ES2241692T3 - Membrana de fibra hueca y procedimiento para su preparacion. - Google Patents
Membrana de fibra hueca y procedimiento para su preparacion.Info
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Abstract
Una membrana de fibra hueca que comprende una capa densa en su superficie interna y una capa porosa distinta de la capa densa, caracterizada porque dicha membrana de fibra hueca: (i) está hecha de un polímero de etileno-alcohol vinílico; (ii)tiene una porosidad de 60 a 90%; (iii) tiene un coeficiente de transferencia de masa global para mioglobina en un sistema basado en agua de no menos de 0, 003 cm/min; y (iv)tiene un grado de rechazo para albúmina en un sistema de sangre bovina de no menos de 97%.
Description
Membrana de fibra hueca y procedimiento para su
preparación.
La presente invención se refiere a una membrana
de fibra hueca hecha de un polímero de
etileno-alcohol vinílico (en lo sucesivo aquí el
término "etileno-alcohol vinílico" se menciona
simplemente como "EVA" y el término "membrana de fibra hueca
hecha de un polímero de EVA" se menciona simplemente como
"membranas de fibra hueca de EVA") y a un procedimiento para
producir la membrana de fibra hueca. Más particularmente, la
presente invención se refiere a una membrana de fibra hueca de EVA
usada para membranas de hemopurificación tales como membranas de
hemodiálisis, membranas de hemodiafiltración, membranas de
hemofiltración y membranas de hemofiltración continua, y a un
procedimiento para producir las mismas.
Las membranas de fibra hueca hechas de un
polímero de EVA se han usado ampliamente en aplicaciones para
diversas membranas de separación con propósitos industriales,
médicos y otros ya que las membranas de fibra hueca son excelentes
en hidrofilia (véase la Patente Japonesa Abierta a Consulta por el
Público Nº Hei 5-42208). Especialmente las membranas
de fibra hueca son excelentes en biocompatibilidad y estabilidad
química y tienen muy pocas sustancias eluidas, de modo que las
membranas de fibra hueca se han usado ampliamente para aplicaciones
médicas. Sus usos representativos incluyen, por ejemplo, membranas
de filtración para hemodiálisis.
La Publicación de Patente Japonesa Examinada Nº
Sho 58-36602, las Patentes Japonesas Abiertas a
Consulta por el Público Nº Sho 58-45239 y Hei
5-42208 y similares describen membranas que tienen
una estructura asimétrica que comprende una capa densa en la
superficie interna que imparte predominantemente fraccionación y
permeabilidad, y una capa porosa que soporta la capa densa como una
membrana de fibra hueca de EVA que tiene tanto alta permeabilidad
como alta fraccionación.
El documento
EP-A-0 747 113 muestra una membrana
de fibra hueca basada en poli(alcohol vinílico) en la que la
relación entre el tamaño de las partículas de 90% de rechazo y el de
las partículas de 10% de rechazo no es mayor que 5. La membrana se
produce mediante hilatura en seco-con chorro húmedo
o hilatura en húmedo donde la hilera tiene una estructura aislante
térmica. Más específicamente, una laca de hilatura que comprende un
polímero basado en alcohol vinílico, un agente formador de poros y
un disolvente capaz de disolver lo precedente se hilan fijándose la
temperatura del baño de coagulación externo y el líquido de
coagulación interno por debajo de la temperatura de separación
crítica superior de la laca que está en el intervalo
30-95ºC.
Recientemente, se ha deseado intensamente retirar
mediante diálisis no solo sustancias de bajo peso molecular (peso
molecular: menor que 1000) tales como urea y creatinina sino también
sustancias de peso molecular moderado o alto (peso molecular: 1000 a
40000 aproximadamente) representadas por, por ejemplo,
\beta_{2}-microglobulina (peso molecular: 11800)
(posteriormente aquí mencionada simplemente como
"\beta_{2}-MG"). La membrana de fibra hueca
de EVA que tiene la estructura asimétrica mencionada anteriormente
se ha desarrollado principalmente con el propósito de eliminar las
sustancias de bajo peso molecular tales como urea y creatinina
contenidas en la sangre. De acuerdo con esto, la membrana de fibra
hueca de EVA no satisface suficientemente la eliminación para
sustancias de peso molecular moderado o alto.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar una membrana de fibra hueca de EVA que sea excelente en
la eliminación de sustancias de peso molecular moderado o alto y que
tenga poca pérdida de albúmina.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para producir la membrana de fibra
hueca.
