DE2704600A1 - Permselektive, asymmetrische membran mit heteroporoeser struktur auf basis von polyamid - Google Patents
Permselektive, asymmetrische membran mit heteroporoeser struktur auf basis von polyamidInfo
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Description
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- Permselektive, asymmetrische Membran mit heteroporöser Struk-
- tur auf Basis von Polyamid Die Erfindung bezieht sich auf eine permselektive, asymmetrische Membran auf Basis von Polyamid, auf Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Geräten zur Durchführung der Hämodiafiltration.
- Asymmetrische Membranen zeigen eine Gesamtdicke von 100 bis 500 Mikron. Ihre Struktur besteht aus einem relativ dicken, hochporösen Unterbau und einer extrem dünnen Haut von 0,1 bis 5 Mikron an der Oberseite. Diese Haut ist die eigentliche permselektive Membran, während die grobe, hochporöse Unterstruktur nur zur Stützung der Haut dient und selbst weder selektive Eigenschaften aufweist noch dem Filtratfluß einen nennenswerten hydrodynamischen Widerstand entgegensetzt.
- Die Hämodiafiltration ist ein bekanntes Verfahren zur Entgiftung des Blutes, d.h. zur Entfernung von selbst in geringer Konzentration vorhandenen toxischen Metaboliten und überschüssigem Wasser.
- Unter Metaboliten sind diejenigen Bestandteile der lebenden Zelle zu verstehen, die den normalen Ablauf der Stoffwechselreaktionen steuern, sowie Stoffwechselprodukte, die im menschlichen oder tierischen Organismus gebildet oder abgebaut werden, z.B. Harnstoff, Proteine, Kohlehydrate und Elektrolyte, wie z.B. Natrium- oder Kaliumsalze.
- Bei der Durchführung der Hämodiafiltration erfolgt die Trennung mit permselektiven, d.h. selektiv durchlässigen Membranen.
- Dieses Verfahren arbeitet mit einer einstellbaren Druckdifferenz als treibender Kraft. Die toxischen Metabolite und überschüssiges Wasser werden aufgrund eines an der Membran anliegenden Druckgradienten und der resultierenden konvektiven Strömung rascher aus dem Blut eliminiert und abtransportiert, als dies durch die herkömmliche Hämodialyse möglich wäre. Für diese konvektive Strömung sind allerdings Membranen erforderlich, die eine relativ stabile Porenstruktur besitzen, welche durchgehenden Kapillaren ähnelt und unter Druck wenig kompressibel ist. Diese stationären Poren bzw. Kapillaren bilden für konvektive Strömungen einen geringeren Transportwiderstand als eine gelartige, homogene Porenstruktur. Membranen mit stabiler Porenstruktur werden auch makroporös oder heteroporös bezeichnet. Bei der Hämodialyse erfolgt der Abtransport der toxischen Metabolite und von überschüssigem Wasser Uber langsamere Lösungs- und Diffusionsvorgänge. Hierbei befindet sich zu beiden Seiten der Membran eine wäßrige Lösung (Blut bzw. Spülflüssigkeit), so daß die Entfernung toxischer Metabolite und überschüssigen Wassers vor allem vom Konzentrationsgradienten in beiden Lösungen abhängt, wodurch wiederum die Aufnahme dieser Stoffe in der Membran und deren Diffusion durch die Membran bestimmt werden.
- Bei der Hämodiafiltration hingegen werden alle Substanzen, deren Größe unterhalb der Trenngrenze der permselektiven Membran liegt, als Ultrafiltrat im ähnlichen Konzentrationsverhältnis wie im Blut abgepreßt.
- Die Hämodiafiltration zeigt zwar gegenüber der Hämodialyse verschiedene Vorteile, wie die rasche Behandlungsmöglichkeit chronisch Nierenkranker und die Entfernung toxischer Metabolite bei geringster Konzentration; doch konnte sich dieses Verfahren noch nicht durchsetzen, da die bisher bekannten Membranen nicht allen Erfordernissen gerecht werden.
