BR112018017181B1

BR112018017181B1 - Membrana de fibras ocas com texturização tridimensional, processo para produção de uma membrana de fibras ocas, feixe, dispositivo de filtro e uso de uma membrana de fibras ocas

Info

Publication number: BR112018017181B1
Application number: BR112018017181-6A
Authority: BR
Inventors: Armin Lang; Dieter Bechtel
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2023-03-21
Also published as: CA3013416A1; CN108697986A; JP7098528B2; WO2017149011A1; AU2017227995B2; US11123692B2; DE102016002440A1; KR102338910B1; AU2017227995A1; JP2019513031A; EA038203B1; KR20190013701A; CA3013416C; US20190046932A1; CN108697986B; EA201891954A1; EP3423173A1; BR112018017181A2; EP3423173B1

Abstract

A presente invenção refere-se a uma membrana de fibras ocas apresentando ao menos uma primeira texturização em forma de uma primeira onda, que é caracterizada por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda, e ao menos uma segunda texturização em forma de uma segunda onda, que é caracterizada por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda, caracterizada pelo fato de que o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam um ângulo, que é diferente de zero.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma membrana de fibra oca com texturização tridimensional, a um processo para produção das fibras, a um feixe compreendendo as fibras bem como a um dispositivo de filtro compreendendo o feixe. O dispositivo de filtro é, de preferência, um dialisador de fibra oca para a hemodiálise.

[002] Dialisadores de fibra oca apresentam tipicamente um feixe de fibras ocas, sobre o qual está disposto um alojamento de filtro cilíndrico. Na diálise, o sangue flui pelo interior das fibras e no compartimento entre fibras e alojamento de fibras flui o dialisado em contracorrente ao sangue. A função de um dialisador é produzir a troca de material pela parede das fibras ocas.

[003] É sabido disponibilizar para aumento do rendimento de troca de material em fibras ocas, que são usadas para a hemodiálise, as fibras ocas em forma de fibras ocas texturizadas.

[004] WO 01/60477 se refere a um dispositivo de filtro, de preferência para a hemodiálise, que consiste em um alojamento de filtro cilíndrico e um feixe de fibras ocas texturizadas (onduladas).

[005] EP 2 119 494 se refere a membranas de fibras ocas e a um módulo contendo as fibras ocas. As fibras ocas apresentam uma texturização, sendo que o comprimento de onda da texturização é de 15 a 25 mm.

[006] EP 1 714 692 se refere a um filtro de diálise, que apresenta fibras ocas onduladas.

[007] DE 28 51 687 se refere a fibras ocas, semipermeáveis, para o uso em separações de fluido, apresentando as fibras uma pluralidade de ondas. Como na produção ali descrita as forças, que são exercidas sobre as fibras ocas, variam com a profundidade das fibras ocas dentro do feixe, ocorre a moldagem de ondas irregulares nas fibras ocas, sendo que as frações exteriores dos feixes apresentam seu enrolamento mais espaçoso, menor do que as fibras ocas, que ficam dispostas no centro interior do feixe.

[008] EP 0 116 155 se refere a um processo e a um dispositivo para produção de feixes de fios, apresentando os fios uma texturização (ondulação). As fibras ocas são então guiadas em forma de ziguezague em torno de barras redondas, dispostas em dois planos e distanciadas entre si, que são guiadas com a mesma velocidade que as fibras ocas continuamente por uma zona de fixação. Os feixes de fibras podem ser usados para transmissão de material e de calor, por exemplo, para a diálise de sangue. Esse documento descreve também que um processo, que prevê a passagem de um fio oco por duas rodas dentadas entrelaçadas não se tocando, pode ser tecnicamente desvantajoso para a produção de fibras ocas texturizadas.

[009] Em vista da contínua procura de novas membranas de fibras ocas, que sejam apropriadas para a hemodiálise, constituiu objetivo da presente invenção disponibilizar uma membrana de fibra oca com melhores propriedades.

[0010] Esse objetivo pode ser alcançado com uma membrana de fibras ocas como definida em uma das reivindicações 1, 11 ou 13. Modalidades preferidas são definidas nas reivindicações dependentes. As reivindicações secundárias definem outros aspectos da invenção com uso das fibras ocas.

[0011] Os termos a seguir usados entre aspas são definidos no sentido da invenção.

[0012] Em um primeiro aspecto, a invenção se refere a uma membrana de fibras ocas apresentando ao menos uma primeira texturização em forma de uma primeira onda, que é caracterizada por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda, e ao menos uma segunda texturização em forma de uma segunda onda, que é caracterizada por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda, caracterizada pelo fato de que o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam um ângulo, que é diferente de zero.

