow fiber membrane filter through the second opening 115 and exits said first chamber through the first opening 118. This configuration allows the internal volume of all of the hollow fiber membranes in the bundle to be flushed.

Далее промывочная жидкость проходит через детектор пузырьков 114, который в этой операции промывки не выполняет никакой функции, и через линию 109 и направляется через соединение 101 и переходник 101а в линию 111. Через впускное отверстие 114 промывочная жидкость втекает во вторую камеру 120 фильтровального модуля 113 и промывает вторую камеру, образованную в промежутках между половолоконными мембранами. Через отверстие 117 и линию 110 происходит возврат промывочной жидкости, которая затем либо выбрасывается, либо обрабатывается, чтобы снова стать доступной для операции промывки.Next, the washing liquid passes through the bubble detector 114, which does not perform any function in this washing operation, and through the line 109 and is directed through the connection 101 and the adapter 101a to the line 111. Through the inlet 114, the washing liquid flows into the second chamber 120 of the filter module 113 and flushes the second chamber formed between the hollow fiber membranes. Through the opening 117 and the line 110 is the return of the washing liquid, which is then either discarded or processed to become available again for the washing operation.

На фиг. 4 схематически показан второй этап процедуры промывки и стерилизации, какой применяется при получении половолоконных мембран по изобретению, соответственно половолоконных мембранных фильтров по изобретению, в соответствии с первым, вторым и третьим аспектами изобретения. Фиг. 4 используется для иллюстрации промывки сжатым воздухом. На соединения 201, 202, снабжаемые от источника сжатого воздуха, подается стерильный воздух. Сжатый воздух подается в половолоконный мембранный модуль 213 по линиям 209 и 201 через открытые клапаны 205 и 206 и через насосное средство (не показано). В результате предыдущего этапа промывки в соответствии с операцией промывки,In FIG. 4 schematically shows the second step of the washing and sterilization procedure which is used in the production of hollow fiber membranes according to the invention, respectively hollow fiber membrane filters according to the invention, in accordance with the first, second and third aspects of the invention. Fig. 4 is used to illustrate compressed air flushing. Connections 201, 202, supplied from a compressed air source, are supplied with sterile air. Compressed air is supplied to the hollow fiber membrane module 213 via lines 209 and 201 through open valves 205 and 206 and through a pumping means (not shown). As a result of the previous washing step in accordance with the washing operation,

- 12 040896 показанной на фиг. 3, первая камера 219 и вторая камера 220 сначала еще заполнены водой. Клапаны 207 и 208 открыты и подготовлены для отвода промывочной жидкости. Сжатый воздух проводится через фильтровальный модуль при давлении 1,5-2 бара. Таким образом, сжатый воздух через соответствующее отверстие 218, 217 вытесняет остаточную воду из первой и второй камеры половолоконного мембранного фильтра дальше через отверстия 215 и 214 в возвращаемую часть контура течения. Остаточная вода и сжатый воздух отводятся по линиям 212, 211. Процесс промывки длится в течение 2-5 мин. Поскольку в обеих камерах 219 и 220 установлено одинаковое давление, отсутствует промывка через стенку мембраны. В результате поры стенки мембраны остаются заполненными водой от операции промывки.- 12 040896 shown in FIG. 3, the first chamber 219 and the second chamber 220 are initially still filled with water. Valves 207 and 208 are open and ready to drain flushing fluid. Compressed air is passed through the filter module at a pressure of 1.5-2 bar. Thus, the compressed air through the corresponding opening 218, 217 displaces the residual water from the first and second chambers of the hollow fiber membrane filter further through the openings 215 and 214 into the return part of the flow loop. Residual water and compressed air are discharged through lines 212, 211. The flushing process lasts for 2-5 minutes. Because both chambers 219 and 220 are set to the same pressure, there is no flushing through the membrane wall. As a result, the pores of the membrane wall remain filled with water from the washing operation.