Estos y otros objetivos de la presente invención
serán evidentes a partir de la siguiente descripción.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona una membrana de fibra hueca hecha de un polímero de
estireno-alcohol vinílico, que comprende una capa
densa que existe en la superficie interna y una capa porosa que
existe en la capa distinta a la capa densa, en donde la membrana de
fibra hueca tiene una porosidad de 60 a 90%, un coeficiente de
transferencia de masa global para mioglobina en un sistema basado en
agua de no menos de 0,003 cm/min y una velocidad de rechazo para
albúmina en un sistema de sangre bovina de no menos de 97%.
En una realización preferida de la membrana de
fibra hueca de EVA, la depuración para urea en un sistema de sangre
bovina es no menor de 175 ml/min y la depuración para
\beta_{2}-microglobulina no es menor que 35
ml/min por un área de la membrana de 1,6 m^{2} a un caudal de
sangre de 200 ml/min y un caudal de dializado de 500 ml/min.
Por otra parte, en otra realización preferida de
la membrana de fibra hueca de EVA, la membrana de fibra hueca tiene
un grado de área de poros de no menos de 30% a la profundidad de 1
\mum desde la superficie interna, y un diámetro de un nódulo que
forma la capa densa de 5 a 50 nm.
Además, la presente invención proporciona un
procedimiento para producir una membrana de fibra hueca hecha de un
polímero de etileno-alcohol vinílico, que comprende
las etapas de extruir una laca para formar una membrana que
comprende un polímero de etileno-alcohol vinílico y
un disolvente a partir de una tobera anular doble, vertiendo un
agente formador de huecos en la cara interna de la tobera anular
doble, siendo la laca transparente y homogénea a una temperatura
alta pero induciendo la separación de fases cuando su temperatura se
disminuye, hacer pasar la membrana de fibra hueca extruida desde la
tobera anular doble a través del aire y a continuación introducir la
membrana de fibra hueca en un baño de agua, en donde una temperatura
(ºC) de la laca para formar una membrana (T_{D}), una temperatura
(ºC) para la separación de fases (LST) y una temperatura (ºC) del
aire a través del cual se hace pasar la membrana de fibra hueca
extruida desde la tobera anular doble (T_{A}) satisfacen las
siguientes relaciones:
5 \leq LST \leq 40,
T_{D} \leq LST + 20, y
T_{A} \leq LST.
En la membrana de fibra hueca de EVA de la
presente invención, la capa porosa que existe en la capa distinta de
la capa densa tiene poros relativamente grandes. El tamaño de los
poros puede elegirse arbitrariamente, con tal de que su influencia
en la permeabilidad sea pequeña. La conformación puede ser
cualquiera de una estructura reticular, macrohuecos y similares.
Puesto que la porosidad de la membrana de fibra hueca de EVA de la
presente invención es no menor que 60%, la permeabilidad de las
sustancias de peso molecular moderado o alto es alta. Además, puesto
que la porosidad es no mayor que 90%, su resistencia mecánica es
alta. Es preferible que la porosidad sea 65 a 85%.
La porosidad se calcula mediante la ecuación:
[Porosidad] \ (%) =
\{(W_{W}-W_{D}) / \rho_{W}\}\ / \ \{W_{D}/\rho_{E} +
(W_{w}-W_{D})/\rho_{W}\} \ x \
100,
en la que W_{w} es el peso de una
membrana que contiene agua; W_{D} es el peso de una membrana seca,
\rho_{W} es el peso específico del agua y \rho_{E} es el
peso específico del
EVA.
El coeficiente de transferencia de masa global
para mioglobina de la membrana de fibra hueca de EVA en un sistema
basado en agua es no menor que 0,003 cm/min, preferiblemente no
menor que 0,005 cm/min, desde el punto de vista de incrementar la
eficacia de retirada de las sustancias de peso molecular moderado o
alto.