- Die Arbeitsweise der Hämodiafiltration, bei der im Gegensatz zur Hämodialyse ein Druck bis zu 700 mm Hg auf die Membran ausgeübt wird, stellt an die Membran hohe Anforderungen. Um eine ausreichende Betriebssicherheit zu gewährleisten, muß die Membran eine hohe Naßfestigkeit aufweisen, ohne daß eine zusätzliche Verstärkung in die Membran eingearbeitet oder eine stützende Unterlage vorhanden ist. Eine Verstärkung, die in die Membran eingearbeitet ist, hätte den Nachteil, daß die wirksame Membranfläche verringert wäre, während eine stützende Unterlage eine zu dicke Membran ergäbe. Ferner ist zu berücksichtigen, daß jede Verstärkung bzw. Stützung der Membran einen zusätzlichen Aufwand an Material bedeuten und zusätzliche Verfahrensschritte bei der Membranherstellung notwendig machen würden.
- Die Naßdicke der besonders vorteilhaften selbsttragenden Membran, d.h. ihre Dicke in wäßriger Lösung und in Blut, muß außerdem aufgrund apparativer Erfordernisse unter 100 Mikron liegen; nur dann ist in den zur Verfügung stehenden Diafiltrationsgeräten ein optimales Blutströmungsprofil gewährleistet. Eine Verringerung der Naßdicke auf Werte unter 100 Mikron, insbesondere unter 90 Mikron, führt jedoch bei den meisten selbsttragenden Membranen zu einer ungenügenden Naßfestigkeit. Ferner ist die Auswirkung dieser Verringerung auf die Ultrafiltrationsleistung und auf die Molekulargewichtsausschlußgrenze sowie auf andere Eigenschaften gewöhnlich negativ oder zumindest nicht abzusehen.
- Was die Ultrafiltrationsleistung und die Molekulargewichtsausschlußgrenze betrifft, müssen auch in dieser Hinsicht bestimmte Werte von der Membran eingehalten werden. Ist die U1-trafiltrationsleistung für Wasser zu klein, so muß eine allzu große Membranfläche zur ausreichend schnellen Wasserentfernung eingesetzt werden. Bei einer zu großen Ultrafiltrationsleistung ist die Eliminierung des Wassers zu rasch, was zu schwerwiegenden Symptomen des Disäquilibriums führt und nur durch aufwendige Regulationsmaßnahmen kompensiert werden kann.
- Die Molekulargewichtsausschlußgrenze sollte möglichst einen Bereich umfassen, in dem einerseits die Entfernung kleinerer makromolekularer Metabolite möglich ist und andererseits die Verluste an größeren lebensnotwendigen Proteinen, insbesondere an Serumalbumin, unter 0,7 g/l im Permeat gehalten werden. #erner müßte eine optimale Membran aus einer möglichst geringen Anzahl von Komponenten bestehen, insbesondere möglichst nur aus einem einzigen Polymeren herstellbar sein, was den Herstellungsprozeß stark vereinfachen würde.
- Die Membran muß ferner frei von toxischen Rückständen und blutverträglich sein; sie muß daher aus reinsten Bestandteilen hergestellt werden können, und eventuell eingesetzte nichtpolymere Anteile müssen gut mit Wasser extrahierbar sein.
- Ein weiteres Erfordernis an das Membran bildende Polymere ist eine relativ geringe Wasseraufnahme; ein gering hydratisiertes Polymeres bildet die für die Membran erforderliche stabile Por#enstruktur, die durchgehenden stationären Kapillaren ähnelt.
- Nur dann wird eine Kompressior der Membran unter dem bei der Diafiltration auftretenden Druck vermindert. Eine derartige Membran erleichtert auch die Herstellung einer Trockenmembran, d.h. einer trocken lagerfähigen Membran, wobei Weichmacher nur in geringer Menge oder überhaupt nicht zugesetzt werden müssen, ohne daß die Membraneigenschaften verloren gehen oder wesentlich verschlechtert werden. Im Gegensatz zu einer Membran aus einem stark hydratisierten Polymeren, die eine gelartige, wenig stabile Porenstruktur aufweist, hätte eine solche Membran aus einem gering hydratisierten Polymeren weiterhin die für die Hämodiafiltration vorteilhafte Eigenschaft, daß beim Trocknen der Membran die für eine konvektive Strömung erforderlichen stationären Poren bzw. Kapillaren erhalten blieben, so daß eine gute Reproduzierbarkeit der Permeationseigenschaften der Membran gewährleistet wäre.
