JP5577535B2 - 抗微生物フィルター - Google Patents
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Description
[0001]細菌などの微生物は、種々の流体を汚染し得る。膜を使用して流体を濾過し、細菌を除去して（例えば、飲用水を提供する）ことができるが、膜の表面上に蓄積した細菌は急速に増殖し、バイオフィルムを形成して、膜の汚損及び閉塞をもたらす。
[0002]微生物汚染流体を処理するための従来の膜は、このような膜の製造に関連する費用を含めた種々の欠陥に悩まされてきた。
[0003]本発明は、従来技術の欠点の少なくともいくつかを改善する。本発明のこれらの及び他の利点は、以下に示す説明から明らかになるであろう。
[0004]本発明の実施形態は、媒体のバルク中に銀粒子を含む第１の多孔性媒体が、粒子捕捉細孔構造を有する第２の多孔性媒体上に配置されている、少なくとも２つの層を含む抗微生物多孔性フィルターを提供する。第２の多孔性媒体は、第１の多孔性媒体から浸出した粒子を捕捉する。多孔性媒体は、膜及び／又は繊維状媒体を含むことができる。例えば、抗微生物多孔性フィルターは、少なくとも２つの多孔性膜、少なくとも２つの多孔性繊維状媒体、又は少なくとも１つの多孔性膜及び少なくとも１つの多孔性繊維状媒体を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の多孔性媒体は多孔性繊維状媒体を含み、好ましくは、繊維状媒体は不織繊維状媒体を含む。
[0005]本発明の別の実施形態は、膜のバルク中に銀粒子を含む第１の多孔性膜が、粒子捕捉細孔構造を有する第２の多孔性膜上に配置されている、少なくとも２つの層を含む抗微生物フィルターを提供する。第２の多孔性膜は、第１の多孔性膜から浸出した粒子を捕捉する。
[0006]好ましくは、フィルターが少なくとも１つの膜を含む実施形態では、膜の少なくとも１つはポリスルホンを含み、より好ましくは、第１及び第２の膜はポリエーテルスルホンを含む。
[0007]本発明による抗微生物フィルターによると、少なくとも１つの膜は、非対称膜を含む又は等尺性膜を含むことができる。
[0008]本発明の別の実施形態では、流体を処理する方法、より好ましくは、流体を濾過する方法は、流体を抗微生物フィルターの実施形態に通過させるステップを含む。
[0009]本発明の実施形態によると、（ａ）上流表面及び下流表面及び上流表面と下流表面との間のバルクを有する第１の多孔性媒体であって、該バルク中に、銀を含む約０．２μｍ〜約２０μｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む第１の多孔性媒体と、（ｂ）第１の層中の粒子の平均直径未満の平均流量細孔（ＭＦＰ）径を有する、上流表面及び下流表面及び上流表面と下流表面との間のバルクを有する第２の多孔性媒体とを含み、第１の多孔性媒体の下流表面が第２の多孔性媒体の上流表面と接触する抗微生物フィルターが提供される。典型的には、第２の多孔性媒体は膜を含む。
[0010]本発明の別の実施形態によると、（ａ）上流表面及び下流表面及び上流表面と下流表面との間のバルクを有する第１の微多孔性スルホン膜であって、該バルク中に、銀を含む約０．２μｍ〜約２０μｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む第１の微多孔性スルホン膜と、（ｂ）第１の膜中の粒子の平均直径未満の平均流量細孔（ＭＦＰ）径を有する、上流表面及び下流表面及び上流表面と下流表面との間のバルクを有する第２の微多孔性膜とを含み、第１の膜の下流表面が第２の膜の上流表面と接触する抗微生物フィルターが提供される。
[0011]本発明のさらに別の実施形態によると、（ａ）上流表面及び下流表面及び上流表面と下流表面との間のバルクを有する繊維状多孔性媒体であって、該バルク中に、銀を含む約０．２μｍ〜約２０μｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む繊維状多孔性媒体と、（ｂ）繊維状媒体中の粒子の平均直径未満の平均流量細孔（ＭＦＰ）径を有する、上流表面及び下流表面及び上流表面と下流表面との間のバルクを有する多孔性膜とを含み、繊維状媒体の下流表面が多孔性膜の上流表面と接触する抗微生物フィルターが提供される。好ましい実施形態では、繊維状多孔性媒体は不織繊維状多孔性媒体を含む。
[0012]典型的には、少なくとも１つの膜はスルホン膜を含み、より典型的には、フィルターが少なくとも第１及び第２の膜を含む実施形態では、第１及び第２の膜の各々はスルホン膜を含み、好ましくは、第１及び第２のスルホン膜の各々はポリスルホン膜を含む。さらにより好ましい実施形態では、第１及び第２のスルホン膜の各々はポリエーテルスルホン膜を含む。