El grado de rechazo para albúmina de la membrana
de fibra hueca de EVA en un sistema de sangre bovina es no menor que
97%, preferiblemente no menor que 98%, desde el punto de vista de
suprimir la fuga de proteínas útiles para el cuerpo humano hasta un
nivel mínimo.
Además, la depuración de urea en un sistema de
sangre bovina es preferiblemente no menor que 175 ml/min, más
preferiblemente no menor que 180 ml/min, aún más preferiblemente no
menor que 185 ml/min para un área de la membrana de 1,6 m^{2} a un
caudal de sangre de 200 ml/min y un caudal de dializado de 500
ml/min, desde el punto de vista de incrementar la eficacia de
retirada de las sustancias de bajo peso molecular.
La depuración para
\beta_{2}-MG en un sistema de sangre bovina es
preferiblemente no menor que 35 ml/min, más preferiblemente no menor
que 40 ml/min, aún más preferiblemente no menor que 45 ml/min por
área de la membrana de 1,6 m^{2} a un caudal de sangre de 200
ml/min y un caudal de dializado de 500 ml/min, desde el punto de
vista de incrementar la eficacia de retirada de las sustancias de
peso molecular moderado o alto.
En la presente invención, el coeficiente de
transferencia de masa global para mioglobina, el grado de rechazo
para albúmina, la depuración para urea y la depuración para
\beta_{2}-MG pueden determinarse de acuerdo con
los criterios de evaluación para la propiedad del dializador
[descrita por Satoh y otros, Kakushu no Ketsuekijokaho no Kino to
Tekio-Ketsuekijokaki no Seinohyokaho to Kinobunrui
(Funciones y Aplicación de Diversos Métodos para la Evaluación del
Comportamiento de Hemopurificación Métodos y Clasificaciones de
Funciones de Dispositivos de Hemopurificación), Tosekikaishi,
publicado por Shadanhojin Nippon Toseki Igakukai, 29(8),
1231-1245, 1996].
El coeficiente de transferencia de masa global
para mioglobina se calcula a partir de la depuración determinada en
un sistema basado en agua (caudal de filtración Q_{F}' = 0
ml/min/m^{2}) de acuerdo con la ecuación:
K
(\text{coeficiente de transferencia de masa global para mioglobina})
(cm/min) = Q_{B}/A \ x \ (1-Z) \ x \
ln(1-E \ x \
Z)/(1-E)
en donde E = CL/Q_{B} y Z =
Q_{B}/Q_{D}, en donde CL es una depuración (ml/min), Q_{B} es
un caudal (ml/min) a la entrada en la zona de la sangre y Q_{D} es
un caudal (ml/min) a la entrada en la zona del
dializado.
El grado de rechazo para albúmina, la depuración
de urea y la depuración para \beta_{2}-MG se
determinan en un sistema de sangre bovina (Q_{F}' = 10
ml/min/m^{2}).
En la membrana de fibra hueca de EVA de la
presente invención, es preferible que el grado de área de poros sea
no menor que 30% a la profundidad de 1 \mum desde la superficie
interna, y que el diámetro de un nódulo que forma la capa densa de
la superficie interna sea 5 a 50 nm, desde el punto de vista de dar
alta permeabilidad de las sustancias de peso molecular moderado o
alto. El grado de área de poros es más preferiblemente no menor que
35% y el diámetro de un nódulo que forma la capa densa de la
superficie interna está más preferiblemente dentro de un intervalo
de 5 a 45 nm.
El grado de área de poros puede determinarse
llevando a cabo análisis de imágenes de una microfotografía
(aumentos: 60000) de la membrana de fibra hueca de EVA.
Concretamente, el grado de área de poros se obtiene al pintar
sólidamente con una tinta negra los poros existentes en la
microfotografía de una sección transversal de la membrana de fibra
hueca a la profundidad de 1 \mum desde la superficie interna,
determinar el área de los poros S_{1} y el área total S_{2} con
un procesador de imágenes y calcular el grado de área de poros sobre
la base de la siguiente ecuación:
[\text{Grado
de Área de Poros}] \ (%) \ = \ (S_{1}/S_{2}) \ x \
100.
