JP5891225B2 - 中空繊維膜フィルタを試験するための装置および方法 - Google Patents

Description

本開示は、フィルタを試験する装置および方法に関する。具体的には、本発明は、排他的ではないが、血液透析および／または血液（透析）濾過に使用される装置、または血液透析および／または血液（透析）濾過に使用されるフィルタの領域で、体外血液処理用の装置のフィルタ、例えば、透析液体および／または置換液体のオンライン調製用の装置で通常使用される膜フィルタに有用に適用されることができる。

中空繊維膜を含む拡散および／または濾過装置は、体液、例えば血液から望まれない物質を取り除く様々な医療処置で使用される。そのような治療の例には、血液透析、血液透析濾過法、および血液濾過がある。膜フィルタは、細菌を濾過することができる半透膜に液体を通過させることによって、無菌液体の製造にも使用される。フィルタの完全性を確認する様々な方法が説明されている。

公知の方法のうちの１つは、バブルポイント試験（ＢＰＴ）であり、所定の限界より大きなサイズを有する膜気孔の欠如を調査することができる。ＢＰＴは、膜気孔を毛管として考え、気孔の最大半径が圧力測定によって決定される。試験は、簡単に次の段階を含む：気孔が液体で満ちるように、膜が濡らされる；膜の第１の側がガス源に接続され、一方、反対側がガスバブルの容易な検知用の液体に接続される；膜の第１の側が、ガスで徐々に加圧される；第１の側のガス圧力が比較的低いままの間に、適度の量のガスが膜気孔に含まれた液体を介して拡散によって膜の第２の側に向けて移動する；このガス流れの量は、第１の側のガス圧力の増加速度に比例する；ガス圧力があるレベルに達すると、最大の気孔に含まれた液体が気孔自体から出ざるを得ず、相当な量のガスが最大の気孔を横断し、膜の第２の側に接続された液体に達して、液体内でガスバブルを形成する；この状況で、さらなる圧力を加える行為は、圧力の識別可能な増加なしで膜の第２の側へのガスのさらなる移動をもたらす；この状況で達した実質的に安定した圧力（バブルポイント圧力またはＢＰ圧力）は、膜気孔の最大半径の公知の関数であり、このためその決定を可能にする；加圧作用を停止することは、ＢＰ圧力における実質的平衡の状況をもたらす。

米国特許第５，０６４，５２９号明細書では、膜メーカーによって示された気孔の最大直径に対応する所望のＢＰ圧力に膜の有効ＢＰ圧力が相当するかどうかを確認するために、自動ＢＰＴ（ガスバブル形成の瞬間を観察する必要なしに）を説明している；第１の段階では、膜の第１の側が、所定の一定の加圧速度で、ガスで加圧され、第１の段階の終わりに、膜の第１の側で測定された圧力が所定の理論的圧力に相当するべきである；前述の理論的圧力が所望のＢＰ圧力より低いように加圧速度および加圧時間が選択される；所定時間後に測定された圧力が理論的圧力に相当しないなら、欠点が恐らく、膜の破損または欠陥のあるフィルタ装置により示される；第２の段階では、加圧は、圧力が実質的に一定のままであるべき一定の時間停止される；逆に、顕著な圧力降下があるなら、欠点が恐らく液体による気孔の不完全な補充によって示される；第３の段階では、膜の第１の側の加圧は、所定時間、所定の速度で再確立され、その間、理論上、所望のＢＰ圧力が到達される；第３の段階の終わりに、許容の所定範囲内で所望のＢＰ圧力が測定されるなら、気孔の最大直径が所望のものであると考えられる。

米国特許第５，５９４，１６１号明細書では、フィルタエレメントの入口側が濡らされ、予め閉鎖系の一部となるように作られた出口側で圧力が測定される間に、フィルタエレメントの入口側が濡らされ、一定に保たれるガス圧力を受ける１つ以上のフィルタエレメントの完全性を試験する方法について記載している。所定時間後、出口圧力が所定の閾値を越えないなら、フィルタエレメントは無傷であると考えられる。

