EP0751818A1 - High-flux polyacrylonitrile dialysis diaphragm - Google Patents

High-flux polyacrylonitrile dialysis diaphragm

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EP0751818A1
EP0751818A1 EP95913112A EP95913112A EP0751818A1 EP 0751818 A1 EP0751818 A1 EP 0751818A1 EP 95913112 A EP95913112 A EP 95913112A EP 95913112 A EP95913112 A EP 95913112A EP 0751818 A1 EP0751818 A1 EP 0751818A1
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EP
European Patent Office
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weight
membrane
membrane according
copolymer
water
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Withdrawn
Application number
EP95913112A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Henke
Walter Löffelmann
Harald Schmitt
Michael Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akzo Nobel NV
Original Assignee
Akzo Nobel NV
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an asymmetric semipermeable hollow fiber membrane for dialysis and / or ultrafiltration, in particular hemodialysis from a copolymer of acrylonitrile and acrylic ester and an ionic or or ionizable monomer and process for their production.
  • a process for the production of hollow fibers from acrylonitrile polymers is known from US Pat. No. 4,181,694, an acrylonitrile polymer which consists of at least 60% by weight of acrylonitrile units in an aqueous 65 to 95% by weight nitric acid (at 0 to 5 ° C) is dissolved in order to obtain a spinning solution. This solution is then extruded through spinnerets and at the same time an internal coagulation liquid is introduced. According to this process, hollow fibers are obtained which consist of an outer layer with a porous one Structure, a middle layer with so-called caverns, and an inner layer with a porous structure. These are double asymmetrical membranes with skin on both sides. Caverns here mean "relatively large" holes in the membrane wall.
  • DE-PS 27 40 252 claims dried porous membranes with acrylonitrile polymer units, which consist of a carrier layer and a surface layer on both sides. A method for producing these membranes, which have a skin on both outer surfaces, is also claimed.
  • U.S. Patent 4,545,910 claims membranes that have the performance data of a conventional ultrafiltration membrane.
  • the material for the membrane can be selected from a variety of materials, including also made of polyacrylonitrile compounds.
  • US Pat. No. 5,039,420 claims a membrane which consists of a copolymer of acrylonitrile and a C2 ⁇ C4-hydroxyalkyl ester of methacrylic acid as comonomers.
  • the membranes produced by the abovementioned processes have only unsatisfactory values for the biocompatibility, for example in the release of histamine or in the generation of bradykinin.
  • European application 0 547 471 describes membranes and processes for their production which are distinguished by very good values for bicompatibility, for example in the release of histamine or in the generation of bradykinin.
  • a wet spinning process is used to produce these membranes, the starting polymer being a copolymer composed of 90.50 to 95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomers is used, characterized in that the
  • the object of the invention is to provide a membrane which can be used for dialysis and / or ultrafiltration and which does not adsorb any .beta.2-microglobulin during its use as a hemodialysis membrane and does not show any significant change in the sieving characteristics with respect to .beta.2-microglobulin even with prolonged use. showing no back filtration during use, and the ultrafiltration rate w äßrige albumin Citrochromaims on "has a favorable ratio of the ultrafiltration rate wetter.
  • the object of the invention is furthermore to a to provide a corresponding method for producing such membranes.
  • an asymmetrical semipermeable membrane for dialysis and / or ultrafiltration made from a copolymer of acrylonitrile and acrylate and an ionic or ionizable monomer in the form of a hollow thread with a separating layer inside the hollow thread, the copolymer being composed is composed of 90.50-95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomer, characterized in that the membrane is up to 5% based contains on copolymer on polyvinyl pyrrolidone in finely divided form.
  • the membrane preferably contains at most 1.0% by weight of polyvinylpyrrolidone.
  • the membrane is further characterized by a sieving coefficient for ⁇ 2-microglobulin of at least 0.3, in particular at least 0.5, preferably at least 0.7.
  • UFR water UFR aqueous solution albumin / citrochromium ⁇ ' : 1 from. This ratio is preferably 2: 1 to 7: 1, in particular 3: 1 to 5: 1.
  • a wet spinning process is used to produce this membrane, a copolymer composed of 90.50 to 95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomers - is used, characterized in that the
  • a membrane produced in this way not only has excellent biocompatibility, that is to say no bradykinin generation or histamine release takes place, but also a high sieving coefficient for ⁇ 2-microglobulin, which does not change, or at most insignificantly, even with prolonged use. It was also particularly surprising that membranes are accessible by means of the invention which have a favorable, ie a low ratio of ultrafiltration rate with water to the ultrafiltration rate aqueous solution albumin / cytrochrome C.