- Eine optimal für die Hämodiafiltration geeignete Membran muß ferner im trockenen Zustand noch eine hohe Flexibilität aufweisen, um eine sichere Verarbeitung und Bestückung der Geräte zu ermöglichen. Außerdem hätte eine Membran aus einem thermoplastischen Material den Vorteil der Schweißfähigkeit, so daß sich hieraus neue Anwendungsgebiete ergeben könnten.
- Die Gesamtheit all dieser vorteilhaften Eigenschaften weist bisher keine der bekannten Membranen auf.
- So zeigen beispielsweise Celluloseacetat (NTIS Report PB-22 50 69) oder Polyacrylnitril (DT-AS 21 45 183) als Basismaterial von Membranen für die "künstliche Niere" eine unerwünscht hohe Wasseraufnahme und die damit verbundenen Nachteile. Eine geringere Wasseraufnahme zeigen zwar Membranen aus Polysulfon (DT-AS 22 28 537) oder aromatischem Polyamid oder Polyimid (DT-AS 23 42 072), doch bestehen hier Probleme wegen ihrer Naßfestigkeit, ihrer Verarbeitung und hohen Herstellungskosten.
- Oberraschenderweise wurde gefunden, daß eine permselektive asymmetrische Membran mit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen alle diese aufgezeigten Erfordernisse erfüllt.
- Gegenstand der Erfindung ist somit eine permselektive, asymmetrische Membran mit heteroporöser Struktur auf Basis von Polyamid. Ihr kennzeichnendes Merkmal besteht darin, daß sie aus einem Polyamid besteht, das eine Vielzahl von Gruppierungen der allgemeinen Formel aufweist, wobei in der Formel R1 ein Wasserstoffatom und R2, R3 und R4 eine niedrige Alkylgruppe oder R3 ein Wasserstoffatom und R1, R2 und R4 eine niedrige Alkylgruppe bedeuten, eine Ultrafiltrationsleistung von 1 10 4 bis 15 10 4 cm/sec ~ bar (20°C), eine Dicke von kleiner als 100 Mikron und eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von 30.000 bis 60.000 Dalton zeigt.
- Die niedrige Alkylgruppe ist vorzugsweise eine Methyl- oder Athylgruppe.
- Das erfindungsgemäße, Membran bildende Polymere ist insbesondere ein Polykondensat aus Terephthalsäure und aus einer 1 : 1-Isomerenmischung von 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin. Dieses Polyamid ist beispielsweise in "Kunststoffe", 56, 542 (1966) beschrieben.
- Die Membran ist asymmetrisch und selbsttragend. Für spezielle Diafiltrationsgeräte, beispielsweise in denen spulenförmig aufgerollte Membranen eingesetzt werden, kann die Membran jedoch auch mit einer stützenden Unterlage eine Einheit bilden oder ein eingearbeitetes Verstärkungsgewebe oder -netz enthalten. Bei einer Dicke der in einer dünnen Schicht ausgebildeten Membran in feuchtem oder trockenem Zustand von weniger als 100 Mikron, selbst bei Werten zwischen 40 und 90 Mikron zeigt die Membran ausreichende Naßfestigkeit. Sie kann auch die Form eines Hohlrohrs aufweisen. Der mit einem Berstdruckprüfer (Nr. 820, Bauart Schopper der Fa. K. Frank GmbH, Mannheim, Deutschland) bei 200C gemessene Berstdruck liegt bei 210 bis 390 mm Hg. Die Membran ist im trockenen Zustand beispielsweise mit einem Wärmekontaktgerät schweißfähig, wobei die Schweißtemperatur bei etwa 190 bis 2500C liegt. Die Ultrafiltrationsleistung bei der Ultrafiltration von Wasser wird in einer zylindrischen Rührzelle (500 Umdrehungen/Minute, Volumen 350 ml) bei einer Membranfläche von 43 cm2, einem Druck von 0,1 bar und 200C gemessen. Die erhaltenen Werte, d.h. Permeat (cm3) pro Zeiteinheit (sec), Druck (bar) und Membranfläche (cm2) liegen zwischen 1 ~ 10 4 und 15 ~ 10 4. Das Rückhaltevermögen gegen Dextran 20.000 und Dextran 70.000 der Fa. Pharmacia, Uppsala, Schweden, wird in einer zylindrischen Rührzelle (500 Umdrehungen/Minute, Volumen 350 ml) gemessen. Die Membranfläche ist 43 cm2, der Druck beträgt 0,1 bar, die Temperatur 200C. Das Rückhaltevermögen R ist definiert als C1 - C2 R = . 100% C1 C1 ist die Konzentration der Dextran 20.000- bzw.
