KR910009815B1 - 혈액 전해질 감지기에 사용되는 가교 폴리에테르우레탄 멤브레인 - Google Patents

혈액 전해질 감지기에 사용되는 가교 폴리에테르우레탄 멤브레인 Download PDF

Info

Publication number
KR910009815B1
KR910009815B1 KR1019880005388A KR880005388A KR910009815B1 KR 910009815 B1 KR910009815 B1 KR 910009815B1 KR 1019880005388 A KR1019880005388 A KR 1019880005388A KR 880005388 A KR880005388 A KR 880005388A KR 910009815 B1 KR910009815 B1 KR 910009815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
diisocyanate
water
group
blood
Prior art date
Application number
KR1019880005388A
Other languages
English (en)
Other versions
KR890002338A (ko
Inventor
카라켈레 무틀루
제이.제드라할라 리차드
Original Assignee
벡톤, 딕킨슨 앤드 컴퍼니
알.쥐.버틀러
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 벡톤, 딕킨슨 앤드 컴퍼니, 알.쥐.버틀러 filed Critical 벡톤, 딕킨슨 앤드 컴퍼니
Publication of KR890002338A publication Critical patent/KR890002338A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR910009815B1 publication Critical patent/KR910009815B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/40—Semi-permeable membranes or partitions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/54—Polyureas; Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6677—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

혈액 전해질 감지기에 사용되는 가교 폴리에테르우레탄 멤브레인
제1도는 폴리에테르우레탄의 경질 단편 함량과 그것의 물 흡수 용량과의 관계를 도시한 것이다.
본 발명은 혈액 전해질을 측정하는 방법, 특히 가교된 폴리에테르우레탄으로 제조된 침투가능한 멤브레인 및 멤브레인을 포함하는 혈액 전해질 감지 장치에 관한 것이다.
엘라스토머등에 사용될 열가소성 폴리우레탄은 오래전부터 공지되어 있다. 둘 또는 그 이상의 이소시아네이트 그룹, 고분자량 폴리에테르글리콜 및 쇄 확장제로서 저분자량 디올 및 디아민을 가지는 유기 화합물로부터 생성된 생성물을 통상적으로 폴리에테르우레탄이라고 칭하고 PEU로 약하여, 폴리에테르 골격을 가지는 폴리우레탄 기재에 사용될 것이다.
PEU는 통상적으로 경질 단편 및 연질 단편의 미세영역(microdomain)으로 나뉘는데, 결과로서 단편화된 PEU라 칭한다. 경질 단편은 이소시아네이트 및 확장제 성분을 포함하는 중합체 분자의 부분을 지역으로 나누어 형성되는데 높은 결정성을 가진다. 연질 단편은 중합체 쇄의 폴리에테르 글리콜 부분으로부터 형성되고 비결정성 또는 낮은 결정성을 가진다.
특히 목적에 유용하도록 하는 기계적 강도 및 물 흡수성같은 성질을 가진 PEU제제가 개발되어 왔다.
이러한 성질들은 제제 성분의 비율 또는 선택에 의해 크게 영향을 받음도 공지되어 있다. 예를들면 Szycher의 U.S. 특허 제4,131,604호에는 심장 보조 장치로 유용하게 하는, 연속적으로 굴곡할 수 있는 낭(bladder)으로 성형된 PEU가 기재된다. 소기 성질을 얻기 위하여, 조성물의 폴리에테르글리콜 성분이 폴리테트라메틸렌 글리콜로 제한된다. Alberino와 그의 동료의 미합중국 특허 제4,321,333호에서는 디이소시아네이트를 혼합물을 사용하여, 개량된 그린 강도(green strength)를 가지는 제제를 얻었다. Quiring과 그의 동료의 미합중국 특허 제4,371,684호에는 개선된 사출성의 열가소성 폴리우레탄이 이제까지 통상적인 부탄디올 대신에 두 개의 저분자량 디올 쇄 확장제를 사용하여 얻어진다고 기재되었다.
Lyman과 그의 동료의 Journal of Biomedical Meterials Research 1 17(1967)에는 용액을 유리 판에 캐스팅함에 의해 비가교 PEU로부터 제조된 투석 멤브레인이 기재된다.
혈액 성분을 측정하는 감지 장치는 공지되어있다. 모든 그러한 장치는 분석할 혈액성분까지 침투가능한 멤브레인을 사용한다. Papadakis의 U.S. 특허 제4,534,356호 및 제4,536,274호에는 전기화학적 감지기가 기재되었는데, 여기에서 혈액 가스 분석용 멤브레인은 하이드로겔 또는 친수성 중합체 또는 공중합체로 정의되고, 혈액 pH 측정용 멤브레인은 불소함유 단량체의 공중합체이다.
