DE3886053T2

DE3886053T2 - Körperflüssigkeitsfilter mit permeablen Flachfilmmembranen, die hervorstehende Teile haben.

Info

Publication number: DE3886053T2
Application number: DE88904656T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Terumo Kabus Kuroda; Shoichi Terumo Kabushik Nagaki; Yukio Terumo Kabushiki K Seita
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2008-05-31
Also published as: DE3886053D1; EP0392010A1; EP0392010A4; US5094749A; EP0392010B1; WO1988009200A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(Gebiet der Erfindung)

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine film- oder folienartige permeable Membran zur Verwendung bei Dialyse, Ultrafiltration, Präzisionsfiltration usw., wobei die folienartige permeable (durchlässige) Membran, wenn sie z.B. in eine modulare Struktur integriert ist, die sichere Bildung einer Strömungsbahn für eine zu behandelnde Flüssigkeit ermöglicht; außerdem betrifft sie eine die folienartige permeable Membran verwendende Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung.

(Beschreibung des Stands der Technik)

Derzeit werden verschiedene Arten makromolekularer permeabler Membranen in physikalischen und chemischen Trenn(ungs)vorgängen, z.B. Dialyse, Ultrafiltration und Präzisionsfiltration, eingesetzt. Allgemein sind makromolkulare Verbindungen die geeignetsten Werkstoffe für derartige Membranen. Makromolekulare permeable Membranen sind jedoch für Deformation bzw. Verformung anfällig. Wenn eine folienartige permeable Membran in eine modulare Struktur integriert ist oder wird, macht es die Verformung schwierig, daß die permeable Membran stabil bzw. sicher eine vorgeschriebene Strömungsbahn für eine behandelte Flüssigkeit aufrechterhalt.
Als Lösung für dieses Problem ist eine folienartige permeable Membran vorgeschlagen worden, die vor ihrem Einbau in eine modulare Struktur, etwa eine Blutplasmatrennvorrichtung, an ihrer einen Fläche mit einer Körperflüssigkeitsströmungsbahn-Regulierplatte mit einer eingekerbten (jogging) Oberfläche versehen wird; diese soll eine Körperflüssigkeitsströmungsbahn mit einer höchst genau eingehaltenen Dicke festlegen und eine zufriedenstellende Fähigkeit für die Abtrennung von Blutplasma zeigen (ungeprüfte JP-Patentanmeldung (JP-OS) SHO 57(1982)-25 857). Bei der z.B. in Fig. 11 dargestellten Blutplasmatrennvorrichtung sind innerhalb eines Gehäuses mit einem zylindrischen Gehäuseteil 54, das im Mittelteil seiner oberen Platte mit einem Körperflüssigkeitseinlaß 51, im Umfangsteil seiner oberen Platte mit Blutplasmaauslässen 52 und in seiner Seitenwand mit einem Blutfluidauslaß 53 versehen ist, sowie einem mittels eines O-Rings 55 um seinen Umfang herum angebrachten Boden-Deckelglied 56 zahlreiche übereinander positionierte permeable Membraneinheiten 61 angeordnet, die jeweils geformt sind durch Einfügung einer eine Filtratströmungsbahn bildenden Platte 57 aus einem Maschen- oder Siebgewebe zwischen zwei lotrecht gegenüberstehende folienartige permeable Membranen 50a, 50b unter Abdichtung ihrer Umfangsränder und des Umfangsrandteils einer zentralen Öffnung 58 derselben und Anbringung eines Dichtmaterials 60 am Außenumfang einer Filtratdurchgangsöffnung 59, voneinander getrennt durch Zwischenfügung einer mit der zentralen Öffnung 58 und der Filtratdurchgangsöffnung 59 versehenen Körperflüssigkeitsströmungsweg-Regulierplatte 62, welche der permeablen Membraneinheit 61 gegenübersteht, wobei die Regulierplatte ferner an ihren gegenüberliegenden Flächen mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist; ferner sind Körperflüssigkeitsströmungsweg-Regulierplatten 63, jeweils mit der zentralen Öffnung 58 und der Filtratdurchgangsöffnung 59 versehen, der permeablen Membraneinheit 61 gegenüberstehend angeordnet, wobei jede Membran an ihrer einen Fläche mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist, wobei mehrere dieser Platten zwischen die Oberseite der obersten permeablen Membraneinheit 61 und die obere Innenseite des Gehäuses sowie zwischen die Unterseite der untersten permeablen Membraneinheit und die untere Innenfläche des Gehäuses eingefügt sind.
Damit die herkömmlichen folienartigen permeablen Membranen auf beschriebene Weise eine Strömungsbahn für eine behandelte Flüssigkeit in z.B. einer modularen Struktur bilden können, ist es nötig, daß Maschengitter- bzw. Siebmaschenplatten, wie die den Filtratströmungsweg bildenden Platten 57, und mit Erhebungen versehene bzw. punktförmig geprägte (dotted) Platten, wie die Körperflüssigkeitsströmungsweg-Regulierplatten 62, 63, als Abstandhalter zwischen die permeablen Membranen in etwa der Blutplasmatrennvorrichtung nach Fig. 11 eingefügt sind. Wenn sie in mehreren Schichten übereinander angeordnet (gestapelt) sind, führen sie mithin zu dem Nachteil, daß die modulare Struktur einen großen Raum einnimmt, der Zusammenbau der Struktur einen komplizierten Prozeß erfordert und das Vorfüllvolumen unzulässig groß ist.
Eine texturierte, d.h. strukturierte Membran für Fluidaustauschvorrichtungen, umfassend eine (riesige) Vielzahl von kleinen Wellungen oder Vorsprüngen, die dauerhaft an ihrer Oberfläche geformt sind, ist in FR-A-2 101 484 offenbart.
Die JP-A-57-156006 betrifft eine gasdurchlässige Membran, erhalten durch Dispergieren oder Streuen eines feinen Pulvers aus Silikonkautschuk auf der (die) Oberfläche eines Films aus Silikonkautschuk zur Ausbildung von Vorsprüngen.
Eine selektiv permeable Membran aus regenerierter Cellulose, die an mindestens einer ihrer Flächen mit einer großen Vielzahl von Vorsprüngen aus regenerierter Cellulose versehen ist, ist in der JP-A-56-024008 offenbart.
Die JP-A-58-163405 bezieht sich auf eine selektiv permeable, halbpermeable Membran mit monolithisch angeordneten, parallelen und geraden Vorsprüngen oder Erhebungen aus thermoplastischem Makromolekül auf einer asymmetrischen flachen Schichtoberfläche aus thermoplastischem Harz mit einer Schwammschicht und einem Träger.
Ein Maschengitter (meshed net), das auf gleiche Abstände verteilte vorstehende Teile aufweist und mit einer Kunstharzlösung imprägniert ist, ist in der JP-A-51-40099 offenbart.
Als Anwendungsgebiet der Technik der Blutplasmatrennung zieht das Abnehmen (Sammeln) von Blutplasma von gesunden normalen Personen (Spenderplasmaphase) derzeit neben der Therapie, bei welcher diese Technik z.Zt. verbreitet angewandt wird, große Aufmerksamkeit auf sich. Dieser Trend der Technik bedingte eine Entwicklung von Blutplasmatrennvorrichtungen kleinerer Abmessungen und höherer Leistung.
Eine Möglichkeit zur Erzielung einer Abmessungsverkleinerung bei der beschriebenen, vorgeschlagenen Vorrichtung erfordert eine möglichst weitgehende Verkleinerung der Dicke der Körperflüssigkeitsströmungsweg-Regulierplatte, bei welcher deren Funktion nicht beeinträchtigt wird. Aufgrund der bei der derzeit zur Verfügung stehenden Technik gegebenen Grenze (etwa 700 - 800 um) unterliegt die Abmessungsverkleinerung der Vorrichtung ihrer eigenen Grenze. Der Körperflüssigkeitsströmungsweg ist bei der oben erwähnten Vorrichtung zwischen den Körperflüssigkeitsströmungsweg-Regulierplatten 62, 63 und den permeablen Membranen 50a, 50b geformt (vgl. Fig. 12). Aufgrund der Möglichkeit, daß die Vorsprünge an der Körperflüssigkeitsströmungsweg-Regulierplatte die permeablen Membranen deformieren oder verformen und - wie in Fig. 13 gezeigt - Unregelmäßigkeiten in die Blutströmungsbahn einführen, ergibt sich ein Problem, daß die permeablen Membranen nicht notwendigerweise ihre volle, ihnen eigene Permeabilität (permeation) entfalten können.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist damit die Schaffung einer Flüssigkeits- oder Fluidfiltervorrichtung. Die erfindungsgemäß verwendete Membran ist eine folienartige permeable Membran, die bei Einbau in eine modulare Struktur ohne weiteres die Bildung einer stabilen Strömungsbahn für eine behandelte oder zu behandelnde Flüssigkeit zuläßt und eine eindeutige Fähigkeit für das Filtern von Körperfluid zeigt; die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieser Membran. Die erfindungsgemäß verwendete Membran ist ferner eine folienartige permeable Membran, die bei Einbau in eine modulare Struktur eine Abmessungs- oder Maßverkleinerung von Modulen, eine Vereinfachung des Zusammenbauvorgangs und eine Verkleinerung des Vorfüllvolumens erlaubt. Ziel der Erfindung ist eine die folienartige permeable Membran verwendende Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung.

(Offenbarung der Erfindung)