- Dextran 70.000-Lösung in Wasser gleich 1 Gew.-% und C2 die Konzentration von Dextran 20.000 bzw. Dextran 70.000 im Permeat. Für Dextran 20.000 wurden Werte zwischen 10 und 30% und für Dextran 70.000 Werte zwischen 60 und 90% ermittelt. Die Molekulargewichtsausschlußgrenze beträgt 30.000 - 60.000 Dalton. Diese Messungen wurden mit verschiedenen Proteinen mit definiertem Molekulargewicht durchgeführt.
- Die Proteinverluste bei der Diafiltration von Blut sind kleiner als 0,5 g/l Dialysat, die Albuminverluste kleiner als 0>1 g/l Dialysat. Diese Werte wurden mit einer Standarddialysezelle bei 0,1 bar und 370C ermittelt, die Fließgeschwindigkeit des Blutes war 200 ml/Minute, das Dialysat wurde mit 500 ml/Minute an der Membran vorbeigeführt. Die Standarddialysezelle wird von O.B. Lang und D.P. Stokesberry in CFSTI Rep. No. PB 17 96 69 ("Development of Standard Test Methods for Hemodialyses Membranes", Washington, Juli 1968) beschrieben.
- Die Reproduzierbarkeit der Ultrafiltrationsleistung liegt pro Charge bei etwa 10% und die der Molekulargewi.chtsausschlußgrenze bei etwa + 6.000 Dalton.
- Die chemische Reinheit der Membran entspricht der Blutbeutelnorm nach DIN 58 361. Die Membran zeigt keine Toxizität oder Hämolyse; dies wurde nach DIN 58 366, Blatt 2, beurteilt.
- Gegenstand der Erfindung ist ferner das in den Ansprüchen gekennzeichnete Verfahren zur Herstellung einer permselektiven, asymmetrischen Membran mit heteroporöser Struktur auf Basis von Polyamid.
- Auf eine fortlaufende Trägerbahn mit möglichst glatter Oberfläche, die beispielsweise aus einer mit PTFE überzogenen Kunststoffolie oder einem Metallband, insbesondere aus poliertem Edelstahl, besteht, wird eine Lösung aufgebracht.
- Diese Lösung besteht aus polarem organischem Lösungsmittel, wie z.B. N-Methyl-pyrrolidon, Dimethylacetamid oder Dimethylsulfoxid, oder einem Lösungsmittelgemisch, zwischen 20 und 30 Gew.-% des obengenannten Polyamids und gegebenenfalls einem oder mehreren wasserstoffbrückenbildenden Salzen und/oder wasserstoffbrückenbildenden, polaren organischen Polymeren. Die Salze sind beispielsweise Magnesiumhalogenid, wie Magnesiumchlorid, Lithiumhalogenid, wie Lithiumchlorid, Magnesium- oder Lithiumnitrat. Das zusätzliche Polymere ist beispielsweise Polyvinylpyrrolidon oder Celluloseäther. Dieses Salz bzw.
- Salzgemisch bzw. Polymere liegt in einer Menge von 0 bis 2 Gew.-% vor. Die chemische Zusammensetzung des membranbildenden Polyamids wurde bereits oben erläutert.
- Zur Lösung des Polyamids und des Salzes wird das Gemisch 6 bis 15 Stunden bei erhöhter Temperatur unter Rühren erhitzt. Die erhaltene Lösung zeigt eine Viskosität von 10.000 bis 55.000 cp bei 20°C.
- Die Naßschichtdicke, mit der die Lösung, beispielsweise aus einem Gießkopf, auf die bewegte Trägerbahn aufgebracht wird, hängt ab von der Spaltbreite des Gießers, die zwischen 100 und 400 Mikron variieren kann.
- Der Vordruck auf den Behälter der Lösung beträgt 1 bis 3 bar.
- Die Beschichtung der Trägerbahn erfolgt vorzugsweise unter staubfreien Bedingungen, z.B. in einer Kammer mit laminarer Luftströmung bei 40 bis 80% relativer Feuchte und einer konstanten Temperatur, insbesondere zwischen 20 und 700C.
