JP2019532809A - 中空糸膜の透過特性を決定する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)第1の端部及び第2の端部を有する複数の中空糸膜を含む中空糸膜束を設けるステップであって、中空糸膜束の第1の端部での中空糸膜のルーメンは、末端が開口され、より詳細には透液性であり、中空糸膜束の第2の端部では末端が閉鎖され、より詳細には液密であるように、中空糸膜束を設けるステップと、
(b)第1の端部及び第2の端部を有して中空糸膜束を受けるハウジングを設けるステップであって、第1の端部が少なくとも1つの液体入口を有するように、ハウジングを設けるステップと、
(c)中空糸膜の末端が開口したルーメンを有する中空糸膜束の第1の端部は、ハウジングの第1の端部にて少なくとも1つの液体入口に向かって配向されながら、中空糸膜束をハウジングに導入するステップと、
(d)中空糸膜の透過特性を決定するステップと、
を含む。
(a)第1の端部及び第2の端部を有する複数の中空糸膜を含む中空糸膜束を設けるステップであって、中空糸膜束の第1の端部での中空糸膜のルーメンの開口部は、末端が開口しており、より詳細には液密であり、中空糸膜束の第2の端部では末端が閉鎖され、より詳細には液密であるように、中空糸膜束を設けるステップと、
(b)第1の端部及び第2の端部を有して中空糸膜束を受けるハウジングを設けるステップであって、ハウジングの第1の端部が少なくとも1つの液体入口を有し、ハウジングの第2の端部が少なくとも1つの液体出口を有するように、ハウジングを設けるステップと、
(c)中空糸膜の末端が開口したルーメンを有する中空糸膜束の第1の端部が、少なくとも1つの液体入口に向かって配向され、中空糸膜の末端が閉鎖されたルーメンを有する中空糸膜束の第2の端部が、少なくとも1つの液体出口に向かって配向されながら、中空糸膜束をハウジングに導入するステップと、
(d)第1の試験液及び第2の試験液を供給するステップであって、少なくとも第1の又は第2の試験液は、少なくとも1つの試験物質を含み、第2の試験液は第1の試験液と異なり、より詳細には少なくとも1つの試験物質の少なくとも濃度が異なるようにする、第1の試験液及び第2の試験液を供給するステップと、
(e)第1の試験液をハウジングの第1の端部にて少なくとも1つの液体入口を通ってハウジング及び/又は中空糸膜束の内部に送り込むことによって、ハウジング及び/又は中空糸膜束を充填するステップと、
(f)ハウジングの第1の端部にて少なくとも1つの液体入口を通ってハウジング及び/又は中空糸膜束/中空糸膜の内部に第2の試験液を流入させるステップと、
(g)第2の試験液が少なくとも1つの液体入口を通ってハウジング及び/又は中空糸膜束に流入する間に、少なくとも1つの試験物質の濃度をハウジングの1又は2以上の液体出口にて測定するステップと、
を含む。
(a)第1の端部及び第2の端部を有する複数の中空糸膜を含む中空糸膜束を設けるステップであって、中空糸膜束の第1の端部での中空糸膜のルーメンの開口部は、末端が開口しており、より詳細には液密であり、中空糸膜束の第2の端部では末端が閉鎖され、より詳細には液密であるように、中空糸膜束を設けるステップと、
(b)第1の端部及び第2の端部を有して中空糸膜束を受けるハウジングを設けるステップであって、ハウジングの第1の端部が少なくとも1つの液体入口を有し、ハウジングの第2の端部が少なくとも1つの液体出口を有するように、ハウジングを設けるステップと、
(c)中空糸膜の末端が開口したルーメンを有する中空糸膜束の第1の端部が、少なくとも1つの液体入口に向かって配向され、中空糸膜の末端が閉鎖されたルーメンを有する中空糸膜束の第2の端部が、少なくとも1つの液体出口に向かって配向されながら、中空糸膜束をハウジングに導入するステップと、
(d)第1の試験液及び第2の試験液を供給するステップであって、少なくとも第1の又は第2の試験液は試験物質を含み、第2の試験液は第1の試験液と異なり、より詳細には少なくとも1つの試験物質の少なくとも濃度が異なるようにする、第1の試験液及び第2の試験液を供給するステップと、
(e)第1の試験液をハウジングの第1の端部にて少なくとも1つの液体入口を通ってハウジング及び/又は中空糸膜束/中空糸膜の内部に送り込むことによって、ハウジング及び/又は中空糸膜束を充填するステップと、