  • the measurement of the ultrafiltration rate is a method familiar to the person skilled in the art to characterize hollow fiber membranes. It has the dimension ml / (m hmmHg).
  • aqueous phosphate-buffered saline solution containing 50 g of albumin, 0.1 g of cytrochrome C and 0.03 g of sodium dithionite per liter of solution is used to determine the ultrafiltration rate of aqueous albumin / cytrochrome solution.
  • Bovine serum albumin (BSA) was used as the albumin.
  • the membrane does not build up, i.e. that there are no harmful substances inside the hollow thread, i.e. deposit on the skin, which acts as a separating layer and is located in the interior of the hollow thread, the lumen of the hollow thread is not narrowed, so that the flow through the lumen of the entire hollow thread is practically constant during operation, i.e. remains very even.
  • Polyvinyl pyrrolidone is a known polymer that is commercially available. More details about this polymer include the ISP PVP Polyvinylyrrolidone Polymers from ISP International Specialty Products 1361 Alps Road, Wayne, NJ 07470 USA.
  • the determination of the sieving coefficient is in itself a method familiar to the person skilled in the art and can be carried out in various ways. In the context of the invention, the sieving coefficient was carried out on the membranes by the following method.
  • a human plasma with about 40 mg / 1 ß-microglobulin content was used as the test solution. Modules with an area between 250 and 400 cm were used. The blood side flow was adjusted to 5 ml / min, the filtrate flow to 0.25 ml / min. The temperature was 37 ° C. Work was carried out with recirculation and return of the filtrate to the pool. The measurement took place after 60 minutes. The evaluation was carried out according to the following formula:
  • the spinning bath is generally circulated during spinning. It goes without saying that the concentration ratios of the precipitation bath are kept constant by metering in or partially removing the individual components such as solvent, water and glycerol, that is to say that the selected concentration ratios of the precipitation bath remain largely unchanged during spinning. Since polyvinylpyrrolidone also gets into the coagulation bath during spinning, care must be taken to ensure that the coagulation bath does not become too strong Enriched polyvinyl pyrrolidone. This can be done, for example, by removing the circulation stream polyvinylpyrrolidone.

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Abstract

An asymmetrical semi-permeable diaphragm for dialysis and/or ultrafiltration made of a copolymer of acrylonitrile and acrylic ester and an ionic or inonisable monomer in the form of a hollow fibre, in which the copolymer consists of 90.50 to 95.00 wt % acrylonitrile, 4.99 to 8.60 wt % acryl ester and 0.01 to 0.90 wt % of the ionic or ionisable monomer, the diaphragm containing up to 5 % of polyvinyl pyrrolidone, in relation to the copolymer, in finely divided form. The diaphragm has a separating layer inside the hollow fibre and can be used for a long time without back-filtration and the build-up of a deposit.

Description

High-Flux-Dialysemembran aus Polyacrylnitril High-flux dialysis membrane made of polyacrylonitrile
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft eine asymmetrische semipermeable Hohlfasermembran für die Dialyse und/oder Ultrafiltration, insbesondere die Hämodialyse aus einem Copolymeren aus Acrylnitril und Acrylester sowie einem ionischen oder oder ionisierbaren Monomeren sowie Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to an asymmetric semipermeable hollow fiber membrane for dialysis and / or ultrafiltration, in particular hemodialysis from a copolymer of acrylonitrile and acrylic ester and an ionic or or ionizable monomer and process for their production.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Membranen aus Acrylnitrilpolymeren bekannt.Numerous processes for the production of membranes from acrylonitrile polymers are already known.