[0013] O termo “membrana de fibra oca” designa uma fibra oca com paredes do tipo membrana de um material orgânico. Essas membranas de fibra oca são conhecidas do estado atual da técnica e podem ser produzidas por processos conhecidos, por exemplo, por processo de fiação.

[0014] Uma modalidade a título de exemplo de uma membrana de fibra oca apropriada consiste em 90 a 99 % em peso de um primeiro polímero hidrofóbico e 10 a 1 por cento em peso de um segundo polímero hidrófilo. Os primeiros polímeros hidrófobos são selecionados, por exemplo, do seguinte grupo: poliarilssulfonas, policarbonatos, poliamidas, polivinilcloreto, ácido acrílico modificado, poliéter, poliuretano ou seus copolímeros. Os segundos polímeros hidrófilos são selecionados do seguinte grupo: polivinilpirrolidona, polietilenoglicol, poliglicolmonoéster, copolímeros de polietilenoglicol com polipropilenoglicol, derivados solúveis em água da celulose ou polissorbatos. Em uma execução preferida, a fibra compreende os materiais polissulfona e polivinilpirrolidona.

[0015] O termo “texturização” significa que a fibra não é completamente reta ao longo de todo o seu comprimento, mas sim apresenta desvios das retas. O termo “texturização” significa um termo coletivo para termos como “ondulação”, “enroscamento”, “encrespamento”, que são usados no estado atual da técnica.

[0016] O termo “texturização” será definido a seguir com base no termo “onda”. Assim, o termo “texturização” compreende uma onda ou uma onda periódica e é equivalente a uma onda ou uma onda periódica, isto é, a texturização se apresenta em forma de uma onda.

[0017] No sentido físico, uma onda periódica representa uma oscilação se estendendo espacialmente de uma dimensão física dependente de local e tempo, que é caracterizada ao menos por um plano de oscilação e um comprimento de onda.

[0018] Segundo a invenção, a membrana de fibra oca apresenta ao menos duas texturizações diferentes, sendo que cada uma das texturizações - como compreendem ondas ou consistem em ondas - podem ser descritas respectivamente por um plano de oscilação e um comprimento de onda.

[0019] Com isso a primeira texturização é caracterizada em forma de uma primeira onda por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda, e a segunda texturização caracterizada em forma de uma segunda onda por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda.

[0020] De acordo com a invenção, o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam entre si um ângulo, que é diferente de zero.

[0021] O termo “o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam entre si um ângulo que é diferente de zero” significa assim também que o primeiro e o segundo planos de oscilação não são alinhados paralelamente entre si ou podem se situar em um plano.

[0022] Em uma modalidade, o ângulo importa em 70o a 110o.

[0023] Em outra modalidade, o ângulo importa em 85o a 95o.

[0024] Em outra modalidade, o ângulo importa em 90o, isto é, os planos de oscilação se situam perpendiculares entre si. Essa modalidade é preferida, pois uma tal disposição pode apresentar uma estabilidade mecânica particularmente boa.

[0025] Em uma outra modalidade, uma membrana de fibra oca de acordo com a invenção pode também apresentar diversos ângulos entre os ao menos dois planos de oscilação.

[0026] De acordo com a invenção, os comprimentos de onda da primeira e da segunda onda são iguais ou diferentes entre si.

[0027] De preferência, o comprimento de onda da primeira onda importa, em uma modalidade, em 3 a 15 mm. Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da primeira onda importa em 4 a 10 mm. Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da primeira onda importa em 6 a 8 mm.

[0028] De preferência, o comprimento de onda da segunda onda importa em 20 a 50 mm. Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da segunda onda importa em 25 a 40 mm. Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da segunda onda importa em 25 a 35 mm.

[0029] Em uma modalidade, o comprimento de onda da primeira onda importa em 3 a 15 mm e o comprimento de onda da segunda onda em 20 a 50 mm.

[0030] Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da primeira onda importa em 4 a 10 mm e o comprimento de onda da segunda onda em 25 a 40 mm.

[0031] Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da primeira onda importa em 6 a 8 mm e o comprimento de onda da segunda onda em 25 a 35 mm.

[0032] Além de plano de oscilação e comprimento de onda, uma onda pode também ser caracterizada por uma amplitude.

[0033] Em uma modalidade, a primeira amplitude apresenta um valor de 0,2 a 0,6 mm. Em uma outra modalidade, a primeira amplitude importa em 0,3 a 0,5 mm.