혈액 샘플, 전기화학적 감지기 및 혈액 가스 분석기를 포함하는, 혈액 이산화탄소 및 산소 분석용 휴대 장치가 Kronenberg와 그의 동료의 U.S. 특허 제4,615,340호에 기재된다. 감지기는 폴리카보네이트 또는 셀룰로우스로된 가스 침투성, 이온 침투성 멤브레인을 포함한다.
혈액 가스는 염료 및 염료로부터의 형광에 직접 투사광으로 가스가 선택적으로 침투가능한 멤브레인 및 광학 섬유를 사용하는 형광에 기초한 감지기에 의해, L
Figure kpo00001
bers와 그의 동료의 U.S. 특허 참고 제31,879에서 측정된다.
이온이 침투가능한 셀룰로오스 멤브레인을 사용하는 생리학 연구용 섬유 광학 pH 탐침이 Peterson과 그의 동료의 U.S. 특허 제4,200,110호에 기재된다.
Baxter의 U.S. 특허 제4,505,799호에 질화 실리콘 또는 산화 알루미늄일 수 있는 멤브레인을 포함하는 수소 이온 측정용 이온 감지 장치효과 트랜지스터(ISFET)가 기재된다.
Potter의 U.S. 특허 제4,534,355호에 장치에 피복된 선형 PEU 멤브레인을 가지는 혈액 이산화탄소 및 산소를 감지하는 전기화학 장치가 기재된다. Potter 멤브레인은 50% 까지의 물을 흡수한다. 반면에, Korlatski의 U.S. 특허 제4,123,589호에 식품 용기에 사용되도록 물을 불투과하는 PEU 멤브레인이 기재된다.
친수성 PEU 멤브레인을 통과하는 이온 침투는 멤브레인내의 흡수된 물 및 액체 사이에서 액체내의 이온을 분리함에 의해 일어난다. 그러므로 이온 용질이 멤브레인을 통과하는 속도는 멤브레인의 물 함량에 따라서 달라지는데, 즉 멤브레인의 물 흡수성이 클수록 막 통과가 빠르고 분석 시간이 짧아질 수 있다. 본 발명은 극히 높은 물 보유력, 부가하여, 혈액 전해질 감지 장치에서 사용하는데 필요한 기계적 강도를 가지는 멤브레인에 관한 것이다.
본 발명의 한 특징은 가교된 PEU로 제조된 반투성 분리용 멤브레인이다. 조성물은 디이소시아네이트, 폴리에테르글리콜, 저분자량 쇄 확장제 및 저분자량 3기능기의 가교제로 구성된다. 바람직한 PEU는 20-50% 경질 단편 함량을 가지며, 디페닐메탄-4,4′-디이소시아네이트(MDI), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO) 또는 최소한 50% PEO를 포함하는 폴리에테르글리콜 혼합물, 10까지의 탄소원자를 갖고 있는 사슬 확작용 디올, 부가적인 쇄 확장제로서의 물 및 10까지의 탄소원자를 갖고 있는 가교 트리올로부터 제조된다. 멤브레인을 만드는데 가장 바람직한 경우는, 폴리에테르글리콜 및 가교제가 각각 분자량이 1450인 PEO와 트리메틸올프로판(TMP)이고, 물과 1,4-부탄 디올(BDO)이 쇄 확장제이고 경질 단편 함량이 이들 전체 중량의 30-40%인 경우이다.
본 발명의 멤브레인은 물내에서 건조 중량의 5-120%를 흡수하고, 물로 포화되었을 때, 1×10-6㎠/sec까지의 수소 이온 확산 상수를 보인다.
본 발명의 다른 특징은 본 발명의 멤브레인을 포함하는 혈액 전해질 감지기이다. 바람직한 감지기는 혈액 pH 감지기이다.
여러 가지 표면에 달라붙는 성질 때문에, 본 발명의 멤브레인은 혈액 감지기의 성분에 캐스트되는 용액일 수 있고 여기에서 혈액은 접촉하는 성분으로부터 제외된다. 높은 물 함량으로 인하여 우수한 막투과 확산특징을 보이는 것 이외에도 멤브레인의 기계적 강도가 훌륭하기 때문에 멤브레인이 빈공간을 덮는 혈액 분석용 장치에 사용하기가 특히 좋다. 멤브레인은 부가제, 특히 중합 촉매를 포함하지 않아서 우수한 혈액 컴패티빌러티(compatibility)를 가진다.