El nódulo está compuesto por partículas de
compuestos de alto peso molecular estrechamente empaquetadas. El
nódulo se observa como fibras fibrilares o partículas dispuestas en
la dirección longitudinal de la membrana de fibra hueca cuando su
superficie interna se observa mediante un microscopio de fuerza
atómica.
En la membrana de fibra hueca de EVA, la capa
densa se refiere a una región que tiene un tamaño de poros de 5 a 50
nm. El tamaño de poros de la capa densa se determina al observar la
superficie de la capa densa, es decir, la superficie interna de la
membrana de fibra hueca de EVA, con un microscopio electrónico
(aumentos: 60000).
Es preferible que el grosor de la capa densa esté
dentro de un intervalo de 0,1 a 2 \mum, desde el punto de vista de
que sea menos probable provocar defectos en la capa densa, y que se
dé un alto grado de rechazo para la albúmina y una alta
permeabilidad de las sustancias de peso molecular moderado o alto.
Es preferible que el grosor de la capa densa sea 0,1 a 1 \mum,
desde el punto de vista de asegurar una permeabilidad aún mayor de
las sustancias de peso molecular moderado o alto.
La conformación de la membrana de fibra hueca de
EVA es como un tubo hueco. Es preferible que el grosor de membrana
de la membrana de fibra hueca de EVA esté dentro de un intervalo de
3 a 2000 \mum, más preferiblemente dentro de un intervalo de 10 a
1000 \mum, y aún más preferiblemente dentro de un intervalo de 10
a 400 \mum, desde los puntos de vista de asegurar la correosidad y
la resistencia mecánica y asegurar la eficacia de retirada de las
sustancias de peso molecular moderado o alto. Se desea que el
diámetro externo de la membrana de fibra hueca de EVA esté
habitualmente dentro de un intervalo de 40 a 5000 \mum,
preferiblemente dentro de un intervalo de 40 a 3000 \mum y más
preferiblemente dentro de un intervalo de 100 a 1000 \mum.
A continuación se describirá el procedimiento
para producir la membrana de fibra hueca de EVA. En primer lugar, el
polímero de EVA se disuelve en un disolvente para dar una laca para
formar una membrana.
El polímero de EVA puede ser cualquiera de
copolímeros aleatorios, copolímeros de bloques y copolímeros de
injerto de etileno y alcohol vinílico. Es preferible que el polímero
de EVA tenga un contenido de etileno de 10 a 60% en moles y un grado
de saponificación de no menos de 95% en moles, desde los puntos de
vista de asegurar la resistencia mecánica durante el humedecimiento
y asegurar la biocompatibilidad. El polímero de EVA puede
copolimerizarse con un monómero copolimerizable tal como ácido
metacrílico, cloruro de vinilo, metacrilato de metilo o
acrilonitrilo dentro de la cantidad de no más de 15% en moles.
El disolvente para disolver el polímero de EVA
incluye dimetilsulfóxido (posteriormente denominado aquí DMSO),
N,N-dimetilacetamida (posteriormente denominada
aquí DMAc), N-metilpirrolidona (posteriormente
denominada aquí NMP) y disolventes mixtos que contienen esos
componentes. Entre ellos, el DMSO es preferible desde los puntos de
vista de poder obtener fácilmente una membrana de fibra hueca de EVA
que tenga una estructura de membrana y propiedades físicas deseadas
en la presente invención y tener toxicidad relativamente baja.
La concentración del polímero de EVA en la laca
para formar una membrana está preferiblemente dentro de un intervalo
de 5 a 50% en peso, más preferiblemente dentro de un intervalo de 10
a 30% en peso. Cuando la concentración es demasiado alta, tiende a
disminuir la permeabilidad de las sustancias de peso molecular
moderado o alto. Además, cuando la concentración es demasiado baja,
tiende a disminuir la correosidad de la membrana de fibra hueca,
debido a que la viscosidad de la laca se disminuye, y tiende a
disminuir la resistencia mecánica de la membrana de fibra
hueca.
hueca.