[0013]望ましくは、フィルターは一体型（ｉｎｔｅｇｒａｌ）多層フィルターである、すなわち、膜或いは繊維状媒体及び膜は、フィルターが通常の使用条件下で離層又は分離しない単一構造としてふるまうように結合されている。
[0014]本発明の実施形態による多孔性繊維状媒体及び／若しくは多孔性膜を含むフィルターは、例えば、滅菌濾過用途、医薬品産業用流体の濾過、医療用流体の濾過（家庭用及び／若しくは患者用、例えば、静脈注射用途を含む）、電子産業用流体の濾過、食品及び飲料産業用流体の濾過、浄化、抗体及び／若しくはタンパク質含有流体の濾過、並びに／又は細胞培養流体の濾過を含む種々の用途に使用することができる。或いは、又はさらに、本発明の実施形態によるフィルターは、空気及び／若しくはガスを濾過するために使用することができる、並びに／又は通気用途（例えば、空気及び／若しくはガスが通過するのを可能にするが、液体が通過するのは可能にしない）に使用することができる。本発明の実施形態によるフィルターは、例えば、眼科手術用製品などの手術用装置及び製品を含む種々の装置に使用することができる。本発明の実施形態によるフィルターはまた、例えば、病院、公共区域、ホテル及び家庭で任意の給水装置と共に使用するのに適している。易感染性の可能性のある人に分配される水の汚染が、例えば、衰弱させる及び費用のかかる感染症、死亡さえもたらし得るので、これは特に望ましくなり得る。
[0015]本発明の実施形態によると、「抗微生物」は、微生物を死滅させること（「殺微生物（ｍｉｃｒｏｃｉｄａｌ）」）並びに微生物の増殖及び／又は複製を阻害すること（「静微生物（ｍｉｃｒｏｂｉｏｓｔａｔｉｃ）」）を包含する。用語「微生物」には、細菌、ウイルス、真菌及び原虫が含まれる。
[0016]好都合には、繊維状媒体及び／又は膜を含むフィルターを特定の用途に適合させることができ、例えば、繊維状媒体及び／又は膜中の銀の量を調節することができる。例えば、汚染が低レベルである流体を処理する膜には、使用する銀をより少なくすることができる。或いは、又はさらに、銀を膜全体の厚さの全体にわたって分散させる必要がないので、従来の膜と対照的に、使用する銀の総量をより少なくすることができる。本発明によると、銀は単一の膜又は繊維状層中に提供される。
[0017]繊維状多孔性媒体（例えば、織布若しくは不織布などの織物；又は湿式媒体）又は多孔性膜は、任意の適当な材料から作ることができ、好ましくは、繊維状媒体又は膜は高分子媒体を含む。種々のポリマーが適当であり、適当な繊維状多孔性媒体及び多孔性膜は、当業者に既知の方法により調製することができる。
[0018]元素状銀、銀ゼオライト及び銀／亜鉛ゼオライトを含む種々の形態の銀を使用することができる。
[0019]種々の粒径が本発明に使用するのに適している。典型的には、粒子は、約３０マイクロメートル（μｍ）以下の平均直径を有する。好ましい実施形態では、第１の膜層又は繊維状媒体中の銀を含む粒子は、約０．３μｍ〜約２０μｍの範囲、より好ましくは、約０．３μｍ〜約１０μｍの範囲の平均直径を有し、さらにより好ましくは、第１の膜層又は繊維状媒体中の銀を含む粒子は、約０．５μｍ〜約３μｍの範囲の平均直径を有する。
[0020]粒子は、銀のほかにポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含むことができる（例えば、ここでは、銀はＰＶＰと錯体を作る）。いかなる特定の機構にも拘束されることを望むものではないが、いくつかの実施形態では、ＰＶＰが銀と錯体を作り、膜層若しくは繊維状媒体中により良く懸濁する、及び／又はＰＶＰが銀の大きな凝集の形成を防ぐと考えられている。
[0021]種々の銀濃度が本発明に使用するのに適しており、上記のように、膜中の銀の量を用途に適合させることができる。例として、銀粒子（例えば、元素状銀、銀ゼオライト又は銀／亜鉛ゼオライト）を含む膜層がポリスルホン膜（好ましくは、ポリエーテルスルホン膜）を含むいくつかの実施形態では、銀濃度は少なくとも約０．３％ ｍ （銀、例えば、元素状Ａｇ、Ａｇゼオライト又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリスルホン又はポリエーテルスルホンであり、より典型的には、銀濃度は少なくとも約０．８％ ｍ （元素状Ａｇ、Ａｇゼオライト又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリスルホン又はポリエーテルスルホンである。いくつかの実施形態では、銀濃度は約０．