[0034] Em uma modalidade, a segunda amplitude apresenta um valor de 2,0 a 6,0 mm. Em uma outra modalidade, a segunda amplitude importa em 2,5 a 4,5 mm.

[0035] Em uma modalidade, a primeira amplitude importa em 0,2 a 0,6 mm e a segunda amplitude em 2,0 a 6 mm.

[0036] Em uma outra modalidade, a primeira amplitude importa em 0,3 a 0,5 mm e a segunda amplitude em 2,5 a 4,5 mm.

[0037] Em determinadas modalidades, a membrana de fibra oca é caracterizada por uma combinação de primeiro comprimento de onda e sua amplitude, segundo comprimento de onda e sua amplitude e pelo ângulo dos planos de oscilação das primeira e segunda ondas entre si.

[0038] Em uma execução, o comprimento de onda da primeira membrana de fibra oca importa em 3 a 15 mm, e sua amplitude importa em 0,2 a 0,6 mm, o comprimento de onda da segunda onda importa em 20 a 50 mm, sua amplitude importa em 2 a 6 mm, e o ângulo formado pelos planos de oscilação das ondas importa em 70o a 110o.

[0039] Em uma outra modalidade, o comprimento de onda da primeira onda da membrana de fibra oca importa em 6 a 8 mm, sua amplitude 0,2 a 0,6 mm, o comprimento de onda da segunda onda em 25 - 35 mm e sua amplitude em 2 a 6 mm, e o ângulo formado pelos planos de oscilação das ondas importa em 80o a 100o.

[0040] Em uma outra execução, o primeiro comprimento de onda da fibra importa em 7 mm, e sua amplitude em 0,4 mm. O segundo comprimento de onda importa em 30 mm e sua amplitude em 3,5 mm. Os planos de oscilação das primeira e segunda ondas formam um ângulo de 90o.

[0041] Em uma modalidade, a primeira texturização e a segunda texturização compreendem formas de onda periódicas ou consistem em formas de onda periódicas.

[0042] Formas de onda periódicas típicas são uma oscilação triangular, uma oscilação em dente de serra, uma oscilação retangular ou uma oscilação senoidal (oscilação senoidal) ou sobreposições de duas ou mais dessas oscilações.

[0043] Em uma modalidade, tanto a primeira onda e a segunda onda são em forma de senoide (senoidais).

[0044] As fibras ocas da presente invenção apresentam, em comparação com fibras ocas com texturização apenas simples, uma melhor resistência mecânica, por exemplo, contra torção. Como consequência podem ser melhor processadas. Por exemplo, quando do corte proporcionam arestas de corte mais limpas, o que leva a menos desperdício.

[0045] Em um segundo aspecto da invenção, é disponibilizada uma membrana de fibra oca, que é configurada de tal maneira que um feixe de fibras ocas dela produzido apresenta uma força de moldagem tão alta quanto possível de 3,4 a 10 N, quando o feixe é moldado no alojamento cilíndrico de um filtro de membrana de fibra oca para a diálise. Tais membranas de fibra oca são objeto das reivindicações 11 a 14.

[0046] Trata-se especialmente então de uma membrana de fibra oca texturizada, como é igualmente objeto da presente invenção.

[0047] O feixe de fibras oca resultante apresenta uma força de moldagem de 3,4 a 10 N em um feixe de membrana de fibra oca assim produzido com 16.896 fibras, quando o feixe de membrana de fibra oca é desmoldado de uma luva cilíndrica com um diâmetro de 41,4 mm. São preferidas, no segundo aspecto da invenção, membranas de fibra oca, que produzam um poder de moldagem de 3,6 a 5 N. Em uma modalidade, a membrana de fibra oca possui um diâmetro de fibra de 170 a 210 μm.

[0048] Usualmente um feixe de membrana de fibras ocas pode ser comprimido em direção radial e, quando da produção de filtros de membrana de fibra oca, colocado sob compressão radial no alojamento cilíndrico do alojamento de filtro cilíndrico. O poder de recuperação de um feixe de membrana de fibra oca representa então a tentativa do feixe de passar a uma forma descomprimida.

[0049] Quanto mais forte o poder de recuperação do feixe de membrana de fibra oca tanto maior também o poder de moldagem necessário para extrair o feixe de membrana de fibra oca do cilindro.

[0050] Afinal, o poder de recuperação do feixe de membrana de fibra oca pode ser ajustável pela texturização das fibras. Dependendo do comprimento de onda e das amplitudes das texturizações pode ser produzido um poder de recuperação maior ou menor do feixe de membrana de fibra oca, correlacionado com um poder de moldagem mais ou menos intenso.