На фиг. 5 схематически показан третий этап процесса промывки и стерилизации, применяющийся при получении половолоконных мембран по изобретению или половолоконных мембранных фильтров по изобретению, в соответствии с первым, вторым и третьим аспектами изобретения. На фиг. 5 показаны соединения 302 и 304, которые блокируют отвод промывочных жидкостей через клапаны 306 и 308, находящиеся в закрытом положении. Водяной пар подается в стерилизационную систему через соединение 301 и в фильтровальный модуль 313 по линии 309. Водяной пар расширяется в первой камере 319 половолоконного мембранного фильтра; отвод через отверстие 315 невозможен, так как соединение 304 закрыто. Расширение водяного пара в линии 312 может происходить только за счет сжатия находящегося под давлением чистого пара или путем диффузии.In FIG. 5 schematically shows the third step of the washing and sterilization process used in the production of hollow fiber membranes of the invention or hollow fiber membrane filters of the invention, in accordance with the first, second and third aspects of the invention. In FIG. 5 shows connections 302 and 304 that block flushing fluids from flowing through valves 306 and 308 when in the closed position. Water vapor is supplied to the sterilization system through connection 301 and to the filter module 313 via line 309. The water vapor is expanded in the first chamber 319 of the hollow fiber membrane filter; withdrawal through opening 315 is not possible because connection 304 is closed. The expansion of the water vapor in line 312 can only occur by compressing the pressurized pure vapor or by diffusion.

Так как давление в первой камере выше, чем во второй камере, происходит трансмембранный переход чистого пара. Остаточная вода, оставшаяся в порах от процесса промывки согласно первому этапу промывки и стерилизации в соответствии с фиг. 3, выводится и через вторую камеру 320 подается в линию 311. Так как соединение 302 закрыто, линия 310 не обслуживает продвижение жидкостей. Соседние половолоконные мембраны благодаря процессу трансмембранной промывки далеко отстоят друг от друга. При этом водяной пар подается в фильтровальный модуль под давлением от 1,3 до 2 бар. Кроме того, промывка пор дополнительно предотвращает слипание полых волокон. Этот процесс промывки может быть завершен через несколько минут. В частности, операция промывки проводится в течение 2-5 мин. Температуры поддерживаются на уровне 50-98°С, в частности, чтобы осуществить также тепловое кондиционирование фильтровального модуля для следующего процесса стерилизации.Since the pressure in the first chamber is higher than in the second chamber, a transmembrane transition of pure vapor occurs. Residual water remaining in the pores from the washing process according to the first washing and sterilization step according to FIG. 3 is withdrawn and fed through the second chamber 320 to line 311. Since connection 302 is closed, line 310 does not serve the movement of fluids. Neighboring hollow fiber membranes are far apart due to the transmembrane washing process. In this case, water vapor is supplied to the filter module at a pressure of 1.3 to 2 bar. In addition, flushing the pores further prevents the hollow fibers from sticking together. This flushing process can be completed in a few minutes. In particular, the washing operation is carried out for 2-5 minutes. The temperatures are maintained at 50-98° C., in particular, in order to carry out also thermal conditioning of the filter module for the next sterilization process.

