WO2000057996A1 - Device with at least one membrane in the form of a hollow fiber for filtering body fluids - Google Patents

Abstract

The invention relates to a device (10) with at least one semi-permeable, wettable, especially hydrophilic membrane in the form of a hollow fiber (12) with an outer surface and a lumen (14) for ultrafiltering body fluids. Said fluids are filtered from across the outer surface into the lumen (14).

Description

Vorrichtung mit mindestens einer in Form einer Hohlfaser vorliegenden Membran zum Filtrieren von Körperflüssigkeiten Device with at least one membrane in the form of a hollow fiber for filtering body fluids

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einer in Form einer Hohlfaser mit Außenseite und Lumen vorliegenden semipermeablen, benetzbaren, insbesondere hydrophilen Membran zum Ultrafiltrieren von Körperflüssigkeiten, insbesondere von Blut.The invention relates to a device with at least one semi-permeable, wettable, in particular hydrophilic membrane in the form of a hollow fiber with the outside and lumens for ultrafiltering body fluids, in particular blood.

Vorrichtungen der vorstehend genannten Art sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Die bekannten Vorrichtungen dienen zum Filtrieren von Körperflüssigkeiten mit korpuskularen Inhaltsstoffen, wie bspw. Blut. Generell trennen semipermeable Membranen in derartigen Anordnungen zwei gegeneinander abgedichtete Bereiche: In den einen Bereich fließt dabei die zu filtrierende Flüssigkeit ein und verläßt diesen als angereichertes Retentat nach der Abtrennung des Filtrates, das nach dem Passieren der semipermeablen Membran aus dem anderen Bereich abfließt. Die Porengröße für derartige Ultrafilter liegt unterhalb von 0,1 μm Durchmesser, so daß Albumin die Membran nicht mehr passieren kann, wohl aber die in der Flüssigkeit gelösten niedermolekularen Substanzen und Elektrolyte.Devices of the aforementioned type are generally known from the prior art. The known devices are used to filter body fluids with corpuscular ingredients, such as blood. In such arrangements, semipermeable membranes generally separate two areas that are sealed from one another: the liquid to be filtered flows into one area and leaves it as enriched retentate after the filtrate has been separated off, which flows out of the other area after passing through the semipermeable membrane. The pore size for such ultrafilters is below 0.1 μm in diameter, so that albumin can no longer pass through the membrane, but the low-molecular substances and electrolytes dissolved in the liquid can.

Die zu filtrierende Körperflüssigkeit wird bei den bekannten Vorrichtungen dazu mit laminarer Strömung durch das Lumen der Hohlfasern geführt. Das Filtrat wird dann durch einen Druckgradienten über die Membran von der zu filtrierenden Flüssigkeit abgetrennt, tritt an den Außenwandungen der Hohlfasern aus und wird von dort abgeleitet.In the known devices, the body fluid to be filtered is passed through the lumen of the hollow fibers with laminar flow. The filtrate is then separated from the liquid to be filtered by a pressure gradient across the membrane, emerges from the outer walls of the hollow fibers and is drained off from there.

Im medizinischen Bereich werden derartige Vorrichtungen als Hämofilter, Hämokonzentratoren oder Plasmafilter für die Behandlung von Blut verwendet. Für diese Geräte geeignete semipermeablen Membranen sind bspw. in der DE 34 26 331 AI oder der WO 98/52683 beschrieben. Semipermeabel ist eine Membran dann, wenn sie Moleküle ab einer bestimmten Größe nicht mehr passieren läßt. Bei Blut als zu filtrierende Flüssigkeit wird hier unter semipermeabel verstanden, daß z.B. solche Moleküle die Membran nicht passieren können, die zumindest die Größe von im Blut gelöstem Albumin haben. Bei Filtern, die als Dialysatoren eingesetzt werden, kommt als Triebkraft für eine Abtrennung niedermolekularer Substanzen noch ein Konzentrationsgradient zwischen der zu filtrierenden Flüssigkeit im Lumen der Hohlfaser und der Dialyselösung hinzu, die die Außenseite der Hohlfaser umströmt. Da die Effizienz eines Dialysators von dem lokalen Konzentrationsgradienten über die Membran hinweg abhängt, müssen die Außenseiten der Hohlfasern ständig von einer frischen Dialyselösung umströmt werden. Ein solcher Dialysator, der mit einer hydrophoben Membran arbeitet, ist beispielsweise in der US 5,232,601 A beschrieben.In the medical field, such devices are used as hemofilters, hemoconcentrators or plasma filters for the treatment of blood. Semipermeable membranes suitable for these devices are described, for example, in DE 34 26 331 AI or WO 98/52683. A membrane is semipermeable when it no longer allows molecules of a certain size to pass. In the case of blood as the liquid to be filtered, semipermeable is understood here to mean that, for example, molecules which do not at least have the size of albumin dissolved in the blood cannot pass through the membrane. In filters that are used as dialyzers, the driving force for the separation of low-molecular substances is a concentration gradient between the liquid to be filtered in the lumen of the hollow fiber and the dialysis solution that flows around the outside of the hollow fiber. Since the efficiency of a dialyzer depends on the local concentration gradient across the membrane, the outside of the hollow fibers must be constantly flowed around by a fresh dialysis solution. Such a dialyzer, which works with a hydrophobic membrane, is described, for example, in US Pat. No. 5,232,601.

Wesentliches Merkmal der bei konventionellen Filtern verwendeten Hohlfasern ist die Anordnung einer Trennschicht auf der jeweiligen Innenseite dieser Hohlfasern, so daß das Filtrat beim Filtrieren zunächst diese innere Trennschicht passiert, dann die Membran durchwandert und schließlich auf der Außenseite der Hohlfaser austritt.An essential feature of the hollow fibers used in conventional filters is the arrangement of a separating layer on the respective inside of these hollow fibers, so that the filtrate first passes through this inner separating layer when it is filtered, then traverses the membrane and finally emerges on the outside of the hollow fiber.

Ein konventionelles Filter der vorstehend beschriebenen Art ist beispielsweise aus der EP 0 294 737 Bl bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Filter beschrieben, das aus einer Vielzahl gebündelter Polysulfonhohlfasermembranen besteht, die in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei die beiden Enden der Hohlfaserbündel an dem Gehäuse mit einem härtbaren Harz fixiert sind, aber offen bleiben. Auch bei diesen Filtern werden die Körperflüssigkeiten durch das Lumen der Hohlfasern geleitet, wobei das Filtrat an deren Außenseiten austritt und abgeleitet wird.A conventional filter of the type described above is known for example from EP 0 294 737 B1. In this document, a filter is described which consists of a plurality of bundled polysulfone hollow fiber membranes which are arranged in a housing, the two ends of the hollow fiber bundles being fixed to the housing with a curable resin, but remaining open. With these filters, too, the body fluids are passed through the lumen of the hollow fibers, the filtrate escaping on the outside and being drained off.

Die hier verwendeten semipermeablen Membranen, die für die Blutreinigung eingesetzt werden, weisen auf der Innenseite eine dichte Hautschicht mit einer Porengröße von weniger als 10 nm auf. Bei Plasmafiltern hingegen werden konventionelle Membranen mit Porengrößen bis in den Mikrometerbereich eingesetzt.The semipermeable membranes used here, which are used for blood purification, have an inside dense skin layer with a pore size of less than 10 nm. With plasma filters, however, conventional membranes with pore sizes down to the micrometer range are used.

Bei allen Filtern der vorstehend beschriebenen Art ist der Druck, den die durchströmende Flüssigkeit auf die Wandung der Hohlfasermembran ausübt, umso geringer, je länger der von der Flüssigkeit im Lumen der Hohlfaser zurückgelegte Weg ist. Dieser Druckabfall längs der Hohlfaser reduziert die Druckdifferenz über die Membran, also die treibende Kraft für die Filtration. Deshalb wird stets ein möglichst geringer Druckabfall bei möglichst hohem Volumenstrom angestrebt, um eine möglichst hohe Filtrationsrate zu erreichen.In all filters of the type described above, the longer the path covered by the liquid in the lumen of the hollow fiber, the lower the pressure that the liquid flowing through exerts on the wall of the hollow fiber membrane. This pressure drop along the hollow fiber reduces the pressure difference across the membrane, i.e. the driving force for the filtration. Therefore, the lowest possible pressure drop with the highest possible volume flow is always sought in order to achieve the highest possible filtration rate.