Die beschriebenen Aufgaben werden mit einer folienartigen permeablen Membran gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie an mindestens einer (Ober-)Fläche mit einer Vielzahl winziger oder kleinster Vorsprünge (Protuberanzen) versehen ist.
Diese Membran ist eine folienartige permeable Membran, bei welcher die Höhe der winzigen Vorsprünge im Bereich von 20 - 1000 um und die von den Bereichen der Vorsprünge eingenommene Fläche im Bereich von 0,5 - 50%, bezogen auf die Fläche der mit den winzigen Vorsprüngen versehenen Oberfläche der Seite, liegen. Ferner offenbart ist eine folienartige permeable Membran, bei welcher die Bereiche der winzigen Vorsprünge aus dem gleichen Werkstoff wie der Hauptkörper der permeablen Membran bestehen. Weiterhin offenbart ist eine folienartige permeable Membran, bei welcher die Bereiche der winzigen Vorsprünge aus einem vom Werkstoff des Hauptkörpers der permeablen Membran verschiedenen Werkstoff hergestellt sind. Offenbart ist darüber hinaus eine folienartige permeable Membran, bei der deren Hauptkörper und die (Bereiche der) winzigen Vorsprünge aus einer makromolekularen Substanz, ausgewählt aus Substanzen der Gruppe des regenerierten Cellulosetyps, des Cellulosederivattyps, des Polyvinylalkoholtyps, des Polysulfontyps, des Poly(meth)acrylattyps, des Polyamidtyps und des Polyolefintyps, bestehen. Außerdem ist eine folienartige permeable Membran offenbart, bei welcher der Hauptkörper und die (Bereiche der) winzigen Vorsprünge aus Polypropylen bestehen. Beschrieben ist zudem eine folienartige permeable Membran, bei welcher der Hauptkörper aus einer makromolekularen Substanz, ausgewählt aus Substanzen der Gruppe des regenerierten Cellulosetyps, des Cellulosederivattyps, des Polyvinylalkoholtyps, des Polysulfontyps, des Poly(meth)acrylattyps, des Polyamidtyps und des Polyolefintyps, und die winzigen Vorsprünge aus einem thermoplastischen Harz, einem wärmehärtenden Harz oder einem mittels elektromagnetischer Welle härtbaren Harz oder einem Kunstharz, das mit dem Werkstoff des Hauptkörpers der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist, bestehen. Außerdem offenbart ist eine permeable Membran, bei welcher deren Hauptkörper aus Polypropylen besteht und die winzigen Vorsprünge aus Polyurethan, Epoxyharz oder einem Acryl(säure)harz bestehen. Des weiteren offenbart ist eine permeable Membran mit einem mittleren Porendurchmesser im Bereich von 0,01 - 5 um. Offenbart ist schließlich auch eine folienartige permeable Membran, die als Membran für Blutplasma(ab)trennung benutzbar ist.
Die Herstellung der beschriebenen Membran erfolgt nach einem Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran durch Koagulation einer folienartig ausgeformten (Spinn-)Lösung, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Koagulation der Lösung (dope) in folienartiger Form ablaufen gelassen wird, während mindestens eine Fläche der folienartigen Masse der Lösung in Berührung mit einer Formoberfläche gehalten wird, die mit einer Vielzahl winziger Vertiefungen versehen ist, um damit ebenso viele winzige Vorsprünge an mindestens einer Ober-Fläche der hergestellten Membran, wie Vertiefungen vorhanden sind, auszubilden.
Weiterhin offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran, wobei die winzigen Vertiefungen in der zu benutzenden Form so gewählt sind, daß ihre Tiefe im Bereich von 20 bis 1000 um und die von den Bereichen der winzigen Vertiefungen eingenommene Oberfläche im Bereich von 0,5 bis 50%, bezogen auf die Oberfläche der Formfläche, liegen. Weiter offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran, bei welcher die mit der Vielzahl winziger Vertiefungen versehene Formoberfläche eine Rollen- oder Walzenoberfläche ist.
Die Lösung obiger Aufgaben gelingt ferner mit einem Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran, das gekennzeichnet ist durch Inberührungbringen einer Formfläche mit mindestens einer Fläche einer folienartig ausgeformten permeablen Membran, wobei die Formfläche durch Gießen eines Werkstoffs, der mit dem Werkstoff der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist, in einem teigartigen Zustand hergestellt worden und mit einer Vielzahl winziger Vertiefungen versehen ist, Koagulieren des Teiges in situ (an Ort und Stelle) und dadurch erfolgende Ausbildung einer der Zahl von Vertiefungen entsprechenden Zahl winziger Vorsprünge auf der einen Fläche der permeablen Membran.
Beschrieben ist darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran, bei welcher die winzigen Vertiefungen in der zu benutzenden Form so gewählt oder bemessen sind, daß ihre Tiefe im Bereich von 20 bis 1000 um und die von den Bereichen der winzigen Vertiefungen eingenommene Fläche im Bereich von 0,5 bis 50%, bezogen auf die Oberfläche der Formfläche, liegen. Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran offenbart, bei dem ein wärmehärtendes Harz oder ein Harz, das mit Hilfe von Licht oder eines Elektronenstrahls aushärtbar ist, als der unkoagulierte Werkstoff, der mit dem die permeable Membran bildenden Werkstoff kompatibel oder verklebbar ist, eingesetzt und der Teig bzw. die Masse aus diesem Werkstoff mit der Oberfläche der permeablen Membran in Berührung gebracht und sodann durch Einwirkung von Licht oder eines Elektronenstrahls zum Koagulieren gebracht wird, um damit die Ausbildung winziger Vorsprünge auf der permeablen Membran in einer Zahl entsprechend der Zahl der Vertiefungen zu induzieren. Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck "Licht" ist in einem so weiten Sinn zu verstehen, daß er nicht nur sichtbares Licht, Ultraviolettlicht und Infrarotstrahlung, sondern auch Röntgenstrahlung und γ-Strahlung wesentlich kürzerer Wellenlängen beinhaltet.
Die Lösung der obigen Aufgaben gelingt ferner mit einer Körperflüssigkeitsfiltriervorrichtung mit einer Vielzahl übereinander angeordneter permeabler Membraneinheiten jeweils in Form zweier folienartiger permeabler Membranen, die unter Bildung einer Filtratströmungsbahn darin lotrecht voneinander getrennt, längs ihrer zusammengepaßten Umfangsteile versiegelt oder verschweißt und jeweils in mindestens einem Abschnitt (der permeablen Membranen) mit einem Filtratauslaß versehen sind, wobei die übereinander angeordneten bzw. gestapelten permeablen Membraneinheiten von einem Gehäuse umschlossen sind, das mit einem Körperfluideinlaß, einem Körperfluidauslaß und einem Filtratauslaß versehen ist, wobei die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten mit den Filtratauslässen des Gehäuses zu kommunizieren vermögen, wobei diese Körperflüssigkeitsfiltrier- oder -filtervorrichtung mit einem Körperfluidweg versehen ist, der Körperfluidströmungsbahnen aufweist, die jeweils einzeln zwischen den benachbarten permeablen Membraneinheiten geformt sind, und/oder Filtratströmungsbahnen enthält, die jeweils einzeln innerhalb der einzelnen permeablen Membraneinheiten durch eine Vielzahl winziger Vorsprünge an mindestens einer Oberfläche jeder der permeablen Membranen geformt sind und die das über den Körperfluideinlaß in das Gehäuse eintretende Körperfluid über die Körperfluidströmungsbahnen strömen, die permeable Membranen passieren und den Körperfluidauslaß erreichen lassen, wobei auch ein Filtratweg vorgesehen ist, der das Filtrat, welches durch das die permeablen Membranen passierende Körperfluid erzeugt ist und über die permeablen Membranen in die permeablen Membraneinheiten eintritt, über die Filtratströmungsbahnen innerhalb der permeablen Membraneinheiten strömen und den Filtratauslaß des Gehäuses über die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten erreichen läßt.
Mit der Erfindung wird ferner eine Körperflüssigkeitsfiltriervorrichtung offenbart, bei welcher die Höhe der winzigen Vorsprünge der permeablen Membranen im Bereich von 20 bis 200 um, der Durchmesser der Basen der winzigen Vorsprünge im Bereich von 100 bis 1000 um, der Abstand zwischen den Scheiteln oder Spitzen der winzigen Vorsprünge im Bereich von 300 bis 2000 um und die von den winzigen Vorsprüngen eingenommene Fläche im Bereich von 3 bis 20%, bezogen auf die Gesamtoberfläche der Membranen, liegen. Beschrieben ist weiterhin eine Körperflüssigkeitsfiltriervorrichtung, bei welcher die permeablen Membranen aus einem Polyolefin bestehen.
Die Lösung der oben beschriebenen Aufgaben gelingt darüber hinaus mit einer Körperflüssigkeitsfiltrier- oder -filtervorrichtung mit einer Vielzahl von gestapelten permeablen Membraneinheiten, die jeweils durch ein zwischengefügtes folienartiges Strömungsweg-Regulierelement voneinander getrennt sind und jeweils aus einem einen Filtratströmungsweg bildenden Element geformt sind, das auf seiner Gesamtoberfläche mit einer folienartigen permeablen Membran bedeckt und in mindestens einem Abschnitt der permeablen Membranen mit einem Filtratauslaß versehen ist, wobei die gestapelten permeablen Membraneinheiten von einem Gehäuse umschlossen sind, das mit einem Körperfluideinlaß, einem Körperfluidauslaß und einem Filtratauslaß versehen ist, wobei die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten mit den Filtratauslässen des Gehäuses zu kommunizieren vermögen, wobei diese Vorrichtung mit einem Körperfluidweg versehen ist, bei dem Körperfluidströmungsbahnen jeweils zwischen den permeablen Membranen und den folienartigen Strömungsweg-Regulierelementen durch eine Vielzahl von winzigen Vorsprüngen gebildet sind, die an jeder der Oberflächen der permeablen Membranen geformt sind, welche den folienartigen Strömungsweg-Regulierelementen gegenüberliegen, wobei das über den Körperfluideinlaß in das Gehäuse eintretende Körperfluid durch die Körperfluidströmungswege oder -bahnen geführt, zum Passieren der permeablen Membranen gebracht und zum Körperfluidauslaß geleitet wird, und wobei ein Filtratweg vorgesehen ist, durch den das Filtrat, welches durch das die permeablen Membranen passierende und über letztere in die permeablen Membraneinheiten eintretende Körperfluid erzeugt (worden) ist, zu den Filtratströmungsbahnen innerhalb der permeablen Membraneinheiten geleitet wird, um den Filtratauslaß des Gehäuses über die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten zu erreichen.
Offenbart ist schließlich auch eine Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung, bei welcher die Höhe der winzigen Vorsprünge der permeablen Membranen im Bereich von 20 bis 200 um, der Durchmesser der Basen der winzigen Vorsprünge im Bereich von 100 bis 1000 um, der Abstand zwischen den Spitzen der winzigen Vorsprünge im Bereich von 300 bis 2000 um und die von den winzigen Vorsprüngen eingenommene Fläche im Bereich von 3 bis 20%, bezogen auf die Gesamtoberfläche der Membranen, liegen. Bei der erfindungsgemäßen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung betragen die Brinnell-Zahl des folienartigen Strömungsbahn-Regulierelements nicht weniger als 10 und seine Dicke 10 bis 200 um. Die Erfindung betrifft schließlich eine Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung, bei welcher die permeablen Membranen aus einem Polyolefin bestehen.

(Kurzbeschreibung der Zeichnungen)

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 bis 1d in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnitte typischer folienartiger permeabler Vorrichtungen bzw. Membranen zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung einer folienartigen permeablen Membran; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung einer folienartigen permeablen Membran; Fig. 3 einen modellmäßigen Querschnitt der Oberflächenkontur einer Formwalze zur Verwendung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung einer folienartigen permeablen Membran; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung einer anderen folienartigen permeablen Membran; Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer typischen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung; Fig. 6 einen (lotrechten) Querschnitt einer typischen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung; Fig. 7 eine modellmäßige schematische Darstellung einer Körperflüssigkeitsströmungsbahn bei der erfindungsgemäßen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung; Fig. 8 ein Schaltbild eines Kreislaufs zur Verwendung für die Bestimmung einer Komplementaktivierkomponente C3a ; Fig. 9 einen (lotrechten) Querschnitt zur Veranschaulichung der Struktur einer für Vergleichszwecke dargestellten Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung; Fig. 10 einen (lotrechten) Querschnitt zur Veranschaulichung der Struktur einer als Bezugsbeispiel angegebenen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung; Fig. 11 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer typischen herkömmlichen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung; und Fig. 12 und 13 schematische Querschnittansichten von Körperflüssigkeitsströmungsbahnen bei der herkömmlichen Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung.

(Beste Ausführungsart der Erfindung)