(f)ハウジングの第1の端部にて少なくとも1つの液体入口を通ってハウジング及び/又は中空糸膜束の内部に第2の試験液を流入させるステップと、
(g)第2の試験液が少なくとも1つの液体入口を通ってハウジング及び/又は中空糸膜束に流入する間に、少なくとも1つの試験物質の濃度をハウジングの1又は2以上の液体出口にて測定するステップと、
から成る。
A1は、式1による直線の切片に関係する。
A2は、直線の勾配に関係する。
C1は、曲線の開始点に関係する。
C2は、変曲点までのx軸部分を示す。
C3は、変曲点での勾配を決定する
・少なくとも1つの液体、より詳細には第1の試験液及び/又は第2の試験液を受けるための少なくとも1つのリザーバと、
・中空糸膜束を受けるため第1の端部及び第2の端部を有するハウジングを含む測定チャンバであって、ハウジングの第1の端部は、少なくとも1つの液体入口を有し、ハウジングの第2の端部は、少なくとも1つの液体出口を有する、測定チャンバと、
・少なくとも第1の試験液及び/又は少なくとも第2の試験液を少なくとも1つのリザーバからハウジングの第1の端部上の少なくとも1つの液体入口を通ってハウジングに流入する、少なくとも1つの連通装置、より詳細にはポンプ圧送手段(及び液体連通部)と、
・少なくとも1つの試験物質の濃度をハウジングの第2の端部での少なくとも1つの液体出口で検出する検出器と、
から成る。
第3の態様において、本発明は、本発明の第1の態様による方法を実行する本発明の第2の態様による装置の使用に関する。
(a)中空糸膜フィルタモジュールの製造向けの中空糸膜の少なくとも1又は2以上の透過特性についての少なくとも1つの値の範囲を定めるステップと、
(b)ステップ(a)において定められた値の範囲の少なくとも1又は2以上の透過特性を有する中空糸膜を製造するために1又は2以上の製造パラメータを選択するステップと、
(c)ステップ(b)において選択された1又は2以上の製造パラメータに従って紡糸プロセスによって中空糸膜を製造するステップと、
(d)得られた中空糸膜を中空糸膜束に結束するステップと、
(e)本発明の第1の態様の実施形態に従って中空糸膜の1又は2以上の透過特性、より詳細にはクリアランスを決定する方法を実行するステップと、
(f)1又は2以上の透過特性がステップ(a)において定められた少なくとも1つの値の範囲内にあることが確定されると、中空糸膜束を用いてフィルタモジュールを構築するステップと、
を含む。
図1は、中空糸膜束に関する中空糸膜の透過特性を決定する装置を示す。
第1の試験液を調製するために、90gの塩化ナトリウム及び500mgのビタミンB12を一定の攪拌下で約500mlの蒸留水中に溶解させ、その溶液を、蒸留水で1リットルまで作り、温度を水槽中で25°Cに調整する。
特定の試料について実施例2において定量化した濃度が、図2により時間に対してプロットされている。本実施例において、液体出口での試験物質NaCl及びビタミンB12の濃度軌跡は、式3によりシグモイド関数によって適合される。
C1は、曲線の開始点に関係する。
C2は、変曲点までのx軸部分を示す。
C3は、変曲点での勾配を決定する。
以下のクリアランス値を、従来技術、より詳細にはDIN/EN ISO 8637規格に記載されているような手順を使用して、商業的に入手可能な透析装置でビタミンB12について定量化した。
ビタミンB12及び塩化ナトリウム用の4つの中空糸膜束F1〜F4の測定曲線は、実施例1〜4に記載されるように記録されている。最初に、中空糸膜のクリアランス値を既知の手順によって、例えば、DIN EN ISO 8637 2014規格の手順によって同じ中空糸膜を備える対応する透析装置で定量化した。
2 試験液を収容する受容器
3 ポンプ
4 ハウジング
5 中空糸膜束
5a繊維束の開口端
5b繊維束の閉鎖端
6 液体入口
7 円環
8 液体出口
Claims (17)
- 中空糸膜の少なくとも1つの透過特性を決定する方法であって、
(a)第1の端部及び第2の端部を有する複数の中空糸膜を含む中空糸膜束(5)を設けるステップであって、前記中空糸膜束(5a)の前記第1の端部での前記中空糸膜のルーメンは、末端が開口され、より詳細には透液性であり、前記中空糸膜束(5b)の前記第2の端部では末端が閉鎖され、より詳細には液密であるように、前記中空糸膜束(5)を設けるステップと、