Puede añadirse un aditivo a la laca para formar
una membrana con los propósitos de ajustar la temperatura de
separación de fases y la viscosidad. El aditivo incluye agua;
alcoholes tales como metanol, etanol, glicerol, etilenglicol y
dietilenglicol; cetonas tales como acetona y
metil-etil-cetona; compuestos de
alto peso molecular tales como polietilenglicoles, quitosano,
quitina, dextrano y polivinilpirrolidona; sales tales como cloruro
de litio, cloruro sódico, cloruro cálcico, acetato de litio, sulfato
sódico e hidróxido sódico; y similares. Entre ellos, es preferible
el agua, que está libre de volatilidad y toxicidad. Además, para
formar una capa densa deseada sobre la superficie interna, es
preferible usar una sal de litio tal como cloruro de litio o acetato
de litio.
La laca para formar una membrana es transparente
y homogénea a altas temperaturas, pero induce la separación de fases
cuando la temperatura se disminuye. Es preferible que la temperatura
a la que se induce la separación de fases (denominándose esta
temperatura en lo sucesivo aquí simplemente "LST") se ajuste
hasta 5 \leq LST \leq 40(ºC). Para ajustar la LST según se
especifica previamente, es preferible que la concentración del
aditivo en la laca para formar una membrana no sea mayor que 20% en
peso. Cuando la concentración es demasiado alta, tiende a ser
difícil obtener una LST deseada y el polímero de EVA a veces no se
disolvería en la laca. La LST está más preferiblemente dentro de un
intervalo de 10º a 40ºC, aún más preferiblemente dentro de un
intervalo de 15ºC a 40ºC. La LST mencionada aquí es una temperatura
a la que la laca para formar una membrana se hace turbia cuando la
temperatura se disminuye a una velocidad de 1ºC por minuto desde
90ºC.
Para obtener la membrana de fibra hueca de EVA
que tiene una estructura de membrana deseada y propiedades físicas
requeridas en la presente invención, el procedimiento para formar
una membrana es preferiblemente un procedimiento en
seco-húmedo. De acuerdo con el procedimiento en
seco-húmedo, la membrana de fibra hueca de EVA se
obtiene al extruir la laca para formar una membrana desde una tobera
anular doble hacia el aire, vertiendo un agente formador de huecos
en la cara interna de la tobera anular doble; coagular el producto
extruido desde su superficie interna para formar una capa densa en
la superficie interna; y a continuación introducir el producto
extruido en un baño de agua. En una membrana formada mediante un
procedimiento en húmedo que comprende directamente extruir la laca
para formar una membrana en un baño de agua para coagular el
producto extruido, puesto que la coagulación se produce desde la
superficie externa así como desde la superficie interna, es probable
que la capa densa también se forme en la superficie externa.
Es preferible que la temperatura de la laca para
formar una membrana (T_{D}), la LST y la temperatura del aire
(T_{A}) a través del cual se hace pasar el producto extruido
satisfagan las relaciones de T_{D} \leq LST + 20 y T_{A}
\leq LST. Cuando T_{D}, LST y T_{A} satisfacen la condición
de T_{D} > LST + 20 o T_{A} > LST, tiende a reducirse el
grado de rechazo de albúmina y tiende a ser difícil formar una
membrana. Es más preferible que la temperatura del aire mencionada
anteriormente (T_{A}) no sea mayor que LST - 5ºC.
Puesto que se requiere que la coagulación se
acelere para formar una capa densa deseada en la superficie interna,
es preferible usar una solución que tenga una función de coagular el
polímero de EVA como un agente formador de huecos. El agente
formador de huecos puede usarse sin ninguna limitación, con tal de
que el agente tenga una función de coagular el polímero de EVA y
tenga una miscibilidad con el disolvente mencionado anteriormente.
Como el agente formador de huecos, se usa habitualmente un medio
soluble en agua. El agente formador de huecos incluye, por ejemplo,
agua, mezclas de agua y un disolvente que es soluble en agua, tal
como DMSO, DMAc, NMP o un alcohol; y similares. Además, una solución
acuosa que contiene una sal inorgánica, tal como cloruro de litio,
cloruro sódico, cloruro cálcico, acetato de litio, sulfato sódico o
hidróxido sódico, puede usarse como el agente formador de huecos
según demande la ocasión.