[0051] No segundo aspecto desta invenção se verificou que feixes cujo poder de moldagem é aumentado pelo tipo de texturização são melhor manipuláveis no processo de produção de filtros de membrana de fibra oca, pois apresentam uma estabilidade mecânica superior e resultam em menos rejeito de produção. A maior estabilidade mecânica resulta de um apoio mútuo mais intenso das fibras no feixe de fibras ocas. No processo de produção de filtros de membrana de fibra oca se observou, portanto, que houve menos rupturas de fibra.

[0052] Em um terceiro aspecto, a invenção se refere a um processo para produção da membrana de fibra oca de acordo com a invenção. O processo apresenta ao menos as etapas (a) e (b): (a) Disponibilização de uma membrana de fibra oca, que apresenta uma primeira texturização em forma de uma primeira onda, que é caracterizada por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda; (b) Aplicação de uma segunda texturização sobre a membrana de fibra oca disponibilizada na etapa (a) em forma de uma segunda onda, que é caracterizada por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda;

[0053] Sendo que a aplicação da etapa (b) ocorre de tal maneira que, após a aplicação, o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam um ângulo, que é diferente de zero.

[0054] Em uma modalidade, os comprimentos de onda são de tal maneira selecionados, que o primeiro comprimento de onda é menor do que o segundo comprimento de onda.

[0055] Na etapa (a) pode ser disponibilizada uma fibra texturizada, como é conhecida do estado atual da técnica. A fibra texturizada pode também ser produzida por processos, que são conhecidos do estado atual da técnica.

[0056] Em uma modalidade, a texturização da membrana de fibra oca disponibilizada na etapa (a) é então produzida pelo fato de que uma membrana de fibra oca sem texturização é atravessada por ao menos duas rodas dentadas girando em sentido contrário. A forma dos dentes das rodas dentadas, as distâncias de dentes vizinhos entre si bem como a altura dos dentes são então de tão maneira selecionadas que são ajustadas a desejada forma de onda da primeira onda, o desejado primeiro comprimento de onda e a desejada primeira amplitude.

[0057] Na etapa (b) então sobre essa fibra texturizada, que foi disponibilizada na etapa (a), é aplicada uma outra texturização.

[0058] De preferência então, na etapa (b) a membrana de fibra oca da etapa (a) é guiada por ao menos duas rodas dentadas girando em sentido contrário. Os eixos de rotação das rodas dentadas não são alinhados perpendiculares ao primeiro plano de oscilação da membrana de fibra oca disponibilizada a etapa (a), isto é, de preferência as rodas dentadas texturizadoras são dispostas paralelas entre si.

[0059] Surpreendentemente se verificou que, com disposição paralela das rodas texturizadoras das primeira e segunda etapas o plano de oscilação de uma membrana de fibra oca ondulada após uma primeira etapa da ondulação executa uma rotação, quando é enfiada no texturizador da segunda etapa. Nessa disposição, o plano de oscilação da membrana de fibra oca depois da primeira etapa executa uma rotação de 90oC, para ser enfiada na segunda etapa. Esse efeito é tanto mais intenso quanto mais curto for o comprimento de onda gerado na primeira etapa.

[0060] A forma dos dentes das rodas dentadas, as distâncias de rodas vizinhas e a altura dos dentes são então de tal maneira selecionadas que são ajustadas a desejada forma de onda da segunda onda bem como o desejado segundo comprimento de onda e a desejada segunda amplitude.

[0061] Naturalmente, também pode ser selecionado um ajuste de tal maneira que se formem ângulos, que divirjam de um ângulo de 0o. Também é possível uma disposição com um ângulo de 90o.

[0062] Ademais, de acordo com a invenção, os comprimentos de onda da primeira e da segunda onda são, de preferência, de tal maneira selecionados que o primeiro comprimento de onda é mais curto do que o segundo comprimento de onda.

[0063] A figura 1 mostra, esquematicamente, um processo para produção das fibras ocas de acordo com a invenção. Uma fibra oca, que apresenta uma primeira texturização em forma de uma primeira onda, que é caracterizada por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda, é guiada por ao menos duas rodas dentadas girando em sentido contrário (em direção da seta), sendo que os eixos de rotação D das rodas dentadas não ficam alinhados perpendiculares ao primeiro plano de oscilação, mas sim paralelos. Sobre a membrana de fibra oca é então aplicada uma segunda texturização, que é caracterizada por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda. A aplicação da etapa (b) ocorre então de tal maneira que, após a aplicação, o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam um ângulo, que é diferente de zero. Na figura 1 o ângulo deve importar em cerca de 90o. Os comprimentos de onda são de tal maneira selecionados que o primeiro comprimento de onda é mais curto do que o segundo comprimento de onda.