Aus der US-PS 4,181,694 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlfasern aus Acrylnitrilpolymeren bekannt, wobei ein Acrylnitrilpolymer, das zu mindestens 60 Gew.% aus Acryl- nitrileinheiten besteht, in eine wäßrige, 65 bis 95 gew.%ige Salpetersäure (bei 0 bis 5°C) aufgelöst wird, um eine Spinn¬ lösung zu erhalten. Diese Lösung wird dann durch Spinndüsen extrudiert und gleichzeitig eine innere Koagulationsflüssig¬ keit eingeführt. Nach diesem Verfahren erhält man Hohl¬ fasern, die aus einer äußeren Schicht mit einer porösen Struktur, einer mittleren Schicht mit sogenannten Kavernen, und einer inneren Schicht mit einer porösen Struktur be¬ stehen. Es handelt sich dabei um doppelt asymmetrische Membranen, die auf beiden Seiten eine Haut aufweisen. Unter Kavernen sind hierbei "relativ große", in der Membranwand befindliche Löcher gemeint.A process for the production of hollow fibers from acrylonitrile polymers is known from US Pat. No. 4,181,694, an acrylonitrile polymer which consists of at least 60% by weight of acrylonitrile units in an aqueous 65 to 95% by weight nitric acid (at 0 to 5 ° C) is dissolved in order to obtain a spinning solution. This solution is then extruded through spinnerets and at the same time an internal coagulation liquid is introduced. According to this process, hollow fibers are obtained which consist of an outer layer with a porous one Structure, a middle layer with so-called caverns, and an inner layer with a porous structure. These are double asymmetrical membranes with skin on both sides. Caverns here mean "relatively large" holes in the membrane wall.
Analog zu der obigen Druckschrift beansprucht die DE-PS 27 40 252 getrocknete poröse Membranen mit Acryl- nitrilpolymereinheiten, die aus einer Trägerschicht und einer beidseitigen Oberflächenschicht bestehen. Ebenfalls wird ein Verfahren zur Herstellung von diesen, auf beiden äußeren Oberflächen eine Haut habende, Membran beansprucht.Analogous to the above publication, DE-PS 27 40 252 claims dried porous membranes with acrylonitrile polymer units, which consist of a carrier layer and a surface layer on both sides. A method for producing these membranes, which have a skin on both outer surfaces, is also claimed.
Das US-Patent 4,545,910 beansprucht Membranen, die die Leistungsdaten einer üblichen Ultrafiltrationsmembran aufweisen. Das Material für die Membran kann aus einer Vielzahl von Stoffen ausgewählt werden, u.a. auch aus Polyacrylnitrilverbindungen.U.S. Patent 4,545,910 claims membranes that have the performance data of a conventional ultrafiltration membrane. The material for the membrane can be selected from a variety of materials, including also made of polyacrylonitrile compounds.
Letztlich beansprucht die US-PS 5,039,420 eine Membran, die aus einem Copolymer von Acrylnitril und einem C2~C4-Hydroxy- alkylester von Methacrylsäure als Comonomeren besteht.Ultimately, US Pat. No. 5,039,420 claims a membrane which consists of a copolymer of acrylonitrile and a C2 ~ C4-hydroxyalkyl ester of methacrylic acid as comonomers.
Die nach den oben genannten Verfahren hergestellten Membranen weisen jedoch in bestimmten Bereichen nur unbe¬ friedigende Werte für die Biokompatibilität, so etwa in der Histamin-Freisetzung oder bei der Bradykinin-Generierung, auf. In der europäischen Anmeldung 0 547 471 werden Membranen und Verfahren zu deren Herstellung beschrieben, die sich durch sehr gute Werte für die Bikompatibilität auszeichnen so etwa in der Histaminfreisetzung oder bei der Bradykinin- Generierung. Zur Herstellung dieser Membranen dient ein Naßspinnverfahren, wobei als Ausgangspolymer ein Copolymer aufgebaut aus 90,50 bis 95,00 Gew.% Acrylnitril, 4,99 bis 8,60 Gew.% Acrylester und 0,01 bis 0,90 Gew.% des ionischen oder ionisierbaren Monomeren verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieIn certain areas, however, the membranes produced by the abovementioned processes have only unsatisfactory values for the biocompatibility, for example in the release of histamine or in the generation of bradykinin. European application 0 547 471 describes membranes and processes for their production which are distinguished by very good values for bicompatibility, for example in the release of histamine or in the generation of bradykinin. A wet spinning process is used to produce these membranes, the starting polymer being a copolymer composed of 90.50 to 95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomers is used, characterized in that the