米国特許第４，６１４，１０９号明細書では、ＢＰ圧力の探索およびＢＰ圧力に達する前のガス拡散の決定の両方に基づいて、フィルタの濡れた膜の浸透性を確認する方法について説明している。この方法では、濾過膜は、最初に液体で含浸される；その後、膜の入口側は、ガスの導入によって徐々に加圧される；膜を介して拡散によって通るガスは、目盛り付き容器に集められる；膜の浸透性は、膜の２つの側で測定された横断膜の圧力および目盛り付き容器を使用して単位時間当たり膜を介して拡散されたガスの量に基づいて計算される。加圧を継続することによって、ある点（視覚的に検知されることができるので視覚的バブルポイントと呼ばれる）では、膜の出口側のガスバブルの生成が急激に増加する：これは、前述のように、バブルポイント圧力に達するとすぐに、膜の気孔を介して拡散（小さい部分）および（広く）ガス導管の形成の影響の両方によって膜を介してのガスの通過が生じることによる。

米国特許第６，２２８，２７１号明細書では、出口室が液体でいっぱいのままである間に、液体がなく、大気圧の空気で満たされたフィルタ入口室のある濾過膜の完全性を試験する方法について記載している。そのとき、圧力降下が横断膜の圧力を生成するために出口室で生成される；圧力降下が、例えば、０．２〜０．９バール（絶対圧）の間の値で安定させられた後に、出口室から完全に液体を排出する前に、膜の穿孔を通過する気流に相当する液体の一定の流れが出口室を出るときに測定され、；膜の完全性は、このように、液体の流れについて測定された値に基づいて測定される。

濾過膜の完全性を測定するための他の公知の方法は、密封圧力下での検査を含み、ここで、横断膜の圧力勾配がフィルタの少なくとも１つのチャンバ内で時間とともに生成、モニタされる。典型的な密封圧力試験は、例えば、ＢＰ圧力より低い所定のガス圧力までもたらされる膜の側を含み、拡散範囲、つまり、第２の膜チャンバ内の圧力が第１の側の圧力に比例して増加する範囲に含まれる；圧力が到達された場合、ガス供給が中断され、第１の側の圧力がモニタされる；単位時間当たりの圧力降下が所定の閾値を越えるなら、膜はいくつかの欠陥を示すことが理解される。

米国特許第４，７０２，８２９号明細書では、血液透析濾過装置のフィルタの完全性を確認するための加圧密封タイプの方法について説明し、ここで、置換液体は、続けて配置された２つの無菌フィルタを介して透析液を通過することによってオンライン式に稼動され、各々は、細菌を保持することができる可湿性半透膜によって分離された２つのチャンバを示す。フィルタシールの検査方法は、透析回路洗浄段階後に、回路が洗浄液で満たされ、可湿性濾過膜が濡れた状態で始まる。フィルタシール検査方法は、血液処理装置の下流の透析回路内に予め配置され、患者の体重減少測定を得るための透析療法で使用される限外濾過ポンプを使用する。フィルタ試験の間に、限外濾過ポンプは、第１のチャンバのブリーザ内に配置されたミクロ多孔性耐水性フィルタを介して、第２のフィルタの第１のチャンバの内側に空気を吸引するために使用される。呼気は、また、２つのフィルタ間に含まれた回路ブランチ内で閉塞のない状態で第１のフィルタの第２のチャンバに入ることができる。呼気用スペースから出る液体は、２つのフィルタの膜を介して限外濾過ポンプによって取り除かれる。フィルタの可湿性膜が濡れているとすれば、膜はそれら自体、空気を実質的に通さない。したがって、一旦、第１のフィルタの第２のチャンバおよび第２のフィルタの第１のチャンバが大気圧の空気で完全に占められれば、チャンバに入った空気が膜を介して抜けることができないので、限外濾過ポンプは、液体で占められたチャンバ、つまり、第１のフィルタの第１のチャンバおよび第２のフィルタの第２のチャンバ内に圧力降下を生成することができる。その後、所定の圧力降下が液体で満たされた透析回路の一部内で到達されるまで、限外濾過ポンプは始動される。その後、圧力降下は、例えば、所定の量の圧力上昇に必要な時間を測定することによって、または決定された時間後に圧力降下を測定することによって、圧力計を使用してモニタされる。圧力降下のモニタリングは、膜によって構成された系の流体シールおよび圧力降下下での回路の部分の評価を可能にする。