Die erfindungsgemäß benutzte, folienartige permeable Membran ist dadurch gekennzeichnet, daß sie an mindestens einer Oberfläche derselben mit einer Vielzahl kleinster oder winziger Vorsprünge versehen ist. Wenn mehrere derartige permeable Membranen z. B. in einer modularen Struktur oder Konstruktion übereinandergelegt oder gestapelt sind, können die aneinander angrenzenden permeablen Membranen einander nicht unmittelbar berühren, vielmehr sind sie aufgrund des Vorhandenseins der winzigen Vorsprünge auf ihren Oberflächen voneinander getrennt (auf Abstand gehalten). Da weiterhin die Deformation oder Verformung der permeablen Membranen durch die winzigen Vorsprünge begrenzt ist, bleibt der Abstand zwischen den benachbarten oder angrenzenden permeablen Membranen stets konstant. Wenn die modulare Struktur unter Verwendung der Vielzahl der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen folienartigen permeablen Membranen zusammengebaut wird, erfüllen die zahlreichen winzigen Vorsprünge, die auf den Oberflächen der permeablen Membranen geformt sind, eine Aufgabe ähnlich wie die von Abstandhaltern einer eingekerbten (oder gezackten) Oberfläche, wie bei Maschengitterplatten oder punktartig geprägten Platten, und sie erlauben damit die stabile Aufrechterhaltung einer zweckmäßigen Strömungsbahn für eine zu behandelnde Flüssigkeit zwischen den benachbarten permeablen Membranen, ohne daß die Einfügung solcher Räume oder Abstandhalter einer eingekerbten Oberfläche erforderlich wäre. Die bestehenden Probleme, daß die modulare Struktur einen großen Raum einnimmt, der Zusammenbauvorgang kompliziert ist und das Vorfüllvolumen aufgrund der unvermeidlichen Verwendung von Abstandhaltern aus einer eingekerbten Oberfläche unzulässig groß ist, können bei Verwendung der folienartigen permeablen Membrane gemäß dieser Erfindung gelöst werden,
Eine bezüglich der Filtrierfähigkeit solcher permeabler, mit Vorsprüngen versehener Membranen bei deren Verwendung in einer Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung durchgeführte Untersuchung hat zu der Erkenntnis geführt, daß die Bildung einer höchst vergleichsmäßigten und stabilisierten Körperfluid- bzw. -flüssigkeitsströmungsbahn in Filmform realisierbar ist, wobei auch eine eindeutige Filtrierfähigkeit für Körperflüssigkeit dadurch erreicht wird, daß ein steifes, folienartiges Strömungsbahn-Regulierelement auf jeder der permeablen Membranen angeordnet wird, anstatt diese permeablen Membranen unmittelbar übereinander zu stapeln.
Im folgenden ist die vorliegende Erfindung anhand von Arbeitsbeispielen im einzelnen beschrieben.
Die erfindungsgemäß verwendete, folienartige permeable Membran ist dadurch gekennzeichnet, daß sie an mindestens einer ihrer Oberflächen mit einer großen Vielzahl von kleinsten oder winzigen Vorsprüngen 2 versehen ist (vgl. z.B. Fig. 1a bis 1d) . Die erfindungsgemäße, folienartige permeable Membran kann gemäß den Fig. 1b und 1d nur an einer ihrer Oberflächen oder gemäß den Fig. 1a und 1c an ihren beiden Oberflächen mit den winzigen Vorsprüngen 2 versehen sein. Die Wahl zwischen diesen beiden Möglichkeiten hängt von der Einbaustellung der permeablen Membran, dem Verwendungszweck usw. ab. Die Form, mit welcher die winzigen Vorsprünge 2 ausgebildet sind, ist nicht kritisch. Diese Vorsprünge können z.B. in Form von Punkten, Linien oder eines Gitters geformt sein. Diese Vorsprünge besitzen zweckmäßig eine Höhe H im Bereich von 20 bis 1000 um vorzugsweise 60 bis 200 um. Die von den Abschnitten oder Bereichen der winzigen Vorsprünge 2 eingenommene Fläche liegt zweckmäßig im Bereich von 0,5 bis 50%, vorzugsweise 1,0 bis 20%, bezogen auf die Fläche (den Flächeninhalt) der Oberfläche, auf welcher die winzigen Vorsprünge 2 ausgebildet sind. Wenn die Höhe H der winzigen Vorsprünge 2 weniger als 20 um beträgt, können die Vorsprünge 2 ihre Aufgabe als Abstandhalter nicht erfüllen, wobei sich Schwierigkeiten bezüglich der Ausbildung einer stabilen Dicke für eine Strömungsbahn ergeben. Wenn dagegen die Höhe H der winzigen Vorsprünge 2 größer ist als 1000 um, können die Vorsprünge 2 leicht in einem solchen Ausmaß verformt werden, daß sich ein Fehler ergibt und ein Problem bezüglich des Vorfüllvolumens aufgeworfen wird. Wenn die von den Abschnitten der winzigen Vorsprünge 2 eingenommene Fläche weniger als 0,5% beträgt, können die Vorsprünge die Deformation oder Verformung der permeablen Membranen nicht vollständig begrenzen. Wenn dagegen diese Fläche größer ist als 50%, erhöht sich die Möglichkeit dafür, daß die für das Filtrieren verfügbare Fläche in dem Maße abnimmt, daß die permeablen Membranen ihre Filtrierfähigkeit nicht mehr genügend entfalten können.
Die Abschnitte der winzigen Vorsprünge 2 auf der folienartigen permeablen Membran gemäß dieser Erfindung können aus dem gleichen Werkstoff wie der Hauptkörper der permeablen Membran (vgl. Fig. 1a und 1b) oder aus einem vom Werkstoff des Hauptkörpers der permeablen Membran verschiedenen Werkstoff (vgl. Fig. 1c und 1d) bestehen. Die Abschnitte der winzigen Vorsprünge 2 bestehen zweckmäßig aus einem Werkstoff mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von 1,0 x 10&sup6; bis 2,0 x 10¹&sup0; Dyne/cm² vorzugsweise von 1,0 x 10&sup6; bis 1,0 x 10&sup9; Dyne/cm². Der Grund für diese spezifische Zugfestigkeitseigenschaft besteht darin, daß bei Einbau oder Integration derartiger folienartiger permeabler Membranen in z.B. eine modulare Struktur die durch den Abstand zwischen den benachbarten permeablen Membranen zu bildende Strömungsbahn verkleinert werden oder sein kann und sich in einem losen oder entspannten Zustand aufgrund der Zugfestigkeitseigenschaft spontan reversibel zurückbilden kann, um damit eine gewünschte Filtration nicht mehr zu gewährleisten. Bei der oben beschriebenen modularen Stapel-Struktur vergrößert sich im allgemeinen die Filtrierfähigkeit proportional zur Dickenverringerung der Strömungsbahn für die behandelte Flüssigkeit. Wenn die Dicke der Strömungsbahn sich unter dem Druck ändert, wird die gewünschte Einstellung der Dicke (d.h. Höhe) der Strömungsbahn schwierig, wenn die Abschnitte der winzigen Vorsprünge 2 aus einem Werkstoff mit einem vom oben angegebenen Bereich abweichenden Elastizitätsmodul geformt sind. Hierbei kann es möglich sein, daß eine Filtration im gewünschten Ausmaß nicht erzielbar ist.
Je nach dem Verhalten des Films des Hauptkörpers 1 der permeablen Membran kann die erfindungsgemäß benutzte, folienartige permeable Membran in verschiedenartiger Weise z.B. bei Dialyse, Ultrafiltration oder Präzisionsfiltration eingesetzt werden. Sie eignet sich ganz besonders gut als Membran für Blutplasmatrennung. Die feinen Poren in der folienartigen permeablen Membran gemäß dieser Erfindung besitzen einen mittleren Durchmesser etwa im Bereich von 0,001 bis 5 um.
Der Werkstoff der erfindungsgemäß benutzten, folienartigen permeablen Membran unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, abgesehen von dem einzigen Erfordernis, daß er eine makromolekulare Substanz sein muß, aus der eine permeable Membran formbar ist. Der Werkstoff kann dem Zweck, für den die hergestellte permeable Membran vorgesehen ist, entsprechend angepaßt werden. Wenn der Hauptkörper 1 der permeablen Membran und die Abschnitte oder Bereiche der winzigen Vorsprünge 2 gemäß den Fig. 1a und 1b aus dem gleichen Werkstoff bestehen, kann als solcher Werkstoff z.B. ein solcher eines regenerierten Cellulose-, Cellulosederivat-, Polyvinylalkohol-, Polysulfon-, Poly(meth)acryl-, Polyamid- oder Polyolefin-Typs verwendet werden. Wenn die folienartige permeable Membran für Verwendung bei einer medizinischen Vorrichtung vorgesehen ist, beispielsweise als Blutplasmatrennmembran, erweist sich Polypropylen als besonders zweckmäßiger Werkstoff für die permeable Membran, weil dieser Stoff bezüglich verschiedener physikalischer Eigenschaften, wie Permeabilität, mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit sowie Chemikalienbeständigkeit überlegen ist und eine ausreichende Inaktivität gegenüber Blut und anderen zu behandelnden Flüssigkeiten zeigt. Wenn der Hauptkörper 1 der permeablen Membran und die Abschnitte der winzigen Vorsprünge 2, wie in den Fig. 1c und 1d gezeigt, aus voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen, kann der Hauptkörper 1 der permeablen Membran aus einem Werkstoff eines regenerierten Cellulose-, Cellulosederivat-, Polyvinylalkohol-, Polysulfon-, Poly(meth)acryl-, Polyamid- oder Polyolefin-Typs bestehen, während die Abschnitte oder Bereiche der winzigen Vorsprünge 2 beliebig aus einem wärmehärtenden Harz, einem mittels Wärme oder elektromagnetischer Welle aushärtbaren Harz oder einem synthetischen Gummi bzw. Kautschuk bestehen können, das bzw. der mit dem Werkstoff des Hauptkörpers der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist. Wenn die genannte Membran zur Verwendung als medizinische Vorrichtung vorgesehen ist, beispielsweise als Blutplasmatrennmembran, besteht der Hauptkörper 1 der permeablen Membran zweckmäßig aus Polypropylen, das besonders gute physikalische Eigenschaften, wie Permeabilität, mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit aufweist und gegenüber Blut und anderen zu behandelnden Flüssigkeiten ziemlich inaktiv bzw. inert ist, während die Abschnitte der winzigen Vorsprünge 2 aus Polyurethan, Epoxyharz oder einem Acrylsäureesterharz hergestellt werden sollen, das ausreichend elastisch und gegenüber Blut und anderen zu behandelnden Flüssigkeiten ziemlich inaktiv ist.
Die folienartige permeable Membran mit dem oben beschriebenen Aufbau kann wie folgt hergestellt werden: Insbesondere wird bei der Herstellung dieser permeablen Membran durch Koagulation einer filmförmig ausgeformten Filmlösung ein Ablauf dieser Koagulation zugelassen, während mindestens eine Fläche der film- oder folienartigen Filmlösung mit einer Formoberfläche in Berührung gehalten wird, die eine Vielzahl von winzigen oder kleinsten Vertiefungen aufweist, um damit auf mindestens einer Oberfläche der permeablen Membran ebensoviele winzige Vorsprünge, wie Vertiefungen vorhanden sind, auszubilden. Dieses Herstellungsverfahren kann bedingungslos angewandt werden, wenn der Hauptkörper 1 der permeablen Membran und die Abschnitte oder Bereiche der winzigen Vorsprünge 2 aus einem Werkstoff bestehen, der eine permeable Membran zu bilden vermag und weiterhin aus einem flüssigen Zustand, z.B. einer Schmelze oder Lösung, durch Koagulation, wie Verfestigung durch Kühlung, Extraktion aus Lösungsmittel oder Freigabe in Form eines Derivats in einen festen Zustand überführbar ist. Der Membran wird Permeabilität durch Extraktion aus Lösungsmittel, Entfernen eines Füllstoffs, mechanische Längung oder Dehnung usw. erteilt. Die Wahl der für diesen Zweck angewandten Methoden ist nicht kritisch. Die Gestalt oder Konfiguration der Form (des Formwerkzeugs) mit mindestens einer Oberfläche mit einer Vielzahl winziger Vertiefungen ist ebenfalls nicht kritisch. In Anpassung an den für die Koagulation der Filmlösung angewandten Prozeß kann ein folienartiges Formwerkzeug oder eine Formwalze benutzt werden. Die Formoberfläche mit der Vielzahl winziger Vertiefungen wird auf der Oberfläche einer permeablen Membran, die durch Koagulation der Filmlösung geformt worden ist, kopiert bzw. auf diese Oberfläche übertragen. Die Membran wird dabei auf ihrer Oberfläche mit den angestrebten winzigen Vorsprüngen versehen. Abhängig von der Form der zu erzielenden winzigen Vorsprünge sollte die Formoberfläche so beschaffen sein, daß die Tiefe der winzigen Vorsprünge im Bereich von 20 bis 1000 um, vorzugsweise 60 bis 200 um, und die von den Abschnitten oder Bereichen der winzigen Vorsprünge eingenommene Fläche im Bereich von 0,5 bis 50%, vorzugsweise 1,0 bis 20%, bezogen auf die Fläche der Formoberfläche, liegen.