- Spinnlösung aus 18 - 24 Gew.% Polymer- Spinning solution made of 18-24% by weight polymer
70 - 80 Gew.% aprotisches Lösungsmittel70-80% by weight aprotic solvent
0 - 7 Gew.% Wasser,0 - 7% by weight water,
- die Innenfüllung aus 10 - 40 Gew.% aprotisches- The inner filling of 10 - 40 wt.% aprotic
Lösungsmittelsolvent
50 - 85 Gew.% Glycerin 2 - 12 Gew.% Wasser50-85% by weight glycerin 2-12% by weight water
- und das Fällbad aus 75 - 85 Gew.% aprotisches- and the precipitation bath from 75 - 85 wt.% aprotic
Lösungsmittelsolvent
15 - 25 Gew.% Wasser weniger als 3 Gew.% Glycerin besteht, und daß das Spinnen bei 60 - 90°C erfolgt, wobei die15 - 25 wt.% Water less than 3 wt.% Glycerin, and that the spinning takes place at 60 - 90 ° C, the
- Temperatur des Fällbades 60 - 90°C,- temperature of the precipitation bath 60 - 90 ° C,
- das Verhältnis Düsenaustrittgeschwindigkeit der Spinnlösung zur Abzugsgeschwindigkeit des Hohlfadens aus dem Fällbad- The ratio of the nozzle exit speed of the spinning solution to the withdrawal speed of the hollow thread from the precipitation bath
1 : 0,6 bis 1 : 2,5 beträgt,1: 0.6 to 1: 2.5,
- eine ein- oder mehrstufige Verstreckung (1 : 1,1 bis 1 : 2,5) erfolgt- A single or multi-stage stretching (1: 1.1 to 1: 2.5) takes place
- anschließend bei 65 - 75°C relaxiert- then relaxed at 65 - 75 ° C
- und danach eine Temperung ebenfalls bei der gleichen Temperatur durchgeführt wird, 95/25582 PCΪ7EP95/00949and then an annealing is also carried out at the same temperature, 95/25582 PCΪ7EP95 / 00949
danach eine Behandlung mit einem Weichmacherbad aus einem Gemisch aus Glycerin und Wasser erfolgt und nach dem Aufwickeln die Wickel auf übliche Weise weiterverarbeitet werden.Thereafter, a treatment with a plasticizer bath consisting of a mixture of glycerol and water is carried out and, after winding, the windings are processed further in the usual way.
Es hat sich aber gezeigt, daß diese Membranen noch ver¬ besserungsfähig sind, was ihr Verhalten gegenüber ß2-Mikro- globulin betrifft. Es hat sich nämlich gezeigt, daß diese Membranen während des Einsatzes als Hämodialysemembran ß2-Mikroglobulin adsorbieren, so daß es bei längerem Gebrauch zu einer Veränderung der Siebcharakteristik der Membran kommt. Zum anderen besteht die Gefahr, daß auf der Dialysatseite der Membran, wenn nicht einwandfreie Dialysat- flüssigkeiten benutzt werden, es zu einer Adsorption von Endotoxinen kommt. Bei längerem Arbeiten mit nicht einwand¬ freien Dialysatflüssigkeiten kann ein Punkt erreicht werden, bei dem die Adsorptionskapazität der Membran erschöpft ist und die Endoxine durch die Membran in das zu behandelnde Blut wandern. Dies aber ist mit Gefahren für den Patienten verbunden.However, it has been shown that these membranes can still be improved in terms of their behavior towards β2-microglobulin. It has been shown that these membranes adsorb β2-microglobulin during use as a hemodialysis membrane, so that there is a change in the sieving characteristics of the membrane with prolonged use. On the other hand, there is a risk that endotoxins will be adsorbed on the dialysate side of the membrane if incorrect dialysate liquids are used. When working with dialysate liquids which are not in perfect condition, a point can be reached at which the adsorption capacity of the membrane is exhausted and the endoxins migrate through the membrane into the blood to be treated. But this is associated with dangers for the patient.