En general, la membrana de fibra hueca de EVA
después de la terminación de la coagulación se somete a un
tratamiento térmico en húmedo. Es preferible que la temperatura
durante el tratamiento térmico en húmedo esté habitualmente dentro
de un intervalo de 40º a 80ºC, preferiblemente dentro de un
intervalo de 55º a 70ºC. Cuando la temperatura durante el
tratamiento térmico en húmedo es inferior que el intervalo anterior,
esta tiende a disminuir la estabilidad durante el almacenamiento de
la precisión de dimensión y propiedades físicas después del secado.
Además, cuando la temperatura supera el intervalo anterior, tiende a
provocar el cambio en la estructura de la membrana y sus
propiedades. El tratamiento térmico en húmedo puede llevarse a cabo
habitualmente mediante un procedimiento que comprende hacer pasar la
membrana de fibra hueca de EVA a través de agua caliente que también
actúa como un agua de enjuague de la membrana de fibra hueca. No se
requiere necesariamente que el tratamiento térmico en húmedo y el
enjuague se lleven a cabo simultáneamente. Es posible llevar a cabo
el tratamiento térmico en húmedo que comprende hacer pasar la
membrana de fibra hueca de EVA a través de una atmósfera de vapor de
agua saturada, y a continuación enjuagar la membrana. A la inversa,
es posible que el enjuague se lleve a cabo en primer lugar y a
continuación se lleve a cabo el tratamiento térmico en húmedo. Sin
embargo, es preferible que el tratamiento térmico en húmedo y el
enjuague se lleven a cabo simultáneamente desde el punto de vista de
la simplificación del procedimiento.
La membrana de fibra hueca de EVA en estado
húmedo se sumerge en un disolvente orgánico volátil miscible con
agua para reemplazar el agua que está presente sobre la superficie o
en el interior de la membrana con el disolvente orgánico, y a
continuación se seca a presión normal o presión reducida. En este
caso, se prefiere usar un alcohol alifático inferior que tenga de 1
a 5 átomos de carbono o una cetona como el disolvente orgánico.
Disolventes orgánicos preferidos incluyen, por ejemplo, metanol,
etanol, alcohol amílico, acetona,
metil-etil-cetona,
dietil-cetona y similares. Es deseable que la
temperatura durante el secado no sea mayor que 55ºC, más
preferiblemente no menor que 50ºC. Además, es deseable que la
presión de vapor de agua no sea mayor que aproximadamente 0,0027 MPa
(20 mm de Hg), preferiblemente no mayor que aproximadamente 0,0014
MPa (10 mm de Hg). Bajo esas condiciones, la membrana de fibra hueca
de EVA puede secarse, manteniendo sus propiedades físicas en un
estado húmedo.
La membrana de fibra hueca de EVA después del
secado se somete a un tratamiento térmico en seco. Es deseable que
la temperatura durante el tratamiento térmico en seco esté dentro
de un intervalo de 30º a 70ºC, preferiblemente dentro de un
intervalo de 30º a 65ºC. Cuando la temperatura durante el
tratamiento térmico en seco supera el intervalo anterior, tiende a
generar el cambio en la estructura de la membrana y sus propiedades.
Además, cuando la temperatura es inferior que el intervalo anterior,
tiende a ser difícil alcanzar suficiente fijación térmica, y de ese
modo se deteriorarían la estabilidad dimensional y la estabilidad al
almacenamiento. Es preferible que la presión de vapor de agua de la
atmósfera para el tratamiento térmico en seco no sea mayor que
aproximadamente 0,0080 MPa (60 mm de Hg). Cuando la presión de vapor
de agua supera el límite superior anterior, tiende a producirse la
adsorción de las moléculas de agua al copolímero de EVA para
provocar el cambio en la estructura de la membrana y sus propiedades
físicas debido a la desorción de moléculas de agua cuando el
copolímero de EVA se expone a una atmósfera de temperatura ambiente
después del tratamiento térmico en seco.
Puesto que la membrana de fibra hueca de EVA
secada obtenida de la manera descrita anteriormente es excelente en
estabilidad dimensional en estado seco, es conveniente para el
transporte. Cuando la membrana de fibra hueca de EVA secada se
rehumedezca con agua o solución salina fisiológica antes del uso,
reaparecerán sus propiedades estructurales y físicas antes de
secar.