[0064] Para a aplicação de uma texturização, a membrana de fibra oca pode ser disponibilizada em uma forma como descrita no estado atual da técnica, portanto, por exemplo, plastificada por solvente. As ondas podem então ser fixadas na medida em que o solvente é evaporado.

[0065] Por outro lado, também é possível aquecer as rodas dentadas usadas para a aplicação da texturização de modo que a membrana de fibra oca é termicamente deformada.

[0066] Figura 2 mostra esquematicamente a produção de uma fibra oca, que é disponibilizada na etapa (a), sendo a texturização dessa fibra de tal maneira produzida que uma membrana de fibra oca essencialmente linear é atravessada por duas rodas dentadas girando em sentido contrário (em direção da seta). Os eixos de rotação se situam aí perpendiculares ao plano de oscilação da fibra oca texturizada formada, que apresenta a primeira texturização em forma uma primeira onda, que é caracterizada por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda.

[0067] Como representado esquematicamente nas figuras 1 e 2, os comprimentos de onda da primeira e da segunda texturização, sendo que a da segunda texturização deve ser maior do que a da primeira texturização, podem ser ajustados pela forma dos dentes das rodas dentadas, pela distância de dentes vizinhos entre si e também pela altura dos dentes.

[0068] As fibras ocas da presente invenção podem, segundo processos conhecidos, ser processadas para um feixe. Esses processos conhecidos preveem, por exemplo, o corte certo das fibras ocas para um determinado comprimento. As fibras ocas podem então ser formadas para um feixe, sendo as extremidades das fibras seladas com resinas apropriadas, como poliuretanas, para a fixação.

[0069] A produção do fio de membrana de fibra oca em si pode decorrer segundo um conhecido processo de fiação com inversão de fases. A seguir serão indicados parâmetros típicos para um processo de fiação de uma membrana de fibra oca. Essas condições levam a membranas de fibra oca segundo a presente invenção, mas não devem ser entendidas como limitativas.

[0070] Os dados “%” a seguir são todos dados de percentagem em peso.

[0071] Para tanto, é preparada uma massa de fiação consistindo, por exemplo, em 16 a 18 % de polissulfona, 3 a 6 % de polivinilpirrolidona e 76 a 81 % de dimetilacetamida e temperada a 30oC a 60oC. A massa de fiação é extrudada juntamente com um meio de precipitação consistindo em 25 - 40 % de água e 60 - 75 % de dimetilacetamida por um correspondente bocal anular. A massa de fiação é então extrudada por uma fenda anular juntamente com o meio de precipitação, que sai por uma abertura central circular do bocal de fiação. A fenda anular pode apresentar uma largura de fenda típica e 30 a 50 μm e um diâmetro interior de 150 a 300 μm.

[0072] O fio de fiação assim obtido pode ser conduzido por uma fenda de ar com um valor de umidade relativo de 40 a 100 %, de preferência, 80 a 100 % e um comprimento de 100 a 800 mm, de preferência, de 200 a 600 mm. Em seguida, o fio de fiação é introduzido em um banho de precipitação de água temperado, por exemplo, a 60oC a 80oC e coagulado. A membrana de fibra oca assim obtida é lavada com água a temperaturas de 60oC a 90oC. Em seguida, a membrana de fibra oca é seca a temperaturas de 100oC a 150oC por 1 a 10 minutos.

[0073] O diâmetro da membrana de fibra oca assim obtida e a espessura de parede da membrana podem ser adaptados pela taxa de extrusão da massa de fiação e do meio de precipitação interior. Amplitudes de lúmen típicas de membranas de fibras oca assim obtidas se situam entre 150 e 350 μm. Espessuras de parede típicas dessas membranas de fibra oca podem importar em 30 a 50 μm.

[0074] Em seguida ao processo de fiação descrito, a primeira e a segunda texturizações são prensadas sobre a membrana de fibra oca pelos correspondentes texturizadores.

[0075] Parece fundamental que a primeira impregnação de onda enrijeça a membrana de fibra oca no plano de oscilação da onda em tal medida que, quando da passagem para a 2a etapa de texturização, ocorre uma dobragem para baixo da membrana de fibra oca em forma de onda.

[0076] Verificou-se que o alinhamento de ambos os planos de oscilação pode depender dos comprimentos de onda das primeira e segunda ondas. Por isso, em determinadas modalidades, há também uma rotação do plano de oscilação, que pode assumir valores de ângulo de 70o a 110o.

