[发明专利]用于确定中空纤维膜的渗透性能的方法

说明书

本发明涉及一种确定中空纤维膜的渗透性能的方法，其中，中空纤维膜的渗透性能是在引入到壳体中的中空纤维膜束上测定的，所述中空纤维膜束在所述中空纤维膜束的第一端处包括在末端处开口的中空纤维膜和在所述中空纤维膜束的第二端处包括在末端处封闭的中空纤维膜。特别地，本发明涉及一种用于确定清除率，特别是中空纤维膜的扩散清除率的方法。

技术领域

本发明涉及一种确定中空纤维膜的渗透性能的方法。更特别地，本发明涉及一种从量化的渗透性能确定中空纤维膜的清除率，更特别是扩散清除率的方法。

此外，本发明还涉及一种用于实施确定中空纤维膜束中的中空纤维膜的渗透性能的方法的设备及其用途。

此外，本发明还涉及一种由具有预定的渗透性能的中空纤维膜生产中空纤维膜束的方法。

背景技术

中空纤维膜广泛用于液体的净化。更特别地，中空纤维膜被用于水处理和血液净化的生物医学工程中，特别是在肾功能不足患者的透析中。这种中空纤维膜作为中空纤维膜束组装到过滤器模块中。用于血液净化的这种过滤器模块已经形成批量生产规模。

中空纤维膜过滤器模块的构造和用于透析的中空纤维膜的生产在现有技术是已知的(Bonnie-Schorn，Grassmann，Vienken“UnderstandingMembranes and Dialysers(了解膜和透析器)”出版商：帕布斯特科学出版社，2004年)。

用于血液净化的中空纤维膜通常由聚砜(PSU)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)组成，并且通常是在干-湿纺丝工艺中生产的。在这类工艺中，将含有聚合物PSU和PVP和溶剂的纺丝溶液通过环形模具挤出以纺出中空长丝。纺丝最初是垂直引导通过气隙的。在挤出纺丝的同时，凝结介质被挤出到纺丝的管腔中，使得在纺丝内部随后发生凝结过程。凝结伴随着相转化，以在纺丝内形成溶胶和凝胶相。在通过气隙之后，纺丝被引入到凝结浴中，在所述凝固浴中完成纺丝的凝结，以形成中空纤维膜的固体结构。然后，所获得的中空纤维膜通过多个漂洗浴和干燥区。根据预设的纺丝条件，所获得的中空纤维膜孔结构不同。本文中的术语“PSU”应理解为具有砜基团的任何聚合物的通称，包括例如聚醚砜和聚苯砜以及包含它们的共聚物。

一般来说，在生产厂中同时且并行挤出多个中空纤维膜，使得在通过生产厂之后所获得的中空纤维膜纤维可组合为长丝片材或纤维束并由卷轴卷起。

生产中空纤维膜的过程是在生产现场中作为三班制操作的连续过程。因此，始终需要监测所获得的纤维的质量，以避免在任何显著程度上的错误生产。因此，测试是连续进行的，以检查所获得的中空纤维膜的性能是否符合规格，并且生产过程是否根据预设条件进行。

根据工艺条件，可获得具有不同渗透性能的不同中空纤维膜，示例为高通量或低通量中空纤维膜。相应的中空纤维膜的分离特性不同，因此适用于不同的治疗方法，例如在肾功能不足的患者的透析中。为了量化中空纤维膜的渗透性能，迄今为止必须首先将所获得的中空纤维膜束组装到过滤器模块中，然后才能在测试方法中确定膜的分离性能，例如，如DIN/EN/ISO 8637：2014中所述。

为了构造过滤器模块，必须将中空纤维膜束压入到过滤器壳体中并被末端灌封。用于中空纤维膜束的在纤维末端处的灌封化合物是可固化树脂，特别是聚氨酯。灌封和固化是耗时的操作。过滤器模块构造和随后在厂实验室中对过滤器的分析可能需要几个小时。但中空纤维膜还在持续生产。在极端情况下，几小时后的分析结果将表明所获得的中空纤维膜不再符合规格，因此必须丢弃几个小时的制造产量。

相反，当分析结果表明所获得的中空纤维膜确实符合规格时，就制造的中空纤维膜而言，相应的产量可以进一步加工成相应的过滤器模块。

如上所述，这种中空纤维膜过滤器模块用于肾功能不足的患者的血液透析。肾功能不全的患者的血液透析是基于跨膜型传质的原理。在血液透析中，血液沿着中空纤维膜的中空内部，也称为管腔流动，而适当类型的透析液体在外表面上流动。液体沿相反方向流动，产生逆流式过滤。