FR2473340A1 - Fibre cellulosique creuse semi-permeable, son procede de production et son application a l'hemodialyse et a l'hemofiltration - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne des fibres creuses semi-perméables cellulosiques perfectionnées, ainsi que leur procédé de production. Les fibres de l'invention sont obtenues par filetage à chaud d'une fibre creuse d'ester cellulosique à partir d'une composition à filer à chaud contenant essentiellement environ 35 à environ 80 % en poids d'ester de cellulose, le reste consistant en au moins un polyol de poids moléculaire moyen compris entre 106 et 900, à hydrolyser la fibre d'ester de cellulose en une fibre creuse de cellulose, à replastifier la fibre de cellulose pendant qu'elle est encore mouillée à l'aide d'un plastifiant hydrosoluble non volatil et à sécher la fibre plastifiée. Application, par exemple, à l'hémodialyse ou à l'hémofiltration.
Description
La présente invention concerne des fibres cellulosiques creuses semi-
perméables du type utilisé dans des cellules de séparation destinées à la dialyse, à l'osmose ou à l'ultrafiltration, et plus particulièrement dans des cellules utilisées pour éliminer les toxines du sang par hémodialyse ou hémofiltration. L'invention concerne également un procédé perfectionné de production des nouvelles fibres. Dans le passé, la plupart des fibres cellulosiques creuses utilisées en hémodialyse dans des reins artificiels ont été produites par extrusion à l'état fondu d'un ester cellulosique tel que le triacétate de cellulose dans un procédé continu tel que le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 546 209. Une autre partie des fibres cellulosiques creuses a été produite par le procédé cuprammonium de traitement de la cellulose régénérée, du type décrit sous une forme perfectionnée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 888 771. Bien que ces procédés
fondamentalement différents produisent des fibres cellulosi-
ques possédant des caractéristiques acceptables du point de vue commercial en ce qui concerne la perméabilité à l'eau (ultrafiltration) et la perméabilité à l'urée (clearance) en vue de leur utilisation dans des reins artificiels, les perméabilités combinées optimales leur font néanmoins défaut. Par exemple, des fibres cellulosiques produites par le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 546 209 précité ont une perméabilité à l'eau laissant à désirer dans des fibres qui ont des caractéristiques acceptables de clearance de l'urée, de la créatinine, de la vitamine B12 et d'autres impuretés de bas poids moléculaire
du sang.
En outre, la production continue de fibres cellulosiques à partir de fibres d'acétate de cellulose extrudées à l'état fondu implique la transformation par
passage de l'acétate de cellulose polymérique thermoplas-
tique à la cellulose polymérique non thermoplastique par
hydrolyse ou saponification dans un bain alcalin aqueux.
Pendant cette hydrolyse, les fibres de petit diamètre, à paroi mince, sont particulièrement sensibles au contact et fragiles. Le succès de la production à un rendement minimal, pour présenter un intérêt commercial, dépend du maintien d'une résistance suffisante à la traction dans les fibres pendant toute la durée des étapes de traitement par voie humide afin d'éviter une rupture ou une détérioration. Par
conséquent, il serait très désirable d'améliorer les caracté-
ristiques de résistance à la traction de la fibre, notamment sa résistance mécanique au mouillé pendant l'hydrolyse, ou la transformation de l'ester de cellulose en cellulose, avant le
séchage et l'entreposage, et l'incorporation à des hémodialy-
seurs ou à des hémofiltres.
Le concept de la production de fibres creuses semi-perméables par filage à l'état fondu d'une composition polymérique plastifiée a été développé au début des années 1960 et il a été décrit pour la première fois dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 423 491; divers types de polymères y sont décrits, comprenant des esters cellulosiques, et des plastifiants convenables font l'objet de commentaires en ce qui concerne leur utilisation dans la
préparation de compositions à filer à l'état fondu, renfer-
mant différents types de polymères thermoplastiques. La classe polymérique des esters cellulosiques a débouché sur les polymères préférés du commerce, en particulier les
acétates de cellulose, et la tétraméthylène-sulfone, cou-
ramment appelée sulfolane, a été utilisée normalement comme plastifiant pour préparer la composition à filer à l'état fondu, destinée à être utilisée dans le filage direct de fibres d'acétate de cellulose. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique NI 3 494 780 et N0 3 532 527 révèlent des perfectionnements apportés au procédé de filage à l'état fondu d'acétate de cellulose additionné de sulfolane pour l'extrusion de fibres d'acétate cellulosique impliquant ou bien une immersion après filage de la fibre filée dans un bain contenant un mélange de sulfolane et d'un polyol ayant un poids moléculaire inférieur à 4000 ou bien avant le filage de la fibre, la modification du sulfolane utilisé comme plastifiant de manière qu'il renferme une quantité secondaire
d'un polyol de poids moléculaire inférieur à environ 20 000.
Ces.brevets indiquent également que ces polyols ont été jugés insuffisants à utiliser seuls comme plastifiant pour former des compositions à filer à chaud avec des esters cellulosiques, notamment les acétates de cellulose. L'invention a pour base la découverte inattendue selon laquelle des compositions à base d'esters cellulosiques destinées au filage à chaud, qui sont dépourvues de sulfolane
et qui ne renferment que certains polyols de bas poids molé-
culaire ou leurs mélanges, peuvent être filées à chaud en
fibres qui peuvent être hydrolysées en des fibres cellulosi-
ques douées de façon inattendue d'une résistance mécanique au mouillé grandement améliorée au cours de la transformation
par passage d'un ester cellulosique à la cellulose.
L'omission du sulfolane, dont la présence était autrefois nécessaire, constitue le changement radical qui rend possible
la production des fibres grandement améliorées de l'inven-
tion. Les nouvelles fibres d'esters cellulosiques ainsi obtenues ont avantageusement des valeurs élevées de résistance intrinsèque à la traction telles qu'on les obtient au filage et les fibres filées conservent en outre, et dans certains cas améliorent, leur résistance intrinsèque à la traction au cours des étapes de lixiviation et d'hydrolyse du polyol ou de déacétylation qui transforment la fibre d'ester
cellulosique en une fibre de cellulose.
L'invention propose une fibre creuse cellulosique semi-perméable perfectionnée qui est extrudée à l'état fondu à partir d'une composition à base d'ester cellulosique pour le filage direct, qui est dépourvue de sulfolane et qui ne renferme que des polyols de bas poids moléculaire, et les fibres filées de la sorte présentent une amélioration sensible de la résistance intrinsèque à la traction au cours des opérations de traitement par voie humide qui éliminent le polyol et qui hydrolysent les fibres en cellulose; les fibres cellulosiques résultantes sont caractérisées par une amélioration sensible de leur perméabilité à l'eau et par une amélioration de leurs capacités de clearance pour séparer du sang des impuretés de bas poids moléculaire telles que l'urée, la créatinine, etc. La fibre cellulosique creuse perfectionnée de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle possède une résistance intrinsèque à la traction au mouillé d'environ 2 x 104 à environ 11 x 10 grammes par gramme de polymère cellulosique, une perméabilité à l'eau ou un coefficient d'ultrafiltration KUFR compris dans la plage d'environ 2 à environ 200 millimètres par heure par mètre carré par millimètre de mercure (1,33.102 Pa) de-pression de part et d'autre de la paroi semi- perméable de la fibre et un coefficient de clearance de l'urée, Kuréel compris dans la plage d'environ 15 x 10 à environ 45 x 10 centimètres par minute à 371C. Ces caractéristiques fonctionnelles rendent
ces fibres aptes à être utilisées dans des processus-d'élimi-
nation -des toxines du sang, comprenant- l'hémodialyse et l'hémofiltration. L'invention concerne également un procédé
perfectionné de production des fibres nouvelles.