Bei konventionellen Filtern für Körperflüssigkeit wird deshalb angestrebt, daß die zu filtrierende Flüssigkeit einen möglichst kurzen Weg im Faserlumen zurücklegt, was bei gleicher effektiver Membranfläche nur durch eine Erhöhung der Hohlfaserzahl erreicht werden kann. Da die Hohlfasern jedoch an beiden Ende gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet werden müssen, sinkt durch die Erhöhung der Faserzahl mit einhergehender Verkürzung der Faserlänge der Anteil der nutzbaren Membranfläche an der gesamten Membranfläche. Der mit steigender Faserzahl für die Abdichtung an den Enden der Fasern verwendete Anteil der Membranfläche nimmt ebenfalls zu und steht nicht für die Filtration zur Verfügung. In den konventionellen Filtern muß deshalb aus wirtschaftlichen Gründen ein Kompromiß zwischen Hohlfaserlänge und -zahl gefunden werden, der jedoch nie völlig befriedigend sein kann. Bei diesen Filtern ist daher immer noch ein relativ großer Druckabfall zwischen der Einlaßöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit und den Stellen der Membran, an denen die eigentliche Filtration erfolgt, und damit auch über das Gesamtsystem des Filters üblich.In conventional filters for body fluid, the aim is therefore that the liquid to be filtered covers the shortest possible path in the fiber lumen, which can only be achieved by increasing the number of hollow fibers with the same effective membrane area. However, since the hollow fibers must be sealed against each other and against the housing at both ends, the proportion of usable membrane area in the total membrane area decreases due to the increase in the number of fibers with a concomitant shortening of the fiber length. The proportion of membrane area used for the sealing at the ends of the fibers with increasing number of fibers also increases and is not available for filtration. For economic reasons, a compromise between the length and number of hollow fibers must be found in the conventional filters, which, however, can never be completely satisfactory. These filters therefore still have a relatively large pressure drop between the inlet opening for the liquid to be filtered and the locations of the membrane which the actual filtration takes place, and therefore also common across the entire system of the filter.

Neben der verminderten, treibenden transmembranen Druckdifferenz besteht ein weiterer Nachteil eines großen Druckabfalles darin, daß für hohe Filtratflüsse auf die zu filtrierende Flüssigkeit ein deutlich erhöhter Druck ausgeübt werden muß. Dies kann bspw. bei der Aufarbeitung von empfindlichen Zellkulturen in Bioreaktoren zu Problemen in bezug auf die Viabilität der Zellen führen.In addition to the reduced, driving transmembrane pressure difference, a further disadvantage of a large pressure drop is that a significant increase in pressure has to be exerted on the liquid to be filtered for high filtrate flows. This can lead to problems with the viability of the cells, for example, when working up sensitive cell cultures in bioreactors.

Ein weiterer Nachteil kurzer konventioneller Filter mit hoher Anzahl an Hohlfasern besteht darin, daß die zu filtrierende Flüssigkeit mit einer weit größeren Fremdoberfläche Kontakt hat, als dies für die Filtration eigentlich notwendig wäre, weil nämlich - wie bereits ausgeführt - der Anteil der für die Abdichtung an den Enden der Hohlfasern erforderlichen Membranfläche gegenüber der gesamten Membranfläche mit der Zahl der Hohlfasern steigt. Insbesondere bei der Filtration von Blut bewirkt jedoch jede unnötige Fremdoberfläche, mit der das Blut in Kontakt kommt, ein erhöhtes Risiko für die Bildung von Thromben, die zu lebensgefährlichen Embolien führen können. Dabei stellen insbesondere die An- und Abströmflächen der konventionellen Filter ein Risiko für die Bildung von Thromben dar, weil hier nämlich im Eingußbereich die porösen Substrukturen der Hohlfasermembranen quer geschnitten sind und deshalb eine Fremdoberfläche mit großer Rauhigkeit darstellen, was wiederum für das Blut Anlaß zur Thrombenbildung bietet. Je größer die Zahl der Hohlfasern in den konventionellen Vorrichtung ist, umso größer ist diese Fläche und damit das Risiko der Thrombenbildung. Bei einem langfristigen Einsatz derartiger Blutfilter besteht darüber hinaus wegen der erhöhten Fremdoberfläche ein größeres Risiko, daß der Patient eine Immunreaktion gegen das Filter zeigt.Another disadvantage of short conventional filters with a high number of hollow fibers is that the liquid to be filtered is in contact with a far larger foreign surface than would actually be necessary for the filtration, because - as already stated - the proportion of the seal is used the ends of the hollow fibers required membrane area compared to the total membrane area increases with the number of hollow fibers. However, especially in the filtration of blood, any unnecessary foreign surface that the blood comes into contact with increases the risk of thrombus formation, which can lead to life-threatening embolism. In particular, the inflow and outflow surfaces of the conventional filters pose a risk of thrombus formation, because here the porous substructures of the hollow fiber membranes are cut transversely in the pouring area and therefore represent a foreign surface with great roughness, which in turn causes thrombus formation in the blood offers. The larger the number of hollow fibers in the conventional device, the larger this area and thus the risk of thrombus formation. With long-term use of such blood filters because of the increased foreign surface there is also a greater risk that the patient will show an immune reaction against the filter.

Auch Nishida, H., et al., (1996) "An oxygenator with a built-in hemoconcentrator" , ASAIO J. 42, Seiten M593-M597, haben dieses Risiko erkannt und versucht, bei einer Herzoperation verdünntes Blut dadurch wieder aufzukonzentrieren, daß sie es außen über symmetrisch aufgebaute, mikroporöse hydrophobe Hohlfasermembranen leiten, die in einem Bereich eines Oxygenators angeordnet waren. Sie konnten so bei einem Blutfluß von 4 1/min, einem Hämatokrit von 25 % sowie einer transmembranen Druckdifferenz von 200 mmHg pro Stunde 3,5 1 Filtrat abziehen. Den dabei beobachteten Druckabfall geben sie mit 62 mmHg an.Nishida, H., et al., (1996) "An oxygenator with a built-in hemoconcentrator", ASAIO J. 42, pages M593-M597, also recognized this risk and attempted to use it to concentrate diluted blood again during cardiac surgery, that they lead it outside over symmetrically constructed, microporous hydrophobic hollow fiber membranes, which were arranged in an area of an oxygenator. With a blood flow of 4 l / min, a hematocrit of 25% and a transmembrane pressure difference of 200 mmHg, they were able to draw off 3.5 l of filtrate per hour. The pressure drop observed is 62 mmHg.

Bei diesem Vorgehen wurde jedoch etwa zwei Drittel des lebensnotwendigen Albumins aus dem Blut entfernt und somit eine Reinfusion von Humanalbumin erforderlich. Weder vom medizinischen noch vom ökonomischen Standpunkt aus ist dies wegen des damit verbundenen Infektionsrisikos und der hohen Kosten wünschenswert. Insbesondere ist diese Vorgehensweise nicht bei länger andauernden medizinischen Behandlungen oder bei kontinuierlichen industriellen Anwendungen in der Biotechnologie durchführbar.In this procedure, however, about two thirds of the albumin necessary for life was removed from the blood and thus a reinfusion of human albumin was necessary. This is neither desirable from a medical nor an economic point of view because of the associated risk of infection and the high costs. In particular, this procedure cannot be carried out for long-term medical treatments or for continuous industrial applications in biotechnology.