米国特許第５，８０８，１８１号明細書では、体外血液処理用の装置の透析回路内に配置された膜フィルタを確認する方法について説明しており、装置内では確認されるフィルタの膜が液体で完全に濡らされ、確認される２つのフィルタチャンバのうちの１つを含む透析回路のブランチは回路の残りから分離され、ガスは分離されたブランチに注入されて過剰圧力を引き起こし、一方、チャンバに含まれた液体は膜を通過することによって除去される；所定の過剰圧力レベルがチャンバ内で到達された後に、ガス供給が中断される；その後、過剰圧力は、例えば、単位時間当たりの圧力降下を無傷の濾過膜の特性である限界値と比較することによって制御される。

欧州特許出願公開第０４０７７３７号明細書では、２段階で透析装置フィルタの膜を試験する方法について説明している：第１の段階では、透析装置の血液チャンバは、血液チャンバから透析装置流体チャンバへの圧力勾配を受ける；第２の段階では、膜は反対の勾配を受ける。試験は、２つの圧力勾配の１つまたは他の影響によってのみ現れるまたは注目される可能性がある漏れの存在の決定を可能にする。

欧州特許出願公開第１８９８９７３号明細書は、血液透析濾過装置の処理流体のフィルタを試験する方法を開示しており、ここで、各フィルタは、液体入りの第２のチャンバからガス入りの第１のチャンバを分離する濡れた半透膜を有する。第１のチャンバは空気を供給するポンプによって加圧され、一方、第２のチャンバは、用いられた透析流体の排出ポンプによって圧力降下状態に置かれる。第１のチャンバを含む第１の閉鎖系が形成され、第２のチャンバを含む第２の閉鎖系が形成される。２つの圧力計が、所定時間、２つの閉鎖系内の圧力をモニタする。

米国特許第５，０６４，５２９号明細書 米国特許第５，５９４，１６１号明細書 米国特許第４，６１４，１０９号明細書 米国特許第６，２２８，２７１号明細書 米国特許第４，７０２，８２９号明細書 米国特許第５，８０８，１８１号明細書 欧州特許出願公開第０４０７７３７号明細書 欧州特許出願公開第１８９８９７３号明細書

本発明の主要な目的は、多孔質膜によって分離された２つの隔室を含むフィルタの試験のための信頼できる高速の方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、方法を作動させるための装置を提供することである。

本発明の方法は、乾燥フィルタの隔室間で圧力勾配を確立すること、より高い圧力を有する隔室内に所定の体積の試験液、例えば水を導入し、試験液が多孔質膜を濡らすことを可能とすること、その後、隔室間の圧力勾配をモニタするまたは膜を通るガスの流れを測定することを含む。

本発明の試験装置は、フィルタの隔室間で圧力勾配を確立するための手段と、所定の量の試験液、例えば水をフィルタ内に導入するための手段と、フィルタ内の圧力をモニタするための手段とを含む。

本発明のさらなる特性および利点が、少なくとも本発明の好ましい実施形態に従う詳細な説明からより良好に現れ、添付図面での限定しない実施例の形態で純粋に説明される。

本発明の試験装置の例示的な実施形態の断面図である。

本発明は、多孔質膜によって分離された２つの隔室を含むフィルタを試験する方法であって、
ｉ）乾燥多孔質膜を有するフィルタを提供すること；
ｉｉ）隔室間で圧力勾配を確立すること；
ｉｉｉ）より高い圧力を有する隔室内に、多孔質膜のガス透過率を実質的に低減するのに十分であるが多孔質膜の全孔体積以下である、ある体積の試験液を導入し、試験液が多孔質膜を濡らすことを可能にすること；
ｉｖ）隔室間の圧力勾配をモニタするまたは膜を通るガスの流れを測定すること；を含む方法を提供する。

本発明の方法は、多孔質膜によって分離された２つの隔室を含むフィルタの完全性を試験するのに適切である。そのようなフィルタの例は、体外血液処理、例えば、透析装置で使用される膜フィルタ；医療流体、例えば、透析流体や置換流体などのピロゲンを含まない流体および無菌流体の調製で使用されるフィルタ；ウィルスフィルタ；血液酸素付加装置；および逆浸透フィルタである。

フィルタの２つの隔室の各々は、それぞれ少なくとも１つの流体入口または出口を一般的に有する。１つの実施形態では、２つの隔室の各々は、１つの流体入口および１つの流体出口を有する。他の実施形態では、隔室のうちの１つのみが流体入口および流体出口の両方を有し、一方、他の隔室は流体入口のみを有する。さらに他の実施形態では、隔室のうちの１つのみが流体入口および流体出口の両方を有し、一方、他の隔室は流体出口のみを有する。さらに他の実施形態では、隔室のうちの１つのみが流体入口のみを有し、一方、他の隔室は流体出口のみを有する。