Les fibres creuses cellulosiques semi-perméables perfectionnées de la présente invention s'obtiennent par filage à chaud ou filage direct d'une composition à base d'ester cellulosique propre au filage à chaud, comprenant environ 35 à environ 80 % en poids d'un ester cellulosique choisi ou de mélanges de ces esters et un polyol ou des mélanges de polyols ayant un poids moléculaire moyen compris
dans la plage d'environ 106 à environ 900.
Les esters cellulosiques qui peuvent être utilisés comprennent les monoacétates, diacétates et
triacétates de cellulose et leurs mélanges,- l'acétate-
propionate de cellulose, l'acétate-butyrate de cellulose, le propionate de cellulose et le butyrate de cellulose et des mélanges de deux ou plus de deux de ces esters. Les acétates sont préférés, notamment le diacétate de cellulose, et les mélanges renferment avantageusement au moins une petite proportion d'un ou plusieurs des autres acétates de cellulose. Les polyols ne conviennent pas en tant que classe pour le mélange avec l'ester cellulosique choisi en vue de l'obtention d'une composition acceptable pour le filage direct, mais les polyols qui donnent satisfaction sont plutôt limités à ceux qui ont un faible poids moléculaire, dont la valeur moyenne se situe dans une plage d'environ 106 à environ 900. Des tentatives d'utilisation d'un seul polyol de poids moléculaire supérieur à environ 600 avec l'acétate de cellulose ont échoué parce que la composition n'a pas pu être filée à chaud. Toutefois, des compositions satisfaisantes de filage à chaud ont été préparées avec des mélanges de polyols dont l'un des composants avait un poids moléculaire moyen
sensiblement supérieur à 900, par exemple un poids molécu-
laire égal à 1450; un mélange de deux polyéthylèneglycols, l'un de poids moléculaire égal à 200 et l'autre de poids moléculaire égal à 1450, pour former un poids moléculaire moyen de 902, a été utilisé avec succès dans la préparation d'une composition à base d'acétate de cellulose pour le filage à chaud qui a été filée en fibres creuses douées d'une très bonne résistance à la traction qui caractérise les fibres de l'invention. Des mélanges de polyéthylèneglycols
avec des polyols, par exemple un mélange de polypro-
pylèneglycol ayant un poids moléculaire moyen de 400 et de glycérol, produisent une composition apte à être filée, tandis qu'un polypropylène seul, ayant un poids moléculaire moyen de 400, n'a pas pu être filé avec succès. Des mélanges
de polyéthylèneglycols et d'éthylèneglycol sont satisfai-
sants et des mélanges d'au moins deux polyéthylèneglycols de bas poids moléculaire peuvent être utilisés avec ou sans glycérol.
On a également trouvé que des polyéthylène-
glycols purs ou des polypropylèneglycols purs dont le poids moléculaire est trop haut pour former une composition à base d'ester cellulosique pouvant être filée, peuvent être modifiés par l'addition de glycérol, nonsolvant réputé pour des esters cellulosiques, de manière à former ainsi une composition qui peut être filée avec succès en les fibres perfectionnées de l'invention. La proportion de glycérol nécessaire à cette fin varie avec le poids moléculaire du polyéthylèneglycol ou du polypropylèneglycol pur que l'on choisit ainsi qu'avec l'ester cellulosique ou le mélange d'esters cellulosiques qui est présent. En général, la quantité de glycérol qui est nécessaire croit à mesure que le poids moléculaire moyen du glycol pur s'élève au-dessus d'environ 600; la concentration en glycérol doit aussi s'élever lorsque la proportion d'ester cellulosique qui est mélangée avec le diacétate de cellulose augmente, ou bien pour des compositions à filer à chaud qui sont préparées à partir de propionate de cellulose ou -de butyrate de cellulose ou de leurs mélanges. En règle générale, on peut utiliser de manière satisfaisante des quantités de glycérol comprises dans une plage d'environ 5 à environ 35 % en poids de la composition d'ester cellulosique à filer à chaud. Des polyols portant au moins deux groupes hydroxyle dans la molécule qui sont avantageux à utiliser comprennent le diéthylèneglycol,
le triéthylèneglycol, le tétraéthylèneglycol, les mono-, di-
et tripropylèneglycols et des mélanges d'un ou plusieurs propylèneglycols et éthylèneglycols ou des glycols ayant des chaînes éthyléniques et propyléniques dans leurs molécules,
et des mélanges d'un ou plusieurs glycols tels que le poly-
éthylèneglycol ou le polypropylèneglycol avec le glycérol en
une proportion inférieure à 50 % en volume du volume glycol-
glycérol. Le procédé de l'invention comprend les étapes qui consistent-à mélanger l'ester cellulosique choisi et le polyol choisi pour former une composition pouvant être filée à chaud, à filer à chaud des fibres creuses et à les refroidir jusqu'à un état cohérent gélifié, à hydrolyser ou à déacétyler la fibre creuse en ester cellulosique pour obtenir
sensiblement une fibre de cellulose, c'est-à-dire en retour-
nant au groupe. hydroxyle de la cellulose par hydrolyse d'une portion importante des groupes ester. Une hydrolyse totale n'est habituellement pas obtenue et n'est pas nécessaire,
mais il est désirable, pour obtenir les meilleures caracté-
ristiques générales de perméabilité et pour entretenir ces caractéristiques au cours de l'entreposage et du transport, d'effectuer ou d'atteindre une hydrolyse sensiblement totale, par exemple supérieure à environ 90 %. Le polyol qui est présent dans la fibre d'ester cellulosique telle qu'on l'obtient par filage est normalement éliminé de la fibre par lixiviation au cours de l'hydrolyse ou de la déacétylation; à titre de variante, le polyol peut être éliminé dans une
étape séparée qui précède l'hydrolyse.