Die DE 38 23 858 AI beschreibt ein nach dem Dead-End-Prinzip arbeitendes technisches Filtern mit einer aus Hohlfasern aufgebauten mikroporösen Membran. Die Hohlfasern werden außen angeströmt, so daß das Filtrieren von der Außenseite in das Lumen der Hohlfasern hinein erfolgt. Weil das bekannte Filtern nach dem Dead-End-Prinzip arbeitet, bildet sich hier in bekannter Weise ein Filterkuchen auf der Außenseite der Hohlfasern, so daß sich die Filterkapazität des bekannten Filters schnell erschöpft. Für eine Filtration von Körperflüssigkeit, insbesondere von Blut, ist das bekannte Filtern u.a. deshalb nicht geeignet, weil es sich sehr schnell zusetzen würde. Bei der Filtration von Blut würden bei dieser Dead-End-Filtration rote Blutkörperchen in die Poren der mikroporösen Membran hineingepreßt werden und sofort hämolysieren.DE 38 23 858 AI describes a technical filtering based on the dead-end principle with a microporous membrane constructed from hollow fibers. The flow of the hollow fibers is carried out on the outside, so that the filtration takes place from the outside into the lumen of the hollow fibers. Because the well-known filtering works according to the dead-end principle, well-known ones are formed here Way a filter cake on the outside of the hollow fibers, so that the filter capacity of the known filter is quickly exhausted. The known filtering is not suitable for the filtration of body fluid, in particular blood, inter alia because it would clog up very quickly. When filtering blood, this dead-end filtration would press red blood cells into the pores of the microporous membrane and hemolyze immediately.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll auch für hohe Volumenströme ein möglichst geringer Druckabfall und dadurch eine effiziente Filtration, d.h. eine hohe Filtrationsrate erreicht werden.Against this background, it is an object of the present invention to provide a device of the type mentioned in the introduction in which the disadvantages mentioned above are avoided. In particular, the lowest possible pressure drop and therefore efficient filtration, i.e. a high filtration rate can be achieved.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filtrieren von der Außenseite in das Lumen hinein erfolgt.In a device of the type mentioned, this object is achieved according to the invention in that the filtration takes place from the outside into the lumen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object underlying the invention is completely achieved in this way.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, daß eine se ipermeable, für Albumin nicht durchgängige, benetzbare, insbesondere hydrophile Hohlfaser für eine Ultrafiltration verwendbar ist, bei der die Hohlfaser auf ihrer Außenseite von der zu filtrierenden Flüssigkeit angeströmt wird. Überraschenderweise ergibt sich dabei nur ein sehr geringer Druckabfall zwischen der Einlaßöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit und den Stellen der Membranen, an denen die eigentliche Filtration erfolgt, so daß es auch über dem Gesamtsystem des Filters nur zu einem geringen Druckabfall kommt. So beträgt der Druckabfall bei einer getesteten erfindungsgemäßen Filtervorrichtung weniger als ein Drittel des Druckabfalls bei einem konventionellen Vergleichsfilter. Damit steht nahezu der gesamte Druck an der Einlaßöffnung des Filters als treibende Kraft an den Membranen für die Filtration zur Verfügung.The inventors of the present application have in fact recognized that a se ipermeable, wettable, in particular hydrophilic hollow fiber, which is not permeable to albumin, can be used for ultrafiltration, in which the liquid to be filtered flows against the outside of the hollow fiber. Surprisingly, there is only a very small pressure drop between the inlet opening for the liquid to be filtered and the locations of the membranes where the actual one Filtration takes place so that there is only a slight pressure drop across the entire system of the filter. The pressure drop in a tested filter device according to the invention is less than a third of the pressure drop in a conventional comparative filter. This means that almost the entire pressure at the inlet opening of the filter is available as a driving force on the membranes for the filtration.

Darüber hinaus läßt sich durch das Anströmen der Hohlfasern auf der Außenseite eine turbulente Anströmung der Membranen erreichen, wodurch die sogenannte Konzentrationspolarisation vermieden werden kann. Dies bedeutet, daß aufkonzentrierte Deckschichten auf den Membranen entfallen, zu deren Überwindung eine zusätzliche Druckdifferenz erforderlich wäre. Bei laminarer Anströmung der Membranen im Lumen, wie sie bei konventionellen Filtern üblich ist, kann dieser Konzentrationspolarisation nur sehr schwer entgegengewirkt werden.In addition, a turbulent flow against the membranes can be achieved by the flow of the hollow fibers on the outside, whereby the so-called concentration polarization can be avoided. This means that concentrated cover layers on the membranes are dispensed with, an additional pressure difference would be required to overcome them. With laminar flow against the membranes in the lumen, as is usual with conventional filters, this concentration polarization can only be counteracted with great difficulty.

Ein weiterer Vorteil besteht bei der neuen Vorrichtung darin, daß die gesamte von der zu filtrierenden Flüssigkeit kontaktierte Membranfläche für die Filtration zur Verfügung steht. Ferner ist von Vorteil, daß keine porösen Hohlfaseranschnitte im An- oder Abströmbereich des Filters vorhanden sind, so daß auch die aus dem Stand der Technik bekannte Porosität fehlt, die bei der Filtration von Blut zu einer Thrombenbildung führen kann.Another advantage of the new device is that the entire membrane surface contacted by the liquid to be filtered is available for filtration. It is also advantageous that there are no porous hollow fiber gates in the inflow or outflow region of the filter, so that the porosity known from the prior art, which can lead to thrombus formation in the filtration of blood, is also absent.

Bei dem erfindungsgemäßen Filter ist ferner die Länge der Hohlfasern nicht durch den Druckabfall in den Hohlfasern limitiert. Es ist daher nicht notwendig, viele kurze Fasern zu verwenden, bei denen - wie oben ausgeführt - ein relativ großer Anteil der wirksamen Membranfläche durch das Abdichten verlorengeht. Bei der neuen Vorrichtung gibt es nämlich keine nicht nutzbare Membranfläche, die mit der zu filtrierenden Flüssigkeit in Kontakt gelangt.In the filter according to the invention, the length of the hollow fibers is also not limited by the pressure drop in the hollow fibers. It is therefore not necessary to use many short fibers in which - as stated above - a relatively large proportion of the effective membrane area is lost through the sealing. at the new device has no usable membrane surface that comes into contact with the liquid to be filtered.

Daraus folgt, daß die Fremdoberfläche, mit der das Blut in Kontakt gelangt, geringer ist als bei herkömmlichen Filtern, so daß die zuvor erwähnten Nachteile vermieden werden. Wenn bei der neuen Vorrichtung Fasern mit geringer Länge eingesetzt werden, um die Dimensionen des Filters klein zu halten, so ist dies also dennoch nicht mit einer Erhöhung der Thrombosegefahr verbunden, weil im Kontaktbereich zu dem Blut keine Anschnitt- flachen vorhanden sind.It follows that the foreign surface with which the blood comes into contact is smaller than in conventional filters, so that the aforementioned disadvantages are avoided. If fibers of short length are used in the new device in order to keep the dimensions of the filter small, this is nevertheless not associated with an increase in the risk of thrombosis, because there are no gates in the area of contact with the blood.

Ein wirtschaftlicher Vorteil besteht bei der neuen Vorrichtung ferner darin, daß durch die verbesserte Wirksamkeit gegenüber herkömmlichen Systemen Filter mit vergleichbarer Effizienz kostengünstiger hergestellt werden können, weil weniger Hohlfaser-Material eingesetzt werden muß. So erreicht man eine zu einem herkömmlichen Filter vergleichbare Filtrationsrate mit weniger als einem Drittel der üblichen Membranfläche. Auch dadurch ist eine weitere Reduzierung der Fremdoberfläche mit den bereits erwähnten Vorteilen möglich.Another economic advantage of the new device is that the improved effectiveness compared to conventional systems means that filters with comparable efficiency can be produced more cost-effectively because less hollow fiber material has to be used. In this way, a filtration rate comparable to a conventional filter is achieved with less than a third of the usual membrane area. This also makes it possible to further reduce the foreign surface with the advantages already mentioned.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben ferner erkannt, daß verglichen mit einer innen durchströmten Faser die Wandstärke einer außen angeströmten Faser dicker ausgelegt sein kann, da der Innendurchmesser der Faser wegen des darin fließenden, dünnflüssigen Filtrates sehr klein gehalten werden kann. Wenn bei herkömmlichen Filtern eine dickflüssige Flüssigkeit, wie bspw. Blut, durch das Lumen der Faser geführt werden soll, so muß deren Innendurchmesser größer sein, da andernfalls hohe Drücke mit hohem Druckabfall eingesetzt werden müssen, um einen ausreichenden Durchfluß zu erzielen.The inventors of the present application have also recognized that the wall thickness of an externally incident fiber can be made thicker compared to an internally flowed fiber, since the inside diameter of the fiber can be kept very small due to the low-viscosity filtrate flowing therein. If, in conventional filters, a viscous liquid, such as blood, is to be passed through the lumen of the fiber, then the inside diameter must be larger, since otherwise high pressures with a high pressure drop must be used in order to achieve a sufficient flow.