Das Verfahren zur Herstellung der Membran ist nachstehend spezifisch anhand der Herstellung einer folienartigen permeablen Membran unter Verwendung von Polypropylen als Ausgangsmaterial und mit einer Entfernung von Füllstoff, um der Membran Permeabilität zu verleihen, beschrieben. Selbstverständlich ist dieses Verfahren in keiner Weise auf diese spezielle Ausführungsart beschränkt. Zunächst wird ein Verbundmaterial, zubereitet durch Vermischen von Polypropylen, eines organischen Füllstoffs, der in einem geschmolzenen Zustand gleichmäßig in Polypropylen dispergierbar und in einem zu verwendenden Extraktionsmittel leicht löslich ist, und eines keimbildenden Mittels, gemäß Fig. 2 in einem (auf)geschmolzenen Zustand durch einen T-Spritzkopf 3 zu einer folienartigen Form ausgetragen bzw. extrudiert. Ein so extrudierter Film 4 der Filmlösung wird zwischen den gegenüberstehenden Flächen von Formwalzen 5a, 5b hindurchgeleitet. Die Formwalzen 5a, 5b sind an ihren Oberflächen jeweils mit einer großen Vielzahl winziger Vertiefungen 6 versehen (vgl. Fig. 3). Wenn die permeable Membran nur an ihrer einen Oberfläche mit diesen winzigen Vorsprüngen 2 versehen werden soll, kann der Film 4 aus der Filmlösung zwischen einer Formwalze 5a mit einer Oberfläche, die eine Vielzahl winziger Vertiefungen 6 aufweist, und einer Walze mit einer glatten Ober- oder Mantelfläche hindurchgeführt werden.
Der Film 4 aus der Filmlösung wird anschließend mit einer Kühl- und Verfestigungsflüssigkeit 7 in Berührung gebracht, um gekühlt zu werden und zu koagulieren und damit in einen koagulierten Film 8 überführt zu werden, der auf seiner Oberfläche mit einer Vielzahl winziger Vorsprünge 2 versehen ist. Der koagulierte Film 8 wird anschließend mit einem Extraktionsmittel (extractant) 9 in Berührung gebracht, welches zwar nicht das Polyolefin, dafür aber den erwähnten organischen Füllstoff aufzulösen vermag, um damit letzteren zu extrahieren und (der Membran) Permeabilität zu verleihen und folglich eine folienartige permeable Membran 10 mit winzigen Vorsprüngen 2 zu liefern.
Die folienartige permeable Membran mit der oben beschriebenen Ausgestaltung kann auch nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden. Bei diesem Verfahren wird mindestens eine Oberfläche einer fertiggestellten permeablen Membran mit einer Oberfläche in Berührung gebracht, die durch Gießen einer Filmlösung eines Materials, das mit dem Material bzw. Werkstoff der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist, mit einer Vielzahl winziger Vertiefungen versehen, erhalten wurde, worauf die Filmlösung zum Koagulieren gebracht wird und damit eine entsprechende Zahl kleiner Vorsprünge auf mindestens einer Oberfläche der permeablen Membran geformt werden. Dieses Herstellungsverfahren kann bedingungslos angewandt werden, wenn der Hauptkörper 1 der permeablen Membran aus einem zur Bildung einer solchen Membran fähigen Material besteht und die Abschnitte oder Bereiche der winzigen Vorsprünge 2 aus einem Material bestehen, das mit dem Material des Hauptkörpers 1 der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist, und weiterhin aus einem flüssigen Zustand, wie einer Schmelze oder Filmlösung, durch z.B. Koagulation, wie Verfestigung durch Koagulation, Wärmeeinwirkung, Einwirkung von Licht oder Elektronenstrahl in einen festen Zustand überführbar ist. Das Verfahren und die Bedingungen für die Ausbildung des Hauptkörpers 1 der Membran sind völlig unwesentlich. Als Material für die Abschnitte der winzigen Vorsprünge 2 wird insbesondere bevorzugt ein wärmehärtendes Harz oder ein Harz benutzt, das mit Hilfe von Licht oder eines Elektronenstrahls verfestigbar bzw. aushärtbar ist, weil die Ausbildung der winzigen Vorsprünge 2 auf dem Hauptkörper 1 der permeablen Membran einfach dadurch erfolgen kann, daß dieses Material mit dem Membran-Hauptkörper 1 in Berührung gebracht und mit Wärme beaufschlagt oder mit Licht oder einem Elektronenstrahl belichtet wird. Wie beim vorher beschriebenen Herstellungsverfahren, ist die Form des Formwerkzeugs mit einer die Vielzahl winziger Vertiefungen aufweisenden Oberfläche zur Verwendung bei diesem Herstellungsverfahren nicht kritisch. Die Form(werkzeug)oberfläche kann diejenige eines lagenartigen (flachen) Werkzeugs oder eines walzenförmigen Werkzeugs sein. Die winzigen Vertiefungen in der Formoberfläche sind vorgesehen, um die gewünschten winzigen Vorsprünge auf der Oberfläche des Hauptkörpers 1 der permeablen Membran dadurch auszubilden, daß die auf die Oberfläche mit den winzigen Vertiefungen gegossene Filmlösung mit dem Hauptkörper 1 der permeablen Membran in Berührung gebracht und sodann durch Koagulation verfestigt wird. Abhängig von der Form der auszubildenden winzigen Vorsprünge sollte daher die Formoberfläche so ausgelegt sein, daß die Tiefe der winzigen Vertiefungen im Bereich von 20 bis 1000 um, vorzugsweise 60 bis 200 um, und die von Abschnitten oder Bereichen der winzigen Vertiefungen eingenommene Fläche im Bereich von 0,5 bis 50%, vorzugsweise 1,0 bis 20%, bezogen auf die Fläche der Form(werkzeug)oberfläche, liegen.
Das Verfahren zur Herstellung der Membran ist nachstehend spezifisch anhand der Herstellung einer folienartigen permeablen Membran dadurch beschrieben, daß winzige Vorsprünge einer fertiggestellten permeablen Membran aus Polypropylen mit Hilfe eines wärmehärtenden oder -härtbaren Klebmittels gebildet werden. Das Herstellungsverfahren ist jedoch selbstverständlich nicht auf diese spezielle Ausführungsart beschränkt. Zunächst wird ein Verbundmaterial (gemisch), hergestellt durch Vermischen von Polypropylen, eines organischen Füllstoffes, der in Polypropylen in seinem geschmolzenen Zustand gleichmäßig dispergierbar und in einem zu verwendenden Extraktionsmittel leicht lösbar ist, und eines keimbildenden Mittels, in einem Schmelzzustand über einen T-Spritzkopf zu einer folienartigen Form extrudiert. Der so extrudierte Film der Filmlösung wird zum Abkühlen und Verfestigen mit einem Kühl- und Koagulationsmittel in Berührung gebracht. Der koagulierte Film wird mit einem Extraktionsmittel in Berührung gebracht, welches zwar nicht das Polyolefin, aber den organischen Füllstoff aufzulösen vermag, um ein Extrahieren bzw. Auswaschen des organischen Füllstoffs herbeizuführen und eine flache, glatte permeable Membran für die Bildung des Hauptkörpers 1 einer permeablen Membran zu liefern. Diese Membran 11 wird anschließend gemäß Fig. 4 zwischen den gegenüberliegenden Mantelflächen einer Formwalze 5, die an ihrer Oberfläche mit einer Vielzahl winziger Vertiefungen 6 gemäß Fig. 3 versehen ist, und einer Klemmwalze 12 hindurchgeführt. Die Formwalze 5 ist dabei teilweise in ein Bad aus einem wärmehärtenden Klebmittel 13 eingetaucht. Bei der Drehung der Formwalze 5 haftet das wärmehärtende Klebmittel 13 an der Mantelfläche der Formwalze 5 an. Mittels einer mit der Mantelfläche der Formwalze 5 in Berührung gehaltenen Streichklinge 14 wird das wärmehärtende Klebmittel 13, mit Ausnahme seines in den winzigen Vertiefungen 6 abgesetzten Teils, abgestreift.
Dabei wird die Formwalze 5 in einem Zustand, in welchem sich das genannte Klebmittel 13 nur in den winzigen Vertiefungen 6 befindet, mit der flachen, glatten permeablen Membran 11 in Berührung gebracht. Wenn das wärmehärtende Klebmittel 13 nach dieser Berührung zwischen der genannten Membran 11 und der Formwalze 5 mittels einer geeigneten (nicht dargestellten) Heizeinrichtung ausgehärtet wird, haften die bisher in den winzigen Vertiefungen 6 der Formwalze 5 zurückgehaltenen Kegel aus dem wärmehärtenden Klebmittel 13 fest an der Oberfläche der flachen, glatten permeablen Membran 11 an, wobei sie unter Bildung der winzigen Vorsprünge verfestigt sind. Die auf diese Weise hergestellte, die winzigen Vorsprünge aufweisende flache, folienartige permeable Membran 10 wird auf eine Aufwickelrolle 15 aufgespult. Selbstverständlich kann eine folienartige permeable Membran 10, die auf ihren beiden Oberflächen mit je einer Vielzahl von winzigen Vorsprüngen versehen ist, dadurch hergestellt werden, daß mit beiden Oberflächen der flachen, glatten permeablen Membran 11 je eine Formwalze 5 in Berührung gebracht wird, die durch Gießen eines wärmehärtenden Klebmittels 13 erhalten wurde und eine Vielzahl winziger Vertiefungen 6 aufweist.
Je nach dem filmartigen Verhalten ihres Hauptkörpers 1 kann die auf diese Weise erhaltene folienartige permeable Membran für verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt werden. Derartige Membranen gewährleisten ausgezeichnete Eigenschaften, wenn sie z.B. als Blutplasmatrennmembranen in einer modularen Struktur, wie unten angegeben, integriert sind.
Fig. 5 veranschaulicht eine durch Integration bzw. Einbau von erfindungsgemäßen, folienartigen permeablen Membranen gebildete Stapeltyp-Blutplasmatrennvorrichtung. Bei dieser Blutplasmatrennvorrichtung umschließt ein Gehäuse aus einem zylindrischen Gehäuseteil 24, das im Mittelteil seiner oberen Platte mit einem Körperfluidumeinlaß 21, im Außenumfangsteil seiner oberen Platte mit einem Blutplasmaauslaß 22 und an seiner Seitenwand mit einem Körperfluidauslaß 23 versehen ist, sowie einem unteren Deckelelement 26 mit einem an seinem Umfangsrand angebrachten O-Ring 25 eine Ahzahl von übereinanderliegenden bzw. gestapelten permeablen Membraneinheiten 31, die jeweils aus zwei erfindungsgemäßen, folienartigen permeablen Membranen 10a, 10b bestehen, welche an ihren beiden Oberflächen jeweils mit einer Vielzahl winziger Vorsprünge 2 versehen, lotrecht (übereinander) gestapelt, längs der zusammengepaßten Umfangsränder der folienartigen permeablen Membranen und der Umfangsränder von zentralen offenen Teilen bzw. Öffnungen 28 versiegelt (oder verschweißt bzw. verklebt) und mit Dichtungselementen 30 versehen sind, die am Außenumfang einer Filtratdurchlaßöffnung 29 angebracht sind. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Membranen 10 auf oben beschriebene Weise verhindern die an ihren Oberflächen vorgesehenen zahlreichen winzigen Vorsprünge eine unmittelbare Berührung zwischen den benachbarten oder angrenzenden Hauptkörpern 1 der jeweiligen Membranen, so daß diese Membranen in einem Abstand voneinander gehalten werden. Außerdem kann durch diese winzigen Vorsprünge 2 der Abstand zwischen benachbarten Hauptkörpern der permeablen Membranen stets konstantgehalten werden. Infolgedessen werden die Körperfluid- oder -flüssigkeitsströmungsbahnen, die zwischen benachbarten permeablen Membraneinheiten 31 durch die Abstandhalterwirkung der winzigen Vorsprünge gebildet sind, und die innerhalb der einzelnen permeablen Membraneinheiten 31 durch die beabstandeten winzigen Vorsprünge 1 geformten Filtratströmungsbahnen einwandfrei aufrechterhalten. Aus dem gleichen Grund werden die Körperflüssigkeitsströmungsbahnen, die durch die (beabstandeten) winzigen Vorsprünge 2 zwischen der Oberseite der obersten permeablen Membraneinheiten 31 und der oberen Innenseite des Gehäuses sowie zwischen der Unterseite der untersten permeablen Membraneinheiten 31 und der unteren Innenseite des Gehäuses gebildet sind, einwandfrei aufrechterhalten. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen, folienartigen permeablen Membranen 10a, 10b auf oben beschriebene Weise wird die Strömungsbahn, wie vorgesehen, ohne Notwendigkeit für einen Abstandhalter, wie eine Sieb- oder Gitterplatte oder eine punktförmig geprägte Platte, gewährleistet, so daß eine vorgesehene Substanz wirksam durch einen begrenzten Raum hindurchgeleitet werden kann und der Zusammenbauvorgang einfach und das Vorfüllvolumen klein ist. Im Fall der Abtrennung von Blutplasma mittels dieser Blutplasmatrennvorrichtung tritt das Blut aus einem menschlichen Körper über den Körperfluideinlaß 21 (in die Vorrichtung) ein, und es passiert sodann die zentrale Öffnung 28 sowie die Körperflüssigkeitsströmungsbahn, die durch die beabstandeten winzigen Vorsprünge 2 zwischen den permeablen Membraneinheiten festgelegt ist. Während dieses Strömungsverlaufs wird das Blut durch die folienartigen permeablen Membranen 10a, 10b der Membraneinheit 31 gefiltert. Das als Filtrat innerhalb der permeablen Membraneinheit 31 zurückbleibende Blutplasma tritt durch die Filtratdurchlaßöffnung 29 hindurch und strömt über den Blutplasmaauslaß 22 aus. Daneben wird das gefilterte Blut über den Körperfluidauslaß 23 ausgetragen.