Des fibres creuses cellulosiques semi-perméables produites à partir d'une composition sulfolane-acétate à
filer à chaud par le procédé décrit dans le brevet des Etats-
Unis d'Amérique NO 3 546 209 précité, sur une base industrielle et telles qu'elles ont été utilisées couramment
pour des reins artificiels à partir d'environ 1972, possé-
daient normalement un coefficient KUFR de perméabilité à l'eau d'environ 1,0 - 1,2 millimètre par heure par mètre carré de surface spécifique de la fibre par millimètre de mercure (1,33.10 Pa) de pression de part et d'autre de la paroi semi-perméable de la fibre à 371C, un coefficient -3 d'urée Kurée d'environ 28 à environ 30 x 10 centimètres par minute et une résistance de la fibre cellulosique au mouillé après déacétylation d'environ 1,4 à environ 1,8 g de résistance intrinsèque à la traction de la fibre par gramme de polymère cellulosique. Les fibres cellulosiques perfectionnées de l'invention sont sensiblement améliorées dans chacune de ces trois caractéristiques fonctionnelles importantes; l'amélioration la plus inattendue et la plus importante est l'accroissement de la résistance intrinsèque à la traction au mouillé. Comme indiqué ci-dessus, la résistance à la traction au mouillé des fibres est un critère important pour le succès de la production continue dans une chaîne de fabrication. Normalement, une telle chaîne utilise un câble de 16 à 30 fibres ou plusieurs de ces câbles, qui sortent des filières dans l'air en se gélifiant en une fibre cohérente et, de là, dans une série de liquides contenus dans des cuves de traitement qui enlèvent successivement par lixiviation le polyol de la fibre d'ester cellulosique, hydrolysent l'ester en cellulose, éliminent par rinçage les produits d'hydrolyse et l'agent hyrolysant en excès de la fibre cellulosique et replastifient cette dernière. Les fibres replastifiées produites sont ensuite enroulées sur des rouleaux récepteurs. Au cours des étapes de traitement au mouillé, les fibres sont continuellement soumises à un effort de traction ou à une force appliquée longitudinalement tout en subissant des transpositions moléculaires internes
considérables, notamment celles qui résultent de l'élimina-
tion du polyol et de modifications chimiques au cours du passage par déacétylation d'une fibre formée d'un ester
cellulosique à une fibre sensiblement formée de cellulose.
Une rupture ou une détérioration de la fibre, due à l'inaptitude du squelette du polymère dans chaque fibre à résister à des efforts de traction ou de friction au cours de ce traitement continu, a pour effet d'interrompre cette
opération continue et est très indésirable.
On a observé que des fibres d'acétate de cellulose produites à partir d'une composition à filer à chaud selon l'invention, qui ne renferme pas de sulfolane, tendent à conserver une plus grande proportion de leur résistance à la traction acquise lors du filage, au cours du franchissement des étapes successives *de traitement au mouillé, que des fibres produites à partir de compositions à filer à chaud renfermant du sulfolane, qui ont été longtemps en usage dans l'industrie. En outre, certaines des fibres améliorées ont un gain inattendu de résistance à la traction - à partir de l'état dans lequel on les obtient-par filage et ce gain de résistance apparaît au cours' des étapes
d'hydrolyse du procédé. Les fibres cellulosiques de l'inven-
tion présentent des valeurs moyennes de résistance intrinsèque à la traction, à l'état humide après l'hydrolyse, qui sont au moins deux fois plus grandes et qui peuvent être jusqu'à environ 7 fois plus grandes que celles de fibres cellulosiques creuses réalisées par le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 546 209 précité. Au sens du présent mémoire, l'expression "résistance intrinsèque à la traction de la fibre" appliquée aux mesures de résistance à la traction au mouillé d'une fibre cellulosique fait allusion à la force limite ou force de rupture- en grammes par gramme de polymère dans une longueur de fibres mouillées individuelles de 5,08 cm, nécessaire pour rompre cette fibre lorsqu'elle est suspendue verticalement entre les mâchoires de serrage d'un appareil Instron. Dans les essais conduits en vue de déterminer les valeurs de résistance intrinsèque à la traction au mouillé indiquées sur le tableau, le nombre de grammes de polymère dans une fibre choisie de 5,08 cm de longueur représente un poids moyen en grammes qui a été déterminé pour chaque échantillon particu- lier de 5,08 cm de fibre cellulosique par séchage à poids constant des 25 mètres adjacents de fibre du même fil puis pesée des 25 mètres de fil et division du poids total par 500 pour obtenir ainsi un poids moyen qui est ensuite utilisé pour la portion particulière de 5,08 cm soumise à l'essai de résistance à la rupture. Cette méthode améliore efficacement la précision de la résistance à la traction ainsi déterminée en éliminant sensiblement l'erreur potentielle due à la variation de l'épaisseur de paroi de la fibre le long de la fibre continue. En outre, chaque valeur de résistance à la traction représente la moyenne de six déterminations sur des spécimens séparés de 5,08 cm de longueur. Les améliorations de résistance intrinsèque à la traction que l'on obtient par cette détermination sont importantes du point de vue commercial en ce qu'elles accroissent grandement le rendement total de fabrication dans la production continue des fibres
de l'invention.
Tandis que les effets, décrits ci-dessus, d'amélioration de la résistance à la traction au mouillé au cours de la fabrication de fibres offrent un grand intérêt commercial, l'amélioration de la perméabilité à l'eau réalisée dans certaines des fibres obtenues par le procédé de l'invention offre également un grand intérêt; certaines fibres ont amélioré jusqu'à 80 fois leur perméabilité à l'eau par rapport aux fibres cellulosiques jusqu'à présent disponibles produites à partir de compositions à base d'acétate de cellulose destinées au filage à chaud. De telles améliorations de la perméabilité à l'eau signifient que l'aptitude des fibres à séparer l'eau d'un liquide contenant
de l'eau, tel que le sang, est améliorée de façon spectacu-
laire et l'avantage pratique qui en résulte est important du fait qu'il permet des réductions notables du temps que nécessite un traitement d'hémodialyse, comme cela est bien
connu de l'homme de l'art.
La formulation de la composition filée à chaud peut être effectuée de toute manière pratique au moyen d'un appareillage mélangeur classique, le critère important consistant à assurer une action suffisante de mélange en vue d'obtenir un mélange intime uniforme. Par exemple, de l'acétate de cellulose en poudre sèche est mélangé avec une quantité pesée d'un polyol choisi dans un mélangeur Hobart à cisaillement; la matière mélangée est encore homogénéisée et agitée par admission dans une extrudeuse chauffée à double vis sans fin tournant en sens inverse et la masse extrudée fondue est ensuite chassée par une filière, par exemple une filière de 16 à 30 trous du type comprenant une source classique de gaz pour l'injection de ce gaz au centre de la masse extrudée. Un gaz que l'on apprécie à cette fin- est l'azote, mais d'autres gaz tels que- l'anhydride carbonique, l'air ou d'autres gaz inoffensifs peuvent être utilisés de manière satisfaisante. Le cas échéant, on peut utiliser une filière équipée de moyens permettant d'injecter au coeur du produit à extruder un liquide qui est un non-solvant de l'ester cellulosique et du polyol, en utilisant par exemple une filière du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 888 771. Le corps extrudé sortant de la filière est soumis à un refroidissement, par exemple un
refroidissement par l'air forcé, de force et/ou de tempéra-
ture variables, pour provoquer la gélification et la solidifi-
cation du corps extrudé en des fibres cohérentes solides.
La fibre en ester cellulosique peut être hydrolysée de manière satisfaisante par l'une quelconque des techniques de déacétylation actuellement bien connues. Le procédé de choix consiste à utiliser un bain aqueux d'hydroxyde de sodium. Des techniques convenables sont décrites dans divers ouvrages et divers articles techniques, par exemple Laidler, Chemical Kinetics, McGraw Hill Book Co., New-York (1950), pages 282-290; Howlett et collaborateurs, Technical Inst. J. 38, 212 (1947); Hiller, Jour. Polymer Science 10, 385 (1953), etc. Après un rinçage pour éliminer les produits d'hydrolyse et l'agent hydrolysant en excès, ou pour leur neutralisation, les fibres encore humides sont il
replastifiées au moyen d'un plastifiant hydrosoluble essen-
tiellement non volatil conformément à l'enseignement du
brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 3 546 209 précité.