５％ ｍ （元素状Ａｇ、Ａｇゼオライト又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリスルホン又はポリエーテルスルホン〜約１％ ｍ（元素状Ａｇ又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリスルホン又はポリエーテルスルホンの範囲にある。同様に、銀粒子（例えば、元素状銀、銀ゼオライト又は銀／亜鉛ゼオライト）を含む繊維状媒体が高分子繊維状媒体（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル；又はポリプロピレンなどのポリオレフィン）を含むいくつかの実施形態では、銀濃度は少なくとも約０．３％ｍ （銀、例えば、元素状Ａｇ、Ａｇゼオライト又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリマー（例えば、ＰＢＴ、ＰＥＴ又はポリプロピレン）であり、より典型的には、銀濃度は少なくとも約０．８％ ｍ （元素状Ａｇ、Ａｇゼオライト又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリマーである。いくつかの実施形態では、銀濃度は約０．５％ ｍ （元素状Ａｇ、Ａｇゼオライト又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリマー〜約１％ ｍ （元素状Ａｇ又はＡｇ／亜鉛ゼオライト）／ｍ ポリマーの範囲にある。
[0022]多孔性媒体（例えば、繊維状媒体又は膜）は、第１の多孔性繊維状媒体／膜の下流表面が第２の多孔性媒体の上流表面と接触するように互いに配置される。第１の多孔性繊維状媒体／膜の下流表面は、好ましくは第２の多孔性媒体の上流表面に結合している。
[0023]好ましくは、膜を含むフィルターの実施形態では、フィルターは、相転換法により調製された、一方が他方の上に注型された少なくとも２つの膜を含む。膜及び繊維状媒体を含むいくつかの実施形態では、膜は繊維状媒体の上に注型され、膜は相転換法により調製される。典型的には、相転換法は、ポリマー溶液を薄膜に注型又は押し出し成形するステップと、以下：（ａ）溶媒及び非溶媒の蒸発、（ｂ）露出面上で吸収する水蒸気などの非溶媒蒸気への暴露、（ｃ）非溶媒液体（例えば、水及び／又は別の非溶媒を含む相浸漬槽）中でのクエンチ、及び（ｄ）ポリマーの溶解度が突然大幅に減少するようにホットフィルムを熱的にクエンチすることの１つ又は複数によりポリマーを沈殿させるステップとを含む。相転換は、湿式法（浸漬沈殿）、蒸気誘導相分離（ＶＩＰＳ）、熱誘導相分離（ＴＩＰＳ）、クエンチング、乾式−湿式注型、及び溶媒蒸発（乾式注型）により誘導することができる。乾式相転換は、浸漬凝固がないことにより湿式又は乾式−湿式手順とは異なる。これらの技術では、最初のうちは均一なポリマー溶液が、異なる外部効果により熱力学的に不安定になり、ポリマー希薄相及びポリマー濃化相への相分離を誘導する。ポリマー濃化相は、膜のマトリックスを形成し、溶媒及び非溶媒の濃度が増加したポリマー希薄相は細孔を形成する。
[0024]好ましくは、第１の溶液を担体上の層に広げ、第２の溶液を第１の溶液上の層に広げ、膜はクエンチ後に後で担体から分離することができる。フィルターが３つ以上の膜を含む、例えば、銀を含む膜が他の膜の間に配置されているいくつかの実施形態では、溶液を所望の順序で互いの上に広げることができる。
[0025]膜は手動で（例えば、手で注型表面上に注ぎ、注型し、又は広げ、クエンチ液を表面上に塗布する）、又は自動で（例えば、移動床上に注ぐ又は注型する）ことができる。適当な担体の例としては、例えば、ポリエチレン加工紙又はポリエステル（ＭＹＬＡＲなど）が挙げられる。
[0026]二重注型（ｄｕａｌ ｃａｓｔｉｎｇ）技術を含む種々の注型技術が当技術分野で知られており、適している。当技術分野で既知の種々の装置を注型に使用することができる。適当な装置には、例えば、薄層展着ナイフ、ドクターブレード又は散布／加圧システムを含む機械的薄層展着器（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｐｒｅａｄｅｒ）が含まれる。薄層展着器の１つの例は、注型配合物（ポリマーを含む溶液）を狭い溝を通して圧力下で導入及び押し出すことができる注型チャンバーを含む、押出ダイ又はスロット塗工機である。例として、ポリマーを含む第１及び第２の溶液は、約１２０μｍ〜約５００μｍの範囲、より典型的には約１８０μｍ〜約４００μｍの範囲のナイフギャップを有するドクターブレードによって別々に注型することができる。ナイフギャップは、第１及び第２の溶液で異なっていてもよい。