(b)第1の端部及び第2の端部を有して前記中空糸膜束を受けるハウジング(4)を設けるステップであって、前記第1の端部が少なくとも1つの液体入口(6)を有するように、前記ハウジング(4)を設けるステップと、
(c)前記中空糸膜の末端が開口した前記ルーメンを有する前記中空糸膜束の前記第1の端部は、前記ハウジングの前記第1の端部にて前記少なくとも1つの液体入口(6)に向かって配向されながら、前記中空糸膜束(5)を前記ハウジング(4)に導入するステップと、
(d)前記中空糸膜の透過特性を決定するステップと、を含む、
ことを特徴とする方法。 - 前記ステップ(b)において、
前記第1の端部及び前記第2の端部を有する前記ハウジング(4)は、前記中空糸膜束(5)を受けるために設けられ、前記ハウジングの前記第1の端部は少なくとも1つの液体入口(6)を有し、前記ハウジングの前記第2の端部は少なくとも1つの液体出口(8)を有し、
前記ステップ(c)において
前記中空糸膜束(5)は、前記ハウジング(4)に導入されて、前記中空糸膜の末端が開口されたルーメンを有する前記中空糸膜束の前記第1の端部(5a)は、前記少なくとも1つの液体入口(6)に向かって配向され、前記中空糸膜の末端が閉鎖されたルーメンを有する前記中空糸膜束の前記第2の端部(5b)は、前記少なくとも1つの液体出口(8)に向かって配向されるようになっており、
前記方法は更に、
(d)第1の試験液及び第2の試験液を供給するステップであって、少なくとも前記第1の試験液又は前記第2の試験液は、少なくとも1つの試験物質を含み、前記第2の試験液は前記第1の試験液と異なり、より詳細には前記少なくとも1つの試験物質の少なくとも濃度が異なるようにする、前記第1の試験液及び前記第2の試験液を供給するステップステップと、
(e)前記第1の試験液を前記ハウジングの前記第1の端部にて前記少なくとも1つの液体入口(6)を通って前記ハウジング及び/又は前記中空糸膜束/中空糸膜の内部に送り込むことによって、前記ハウジング(4)及び/又は前記中空糸膜束を充填するステップと、
(f)前記ハウジング(4)の前記第1の端部にて少なくとも1つの液体入口(6)を通って前記ハウジング及び/又は前記中空糸膜束(5)の内部に前記第2の試験液を流入させるステップと、
(g)前記第2の試験液が少なくとも1つの液体入口(6)を通って前記ハウジング及び/又は前記中空糸膜束(5)に流入する間に、前記少なくとも1つの試験物質の濃度を前記ハウジングの1又は2以上の液体出口(8)にて測定するステップと、を含む、
請求項1に記載の中空糸膜の少なくとも1つの透過特性、より詳細にはクリアランスを決定する方法。 - (h)少なくとも1つの液体入口(6)を通って前記ハウジング及び/又は前記中空糸膜束(5)への前記第2の試験液の流入中に前記ハウジング(4)の1又は2以上の液体出口(8)にて前記試験物質の濃度を繰り返し又は連続的に測定して、1又は2以上の液体出口(8)にて少なくとも1つの試験物質について時間依存の濃度軌跡を記録するステップと、
(i)数学関数をステップ(h)において記録された前記少なくとも1つの試験物質の濃度軌跡の少なくとも1つの部分に適合させるステップと、
(j)前記少なくとも1つの試験物質の前記濃度軌跡の前記少なくとも1つの部分における前記数学関数に関して特徴付ける第1のパラメータを決定するステップと、を更に含む、
請求項2に記載の方法。 - (k)前記数学関数を特徴付ける前記第1のパラメータによって前記中空糸膜の透過特性に関して特徴付ける第2のパラメータを決定するステップを更に含む、
請求項3に記載の方法。 - 前記中空糸膜の透過特性に関して特徴付ける前記第2のパラメータは、較正値によって前記数学関数を特徴付ける前記第1のパラメータから決定されるクリアランスである、
請求項4に記載の方法。 - 前記濃度軌跡の選択された部分における適合された前記数学関数の曲線勾配は、前記透過特性、より詳細には前記クリアランスを評価及び決定するために得られる、
請求項3ないし6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記中空糸膜束(5)はポッティングされていない、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの試験物質は、塩類、より詳細にはNaCl、ビタミン、より詳細にはビタミンB12、尿毒症性(uremic)代謝産物、より詳細には尿素、クレアチニン、リン酸塩又はタンパク質、より詳細にはβ2−マイクログロブリン又はインターロイキン−6から選択される、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの液体出口での流量は、10ml/min〜120ml/minの範囲、好ましくは40ml/min〜100ml/minの範囲、好ましくは60ml/min〜80ml/minの範囲にある、