L'expression essentiellement non volatil' utilisée dans le présent mémoire signifie que le plastifiant est essentielle- ment retenu par la fibre cellulosique au cours de l'étape subséquente de séchage et pendant l'entreposage à la
température ambiante.
Des plastifiants convenables pour les fibres cellulosiques déacétylées comprennent ceux qui sont capables
de faire gonfler la fibre vraisemblablement par des inter-
actions telles qu'une liaison hydrogène ou des réactions interdipolaires. De préférence, le plastifiant hydrosoluble essentiellement non volatil est un composé hydroxylé et notamment un polyol choisi entre des oxydes polyalkyléniques; des glycols tels que l'éthylèneglycol, le
diéthylèneglycol, le dipropylèneglycol, le tripropylène-
glycol, etc.; le glycérol, etc. Le glycérol constitue un
plastifiant de choix.
Après la plastification, la fibre est séchée par tout procédé classique, par exemple par séchage sous vide, séchage à l'air forcé à la température ambiante ou à des températures élevées, séchage par micro-ondes, etc. Des températures élevées peuvent être utilisées du moment que la
température ne provoque pas de perte sensible de plastifiant.
Par conséquent, une température élevée de séchage dépend du plastifiant particulier que l'on utilise et une température
convenable est facile à déterminer.
Les fibres cellulosiques séchées constituant le produit final de l'invention sont de dimension capillaire et leur diamètre extérieur se situe dans la plage d'environ 200 à environ 400 micromètres, tandis que leur épaisseur de paroi
se situe dans la plage d'environ 10 à environ 80 micromètres.
Pour des cellules de séparation utilisées en hémodialyse, les fibres ont de préférence une épaisseur de paroi d'environ 10 à 50 micromètres et un diamètre extérieur maximal d'environ
230 à 320 micromètres.
Les exemples suivants illustrent le procédé nouveau et les fibres cellulosiques creuses perfectionnées de l'invention et indiquent le mode opératoire le meilleur dont on envisage l'utilisation. Sauf spécification contraire, tous les pourcentages indiqués dans le présent mémoire pour
les compositions sont exprimés en poids. Chacune des compo-
sit-ions formulées en particulier pour le filage à chaud est obtenue en utilisant l'appareillage mélangeur identifié et les opérations décrites ci-dessus, et les fibres sont filées au moyen d'une filière à seize ouvertures par injection d'azote au coeur des fibres. Après gélification dans l'air, des échantillons sont prélevés en vue de la détermination en grammes de la résistance intrinsèque à la traction des fibres telles que filées, par la méthode décrite ci-dessus, les fibres sont déacétylées dans une solution caustique, habituellement une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium dans la plage de 0,2 à 1,2 % en poids, à une température
comprise entre 20 et 601C.
On détermine les résistances intrinsèques à la traction de la fibre telle qu'elle est obtenue par filage en pesant 15,2 m de la fibre adjacente pour établir le poids moyen pour la portion choisie de 5,08 cm de chaque fibre
individuelle soumise à l'essai de rupture.
Les fibres cellulosiques résultantes sont ensuite lavées correctement à l'eau et des échantillons sont prélevés en vue de la détermination de la résistance à la traction de la fibre au mouillé par la méthode d'essai décrite ci-dessus. Les fibres produites sont également soumises à un essai de détermination de la perméabilité à l'eau KUFR, et de la clearance ou transport de l'urée Kurée dans un appareil d'essai de laboratoire. L'appareil d'essai est constitué d'un réservoir à liquide équipé d'un agitateur magnétique et d'un bécher d'essai de dialyse pourvu d'un agitateur magnétique, d'une plaque supérieure de fermeture munie de raccords de pression et de connecteurs destinés à recevoir les extrémités des manchons de fixation attachés à chaque extrémité d'un faisceau de fibres contenant 128 à 178 fibres par faisceau. Le faisceau de fibres recourbé en U est inséré dans le bécher et relié à la plaque de fermeture l'un des manchons est relié par un conduit à une pompe communiquant par un conduit avec le réservoir et l'autre manchon est relié par un conduit de retour au réservoir de manière que le liquide contenu dans le réservoir puisse ainsi être pompé sous pression réglable à travers les lumières des fibres disposées dans le bêcher de dialyse. Le bêcher est également pourvu de raccords d'admission et de sortie du dialysat et, au cours de l'essai, les fibres sont plongées dans un volume d'eau qui les entoure sous agitation en vue de
la détermination de la valeur KUFR.
Le coefficient KUFR de transport de l'eau est déterminé par pompage d'eau sous pression à travers les
fibres et mesure de l'augmentation du volume d'eau extérieu-
rement aux fibres dans le bécher de dialyse, les essais étant conduits à 37 C. La valeur KUFR est ensuite calculée pour chaque essai en millimètres par mètre carré par heure par millimètre de mercure (1,33.10 Pa) de pression différen-
tielle comme indiqué sur le tableau.
On détermine le coefficient Kurée en introduisant une solution aqueuse d'urée dans le réservoir d'alimentation et en faisant passer cette solution par pompage dans les lumières des fibres, le milieu environnant les fibres dans le bêcher de dialyse étant initialement de l'eau pure. On effectue périodiquement des mesures en vue de déterminer la concentration de l'urée dans le liquide
constituant le dialysat.
On conduit les essais à 371C et il n'y a pas de différence de pression de part et d'autre de la surface de
paroi des fibres au cours des essais.
On calcule le coefficient d'urée Kurée en considérant la différence des concentrations de l'urée dans le réservoir d'alimentation et dans le bécher de dialyse à l'extérieur des fibres en fonction du temps et de la surface des fibres conformément à l'équation: N = Kurée A (C1 - C2) dans laquelle N représente le flux à travers la membrane en moles par minute, C1 est la concentration initiale de l'urée, C2 est la concentration finale ou concentration mesurée et A est l'aire de la paroi de
la fibre ou de la membrane entre les deux solutions.
Dans un système formé de deux chambres sans différence de pression ou sans ultrafiltration résultante, le transfert de l'urée à travers la paroi de la membrane peut être intégré dans un intervalle de temps t et on obtient ainsi l'équation ci-après: (C C2) t= + V 10.A Kurée*t ln (C1 C2) t V1 V2
dans laquelle V1 est le volume de solution dans le réservoir.
d'alimentation et V2 est le volume de la solution dans le
bécher de dialyse.
Dans les essais, les volumes V1 et V2- et l'aire A sont mesurés séparément, en sorte qu'une représentation graphique des valeurs de chaque côté de l'équation intégrée donne une droite dont la pente -permet de.calculer Kurée en
centimètres par minute.