[0027]種々のエアギャップが本発明に使用するのに適しており、エアギャップは同一のナイフ／ドクターブレードについて同一であっても異なっていてもよい。典型的には、エアギャップは約３インチ〜約８０インチの範囲にある。
[0028]当技術分野で知られているように、種々の注型速度が適当である。典型的には、注型速度は、例えば、少なくとも約３インチのナイフエアギャップで、少なくとも約２フィート／分（ｆｐｍ）である。
[0029]種々のポリマー及びポリマー溶液が本発明に使用するのに適しており、当技術分野で知られている。適当なポリマー溶液は、例えば、ポリ芳香族（ｐｏｌｙａｒｏｍａｔｉｃ）；スルホン（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルスルホン、ビスフェノールＡポリスルホン、ポリアリールスルホン及びポリフェニルスルホンなどの芳香族ポリスルホンを含むポリスルホン）、ポリアミド、ポリイミド、ポリハロゲン化ビニリデン（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む）、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン及びポリメチルペンテン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル（ポリアルキルアクリロニトリルを含む）、セルロース系ポリマー（酢酸セルロース及び硝酸セルロースなど）、フルオロポリマー、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマーを含むことができる。ポリマー溶液は、ポリマー、例えば、疎水性ポリマー（例えば、スルホンポリマー）及び親水性ポリマー（例えば、ポリビニルピロリドン）の混合物を含むことができる。多孔性繊維状媒体のための好ましいポリマーには、合成高分子材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６１２、ナイロン１１、及びナイロン６共重合体が含まれる。
[0030]典型的なポリマー溶液は、１種又は複数のポリマーのほかに、少なくとも１種の溶媒を含み、少なくとも１種の非溶媒をさらに含んでもよい。適当な溶媒には、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）；テトラメチル尿素；ジオキサン；コハク酸ジエチル；ジメチルスルホキシド；クロロホルム；及びテトラクロロエタン；及びこれらの混合物が含まれる。適当な非溶媒には、例えば、水；種々のポリエチレングリコール（ＰＥＧ；例えば、ＰＥＧ−４００、ＰＥＧ−１０００）；ポリプロピレングリコール、種々のアルコール、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール及びオクタノール；アルカン、例えば、ヘキサン、プロパン、ニトロプロパン、ヘプタン及びオクタン；並びにケトン、エーテル及びエステル、例えば、アセトン、ブチルエーテル、酢酸エチル及び酢酸アミル；並びに種々の塩、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及び塩化リチウム；並びにこれらの混合物が含まれる。
[0031]ポリマーを含む溶液は、必要に応じて、例えば、１種若しくは複数の重合開始剤（例えば、過酸化物、過硫酸アンモニウム、脂肪族アゾ化合物（例えば、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド（Ｖ５０））の任意の１種又は複数種及びこれらの組み合わせ）、並びに／又は微量成分、例えば、界面活性剤及び／若しくは離型剤をさらに含むことができる。
[0032]溶液の適当な成分及び膜を調製する方法は、当技術分野で知られている。ポリマーを含む例示的溶液、並びに例示的溶媒及び非溶媒、並びに膜を調製する方法には、例えば、米国特許第４３４０５７９号；第４６２９５６３号；第４９００４４９号；第４９６４９９０号；第５４４４０９７号；第５８４６４２２号；第５９０６７４２号；第５９２８７７４号；第６０４５８９９号；第６１４６７４７号；及び第７２０８２００号に開示されているものが含まれる。
[0033]本発明によると、膜の層は、粘度、添加剤及び処理を変化させて同一のポリマー及び溶媒から形成することができ、或いは異なるポリマーを異なる層に使用することができる。