Ein weiterer Vorteil der neuen Vorrichtung besteht darin, daß die Hohlfasern mit größerer Festigkeit als konventionelle •Hohlfasern gefertigt werden können, weil aus den oben genannten Gründen bei gleichen Außenabmessungen das Lumen im Durchmesser klein gehalten werden kann, da es nämlich nur zum Abfluß des wäßrigen Filtrates dient. Während an konventionellen Hohlfasermembranen aus gleichem Material maximale Reißfestigkeiten von 20-30 g pro Faser gemessen wurden, lassen sich für die erfindungsgemäß verwendeten Hohlfasermembranen Reißfestigkeiten von 60-120 g pro Faser einstellen. Dies ermöglicht die Verarbeitung der Membranen in Form von z.B. gewirkten Hohlfasermatten und damit z.B. die Herstellung geordneter Strukturen im Filter mit definierten Faserabständen. Für derartige Verarbeitungstechniken sind sehr lange Hohlfasern mit hohen Reißfestigkeiten eine prinzipielle Voraussetzung.Another advantage of the new device is that the hollow fibers can be manufactured with greater strength than conventional • hollow fibers because, for the reasons mentioned above, the lumen can be kept small in diameter with the same external dimensions, since it is only for the outflow of the aqueous filtrate serves. While maximum tear strengths of 20-30 g per fiber were measured on conventional hollow fiber membranes made of the same material, tear strengths of 60-120 g per fiber can be set for the hollow fiber membranes used according to the invention. This enables the processing of the membranes in the form of e.g. knitted hollow fiber mats and thus e.g. the production of ordered structures in the filter with defined fiber distances. For such processing techniques, very long hollow fibers with high tear strength are a basic requirement.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt die Außenseite der Hohlfaser deren Durchlässigkeit und Trennschärfe. Unter Trennschärfe wird dabei die Eigenschaft der Membran verstanden, Moleküle bis zu einer bestimmten maximalen Größe passieren zu lassen.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the outside of the hollow fiber determines its permeability and selectivity. Selectivity is understood to mean the property of the membrane to let molecules up to a certain maximum size pass.

Trennschärfe und Durchlässigkeit definieren die Effizienz. Eine hohe Durchlässigkeit, d.h. ein kleiner Gesamtwiderstand der Membran, bestimmt ihre Filtrationsleistung. Der Druckgradient über die Membran hinweg ist die treibende Kraft für den Filtrationsprozeß. Diese treibende Kraft soll in allen Teilen des Filters möglichst groß sein, um eine hohe Effizienz des Filters sicherzustellen. Da dieser Druckgradient gemindert wird, wenn im Feed-Weg oder im Filtratweg ein hoher Druckabfall auftritt, ist ein solcher Druckabfall möglichst gering zu halten. In konventionellen Ultra-Filtern mit einer Trennschicht im Lumen der Hohlfasern ist dieser Druckabfall durch die Länge der Hohlfasern, d.h. durch die Länge des Feed-Weges und durch die längs des Weges ansteigende Konzentrationspolarisation gegeben. In der hier laminaren Strömung des Feeds im Lumen konventioneller Hohlfasern wird das Feed nicht verwirbelt.Selectivity and permeability define efficiency. A high permeability, ie a low total resistance of the membrane, determines its filtration performance. The pressure gradient across the membrane is the driving force for the filtration process. This driving force should be as large as possible in all parts of the filter in order to ensure a high efficiency of the filter. Because this pressure gradient is reduced when If a high pressure drop occurs in the feed path or in the filtrate path, such a pressure drop should be kept as low as possible. In conventional ultra filters with a separating layer in the lumen of the hollow fibers, this pressure drop is given by the length of the hollow fibers, ie by the length of the feed path and by the concentration polarization increasing along the path. The feed is not swirled in the laminar flow of the feed in the lumen of conventional hollow fibers.

Ein abzufiltrierendes Flüssigkeitsteilchen erreicht die Membran nur durch Diffusion durch die dort angereicherte Schicht zurückgehaltener Teilchen und Kolloide.A liquid particle to be filtered can only reach the membrane by diffusion through the layer of retained particles and colloids enriched there.

Weder im Feed-Weg vor der Membran noch in der Membranstruktur selber soll es zu einer Anhäufung der abzutrennenden Moleküle oder Teilchen kommen. Bei einer Dead-End-Filtration, wie sie in der DE 3823858 AI beschrieben ist, ist dies unvermeidlich. In dieser Schrift wird eine Minimierung des Druckabfalles im Lumen von mikroporösen Hohlfasermembranen beschrieben, d.h. im Filtratweg. Bei einer Cross-Flow Filtrationsanordnung hingegen werden die vor der Membran sich anreichernden, bei Proteinen zur Gelierung neigenden Stoffe permanent abgeführt, erfindungsgemäß verwirbelt und in einem möglichst klein zu haltenden Druckgefälle im Feedweg abtransportiert.Neither in the feed path in front of the membrane nor in the membrane structure itself should there be an accumulation of the molecules or particles to be separated. In the case of dead-end filtration, as described in DE 3823858 AI, this is inevitable. This document describes a minimization of the pressure drop in the lumen of microporous hollow fiber membranes, i.e. in the filtrate path. In the case of a cross-flow filtration arrangement, on the other hand, the substances that accumulate in front of the membrane and tend to gel in proteins, are permanently removed, swirled according to the invention and transported away in the feed path in a pressure gradient that is to be kept as small as possible.

Vorteilhaft ist dabei, daß sich höhermolekulare Substanzen oder partikuläre Bestandteile aus der zu filtrierenden Flüssigkeit nicht in der porösen Stützschicht der Membran akkumulieren können, wie dies bei der Anströmung einer konventionellen Hohlfaser von außen der Fall wäre, bei der die luminale Seite deren Durchlässigkeit bestimmt. Die Ansammlung dieser höhermolekularen Substanzen und partikulären Bestandteile würde sehr schnell durch "Verstopfung" eine drastische EffizienzVerminderung der Membran bewirken.It is advantageous here that higher molecular weight substances or particulate constituents from the liquid to be filtered cannot accumulate in the porous support layer of the membrane, as would be the case with the flow from the outside of a conventional hollow fiber in which the luminal side determines its permeability. The accumulation of these higher molecular substances and particulate matter would be very quick cause a drastic reduction in the efficiency of the membrane due to "blockage".

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der neuen Vorrichtung weist die Hohlfaser Poren auf, deren durchschnittliche lichte Weite auf der Außenseite kleiner ist als auf einer lumi- nalen Seite der Hohlfaser.In a further preferred embodiment of the new device, the hollow fiber has pores whose average clear width on the outside is smaller than on a luminal side of the hollow fiber.

Vorteilhaft ist bei dieser Maßnahme neben der oben erwähnten Erhaltung der Effizienz beim Filtrieren, daß es sich um einen bei der Produktion der Hohlfaser leicht bestimmbaren Parameter handelt. Durch elektronenmikroskopische Aufnahmen kann nämlich die lichte Weite der Poren, die die Durchlässigkeit der Membran bestimmt, überwacht werden.In addition to the maintenance of the filtration efficiency mentioned above, this measure has the advantage that it is a parameter that can be easily determined in the production of the hollow fiber. The clear width of the pores, which determines the permeability of the membrane, can be monitored by electron micrographs.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Hohlfaser an ihrer Außenseite mindestens eine die Durchlässigkeit der Membran bestimmende Trennschicht, die integraler Bestandteil der Membran ist.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the hollow fiber comprises on its outside at least one separating layer which determines the permeability of the membrane and which is an integral part of the membrane.

Vorteilhaft ist dabei, daß die Trennschicht in einem Prozeß zusammen mit der Hohlfaser hergestellt werden kann. Dies kann bspw. dadurch geschehen, daß die zunächst flüssig vorliegende Polymerlösung, aus der die Hohlfaser hergestellt wird, in ein Fällbad hineingesponnen wird, das bestimmte Substanzen enthält, die die Fällung der Membran derart beeinflussen, daß sich die Trennschicht im äußeren Bereich der Hohlfaser bildet. Somit können größere Mengen von Hohlfasern gleicher Durchlässigkeit sehr kostengünstig hergestellt werden.It is advantageous that the separating layer can be produced in one process together with the hollow fiber. This can be done, for example, by spinning the initially liquid polymer solution from which the hollow fiber is produced into a precipitation bath which contains certain substances which influence the precipitation of the membrane in such a way that the separating layer forms in the outer region of the hollow fiber . Larger quantities of hollow fibers of the same permeability can thus be produced very inexpensively.

Ein solches Verfahren ist im Prinzip in der WO 98/52683 beschrieben. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird die Trennschicht allerdings konventionell auf der luminalen Oberfläche einer Hohlfasermembran erzeugt. Ein erfindungsgemäß abgewandeltes Verfahren ist nach Erkenntnis der Erfinderin jedoch auch zum Aufbringen einer Trennschicht auf die Außenseite einer Hohlfasermembran anwendbar.Such a method is described in principle in WO 98/52683. In the method described here, however, the separation layer becomes conventional on the luminal surface a hollow fiber membrane. According to the inventor's knowledge, a method modified according to the invention can also be used to apply a separating layer to the outside of a hollow fiber membrane.