Eine Untersuchung der Filtrierfähigkeit der Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung unter Verwendung der erfindungsgemäßen permeablen Membranen mit winzigen Vorsprüngen hat zu der Erkenntnis geführt, daß eine höchst vergleichmäßigte und stabilisierte Körperflüssigkeitsströmungsbahn in Filmform und mit einer hohen Körperflüssigkeit-Filtrierfähigkeit dadurch erhalten werden kann, daß ein starres, folienartiges Strömungsbahn-Regulierelement auf jeder der permeablen Membranen angeordnet wird, anstatt letztere, wie bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform, unmittelbar übereinander zu stapeln. Fig. 6 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der auf dieser Erkenntnis beruhenden Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umschließt ein Gehäuse mit einem zylindrischen Gehäuseteil 24, das im Mittelteil seiner oberen Platte mit einem Körperfluideinlaß 21, im Außenumfangsteil seiner oberen Platte mit einem Blutplasmaauslaß 22 und an seiner Seitenwand mit einem Körperfluidauslaß 23 versehen ist, sowie einem unteren Deckelelement 26 mit einem an seinem Umfangsrand angebrachten O-Ring 25 eine Vielzahl von Membraneinheiten 31, die jeweils dadurch geformt sind, daß zwischen zwei einander lotrecht gegenüberliegende, folienartige permeable Membranen 10a, 10b mit an ihren Außenseiten vorgesehenen zahlreichen winzigen Vorsprüngen 2 ein kreisförmiges Element 27 zur Bildung einer Strömungsbahn für gefilterte Körperflüssigkeit eingefügt ist, wobei dieses Element aus einem Siebmaschengewebe oder einem Faservlies besteht und in seinem Zentrum mit einer Öffnung 28 und in der Nähe seines Umfangsteils mit einer Durchlaßöffnung 29 für gefilterte Körperflüssigkeit versehen ist und die zusammengepaßten Umfangsränder der Membranen sowie der Umfangsrand der zentralen Öffnung miteinander verschweißt oder versiegelt sind; die Membraneinheiten sind dabei übereinandergestapelt und durch ein zwischengefügtes folienartiges Strömungsbahn- Regulierelement 42 mit einer zentralen Öffnung 28 und einer Filtratdurchlaßöffnung 29 entsprechend der Membraneinheit und einem am Außenumfang der Filtratdurchlaßöffnung 29 vorgesehenen Dichtungselement 30 voneinander getrennt. Die abwechselnden Schichten aus den Membraneinheiten 21 und den folienartigen Strömungsbahn-Regulierelementen 32 sind dabei mittels des Dichtungselements 30 einheitlich miteinander verbunden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wirken die winzigen Vorsprünge 2 an den Außenseiten der folienartigen permeablen Membranen 10a, 10b mit den letzteren gegenüberstehenden, folienartigen Strömungsbahn-Regulierelementen 32 zusammen, um die Membranen 10a, 10b in ihrer Lage zu halten und eine Verformung derselben zu verhindern, dabei aber stabil bzw. sicher die Körperflüssigkeitsströmungsbahn in den Zwischenräumen zwischen den winzigen Vorsprüngen 2 zu bilden. Bei der Abtrennung von Blutplasma mittels dieser Blutplasmatrennvorrichtung strömt das Blut von einem menschlichen Körper über den Körperfluideinlaß 21 ein, und es passiert sodann die zentrale Öffnung 28 und strömt längs der durch die beabstandeten (winzigen) Vorsprünge 2 geformten Körperflüssigkeitsströmungsbahn zwischen den benachbarten (permeablen) Membraneinheiten 31 hindurch, ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5. Während dieser Strömung wird das Blut durch die Membrrnen 10a, 10b der Membraneinheiten 31 gefiltert bzw. filtriert. Das als Filtrat innerhalb der permeablen Membraneinheiten 31 anfallende Blutplasma passiert die Filtratdurchaßöffnung 29 und strömt über den Blutplasmaauslaß 22 aus. Dabei wird auch das gefilterte Blut über den Körperfluidauslaß 23 ausgetragen bzw. abgeführt.
Bei Verwendung der beschriebenen, mit den (winzigen) Vorsprüngen versehenen folienartigen permeablen Membranen in einer Korperflüssigkeitsfiltriervorrichtung als Blutplasmatrennvorrichtung gemäß den Fig. 5 oder 6 müssen diese Membranen den in folgenden angegebenen Bedingungen genügen. Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines Modells der Körperflüssigkeitsströmungsbahn, die zwischen einer permeablen Membran mit Vorsprüngen und einem folienartigen Strömungsbahn-Regulierelement bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 festgelegt ist.
Bei der folienartigen permeablen Membran sollten die winzigen Vorsprünge 2 zweckmäßig so bemessen sein, daß die Höhe H (vgl. Fig. 7) im Bereich von 20 bis 200 um, der Durchmesser R an den Basen im Bereich von 100 bis 1000 um, der Abstand D zwischen den Scheiteln oder Spitzen der Vorsprünge im Bereich von 300 bis 2000 um und die von den Abschnitten oder Bereichen der winzigen Vorsprünge eingenommene Fläche im Bereich von 3 bis 20%, bezogen auf die Gesamt(ober)fläche der Membran, liegen. Bevorzugt liegen die Höhe H im Bereich von 50 bis 100 um, der Durchmesser R im Bereich von 200 bis 500 um, der Abstand D im Bereich von 500 bis 1000 um und die genannte Fläche im Bereich von 5 bis 15% (bezogen auf die Gesamtfläche der Membran).
Die Höhe der einzelnen winzigen Vorsprünge auf der Oberfläche der permeablen Membran ist ein wesentlicher Faktor für die Bestimmung der Dicke bzw. Weite der Körperflüssigkeitsströmungsbahn. Wenn die Höhe dieser Vorsprünge weniger als 20 um beträgt, besitzt die Körperflüssigkeitsströmungsbahn vom Standpunkt der Filtrationstechnik eine zu geringe Dicke bzw. Weite, so daß sich ein großer Druckverlust ergibt. Wenn andererseits die Höhe 200 um übersteigt wird keine ausreichende Filtrierung der Körperflüssigkeit erreicht, weil die Schergeschwindigkeit nicht auf gewünschte oder vorgesehene Weise erhöht werden kann.
Aus diesem Grund sollte die Höhe der winzigen Vorsprünge zweckmäßig im Bereich von 20 bis 200 um liegen. Obgleich diese Höhe festgelegt oder gleichbleibend sein sollte, kann sie sich in der Strömungsrichtung der Körperflüssigkeit stufenweise ändern.
Es hat sich gezeigt, daß der Abstand zwischen den einzelnen winzigen Vorsprüngen auf den Oberflächen der permeablen Membranen für sich einen der wichtigsten Faktoren für die Ausbildung von gleichmäßigen und stabilen Körperflüssigkeitsströmungsbahnen darstellt. Genauer gesagt: wenn dieser Abstand kleiner ist als 300 um, ist die für Filtration oder Filtrierung zur Verfügung stehende Membranoberfläche unzulässig klein, während der Druckabfall unzulässig groß ist. Wenn dagegen der Abstand zwischen den Vorsprüngen 2 jeweils 2000 um übersteigt, erfahren die Membranen geringe Durchbiegungen und geringen Verzug, wodurch die Bildung von gleichmäßigen und stabilen Körperflüssigkeitsströmungsbahnen zufriedenstellender Leistungsfähigkeit erschwert wird. Aus diesem Grund sollte der Abstand zwischen den Vorsprüngen zweckmäßig im Bereich von 300 bis 2000 um, vorzugsweise von 500 bis 1000 um liegen. Der Verteilungszustand der winzigen Vorsprünge sollte über die Gesamtoberfläche der permeablen Membranen hinweg gleichmäßig sein. Er unterliegt keiner besonderen Einschränkung, sondern nur der Anforderung, daß eine Störung der gleichmäßigen Strömung der Körperflüssigkeit vermieden sein soll.
Der Durchmesser an den Basen der winzigen Vorsprünge liegt zweckmäßig im Bereich von 100 bis 1000 um, vorzugsweise 200 bis 500 um, wobei die Begünstigung und Ausbildung einer gleichmäßigen Blutströmungsbahn schwierig ist, wenn dieser Durchmesser weniger als 100 um beträgt, während die besetzte Fläche bei einem Durchmesser von mehr als 1000 um unzulässig groß ist.
Die von den winzigen Vorsprüngen eingenommene Fläche sollte zweckmäßig im Bereich von 3 bis 20%, vorzugsweise 5 bis 15%, bezogen auf die Fläche der Membranoberfläche liegen, weil die Begünstigung und Bildung einer perfekt gleichmäßigen Körperflüssigkeitsströmungsbahn unter ungünstigen Bedingungen schwierig ist, wenn diese Fläche weniger als 3% beträgt, und die Vorrichtung bei einer Fläche von mehr als 20% einen großen Raumbedarf besitzt, um eine ausreichend große Fläche für Filtrationszwecke bereitzustellen.
Die Höhe H, der Durchmesser R an den Basen und der Abstand D zwischen den Spitzen werden durch Projizieren einer ausgeschnittenen Probe der permeablen Membran in 100-facher Vergrößerung mittels eines Projektors bestimmt; die von den (winzigen) Vorsprüngen eingenommene Fläche wird anhand von tatsächlich ermittelten Werten bestimmt.
Wenn, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6, die folienartigen Strömungsbahn-Regulierelemente 32 zwischen die permeablen Membraneinheiten 31 eingefügt sind, sollten diese Regulierelemente 4 zweckmäßig aus einem Material einer Brinnell-Zahl von nicht weniger als 10 und einer Dicke T im Bereich von 10 bis 200 um, vorzugsweise 20 bis 50 um, bestehen.
Zur Bildung höchst vergleichmäßigter und stabilisierter Körperflüssigkeits-Strömungsbahnen in Filmform (of film) sollten die folienartigen Strömungsbahn-Regulierelemente zweckmäßig aus einem steifen bzw. starren Material bestehen. Der vorliegend benutzte Ausdruck "steifes Material" bezieht sich auf ein Material, das bei Berührung mit den Vorsprüngen auf der Membranoberfläche praktisch keine Verformung oder Deformation, wie Beulen, erfährt und eine Brinnell-Zahl von nicht weniger als 10 besitzt. Materialien mit Brinnell-Zahlen oberhalb dieses unteren Grenzwerts sind z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polyester und Polycarbonate.
Die erwähnte Brinnell-Zahl wird nach einer Formel bestimmt, wie sie in der japanischen Industrienorm (JIS) Z 2243 angegeben ist.
Die Dicke des folienartigen Strömungsbahn-Regulierelements sollte zweckmäßig im Bereich von 10 bis 200 um, vorzugsweise 20 bis 50 um, liegen, weil eine gleichmäßige Körperflüssigkeits-Strömungsbahn nur mit Schwierigkeit formbar und aufrechterhaltbar ist, wenn die Dicke weniger als 10 um beträgt, während die Vorrichtung bei einer Dicke von mehr als 200 um einen großen Raum in Anspruch nimmt.
Bei der Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung gemäß dieser Erfindung hat es sich gezeigt, daß das andere wesentliche Erfordernis für die Bildung einer höchst vergleichmäßigten stabilisierten Körperflüssigkeit- Strömungsbahn darin besteht, daß die permeablen Membraneinheiten frei von Verbiegungen und Falten sein müssen und eine zufriedenstellende Flachheit der Oberfläche aufweisen sollen. Als Material oder Werkstoff für die permeablen Membranen erweist sich ein Polyolefin, wie Polypropylen oder Polyethylen, mit ausgezeichneter Verträglichkeit für Körperflüssigkeit, insbesondere Blut, als besonders zweckmäßig. Polypropylen wird gegenüber Polyethylen bevorzugt. Bei der Herstellung einer Membraneinheit durch Vereinigung zweier permeabler Membranen aus diesem Material gewährleistet das Heißsiegel- oder Schweißverfahren ein im wesentlichen perfektes Verschmelzen des versiegelten bzw. verschweißten Teils des Harzes als Material der permeablen Membranen, was folglich zu einer Maßverkleinerung des versiegelten oder verschweißten Teils führt, so daß die Flachheit der Oberfläche der Membraneinheit beeinträchtigt wird und die hergestellte Membraneinheit keine ausreichende Filtrierfähigkeit erhält. Im Gegensatz dazu brauchen beim Ultraschallschmelz- oder -schweißverfahren nur Bereiche nahe der Berührungsfläche der gegenüberliegenden permeablen Membranen angeschmolzen zu werden, um eine ausreichende Versiegelungs- bzw. Schweißfestigkeit zu erzielen; dabei kann die hergestellte Membraneinheit eine zufriedenstellende Flachheit der Oberfläche beibehalten und demzufolge die Membraneinheit eine ausgezeichnete Filtrierfähigkeit zeigen. Das Ultraschallschweißverfahren wird daher dem Wärmeschweißverfahren vorgezogen.