본 발명은 여러 다른 형태의 구체예에 의해 만족되지만, 본 발명은 바람직한 구체예로 상세히 기재되고, 그것은 본 발명 원리를 설명하는 것이지 상술되고 기재된 구체예에 의해 본 발명이 제한되는 것이 아니다.
본 발명의 특징은 부록한 특허청구의 범위 및 그것에 상당하는 것에 의해 측정될 것이다.
본 발명은 50% 또는 그 이상의 중량의 물을 흡수하는 화학적으로 가교된 PEU 제제로부터 멤브레인을 제공한다. 본 발명이 혈액 전해질 감지장치, 바람직하게 멤브레인을 포함하는 pH 감지기를 포함하지만 이로만 국한되는 것은 아니다.
공지의 혈액 전해질 감지기는 전기화학적 형태, 광학 섬유 및 고체 상태인 세 기본 형태이고, 본 발명은 본 발명의 멤브레인을 포함하기에 적당한 어떤 감지기도 포함한다. 제한되지는 않지만 그러한 감지기의 예로는 U.S. 특허 제4,536,274호 및 제4,615,340호에 기재된 전기화학적 감지기 ; U.S. 특허 참고 제31,879에 기재된 형광 감지기 및 U.S. 특허 제4,505,799호에 기재된 ISFET 감지기가 있다.
감지 장치는 염료, 전극 또는 고체 상태 트랜지스터같은 감지 소자, 멤브레인, 및 소자에 의해 생성된 신호를 자료 디스플레이 또는 분석기로 보내는 장치를 포함한다. 멤브레인은 일반적으로 감지될 물질에는 투과성이지만 감지 소자를 손상시키거나 또는 정확한 신호 발생을 방해하는 물질에는 불투과성인 물질을 선택한다.
본 발명의 멤브레인은 멤브레인을 통해 확산될 수 있는 액체의 수용성 성분을 측정하거나 검출하기 위한 감지 장치에 포함시키는데 특히 적합하다. 가장 바람직한 것은, 멤브레인을 혈액 분석 장치에 포함시킬 수 있다는 것이다. 본 발명의 멤브레인으로 감지할 수 있는 혈액 성분의 예로는 산소 및 이산화 탄소 같은 가스, 글루코스, 요산, 우레아등과 같은 용질 및 수소, 칼륨, 나트륨, 리튬 및 염소 이온과 같은 전해질이다.
본 발명의 멤브레인을 사용하여 분석하는데 바람직한 성분은 혈액 전해질, 더욱 바람직하게 혈액 수소 이온이다.
본 발명 멤브레인 제조에 적합한 PEU를 만들기위한 조성물은 디이소시아네이트, 폴리에테르 글리콜, 쇄 확장쇄 및 저분자량 트리올 가교체인 네기본 성분을 포함한다. 바람직한 조성물은 쇄 확장제로서 물을 포함한다.
적당한 디이소시아네이트는 디페닐메탄-4,4′-디이소시아네이트(MDI), 디페닐메탄-3,3′-디이소시아네이트같은 방향족 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 디사이클로헥실메탄-4-4′-디이소시아네이트같은 지환식 디디소시아네이트, 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트같은 지방족 디이소시아네이트이다.
가장바람직한 디이소시아네이트는 MDI이다.
폴리에테르 글리콜 성분은 폴리에테르 옥사이드(PEO), 또는 폴리프로필렌 옥사이드 또는 폴리부틸렌 옥사이드와 혼합된 것일 수 있다. 바람직한 폴리올은 약 600-3300의 분자량을 가지는 폴리에틸렌 옥하이드, 또는 그것의 50% 또는 그 이상 중량을 포함하는 혼합물이다. 가장 바람직한 폴리에테르 글리콜은 1000 및 1450의 평균 분자량을 가지는 폴리에틸렌 옥사이드이다.
쇄 확장제는 물 및/또는 저분자량 분지 또는 미분지 디올, 디아민 또는 C10까지의 아미노알콜 또는 그것의 혼합물일 수 있다. 쇄 확장제의 대표적인 비제한 예에는 BDO; 에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 트리에틸렌 글리콜; 1.2-프로판디올; 1.3-프로판디올; 1,6-헥산디올; 1,4-비스-하이드록시메틸 사이클로헥산, 하이드로퀴논 디하이드록시에틸 에테르, 에탄올아민, 에틸렌디아민 및 헥사메틸렌디아민이 있다.
바람직한 쇄 확장제는 1,6-헥산디올, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민이고, 더욱 바람직하게는 물 및 BDO이다.