La presente invención se describirá
adicionalmente específicamente por medio de los siguientes ejemplos,
sin pretender limitar la presente invención a esos ejemplos.
Quince partes en peso de un polímero de EVA que
tiene un contenido de etileno de 32% en moles y un grado de
saponificación de 99% (disponible comercialmente de Kuraray Co.,
Ltd, bajo el nombre comercial: EVAL EC-F100A), 73
partes en peso de DMSO, 10 partes en peso de agua y 2 partes en peso
de cloruro de litio se disolvieron con calentamiento a 90ºC, para
dar una laca para formar una membrana. La LST de la laca resultante
era 28ºC. La laca se extruyó a 40ºC desde una tobera anular doble,
vertiendo agua en el interior de la tobera anular doble. La solución
extruida se hizo pasar a través del aire a 15ºC y se introdujo en un
baño de agua. Subsiguientemente, se llevaron a cabo procedimientos
de enjuague con agua, tratamiento térmico en húmedo, secado y
tratamiento térmico en seco de acuerdo con un procedimiento
habitual, para dar una membrana de fibra hueca seca.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. Las condiciones para formar una membrana se
muestran en la Tabla 1 y la estructura de la membrana se observó
mediante un microscopio electrónico (aumentos: 60000) y un
microscopio de fuerza atómica, y las propiedades físicas de la
membrana se muestran en la Tabla 2.
Se formó una membrana bajo las condiciones para
formar una membrana que se muestran en la Tabla 1, usando la misma
laca para formar una membrana que en Ejemplo 1, para dar una
membrana de fibra hueca seca. Condiciones distintas a las listadas
en la Tabla 1 son las mismas que en el Ejemplo 1.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. La estructura y las propiedades físicas de
la membrana son como se muestran en la Tabla 2.
Se preparó una laca para formar una membrana a
partir de 15 partes en peso de un polímero de EVA que tenía un
contenido de etileno de 47% en moles y un grado de saponificación de
99% (disponible comercialmente de Kuraray Co., Ltd, bajo el nombre
comercial: EVAL ES-G110A), 78 partes en peso de
DMSO, 5 partes en peso de agua y 2 partes en peso de cloruro de
litio, y se formó una mezcla usando esta laca bajo las condiciones
para formar una membrana que se muestran en la Tabla 1, para dar una
membrana de fibra hueca seca. Las condiciones distintas a las
listadas en la Tabla 1 son las mismas que en el Ejemplo 1.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. La estructura y las propiedades físicas de
la membrana se muestran en la Tabla 2.
Se preparó una laca para formar una membrana a
partir de 16 partes en peso de un polímero de EVA que tenía un
contenido de etileno de 47% en moles y un grado de saponificación de
99%, 83 partes en peso de DMSO y 1 parte en peso de agua, y se formó
una membrana usando esta laca bajo las condiciones para formar una
membrana que se muestran en la Tabla 1, para dar una membrana de
fibra hueca seca. Condiciones distintas a las listadas en la Tabla 1
son iguales que en el Ejemplo 1.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. La estructura y las propiedades físicas de
la membrana se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo
1
Se preparó una laca para formar una membrana a
partir de 15 partes en peso de un polímero de EVA que tenía un
contenido de etileno de 32% en moles y un grado de saponificación de
99%, 84 partes en peso de DMSO y 1 parte en peso de agua, y se formó
una membrana usando esta laca bajo las condiciones para formar una
membrana que se muestran en la Tabla 1, para dar una membrana de
fibra hueca seca. Condiciones distintas a las listadas en la Tabla 1
son las mismas que en el Ejemplo 1.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. La estructura y las propiedades físicas de
la membrana se muestran en la Tabla 2.
Ejemplos comparativos 2 y
3
Cada membrana se formó bajo las condiciones para
formar una membrana que se muestran en la Tabla 1, usando la misma
laca para formar una membrana que en el Ejemplo Comparativo 1, para
dar una membrana de fibra hueca seca. Condiciones distintas a las
listadas en la Tabla 1 son las mismas que en el Ejemplo 1.