На фиг. 6 схематически показан четвертый этап процесса промывки и стерилизации, применяющегося при получении половолоконных мембран по изобретению, соответственно половолоконных мембранных фильтров по изобретению, в соответствии с первым, вторым и третьим аспектами изобретения. На четвертом этапе стерилизующая среда, такая, например, как водяной пар, при температуре 124°С и давлении 2 бара подается в половолоконный мембранный фильтр. При этом благодаря открытым клапанам 405-408 возможно протекание через соединения 401, 402, 403, 404. Чистый пар поступает в половолоконный мембранный фильтр по линиям 409 и 410 и промывает первую камеру 419 и вторую камеру 420 фильтровального модуля 413. Чистый пар возвращается по линиям 412 и 411 и через отверстия 415 и 414 и либо выбрасывается, либо после дополнительной обработки используются повторно. Продолжительность процесса стерилизации может составлять от 5 до 30 минут, в зависимости от выбранной температуры стерилизации. При предпочтительной температуре 124°С стерилизацию можно считать завершенной через 12 мин. Можно осуществить дополнительные этапы промывки, чтобы привести половолоконный мембранный фильтр в чистую и стерильную форму для применения.In FIG. 6 schematically shows the fourth step of the washing and sterilization process used in the preparation of the hollow fiber membranes of the invention, respectively of the hollow fiber membrane filters of the invention, in accordance with the first, second and third aspects of the invention. In the fourth step, a sterilizing medium, such as water vapor, at a temperature of 124° C. and a pressure of 2 bar, is fed into the hollow fiber membrane filter. At the same time, thanks to the open valves 405-408, flow through connections 401, 402, 403, 404 is possible. Pure steam enters the hollow fiber membrane filter through lines 409 and 410 and flushes the first chamber 419 and the second chamber 420 of the filter module 413. Pure vapor returns through lines 412 and 411 and through holes 415 and 414 and are either discarded or reused after additional processing. The duration of the sterilization process can be from 5 to 30 minutes, depending on the selected sterilization temperature. At a preferred temperature of 124°C, sterilization can be considered complete after 12 minutes. Additional washing steps may be performed to bring the hollow fiber membrane filter into a clean and sterile form for use.

Для дополнительной проверки качества проводится известный из уровня техники тест bubble point (тест на определение точки пузырька). Этот тест представляет собой испытание на поддержание напора, при котором одна сторона мембраны находится под действием газа под более высоким давлением, чем противоположная сторона мембраны, по которой течет жидкость. Для этого вторая камера 120, 220, 320, 420 половолоконного мембранного фильтра, показанного на фиг. 3-6, промывается стерильным сжатым воздухом, а первая камера остается заполненной жидкостью, оставшейся с процесса промывки. Стерилизационная система прикладывает более высокое давление во второй камере, чем в первой камере 119, 219, 319, 419. Поскольку поры заполнены водой с предыдущего этапа промывки, переход сжатого газа из первой камеры во вторую камеру начнется только тогда, когда приложенное давление превысит поверхностное натяжение воды в порах. Показанные детекторы пузырьков 114, 214, 314, 414 могут проанализировать количество газа, прошедшего в первую камеру, и соответственно оценить результаты. Из количества газовых пузырей, коррелирующего с давлением, приложенным во второй камере фильтровальных модулей 120-420, можно сделать выводы о качестве материала мембраны и можно решить, соответствует ли фильтровальный модуль техническим стандартам.For an additional quality check, the bubble point test known from the prior art is carried out. This test is a pressure maintenance test in which one side of the membrane is under the action of a gas at a higher pressure than the opposite side of the membrane, over which the liquid flows. To do this, the second chamber 120, 220, 320, 420 of the hollow fiber membrane filter shown in FIG. 3-6 is flushed with sterile compressed air, leaving the first chamber filled with the liquid left over from the flushing process. The sterilization system applies a higher pressure in the second chamber than in the first chamber 119, 219, 319, 419. Since the pores are filled with water from the previous washing step, the transfer of compressed gas from the first chamber to the second chamber will only begin when the applied pressure exceeds the surface tension water in the pores. The bubble detectors 114, 214, 314, 414 shown can analyze the amount of gas passed into the first chamber and evaluate the results accordingly. From the number of gas bubbles correlated with the pressure applied in the second chamber of the filter modules 120-420, the quality of the membrane material can be inferred and it can be decided whether the filter module meets the technical standards.