Die oben genannten bestimmten Substanzen, die die Eigenschaften der inneren bzw. äußeren Oberflächen der Hohlfasermembran beeinflussen, sind einerseits das Lösungsmittel des Polymers und andererseits mindestens zwei Fällmitteln mit einem hohen und einem niedrigen Fällpotential für das Polymer.The above-mentioned specific substances which influence the properties of the inner or outer surfaces of the hollow fiber membrane are on the one hand the solvent of the polymer and on the other hand at least two precipitants with a high and a low precipitation potential for the polymer.

Bei z.B. Polysulfon oder anderen für die Membranherstellung geeigneten Polymeren werden vorzugsweise aprotische dipolare Sol- ventien als Lösungsmittel verwendet wie z.B. Dimethylacetamid, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid o.a. Ein Fällmittel mit sehr hohem Fällungspotential für dieses und ähnliche Polymere aus diesen Lösungsmitteln ist z.B. Wasser; Fällmittel mit weit niedrigerem Potential sind z.B. Alkohole.With e.g. Polysulfone or other polymers suitable for membrane production preferably use aprotic dipolar solvents as solvents, e.g. Dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide or the like A precipitant with a very high precipitation potential for this and similar polymers from these solvents is e.g. Water; Precipitants with far lower potential are e.g. Alcohols.

Erfindungsgemäß werden deshalb die Zusammensetzungen des äußeren Fällbades und der Flüssigkeit im Lumen der Spinndüse so gewählt, daß im Fällbad ein großes und in der Zenterflüssigkeit ein sehr kleines Fällpotential gegeben ist. Über die Wasserzugabe im Fällbad von z.B. Isopropanol können die Trenneigenschaften und die Durchlässigkeit der erfindungsgemäßen Hohlfasermembranen mit einer äußeren Trennschicht gesteuert werden.According to the invention, the compositions of the outer precipitation bath and the liquid in the lumen of the spinneret are therefore selected so that there is a large precipitation potential in the precipitation bath and a very small precipitation potential in the center liquid. By adding water in the precipitation bath of e.g. Isopropanol can be used to control the separation properties and the permeability of the hollow fiber membranes according to the invention with an outer separation layer.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Hohlfaser an ihrer Außenseite mindestens eine die Durchlässigkeit der Membran bestimmende Trennschicht, die separater Bestandteil der Membran ist. Unter einem separaten Bestandteil wird hier verstanden, daß die Trennschicht in einem zweiten Arbeitsschritt aufgebracht wird. Diese Maßnahme ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn Hohlfasern mit unterschiedlichen Durchlässigkeiten und Oberflächeneigenschaften erzeugt werden sollen. Dann können sehr günstig große Mengen einer Hohlfaser hergestellt werden, die lediglich als poröses Grundgerüst dient und auf die von außen je nach gewünschten Eigenschaften eine entsprechende Trennschicht aufgebracht wird.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the hollow fiber comprises on its outside at least one separating layer which determines the permeability of the membrane and which is a separate component of the membrane. A separate component is understood here to mean that the separating layer is applied in a second step. This measure is advantageous, inter alia, when hollow fibers with different permeabilities and surface properties are to be produced. Large quantities of a hollow fiber can then be produced very cheaply, which only serves as a porous basic structure and to which an appropriate separating layer is applied from the outside, depending on the desired properties.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Hohlfasern derart angeordnet, daß beim Filtrieren vorwiegend nicht laminare Strömungsverhältnisse an den Hohlfasern vorliegen.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the hollow fibers are arranged in such a way that there are predominantly non-laminar flow conditions on the hollow fibers during filtration.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die effektiv zur Filtration zur Verfügung stehende transmembrane Druckdifferenz größer ist als bei einer Anordnung, bei der die zu filtrierende Flüssigkeit in einer laminaren Strömung an den Hohlfasern vorbeiströmt. Somit bewirkt diese Maßnahme eine effektivere Filtration.This arrangement has the advantage that the transmembrane pressure difference which is effectively available for filtration is greater than in the case of an arrangement in which the liquid to be filtered flows past the hollow fibers in a laminar flow. This measure therefore results in a more effective filtration.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt diese mehrere parallel wirkende Hohlfasern, die in Schichten angeordnet sind.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it comprises a plurality of hollow fibers acting in parallel, which are arranged in layers.

Vorteilhaft ist dabei, daß auf kleinem Raum eine große effektive Membranfläche zur Filtration zur Verfügung gestellt werden kann. Bei einer Weiterbildung sind die Hohlfasern in einem Gehäuse angeordnet, das einen die Lumina der Hohlfasern umfassenden ersten Raum von einem mit den Außenseiten der Hohlfasern in Verbindung stehenden zweiten Raum abtrennt.It is advantageous here that a large effective membrane area can be made available for filtration in a small space. In one development, the hollow fibers are arranged in a housing which separates a first space comprising the lumens of the hollow fibers from a second space which is connected to the outer sides of the hollow fibers.

Bei einem solchen Gehäuse kann der zweite Raum von der zu filtrierenden Flüssigkeit durchströmt werden, während aus dem ersten Raum das gesamte Filtrat aller parallel wirkenden Hohlfasern abgeleitet werden kann. Dies hat den Vorteil, daß es bei einem solchen Gehäuse bspw. möglich ist, die für die Effizienz der Filtration entscheidende transmembrane Druckdifferenz dadurch zu erhöhen, daß der Druck in dem ersten Raum durch das Anlegen eines Vakuums verringert wird. Falls Blut die zu filtrierende Flüssigkeit ist, ermöglicht dieses Verfahren eine für das Blut und seine zellulären Bestandteile sehr viel schonende- re effektive Filtration, als es durch eine Erhöhung des Druckes auf das Blut möglich wäre.In such a housing, the liquid to be filtered can flow through the second space, while the entire filtrate of all the hollow fibers acting in parallel can be derived from the first space. This has the advantage that it is possible with such a housing, for example, to increase the transmembrane pressure difference, which is decisive for the efficiency of the filtration, in that the pressure in the first space is reduced by the application of a vacuum. If blood is the liquid to be filtered, this method enables effective filtration that is much gentler on the blood and its cellular components than would be possible by increasing the pressure on the blood.

In einer Weiterbildung sind die Schichten nebeneinander und versetzt übereinander angeordnet.In one development, the layers are arranged next to one another and offset one above the other.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die zu filtrierende Flüssigkeit so durch die Hohlfaser-Schichten geführt wird, daß sie mit einer möglichst großen Membranfläche in Kontakt kommt ohne daß es dabei zu laminaren Strömungsverhältnissen kommt. Somit bewirkt diese Maßnahme eine weitere Effizienzsteigerung.This arrangement has the advantage that the liquid to be filtered is passed through the hollow fiber layers in such a way that it comes into contact with the largest possible membrane area without laminar flow conditions. This measure thus brings about a further increase in efficiency.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei Hohlfasern auf, die nicht parallel zueinander angeordnet sind. Bei dieser Anordnung werden ebenfalls laminare Strömungsverhältnisse vermieden, was die bereits erwähnten Vorteile mit sich bringt.In a further preferred embodiment, the device according to the invention has at least two hollow fibers which are not arranged parallel to one another. With this arrangement, laminar flow conditions are also avoided, which brings with it the advantages already mentioned.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung mindestens zwei Hohlfasern auf, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.In a further preferred embodiment, the device has at least two hollow fibers which are arranged essentially parallel to one another.