- Nach kurzer Verweildauer an der Luft erfolgt die Koagulation, vorzugsweise in einem Wasserbad bei 4 bis 25°C, insbesondere 14 bis 21°C. Die erhaltene selbsttragende Membran wird in einem weiteren Verfahrensschritt von der Trägerbahn entfernt. Dieser Vorgang kann im Koagulationsbad oder anschließend durch Abheben oder Abziehen erfolgen.
- Danach wird die Membran von anhaftendem Gemisch aus Lösungsmittel und Fällmittel in einem Waschprozeß befreit. Hierzu wird die Membran durch ein auf maximal 800C erwärmtes Bad, insbesondere Wasserbad, geführt, wodurch das Lösungsmittel nahezu völlig entfernt wird.
- Gegebenenfalls schließt sich eine Behandlung mit Weichmacher und/oder Konservierungsmittel, wie Formaldehyd, an. Man nimmt hierzu beispielsweise eine wäßrige Lösung, die bis zu 60 Gew.-% Glycerin enthält und eine Temperatur von 40 bis 850C aufweist, und arbeitet nach dem aus der DT-OS 24 56 174 bzw.
- US-PS 3 957 935 bekannten Prinzip. Danach erfolgt die Trocknung bei maximal 800C, wobei man beispielsweise ein Heißluftgebläse verwendet. Die zugeführte Heißluft kann 800C übersteigen, sofern die Membran nicht über diese Temperatur erhitzt wird. An- stelle eines eigenen Weichmacher- und/oder Konservierungsbades kann der Weichmacher und/oder das Konservierungsmittel im Wasserbad des vorhergehenden Waschprozesses gelöst sein.
- Abschließend wird die Membran auf die gewünschte Breite und Länge zugeschnitten. Während dieses Verfahren vorzugsweise mit einer endlosen Trägerbahn arbeitet, wird in einer Abwandlung des Verfahrens die Membran nicht von der Trägerbahn entfernt, sondern am Ende des Verfahrens gemeinsam mit der Trägerbahn aufgerollt, so daß Einrisse vermieden werden. Erst vor der erfindungsgemäßen Verwendung In der Hämodiafiltration wird dann die Membran von der Trägerbahn abgezogen.
- Weitere Abwandlungen des Verfahrens bestehen darin, die Membran erst nach dem Waschprozeß, nach dem Weichmacherbad oder nach dem Trocknungsprozeß von der Trägerbahn zu entfernen, wobei die Trägerbahn endlos ist oder aus einem Band besteht, das nach dem Entfernen der Membran aufgerollt wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele in Verbindung mit den Verfahrensschemata der Figuren 1 und 2 erläutert, ohne sich hierauf zu beschränken.
- Beispiel 1 29 Gew.-% des durch Polykondensation aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin (Verhältnis 1 : 1) und Terephthalsäure hergestellten Polyamids mit einer Dichte von 1,12 g/cm3 (DIN 53 479) und einer Wasseraufnahme von 40 mg (DIN 53 472) werden in reinem Dimethylsulfoxid zusammen mit 0,3 Gew.-X Lithiumnitrat bei 450C in einem Rührkessel innerhalb 15 Stunden gelöst und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösung weist eine Viskosität von 49.000 cp bei 200C auf.
- Die Lösung 7 wird, wie in Fig. 1 gezeigt, unter einem Vordruck von 1,5 bar durch einen Gießer 5 mit einem Spalt 6 (Spaltbreite 300 Mikron) auf ein Band 2 aus Kunststoff gegossen, das von der Rolle 1 abgezogen wird und über Rollen 3 in ein Fällbad 4 läuft und dort umgelenkt wird. Das Aufbringen erfolgt staubfrei mit laminarer Luftströmung bei 50% relativer Feuchte und einer konstanten Temperatur von 330C. Die beschichtete Trägerbahn 2 wird mit einer Geschwindigkeit von 11 m/Minute in ein Fällbad 4 mit Wasser von 190C geführt, wo die Koagulation des Polyamids stattfindet. Ober Umlenkwalzen 9 wird die Trägerbahn zusammen mit der Membran 14 durch eine Waschvorrichtung 8 mit Wasser von 750C und anschließend über Rollen 10 dem Trockner 11 zugeleitet, wo die Membran 14 bei 60 bis 700C getrocknet wird.
- Die Membran 14 wird am Ende des Trockners 11 von der Trägerbahn 2 abgezogen. Trägerbahn 2 und Membran 14 werden auf den Walzen 12, 13 getrennt aufgewickelt. Gegebenenfalls wird die Membran einer nicht dargestellten Zuschneidestation zugeführt.