Es besteht deshalb das Bedürfnis nach verbesserten Membranen, die diese Nachteile nicht aufweisen.There is therefore a need for improved membranes that do not have these disadvantages.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine für die Dialyse und/oder Ultrafiltration verwendbare Membran zur Verfügung zu stellen, die während ihres Einsatzes als Hämodialysemembran kein ß2-Mikroglobulin adsorbiert und auch bei längerem Gebrauch keine wesentliche Veränderung der Siebcharak¬ teristik bezüglich ß2-Mikroglobulin verzeichnet, die während der Benutzung keine Rückfiltration zeigt und die ein günstiges Verhältnis der Ultrafiltrationsrate nasser zur Ultrafiltrationsrate wäßrige Albumin Citrochromlösung auf" weist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung derartiger Membranen zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to provide a membrane which can be used for dialysis and / or ultrafiltration and which does not adsorb any .beta.2-microglobulin during its use as a hemodialysis membrane and does not show any significant change in the sieving characteristics with respect to .beta.2-microglobulin even with prolonged use. showing no back filtration during use, and the ultrafiltration rate w äßrige albumin Citrochromlösung on "has a favorable ratio of the ultrafiltration rate wetter. the object of the invention is furthermore to a to provide a corresponding method for producing such membranes.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine asymmetrische semipermeable Membran für die Dialyse und/oder Ultra¬ filtration aus einem Copolymeren aus Acrylnitril und Acryl¬ ester und einem ionischen oder ionisierbaren Monomeren in der Form eines Hohlfadens mit einer Trennschicht im Inneren des Hohlfadens, wobei das Copolymer zusammengesetzt ist aus 90,50 - 95,00 Gew% Acrylnitril, 4,99 bis 8,60 Gew% Acrylester und 0,01 bis 0,90 Gew% des ionischen oder ionisierbaren Monomeren, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran bis zu 5% bezogen auf Copolymer an Polyvinyl¬ pyrrolidon in feinverteilter Form enthält. Vorzugsweise enthält die Membran höchstens 1,0 Gew.% Polyvinylpyrrolidon.This object is achieved by an asymmetrical semipermeable membrane for dialysis and / or ultrafiltration made from a copolymer of acrylonitrile and acrylate and an ionic or ionizable monomer in the form of a hollow thread with a separating layer inside the hollow thread, the copolymer being composed is composed of 90.50-95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomer, characterized in that the membrane is up to 5% based contains on copolymer on polyvinyl pyrrolidone in finely divided form. The membrane preferably contains at most 1.0% by weight of polyvinylpyrrolidone.
Die Membran ist ferner gekennzeichnet durch einen Siebkoeffizienten für ß2-Mikroglobulin von mindestens 0,3, insbesondere mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 0,7.The membrane is further characterized by a sieving coefficient for β2-microglobulin of at least 0.3, in particular at least 0.5, preferably at least 0.7.
Die Membran zeichnet sich außerdem durch ein VerhältnisThe membrane is also characterized by a ratio
UFRWasser : UFRwäßrige Lösung Albumin/Citrochrom ≤ ' : 1 aus. Vorzugsweise beträgt dieses Verhältnis 2 : 1 bis 7 : 1, insbesondere 3 : 1 bis 5 : 1. UFR water : UFR aqueous solution albumin / citrochromium ≤ ' : 1 from. This ratio is preferably 2: 1 to 7: 1, in particular 3: 1 to 5: 1.
Zur Herstellung dieser Membran dient ein Naßspinnverfahren, wobei als Ausgangspolymer ein Copolymer aufgebaut aus 90,50 bis 95,00 Gew.% Acrylnitril, 4,99 bis 8,60 Gew.% Acrylester und 0,01 bis 0,90 Gew.% des ionischen oder ionisierbaren Monomeren -verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieA wet spinning process is used to produce this membrane, a copolymer composed of 90.50 to 95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomers - is used, characterized in that the
- Spinnlösung aus 18 - 24 Gew.% Polymer- Spinning solution made of 18-24% by weight polymer
70 - 80 Gew.% aprotisches Lösungsmittel 0 - Gew.% Wasser,70-80% by weight aprotic solvent 0% by weight water,
0,01 - 7,5 Gew.% Polyvinylpyrrolidon0.01-7.5% by weight of polyvinylpyrrolidone
- die Innenfüllung aus 0 - 45 Gew.% aprotisches Lösungsmittel- The inner filling from 0 - 45 wt.% aprotic solvent
40 - 100 Gew.% Glycerin 0 - 15 Gew.% Wasser - und das Fällbad aus 55 - 90 Gew.% aprotisches Lösungsmittel40 - 100 wt.% Glycerin 0 - 15 wt.% Water - and the precipitation bath from 55 - 90 wt.% Aprotic solvent
10 - 45 Gew. % Wasser weniger als 9 Gew.% Glycerin besteht, und daß das Spinnen bei 40 - 120°C erfolgt, wobei die10 - 45 wt.% Water less than 9 wt.% Glycerin, and that the spinning takes place at 40 - 120 ° C, the
- Temperatur des Fällbades 15 - 90°C,- temperature of the precipitation bath 15 - 90 ° C,
- das Verhältnis Düsenaustrittgeschwindigkeit der Spinnlösung zur Abzugsgeschwindigkeit des Hohlfadens aus dem Fällbad- The ratio of the nozzle exit speed of the spinning solution to the withdrawal speed of the hollow thread from the precipitation bath
1 : 0,6 bis 1 : 3,0 beträgt,1: 0.6 to 1: 3.0,
- gegebenenfalls eine ein- oder mehrstufige Verstreckung 1 : 1,1 bis 1 : 3 erfolgt- If necessary, a single or multi-stage stretching 1: 1.1 to 1: 3 takes place
- anschließend bei 40 - 85°C relaxiert- then relaxed at 40 - 85 ° C
- und danach eine Temperung ebenfalls bei der gleichen Temperatur durchgeführt wird, danach eine Behandlung mit einem Weichmacherbad aus einem Gemisch aus Glycerin und Wasser erfolgt und nach dem Aufwickeln die Wickel auf übliche Weise weiterverarbeitet werden.- And then an annealing is also carried out at the same temperature, then a treatment with a plasticizer bath made of a mixture of glycerol and water is carried out and after winding the windings are processed in the usual way.
Es war besonders überraschend, daß eine derart hergestellte Membran nicht nur eine hervorragende Biokompatibilität aufweist, das heißt keine Bradykinin-Generierung oder Histaminfreisetzung stattfindet sondern auch einen hohen Siebkoeffizienten für ß2-Mikroglobulin, der auch bei längerem Gebrauch sich nicht oder allenfalls unwesentlich ändert. Es war ferner besonders überraschend, daß mittels der Erfindung Membranen zugänglich sind, die ein günstiges, d.h. ein niedriges Verhältnis von Ultrafiltrationsrate mit Wasser zur Ultrafiltrationsrate wäßrige Lösung Albumin/Cytrochrom C aufweisen.It was particularly surprising that a membrane produced in this way not only has excellent biocompatibility, that is to say no bradykinin generation or histamine release takes place, but also a high sieving coefficient for β2-microglobulin, which does not change, or at most insignificantly, even with prolonged use. It was also particularly surprising that membranes are accessible by means of the invention which have a favorable, ie a low ratio of ultrafiltration rate with water to the ultrafiltration rate aqueous solution albumin / cytrochrome C.
Die Messung der Ultrafiltrationsrate ist eine dem Fachmann geläufige Methode, um Hohlfadenmembranen zu charakteri¬ sieren. Sie hat die Dimension ml/(m hmmHg).The measurement of the ultrafiltration rate is a method familiar to the person skilled in the art to characterize hollow fiber membranes. It has the dimension ml / (m hmmHg).
Zur Bestimmung der Ultrafiltrationsrate von wäßriger Albumin/Cytrochromlösung dient eine wäßrige phosphatge¬ pufferte Kochsalzlösung, die 50 g Albumin, 0,1 g Cytrochrom C und 0,03 g Natriumdithionit pro Liter Lösung enthielt. Als Albumin wurde Rinderserumalbumin eingesetzt (BSA) .An aqueous phosphate-buffered saline solution containing 50 g of albumin, 0.1 g of cytrochrome C and 0.03 g of sodium dithionite per liter of solution is used to determine the ultrafiltration rate of aqueous albumin / cytrochrome solution. Bovine serum albumin (BSA) was used as the albumin.
Da sich bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Membranen während der Hämodialyse keine Belegung im Inneren der Membran aufbaut, kann auch während des Einsatzes der Membran kein Druckabfall im Inneren der Membran entstehen, der dann eine Rückfiltration verursachen könnte, d.h. ein Rückwandern von Bestandteilen aus dem Dialysat ins Innere der Hohlfäden.Since, when using the membranes according to the invention, no coating builds up inside the membrane during the hemodialysis, no pressure drop can occur inside the membrane even during use, which could then cause back-filtration, i.e. a migration of constituents from the dialysate into the interior of the hollow fibers.
Dadurch, daß sich keine Belegung der Membran aufbaut, d.h. daß sich keine schädlichen Stoffe im Inneren des Hohlfadens, d.h. auf der als Trennschicht wirkenden, im Inneren des Hohlfadens befindlichen Haut ablagern, wird das Lumen des Hohlfadens nicht verengt, so daß der Fluß durch das Lumen des gesamten Hohlfadens während des Betriebes praktisch kon¬ stant, d.h. sehr gleichmäßig bleibt.The fact that the membrane does not build up, i.e. that there are no harmful substances inside the hollow thread, i.e. deposit on the skin, which acts as a separating layer and is located in the interior of the hollow thread, the lumen of the hollow thread is not narrowed, so that the flow through the lumen of the entire hollow thread is practically constant during operation, i.e. remains very even.
Polyvinylpyrrolidon ist ein bekanntes Polymer, das im Handel erhältlich ist. Nähere Einzelheiten über dieses Polymer sind unter anderem der Informationsschrift ISP PVP Polyvinylyrrolidone Polymers der Firma ISP International Specialty Products 1361 Alps Road, Wayne, NJ 07470 USA zu entnehmen.Polyvinyl pyrrolidone is a known polymer that is commercially available. More details about this polymer include the ISP PVP Polyvinylyrrolidone Polymers from ISP International Specialty Products 1361 Alps Road, Wayne, NJ 07470 USA.
Die Bestimmung des Siebkoeffizienten ist an sich eine dem Fachmann geläufige Methode und kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Im Rahmen der Erfindung wurde an den Membranen der Siebkoeffizient nach folgender Methode durchgeführt.The determination of the sieving coefficient is in itself a method familiar to the person skilled in the art and can be carried out in various ways. In the context of the invention, the sieving coefficient was carried out on the membranes by the following method.
Als Prüflösung diente ein Humanplasma mit ca. 40 mg/1 ß-Mikroglobulin-Gehal . Es wurden Module mit einer Fläche zwischen 250 bis 400 cm verwendet. Der blutseitige Fluß wurde auf 5 ml/min, der Filtratfluß auf 0,25 ml/min eingestellt. Die Temperatur betrug 37°C. Es wurde unter Rezirkulation und Rückführung des Filtrats in den Pool gearbeitet. Die Messung fand nach 60 Minuten statt. Die Auswertung erfolgte nach folgender Formel:A human plasma with about 40 mg / 1 ß-microglobulin content was used as the test solution. Modules with an area between 250 and 400 cm were used. The blood side flow was adjusted to 5 ml / min, the filtrate flow to 0.25 ml / min. The temperature was 37 ° C. Work was carried out with recirculation and return of the filtrate to the pool. The measurement took place after 60 minutes. The evaluation was carried out according to the following formula:
2 ' CFiltrat 2 ' C filtrate
C = cBluteingang ' cBlutausgangC = c blood inlet ' c blood outlet
Während des Spinnens wird das Spinnbad im allgemeinen zirkuliert. Es versteht sich von selbst, daß durch Zudosieren bzw. teilweises Entfernen der einzelnen Komponenten wie Lösungsmittel, Wasser und Glycerin die Konzentrationsverhältnisse des Fällbades konstant gehalten werden, das heißt, daß die gewählten Konzentrations¬ verhältnisse des Fällbads während des Spinnens weitgehend unverändert bleiben. Da während des Spinnens auch Poly¬ vinylpyrrolidon in das Fällbad gelangt, ist dafür Sorge zu tragen, daß das Fällbad sich nicht zu stark mit Polyvinylpyrrolidon anreichert. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß man den Zirkulationsstrom Polyvinylpyrrolidon entzieht. The spinning bath is generally circulated during spinning. It goes without saying that the concentration ratios of the precipitation bath are kept constant by metering in or partially removing the individual components such as solvent, water and glycerol, that is to say that the selected concentration ratios of the precipitation bath remain largely unchanged during spinning. Since polyvinylpyrrolidone also gets into the coagulation bath during spinning, care must be taken to ensure that the coagulation bath does not become too strong Enriched polyvinyl pyrrolidone. This can be done, for example, by removing the circulation stream polyvinylpyrrolidone.

Claims

High-Flux-Dialysemembran aus PolyacrylnitrilPatentansprüche: High-flux dialysis membrane made of polyacrylonitrile
1. Asymmetrische semipermeable Membran für die Dialyse und/oder Ultrafiltration aus einem Copolymeren aus Acrylnitril und Acrylester und einem ionischen oder ionisierbaren Monomeren in der Form eines Hohlfadens mit Trennschicht im Inneren des Hohlfadens, wobei das Copolymer zusammengesetzt ist aus 90,50 bis 95,00 Gew% Acrylnitr.il, 4,99 bis 8,60 Gew% Acrylester und 0,01 bis 0,90 Gew% des ionischen oder ionisierbaren Monomeren, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran bis zu 5% bezogen auf Copolymer an Polyvinylpyrrolidon in feinverteilter Form enthält.1. Asymmetric semipermeable membrane for dialysis and / or ultrafiltration of a copolymer of acrylonitrile and acrylic ester and an ionic or ionizable monomer in the form of a hollow thread with a separating layer inside the hollow thread, the copolymer being composed of 90.50 to 95.00 % By weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60% by weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomer, characterized in that the membrane up to 5% based on copolymer of polyvinylpyrrolidone in finely divided form contains.
2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 1,0 Gew.% Polyvinylpyrrolidon enthält.2. Membrane according to claim 1, characterized in that it contains at most 1.0% by weight of polyvinylpyrrolidone.
3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Siebkoeffizienten für ß2-Mikroglobulin von mindestens 0,3 besitzt. 3. Membrane according to claim 1 or 2, characterized in that it has a sieving coefficient for ß2-microglobulin of at least 0.3.
4. Membran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkoeffizient mindestens 0,5 beträgt.4. Membrane according to claim 3, characterized in that the sieving coefficient is at least 0.5.
5. Membran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkoeffizient mindestens 0,7 ist.5. Membrane according to claim 4, characterized in that the sieving coefficient is at least 0.7.
6. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis UFRWasser :6. Membrane according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ratio UFR water :
UFRwäßrige Lösung Albumin/Citrochrom ≤ ' : ^ ιst ■ UFR aqueous solution albumin / citrochrome ≤ ' : ^ ιst ■
7. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 2 : 1 bis 7 : 1 ist.7. Membrane according to claim 1, characterized in that the ratio is 2: 1 to 7: 1.
8. Membran nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 3 : 1 bis 5 : 1 ist.8. Membrane according to claim 7, characterized in that the ratio is 3: 1 to 5: 1.
9. Verfahren zur Herstellung einer Membran nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 mittels eines Naßspinn¬ verfahrens, wobei als Ausgangspolymer ein Copolymer auf¬ gebaut aus 90,50 bis 95,00 Gew.% Acrylnitril, 4,99 bis 8,60 Gew.% Acrylester und 0,01 bis 0,90 Gew.% des ionischen oder ionisierbaren Monomeren verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die9. A process for the production of a membrane according to one or more of claims 1 to 8 by means of a wet spinning process, a copolymer being built up as the starting polymer from 90.50 to 95.00% by weight of acrylonitrile, 4.99 to 8.60 % By weight of acrylic ester and 0.01 to 0.90% by weight of the ionic or ionizable monomer is used, characterized in that the
- Spinnlösung aus 18 - 24 Gew.% Polymer- Spinning solution made of 18-24% by weight polymer
70 - 80 Gew.% aprotisches Lösungsmittel70-80% by weight aprotic solvent
0 - 7 Gew.% Wasser, 0,01 - 7,5 Gew.% Polyvinyl¬ pyrrolidon0 - 7 wt.% Water, 0.01 - 7.5 wt.% Polyvinyl pyrrolidone
- die Innenfüllung aus 0 - 45 Gew.% aprotisches- The inner filling from 0 - 45% by weight aprotic
Lösungsmittelsolvent
40 - 100 Gew.% Glycerin 0 - 15 Gew.% Wasser - und das Fällbad aus 55 - 90 Gew.% aprotisches40-100% by weight glycerin 0-15% by weight water - and the precipitation bath from 55 - 90 wt.% aprotic
Lösungsmittelsolvent
10 - 45 Gew.% Wasser weniger als 9 Gew.% Glycerin besteht, und daß das Spinnen bei 40 - 120°C erfolgt, wobei die10 - 45 wt.% Water less than 9 wt.% Glycerin, and that the spinning takes place at 40 - 120 ° C, the
- Temperatur des Fällbades 15 - 90°C,- temperature of the precipitation bath 15 - 90 ° C,
- das Verhältnis Düsenaustrittgeschwindigkeit der Spinnlösung zur Abzugsgeschwindigkeit des Hohlfadens aus dem Fällbad- The ratio of the nozzle exit speed of the spinning solution to the withdrawal speed of the hollow thread from the precipitation bath
1 : 0,6 bis 1 : 3,0 beträgt,1: 0.6 to 1: 3.0,
- gegebenenfalls eine ein- oder mehrstufige Verstreckung 1 : 1,1 bis 1 : 3 erfolgt- If necessary, a single or multi-stage stretching 1: 1.1 to 1: 3 takes place
- anschließend bei 40 - 85°C relaxiert- then relaxed at 40 - 85 ° C
- und danach eine Temperung ebenfalls bei der gleichen Temperatur durchgeführt wird, danach eine Behandlung mit einem Weichmacherbad aus einem Gemisch aus Glycerin und Wasser erfolgt und nach dem Aufwickeln die Wickel auf übliche Weise weiterverar¬ beitet werden. - and then an annealing is also carried out at the same temperature, then a treatment with a plasticizer bath consisting of a mixture of glycerol and water is carried out and, after winding, the windings are further processed in the usual way.
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