EXEMPLE 1
On prépare de la manière décrite ci-dessus un mélange intime de polymère de diacétate de cellulose et de plastifiant. Le mélange est formé de 80 % de diacétate de cellulose et de 20 % d'un mélange de polyéthylèneglycols de poids moléculaire compris entre 200 et 1450 daltons, ce qui donne un poids moléculaire moyen du polyéthylèneglycol mixte constituant le plastifiant de 902 daltons. Les fibres creuses en diacétate de cellulose sont ensuite déacétylées en membranes formées de fibres creuses de cellulose dans une solution aqueuse à 0,8 % d'hydroxyde de sodium, à 500C. Les résistances intrinsèques à la traction des membranes de fibres creuses, les perméabilités à l'eau (KUF) et les vitesses de transport de l'urée (Kurée) sont récapitulées à
la colonne B du tableau.
Comme le fait apparaître le tableau, la fibre cellulosique mouillée de cet exemple a une résistance intrinsèque à la traction au mouillé de plus de 2,5 fois celle de la fibre de référence. La fibre cellulosique produite à partir de cette composition à filer à chaud formée de polyols de poids moléculaire relativement haut présente également de très bonnes caractéristiques de performance pour la purification du sang et une plus grande perméabilité à l'eau. La perméabilité à l'eau (KUFR) est 1,5 fois celle de la fibre de référence. La vitesse de transfert de l'urée est également plus grande: Kurée = 38 x 10 - comparée à -3 cm min x 10 3c pour la membrane de fibres cellulosiques de min
référence.
On a préparé une composition similaire en mélangeant du diacétate de cellulose et le même mélange de polyéthylèneglycols ayant un poids moléculaire moyen de 902, à la différence qu'on a utilisé 43 % de diacétate de cellulose au lieu de 80 %. Après le filage à chaud, les fibres creuses en acétate de cellulose ont été hydrolysées ou
saponifiées à 501C dans une solution aqueuse à 0,4 % de NaOH.
Après les essais indiqués ci-dessus, la résistance intrinsèque à la traction au mouillé était 1,3 fois celle de la fibre de référence. La vitesse Kurée a été trouvée égale à 26, comparativement à la valeur 30 obtenue pour la fibre de référence, mais la perméabilité KUFR a été portée de façon spectaculaire à 86 fois la valeur KUFR de la fibre de référence, soit une valeur de 104 ml par heure par mètre carré par millimètre de mercure (1,33 x 10 Pa). Il ressort d'une comparaison de ces deux compositions à filer à chaud que, pour un plastifiant donné du type polyol, la réduction de la concentration en ester cellulosique provoque une élévation notable de la perméabilité à l'eau pour des valeurs acceptables de clearance de l'urée. Il y a lieu de remarquer également qu'une solution hydrolysante plus faible est utilisée et que des solutions saponifiantes plus fortes élèvent d'ordinaire la perméabilité à l'eau. Par conséquent, la combinaison désirée de résistance intrinsèque au mouillé, de KUFR et de Kurée peut être modifiée en vue d'obtenir des valeurs désirées en particulier, par des modifications
similaires de la composition à filer à chaud ou par modifica-
tion du poids moléculaire moyen du polyol, comme le font ressortir des comparaisons qui peuvent être faites avec les
exemples qui suivent.
EXEMPLE 2
On prépare un mélange intime de polymère de diacétate de cellulose et d'un -plastifiant en utilisant les modes opératoires décrits ci-dessus. Le mélange est formé de
43 % de diacétate de cellulose et de 57 % d'un polyéthylène-
glycol ayant un poids moléculaire moyen de 400 daltons. Après que les fibres creuses en diacétate de cellulose ont été déacétylées en membranes de fibres creuses cellulosiques dans une solution aqueuse à 0,4 % de NaOH à 500C, elles sont soumises à des essais en vue de la détermination des résistances intrinsèques à la traction, de la perméabilité à l'eau (KUFR) et du transfert de l'urée (urée), les résultats
obtenus étant récapitulés à la colonne C du tableau.
La résistance intrinsèque à la traction au mouillé de la fibre obtenue est 2,4 fois celle de la fibre de référence, KUFR est 2,1 fois supérieur et le transport K urée
est égal à 32 x 10 3 contre 30 x 10-3 pour la fibre de.
référence. Il y a lieu de remarquer que pendant la saponification de l'acétate de cellulose en cellulose, la résistance intrinsèque à la traction au mouillé atteint une valeur presque double de celle de la résistance intrinsèque à
la traction à l'état filé.
On a préparé un autre mélange ayant les mêmes
proportions de diacétate de cellulose et de polyéthylène-
glycol, mais dont le poids moléculaire moyen du glycol de 400 daltons a été atteint par mélange d'un polyéthylèneglycol de poids moléculaire moyen égal à 600 avec du glycérol ayant un poids moléculaire moyen de 92 daltons. Cette modification a provoqué une amélioration de toutes les propriétés de la fibre en donnant une résistance intrinsèque à la traction de la fibre cellulosique de 3,7 fois celle de la fibre de référence,-une valeur KUFR de 3,4 fois celle de la fibre de référence et une valeur KUrée de 33 x 10-3 contre 17-
x 10-3 cm pour la fibre de référence.
min
EXIMLE 3
Un mélange intime d'un polymère de diacétate de cellulose et d'un plastifiant a été préparé de la manière décrite ci-dessus. Ce mélange comprenait 43 % de diacétate de cellulose et 57 % d'un polyéthylèneglycol de poids moléculaire moyen égal à 108 daltons. Les fibres creuses en diacétate de cellulose ont été ensuite déacétylées en membranes de fibres creuses cellulosiques dans une solution à 0,8 % de NaOH à 500C. Les résistances intrinsèques à la traction des membranes des fibres creuses, les perméabilités à l'eau et les vitesses de transport de l'urée sont
récapitulées à la colonne D du tableau.
Comme le fait apparaître le tableau, la fibre cellulosique mouillée de cet exemple a une résistance intrinsèque à la traction 1,9 fois celle de la fibre de référence. La perméabilité à l'eau KUFR est 1,8 fois celle de la fibre de référence et la valeur Kurée est égale à 32 x 10 3 cm, comparée à une valeur de 30 x 10 3 cm min min
pour la membrane cellulosique de référence.
On prépare un mélange similaire, de la même façon, à la différence que le polyéthylèneglycol a un poids moléculaire de 150. La saponification de l'acétate de cellulose en cellulose est effectuée à 501C dans une solution aqueuse à 0,4 % de NaOH. Les propriétés mesurées de la fibre sont les mêmes que ci-dessus; la résistance intrinsèque à la traction au mouillé est 6,6 fois celle de la fibre de
référence tandis que les valeurs KUFR et Kurée sont sensible-
ment les mêmes que celles de la fibre de référence. Par comparaison des valeurs de résistance intrinsèque à la traction au mouillé des fibres cellulosiques de l'exemple 2 avec celles des fibres de l'exemple 3, on constate que la meilleure résistance intrinsèque à la traction au mouillé, pour une concentration donnée en ester de cellulose, à savoir 43 % de diacétate de cellulose, est obtenue pour un poids moléculaire moyen du polyglycol de 106 à 400, et semble
culminer à environ 150.