[0034]多孔性繊維状媒体及び膜は、任意の適当な細孔構造、例えば、細孔径（例えば、泡立ち点により、若しくは例えば、米国特許第４３４０４７９号に記載されているＫＬにより証明される、又は毛管凝縮フローポロメトリー（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｐｏｒｏｍｅｔｒｙ）により証明される）、平均流量細孔（ＭＦＰ）径（例えば、ポロメーター、例えば、Ｐｏｒｖａｉｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（Ｐｏｒｖａｉｒ ｐｌｃ、Ｎｏｒｆｏｌｋ、ＵＫ）、又は商標ＰＯＲＯＬＵＸ（Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ．ｃｏｍ；Ｂｅｌｇｉｕｍ）で市販されているポロメーターを使用して特性決定した場合）、細孔レーティング（ｐｏｒｅ ｒａｔｉｎｇ）、細孔直径（例えば、米国特許第４９２５５７２号に記載されている修正ＯＳＵ Ｆ２試験を使用して特性決定した場合）、或いは流体を多孔性媒体に通過させる場合に対象となる１種若しくは複数の材料の通過を減少させる又は可能にする除去レーティング（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｉｎｇ）を有することができる。使用する細孔構造は、利用する粒子の大きさ、処理する流体の組成、及び処理流体の所望の流出物濃度による。
[0035]典型的には、少なくとも１つの膜は、約０．１μｍ〜約１μｍの範囲のＭＦＰ径を有する。しかしながら、より大きい及びより小さい細孔構造も本発明の実施形態に包含される。
[0036]典型的には、少なくとも１つの繊維状媒体は、約０．５μｍ〜約１００μｍの範囲、好ましくは約０．５μｍ〜約１０μｍの範囲の平均細孔径を有する。しかしながら、より大きい及びより小さい細孔構造も本発明の実施形態に包含される。
[0037]典型的には、少なくとも１つの繊維状媒体は、約１ｇ／Ｍ２〜約１０００ｇ／Ｍ２の範囲、より典型的には、約１０ｇ／Ｍ２〜約１００ｇ／Ｍ２の範囲の坪量を有する。
[0038]いくつかの実施形態では、少なくとも１つの膜（例えば、銀粒子を含む繊維状媒体又は膜の下流）は、滅菌等級細孔構造、例えば、約０．２μｍ以下のＭＦＰ径を有する。しかしながら、より大きい及びより小さい細孔構造も本発明の実施形態に包含される。例えば、いくつかの他の実施形態では、少なくとも１つの膜（例えば、銀粒子を含む多孔性媒体の下流）は、約０．４５μｍ又は約０．８μｍのＭＦＰ径を有する。
[0039]本発明の実施形態は、少なくとも１つの非対称膜、少なくとも１つの等尺性膜、同一型の細孔構造の２つ以上の膜、又は非対称膜と等尺性膜の両方の組み合わせを含むことができる。
[0040]等尺性膜は、膜のバルクを通して実質的に同一の細孔構造（例えば、平均細孔径）を特徴とする分布を有する細孔構造を有する。例えば、平均細孔径に関して、等尺性膜は、膜を通して実質的に同一の平均細孔径を特徴とする細孔径分布を有する。
[0041]非対称膜は、膜のバルクを通して異なる細孔構造（例えば、平均細孔径）を有する。例えば、平均細孔径は、ある部分又は表面から別の部分又は表面で大きさが減少する（例えば、平均細孔径は、上流部分又は表面から下流部分又は表面までで減少する）。しかしながら、他の型の非対称性、例えば、細孔径が非対称膜の厚さ内のある位置で最小細孔径を経るものも本発明の実施形態に包含される。非対称膜は、任意の適当な細孔径勾配又は比を有することができる。この非対称性は、例えば、膜のある主な表面上の平均細孔径を膜の他の主な表面の平均細孔径と比較することにより測定することができる。
[0042]繊維状媒体及び／又は膜は任意の適当な厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、銀を含む膜の厚さは、銀を含まない１つ又は複数の膜の各々の厚さよりも薄い。例えば、銀を含む第１の膜及び銀を含まない第２の膜を含むいくつかの実施形態では、第１の膜の厚さは、第２の膜の厚さの約５０％以下又は第２の膜の厚さの約４０％以下である。典型的には、銀を含む膜は約１〜約３．５ミルの範囲の厚さを有し、銀を含まない膜は約２．５〜約５．５ミルの範囲の厚さを有する。
[0043]典型的には、繊維状媒体は、約２〜約１５μｍの範囲の厚さを有するが、厚さはこの範囲より薄くても厚くてもよい。
[0044]膜及び繊維状媒体は、任意の所望の臨界濡れ表面張力（ＣＷＳＴ、例えば、米国特許第４９２５５７２号に定義されている）を有することができる。ＣＷＳＴは、当技術分野で知られている、例えば、米国特許第５１５２９０５号、第５４４３７４３号、第５４７２６２１号及び第６０７４８６９号にさらに開示されているように選択することができる。液体が膜及び／又は繊維状媒体を通過する用途には、膜及び繊維状媒体は典型的には親水性であり、７２ダイン／ｃｍ（７２×１０−５Ｎ／ｃｍ）以上、より典型的には約８５ダイン／ｃｍ（約８５×１０−５Ｎ／ｃｍ）以上のＣＷＳＴを有する。しかしながら、液体が膜又は繊維状媒体を通過しないいくつかの他の用途には（例えば、通気用途には）、膜及び／又は繊維状媒体は、疎水性であってよく、７２ダイン／ｃｍ（７２×１０−５Ｎ／ｃｍ）未満のＣＷＳＴを有する。