(Beispiel)

Im folgenden ist die vorliegende Erfindung anhand von Arbeitsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1:

Mittels einer Biaxial-Extrudiermaschine (hergestellt von Ikegai Iron Works, Ltd.) wurden 100 Gewichtsteile eines Gemisches aus zwei Sorten Polypropylen mit Schmelzfließindizes (M.I.) von 30 und 0,3 (Gewichtsverhältnis 100 : 40) , 410 Gewichtsteile flüssiges Paraffin (Zahlenmittel-Molekulargewicht 324) als organischer Füllstoff und 0,36 Gewichtsteil 1,3,2,4-Dibenzylidensorbit als Kristallkeimbildungsmittel aufgeschmolzen, geknetet und zu Pellets geformt. Die erhaltenen Pellets wurden bei 150 bis 200ºc mittels der gleichen Extrudiermaschine aufgeschmolzen und über einen T-Spritzkopf einer Schlitzweite von 0,6 mm in die Umgebungsluft extrudiert. Der geformte Film wurde zwischen den gegenüberstehenden Oberflächen zweier Formwalzen (verchromte Walzen von 200 mm Durchmesser und ausgestattet mit halbkugeligen Vertiefungen von 0,25 mm Durchmesser und 0,15 mm Tiefe, gleichmäßig auf den Walzen verteilt und in einem gleichmäßigen Abstand voneinander beabstandet, so daß sie eine Fläche von 2%, bezogen auf die Fläche der Walzenoberfläche, einnahmen) hindurchgeleitet, in eine Kühl- und Verfestigungsflüssigkeit aus Polyethylenglycol eingeleitet, um darin verfestigt zu werden, und dann aufgewickelt. Der so aufgewickelte Film wurde zu einem Stück einer festen Länge (etwa 200 x 200 mm) geschnitten. Dieses Filmstück wurde in Längs- und Querrichtung in seiner Position fixiert und in 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (Temperatur 25ºc) eingetaucht, um dem Filmstück das flüssige Paraffin durch Extraktion zu entziehen, worauf es zwei Minuten lang bei 135ºC in Luft wärmebehandelt wurde. Die auf diese Weise erhaltene permeable Membran erwies sich als eine folienartige permeable Membran, die an der Oberfläche mit winzigen halbkugeligen Vorsprüngen von 0,25 mm Durchmesser und 0,12 mm Höhe versehen war. Aus der permeablen Membran wurden kreisförmige Stücke von 104 mm Außendurchmesser mit einem offen Kreis eines Durchmessers von 22 mm ausgestanzt. Eine permeable Membraneinheit wurde dadurch hergestellt, daß zwei derartige kreisförmige Stücke aufeinandergelegt und längs ihrer Außenumfangsteile sowie ihrer Innenumfangsteile wärmeversiegelt bzw. thermisch verschweißt wurden. Eine Blutplasmatrennvorrichtung einer verfügbaren Membranoberfläche von 3500 cm² wurde durch Einsetzen derartiger permeabler Membraneinheiten in ein in Fig. 5 dargestelltes zylindrisches Gehäuse hergestellt. Durch diese Blutplasmatrennvorrichtung wurde Blut in einem Strömungsvolumen von 100 ml/min geleitet, um die Filtrierfähigkeit der Vorrichtung zu untersuchen. Die Vorrichtung wurde auch bezüglich der Komplementaktivierkomponente (complement activating component) C3a getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Bestimmung der Komplementaktivierkomponente C3a

Das einer gesunden normalen Person entnommene Blut wurde in ein Glas-Teströhrchen überführt und 15 min lang auf 37ºC erwärmt, um das Blut gründlich zu koagulieren und das Blutserum abzutrennen. Eine Zentrifugentrennung erfolgte mittels einer gekühlten Zentrifuge bei 4ºC, 3000/min und 20 min. Das abgetrennte Blutserum wurde augenblicklich in Eiswasser übertragen. Ein Kleinmodul 70, in welchem die oben beschriebenen folienartigen permeablen Membranen 10 enthalten waren und das eine verfügbare Membranoberfläche von 24 cm² besaß, wurde in einen in Fig. 8 dargestellten Kreislauf eingesetzt. Durch Betätigung einer Umwälzpumpe 74 wurde das Blutserum mit einem Strömungsvolumen von 5 ml/min durch den Kreislauf zirkuliert. Von dem über einen Filtratauslaß 71 austretenden Blutserum wurden Teilproben von jeweils 1,5 ml entnommen, und die Proben wurden nach der RIA-Methode auf die C3a-Konzentration hin untersucht. Die Substanz (C3a) tritt im Laufe der Aktivierung auf und wird als Kriterium für den Grad der Aktivierung von Komplement angesehen. In Fig. 8 sind mit der Bezugsziffer 72 ein auf 37ºC gehaltenes Erwärmungsbad und mit der Ziffer 73 ein Eiswasser enthaltender Kühlbehälter bezeichnet.

Beispiel 2:

Mittels einer Biaxial-Extrudiermaschine (Hersteller: Ikegai Iron Works, Ltd.) wurden 100 Gewichtsteile eines Gemisches aus zwei Sorten von Polypropylen mit Schmelzfließindizes von 30 und 0,5 (ein Gemisch im Gewichtsverhältnis von 100 : 40), 410 Gewichtsteile flüssiges Paraffin (Zahlenmittel-Molekulargewicht: 324) als organischer Füllstoff und 0,36 Gewichtsteil 1,3,2,4-Dibenzylidensorbit als ein kristallkeimbildendes Mittel geschmolzen, geknetet und zu Pellets geformt. Die Pellets wurden in der gleichen Extrudiermaschine bei 150 bis 200ºC aufgeschmolzen, über einen T-Spritzkopf in die Umgebungsluft extrudiert, auf eine Leitwalze in einem unmittelbar unter dem T-Spritzkopf angeordneten Kühlbehälter abgeworfen und in eine Kühl und Verfestigungsflüssigkeit aus Polyethylenglycol zur Verfestigung darin geführt. Der verfestigte Film wurde in 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (25ºC) eingetaucht, um ihm das flüssige Paraffin durch Extraktion zu entziehen. Der Film wurde sodann 2 min lang an der Luft bei 135ºC wärmebehandelt; damit wurde eine permeable Membran mit einer flachen, glatten Oberfläche erhalten. Die dadurch erhaltene permeable Membran wurde sodann in enge Berührung mit einer Formplatte (Silikonkautschukplatte einer Oberfläche von 200 x 200 mm und mit halbkugeligen Vertiefungen von 0,3 mm Durchmesser und 0,15 mm Tiefe, die so verteilt waren, daß sie eine Fläche von 2% der Gesamtoberfläche der Formplatte einnahmen) gebracht, wobei ein Klebmittel des Urethantyps (Hersteller: Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) im voraus auf die Oberfläche der Formplatte aufgebracht und dann mittels einer Streichklinge abgestrichen worden war, um überschüssiges Klebmittel von der Oberfläche zu entfernen. Nach Aufrechterhaltung der innigen Berührung während etwa 20 min wurde die permeable Membran von der Formplatte abgezogen. Dabei wurde eine folienartige permeable Membran erhalten, die an ihrer Oberseite mit winzigen, gleichmäßig verteilten, halbkugeligen Vorsprüngen von 0,28 mm Durchmesser und 0,12 mm Höhe versehen war. Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 1 wurde eine Blutplasmatrennvorrichtung angefertigt, nur mit dem Unterschied, daß die oben beschriebenen permeablen Membranen (anstelle der Membranen nach Beispiel 1) verwendet wurden. Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde Blut durch die Blutplasmatrennvorrichtung geleitet, um die Filtrierfähigkeit der Vorrichtung zu bestimmen. Die Vorrichtung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bezüglich der Komplementaktivierkomponente C3a getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Beispiel 3:

Mittels einer Biaxial-Extrudiermaschine (Hersteller: Ikegai Iron Works, Ltd.) wurden 100 Gewichtsteile eines Gemisches aus zwei Sorten Polypropylen mit Schmelzfließindizes von 30 und 0,5 (Gemisch im Gewichtsverhältnis von 100 : 40), 410 Gewichtsteile flüssiges Paraffin (Zahlenmittel-Molekulargewicht: 324) als organischer Füllstoff und 0,36 Gewichtsteil 1,3,2,4-Dibenzylidensorbit als kristallkeimbildendes Mittel geschmolzen, geknetet und zu Pellets geformt. Die Pellets wurden in der gleichen Extrudiermaschine bei 150 bis 200ºC aufgeschmolzen, durch einen T-Spritzkopf in die Umgebungsluft extrudiert, auf eine Leitwalze in einem unmittelbar unter dem T-Spritzkopf angeordneten Kühlbehälter abgeworfen und zur Verfestigungs in eine Kühl- und Verfestigungsflüssigkeit aus Polyethylenglycol überführt. Der verfestigte Film wurde in 1,1,2-Trichlor- 1,2,2-trifluorethan (25ºC) eingetaucht, um ihm das flüssige Paraffin durch Extraktion zu entziehen; anschließend wurde er an der Luft bei 135ºC 2 min lang wärmebehandelt, wobei eine permeable Membran mit einer flachen, glatten Oberfläche erhalten wurde. Auf die Oberfläche dieser permeablen Membran wurde ein UV-härtbares Harz (Hersteller: Dainippon Ink ä Chemical, Inc.) mittels einer Rotationssiebdruckmaschine (Hersteller: Nippon Bunka-Seiko K.K.) aufgetragen, die eine Druckplatte enthielt, deren Oberfläche mit Löchern von 0,5 mm Durchmesser und 0,18 mm Tiefe in einer Verteilung zur Einnahme von 15% der Gesamtoberfläche der Platte versehen war. Unmittelbar nach dem Auftrag wurde die aufgetragene Harzschicht 10 s lang mit UV-Licht einer 1 kW-Ultraviolettlampe (Hersteller: Nippon Bunka- Seiko K.K.) bestrahlt. Dabei wurde eine folienartige permeable Membran erhalten, deren Oberfläche mit winzigen, gleichmäßig geformten sphärischen Vorsprüngen von 0,52 mm Durchmesser und 0,12 mm Höhe versehen war. Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 1 wurde eine Blutplasmatrennvorrichtung angefertigt, bei der jedoch die auf oben beschriebene Weise hergestellten permeablen Membranen verwendet wurden. Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde Blut durch diese Blutplasmatrennvorrichtung geleitet, um die Filtrierfähigkeit dieser Vorrichtung zu bestimmen. Die Vorrichtung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bezüglich der Komplementaktivierkomponente C3a getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Vergleichsbeispiel 1:

Eine permeable Membran mit einer flachen, glatten Oberfläche wurde entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 2 hergestellt. Aus dieser permeablen Membran wurden kreisförmige Stücke von 104 mm Außendurchmesser und mit einer kreisförmigen (zentralen) Öffnung von 22 mm Durchmesser ausgestanzt. Eine permeable Membraneinheit wurde in der Weise hergestellt, daß diese kreisförmigen Stücke lotrecht aufeinandergelegt bzw. gestapelt wurden, und zwar unter Zwischenfügung zweier Maschengewebe- bzw. Siebplatten aus Polyester mit (Öffnungen von) linearem Durchmesser von 0,07 mm und einer Öffnungsgröße von 0,210 mm (70 mesh) zur Bildung einer Filtratströmungsbahn. Insgesamt 25 derartige permeable Membraneinheiten und eine gleiche Zahl von Ethylenvinylalkohollagen oder -folien (kreisförmige Stücke von 104 mm Außendurchmesser und mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung von 22 mm Durchmesser) einer Dicke von 1 mm und mit als Abstandhalter gleichmäßig geformten halbkugeligen Vorsprüngen, die 2% der Gesamtoberfläche einnahmen, wurden mit Hilfe eines Dichtelements
abwechselnd aufeinandergelegt und in ein in Fig. 11 gezeigtes zylindrisches Gehäuse eingebaut; dadurch wurde eine Blutplasmatrennvorrichtung einer verfügbaren Membranoberfläche von 3500 cm² angefertigt. Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde Blut durch die Blutplasmatrennvorrichtung geleitet, um deren Filtrierfähigkeit zu bestimmen. Der Test auf Komplementaktivierkomponente C3a wurde entsprechend Beispiel 1 durchgeführt, nur mit dem Unterschied, daß permeable Membranen der oben beschriebenen Art mit einer flachen, glatten Oberfläche in das Kleinmodul eingebaut waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Filtrierbedingungen Vorfüllvolumen (ml) Blutströmungsvolumen (ml/min) Membrantrenndruck kPa (mmHg) Filtrierfähigkeit (ml/min) Einlaß Auslaß Einlaß/Auslaß Beispiel Vergleichbeispiel
Aus den Ergebnissen nach Tabelle 1 geht folgendes deutlich hervor: Bei Verwendung der erfindungsgemäßen, folienartigen permeablen Membranen (Beispiele 1 bis 3) waren im Vergleich zu den herkömmlichen, folienartigen permeablen Membranen mit einer flachen, glatten Oberfläche (vgl. Beispiel 1) die Filtrierfähigkeit nur sehr geringfügig verschlechtert, das Vorfüllvolumen deutlich verringert und die Aktivierung der Blutkomponenten ganz auffällig unterdrückt.