フィルタの乾燥多孔質膜は、異なる形態をとっていてもよい。１つの実施形態では、膜は、フラットシート膜またはフラットシート膜の積層である。他の実施形態では、多孔質膜は中空繊維膜または中空繊維膜の束である。

多孔質膜は、親水性または疎水性であってもよく、炭素、ガラス、セラミックス、または金属などの無機材料、または合成高分子などの有機材料で構成される。適切な合成高分子の例としては、ポリサルフォン類、ポリエーテルサルフォン類、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、およびポリプロピレンなどの疎水性ポリマー、およびポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、またはＥＶＡなどの親水性ポリマーが挙げられる。

試験液は、膜面を濡らすことができ、膜の気孔を満たすことができる液体である。適切な試験液は膜の特性に応じて選択される。親水性膜について、水、メタノール、エタノール、またはそれらの混合物は試験液として使用されることができる。本発明の１つの実施形態では、水が試験液として使用される。疎水性膜については、イソプロピルアルコールは適切な試験液である。疎水性膜用の他の適切な試験液は液化炭化水素またはシリコーン油を含む。

本発明の方法の開始時点では、フィルタ内の多孔質膜は乾燥している。圧力勾配は隔室間で確立されており、所定の体積の試験液が、より高い圧力を有するフィルタの隔室内に導入され、その結果、試験液は膜内に押し込まれる。試験液でフィルタを浸す代わりに、限定された体積の試験液のみがフィルタ内に導入されることが本発明の方法の特性であり、体積は、膜面を濡らし、多孔質膜のガス透過率を実質的に低減させるのに十分であるが、多孔質膜の全孔体積以下である。

膜の全孔体積は、固形物で占められていない膜体積の部分である。それは、膜材料の密度によって割られた膜質量を膜（壁）の体積から減算することによって計算されることができる：
Ｖ_Ｐ＝Ｖ_Ｍ−（ｍ_Ｍ／ρ_Ｓ）、
Ｖ_Ｐは膜の全孔体積であり、Ｖ_Ｍは膜（壁）の体積であり、ｍ_Ｍは膜の質量であり、ρ_Ｓは膜（壁）の固体分を形成する材料の密度である。膜（壁）体積で割られた全孔体積は、膜の気孔率Ｐ：Ｐ＝Ｖ_Ｐ／Ｖ_Ｍである。

中空繊維膜の束を含むフィルタを使用する方法の１つの実施形態では、フィルタ内に導入されるある体積の試験液は、Ｐ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ_ｉ・２０μｍ＋４００μｍ^２）からＰ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ_ｉ・ｗ＋ｗ^２）の範囲であり、ｎはフィルタ内の繊維の数であり、Ｌは繊維長であり、Ｐは繊維膜の気孔率であり、ｄ_ｉは各繊維の内径であり、ｗは各繊維の壁厚である。

本発明の１つの実施形態では、ｎは１，０００〜２０，０００の範囲にある。本発明の１つの実施形態では、Ｌは１００〜３５０ｍｍの範囲にある。本発明の１つの実施形態では、Ｐは０．７５〜０．８５の範囲、つまり７５〜８５％の範囲にある。本発明の１つの実施形態では、ｄ_ｉは１５０〜３５０μｍの範囲にある。本発明の１つの実施形態では、ｗは２０〜５０μｍの範囲にある。

通常、試験液の体積は５〜７０ｍｌの範囲にある。

本発明の１つの実施形態では、フィルタは、長さＬが１２２ｍｍ、内径ｄ_ｉが３２０μｍ、壁厚ｗが５０μｍ、および気孔率Ｐが０．７８の１，２２４個の繊維を含む。方法の１つの実施形態では、フィルタは試験液として５ｍｌの水を使用して試験される。

本発明の他の実施形態では、フィルタは、長さＬが２５０ｍｍ、内径ｄ_ｉが１９０μｍ、壁厚ｗが４０μｍ、気孔率Ｐが０．８２の１６，８００個の繊維を含む。方法の１つの実施形態では、フィルタは試験液として６０ｍｌの水を使用して試験される。