- 2473340
EXEMPLE 4
On prépare de la manière décrite ci-dessus un mélange intime de polymère de diacétate de cellulose et d'un plastifiant. Le mélange est formé de 43 % (en poids) de diacétate de cellulose et de 57 % (en poids) d'un mélange de polyéthylèneglycols de poids moléculaire compris entre 400 et
1450 daltons. Le poids moléculaire moyen du polyéthylène-
glycol utilisé comme plastifiant est égal à 713 daltons. Les fibres creuses en diacétate de cellulose sont ensuite déacétylées en membranes de fibres creuses cellulosiques par le mode opératoire décrit ci-dessus. Les propriétés des
fibres sont récapitulées à la colonne E du tableau.
Il ressort du tableau que la résistance intrinsèque à la traction au mouillé s'élève jusquaà une valeur plus de deux fois supérieure à celle de la résistance intrinsèque à la traction à.l'état filé et à une- résistance intrinsèque à la traction de la cellulose au mouillé de 3,2
fois celle de la fibre de référence, avec une valeur de K -
de 34 x 10 contre 30 x 10 -cm pour la fibre de référence min
et une valeur KUFR de 2,4 fois celle de-la fibre de référence.
EXEMPLE 5
On prépare de la manière décrite ci-dessus un mélange intime de polymère de diacétate de cellulose et d'un plastifiant. Le mélange comprend 43 % de diacétate de cellulose et 57 % d'un mélange de polyéthylèneglycol de poids moléculaire égal à 400 daltons et de glycérol de poids moléculaire égal à 92 daltons pour former un mélange de polyols dont le poids moléculaire moyen est égal à 362 daltons. Les fibres creuses en diacétate de cellulose sont ensuite déacétylées en membranes de fibres creuses cellulosiques dans une solution aqueuse à 0,4 % de NaOR à C. Les valeurs de résistance intrinsèque à la traction des membranes en fibres creuses cellulosiques, de KUFR et de
Kurée sont récapitulées à la colonne F du tableau.
Il ressort du tableau que la résistance intrinsèque à la traction au mouillé est élevée de 242 % au cours de la saponification en donnant une résistance intrinsèque à la traction au mouillé des fibres cellulosiques de 5,8 fois celle de la fibre de référence. La vitesse de clearance de l'urée est sensiblement améliorée en atteignant la valeur de 42 x 10 c soit 1,3 fois celle de la fibre de min référence tandis que la valeur de KUFR est 2,1 fois aussi
haute que celle de la fibre de référence.
On a préparé une autre composition à filer à chaud de la même façon que la composition à base d'un mélange de polyéthylèneglycol et de glycérol et de diacétate de cellulose décrit ci-dessus, à la différence que le glycérol a été remplacé par une quantité égale, à savoir 7 % en volume, de l'éthylèneglycol de manière à former ainsi un mélange de polyols ayant un poids moléculaire moyen de 358. Des fibres ont été filées et déacétylées dans les mêmes conditions; des propriétés comparables de la fibre cellulosique résultante
ont été déterminées de la même manière; les fibres cellulo-
siques avaient une résistance intrinsèque à la traction au mouillé égale à 5,8 fois celle de la fibre de référence, une -3 cm et une valeur K de 1, 7 fois valeur Kurée de 2lxlO mi UFR
celle de la fibre de référence.
EXEMPLE 6
On a préparé une composition à filer à chaud en mélangeant uniformément 36 % de diacétate de cellulose et 64 % d'un mélange de polyols consistant en un mélange de polyéthylèneglycol ayant un poids moléculaire moyen de 600 daltons et de glycérol en quantités choisies de manière à conférer au mélange un poids moléculaire moyen de 421. Des fibres ont été filées à chaud et déacétylées dans une solution aqueuse de 0,4 % de NaOH à 501C et les propriétés ont été déterminées par les méthodes décrites ci-dessus; elles apparaissent sur la colonne G du tableau. Ces fibres cellulosiques allient une grande résistance à la traction au mouillé, une grande valeur de KUFR et une grande valeur de Kurée et représentent une forme appréciée de l'invention dans
laquelle ces fibres sont avantageuses à utiliser dans l'hémo-
dialyse ou dans des hémofiltres et sont particulièrement appréciées pour cette dernière application. La résistance intrinsèque à la traction au mouillé est 3,4 fois celle de la fibre de référence, la valeur KUFR est 32 fois supérieure à celle de la fibre de référence et la valeur Kurée est égale à 49 x 10-3 cm min.
EXEMPLE 7
On prépare de la manière décrite ci-dessus un mélange intime (formulation} de diester de cellulose (propionate/acétate) et de plastifiant. L'ester cellulosique de cet exemple peut généralement être considéré comme étant du propionate de cellulose, attendu que 96 % des groupes ester sont des groupes propionate et qu'il n'y a que 4 % de
groupes acétate.-
La formulation comprend 43 % de mélange à base de
propionate de cellulose et 57 % d'un mélange de polyéthylène-
glycol de poids moléculaire moyen égal à 400 daltons et de glycérol de poids moléculaire égal à 92 daltons, de manière à former un mélange de polyols dont le poids moléculaire moyen est égal à 362 daltons. Les fibres creuses en propionate de cellulose sont ensuite déacétylées en membranes de fibres creuses cellulosiques dans une solution aqueuse à 0,4 % de NaOH à 501C. Les résistances intrinsèques à la traction des membranes de fibres creuses, les perméabilités à l'eau et les vitesses de transfert de l'urée sont récapitulées à la
colonne H du tableau.
Comme le fait apparaitre le tableau, la fibre
cellulosique mouillée de cet exemple a une résistance intrin-
sèque à la traction de 3,5 fois celle de la fibre de référence. La perméabilité à l'eau KUFR est 2,4 fois celle de la fibre de référence et la vitesse de transfert de l'urée, Kurée est égale à 33 x 10-3.cm min
EXEMPLE 8
On prépare une composition à filer à chaud en mélangeant intimement 43 % de diacétate de cellulose et 57 % d'un mélange de polyols formé d'un polypropylèneglycol ayant un poids moléculaire moyen de 400 daltons et de glycérol'de
manière que le poids moléculaire moyen du mélange de poly-
propylèneglycol/glycérol soit égal à 297. On produit des fibres cellulosiques que l'on soumet aux méthodes d'essai décrites ci-dessus, en effectuant la déacétylation dans une solution à 0,4 % de NaOH à 500C. Les propriétés apparaissent
à la colonne I du tableau.
E'AMPLE 9
Des reins artificiels du type disponible dans le commerce auprès de la firme Cordis Dow Corp., sous la marque déposée C-DAK, sont réalisés au moyen de fibres cellulosiques produites en quantités à l'échelle industrielle par le procédé décrit dans l'exemple 5 ci-dessus en utilisant la composition à filer à chaud renfermant 43 % du diacétate de cellulose et 57 % d'un mélange de polyéthylèneglycol de poids moléculaire égal à 400 daltons et de glycérol pour obtenir un mélange de polyols dont le poids moléculaire moyen est égal à 362 daltons. La résistance intrinsèque à la traction au mouillé est trouvée égale à 11 x 104 grammes par gramme de
fibre cellulosique.