[0045]膜及び繊維状媒体の表面特性を、湿式若しくは乾式酸化、表面上へのポリマーのコーティング若しくは沈着、又はグラフト反応により修飾することができる（例えば、ＣＷＳＴに影響を及ぼすため、表面電荷、例えば、正若しくは負電荷を含ませるため、及び／又は表面の極性若しくは親水性を変えるため）。修飾には、例えば、放射線照射、極性又は荷電モノマー、荷電ポリマーによる表面のコーティング及び／又は硬化、並びに表面上に官能基を取り付けるための化学修飾の実施が含まれる。グラフト反応は、エネルギー源、例えば、ガスプラズマ、蒸気プラズマ、コロナ放電、熱、バンデグラーフ発生装置、紫外線、電子ビームへ、若しくは種々の他の形の放射線への暴露により、又はプラズマ処理を使用した表面エッチング若しくは沈着により達成することができる。
[0046]代表的な膜は、米国特許第４７０２８４０号及び第４９００４４９号に開示されている。米国特許第４９０６３７４号；第４８８６８３６号；第４９６４９８９号；第５０１９２６０号；第４３４０４７９号；第４８５５１６３号；第４７４４１３２号；第４７０７２６６号；第４２０３８４８号；第４６１８５３３号；第６０３９８７２号；第６７８０３２７号；第６７８３９３７号；及び第７１８９３２２号に開示されているものを含む他の膜も適当であり得る。
[0047]代表的な繊維状媒体（メルトブローン不織媒体を含む）は、米国特許第４８８０５４８号；第４９２５５７２号；第５１５２９０５号及び第６０７４８６９号に開示されている。
[0048]本発明の実施形態によるフィルターは、異なる構造及び／又は機能、例えば、前濾過、担体、排水、間隔及び緩衝の少なくとも１つを有することができる追加の要素、層又は構成成分を含むことができる。例として、フィルターの実施形態はまた、少なくとも１つの追加の要素、例えば、メッシュ及び／又はスクリーンを含むことができる。
[0049]本発明の実施形態によると、フィルターは、平面状、ひだ状及び中空円筒状を含む種々の形状を有することができる。
[0050]例えば、点滴瓶、点滴チップ、及びシリンジフィルター、カプセルフィルター、及びカートリッジを含む、（フィルターの実施形態を含む）種々の装置の実施形態が本発明に包含される。
[0051]本発明によるフィルターの実施形態は、典型的には、フィルター装置を提供するように、少なくとも１個の入口及び少なくとも１個の出口を含み、入口と出口との間に少なくとも１個の流体流路を規定するハウジング中に配置され、フィルターは流体流路を横切る。好ましくは、フィルター装置は滅菌可能である。適当な形状の並びに少なくとも１個の入口及び少なくとも１個の出口を設ける任意のハウジングを使用してもよい。
[0052]以下の実施例は本発明をさらに説明するが、当然、多少なりともその範囲を限定するものと解釈すべきではない。
[0053]以下の実施例で、２つ及び３つの膜を含むフィルターは、銀粒子を含む及び含まない注型溶液を使用して、相転換により調製される。
[0054]実施例３に記載する非対称膜を除いて、各溶液は、約６５％のポリエチレングリコール（Ｅ４００）；約１％のグリセリン；約１１％のポリエーテルスルホン；約１０％のＤＭＦ；約８％のＮＭＰ；約３％のＤＩ水；約０．０１％のリン酸；約０．９％のポリビニルピロリドンを含む。銀粒子を含む溶液は、約０．９％の直径約１〜３μｍの元素状銀粒子を含む。
[0055]実施例３に記載する非対称膜に関して、溶液は、約５９％のポリエチレングリコール（Ｅ４００）；約１％のグリセリン；約１３％のポリエーテルスルホン；約１４％のＤＭＦ；約１０％のＮＭＰ；約３％のＲＯ水；約０．６％のポリビニルピロリドン及び約１％の直径約１〜３μｍの元素状銀粒子を含む。
[0056]二膜フィルターを調製するために、銀を含まない溶液を、銀を含む溶液に落とす。三膜フィルターを調製するために、銀を含まない溶液を最初に落とし、引き続いて、銀を含む溶液を落とし、引き続いて銀を含まない溶液を落とす。
[0057]二膜フィルターの調製において、銀粒子含有溶液（第１の溶液）を、１０ミルのナイフギャップを有する第１ナイフを使用して約２９℃の温度を有するプレートに落とす。銀粒子を含まない溶液（第２の溶液）を、第１ナイフから約０．５インチ〜約１．５インチに位置する２２ミルのナイフギャップを有する第２ナイフを使用して第１の溶液に連続的に落とす。