請求項1ないし9のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ハウジング(4)内の前記中空糸膜束(5)は、少なくとも20%〜80%未満、好ましくは、少なくとも50%〜65%未満の充填密度を有する、
請求項1ないし10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの試験物質の濃度は、導電性測定のような電気化学法を使用するか、又は電流測定法、光度測定法、クロマトグラフィ法、又は生化学方法を使用して決定される、
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の方法。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載の方法を実行する装置であって、
(a)少なくとも1つの液体、より詳細には前記第1の試験液及び/又は前記第2の試験液を受けるための少なくとも1つのリザーバ(1)と、
(b)中空糸膜束(5)を受けるため、第1の端部と第2の端部とを有するハウジング(4)を含む測定チャンバであって、前記ハウジングの前記第1の端部は、少なくとも1つの液体入口(6)を有し、前記ハウジングの前記第2の端部は、少なくとも1つの液体出口(8)を有する、測定チャンバと、
(c)少なくとも第1の試験液及び/又は少なくとも第2の試験液を前記少なくとも1つのリザーバ(1)から前記ハウジング(4)の前記第1の端部上の前記少なくとも1つの液体入口(6)を通って前記ハウジング(4)に流入する、少なくとも1つの連通装置、より詳細にはポンプ圧送手段(3)及び液体連通部と、
(d)前記少なくとも1つの試験物質の濃度を前記ハウジング(4)の前記第2の端部での前記少なくとも1つの液体出口(8)で検出するための少なくとも1つの検出器と、
を備える、
ことを特徴とする装置。 - 請求項1ないし12に記載の方法を実行する請求項13に記載の装置の使用。
- 中空糸膜フィルタモジュールを製造する方法であって、
(a)中空糸膜フィルタモジュールの製造向けの中空糸膜の少なくとも1又は2以上の透過特性についての少なくとも1つの値の範囲を定めるステップと、
(b)前記ステップ(a)において定められた前記値の範囲の前記少なくとも1又は2以上の透過特性を有する中空糸膜を製造するために1又は2以上の製造パラメータを選択するステップと、
(c)前記ステップ(b)において選択された1又は2以上の製造パラメータに従って紡糸プロセスによって中空糸膜を製造するステップと、
(d)得られた前記中空糸膜を中空糸膜束に結束するステップと、
(e)請求項1から12の何れか一項に記載の前記中空糸膜の1又は2以上の透過特性、より詳細にはクリアランス、更により詳細には拡散性クリアランスを決定する方法を実行するステップと、
(f)前記1又は2以上の透過特性が前記ステップ(a)において定められた前記少なくとも1つの値の範囲内にあることが確定されると、前記中空糸膜束を用いて前記フィルタモジュールを構築するステップと、を含む、
ことを特徴とする方法。 - 得られた前記中空糸膜の1又は2以上の透過特性が、前記ステップ(a)において定められた前記少なくとも1つの値の範囲内にないことが分かった場合に、前記ステップ(b)からの前記少なくとも1又は2以上の選択された製造パラメータを調整して、得られた前記中空糸膜の透過特性が、前記ステップ(a)において定められた前記少なくとも1つの値の範囲に戻るようにするステップによって特徴付けられる、
請求項15に記載の中空糸膜フィルタモジュールを製造する方法。 - 前記紡糸プロセスは、少なくともポリスルホン及びポリビニルピロリドンを含む材料から成る中空糸膜の製造を含む、
請求項15または16に記載の中空糸膜フィルタモジュールを生成する方法。
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