가교제는 셋 또는 그 이상의 하이드록실 및 아민 그룹 및 10 또는 그 이하의 탄소원자를 가지는 저분자량 다기능기의 화합물일 수 있다. 대표적인 가교제로는 TMP, 글리세롤, 펜타에리쓰리톨, 트리메틸올에탄, 만니톨등이 있다. 바람직한 가교제는 트리올이고, 더욱 바람직하게는 TMP이다.
성분의 %는 조성물의 경질 또는 연질 단편이 각각 제제 총 중량의 약 20-50% 및 약50-80%, 바람직하게는 약 30-40% 및 60-70%일 수 있는 것과 같다. 가교 확장제와 선형 확장제의 몰비는 약100-0.01, 바람직하게는 약20-0.05일 수 있고, 폴리에테르글리콜과 결합된 쇄 확장제 및 가교제의 몰비는 약0.1-10일 수 있다.
이들 % 및 비로부터, 성분의 적당 비율은 쉽게 계산될 수 있다. 하기 식(1) 및 (2)는 성분의 적당 비율을 결정하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 PEU는 통상적인 2단계 방법 또는 프리폴리머(prepolymer) 방법에 의해 제조될 수 있다. 이 과정의 예로서, 확장제, 가교제 및 폴리에테르 글리콜 성분을 포함하는 하이드록실은 디메틸포름아미드 각 하이드록실 그룹이 이소시아네이트 말단 그룹을 가지는 프리폴리머의 디이소시아네이트 분자와 반응되도록(캡핑이라 칭함) 또는 바람직하게 대략 두 당량의 디이소시아네이트를 가지는 디메틸아세트아 미드(DMAC)와 같은 적당한 용매내에서 반응될 수 있다. 통상적인 프리폴리머 과정의 예는 실시예 1에 주어졌지만, 통상적인 과정의 여러 변형은 당업계 기술자에게 주지된 것이다.
프리폴리머 분자는 그것의 말단 이소시아네이트 그룹과 물/또는 저분자량 디올 사이의 반응에 의해 쇄가 확장될 수 있고, 원한다면 프리폴리머 이소시아네이트 그룹을 저분자량 트리올과 반응시킴에 의해, 쇄 확장과 동시에 가교될 수 있다.
본 발명의 PEU 제제를 제조하는 방법의 특징은 중합용 촉매를 부가함이 없이 성분들로부터 중합체를 제조하는 것이다. 디부틸틴 디라우레이트같은 유기금속 화합물인, 당업계의 통상 촉매는 용해가능하여 선행 촉매 함유 PEU로 제조된 혈액과 접촉하는 장치내에서 나쁜 영향을 일으킬 수 있다. 촉매를 사용하지 않으므로써, 본 발명의 PEU는 선행 기술의 것보다 더 순수하고 독성이 적다.
본 발명의 멤브레인은 0.001-0.5, 바람직하게는 0.01-0.1mm 두께이고 대표적인 제조 과정은 실시예 2 및 3에 주어진다. 중합 조성물로부터 멤브레인을 제조하는 것은 당업계에서 통상적인 것이며, 본 발명 멤브레인을 제조하는 방법은 본 발명의 부분을 구성하지는 않는다.
본 발명의 대표적인 비제한 PEU 제제로 제조된 멤브레인을 표 1에 기재하였는데, 여기에서 성분은 최종 프리폴리머의 중량%로 주어진다.
[표 1]
Figure kpo00002
본 발명에 따라, 본 발명의 PEU를 만들기 위한 조성물로부터 제조된 멤브레인이 그것의 건조 중량의 50-120% 물을 흡수함이 발견되었다. 함께 작용하는 여러 조성 요소가 이러한 성질을 설명한다고 믿어진다. 도면은 어느 주어진 경질 단편 함량에 대해, 폴리에테르 글리콜 분자량이 600에서 1450으로 증가할수록 물 흡수량이 약 15% 증가함을 나타낸다. 이 도면은 또한 일정한 폴리에스테르 글리콜 분자량에서, 경질 단편 함량이 50%에서 20%로 감소할수록 물 흡수량이 50%에서 120%로 증가함을 나타낸다. 비록 견고하지않지만, 감소하는 경질 단편 함량의 결과로서 일어나는 물 흡수의 감소는 중합체의 감소된 결정성에 기인하는 것으로 믿어진다.
본 발명의 멤브레인은 우수한 멤브레인 투과성 이온 확산 성질을 갖는다. 경질 단편의 함량이 감소할수록 이에 비례하여 물 흡수량이 증가함을 알았다. 본 발명의 대표적인 멤브레인의 확산 계수가 표 1에 주어진다.