[0058]三膜フィルターの調製において、銀を含まない溶液（第１の溶液）を、１０ミルのナイフギャップを有する第１ナイフを使用して約２９℃の温度を有するプレートに落とす。銀粒子含有溶液（第２の溶液）を、第１ナイフから約０．５インチ〜約１．５インチに位置する１４ミルのナイフギャップを有する第２ナイフを使用して第１の溶液に連続的に落とす。別の銀を含まない溶液（第３溶液、第１の溶液と同一）を、第２ナイフから約０．５〜約１．５インチに位置する２２ミルのナイフギャップを有する第３ナイフを使用して第２の溶液に連続的に落とす。
[0059]ナイフを１秒当たり約１インチの速度でプレートに沿って押して注型する。いったん膜を注型したら、プレートを、膜が形成するまで５ｆｔ／秒の気流速度を１０分間提供するファンを備える７１％の相対湿度を有する温度を２６．７℃に維持したチャンバーに移す。
[0060]膜の水泡立ち点測定値は、等方性膜が０．２μｍ ＭＦＰ径を有し、非対称膜が０．８ ０．２μｍ ＭＦＰ径を有することを示している。
[0061]膜のエスケリチア・コリ（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）（Ｅ．ｃｏｌｉ）に対する抗微生物活性を試験する。エスケリチア・コリＡＴＣＣ １１２２９を試験生物とし、０．１ｍｌの接種量で使用する。膜試料を滅菌した真空漏斗に入れ、滅菌洗浄溶液で濡らし、適当な量の試験溶液を加え、真空を適用する。試料を増殖培地に蒔き、コロニーを数える。
[0062]ＳＥＭ分析は、下流膜の下流側に銀粒子が存在しないことを示している。
実施例１
[0063]この実施例は、本発明の実施形態による第１の膜中に銀を含む二膜フィルターが細菌増殖を防ぐことを示している。
[0063]この実施例は、本発明の実施形態による第１の膜中に銀を含む二膜フィルターが細菌増殖を防ぐことを示している。
[0064]上流の膜が銀を含み、両方の膜が等方性膜である二膜フィルターを、上記のように調製する。銀を含む膜（及び未処置対照）は、ほとんど又は全く細菌増殖を示さず、処置対照は顕著な細菌増殖を示す。
実施例２
[0065]この実施例は、本発明の実施形態による中間膜中に銀を含む三膜フィルターが細菌増殖を防ぐことを示している。
[0065]この実施例は、本発明の実施形態による中間膜中に銀を含む三膜フィルターが細菌増殖を防ぐことを示している。
[0066]中間膜が銀を含み、３つの膜全てが等方性膜である三膜フィルターを、上記のように調製する。銀を含む膜（及び未処置対照）は、ほとんど又は全く細菌増殖を示さず、処置対照は顕著な細菌増殖を示す。
実施例３
[0067]この実施例は、本発明の実施形態による第１の膜（銀を含む）が非対称膜である二膜フィルターが細菌増殖を防ぐことを示している。
[0067]この実施例は、本発明の実施形態による第１の膜（銀を含む）が非対称膜である二膜フィルターが細菌増殖を防ぐことを示している。
[0068]上流の膜が銀を含み、非対称膜であり、下流の膜が等方性膜である二膜フィルターを、上記のように調製する。銀を含む膜（及び未処置対照）は、ほとんど又は全く細菌増殖を示さず、処置対照は顕著な細菌増殖を示す。
[0069]本明細書に引用されている刊行物、特許出願及び特許を含む全ての参考文献は、これによって、あたかも各々の参考文献が参照により組み込まれるよう個別的且つ具体的に示され、本明細書に全体が示されているのと同程度に参照により組み込まれている。
[0070]本発明を記載する文脈で（特に、以下の特許請求の範囲の文脈で）、用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」並びに同様の指示対象の使用は、本明細書で特に指示のない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を含むと解釈すべきである。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含有する」は、特記しない限り、開放型（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）用語（すなわち、「〜を含むがこれに限定されない」を意味する）として解釈すべきである。本明細書中の値の範囲の列挙は、本明細書で特に指示のない限りその範囲に入る各々の別々の値に個々に言及する簡略な方法として役立つことを単に意図されており、各々の別々の値は、あたかも本明細書中に個々に列挙されているかのように本明細書中に組み込まれている。本明細書に記載する全ての方法は、本明細書で特に指示のない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、任意の適当な順序で行うことができる。本明細書で提供する任意の及び全ての実施例、又は代表的な言い回し（例えば、「など」）の使用は、本発明をより良く説明することを単に意図されており、特に請求しない限り、本発明の範囲を限定しない。本明細書中のいかなる言い回しも、任意の請求されていない要素を本発明の実施に不可欠なものとして示すものと解釈すべきでない。