- Dieses Verfahren kann auch mit einer endlosen Trägerbahn durchgeführt werden, wobei die Trägerbahn nicht auf die Walze 13 aufgewickelt wird, sondern erneut am Spalt 6 des Gießers 5 vorbeigeführt wird.
- Die erhaltene Membran zeigt eine Dicke von 70 Mikron, eine Ultrafiltrationsleistung von 1>1 cm/sec ~ bar, ein Rückhaltevermögen R gegen Dextran 20.000 von 25% und Dextran 70.000 von 86% sowie eine Molekulargewlchtsausschlußgrenze von ca. 39.000 +6.000 Dalton.
- Beispiel 2 25 Gew.-X des in Beispiel 1 genannten Polyamids werden in reinem Dimethylsulfoxid bei 600C zusammen mit 1 Gew.-% Lithiumchlorid innerhalb 12 Stunden gelöst. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur (20°C) zeigt die Lösung eine Viskosität von 40.000 cp.
- Die Lösung 7 wird, wie in Fig. 2 gezeigt, aus Spalt 16 (Spaltbreite 200 p) des Gießers 15 unter einem Vordruck von 1,5 bar auf ein über Rollen 17 umlaufendes hochpoliertes Edelstahlband 18 gegossen. Dieser Vorgang erfolgt unter staubfreien Bedingungen bei 60% relativer Luftfeuchte und 20°C. Das beschichtete Band 18 durchläuft das Fällbad 19, das mit Wasser von 150C als Fällmittel gefüllt ist. Die Membran 14 wird zwischen den Walzen 20 und 21 abgenommen und läuft über Rollen 22 durch das Waschbad 23, wo restliches Lösungsmittel mit Wasser einer Temperatur von 600C ausgewaschen wird, und durch einen Behälter 27 mit wäßriger, 30 Gew.-% Glycerin und 0,3 Gew.-X Formaldehyd enthaltender Lösung von 500C. Nach Behandlung mit Heißluft von 800C im Trockner 24 wird die Membran auf Walze 25 aufgewickelt oder einer nicht dargestellten Zuschneidestation zugeführt. Das umlaufende Band 18 wird mit der Trockenvorrichtung 26 von anhaftenden Lösungs- und Fällmitteln befreit. In einer Variation des Verfahrens wird das Band 18 nach dem Entfernen der Membran 14 durch das Fällbad 19 zurück zur Spalte 16 des Gießers 15 geführt. Dann wird es beispielsweise mit Abstreifern von restlichen Flüssigkeitsspuren befreit.
- Die erhaltene Membran zeigt eine Dicke von 50 Mikron, eine Ultrafiltrationsleistung von 4 ~ 10 4 cm/sec ~ bar, ein RUckhaltevermögen R gegen Dextran 20.000 von 19% und Dextran 70.000 von 79X sowie eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von 49.000 +6.000 Dalton.
- Beispiel 3 24 Gew.-% des in Beispiel 1 genannten Polyamids werden in reinem N-Methylpyrrolidon bei 700C zusammen mit 0,5 Gew.-X Polyvinylpyrrolidon innerhalb 10 Stunden gelöst. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur (22°C) zeigt die Lösung eine Viskosität von 35.000 cp. Die Lösung wird wie in Beispiel 2 aufgebracht und koaguliert. Die erhaltene Membran wird analog mit Glycerin lösung behandelt. Sie zeigt eine Dicke von 45 Mikron, eine U1-trafiltrationsleistung von 12 ~ 10## 4 cm/sec ~ bar, ein Rückhaltevermögen R gegen Dextran'20.000 von 14X und Dextran 70.000 von 61% sowie eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von 58.000 +6.000 Dalton.
- Die nach den aufgezeigten Verfahren erhaltenen selbsttragenden asymmetrischen Membranen zeigen bei einer Naßdicke von kleiner als 100 Mikron, selbst bei einer Naßdicke von kleiner als 90 Mikron, eine hohe Naßfestigkeit; sie lassen sich trocken lagern, sind frei von toxischen Rückständen und blutverträglich. Sie weisen hohe Flexibilität auch im trockenen Zustand auf und sind aufgrund des thermoplastischen Materials schweißfähig. Das Membran bildende Polymere besitzt ferner ein geringes Wasseraufnahmevermögen, so daß man keine gelartige Membran erhält, sondern eine Membran mit relativ stabiler Porenstruktur, d.h. mit heteroporöser Struktur. Die weiteren Eigenschaften dieser Membran wurden bereits oben beschrieben.