본 발명의 어느 가교된 PEU 멤브레인에 대한 대략의 물 흡수 및 확산계수가 실시예 6에 주어진 것처럼 유도된 하기 식(1) 및 (2)로부터 예측될 수 있다. 역으로, 이러한 식은 원하는 물 흡수 또한 확산계수를 갖는 본 발명의 멤브레인 제조하는데 필요한 하나 이상의 성분 양을 어림하는데 사용될 수 있다.
Figure kpo00003
Figure kpo00004
식(1) 및 (2)에서, W는 물 흡수 퍼센트이고, D는 확산계수이며, HS는 경질 단편 퍼센트이고, Mn는 PEO 분자량이며, Mx는 가교 사이의 분자량이다. 식의 Mx는 다음 식(3)으로 부터 얻는다.
Figure kpo00005
[실시예 1]
[선중합체 합성의 일반적인 과정]
폴리에틸렌 옥사이드를 Union Carbide Corporation으로부터 입수하여 무수 프탈산-피리딘 방법과 Karl Fisher 적정법 각각에 의해 하이드록실 수 및 물 함량을 측정하고 그것에 따라서 화학양론을 조절한 후에 얻은 것으로서 사용하였다.
BDO(GAF로부터 입수) 및 TMP(Celanese로부터 입수)를 사용하였다.
MDI를 약52℃에서 여과하며 사용하기 전 거품이 이는 것이 중지할 때까지 진공 탈거하였다.
PEO, BDO 및 TMP를 60℃의 수지 병에서 결합시키고 4-5mmHg에서 30분동안 진공 탈거하며 4A 분자제(molecular sieve)에서 미리 준비된 동등한 중량부의 DMAC로 희석하였다. 혼합물을 주변 온도까지 냉각시키고 총 하이드록실 함량에 기초한 2당량의 MDI를 적가하며 다음에 1/2 중량부의 MDI와 동등한 DMAC의 양을 부가하였다. 완전한 선중합체 형성을 위해 혼합물을 50℃에서 약 4시간 동안 탈거시켰다.
[실시예 2]
[멤브레인의 제조]
10밀(mil)의 젖은 필름 빈틈에 맞춘 Gardner 나이프(Gardner Labs)의 조정 가능한 틈을 사용하여 실시예 1의 DMAC 내 PEO-폴리우레탄 선중합체를 깨끗하고 처리되지 않은 유리판에서 주조함에 의해 5밀 두께의 막을 제조하였다. 이 멤브레인을 주변 조건, 보통 1-3일에 유리판상에서 저장하며 이러한 시간 동안에 쇄 확장이 대기의 습기로 일어나고 멤브레인은 비점성의 표면을 형성하였다. 잔류 용매를 증발시켰다(1시간, 70℃, 진공오븐). 다음에 멤브레인을 탈이환된 증류수에 담그어(24시간), 유리판에부터 제거하며 60℃의 진공 오븐에서 일정한 중량까지 건조시켰다. 이런 방법으로 제조된 멤브레인을 물 흡수 및 투과성 측정에 사용하였다.
[실시예 3]
[감지 장치에 대한 멤브레인 사용]
이온 감지 전개효과 트랜지스터 pH 전극을 옆 구멍을 통한 카테테르(Catheter)상에 통상적인 방식으로 설치한다. 카테테르를 원하는 두께의 피복이 될 때까지 실시예 1의 선중합체 용액에 담금에 의해 피복한다.
카테테르를 대기의 수분에 의한 쇄 확장을 위한 주변 조건에서 24시간 동안 유지시킨 다음 60-70℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조시켜 용매를 제거한다.
[실시예 4]
[물 흡수의 측정]
각각의 멤브레인으로부터의 5개 2×2인치 샘플을 30.0±0.1℃에서 24시간 동안 증류수에 잠기게 하였다. 이러한 조건에서, 물 흡수 평형을 이루었다. 멤브레인을 용기로부터 제거하고 표면의 물을 여과지로 압력을 사용함없이 조심스럽게 빨아들였다. 각각의 멤브레인 샘플을 용기의 중량을 잰, 공기가 새지않은 유리병에 넣어 중량을 재었다. 유리병내 샘플을 60±2℃(4-5mmHg)에서 24시간 동안 진공 건조시키고 다시 중량을 재었다. 물 흡수 퍼센트 및 증대 정도를 다음 방정식을 사용하여 중량 차이 데이터로부터 계산하였다.