Diese Anordnung hat vor allem den Vorteil produktionstechnisch einfacher und damit kostengünstiger realisierbar zu sein als eine Anordnung von ausschließlich nicht parallel verlaufenden Hohlfasern.Above all, this arrangement has the advantage of being simpler in terms of production technology and therefore more economical to implement than an arrangement of hollow fibers which do not run in parallel.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Zulauf für die zu filtrierende Flüssigkeit mit mindestens einer Austrittsöffnung zwischen den schichtweise angeordneten Hohlfasern auf.In a further preferred embodiment, the device according to the invention has at least one inlet for the liquid to be filtered with at least one outlet opening between the layered hollow fibers.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein Teil der zu filtrierenden Flüssigkeit nicht erst viele Schichten von Hohlfasern durchdringen muß, um zu einer in ihrer Wirkung noch nicht durch Ablagerungen und/oder Konzentrationspolarisation in ihrer Leistung verminderten Membran vorzudringen. Darüber hinaus verringert diese Maßnahme den Widerstand und damit den Druckabfall in der gesamten Vorrichtung.This measure has the advantage that part of the liquid to be filtered does not first have to penetrate many layers of hollow fibers in order to penetrate to a membrane which has not yet reduced its performance due to deposits and / or concentration polarization. In addition, this measure reduces the resistance and thus the pressure drop in the entire device.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Ablauf für die filtrierte Flüssigkeit mit mindestens einer Öffnung zwischen den schichtweise angeordneten Hohlfasern auf. Auch diese Maßnahme hat den Vorteil, den Druckabfall in der gesamten Vorrichtung so gering wie möglich zu halten, weil es auf diese Weise nicht zu einer Stauung der filtrierten Flüssigkeit kommt.In a further preferred embodiment, the device according to the invention has at least one outlet for the filtered liquid with at least one opening between the layered hollow fibers. This measure also has the advantage of keeping the pressure drop in the entire device as low as possible, because this prevents the filtered liquid from being blocked.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combinations but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen und im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der:Further advantages result from the following exemplary embodiments and in connection with the drawing, in which:

Fig. 1 eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;1 shows a highly schematic sectional illustration of an exemplary embodiment of a device according to the invention;

Fig. 2a eine Schnittdarstellung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1 zeigt;Fig. 2a shows a sectional view of the device shown in Fig. 1 along the line II-II in Fig. 1;

Fig. 2b eine stark vergrößerte schematisierte Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Hohlfaser aus Fig. 2a zeigt;FIG. 2b shows a greatly enlarged schematic sectional illustration of a possible exemplary embodiment of a hollow fiber from FIG. 2a;

Fig. 2c eine stark vergrößerte schematisierte Schnittdarstellung eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels einer Hohlfaser aus Fig. 2a zeigt; Fig. 3a eine stark schematisierte Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;FIG. 2c shows a greatly enlarged schematic sectional illustration of a further possible exemplary embodiment of a hollow fiber from FIG. 2a; 3a shows a highly schematic sectional illustration of a further exemplary embodiment of the device according to the invention;

Fig. 3b eine stark vergrößerte schematisierte Schnittdarstellung des Bereiches der offenen Hohlfaserenden aus Fig. 3a zusammen mit einer erfindungsgemäßen Weiterbildung zeigt;3b shows a greatly enlarged schematic sectional illustration of the region of the open hollow fiber ends from FIG. 3a together with a further development according to the invention;

Fig. 4 eine stark schematisierte Draufsicht auf die Mittelplatte aus Fig. 3 zeigt;FIG. 4 shows a highly schematic top view of the central plate from FIG. 3;

Fig. 5a eine Draufsicht auf eine Mittelplatte in weiterer Ausführungsform und kleinerem Maßstab als in Fig. 4 mit einem beispielhaft angedeuteten Wickelschema zeigt;FIG. 5a shows a top view of a center plate in a further embodiment and on a smaller scale than in FIG. 4 with a winding diagram indicated by way of example;

Fig. 5b eine Draufsicht auf eine Mittelplatte wie in Fig. 5a mit einem weiteren beispielhaft angedeuteten Wickelschema zeigt;FIG. 5b shows a top view of a middle plate as in FIG. 5a with a further winding diagram indicated by way of example;

Fig. 6a eine Schnittdarstellung eines Hohlfaser-Paketes mit einem Zulauf und einem Ablauf zeigt;6a shows a sectional illustration of a hollow fiber package with an inlet and an outlet;

Fig. 6b eine stark schematisierte Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ablaufs zeigt; und6b shows a highly schematic top view of an exemplary embodiment of a sequence according to the invention; and

Fig. 6c eine stark schematisierte Schnittdarstellung des in Fig. 6 dargestellten Ablaufs entlang der Linie VI-VI in Fig. 6b zeigt. In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Vorrichtung zum Ultrafiltrieren von Körperflüssigkeiten, mit einem Gehäuse 11.FIG. 6c shows a highly schematic sectional illustration of the sequence shown in FIG. 6 along the line VI-VI in FIG. 6b. In FIG. 1, 10 denotes a device for ultrafiltering body fluids, with a housing 11.

In dem Gehäuse 11 sind mehrere in Form von Hohlfasern 12 vorliegende Membranen so angeordnet, daß sie das Innere des Gehäuses 11 durchspannen, das von einer zu filtrierenden Flüssigkeit durchströmt wird, die durch einen Pfeil a angedeutet ist. Die Hohlfasern 12 sind durch eine Vergußmasse 13 gegen das Gehäuse 11 und gegeneinander abgedichtet. Die Hohlfasern 12 weisen jeweils ein Lumen 14 auf, das über zwei gegenüberliegende, offene Hohlfaserenden 15 zwei Filtratsammelräume 16 in dem Gehäuse 11 miteinander verbindet. Diese Filtratsammelräume 16 sind durch die Vergußmassen 13 von einem Raum 17 getrennt, der von der zu filtrierenden Flüssigkeit durchströmt werden kann, und weisen je eine Filtratauslaßöffnung 18 auf. Das Retentat wird durch einen Pfeil b und das Filtrat durch Pfeile c, d angedeutet.A plurality of membranes in the form of hollow fibers 12 are arranged in the housing 11 in such a way that they span the interior of the housing 11, through which a liquid to be filtered flows, which is indicated by an arrow a. The hollow fibers 12 are sealed against the housing 11 and against one another by a casting compound 13. The hollow fibers 12 each have a lumen 14, which connects two filtrate collecting spaces 16 in the housing 11 to one another via two opposite, open hollow fiber ends 15. These filtrate collecting spaces 16 are separated by the potting compounds 13 from a space 17 through which the liquid to be filtered can flow, and each have a filtrate outlet opening 18. The retentate is indicated by an arrow b and the filtrate by arrows c, d.

Wie durch die senkrechten Pfeile a, b angedeutet, strömt diese Flüssigkeit beim Filtrieren über eine Einlaßöffnung 19 in den von den Hohlfasern 12 durchspannten Raum 17, umspült die Hohlfasern 12 und verläßt den Raum 17 durch eine Retentatauslaßöff- nung 20. Dabei können niedermolekulare Bestandteile aus der zu filtrierenden Flüssigkeit die Membranen passieren, sich in den Lumina 14 der Hohlfasern 12 sammeln und aus diesen Lumina 14 durch die offenen Hohlfaserenden 15 in die Filtratsammelräume 16 ausfließen und diese, wie durch die waagerechten Pfeile c, d angedeutet, durch die Filtratauslaßöffnungen 18 verlassen. Eine Öffnung 21 dient dabei zur Entlüftung.As indicated by the vertical arrows a, b, this liquid flows through an inlet opening 19 into the space 17 spanned by the hollow fibers 12, flows around the hollow fibers 12 and leaves the space 17 through a retentate outlet opening 20. Low-molecular constituents can thereby escape of the liquid to be filtered pass through the membranes, collect in the lumens 14 of the hollow fibers 12 and flow out of these lumens 14 through the open hollow fiber ends 15 into the filtrate collecting spaces 16 and leave them through the filtrate outlet openings 18, as indicated by the horizontal arrows c, d . An opening 21 is used for ventilation.

Fig. 2a zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II in Fig. 1. Außer dem Gehäuse 11 mit dem Raum 17, der Einlaßöff- nung 19 und der Retentatauslaßöffnung 20 sind die quergeschnittenen Hohlfasern 12 gezeigt. Zwei mögliche Ausführungsformen dieser Hohlfasern 12 sind in den Fig. 2b und 2c als stark vergrößerte schematisierte Querschnitte dargestellt. In Fig. 2b weist die Hohlfaser 12 Poren 28 auf, die auf einer dem Lumen 14 zugewandten Seite 29 eine größere lichte Weite aufweisen als auf einer Außenseite 30. Somit wird beim Filtrieren die Durchlässigkeit dieser Hohlfaser 12 durch die lichten Weiten der Poren 28 auf der Außenseite 30 der Hohlfaser 12 bestimmt. Wie für eine Ultrafiltration erforderlich, ist der Durchmesser der Poren 28 kleiner als 0,1 μm, vorzugsweise kleiner als 0,05 μm.Fig. 2a shows a sectional view along the line II-II in Fig. 1. In addition to the housing 11 with the space 17, the inlet opening tion 19 and the retentate outlet opening 20, the cross-sectional hollow fibers 12 are shown. Two possible embodiments of these hollow fibers 12 are shown in FIGS. 2b and 2c as greatly enlarged schematic cross sections. In FIG. 2 b, the hollow fiber 12 has pores 28 which have a larger clear width on a side 29 facing the lumen 14 than on an outer side 30. Thus, during filtering, the permeability of this hollow fiber 12 is due to the clear width of the pores 28 on the Outside 30 of the hollow fiber 12 determined. As required for ultrafiltration, the diameter of the pores 28 is less than 0.1 μm, preferably less than 0.05 μm.