- Die Membran ist somit für die Verwendung in Geräten zur Durchführung der Hämodiafiltration besonders geeignet.
- Sofern die Membran die Form eines Hohlrohres aufweisen soll, verfährt man in bekannter Weise: Die Lösung des Polamids wird durch eine Ringdüse in ein Fällbad extrudiert und in entsprechender Weise nachbehandelt.
Claims (11)
- Patentansprüche 1. Permselektive, asymmetrische Membran mit heteroporöser Struktur auf Basis von Polyamid, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Polyamid besteht, das eine Vielzahl von Gruppierungen der allgemeinen Formel aufweist, wobei in der Formel R1 ein Wasserstoffatom und R2R3 und R4 eine niedrige Alkylgruppe oder R3 ein Wasserstoffatom und R1, R2 und R4 eine niedrige Alkylgruppe bedeuten, eine Ultrafiltrationsleistung von 1 ~ 10 4 bis 15 ~ 10 4 cm/sec ~ bar (20°C), eine Dicke von kleiner als 100 Mikron und eine Molekulargewichtsausschlußgrenze von 30.000 bis 60.000 Dalton zeigt.
- 2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrige Alkylgruppe eine Methyl- oder Xthylgruppe ist.
- 3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diaminreste des Polyamids ein Isomerengemisch, insbesondere ein 1 : 1 Isomerengemisch sind.
- 4. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als flache Bahn mit einer Dicke von kleiner als 100 Mikron, vorzugsweise 30 bis 90 Mikron, ausgebildet ist.
- 5. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Hohlrohr ausgebildet ist.
- 6. Verfahren zur Herstellung einer permselektiven, asymmetrischen Membran mit heteroporöser Struktur auf Basis von Polyamid in Form einer flachen Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man a) eine Trägerbahn fortlaufend mit einer Lösung einer Viskosität von 10.000 bis 55.000 cp (20°C) beschichtet, die zwischen 20 und 30 Gew.-% eines Polyamids in einem polaren organischen Lösungsmittel und 0 bis 2 Gew.-% solcher Salze und/oder polare, organische Polymere enthält, die Wasserstoffbrücken bilden können, wobei das Polyamid eine Vielzahl von Gruppierungen der allgemeinen Formel aufweist, in der R1 ein Wasserstoffatom und R2, R3 und R4 eine niedrige Alkylgruppe oder R3 ein Wasserstoffatom und R1, R2 und R4 eine niedrige Alkylgruppe bedeuten, b) die mit der Lösung beschichtete Trägerbahn zur Koagulation des Polyamids mit Wasser einer Temperatur von 4 bis 250C in Kontakt bringt, c) den koagulierten Film von der Trägerbahn entfernt, d) den koagulierten Film von restlichen Lösungs- und vom Fällmittel durch Waschen mit einem das Lösungs- und Fällmittel lösenden Mittel einer Temperatur von maximal 800C befreit, e) gegebenenfalls den koagulierten Film mit Weichmacher und/oder mit Konservierungsmittel behandelt, f) von dem koagulierten Film bei maximal 800C restliches Lösungsmittel, Fällmittel und Waschflüssigkeit entfernt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verfahrensschritte in der Reihenfolge a, b, d, e, f oder a, b, d, e, c, f oder a, b, d, e, f, c, wobei die Schritte d und e zu einem Schritt zusammengefaßt sein können, oder a, b, d, c, e, f durchführt.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserstoffbrücken bildende Salz ein Magnesium- oder Lithiumsalz, vorzugsweise ein Halogenid oder Nitrat, insbesondere ein Chlorid, und das Polymere Polyvinylpyrrolidon ist.
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrige Alkylgruppe des Polyamids eine Methyl- oder Athylgruppe ist.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyamid ein Polykondensat aus einem Isomerengemisch, insbesondere einem 1 : 1 Isomerengemisch, aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin und Terephthalsäure ist.
- 11. Verwendung der Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem Gerät zur Durchführung der Hämodiafiltration.
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DE2704600B2 (de) | 1979-08-30 |
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