[0077] Assim, em um quarto aspecto, a invenção se refere a um feixe apresentando fibras ocas como definido no primeiro ou segundo aspecto, ou produzidas fibras ocas segundo um processo como definido no terceiro aspecto.

[0078] As fibras ocas da presente invenção podem ser usadas para fins de filtragem. Para tanto são dispostas de maneira típica em um alojamento, de preferência, em forma de um feixe.

[0079] Especialmente exibem feixes de fibras ocas de fibras como definidas no primeiro aspecto uma compressão maior do que feixes de membrana de fibra oca convencionais consistindo em fibras ocas retas ou com ondulação simples. O termo “compressão” designa uma medida para um poder de recuperação que um feixe apresenta quando é comprimido.

[0080] Fibras, como definidas no primeiro aspecto, tendem a assumir um espaço maior no feixe de fibras oca do que fibras convencionais retas ou de ondulação simples. Com igual número de fibras e iguais dimensões de alojamento é preciso, assim, uma força maior para formar as fibras em um alojamento cilíndrico de um módulo de filtro do que é o caso com fibras de ondulamento simples. Entende-se então por moldagem o deslocamento ou retirada para fora de um feixe de fibras oca do ambiente cilíndrico envolvendo o feixe de fibras oca, por exemplo, um alojamento de dialisador, ou uma folha de envoltório.

[0081] Feixes de membrana de fibra oca com tal elevada compressão, que são cortadas na medida em segmentos de feixe depois do processo de enfeixamento então usual, apresentam a vantagem de arestas de corte mais uniforme do que se observa em arestas de corte de feixes de membrana de fibra oca de ondulação simples. Isso é importante especialmente quando da selagem das extremidades de fibra com uma massa de selagem. Um processo típico para a selagem das extremidades de fibra de feixes de fibra oca é descrito, por exemplo, na DE 10 2006 021 066 A1. Segundo ele, quando da selagem das extremidades de fibra de um feixe de membrana de fibra oca é usado, por exemplo, um pré-polímero de poliuretano líquido. Com tais processos a massa de selagem penetra na região extrema do feixe de fibras e após endurecimento do pré- polímero fixa as extremidades de fibra em sua posição. Isso conduz a assim chamadas “cunhas de selagem”. A desvantagem é que uma parte da fibra é deslocada de sua posição. Isso pode levar a produção ulterior a módulos de filtro inutilizáveis. Verificou-se que a moldagem dessas cunhas de selagem diminui quando a aresta de corte do feixe de membrana de fibra oca pode ser produzida mais uniforme.

[0082] Um outro efeito positivo da texturização de acordo com a invenção da membrana de fibra oca reside em uma distribuição mais uniforme das fibras dentro do feixe de fibras. Graças a um distanciamento mais uniforme das fibras, as fibras no feixe de fibras ocas tendem menos a se agrupar para assim chamadas meadas. Zonas dessas meadas são fibras individuais não livremente enxaguáveis sob condições de filtragem. A moldagem de meadas está então sempre associada a uma redução da capacidade de filtragem do módulo de filtro. No presente caso, pela texturização dupla de acordo com a invenção e pela distribuição mais uniforme das fibras a isso associada, pôde ser obtido um aperfeiçoamento da filtragem.

[0083] Assim, a invenção refere-se, em um quinto aspecto, a um dispositivo de filtro apresentando um alojamento e um feixe disposto nesse alojamento, como definido no quarto aspecto.

[0084] De preferência, o dispositivo de filtro é um dialisador de fibra oca para a hemodiálise.

[0085] Em geral, contudo, a membrana de fibra oca como definida como no primeiro aspecto ou segundo aspecto ou a membrana de fibra oca produzida por um processo como definido no terceiro aspecto ou o feixe como definido no quarto aspecto ou o dispositivo de filtro como definido no quinto aspecto pode ser usado não apenas para a diálise de sangue, mas sim para qualquer separação de fluido.

[0086] Por conseguinte, em um sexto aspecto, a invenção se refere também ao uso de uma membrana de fibra oca como definida ou produzida no primeiro aspecto ou segundo aspecto, como definida no terceiro aspecto, ou o uso de um feixe como definido no quarto aspecto, ou o uso de um dispositivo de filtro como definido no quinto aspecto, para a separação de fluido.