[0071]本発明を実施するために本発明者らが知っている最良の形態を含む本発明の好ましい実施形態を本明細書に記載する。これらの好ましい実施形態の変形は前記記載を読めば当業者に明らかになり得る。本発明者らは、当業者がこのような変形を適切に使用すると期待し、本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載されているのと別の方法で実施されることを意図している。したがって、本発明は、準拠法により認められているように、ここに添付されている特許請求の範囲中に列挙されている主題の全ての修正及び同等物を含む。さらに、その全ての可能な変形中の上記要素の任意の組み合わせは、本明細書で特に指示のない限り又は文脈上明らかに矛盾しない限り、本発明に包含される。
Claims (15)
- （ａ）上流表面及び下流表面及び前記上流表面と前記下流表面との間のバルクを有し、且つ１〜３．５ミルの範囲の厚さを有する第１の多孔性膜であって、前記バルク中に、銀を含む０．２μｍ〜２０μｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む第１の多孔性膜と、
（ｂ）前記第１の多孔性膜中の前記粒子の平均直径未満の平均流量細孔（ＭＦＰ）径を有する、上流表面及び下流表面及び前記上流表面と前記下流表面との間のバルクを有する第２の多孔性膜とを含み、
前記第１の多孔性膜の前記下流表面が前記第２の多孔性膜の前記上流表面と接触し結合して一体型（ｉｎｔｅｇｒａｌ）多層フィルターを形成している、抗微生物多孔性フィルター。 - （ａ）前記第１の多孔性膜が第１の微多孔性スルホン膜を含み、
（ｂ）前記第２の多孔性膜が第２の微多孔性膜を含む、請求項１に記載の抗微生物フィルター。 - 前記第１の膜が前記第２の膜の厚さの５０％以下の厚さを有する、請求項１又は２に記載の抗微生物フィルター。
- 前記粒子がポリビニルピロリドンをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルター。
- 前記第１の膜の上流に第３の膜をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルター。
- 少なくとも前記第１の微多孔性スルホン膜がポリエーテルスルホン膜を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載のフィルター。
- 前記第２の多孔性膜が微多孔性スルホン膜を含む、請求項１に記載のフィルター。
- 前記ポリエーテルスルホン膜が少なくとも０．３％ ｍ 銀／ｍ ポリエーテルスルホンの銀濃度を含む、請求項６に記載のフィルター。
- 前記粒子が０．５〜３μｍの範囲の平均直径を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルター。
- 少なくとも１つの多孔性膜が非対称膜を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルター。
- 少なくとも１つの多孔性膜が等方性膜を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルター。
- 前記第１及び第２の多孔性膜の各々が等方性膜を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルター。
- 前記第１の多孔性膜が非対称膜を含み、前記第２の多孔性膜が等方性膜を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルター。
- 前記第１の多孔性膜及び／又は前記第２の多孔性膜が０．１〜０．５μｍの範囲の平均細孔径を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフィルター。
- 流体を請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルターに通過させるステップを含む、流体を処理する方法。
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