Après que les fibres cellulosiques ont été rincées à l'eau et replastifiées dans une solution aqueuse à environ 10 % de glycérol puis séchées, ces fibres contiennent environ 20 % de glycérol. La résistance intrinsèque à la traction de ces fibres a été déterminée par l'essai de
rupture d'une seule fibre sur l'appareil Instron décrit ci-
dessus conjointement avec les essais portant sur les fibres sèches d'acétate cellulosique, avec les modifications indiquées ci-après. Un câble formé de 360 fibres d'un mètre de longueur est pesé, le glycérol est extrait et la fibre cellulosique pure est pesée. Le poids moyen d'un tronçon d'une longueur de 5,010 cm est ensuite calculé sur la base d'une fibre à 100 % de polymère. Les résultats de l'essai de traction représentent la moyenne de six essais individuels portant sur six fibres de 5,08 cm de longueur venant du câble dépourvu de glycérine. Le poids dans l'essai de résistance intrinsèque à la traction à sec est de 20 x 104 grammes par
gramme de fibre cellulosique.
L'un des reins artificiels comportant 1,5 m de surface de fibre cellulosique est stérilisé à sec par l'application de 2,5.10 J/kg de rayons gamma. Après stérilisation, le rein est ouvert et des échantillons de fibres sont prélevés et soumis à l'essai de -traction intrinsèque au mouillé et on constate que ces fibres ont une résistance intrinsèque moyenne à la traction au mouillé de 8,6 x 104 grammes par gramme de fibre cellulosique. Un autre rein de 1,5 m 2 réalisé de manière à contenir les fibres cellulosiques de cet exemple est stérilisé, cependant qu'il est rempli de solution physiologique de sel, par application d'une dose de rayons gamma de 2,5-10 J/kg. Les fibres de ce rein humide stérilisées par les rayons gamma ont une résistance intrinsèque à la traction au mouillé de 5,2 x-10
grammes par gramme de fibre cellulosique.
A titre comparatif, des reins artificiels venant de la production industrielle de la firme Cordis Dow Corp., renfermant 1,5 m2 de fibres cellulosiques préparées par le procédé décrit dans lel--brevet des- EtatsUnis d'Amérique NO 3 546 209 précité, ont été soumis aux essais de la même manière que les fibres décrites ci-dessus et ont présenté les propriétés suivantes Résistance intrinsèque à la traction de la fibre cellulosique à sec - 7,5 x 104 grammes/gramme Résistance intrinsèque à la traction de la fibre cellulosique au mouillé - 1,6 x 104 grammes/gramme Résistance intrinsèque à- la traction au mouillé de la fibre cellulosique après stérilisation à sec par les rayons gamma - 1,53 x 104 grammes/gramme Résistance intrinsèque à la traction au mouillé de la fibre cellulosique après stérilisation aux rayons gamma
par voie humide (solution physiologique de sel) -
1,28 x 10 grammes/gramme
- Des évaluations cliniques de deux reins artifi-
ciels de 1,5 m renfermant les fibres cellulosiques perfectionnées du présent exemple ont été effectuées sur deux patients traités par hémodialyse intermittente à un débit sanguin moyen de 200 ml/min et à une vitesse d'écoulement du dialysat de 500 ml/min pendant des périodes de 3, 5 heures et 4,1 heures. On a trouvé pour KUFR une valeur de 1,58.10-2 ml à 371C. La valeur Kurée a été trouvée h.m2.Pa égale à 31,6 cm à 370C. min A titre comparatif, des reins artificiels Cordis Dow du commerce contenant 1,5 m de fibres cellulosiques, produites par le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 546 209 précité, utilisés sur trois patients traités par hémodialyse intermittente, ont donné des valeurs moyennes pour KUFR de 0,67.102 ml à 371C et une h. m2.Pa
valeur Kurée de 29,6 m. à 37C.
min Les reins artificiels utilisés dans cet exemple et auxquels il est fait allusion ci-dessus en tant que produits du commerce de la firme Cordis Dow Corp. sont des dispositifs pourvus de deux chambres destinées à contenir du sang, séparées l'une de l'autre par une chambre intermédiaire à dialysat qui communique avec les chambres contenant le sang. Un faisceau de fibres creuses normalement formé de milliers de fibres individuelles, par exemple 6000 à 15 000 fibres individuelles, se terminent par l'extrémité opposée dans une feuille tubulaire en matière plastique, normalement en polyuréthanne. La feuille tubulaire relie les fibres les unes aux autres et forme aussi une portion annulaire placée en dehors de la périphérie des fibres dans le faisceau, dont le rôle est de relier les feuilles tubulaires aux portions extrêmes de la chambre à dialysat et aux chambres contenant du sang pour refermer ainsi lesdites chambres et les chambres à dialysat en une unité, les fibres étant disposées dans les chambres à dialysat, de manière que les chambres soient isolées les unes des autres de façon étanche au liquide. Les extrémités ouvertes des fibres creuses se terminent dans le plan de l'extrémité extérieure de chaque feuille tubulaire et les passages des fibres creuses assurent les communications
entre les intérieurs des chambres séparées contenant le sang.
TABLEAU
Caractéristiques des fibres (A)
TEMOIN
fibres creuses cellulosiques du
commerce, corres-
pondant au brevet
des E.U.A.
N 3 546 209
précité (B)
Exemple
N 1 (C)
Exemple
N02 (D)
Exemple
N 3 (E)
Exemple
N 4 (A) Résistance mécanique de la fibre d'acétate de cellulose à sec avant 4 déacétylation: grammes de résis- 7,2 x 104 7,4x104 2,0x104 4, 4x104 2,3x10 tance intrinsèque à la traction de la fibre par gramme de polymère d'acétate de cellulose sur un tronçon de 5,08 cm d'une fibre individuelle (B) Résistance mécanique de la fibre 4 de cellulose au mouillé après déa- 1,6 x 104 4,2x104 3,9x104 3,1x104 5,1x104
acétylation: grammes de résistan-
ce intrinsèque à la traction de la
fibre par gramme de polymère cel-
lulosique dans un échantillon de ,08 cm d'une fibre individuelle (C) Variation de la résistance à la environ traction de la fibre au cours de 78% -43% +195% -20% +222% la transformation d'acétate de cellulose filé en une fibre mouillée semi-perméable finale de cellulose r", a- w o- o9 % Caractéristiques des fibres (A)
*TEMOIN
fibres cre TABLEAU (suite)
(B) (C)
Exemple Exemple uses N 1 N 2 cellulosiques du
commerce, corres-
pondant au brevet
des E.U.A.