本発明のさらに他の実施形態では、フィルタは、長さＬが２３６ｍｍ、内径ｄ_ｉが１９０μｍ、壁厚ｗが３５μｍ、気孔率Ｐが０．８０の９，６１２個の繊維を含む。方法の１つの実施形態では、フィルタは試験液として３０ｍｌの水を使用して試験される。

方法の１つの実施形態において、真空ラインまたは真空ポンプにフィルタの１つの隔室を接続し、その後または同時に、所定の体積の試験液を含む試験液容器に他の隔室を接続することによって、フィルタ内の圧力を低下させてステップｉｉ）およびｉｉｉ）を実施し、その結果、試験液はフィルタ内に吸収される。方法の他の実施形態では、フィルタ全体は抜かれ、フィルタの入口／出口はすべて閉鎖され、入口のうちの１つは、所定の体積の試験液を含む試験液容器にその後接続される。方法のさらに他の実施形態では、フィルタの１つの隔室は、所定の体積の試験液を含む加圧試験液容器に接続され、その結果、圧力は試験液をフィルタ内に押し込む。

隔室間の圧力勾配は、膜の気孔内に試験液を運び、気孔を少なくとも部分的に満たす。その結果、膜が無傷なら、膜のガス透過率は実質的に低減され、膜はガスを大部分通さなくなる。方法はフィルタ内への試験液の非常に高速の移動であり、膜の濡れは、数秒内で完全となる。

圧力勾配の大きさは方法にとって重要ではない。それは、フィルタの隔室間で圧力勾配をモニタする、または膜を通るガスの流れを測定するために使用される装置の測定範囲内とするに十分大きくなるように選択される。他方、それは、膜またはフィルタの機械的安定性を危険にさらさないほど十分小さくなるように選択される。

隔室間の圧力勾配は、その後モニタされることができ、または、膜を介したガスの流れは、例えば、市販の漏れ検出器で本技術分野で公知の方法を使用して測定されて、濾過膜の完全性を確認することができる。無傷の膜を有するフィルタと比較して、欠陥のある膜を有するフィルタは、フィルタの隔室間の経時的な圧力勾配のより速い減少または漏れ速度の増大を示す。

方法の１つの実施形態では、膜が濡らされた後、つまり、ステップｉｉｉ）後に、フィルタの隔室間にさらなる圧力勾配が確立される。例えば、膜が濡らされた後に圧力勾配を増大させると、方法のステップｉｖ）で行なわれる測定の感度または正確さが向上する可能性がある。例えば、フィルタへの測定器の接続を容易にするために、測定前に隔室間の圧力勾配を逆にすることも望ましい可能性がある。

方法の１つの実施形態では、膜が濡らされた後に、過剰圧力がフィルタの１つの隔室に加えられ、経時的な他の隔室における圧力の増加がモニタされる。別の方法として、膜を介したガスの流れが測定されてもよい。方法の他の実施形態では、膜が濡らされた後に、過剰圧力が、それぞれの隔室の入口を介してフィルタの１つの隔室に加えられ、入口は閉じられ、経時的な隔室の圧力の減少がモニタされる。

本発明の方法は、このように、欠陥のあるフィルタの高速で信頼できる識別を可能にさせる。それは、有利には、フィルタ製造工程の状況で品質管理に使用されることができる。本発明の方法が本技術分野で公知の方法より少ない時間を必要とするので、製造工程の処理能力が実質的に増大されることができる。

方法の１つの実施形態では、試験の間のフィルタの方向性は、膜が水平位にあるような状態である。方法の他の実施形態では、試験の間のフィルタの方向性は、膜が垂直位にあるような状態である。中空繊維膜の束を含むフィルタに関して、その方向性にかかわらずフィルタが試験されることができるが、中空繊維膜の束が試験の間に垂直位にあることが好ましい。

所定の量の試験液は、フィルタの一方の隔室内に導入されてもよい。もちろん、選択によってフィルタ内の圧力条件は設定されなければならず、その結果、試験液は、常に、より高い圧力を有する隔室内に導入される。均質構造、例えば、スポンジ構造を有する膜を含むフィルタについて、隔室の選択は、試験に実質的な影響を及ぼすとは予想されない。フィルタが非対称膜を含むなら、膜の選択側、つまり最も小さな気孔を有する膜面に隣接する隔室内に所定の量の試験液を導入することが一般的に好ましい。例えば、繊維の内側に最も小さな気孔を有する非対称中空繊維膜の束を含むフィルタについては、中空繊維膜の内腔を包含する隔室内に所定の量の試験液が導入されることが好ましい。

