[发明专利]结合小珠和纤维的过滤器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有筒形壳体和多个中空纤维的过滤器设备，所述中空纤维在壳体中被结合成束，并在每一种情况下在端侧被埋置和保持在模制化合物(moulding compound)中，其中过滤空间填充有具有化学或物理活性的物质的颗粒。本发明还涉及一种制造这种过滤器设备的方法，涉及该过滤器设备在医疗、化学和/或生物技术领域的应用，并涉及一种设备及其用于制造该过滤器设备的应用。

背景技术

现有的许多应用都需要例如通过从溶液中去除无用的化合物或从溶液中收集化合物来处理流体以改变其成分。在某些情况下，流体需要通过诸如催化处理或酶促处理对包含在流体中的一种或多种物质进行化学处理。在医疗、生物或化学领域中都能够找到这些应用的示例。所提及的应用的典型示例是从细胞悬浮液中分离目标物质，例如由抗体或激素等特定改良的细胞产生的蛋白质或肽；从血液或血液制品中去除目标物质，如凝血因子等；或者对流体中的例如尿素等物质进行酶改性或酶促裂解。另一个重要的应用是在治疗危重病人期间从血液或血浆等血液成分中体外去除致病物质。

流体的处理一般是通过使流体与颗粒材料接触来进行的，其中材料本身具有一定的例如吸附目标物质的活性，或者该材料用作使官能团固定的基质，其将选择性地结合目标物质或具有一定的酶活性。因此，颗粒材料与目标物质之间的相互作用可以基于载体材料与目标物质之间的特异性亲和性，其中通常，流体中的与目标物质具有特异性亲和性的配体被联接到载体材料。这些配体可以特异性地结合到单个目标物质或者可替代地结合到一组具有某些共同特性的目标。通常，这些配体可以是抵抗目标物质的抗体。可替代地，配体可以是抗体将与之特异性结合的物质。配体还可以包括带电基团，其于是将结合到具有相应的相反电荷的目标物质。相互作用同样可以基于亲水性或疏水性的相互作用、阳离子或阴离子交换、吸附作用、酶促反应或催化反应等等。颗粒材料还可以用作从颗粒材料释放并进入穿过所述材料的流体中的物质源。在体外血液处理的应用中，肝磷脂或凝血酶的释放可以被视为这种用途的实例。

在过滤器装置内结合中空纤维膜和颗粒材料的装置的若干医疗应用是已知的，所述中空纤维膜在装置内被布置成束，所述颗粒材料要么分布在装置的过滤空间中，即分布在中空纤维的周围，要么串联地连接在滤芯内或直接位于与中空纤维膜模块相同的壳体内(例如，参见US 2002/0125184 A1)。对于许多应用而言，使待处理的流体经受不同的后续处理是必要的或是需要的。在生物技术应用的情况下，在使流体经受亲和色谱法之前、或者特别是相对于医疗应用而言，先去除能够预过滤的较大颗粒以便使流体的某些成分与亲和色谱基质分离是必要的。然而，在所有这些应用中，使处理实现高的生产率和选择性是非常重要的。通过调整所使用的颗粒材料和/或中空纤维膜能够满足任何此类处理的不同要求。

现有技术中已经描述了含有中空纤维膜和位于中空纤维的外侧上的颗粒材料的若干装置。然而，现有技术并没有提供关于这种中空纤维膜模块的最终设计的任何教导或描述，而且该设计的模块并没有公开或实际使用，这可能是因为存在与这种装置的最佳结构相关的诸多问题，其必须允许充分的流动渗透性，从而使得进入该装置的过滤空间的目标物质遍布于活性颗粒材料。

EP 0 341 413中公开了一种用于处理全血的吸附器模块，其中血液流过中空纤维的内腔。血浆渗透进入过滤空间。在一个实施方式中，所描述的模块不具有血浆的出口，血浆改而再次进入中空纤维的内腔。然而，模块的过滤空间中不包括活性颗粒材料，而是将官能团固定在膜的外壳和微孔上。

US 2003/0111414 A1中涉及一种用于对流体进行物质特异性处理的膜模块，其包括两个膜元件，并具有多孔的、半渗透性壁，每个均具有一个指向分配空间的一端和指向收集空间的另一端以及由壁形成的腔，其中第一膜元件的指向分配空间的一端被埋置在第一密封化合物中，指向收集空间的另一端被埋置在第二密封化合物中，使得两个端部都延伸通过密封化合物，而且第一膜元件的每个腔都在指向分配空间的一端处和指向收集空间的另一端处开口并通向分配空间和收集空间。

US 2011/0218512 A1中涉及抗病毒治疗方法，包括使血液或血浆穿过凝集素亲和性血液透析装置。在该装置中，血液穿过中空纤维膜的内腔，其中凝集素位于滤芯的腔外(extraluminal)空间，它接纳病毒并将病毒固定。该装置在某种程度上被设计成允许原位产生的血浆通过血浆出口离开装置。血浆因而不会再次进入中空纤维的内腔。