Figure kpo00006
식중, W는 물 흡수 퍼센트, Ws는 증대된 멤브레인의 중량, Wp는 건조 멤브레인의 중량
[실시예 5]
[멤브레인의 확산계수 측정]
명백한 멤브레인 두께를 우선 1.15g/㎤의 평균 밀도를 나타내는 건조 7×7cm 멤브레인 시트(sheet)의 중량으로부터 계산하였다. 다음에 멤브레인 시트를 테스트하기에 앞서 주변 온도에서 24시간 동안 증류수에서 평형이 되게하였다. 측정을 위해, 두 개의 간막이 투과성 세포를 일정한 온도 욕(25.0±1℃)에 놓았다.
세포의 간막이 A를 공지된 부피의 5.0×10-3M NaCl 용액으로 채우고 기체하로 만들었다. 공지 부피의 5.0×10-3M HCl 용액을 간막이 B에 놓고 두 간막이의 pH 변화를 ORION EA 940이온 분석기를 사용하여 60분 동안 측정하였다. 확산계수를 다음 Fick의 확산 제1법칙을 사용하여 얻은 데이터로부터 계산하였다.
Figure kpo00007
식중, J는 총 플럭스이고 D는 확산계수이며 dC/dx는 멤브레인을 통과하는 농도 경사임
[실시예 6]
3×3 Greaco-Latin Square 실험적 디자인을 사용하여 HS,Mn 및 TMP 대 BDO의 몰비(R)에 대해 미리 선택된 값을 갖는 표 2의 멤브레인(실시예 1 및 2의 방법으로 제조)의 W 및 D에 대해 실험적으로 측정된 값을 통계적으로 분석함에 의해 식(1) 및 (2)를 유도하였다.
[표 2]
Figure kpo00008
그러므로, 본 발명은 특별히 놓은 물 흡수와 이온 확산계수의 가교된 PEU 멤브레인을 기술한다. 이러한 멤브레인은 우수한 기계적 강도를 보유하며 전해질 감지 장치에 유용하다.

Claims (10)

  1. 디이소시아네이트, 폴리에틸렌 옥사이드, C2-10의 쇄 확장 디올 및 C2-10의 트리하이드록시 가교제와의 반응 생설물인 20-50%의 경질 단편을 갖는 가교된 폴리에테르우레탄으로 구성된, 건조 중량의 50-120%까지의 물을 흡수하는 반투과성 멤브레인.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디이소시아네이트가 디페닐메탄 4,4′-디이소시아네이트, 디페닐메탄 3,3′-디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄-4,4′- 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트로 구성된 그룹으로부터 선택되는 멤브레인.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 옥사이드가 600-3300의 분자량을 갖는 멤브레인.
  4. 제1항에 있어서, 상기 쇄 확장 디올이 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-비스-하이드록시메틸 사이클로헥산 및 하이드로퀴논 디하이드록시에틸 에테르로 구성된 그룹으로부터 선택되는 멤브레인.
  5. 제1항에 있어서, 트리하이드록시 가교제가 글리세롤, 펜타에리트리톨, 트리메틸올레탄,트리메틸올프로판 및 만니톨로 구성된 그룹으로부터 선택되는 멤브레인.
  6. 제1항에 있어서, 쇄를 확장시키기 위한 물이 더 첨가된 반응생성물인 폴리에테르우레탄으로 구성되는 멤브레인.
  7. 디이소시아네이트, 최소한 50%의 폴리에틸렌 옥사이드 함량을 갖는 폴리에테르 글리콜, 쇄 확장제 및 삼기능기 가교제와의 반응생성물인 20-50%의 경질 단편 함량을 갖는 가교된 폴리에테르우레탄으로 구성되고, 그것의 건조 중량의 50-120% 물을 흡수하는 반투과성 멤브레인.
  8. 제7항에 있어서, 상기 쇄 확장제가 물 및 이 기능기의 시약으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 멤브레인.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이 기능기의 시약이 두 개의 하이드록실 그룹, 두 개의 아미노 그룹이나 하나의 하이드록실 그룹 및 하나의 아미노 그룹을 갖는 그룹으로부터 선택되는 멤브레인.
  10. 디페닐메탄-4-4′-디이소시아네이트, 약 1450의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 옥사이드, 1,4-부탄디올, 트리메틸올프로판, 및 물과의 반응 생성물인 약30-40%의 경질 단편 함량을 갖는 가교된 폴리에테르 우레탄으로 구성된, 포화시 건조 중량의 50-120%까지의 흡수하는 반투과성 멤브레인.