Наконец, можно предусмотреть, чтобы первая камера также промывалась стерильным сжатым воздухом. В определенных случаях дополнительный этап промывки чистым паром может обеспечить удаление воды, оставшейся от предыдущих процессов промывки. После этого можно провести операцию сушки, в которой фильтровальный модуль продувается стерильным сжатым воздухом до достижения желаемый степени сухости.Finally, it can be provided that the first chamber is also flushed with sterile compressed air. In certain cases, an additional clean steam washing step can remove water left over from previous washing processes. A drying operation can then be carried out in which the filter module is blown with sterile compressed air until the desired degree of dryness is achieved.

Пример 2. Пример осуществления половолоконной мембраны по изобретению.Example 2 An embodiment of a hollow fiber membrane according to the invention.

Прядильный раствор, состоящий из 16 вес.ч. полисульфона (Р3500 от фирмы Solvay), 4,4 вес.ч. по- 13 040896 ливинилпирролидона (K82-86 от фирмы Ashland) и 79,6 вес.ч. DMAC, перемешивают, нагревают до 60°С и дегазируют, получая однородную прядильную массу. Прядильную массу экструдируют через кольцевую фильеру с проводимым по центру осадителем, состоящим из 35% DMAC и 65% воды, получая элементарную нить. Осадитель вводят внутрь полой элементарной нити. Температура кольцевой фильеры составляет 70°С.Spinning solution, consisting of 16 wt.h. polysulfone (P3500 from Solvay), 4.4 parts by weight 13 040896 livinylpyrrolidone (K82-86 from Ashland) and 79.6 parts by weight. DMAC, mixed, heated to 60°C and degassed, obtaining a homogeneous spinning mass. The spinning mass is extruded through an annular die with a centrally conducted precipitant consisting of 35% DMAC and 65% water to form a filament. The precipitant is introduced into the hollow filament. The temperature of the annular die is 70°C.

Экструдированную элементарную нить проводят через осадительную камеру, атмосфера которой имеет относительную влажность 100%. Высота осадительного зазора составляет 200 мм; время пребывания в осадительном зазоре установлено 0,4 с. Элементарную нить вводят в осадительную ванну, стоящую из воды, температура которой поддерживается на уровне 80°С, и осаждают с получением половолоконной мембраны. Затем половолоконную мембрану проводят через промывочные ванны с температурой, установленной в интервале от 75 до 90°С. После этого половолоконную мембрану сушат при температуре от 100 до 150°С. Затем полученную половолоконную мембрану наматывают на барабан и преобразуют в жгут. Пучок половолоконных мембран получают из намотанного жгута. После этого определяют пористость половолоконных мембран.The extruded filament is passed through a settling chamber whose atmosphere has a relative humidity of 100%. The height of the settling gap is 200 mm; the residence time in the settling gap is set to 0.4 s. The filament is introduced into a spinning bath of water maintained at 80° C. and deposited to form a hollow fiber membrane. Then the hollow fiber membrane is passed through washing baths with a temperature set in the range from 75 to 90°C. Thereafter, the hollow fiber membrane is dried at a temperature of 100 to 150°C. Then, the obtained hollow fiber membrane is wound on a drum and converted into a tow. A bundle of hollow fiber membranes is obtained from a wound bundle. The porosity of the hollow fiber membranes is then determined.

Далее пучок половолоконных мембран перерабатывают в половолоконные мембранные фильтры, используя известные методы, как указано в методе измерения 3. Полученный половолоконный мембранный фильтр соединяют на следующей стадии со стерилизатором, следуя примеру 1, и половолоконный мембранный фильтр стерилизуют аналогично способу, описанному в примере 1. На половолоконном мембранном фильтре в 5 разных позициях определяют коэффициент просеивания для декстрана с молекулярным весом 10000 г/моль, дзета-потенциал, коэффициент просеивания для альбумина, содержание PVP в волокне и локальный водный коэффициент ультрафильтрации стерилизованного половолоконного мембранного фильтра. Результаты приведены в табл. 1.Next, the bundle of hollow fiber membranes is processed into hollow fiber membrane filters using known methods as described in measurement method 3. The obtained hollow fiber membrane filter is combined in the next step with a sterilizer following Example 1, and the hollow fiber membrane filter is sterilized in the same way as described in Example 1. On 10,000 g/mol molecular weight dextran sieving factor, zeta potential, albumin sieving factor, fiber PVP content, and local water UF of the sterilized hollow fiber membrane filter were determined at 5 different positions in the hollow fiber membrane filter. The results are shown in table. 1.