本出願は、また、多孔質膜によって分離された２つの隔室を含むフィルタを試験するための装置を提供する。装置は、以下を含む：
ｉ）隔室間で圧力勾配を確立するための手段；
ｉｉ）フィルタ内に所定の量の試験液を導入するための手段；
ｉｉｉ）フィルタ内の圧力をモニタするまたは膜を通るガスの流れを測定するための手段。

隔室間で圧力勾配を確立するための手段は、フィルタの少なくとも１つの入口または出口に接続可能な真空ポンプまたは真空ライン、またはフィルタの少なくとも１つの入口または出口に接続可能なコンプレッサまたは圧力ラインまたはガスボンベ、またはそれらの組み合わせであってもよい。

フィルタ内に所定の量の試験液を導入するための手段は、所定の量の試験液を分注することができるいずれかの種類の分注装置であってもよい。例としては、注射器、インジェクションポンプ、および定量ポンプ、例えばピストン駆動定量ポンプが挙げられる。

装置の１つの実施形態では、フィルタ内に所定の量の試験液を導入するための手段は、試験液容器（３）への中断可能な流体接続（２）を有する用量隔室（１）と、フィルタの２つの隔室のうちの１つへの中断可能な流体接続（４）と、バルブを含む通気管（５）とを含む。

図１に示された装置の特有の実施形態では、フィルタ内に所定の量の試験液を導入するための手段は、用量隔室（１）と、用量隔室（１）と試験液容器（３）との間の移動可能な蓋（２）と、フィルタへの接続を形成するチューブ（４）と、用量隔室（１）を放出するための通気管（５）と、試験液容器（３）を放出するための通気管（６）と、試験液容器（３）に試験液を供給するための入口（７）と、を含む。チューブ（４）および通気管（５、６）内のバルブは、接続を開放または閉鎖することを可能にする。操作中に、通気管（６）のバルブが開放されている間に、容器（３）は入口（７）を通る試験液で満たされる。チューブ（４）および通気管（５）のバルブが閉鎖され、試験液が用量隔室（１）を満たす間に、蓋（２）は上方に移動される。蓋（２）は、その最初の位置に低下され、用量隔室（１）を密閉する。チューブ（４）および通気管（５）のバルブが開放され、用量隔室（１）内の試験液はチューブ（４）を通るフィルタ内に移動される。用量隔室（１）は、異なる体積の試験液を保持する用量隔室で交換可能であり、その結果、膜表面積の異なるサイズを有するフィルタは、装置で試験されてもよい。

フィルタ内の圧力をモニタする、または膜を通るガスの流れを測定するための手段は、試験されなければならない装置には十分に正確ないずれかの種類の圧力センサおよび流量計であってもよい。そのような機器の例は、ガスの絶対圧、差圧、または質量流量を検知するのに適切な漏れ試験パネルである。そのような装置は、例えば、ＪＷ Ｆｒｏｅｈｌｉｃｈ ＧｍｂＨ（Ｌｅｉｎｆｅｌｄｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）またはＺｅｌｔｗａｎｇｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ＧｍｂＨ（Ｄｕｓｓｌｉｎｇｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）から市販されている。適切な例は、ＪＷ ＦｒｏｅｈｌｉｃｈによるＭＰＳシリーズの装置、またはＺｅｌｔｗａｎｇｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ＧｍｂＨによるＤＰＳ−ＮＧシリーズの装置である。

本発明の範囲から逸脱することなく、指定された組み合わせだけでなく他の組み合わせまたはそれら自体で前述の特徴および以下に説明されるものが使用されることができることが理解される。

本発明は、以下の実施例においてより詳細に説明される。実施例が本発明の範囲を限定することを意図されず、単に、本発明の好ましい実施形態の実例であることが理解される。

（実施例１）
ポリエーテルスルホンおよびポリビニルピロリドンから作られ、血液および透析液隔室の両方に入口および出口を有する透析装置内に設けられた乾燥中空繊維膜の完全性が試験された。

透析装置の膜は、１９０μｍの内径および３５μｍの壁厚をそれぞれ有する９，６１２個の中空繊維からなった。繊維長は２６０ｍｍであり、透析装置は、血液接触側に１．３５ｍ^２の有効表面積をもたらした。膜の気孔率は８０％であった。