Beispiele 4 bis 10:

Für die Verwendung in Beispielen 4 bis 10 vorgesehene folienartige permeable Membranen mit Vorsprüngen wurden in der Weise hergestellt, daß an der Blutkontaktierfläche einer flachen Polypropylenmembran eines mittleren Porendurchmessers von 0,6 um und einer Dicke von 130 um in gleichförmiger Verteilung winzige Vorsprünge unterschiedlicher Höhen, Basisdurchmesser, Abstände und Belegungsflächen gemäß Fig. 2 dadurch geformt wurden, daß auf die Oberflächen der Membranen ein UV-härtbares Harz (Hersteller: Dai-Nippon Ink & Chemicals, Inc., vertrieben unter der Handelsbezeichnung "Daicure MV") in einem vorbestimmten Muster mittels einer Sieb(druck)platte aufgetragen und die aufgetragene Harzschicht unmittelbar darauf mit UV-Licht bestrahlt wurde, um damit die verfestigte Harzschicht an der Oberfläche festzulegen. Diese permeable Membran mit den Vorsprüngen wurden jeweils zu einem kreisförmigen Stück von 102 mm Außendurchmesser und mit einer kreisförmigen zentralen Öffnung von 22 mm Durchmesser geformt. Als ein eine Blutplasmaströmungsbahn bildendes Element wurden zwei Maschensiebe aus Polyester mit einer Maschengröße von 290 um und einer Dicke von 135 um in übereinanderliegendem Zustand benutzt. Die Ausbildung einer permeablen Membraneinheit erfolgte durch lotrechtes Gegenüberstellen bzw. Aufeinanderlegen zweier der genannten permeablen Membranen über zwei Maschensiebe hinweg und Versiegeln bzw. Schweißen aller äußeren und inneren offenen Ränder der aufeinandergelegten Lagen nach der thermischen Schweißmethode (140ºC bei einer Dauer von 2 s) oder der Ultraschallschweißmethode (Ultraschallschweißgerät, Modell 8700, Hersteller: Brunson Inc.). Die folienartigen Strömungsbahn-Regulierelemente besaßen einen Außendurchmesser von 102 mm und wiesen eine zentrale Öffnung von 22 mm auf. Die Werkstoffe und deren Brinnell-Zahlen sind in Tabelle 2 angegeben.
Die permeablen Membraneinheiten und die erwähnten folienartigen Strömungsbahn-Regulierelemente wurden mit Hilfe eines Heißschmelzklebmittels (Hersteller: Toa Gosei Chemical Industry Co., Ltd.; Produktbezeichnung "PPET-1009") einander abwechselnd übereinandergelegt bzw. gestapelt und in einen zylindrischen Behälter aus Polycarbonat eingesetzt. Sodann wurde ein unteres Deckelelement aus Polycarbonat, das auch als Druckstück für die erwähnte Stapelanordnung fungierte, unter Zwischenfügung eines O-Rings aus Silikonkautschuk an der offenen Unterseite des Behälters angebracht; auf diese Weise wurde eine Blutplasmatrennvorrichtung gebildet.
Durch diese Vorrichtung wurde mit einem Antikoagulationsmittel (ACD-Flüssigkeit) versetztes Rinderblut eines Hämatokritwerts von 40% und einer Temperatur von 37ºC in einem Strömungsvolumen von 50 ml/min geleitet, um die Blutplasmafiltrierfähigkeit (QF) der Vorrichtung zu bestimmen. Die Dicke der gestapelten Lagen oder Schichten (Dicke der Vorrichtung abzüglich der Dicke des zylindrischen Behälters und der Dicke der Keile) und das Blutseiten-Vorfüllvolumen (PV) wurden als numerische Werte, die Größe der Vorrichtung angebend, bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Vergleichsbeispiel 2:

Eine im Vergleichsbeispiel 2 verwendete permeable Membran war die gleiche flache Membran aus Polypropylen mit einem mittleren Porendurchmesser von 0,6 um und einer Dicke von 130 um, jedoch ohne die winzigen Vorsprünge, wie sie in Beispielen 4 bis 10 verwendet wurde. Die Ausbildung der permeablen Membraneinheit erfolgte durch Ausstanzen kreisförmiger Stücke eines Außendurchmessers von 102 mm mit einer kreisförmigen zentralen Öffnung von 22 mm aus der permeablen Membran; zwei derartige kreisförmige Stücke wurden lotrecht übereinandergelegt, und zwar jeweils über zwei Maschensiebe der in den Beispielen 4 bis 10 benutzten Art, worauf alle äußeren und inneren offenen Ränder der übereinanderliegenden bzw. gestapelten Schichten durch Ultraschallschweißung (Ultraschallschweißgerät Modell 8700, Hersteller: Brunson) verschweißt wurden.
Die aus den permeablen Membranen ohne Vorsprünge geformten permeablen Membraneinheiten sowie Blutströmungsbahn-Regulierplatten aus Polypropylen (mit einer Höhe der vorstehenden Teile von 85 um, einem Durchmesser an den Basen dieser vorstehenden Teile von 300 um, einem Abstand zwischen diesen Teilen von 750 um und einer Gesamtdicke von 800 um) wurden mit Hilfe des gleichen Dichtungsmaterials, wie in den Beispielen 4 bis 10 verwendet, einander abwechselnd aufeinandergelegt, worauf die aufeinandergelegten bzw. gestapelten Schichten in einen zylindrischen Behälter aus Polycarbonat eingesetzt wurden. Anschließend wurde das untere Deckelelement aus Polycarbonat, das auch als Druckstück fungierte, unter Zwischenfügung eines O-Rings an der offenen Unterseite des Behälters angebracht, wodurch eine Blutplasmatrennvorrichtung geformt wurde.
Entsprechend den Maßnahmen nach den Beispielen 4 bis 10 wurde die so angefertigte Vorrichtung bezüglich der Blutplasma-Filtrierfähigkeit (QF) getestet. Die Dicke der gestapelten Schichten sowie das Blutseiten-Vorfüllvolumen (PV) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispielen 4 bis 10 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Referenzbeispiel:

In diesem Referenzbeispiel wurde eine permeable Membraneinheit geformt durch Kombinieren einer permeablen Membran, erhalten durch Ausbildung gleichmäßiger winziger Vorsprünge mit Höhe, Basisdurchmesser, Abstand und Besetzungsfläche entsprechend Beispiel 2, auf einer flachen Membran aus Polypropylen mit einem mittleren Porendurchmesser von 0,6 um und einer Dicke von 130 um auf die gleiche Weise wie in Beispielen 4 bis 10, mit einer flachen Membran aus Polypropylen eines mittleren Porendurchmessers von 0,6 um und einer Dicke von 130 um, jedoch ohne diese Vorsprünge. Die Herstellung der permeablen Membraneinheit erfolgte durch Ausstanzen kreisrunder Stücke eines Außendurchmessers von 102 mm mit einer zentralen kreisrunden Öffnung von 22 mm Durchmesser aus der mit Vorsprüngen versehenen permeablen Membran, lotrechtes Aufeinanderlegen zweier derartiger kreisförmiger Stücke unter Zwischenfügung von zwei Maschensieben der gleichen Art, wie in den Beispielen 4 bis 10 verwendet, und Verschweißen aller offenen Außen- und Innenränder der übereinanderliegenden Lagen oder Schichten durch Ultraschallschweißung (Ultraschallschweißgerät Modell 8700, Hersteller: Brunson) Die auf diese Weise hergestellten permeablen Membraneinheiten wurden auf die in Fig. 10 gezeigte Weise unter Verwendung des gleichen Dichtungselements gestapelt und in einen zylindrischen Behälter aus Polycarbonat eingesetzt. Sodann wurde ein unteres Deckelelement aus Polycarbonat, das auch als Druckstück fungierte, unter Zwischenfügung eines O-Rings aus Silikonkautschuk an der offenen Unterseite des Behälters angesetzt.
Die so erhaltene Vorrichtung wurde auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 4 bis 10 bezüglich der Blutplasma-Filtrierfähigkeit (QF) getestet; die Dicke der übereinanderliegenden bzw. gestapelten Schichten und das Blutseiten-Vorfüllvolumen (PV) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispielen 4 bis 10 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Permeable Membran Folienartiges Strömungsbahn-Regulierelement Vorsprungsform Art Höhe H(um) Durchmesser D(um) Abstand D(um) Belegungsfläche (%) Material (-) Brinnel-Zahl (-) Dicke (um) Zahl der gestapelten Schichten Verfügbare Membranfläche (m²) Dicke (mm) Beispiel Vergleichbeispiel Referenzbeispiel mit Vorspüngen ohne Vorspüngen Polycarbonat Polypropylen, poros *) Punktförmig geprägte Strömungsbahn-Regulierplatte **) Nur in Beispiel 10: Gestapelte Schichten durch thermisches Schweißen verbunden. In allen anderen Beispielen: Verbinden durch Ultraschallschweißen.