Пример 3. Сравнительный пример.Example 3. Comparative example.

Используются те же материалы, что и в примере 2. Прядильный раствор, состоящий из 16 вес.ч. полисульфона, 4 вес.ч. поливинилпирролидона и 80 вес.ч. DMAC, перемешивают, нагревают до 50°С и дегазируют, получая однородную прядильную массу. Прядильную массу экструдируют через кольцевую фильеру вместе с проводимым по центру осадителем, состоящим из 54% DMAC и 46% воды, с получением элементарной нити. Осадитель вводят внутрь полой элементарной нити. Температура кольцевой фильеры составляет 40°С. Экструдированную элементарную нить проводят через осадительную камеру, атмосфера которой имеет относительную влажность 30%. Высота осадительного зазора составляет 600 мм; время пребывания в осадительном зазоре установлено 1,35 с. Элементарную нить вводят в осадительную ванну, стоящую из воды, температура которой поддерживается на уровне 68°С, и осаждают с получением половолоконной мембраны. Затем половолоконную мембрану проводят через промывочные ванны с температурой, установленной в интервале от 75 до 90°С. После этого половолоконную мембрану сушат при температуре от 100 до 150°С. Затем полученную половолоконную мембрану наматывают на барабан и преобразуют в жгут. Пучок половолоконных мембран получают из намотанного жгута. После этого определяют пористость половолоконных мембран.The same materials are used as in example 2. Spinning solution, consisting of 16 wt.h. polysulfone, 4 wt.h. polyvinylpyrrolidone and 80 wt.h. DMAC, mixed, heated to 50°C and degassed, obtaining a homogeneous spinning mass. The spinning mass is extruded through an annular die along with a centrally conducted precipitator consisting of 54% DMAC and 46% water to form a filament. The precipitant is injected into the hollow filament. The temperature of the annular die is 40°C. The extruded filament is passed through a settling chamber whose atmosphere has a relative humidity of 30%. The height of the settling gap is 600 mm; the residence time in the settling gap is set to 1.35 s. The filament is introduced into a spinning bath of water maintained at 68° C. and deposited to form a hollow fiber membrane. Then the hollow fiber membrane is passed through washing baths with a temperature set in the range from 75 to 90°C. Thereafter, the hollow fiber membrane is dried at a temperature of 100 to 150°C. Then, the obtained hollow fiber membrane is wound on a drum and converted into a tow. A bundle of hollow fiber membranes is obtained from a wound bundle. The porosity of the hollow fiber membranes is then determined.

Далее пучок половолоконных мембран перерабатывают известными способами с получением половолоконного мембранного фильтра. На следующем этапе полученный половолоконный мембранный фильтр стерилизуют способом, описанным в уровне техники (DE 3936785 С1). На стерилизованном половолоконном мембранном фильтре определяют в 5 разных позициях коэффициент просеивания для декстрана с молекулярным весом 10000 г/моль, дзета-потенциал, коэффициент просеивания для альбумина, содержание PVP в волокне и локальный водный коэффициент ультрафильтрации стерилизованного половолоконного мембранного фильтра. Результаты приведены в табл. 1.Next, the bundle of hollow fiber membranes is processed by known methods to obtain a hollow fiber membrane filter. In the next step, the obtained hollow fiber membrane filter is sterilized in the manner described in the prior art (DE 3936785 C1). On a sterilized hollow fiber membrane filter, the sieving factor for dextran with a molecular weight of 10,000 g/mol, zeta potential, sieving factor for albumin, the PVP content in the fiber and the local water ultrafiltration coefficient of the sterilized hollow fiber membrane filter are determined at 5 different positions. The results are shown in table. 1.