KR1019880005388A 1987-07-02 1988-05-10 혈액 전해질 감지기에 사용되는 가교 폴리에테르우레탄 멤브레인 KR910009815B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US069453 1979-08-24
US69453 1987-07-02
US07/069,453 US4743629A (en) 1987-07-02 1987-07-02 Crosslinked polyetherurethane membranes useful in blood electrolyte sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR890002338A KR890002338A (ko) 1989-04-10
KR910009815B1 true KR910009815B1 (ko) 1991-11-30

Family

ID=22089068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019880005388A KR910009815B1 (ko) 1987-07-02 1988-05-10 혈액 전해질 감지기에 사용되는 가교 폴리에테르우레탄 멤브레인

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4743629A (ko)
EP (1) EP0297252B1 (ko)
JP (1) JPS6434402A (ko)
KR (1) KR910009815B1 (ko)
AT (1) ATE101539T1 (ko)
AU (1) AU595447B2 (ko)
CA (1) CA1323151C (ko)
DE (1) DE3887781T2 (ko)
DK (1) DK252788A (ko)
ES (1) ES2061547T3 (ko)
FI (1) FI882158A (ko)
MX (1) MX164757B (ko)
NO (1) NO176164C (ko)
ZA (1) ZA883297B (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4909594A (en) * 1989-02-23 1990-03-20 The Dow Chemical Company Optical coupler pressure or load sensor
US4909597A (en) * 1989-02-23 1990-03-20 The Dow Chemical Company Flexible optical waveguide containing a thermoplastic aliphatic segmented polyurethane core
US5015238A (en) * 1989-06-21 1991-05-14 Becton, Dickinson And Company Expandable obturator and catheter assembly including same
JPH0749460B2 (ja) * 1990-04-04 1995-05-31 三洋化成工業株式会社 吸水性ウレタンフィルムの製造用原液およびフィルムの製法
JPH0758082B2 (ja) * 1990-06-22 1995-06-21 株式会社ゼクセル 油圧制御弁装置
US5152287A (en) * 1990-08-15 1992-10-06 Cordis Corporation Cross-linked fluorinated polymers for use in gas sensors
EP0561760B1 (en) * 1992-03-20 1998-08-26 Monsanto Company Extracting organic compounds from aqueous solutions
US5507949A (en) * 1992-03-20 1996-04-16 Monsanto Company Supported liquid membrane and separation process employing same
US5217026A (en) * 1992-04-06 1993-06-08 Kingston Technologies, Inc. Guidewires with lubricious surface and method of their production
CA2134087C (en) * 1992-04-24 2007-07-17 Robert S. Ward Copolymers and non-porous, semi-permeable membrane thereof and its use for permeating molecules of predetermined molecular weight range
CA2103742C (en) * 1992-08-11 2001-07-17 Robert Ziolkowski Greenley Novel solid poly-amphiphilic polymer having use in a separation process
DE69530928T2 (de) * 1994-08-22 2003-12-24 Zeon Corp Gegenstand aus polyurethane in einer tubularen ballon form
AUPO251096A0 (en) 1996-09-23 1996-10-17 Cardiac Crc Nominees Pty Limited Polysiloxane-containing polyurethane elastomeric compositions
AU4426600A (en) * 1999-05-07 2000-11-21 Salviac Limited Biostable polyurethane products
EP1122535A3 (en) * 2000-01-31 2004-09-22 The Penn State Research Foundation Interrogation of changes in the contents of a sealed container
WO2002054969A1 (en) * 2001-01-10 2002-07-18 Blood Cell Storage Inc. System for growth, analysis, storage, validation and distribution of cells and tissues used for biomedical purposes
US8497134B2 (en) 2004-08-19 2013-07-30 Blood Cell Storage, Inc. Fluorescent detector systems for the detection of chemical perturbations in sterile storage devices
US8183052B2 (en) * 2004-08-19 2012-05-22 Blood Cell Storage, Inc. Methods and apparatus for sterility testing
CN101036046B (zh) * 2004-08-19 2012-02-22 血细胞保存公司 荧光pH检测器系统和相关方法
HUE032005T2 (en) 2009-05-15 2017-08-28 Interface Biologics Inc Antithrombotic hollow fiber membranes, embedded resin and blood tube
ITGE20090058A1 (it) * 2009-07-24 2011-01-25 Dipartimento Di Chimica E Chimica I Ndustriale Del Membrane a conduzione protonica a matrice poliuretanica funzionalizzata.