水が試験液として使用され、水の体積は３０ｍｌであった。

透析装置は、血液隔室の入口が下方を向く状態で垂直位に設けられた。血液隔室の入口は、図１に示された計量装置に接続された。透析装置の反対側の血液隔室の出口は閉鎖された。透析液隔室の入口は、真空源に接続されており、透析装置は、バルブによって真空源から分離された。透析液隔室の出口は閉鎖された。

計量装置の用量隔室（１）は、３０ｍｌの全体積を提供するように設計されている。通気管（６）のバルブが開放されている間に、容器（３）は入口（７）を通る水で満たされた。４ｍｍの直径および２７４ｍｍの長さを有するチューブ（４）および通気管（５）のバルブが閉鎖され、水が用量隔室（１）を満たす間に、蓋（２）は上方に移動された。蓋（２）は、用量隔室（１）を密閉するその最初の位置に低下された。

計量装置内へ適量の水が入れられるのと同時に、真空ポンプと透析装置との間のバルブを開放することによって透析装置に真空引きされた。透析装置筐体内部の絶対圧が１００ミリバールに達するとすぐに、真空源は、真空ポンプと透析装置との間のバルブを閉鎖することによって透析装置から分離された。

透析装置を排出した後に、計量装置でのチューブ（４）および通気管（５）のバルブが開放され、用量隔室（１）内部の水は、通気管（５）を介して用量隔室（１）に入る気流によってチューブ（４）を介してフィルタ内に移動された。数秒内で、水は、血液隔室内部で均一に分布され、すべての中空繊維膜の内面を濡らし、したがって多孔構造のガス透過率を低減した。

第２のステップで、漏れ試験パネル（タイプ：ＭＰＳ２００、ＪＷ Ｆｒｏｅｈｌｉｃｈ ＧｍｂＨ）は、透析装置の血液隔室の出口に接続された。血液隔室の入口は閉鎖されたまま、透析液隔室の両方のポートは大気圧になるまで開放された。

１．６バールの圧力が、２．５秒間透析装置の血液隔室に加えられ、血液隔室のポートが閉鎖された。１秒の均一化段階後に、系が１．５秒間放出される前に、血液隔室内部の圧力減少がもう１秒間測定された。１秒の測定段階内の絶対圧の減少が、膜の完全性の指標である。充填および放出を含めて、この試験に必要な全時間は６秒であった。

３５個の乾燥透析装置が上記のように処理され、２５個の装置が無傷の膜を有し、１０個の装置が欠陥のある膜を有していた。血液接触側での２０．１ミリバールの平均の圧力減少は、無傷の膜を有する２５個の透析装置の場合には１秒の測定段階内で観察された。これらの透析装置で測定された２５個の値の標準偏差は、０．７ミリバールと決定され、最低値は１８．７ミリバールであり、最高値は２１．４ミリバールであった。

これと対照的に、欠陥のある膜を有する１０個の透析装置は、３０．０ミリバールから６２．４ミリバールまでの範囲で圧力降下の著しい増大を示した。

（実施例２）
中空繊維膜の気孔を濡らすために使用される水の量が、膜のガス透過率を実質的に低減するのに十分であることが重要である。膜を確実に濡らすのに必要な水の最小量は、式Ｐ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ_ｉ・２０μｍ＋４００μｍ^２）を使用して計算されることができ、ｎはフィルタ内の繊維の数、Ｌは繊維長、Ｐは繊維膜の気孔率、ｄ_ｉは各繊維の内径、ｗは各繊維の壁厚である。実施例１の透析装置については、最小量は２６．４ｍｌと計算される。

実施例１で使用され、無傷の膜を有するタイプの８個の透析装置が、各々、３０ｍｌの水で濡らされた。漏れ試験パネル（タイプ：ＭＰＳ２００、ＪＷ Ｆｒｏｅｈｌｉｃｈ ＧｍｂＨ）は、透析装置の血液隔室の出口に接続された。血液隔室の入口は閉鎖されたまま、透析液隔室の両方のポートは大気圧になるまで開放された。