- 14 040896- 14 040896

Таблица 1Table 1

Коэффициент ультрафильтрации, определенный в локальных позициях [мл/Ь*ммНд] UF coefficient determined in local positions [ml/b*mmNd] Пример 2 : согласно изобретению Example 2: according to the invention Пример 3: сравнительный Example 3: comparative поз. 1 pos. 1 137 137 119 119 поз. 2 pos. 2 142 142 152 152 поз. 3 pos. 3 148 148 154 154 поз. 4 pos. 4 142 142 160 160 поз. 5 pos. 5 144 144 150 150 Разность мин./ макс. Difference min./max. 11 eleven 35 35 Отклонение от максимального значения Deviation from the maximum value 7,7% 7.7% 21,8% 21.8% Дзета-потенциал Zeta potential -7 мВ -7 mV -10 мВ -10 mV Пористость Porosity 79, 7% 79.7% 77% 77% Коэффициент просеивания альбумина Albumin screening ratio 0, 06 0.06 0, 07 0.07 Коэффициент просеивания декстрана (10000 г/моль) Sieving ratio of dextran (10000 g/mol) 0, 63 0.63 0,40 0.40 Клиренс, натрий clearance, sodium 268 268 260 260 Клиренс, фосфат clearance, phosphate 237 237 200 200 Клиренс, витамин В12 Clearance, vitamin B12 169 169 146 146

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM

Claims (6)

1. Способ стерилизации половолоконного мембранного фильтра, содержащего множество половолоконных мембран на основе полисульфона и PVP, которые уплотнены на концах в корпусе половолоконного мембранного фильтра таким образом, чтобы образовать первую камеру, охватывающую внутренний объем половолоконных мембран, и вторую камеру, охватывающую включающая пространство между половолоконными мембранами, причем половолоконный мембранный фильтр содержит по меньшей мере два впускных отверстия для текучей среды, соединенных с первой камерой, и по меньшей мере два впускных отверстия, соединенных со второй камерой, и причем отверстия выполнены с возможностью соединения со стерилизатором, причем способ включает по меньшей мере следующие этапы: промывка половолоконного мембранного фильтра текучей средой, при этом промывочная среда проводится через первую и вторую камеры половолоконного мембранного фильтра путем выбора впускных отверстий, стерилизация половолоконного мембранного фильтра стерилизующей средой, причем стерилизующая среда проводится через первую и вторую камеру половолоконного мембранного фильтра путем выбора впускных отверстий, подача водяного пара в первую или вторую камеру половолоконного мембранного фильтра путем выбора впускных отверстий и промывка половолоконной мембраны путем трансмембранного перехода водяного пара через стенку мембраны в соответствующую вторую или первую камеру половолоконного мембранного фильтра, при этом водяной пар подается в фильтровальный модуль под давлением от 1,3 до 2 бар, где подача текучей среды в первую или вторую камеру половолоконного мембранного фильтра и трансмембранный переход водяного пара во вторую или первую камеру половолоконного мембранного модуля происходит между операциями промывки и стерилизации.1. A method for sterilizing a hollow fiber membrane filter comprising a plurality of polysulfone- and PVP-based hollow fiber membranes that are sealed at their ends in a hollow fiber membrane filter housing so as to form a first chamber enclosing the internal volume of the hollow fiber membranes and a second chamber enclosing the space between the hollow fiber membranes. membranes, wherein the hollow fiber membrane filter comprises at least two fluid inlets connected to the first chamber and at least two inlets connected to the second chamber, and the holes are configured to be connected to a sterilizer, the method comprising at least at least the following steps: flushing the hollow fiber membrane filter with a fluid, while the flushing medium is conducted through the first and second chambers of the hollow fiber membrane filter by selecting inlets, sterilizing the hollow fiber membrane filter with a sterilizing medium food, and the sterilizing medium is conducted through the first and second chambers of the hollow fiber membrane filter by selecting the inlets, supplying water vapor to the first or second chamber of the hollow fiber membrane filter by selecting the inlets, and flushing the hollow fiber membrane by transmembrane passage of water vapor through the membrane wall to the corresponding second or the first chamber of the hollow fiber membrane filter, while water vapor is supplied to the filter module at a pressure of 1.3 to 2 bar, where the fluid is supplied to the first or second chamber of the hollow fiber membrane filter and the transmembrane transition of water vapor to the second or first chamber of the hollow fiber membrane module occurs between flushing and sterilization operations. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стерилизация представляет собой тепловую стерилизацию.2. The method according to claim 1, characterized in that the sterilization is heat sterilization. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что операция промывки проводится при температурах от 50 до 120°С.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the washing operation is carried out at temperatures from 50 to 120°C. 4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что тепловая стерилизация проводится при температурах от 105 до 140°С, предпочтительно от 121 до 140°С.4. The method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat sterilization is carried out at temperatures from 105 to 140°C, preferably from 121 to 140°C. 5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что подача текучей среды в первую или вторую камеру половолоконного мембранного фильтра и трансмембранный переход среды в соответствующую вторую или первую камеру половолоконного мембранного модуля осуществляется при температурах от 70 до 98°С.5. The method according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that the supply of fluid to the first or second chamber of the hollow fiber membrane filter and the transmembrane transition of the medium to the corresponding second or first chamber of the hollow fiber membrane module is carried out at temperatures from 70 to 98°C. 6. Способ по одному или более пп.1-5, отличающийся тем, что проводится дополнительная операция продувки сжатым газом.6. Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that an additional operation of purging with compressed gas is carried out.
EA201991405 2016-12-09 2017-12-08 HOLLOW FIBER MEMBRANE WITH IMPROVED SEPARATING CAPABILITY AND OBTAINING OF HOLLOW FIBER MEMBRANE HAVING IMPROVED SEPARATING CAPABILITY EA040896B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016224627.5 2016-12-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040896B1 true EA040896B1 (en) 2022-08-12