EXEMPLOS

[0087] Como medida para a capacidade de filtragem de dialisadores serviu o assim chamado valor de clearance, que foi determinado como a seguir descrito. Valores de clearance de feixes de fibras ocas de acordo com a invenção foram medidos segundo prescrições da norma DIN EN ISO 8637. Respectivamente a concentração de entrada e saída de uma determinada substância condutora durante uma diálise simulada em um dialisador, que é formado de feixes de fibras ocas, é medida e calculado o clearance em correspondência à fórmula:

CI Clearance [ml/min] OB taxa de fluxo no lado do sangue [ml/min] OF fluxo de filtrado [ml/min] Cβ.in concentração de entrada lado do sangue Cβ.out concentração de saída lado do sangue

[0088] No total foram determinados em 10 módulos de filtro os valores de clearance e divididos os valores obtidos.

[0089] A medição de clearance foi realizada como segue: Um dialisador foi produzido por moldagem do feixe de fibras ocas a ser examinado, na medida em que as extremidades de fibra foram seladas no lado extremo no alojamento do dialisador. A selagem no lado extremo separou o dialisador em dois compartimentos de fluxo, um compartimento de fluxo do lado do sangue, que compreende os compartimentos ocos das fibras, e um compartimento de fluxo do lado do dialisado, que compreende o compartimento envolto pelas fibras.

[0090] O dialisador apresentou do lado do sangue uma porta de acesso e uma porta de saída, para introduzir líquido no interior da fibra e descarregar na outra extremidade das fibras. Além disso, o dialisador apresentou do lado do dialisado uma porta de acesso e uma porta de saída, para deixar fluir o líquido do lado do dialisado ao longo das fibras.

[0091] Para a realização da medição de clearance ao lado do dialisado foi enxaguado com uma solução de cloreto de potássio aquosa a 1% a 37oC com uma taxa de fluxo de 500 ml/min. O lado do sangue foi atravessado em fluxo com o líquido de teste temperado a 37oC com uma taxa de fluxo de 300 ml/min.

[0092] No caso da medição de clearance de sódio, foi usado como líquido de teste uma solução de cloreto de sódio de 154 mmol/l. No caso da medição de clearance de vitamina B12 foi usada uma solução de teste de 36,07 μmol/l. Após 10 fluxos de passagem de 10 minutos de ambos os lados de fluxo com os líquidos, a concentração do analisado foi determinada na saída do lado de sangue e na saída do lado de dialisado.

[0093] Para a medição da força de moldagem serve um feixe de fibras, que é incluído em uma folha de HDPE como corpo de teste. O feixe de membrana de fibra oca inserido na folha assume então uma forma cilíndrica.

[0094] O feixe de fibras é em seguida retirado do envoltório de folha, de modo que o feixe de fibras ocas ultrapassa livremente o envoltório de folha em 2 cm. Com auxílio de uma tira adesiva, a extremidade de feixe livre é enrolada e fixada a uma unidade de alojamento de um aparelho de medição de tração. A extremidade de feixe assim alojada apresenta então o mesmo diâmetro que o feixe inserido na folha. O feixe de fibras preparado dessa maneira é posicionado horizontalmente sobre uma mesa de teste. A folha é fixada com correspondentes dispositivos de retenção.

[0095] Com auxílio do aparelho de medição de tração foi o feixe de fibras extraído do invólucro de folha. A velocidade de tração importou em 1 cm/seg. Depois que 50 % do comprimento do feixe de fibras havia sido extraído do invólucro de folha, o valor de força da operação de moldagem foi recebido no aparelho de medição de tração. O valor de força assim medido indicou o poder de moldagem do feixe de fibras.

Exemplo 1

[0096] Em um alojamento de filtro F60S usual no comércio, da Firma Fresenius Medical Care, foi formado um feixe de fibras de acordo com a invenção com texturização dupla. Especificações do número de fibras, área de membrana ativa, diâmetro de fibra, espessura de parede da membrana de fibra oca e comprimento da membrana de fibra oca no alojamento do dialisador estão mostradas na Tabela 1. As fibras do feixe de membrana de fibras ocas de acordo com a invenção apresentavam uma primeira texturização com um comprimento de onda de 3 mm e uma segunda texturização com um comprimento de onda de 30 mm. Os planos de oscilação de ambas as texturizações se encontravam a um ângulo de 90o entre si.

[0097] Os valores de clearance para sódio e vitamina B12 foram determinados pelo método anteriormente descrito. O clearance de sódio importou em 253 ml/min. O clearance de vitamina B12 importou em 135 ml/min.

Exemplo de comparação 1

[0098] Fibras do exemplo de comparação foram obtidas pelo mesmo processo de fiação que as fibras do exemplo de execução. Dimensões de fibra e estrutura de poros eram, portanto, idênticas àquelas das fibras do exemplo de execução. As fibras do exemplo de execução foram providas em seguida de uma texturização simples com um comprimento de onda de 30 mm. As fibras foram reunidas para feixes e moldadas e seladas pelo mesmo processo do exemplo 1 em um alojamento de filtro F60s usual no comércio da Firma Fresenius Medical Care.