US9040307B2 (en) 2011-05-27 2015-05-26 Blood Cell Storage, Inc. Fluorescent pH detector system and related methods
US10058821B2 (en) * 2013-09-13 2018-08-28 Infineon Technologies Ag Ion pump
US9045582B2 (en) * 2013-10-29 2015-06-02 Uop Llc Cross-linked rubbery polyurethane-ether membranes for separations
JP7254704B2 (ja) 2016-10-18 2023-04-10 エボニック カナダ インコーポレーテッド 表面修飾マクロ分子を含む可塑化ｐｖｃ混合物及びそれから製造された物品
WO2019014400A1 (en) 2017-07-14 2019-01-17 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. PROCESS FOR OBTAINING SURFACE MODIFICATION COMPOSITION WITH ENHANCED BY-PRODUCT REMOVAL
US11325077B2 (en) 2019-10-24 2022-05-10 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Composite membrane containing a polydopamine-poly acyl halide matrix incorporating carbide-derived carbon and methods thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993576A (en) * 1974-05-20 1976-11-23 The Dow Chemical Company Mixtures of high and low molecular weight polyols resistant to phase separation
DE2817457A1 (de) * 1978-04-21 1979-10-31 Bayer Ag Thermoplastische polyurethane fuer die verarbeitung in extrudern oder/und auf kalandern
DD151874A1 (de) * 1980-07-03 1981-11-11 Klaus Deutsch Asymmetrische membranen auf basis hydrophiler polyurethane
GB2093190B (en) * 1980-10-15 1984-11-21 Smith & Nephew Ass Blood gas sensor
DE3341847A1 (de) * 1983-11-19 1985-06-13 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal Membranen aus diisocyanat-additionspolymeren fuer haemodialyse und/oder haemofiltration
US4532316A (en) * 1984-05-29 1985-07-30 W. L. Gore & Assoc., Inc. Phase separating polyurethane prepolymers and elastomers prepared by reacting a polyol having a molecular weight of 600-3500 and isocyanate and a low molecular weight chain extender in which the ratios of reactants have a limited range
JPS63105770A (ja) * 1986-10-23 1988-05-11 鐘淵化学工業株式会社 血漿成分分離用膜

Also Published As

Publication number Publication date
DE3887781D1 (de) 1994-03-24
EP0297252A3 (en) 1991-04-10
FI882158A0 (fi) 1988-05-09
AU595447B2 (en) 1990-03-29
DK252788A (da) 1989-01-03
ATE101539T1 (de) 1994-03-15
NO176164B (no) 1994-11-07
NO882019D0 (no) 1988-05-09
FI882158A (fi) 1989-01-03
ZA883297B (en) 1989-01-25
NO176164C (no) 1995-02-15
DK252788D0 (da) 1988-05-06
EP0297252A2 (en) 1989-01-04
JPH0534049B2 (ko) 1993-05-21
CA1323151C (en) 1993-10-19
KR890002338A (ko) 1989-04-10
AU1581688A (en) 1989-01-05
US4743629A (en) 1988-05-10
NO882019L (no) 1989-01-03
ES2061547T3 (es) 1994-12-16
EP0297252B1 (en) 1994-02-16
JPS6434402A (en) 1989-02-03
MX164757B (es) 1992-09-22
DE3887781T2 (de) 1994-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910009815B1 (ko) 혈액 전해질 감지기에 사용되는 가교 폴리에테르우레탄 멤브레인
US4816130A (en) Blood electrolyte sensors including crosslinked polyetherurethane membranes
US5777060A (en) Silicon-containing biocompatible membranes
EP1629028B1 (en) Permselective structurally robust membrane material
US6784274B2 (en) Hydrophilic, swellable coatings for biosensors
JP3857306B2 (ja) 所定分子量レンジの分子を透過させるためのコポリマー及びそれらの非細孔性，半透過性膜並びにその使用
US7687586B2 (en) Biosensor membrane material
KR100830855B1 (ko) 바이오센서용 다공성 중합체 막 제조용의 스크린 인쇄 가능한 페이스트
KR102573462B1 (ko) 폴리우레탄과 폴리옥사졸린을 포함하는 합성 멤브레인 조성물
US5075408A (en) Polyurethane polymers
US20240026152A1 (en) Synthetic membrane composition comprising a polyurethane and a polyoxazoline
KR102573460B1 (ko) 불화된 폴리우레탄을 포함하는 합성 멤브레인 조성물
JP2819410B2 (ja) 透湿防水素材用熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法
WO1998013685A1 (en) Silicon-containing biocompatible membranes
CA2238005C (en) Silicon-containing biocompatible membranes
JP4098364B2 (ja) 珪素含有生体適合性膜
WO2023152224A1 (en) Polyurethane membrane for sensor
JP2000500691A (ja) 珪素含有生体適合性膜
Karakelle et al. Water Vapor and Oxygen Permeabilities of Polyetherurethanes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 19941118

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee