[发明专利]中空纤维膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有外壁表面、内壁表面和沿其长度延伸的内腔的半 透中空纤维膜。更具体地涉及外壁表面具有选择性层的膜。

发明背景

半透中空纤维膜在例如EP-A-0 568 045、EP-A-0 168 783、EP-B-0 082 433、WO 86/00028和EP 0 824 960中详细已知。这些膜由聚合合成材料制 得，它们具有具有高扩散渗透率的非对称结构(间隙)，并且具有从低通量 到高通量范围的超滤的滤水能力。在EP-A-0 305 787中，公开了3层结构 膜和具有相应性能的过滤器。

根据现有技术的膜表现好，但仍存在改进和优化的一些空间。

这些膜的一个限制性特征是待过滤的流体将在中空膜的内腔中流动， 并且滤液从内腔侧通过纤维壁到外壁侧。为了不将这些过滤器污染或堵 塞，中空纤维的尺寸如内直径、壁厚等必须大到足以允许在中空纤维腔内 好而高速的流动。

在DE 199 13 416中，建议进行从外到内的过滤，即外侧具有选择性 层。

但是，当处理体液如血时，最重要的是将与体液接触的膜表面要尽可 能光滑，具有低蛋白质吸附、高生物相容性和低凝血活性 (thrombogenicity)。

发明描述

本发明涉及一种半透中空纤维膜，其具有外壁表面、内壁表面和沿其 长度延伸的内腔，并且在外壁表面上具有选择性层。根据本发明，膜在外 壁表面具有最小的孔尺寸，并且其外壁表面在纳米级上光滑、连续和均匀， 粗糙度参数R_a和R_q不大于10nm而基本没有粗糙度；该粗糙度利用原子 力显微镜(AFM)测定，并利用下面方程计算粗糙度参数R_a和R_q：

Ra=1NΣi=1N|Zi|]]>Rq=1NΣi=1NZi2]]>

其中N是数据点总数，Z_i是数据点在平均图像平面(average picture level) 以上的高度。以该光滑的外表面，并结合所用的聚合物体系和膜形成条件， 实现了膜的低凝血活性。极度光滑的表面如果与血直接接触使用则抑制了 溶血。血细胞在与光滑表面的接触过程中不破裂。该光滑性还减少了与蛋 白质的相互作用以及蛋白质吸附到中空纤维膜的外表面上。

在一个实施方案中，中空纤维膜壁具有孔尺寸和质量密度不同的至少 4层，其中距纤维壁中间最近的层具有比在该层的内外两侧上直接相邻的2 层小的孔尺寸和高的质量密度。以这种结构，膜的物理稳定性得到保持， 即使膜具有小的内直径和小的壁厚。它还允许通过改变外层和中间层的结 构密度和孔尺寸来调节分离特性，即截留(cut-off)和液压渗透率。