[0099] Os valores de clearance para sódio e vitamina B12 foram determinados pelo método anteriormente descrito. O clearance de sódio importou em 238 ml/min. O clearance de vitamina B12 importou em 127 ml/min. Tabela 1

Exemplo 2

[00100] Para a medição da força de moldagem foram produzidos feixes de fibras consistindo de 16896 fibras com 280 mm de comprimento. O diâmetro interno de fibra importou em 183 μm e a espessura de parede das fibras importou em 38 μm. As fibras foram engastadas em uma folha de HDPE para um feixe cilíndrico com 41,4 mm de diâmetro. A força de moldagem foi determinada segundo o método anteriormente descrito. A força de moldagem foi medida em respectivamente 30 feixes de fibras com texturização dupla de acordo com a invenção com um primeiro comprimento de onda de 7 mm e uma amplitude de 0,4 mm e um segundo comprimento de onda com uma amplitude de 3,5 mm.

[00101] Para a comparação, foi medida em 30 feixes de fibras a força de moldagem, que se distinguia dos feixes de fibras apenas pelo tipo da texturização. As fibras apresentavam uma texturização simples com um comprimento de onda de 30 mm e uma amplitude de 3,5 mm.

[00102] De 30 medições foi encontrada para os feixes de fibras de acordo com a invenção uma força de moldagem média de 4,2 N. Para os feixes de fibras com as fibras de texturização simples foi encontrada uma força de moldagem média de 3,4 N para feixes de fibras.

Claims

1. Membrana de fibras ocas apresentando uma primeira texturização em forma de uma primeira onda, que se caracteriza por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda, e uma segunda texturização em forma de uma segunda onda, que se caracteriza por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda, caracterizada pelo fato de que o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam um ângulo, que é de 70° a 110°, em que a primeira texturização e a segunda texturização consistem em formas de onda periódicas, e em que o primeiro comprimento de onda e o segundo comprimento de onda são diferentes um do outro.

2. Membrana de fibras ocas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ângulo é de 85o a 95o.

3. Membrana de fibras ocas, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o ângulo é de 90o.

4. Membrana de fibras ocas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o comprimento de onda da primeira onda é de 3 a 15 mm.

5. Membrana de fibras ocas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o comprimento de onda da segunda onda é de 20 a 50 mm.

6. Membrana de fibras ocas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a primeira onda tem uma primeira amplitude dentro da faixa de 0,2 a 0,6 mm.

7. Membrana de fibras ocas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a segunda onda tem uma segunda amplitude dentro da faixa de 2,0 a 6,0 mm.

8. Membrana de fibras ocas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a primeira onda e a segunda onda são em forma de senoide.

9. Processo para produção de uma membrana de fibras ocas, conforme definido em qualquer umas reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos as etapas (a) e (b): (a) disponibilização de uma membrana de fibras ocas, que tem uma primeira texturização em forma de uma primeira onda, que se caracteriza por um primeiro plano de oscilação e um primeiro comprimento de onda; (b) aplicação de uma segunda texturização sobre a membrana de fibras ocas disponibilizada na etapa (a) em forma de uma segunda onda, que se caracteriza por um segundo plano de oscilação e um segundo comprimento de onda; sendo que a aplicação da etapa (b) ocorre de tal maneira que, após a aplicação, o primeiro plano de oscilação e o segundo plano de oscilação formam um ângulo, que é de 70° a 110°, em que o primeiro comprimento de onda e o segundo comprimento de onda são de tal maneira selecionados, que o primeiro comprimento de onda é menor do que o segundo comprimento de onda, e a membrana de fibra oca da etapa (a) é guiada por ao menos duas rodas dentadas girando em sentido contrário na etapa (b), sendo que os eixos de rotação das rodas dentadas não são alinhados perpendiculares ao primeiro plano de oscilação.

10. Feixe caracterizado pelo fato de que compreende membranas de fibras ocas conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

11. Dispositivo de filtro, especialmente um dialisador de fibras ocas para a hemodiálise, caracterizado pelo fato de que compreende um alojamento e um feixe, conforme definido na reivindicação 10, e é disposto no referido alojamento.

12. Uso de uma membrana de fibras ocas, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, ou uso de um feixe, conforme definido na reivindicação 10, ou uso de um dispositivo de filtro, conforme definido na reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ser para a separação de fluido.