(Wirtschaftliche Nutzung der Erfindung)

Wie vorstehend beschrieben, richtet sich diese Erfindung auf eine folienartige permeable Membran, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf mindestens einer Oberfläche mit einer Vielzahl winziger Vorsprünge versehen ist. Eine modulare Struktur oder Konstruktion, in welche derartige permeable Membranen eingebaut sind, ermöglicht somit ohne weiteres die Ausbildung einer stabilen Strömungsbahn für eine gegebene, zu behandelnde Flüssigkeit ohne die Notwendigkeit für irgendwelche Abstandhalter, wie Maschensiebplatten oder punktförmig geprägte (dotted) Platten. Die modulare Struktur kann somit ohne Beeinträchtigung der Filtrierfähigkeit kleinere Abmessungen aufweisen. Infolgedessen können das Vorfüllvolumen verringert und der Zusammenbau- bzw. Montagevorgang vereinfacht sein. Da die folienartige permeable Membran gemäß dieser Erfindung keinen Abstandhalter benötigt, wird bei Einsatz dieser modularen Struktur für die Behandlung von Blut, etwa bei der künstlichen Dialyse, bei der Blutplasmatrennung oder Fraktionierung von Blutkomponenten, das Problem einer Aktivierung von Koagulationsfaktoren im Blut, die anderenfalls durch den Kontakt mit dem Abstandhalter hervorgerufen werden würde, vermieden.
Bei der erfindungsgemäß verwendeten, folienartigen permeablen Membran liegen die Höhe der kleinsten oder winzigen Vorsprünge im Bereich von 20 bis 1000 um und die von den (Abschnitten der) winzigen Vorsprüngen besetzte Fläche im Bereich von 0,5 bis 50%, bezogen auf die (Gesamt-)Oberfläche mit den winzigen Vorsprüngen. Die Abschnitte oder Bereiche der winzigen Vorsprünge bestehen aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von 1,0 x 10&sup6; bis 2,0 x 10¹&sup0; Dyne/cm². Wenn der Hauptkörper der permeablen Membran und die winzigen Vorsprünge aus ein und demselben Material geformt sein sollen, besteht dieses Material vorzugsweise aus einer makromolekularen Substanz, ausgewählt aus einer Substanz aus der Gruppe des regenerierten Cellulose-, Cellulosederivat-, Polyvinylalkohol-, Polysulfon-, Poly(meth)acryl-, Polyamid- oder Polyolefintyps. Polypropylen wird besonders bevorzugt. Wenn der Hauptkörper der permeablen Membran und die winzigen Vorsprünge aus verschiedenen Materialien bestehen sollen, insbesondere dann, wenn der Hauptkörper der permeablen Membran aus einer makromolekularen Substanz aus der unmittelbar vorstehend angegebenen Gruppe, vorzugsweise Polypropylen, besteht und die winzigen Vorsprünge aus einem thermoplastischen Harz einem mittels Wärme oder elektromagnetischer Welle aushärtbaren Harz oder einem synthetischen Kautschuk, der mit dem Material des Hauptkörpers der Membran kompatibel oder verklebbar ist, vorzugsweise aus Polyurethan, einem Epoxyharz oder einem Acrylsäureesterharz geformt werden, werden die vorgenannten, wünschenswerten Eigenschaften in noch vorteilhafterer Weise erzielt.
Beschrieben ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran durch Koagulation einer in einer Lagen- oder Filmform ausgeformten Filmlösung (dope), welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Koagulieren herbeigeführt wird, während eine Form(werkzeug)fläche mit einer Vielzahl winziger Vertiefungen mit mindestens einer Oberfläche der folienartigen Filmlösung in Berührung gehalten wird und damit zahlreiche winzige Vorsprünge an mindestens einer Oberfläche der hergestellten permeablen Membran geformt werden. Die die beschriebene, höchst wünschenswerte Ausgestaltung besitzende folienartige permeable Membran läßt sich einfach formen. Wenn bei dem zu verwendenden Formwerkzeug die Tiefe der winzigen Vertiefungen im Bereich von 20 bis 1000 um und die von diesen Vertiefungen eingenommene Fläche im Bereich von 0,5 bis 50%, bezogen auf die Fläche der Formwerkzeugoberfläche, liegen, und wenn die mit der Vielzahl von winzigen Vertiefungen versehene Formwerkzeugoberfläche eine Walzenoberfläche ist, läßt sich ohne weiteres eine folienartige permeable Membran mit noch besseren Eigenschaften herstellen. Offenbart ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer folienartigen permeablen Membran, das durch gekennzeichnet ist, daß mit mindestens einer Oberfläche einer fertiggestellten permeablen Membran eine Form(werkzeug)oberfläche in Berührung gebracht wird, die durch Gießen einer Filmlösung aus einem Material, das mit dem Material der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist, erhalten wurde und die eine Vielzahl von winzigen Vertiefungen aufweist, und die Filmlösung ausgehärtet wird, um damit eine Vielzahl winziger Vorsprünge auf mindestens einer Oberfläche der hergestellten permeablen Membran zu formen. Die folienartige permeable Membran mit den angegebenen vorteilhaften Eigenschaften läßt sich somit einfach herstellen. Wenn beim Formwerkzeug die Tiefe der winzigen Vertiefungen im Bereich von 20 bis 1000 um und die von den winzigen Vertiefungen eingenommene Fläche im Bereich von 0,5 bis 50%, bezogen auf die Fläche der Formwerkzeugoberfläche, liegen und ein durch Wärme oder elektromagnetische Welle aushärtbares Harzmaterial als Filmlösung aus einem Material, das mit dem Material der permeablen Membran kompatibel oder verklebbar ist, verwendet und mit der Oberfläche der permeablen Membran in Berührung gebracht und durch Einwirkung von Wärme oder elektromagnetischer Welle zur Herbeiführung der Ausbildung der winzigen Vorsprünge auf der permeablen Membran verfestigt wird, kann die folienartige permeable Membran mit dem beschriebenen, höchst vorteilhaften Aufbau noch einfacher hergestellt werden.
Diese Erfindung richtet sich auch auf eine Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung mit einem Stapel aus einer Anzahl permeabler Membraneinheiten, die jeweils aus zwei lotrecht voneinander getrennten oder beabstandeten und dazwischen eine Filtratströmungsbahn bildenden folienartigen permeablen Membranen bestehen, die längs ihrer zusammengepaßten Umfangsteile miteinander versiegelt bzw. verschweißt und in mindestens einem Bereich (der permeablen Membran) mit einem Filtratauslaß versehen sind, wobei die gestapelten (oder übereinanderliegenden) permeablen Membraneinheiten von einem Gehäuse umschlossen sind, das mit einem Körperfluideinlaß, einem Körperfluidauslaß und einem Filtratauslaß versehen ist, wobei die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten mit den Filtratauslässen des Gehäuses zu kommunizieren vermögen. Diese Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung ist mit einem Körperflüssigkeitsströmungsweg versehen, bei dem Körperflüssigkeitsströmungsbahnen jeweils zwischen den benachbarten permeablen Membraneinheiten und/oder Filtratströmungsbahnen jeweils innerhalb der einzelnen permeablen Membraneinheiten durch eine Vielzahl von winzigen Vorsprüngen gebildet sind, die an mindestens einer Oberfläche jeder der permeablen Membranen geformt sind, wobei die Körperflüssigkeit über den Körperfluideinlaß in das Gehäuse eingeleitet und über die Körperflüssigkeitsströmungsbahnen sowie durch die permeablen Membranen hindurch zum Körperfluidauslaß geleitet wird und wobei auch ein Filtratströmungsweg vorgesehen ist, welcher das Filtrat, das von dem die permeablen Membranen passierenden und über letztere in die permeablen Membraneinheiten eintretende Körperfluid gewonnen wurde, durch die Filtratströmungsbahnen innerhalb der permeablen Membraneinheiten strömen und den Filtratauslaß des Gehäuses über die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten erreichen läßt. Die charakteristischen Eigenschaften der mit Vorsprüngen versehenen, folienartigen permeablen Membran können somit voll genutzt werden. Die diese Membranen verwendende modulare Struktur kann ohne Beeinträchtigung der Filtrierfähigkeit in ihren Abmessungen verkleinert sein; das Vorfüllvolumen kann verringert sein, und die Technik der Körperfluid- oder -flüssigkeitstrennung kann deutlich verbessert sein. Diese Körperflüssigkeitstrennvorrichtung kann eine deutlich verbesserte Filtrierfähigkeit aufweisen, wenn bei der permeablen Membran die Höhe der winzigen Vorsprünge im Bereich von 20 bis 200 um der Durchmesser an den Basen dieser Vorsprünge im Bereich von 100 bis 1000 um, der Abstand zwischen den Spitzen der winzigen Vorsprünge im Bereich von 300 bis 2000 um und die von diesen Vorsprüngen eingenommene Fläche im Bereich von 3 bis 20%, bezogen auf die Gesamtfläche der Membranoberfläche, liegen und die permeable Membran aus einem Polyolefin geformt ist.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Körperflüssigkeitsfiltervorrichtung mit übereinanderliegenden bzw. gestapelten, durch ein zwischengefügtes folienartiges Strömungsbahn-Regulierelement voneinander getrennten bzw. beabstandeten permeablen Membraneinheiten mit jeweils einem eine Filtratströmungsbahn bildenden Element, das auf seiner Gesamtoberfläche mit einer folienartigen permeablen Membran bedeckt ist und in mindestens einem Bereich der permeablen Membranen einen Filtratauslaß aufweist, wobei die gestapelten permeablen Membraneinheiten von einem Gehäuse umschlossen sind, das mit einem Körperfluideinlaß, einem Körperfluidauslaß und einem Filtratauslaß versehen ist, wobei die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten mit den Filtratauslässen des Gehäuses zu kommunizieren vermögen. Diese Vorrichtung ist mit einem Körperflüssigkeitsströmungsweg versehen, bei dem Körperflüssigkeitsströmungsbahnen jeweils zwischen den permeablen Membranen und den folienartigen Strömungsbahn-Regulierelementen durch eine Vielzahl von winzigen Vorsprüngen gebildet sind, welche an jeder der den genannten Regulierelementen gegenüberliegenden Flächen der permeablen Membranen ausgebildet sind. Die Körperflüssigkeit wird dabei über den Körperfluideinlaß in das Gehäuse eingeführt und über die Körperflüssigkeitsströmungsbahnen sowie durch die permeablen Membranen hindurch geleitet, um den Körperfluidauslaß zu erreichen. Weiterhin vorgesehen ist ein Filtratströmungsweg, welcher das Filtrat, das durch die die permeablen Membranen passierende und über letztere in die permeablen Membraneinheiten eintretende Körperflüssigkeit gewonnen wurde, durch die Filtratströmungsbahnen innerhalb der permeablen Membraneinheiten strömen und den Filtratauslaß des Gehäuses über die Filtratauslässe der permeablen Membraneinheiten erreichen läßt. Die Abmessungen dieser Vorrichtung können somit in zufriedenstellender Weise verringert sein, und die Vorrichtung ermöglicht die Ausbildung einer höchst vergleichmäßigten und stabilisierten, filmartigen Körperflüssigkeitsströmungsbahn unter Gewährleistung einer hohen Filtrierfähigkeit oder -leistung.

Claims

Körperflüssigkeitsfilter, umfassend: einen Behälter init einem Körperflüssigkeitseinlaß, einem Körperflüssigkeitsauslaß und einem Filtratauslaß sowie eine Anzahl von flachen permeablen Membranen, die so zusammengesetzt sind, daß sie als Schichtungsmodul zum Filtern einer Körperflüssigkeit dienen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der flachen permeablen Membranen einen flachen permeablen Membrankörper und eine Vielzahl von an mindestens einer Oberfläche des Membrankörpers angeformten winzigen bzw. kleinsten Vorsprüngen aufweist, derart, daß die kleinsten Vorsprünge zur Bildung eines stabilen Strömungswegs für die Körperflüssigkeit zwischen den benachbarten Membranen dienen.
2. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der kleinsten Vorsprünge im Bereich von 20 - 200 um, der Durchmesser der Basis (jedes) der kleinsten Vorsprünge im Bereich von 100 - 1000 um, der Abstand zwischen den benachbarten kleinsten Vorsprüngen im Bereich von 300 - 2000 um und der prozentuale Anteil der von den kleinsten Vorsprüngen eingenommenen Fläche zu dem einer Oberfläche des Membrankörpers im Bereich von 3 - 20 % liegen.
3. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den benachbarten Membranen mehrere Strömungsregelplatten zum Regeln der Strömung der Körperflüssigkeit angeordnet sind und die Strömungsregelplatten eine Dicke von 10 - 200 um und eine Brinell-Zahl von nicht weniger als 10 aufweisen.
4. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einem Polyolefin hergestellt ist.
5. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter mehrere einen Filtratströmungsweg bildende Elemente angeordnet sind, die mit den Membranen belegt oder überzogen und so zusammengesetzt sind, daß sie als Schichtungsmodul zur Herstellung von Flüssigkeitsverbindungen zwischen Körperflüssigkeitseinlaß und -auslaß über die Membran dienen.
6. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der kleinsten Vorsprünge im Bereich von 20 - 200 um, der Durchmesser der Basis (jedes) der kleinsten Vorspünge im Bereich von 100 - 1000 um, der Abstand zwischen den benachbarten kleinsten Vorsprüngen im Bereich von 300 - 2000 um und der prozentuale Anteil der von den kleinsten Vorsprüngen eingenommenen Fläche zu dem einer Oberfläche des Membrankörpers im Bereich von 3 - 20 % liegen.
7. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den benachbarten Membranen mehrere Strömungsregelplatten zum Regeln der Strömung der Körperflüssigkeit angeordnet sind und die Strömungsregelplatten eine Dicke von 10 - 200 um und eine Brinell-Zahl von nicht weniger als 10 aufweisen.
8. Körperflüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einem Polyolefin hergestellt ist.