Cada una de las membranas de fibra hueca
resultantes tenía un diámetro externo de 265 \mum, un diámetro
interno de 175 \mum y un grosor de 45 \mum. La estructura y las
propiedades físicas de las membranas se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo
4
Se preparó una laca para formar una membrana a
partir de 15 partes en peso de un polímero de EVA que tenía un
contenido de etileno de 32% en moles y un grado de saponificación de
99%, 63 partes en peso de DMSO, 20 partes en peso de agua y 2 partes
en peso de cloruro de litio, y se formó una membrana usando esta
laca bajo las condiciones para formar una membrana que se muestran
en la Tabla 1, para dar una membrana de fibra hueca. Condiciones
distintas a las listadas en la Tabla 1 son iguales que en el Ejemplo
1.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. La estructura y las propiedades físicas de
la membrana se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo
5
Se formó una membrana bajo las condiciones para
formar una membrana que se muestran en la Tabla 1 usando la misma
laca para formar una membrana que en el Ejemplo 3, para dar una
membrana de fibra hueca seca. Condiciones distintas a las listadas
en la Tabla 1 son iguales que en el Ejemplo 1.
La membrana de fibra hueca resultante tenía un
diámetro externo de 265 \mum, un diámetro interno de 175 \mum y
un grosor de 45 \mum. La estructura y las propiedades físicas de
la membrana se muestran en la Tabla 2.
De acuerdo con la presente invención, se obtiene
una membrana de fibra hueca de EVA que comprende una capa densa que
existe en la superficie interna y una capa porosa que existe en la
otra capa distinta de la capa densa, que exhibe efectos de alta
permeabilidad de mioglobina, una sustancia de peso molecular
moderado o alto representativa, y alto grado de rechazo para
albúmina.
Claims (4)
1. Una membrana de fibra hueca que comprende una
capa densa en su superficie interna y una capa porosa distinta de la
capa densa, caracterizada porque dicha membrana de fibra
hueca:
(i) está hecha de un polímero de
etileno-alcohol vinílico;
(ii) tiene una porosidad de 60 a 90%;
(iii) tiene un coeficiente de transferencia de
masa global para mioglobina en un sistema basado en agua de no menos
de 0,003 cm/min; y
(iv) tiene un grado de rechazo para albúmina en
un sistema de sangre bovina de no menos de 97%.
2. Una membrana de fibra hueca de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la depuración para urea en un sistema de
sangre bovina es no menor que 175 ml/min y la depuración para
\beta_{2}-microglobulina es no menor que 35
ml/min por área de la membrana de 1,6 m^{2} a un caudal de sangre
de 200 ml/min y un caudal de dializado de 500 ml/min.
3. Una membrana de fibra hueca de acuerdo con la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dicha membrana de
fibra hueca tiene un grado de área de poros de no menos de 30% a
una profundidad de 1 \mum desde la superficie interna, y un
diámetro de un nódulo que forma la capa densa de 5 a 50 nm.
4. Un procedimiento para producir una membrana de
fibra hueca que comprende una capa densa en su superficie interna y
una capa porosa distinta de la capa densa, y que comprende las
etapas de:
(i) extruir una laca para formar la membrana de
fibra hueca a partir de una tobera anular doble mientras se vierte
agua o una mezcla de agua y un disolvente que es soluble en agua
como un agente formador de huecos en la cara interna de la tobera
anular doble, siendo la laca transparente y homogénea a una
temperatura alta pero induciendo la separación de fases cuando su
temperatura se disminuye;
(ii) hacer pasar la membrana de fibra hueca
extruida desde la tobera anular doble a través de aire; y
(iii) a continuación introducir la membrana de
fibra hueca en un baño de agua,
en el que la temperatura (ºC) de la
laca para formar la membrana (T_{D}), la temperatura (ºC) para la
separación de fases (LST) y la temperatura (ºC) del aire a través
del cual se hace pasar la membrana de fibra hueca extruida desde la
tobera anular doble (T_{A}) satisfacen las siguientes
relaciones:
5 \leq LST \leq 40,
T_{D} \leq LST + 20, y
T_{A} \leq LST,
caracterizado porque la laca
comprende un polímero de etileno-alcohol vinílico y
un
disolvente.
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