１．６バールの圧力が、２．５秒間、透析装置の血液隔室に加えられ、血液隔室のポートが閉鎖された。１秒の均一化段階後に、血液隔室の内部の圧力減少が１０秒間測定された。最後に、系は１．５秒間放出された。８個のフィルタは、１９５ミリバールの測定段階の間に平均の圧力減少を示し、最小値は１８７ミリバールであり、最大値は２０２ミリバールであった。

８個の透析装置はすべて、１時間血液隔室を通る４ｍ^３ｈ^−１の気流を当てることによってその後乾燥された。フィルタの乾燥後に、３０ｍｌの代わりに２７ｍｌの水を使用して実験が繰り返された。漏れ試験では、８個のフィルタは、このとき、２３０ミリバールの測定段階の間に平均の圧力減少を示し、最小値は２２３ミリバールであり、最大値は２３９ミリバールであった。膜を濡らすために使用される水の量が低減することは、膜のガス透過率の増大をもたらした。

８個の透析装置はすべて、１時間血液隔室を通る４ｍ^３ｈ^−１の気流を当てることによってその後乾燥された。フィルタの乾燥後に、３０ｍｌの代わりに２５ｍｌの水を使用して実験が繰り返された。８個の透析装置のうちの３個については、空気が著しい抵抗なしで膜を介してさらに浸透することができたので、血液隔室内部で１．６バールの圧力を確立することができなかった。したがって、２５ｍｌの水は、この特定の膜のガス透過率を確実に低減するのには十分でなかった。

Claims (9)

1. 中空繊維膜の束である多孔質膜によって分離された２つの隔室を含むフィルタを試験する方法であって、
   ｉ）中空繊維膜の束である乾燥多孔質膜を有するフィルタを提供すること、
   ｉｉ）隔室間で圧力勾配を確立すること、
   ｉｉｉ）より高い圧力を有する隔室に、多孔質膜のガス透過率を実質的に低減するのに十分であるが多孔質膜の全孔体積以下である、ある体積の試験液を導入し、試験液が多孔質膜を濡らすことを可能にすること、
   ｉｖ）隔室間の圧力勾配をモニタするまたは膜を通るガスの流れを測定すること、を含み、
   前記試験液の体積は、Ｐ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ _ｉ ・２０μｍ＋４００μｍ ^２ ）からＰ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ _ｉ ・ｗ＋ｗ ^２ ）の範囲であり、ｎはフィルタ内の繊維の数であり、Ｌは繊維長であり、Ｐは繊維の気孔率であり、ｄ _ｉ は各繊維の内径であり、ｗは各繊維の壁厚で２０μｍよりも大きい、方法。
2. 試験液が水、メタノール、エタノール、またはそれらの混合物である、請求項１に記載の方法。
3. 試験液が水である、請求項２に記載の方法。
4. 試験液がイソプロピルアルコールである、請求項１に記載の方法。
5. 試験液が液化炭化水素またはシリコーン油である、請求項１に記載の方法。
6. 中空繊維膜の束である多孔質膜によって分離された２つの隔室を含むフィルタを試験する装置であって、
   ｉ）隔室間で圧力勾配を確立するための手段と、
   ｉｉ）フィルタ内に、多孔質膜のガス透過率を実質的に低減するのに十分であるが多孔質膜の全孔体積以下である、所定の体積の試験液を導入するための手段と、
   ｉｉｉ）フィルタ内の圧力をモニタするための手段と、を含み、
   前記試験液の体積は、Ｐ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ _ｉ ・２０μｍ＋４００μｍ ^２ ）からＰ・ｎ・Ｌ・π・（ｄ _ｉ ・ｗ＋ｗ ^２ ）の範囲であり、ｎはフィルタ内の繊維の数であり、Ｌは繊維長であり、Ｐは繊維の気孔率であり、ｄ _ｉ は各繊維の内径であり、ｗは各繊維の壁厚で２０μｍよりも大きい、装置。
7. フィルタ内に所定の体積の試験液を導入するための手段が、試験液容器（３）への中断可能な流体接続（２）と、フィルタの２つの隔室のうちの１つへの中断可能な流体接続（４）と、バルブを含む通気管（５）と、を有する用量隔室（１）を含む、請求項６に記載の装置。
8. 用量隔室（１）が、異なる体積の試験液を収容する他の用量隔室で交換可能である、請求項７に記載の装置。
9. フィルタ内に所定の量の試験液を導入するための手段が、用量隔室（１）と試験液容器（３）との間に移動可能な蓋（２）を含む、請求項７または８に記載の装置。

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