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110290858B (en) Hollow fiber membrane with improved separation efficiency and manufacture of hollow fiber membrane with improved separation efficiency
AU652912B2 (en) Novel high flux hollow fiber membrane
KR101177199B1 (en) Porous hollow fiber membrane for treating blood
US9149770B2 (en) Hollow fiber capillary membrane and method for the production thereof
US9352283B2 (en) Tubular fiber membrane with nanoporous skin
EA038775B1 (en) Hollow-fibre membrane with improved biocompatibility and reduced elution of hydrophilic polymer
WO2015046411A1 (en) Porous membrane, blood purifying module incorporating porous membrane, and method for producing porous membrane
JP4992104B2 (en) Module for hemofiltration or hemodiafiltration
JP7467481B2 (en) Dialyzers containing fluorine-containing hollow fiber membranes - Patents.com
EA040896B1 (en) HOLLOW FIBER MEMBRANE WITH IMPROVED SEPARATING CAPABILITY AND OBTAINING OF HOLLOW FIBER MEMBRANE HAVING IMPROVED SEPARATING CAPABILITY
JP2012019891A (en) Method for manufacturing hollow fiber membrane for blood processing
JP7131038B2 (en) Hollow fiber membrane for ascites filtration
JP2005058906A (en) Porous polymer membrane, blood purification device and production method for porous polymer membrane
JP6030295B2 (en) Blood purifier manufacturing method
JP2012019890A (en) Hollow fiber membrane for blood processing, and hollow fiber membrane type blood processing device
JP2001038172A (en) Hollow fiber membrane type selective separation membrane
JP2005342415A (en) High water-permeable hollow-fiber membrane-type blood purification apparatus
KR20050098482A (en) A polysulfone-based hollow fiber membranes for blood dialysis