N 3 546 209
précité (D)
Exemple
N 3 (E)
Exemple
N 4
(D) Perméabilité à l'eau de la mem-
brane finale de fibres creuses 7,5 - 9,0.10-3 1,35.10 2 1,88.10-2 1,59.102 2.18.10 de cellulose à l'état humide centimètres cubes 37C
KUFR 2 37C
h. m.Pa (E) Vitesse de clearance de l'urée de la membrane finale de fibres creuses de cellulose à l'état humide K =é 'centimètresà 370C 28- 30x10- 3 38x10-3 32x10-3 32x10-3 34x10 3 minute A4 w w oC c Caractéristiques des fibres
TABLEAU
(F)
Exemple
N 5 (G)
Exemple
N 6 (H)
Exemple
N' 7 (1)
Exemple
N 8 (A) Résistance mécanique de la fibre d'acétate de cellulose à sec avan déacétylation: grammes de résis- 3,8x104 3,7x104 5,7x104 5,9x104 tance intrinsèque à la traction dE la fibre par gramme de polymère d'acétate de Cellulose sur un tronçon de 5,08 cm d'une fibre individuelle (B) Résistance mécanique de la fibre l de cellulose au mouillé après déa 9,2104 5,5xlO 5,6x104 3,6x104
acétylation: grammes de résistan-
ce intrinsèque à la traction de la
fibre par gramme de polymère cel-
lulosique dans un échantillon de ,08 cm d'une fibre individuelle - (C) Variation de la résistance à la traction de la fibre au cours de +242%. + 149% -2% -39% la transformation d'acétate de cellulose filé en une fibre
mouillée semi-perméable finale de.
cellulose. .
w o r. r.1....,. 1 TABLEAU (suite) Caractéristiques des fibres (F)
Exemple
N 5 (G)
Exemple
N6
(D) Perméabilité à l'eau de la mem-
brane finale de fibres creuses 1,88.102 2,86.10-
de cellulose à l'état humide K = centimètres cubes à 370C
KUFR =2
h. m.Pa (E) Vitesse de clearance de l'urée de la membrane finale de fibres creuses de cellulose à l'état humide K -= centimètres à 370C 42xlO- 3 49x10 3 ure minute PJ -4 N w w o
Claims (14)
1. Fibre creuse semi-perméable en cellulose, caractérisée en ce qu'elle aun coefficient KUFR d'ultrafiltration d'environ 2 à environ 200 millilitre par heure par mètre carré par millimètre de mercure (1,33.10-2 Pa), un coefficient d'urée K urée compris entre environ -3 -3ué x 10 et environ 45 x 10 centimètres par minute et une résistance intrinsèque à la traction au mouillé comprise dans la plage d'environ 2 à environ 11 grammes par gramme de polymère cellulosique, et en ce qu'elle est préparée par un procédé qui consiste: (a) à filer à chaud. une fibre creuse d'ester cellulosique par une filière à partir d'une
composition à. filer à chaud principalement.
formée d'environ 35 à environ 80 % -en poids d'ester cellulosique, le reste consistant en au moins un polyol de poids moléculaire moyen compris entre environ 106 et environ 900; (b) à hydrolyser en très forte proportion la fibre d'ester cellulosique en une fibre creuse. de cellulose; (c) à replastifier la fibre de cellulose pendant qu'elle est encore humide au moyen d'un plastifiant hydrosoluble essentiellement non volatil et
(d) à sécher la fibre plastifiée.
2. Fibre creuse semi-perméable en cellulose suivant la revendication 1, caractérisée en ce que son diamètre extérieur se situe dans la plage d'environ 200 à environ 400 micromètres et son épaisseur de paroi se situe
dans la plage d'environ 12 à environ 80 micromètres.
3. Fibre creuse semi-perméable en cellulose suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la composition à filer à chaud consiste en un mélange de
polypropylèneglycol et de glycérol.
4. Fibre creuse semi-perméable en cellulose suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ester de
cellulose renferme de l'acétate-propionate de cellulose.
5. Fibre creuse semi-perméable de cellulose suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le polyol est principalement formé d'un mélange d'éthylèneglycols de
poids moléculaire moyen inférieur à 600 et de polyéthylène-
glycols de poids moléculaire moyen supérieur à 900 de manière à former ainsi un polyol mixte dont le poids moléculaire
moyen a une valeur inférieure à environ 900.
6. Procédé de production d'une fibre creuse semi-
perméable de cellulose ayant une résistance intrinsèque à la traction au mouillé d'environ 2 à environ 11 grammes par gramme de polymère cellulosique, caractérisé en ce qu'il consiste:
(a) à filer à chaud une fibre creuse d'ester cellulo-
sique au moyen d'une filière à partir d'une composition à filer a chaud principalement formée d'environ 35 à environ 80 % en poids d'ester de cellulose, le reste consistant en au moins un polyol de poids moléculaire moyen compris entre environ 106 et 900; (b) à hydrolyser en majeure partie la fibre d'ester cellulosique en une fibre creuse de cellulose; (c) à replastifier la fibre de cellulose pendant qu'elle est encore humide au moyen d'un plastifiant hydrosoluble essentiellement non volatil et
(d) à sécher la fibre plastifiée.
7. Procédé suivant la revendication 6, caracté-
risé en ce que la composition à filer à chaud contient
environ 40 à environ 50 % d'ester de cellulose.
8. Procédé suivant la revendication 6, caracté-
risé en ce que l'ester consiste essentiellement en diacétate
de cellulose.
9. Procédé suivant la revendication 6, caracté-
risé en ce que l'ester de cellulose renferme un acétate-
propionate de cellulose.
10. Procédé suivant la revendication 6, caracté-
risé en ce que le polyol consiste en au moins un représentant
du groupe comprenant des polyéthylèneglycols, des poly-
propylèrneglycols et le glycérol.
11. Dispositif de séparation pour l'hémodialyse et l'hémofiltration de sang, comprenant deux chambres
destinées à contenir du sang séparées par une chambre inter-
médiaire à dialysat qui en fait partie intégrante, un faisceau de fibres creuses se terminant par ses extrémités dans une feuille tubulaire, les feuilles. tubulaires étant disposées de façon étanche entre la chambre à dialysat et chacune des chambres contenant du sang et y étant fixées afin de séparer ainsi lesdites chambres de manière étanche- au liquide, les passages à l'intérieur des fibres établissant des communications entre les intérieurs desdites chambres
contenant du sang, caractérisé en ce que les fibres creuses.
consistent en fibres creuses suivant l'une des revendications
1 et 2.
12. Dispositif de séparation suivant la revendi-
cation 11 subordonnée à la revendication-2, caractérisé-en ce qu'il se trouve; avec les- fibres creuses qu'il renfermne, -dans un état stéril2 qui est la conséquence de sa stérilisation avec des rayons gamma, les fibres creuses-stérilisées ayant une résistance intrinsèque à la traction au mouillé d'environ x 10 à- environ 9 x 10 grammes par gramme de fibre cellulosique.
13. Dispositif de séparation suivant la revendi-
cation 12, caractérisé en ce que les fibres creuses qu'il renferme ont été stérilisées avec des rayons gamma au moment o elles consistaient en fibres cellulosiques replastifiées à sec contenant environ 20 % de glycérol et les fibres stérilisées ont une résistance intrinsèque à la traction au
mouillé d'environ 9 x 10 grammes par gramme de fibre cellu-
losique.
14. Dispositif de séparation suivant la revendi-
cation 12, caractérisé en ce que les fibres creuses qu'il renferme ont été stérilisées avec des rayons gamma au moment o elles se trouvaient à l'état mouillé par une solution physiologique de sel et les fibres stérilisées en question ont une résistance intrinsèque à la traction au mouillé
d'environ 5 x 10 grammes par gr-amme de fibre cellulosique.
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