In Fig. 2c umfaßt die Hohlfaser 12 eine separate Trennschicht 32. Diese separate Trennschicht 32 liegt auf einer von einem porösen Grundgerüst 33 gebildeten Hohlfaser auf, deren Poren 34 jedoch so groß sind, daß sie die Durchlässigkeit der Membran in keiner relevanten Weise beschränken. Dagegen wird die Durchlässigkeit auf der Außenseite 30 der Membran durch kleine Poren 35 der separaten Trennschicht 32 bestimmt.2c, the hollow fiber 12 comprises a separate separating layer 32. This separate separating layer 32 lies on a hollow fiber formed by a porous basic structure 33, the pores 34 of which, however, are so large that they do not limit the permeability of the membrane in any relevant way. In contrast, the permeability on the outside 30 of the membrane is determined by small pores 35 of the separate separating layer 32.

Ein Verfahren zur Herstellung einer integralen Trennschicht auf der luminalen Seite einer Hohlfaser ist in der WO 98/52683 beschrieben. Auch dieses Verfahren ist analog auch zur Herstellung einer Trennschicht auf der Außenseite einer Hohlfaser anwendbar .A method for producing an integral separating layer on the luminal side of a hollow fiber is described in WO 98/52683. This method can also be used analogously to produce a separating layer on the outside of a hollow fiber.

In Fig. 3a bezeichnet 38 insgesamt eine alternative, von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung neu entwickelte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ultrafiltrieren von Körperflüssigkeiten . Dabei bezeichnet 19 wieder die Einlaßöffnung, durch die, wie durch einen senkrechten Pfeil a angedeutet, die zu filtrierende Flüssigkeit in den von dem Gehäuse 11 gebildeten Raum 17 strömen kann, in dem sich ein Hohlfaser-Paket 39 befindet, das um eine Mittelplatte 40 herum angeordnet ist. Diese Mittelplatte 40 weist Öffnungen 41 für den Durchtritt von Flüssigkeit auf. Die Enden der Hohlfasern 12 in dem Hohlfaser-Paket 39 sind durch die Vergußmasse 13 gegeneinander und gegen das Gehäuse 11 abgedichtet. Die Lumina 14 der Hohlfasern 12 stehen über die aufgeschnittenen Hohlfaserenden 15 mit einem Außenraum in Verbindung, der durch die Vergußmasse 13 von dem Raum 17 getrennt wird. Die dargestellte Vorrichtung weist einen rotationssymmetrischen Aufbau bezüglich der senkrechten Mittelachse auf.3a overall, 38 denotes an alternative embodiment of a device according to the invention for the ultrafiltration of body fluids, newly developed by the inventors of the present application. 19 again designates the inlet opening through which, as indicated by a vertical arrow a, the liquid to be filtered can flow into the space 17 formed by the housing 11, in which there is a hollow fiber package 39 which is around a central plate 40 is arranged. This middle plate 40 has openings 41 for the passage of liquid. The ends of the hollow fibers 12 in the hollow fiber package 39 are sealed against one another and against the housing 11 by the sealing compound 13. The lumens 14 of the hollow fibers 12 are connected via the cut hollow fiber ends 15 to an outer space which is separated from the space 17 by the potting compound 13. The device shown has a rotationally symmetrical structure with respect to the vertical central axis.

Beim Filtrieren durchströmt die durch die Einlaßöffnung 19 eintretende, durch den Pfeil a angedeutete Flüssigkeit das Hohlfaser-Paket 39 und passiert dabei die Mittelplatte 40 durch deren Öffnungen 41. Die filtrierte Flüssigkeit verläßt das Gehäuse 11, wie durch einen senkrechten Pfeil b angedeutet, durch die Retentatauslaßöffnung 20. Beim Durchströmen des Hohlfaser- Paketes 39 durchdringen niedermolekulare Bestandteile die Membranen und geraten so in die Lumina 14 der Hohlfasern 12, die sie, wie durch waagerechte Pfeile c, d angedeutet, durch die offenen Hohlfaserenden 15 verlassen.When filtering, the liquid entering through the inlet opening 19, indicated by the arrow a, flows through the hollow fiber package 39 and thereby passes through the central plate 40 through the openings 41. The filtered liquid leaves the housing 11, as indicated by a vertical arrow b, through the Retentate outlet opening 20. When flowing through the hollow fiber package 39, low-molecular constituents penetrate the membranes and thus get into the lumens 14 of the hollow fibers 12, which they leave, as indicated by horizontal arrows c, d, through the open hollow fiber ends 15.

In der Fig. 3b ist der Bereich der offenen Hohlfaserenden 15 stark vergrößert und schematisiert zusammen mit einem Filtrat- sammler 42 dargestellt.3b, the area of the open hollow fiber ends 15 is greatly enlarged and shown schematically together with a filtrate collector 42.

Dabei bezeichnet 11 das Gehäuse der Vorrichtung zum Ultrafiltrieren von Körperflüssigkeiten, 12 die Hohlfasern, die das Hohlfaser-Paket 39 in dem Raum 17 bilden und von denen nur sechs zur Verdeutlichung dargestellt sind, 13 die Vergußmasse, 15 die offenen Hohlfaserenden, 40 die Mittelplatte, 41 die Öffnung in der Mittelplatte, 42 den Filtratsammler, 16 den Fil- tratsammelraum und 18 die Filtratauslaßöffnung. Der Filtratsammler 42 umspannt dabei die gesamte Vorrichtung 38 zum Filtrieren von Flüssigkeiten, so daß sich rund um die offenen Hohlfaserenden 15 der zusammenhängende Filtratsammelraum 16 befindet.11 denotes the housing of the device for ultrafiltration of body fluids, 12 the hollow fibers, which are the Form hollow fiber package 39 in space 17 and only six of which are shown for clarification, 13 the potting compound, 15 the open hollow fiber ends, 40 the middle plate, 41 the opening in the middle plate, 42 the filtrate collector, 16 the filtrate collecting chamber and 18 the filtrate outlet. The filtrate collector 42 spans the entire device 38 for filtering liquids, so that the connected filtrate collection space 16 is located around the open hollow fiber ends 15.

Beim Filtrieren sammelt sich das aus den offenen Hohlfaserenden 15 austretende Filtrat in dem Filtratsammelraum 16 und fließt aus diesem durch die Filtratauslaßöffnung 18 ab.During filtration, the filtrate emerging from the open hollow fiber ends 15 collects in the filtrate collecting space 16 and flows out of it through the filtrate outlet opening 18.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Mittelplatte 40, die in Fig. 3 in einer Schnittdarstellung gezeigt ist. Die Mittelplatte 40 weist die Grundform eines regelmäßigen Achteckes auf, wobei die Ecken jeweils in Form eines Hörnchens 43 ausgebildet sind. Die Hohlfasern 12 erstrecken sich in paralleler Anordnung von einer Seite 44 zu einer gegenüberliegenden Seite 45 des Achteckes sowie zwischen den übrigen gegenüberliegenden Seiten. Dabei sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige wenige dieser Hohlfasern 12 dargestellt und zum Teil nicht durchgehend gezeichnet, sondern nur angedeutet.FIG. 4 shows a top view of the central plate 40, which is shown in FIG. 3 in a sectional illustration. The middle plate 40 has the basic shape of a regular octagon, the corners being each in the form of a horn 43. The hollow fibers 12 extend in a parallel arrangement from one side 44 to an opposite side 45 of the octagon and between the other opposite sides. For reasons of clarity, only a few of these hollow fibers 12 are shown and in some cases not drawn continuously, but only hinted at.

Auf dieser Mittelplatte 40 sind Bündel paralleler Hohlfasern 12 schichtweise angeordnet, die einen Winkel von jeweils 45° zum benachbarten Bündel paralleler Hohlfasern 12 aufweisen. Diese Bündel paralleler Hohlfasern 12 bilden in ihrer Gesamtheit das in Fig. 3a dargestellt Hohlfaser-Paket 39. Die Hörnchen 43 in der Mittelplatte 40 verhindern das Abrutschen einzelner Hohlfa- sern 12 bei der Produktion, bei der die Hohlfasern 12 vorzugsweise auf der Mittelplatte 40 aufgewickelt werden. Die kreisrund dargestellten Öffnungen 41 in der Mittelplatte 40 können auch jede beliebige andere Form aufweisen und beispielsweise als Schlitze vorliegen. Es kommt dabei lediglich darauf an, daß diese Öffnungen 41 den Durchtritt von Flüssigkeit ermöglichen.Bundles of parallel hollow fibers 12 are arranged in layers on this central plate 40, each having an angle of 45 ° to the adjacent bundle of parallel hollow fibers 12. These bundles of parallel hollow fibers 12 in their entirety form the hollow fiber package 39 shown in FIG. 3a. The croissants 43 in the middle plate 40 prevent individual hollow fibers from slipping off. ser 12 in production, in which the hollow fibers 12 are preferably wound on the central plate 40. The circular openings 41 in the central plate 40 can also have any other shape and, for example, be in the form of slots. It is only important that these openings 41 allow the passage of liquid.

In den Fig. 5a und 5b bezeichnet 50 insgesamt eine weitere Ausführungsform einer Mittelplatte, die in Draufsicht dargestellt ist. Dabei bezeichnet 41 die Öffnungen, durch die beim Filtrieren Flüssigkeit durchtreten kann und 43 die Hörnchen, die das Abrutschen der Hohlfasern 12 beim Aufwickeln auf diese Mittelplatte 50 verhindern.5a and 5b, 50 designates overall a further embodiment of a center plate, which is shown in plan view. 41 denotes the openings through which liquid can pass during filtration and 43 the croissants which prevent the hollow fibers 12 from slipping off when they are wound onto this central plate 50.

Bei dieser Ausführungsform der Mittelplatte 50 werden die Hohlfasern 12 schichtweise nach Art eines sternförmig aufgewickelten Zwirnfadens aufgewickelt. So können die Hohlfasern 12 von je einer Aussparung 51 zwischen zwei Hörnchen 43 zu einer jeweils direkt gegenüber liegenden Aussparung 52 zwischen zwei Hörnchen 43 aufgewickelt werden (Fig. 5a) oder auch zu einer Aussparung 53, die nicht direkt gegenüberliegt (Fig. 5b), so daß beim Einhalten eines bestimmten Wickelschemas in der Mitte der Mittelplatte 50 ein Freiraum bleibt, der von keiner Hohlfaser 12 durchspannt wird und der beim Filtrieren das Eindringen der zu filtrierenden Flüssigkeit in das Hohlfaser-Paket 39 ebenso erleichtert, wie das Ausfließen der filtrierten Flüssigkeit aus dem Hohlfaser-Paket 39. Auch in den Fig. 5a und 5b sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige wenige der Hohlfasern 12 dargestellt. Darüber hinaus kann die Hohlfaser 12 zwischen zwei bestimmten Aussparungen 51, 52, 53 mehrmals hin und her gewickelt werden, so daß ein Bündel parallel verlaufender Hohlfasern 12 entsteht, das in einem bestimmten Winkel zu einem nächsten Bündel parallel verlaufender Hohlfasern 12 steht, das in gleicher Weise gewickelt wurde. Alternativ kann die Hohlfaser 12 zwischen zwei bestimmten Aussparungen 51, 52, 53 nur einmal pro Schicht gespannt werden, so daß auch beim Wickeln mehrerer Schichten, bedingt durch die darunterliegenden Hohlfasern 12, keine Bündel paralleler Hohlfasern 12 entstehen und in dem resultierenden Hohlfaser-Paket 39 keine Hohlfasern 12 parallel zueinander verlaufen.In this embodiment of the middle plate 50, the hollow fibers 12 are wound up in layers in the manner of a star-shaped twisted thread. Thus, the hollow fibers 12 can each be wound from a recess 51 between two croissants 43 to a directly opposite recess 52 between two croissants 43 (FIG. 5a) or also to a recess 53 that is not directly opposite (FIG. 5b), so that when a certain winding pattern is observed, there is a free space in the middle of the middle plate 50 which is not spanned by any hollow fiber 12 and which, when filtered, facilitates the penetration of the liquid to be filtered into the hollow fiber package 39 as well as the outflow of the filtered liquid the hollow fiber package 39. For reasons of clarity, only a few of the hollow fibers 12 are also shown in FIGS. 5a and 5b. In addition, the hollow fiber 12 can be wound back and forth several times between two specific recesses 51, 52, 53, so that a bundle of parallel hollow fibers 12 is formed, which is at a certain angle to a next bundle of parallel hollow fibers 12, which is in the same Way was wrapped. Alternatively, the hollow fiber 12 can be stretched between two specific recesses 51, 52, 53 only once per layer, so that even if several layers are wound, no bundles of parallel hollow fibers 12 arise due to the underlying hollow fibers 12 and in the resulting hollow fiber package 39 no hollow fibers 12 run parallel to each other.

Bei dem in Fig. 6a dargestellten Hohlfaser-Paket 39 werden die Hohlfasern 12 derart auf die Mittelplatte 50 gewickelt, daß in der Mitte des Hohlfaser-Paketes 39 eine Aussparung bleibt, die einen Zulauf 61 und auf der anderen Seite der Mittelplatte 50 einen Ablauf 63 aufnimmt. Sowohl der Zulauf 61 als auch der Ablauf 63 sind in Form eines Rohres ausgebildet, das mehrere Öffnungen 64 innerhalb des Hohlfaser-Paketes 39 aufweist.In the hollow fiber package 39 shown in FIG. 6 a, the hollow fibers 12 are wound onto the middle plate 50 in such a way that a recess remains in the center of the hollow fiber package 39, which has an inlet 61 and an outlet 63 on the other side of the middle plate 50 records. Both the inlet 61 and the outlet 63 are designed in the form of a tube which has a plurality of openings 64 within the hollow fiber package 39.

Beim Filtrieren strömt die zu filtrierende Körperflüssigkeit, wie durch einen senkrechten Pfeil angedeutet, über den Zulauf 61 und die darin enthaltenen Öffnungen 64 seitlich in das Hohlfaser-Paket 39. Dabei erleichtern die Öffnungen 64 das Eindringen der zu filtrierenden Flüssigkeit in das Hohlfaser-Paket 39. Beim Ablauf 63 erleichtern die Öffnungen 64 die Ableitung der filtrierten Flüssigkeit, so daß durch diese Maßnahme insgesamt der Druckabfall beim Filtrieren gering gehalten wird. In Fig. 6b bezeichnet 70 insgesamt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ablaufes, der in Draufsicht dargestellt ist. Dabei bezeichnet 64 Öffnungen in dem Ablauf.When filtering, the body fluid to be filtered flows, as indicated by a vertical arrow, laterally into the hollow fiber package 39 via the inlet 61 and the openings 64 contained therein. The openings 64 facilitate the penetration of the liquid to be filtered into the hollow fiber package 39 At the outlet 63, the openings 64 facilitate the discharge of the filtered liquid, so that the pressure drop during filtration is kept low as a result of this measure. In FIG. 6b, 70 designates a further exemplary embodiment of a sequence, which is shown in a top view. 64 openings in the drain.

Fig. 6c zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI in Fig. 6b. 70 bezeichnet darin den Ablauf, 64 Öffnungen und 65 Rinnen in dem Ablauf 70.Fig. 6c shows a sectional view along the line VI-VI in Fig. 6b. 70 therein designates the outlet, 64 openings and 65 channels in the outlet 70.

Dieses Ausführungsbeispiel, bei dem die Öffnungen 64 so vertieft in dem Ablauf 70 angebracht sind, daß sie nicht direkt von den Hohlfasern 12 des Hohlfaser-Paketes 39 bedeckt werden können, vermeidet durch die Rinnen 65, daß es beim Abfließen zu einer Stauung der filtrierten Flüssigkeit kommt.This embodiment, in which the openings 64 are made so recessed in the outlet 70 that they cannot be directly covered by the hollow fibers 12 of the hollow fiber package 39, avoids through the channels 65 that there is a congestion of the filtered liquid as it flows away is coming.

Analog zu diesem Ausführungsbeispiel läßt sich auch ein Zulauf gestalten. Dabei vermeiden die Rinnen 65 eine Stauung der zu filtrierenden Flüssigkeit. An inlet can also be designed analogously to this exemplary embodiment. The channels 65 prevent the liquid to be filtered from jamming.

Claims

Patentansprüche claims

1. Vorrichtung mit mindestens einer in Form einer Hohlfaser (12) mit Außenseite (30) und Lumen (14) vorliegenden semipermeablen, benetzbaren, insbesondere hydrophilen Membran zum Ultrafiltrieren von Körperflüssigkeiten, insbesondere von Blut, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrieren von der Außenseite (30) in das Lumen (14) hinein erfolgt.1. Device with at least one in the form of a hollow fiber (12) with the outside (30) and lumens (14) present semi-permeable, wettable, in particular hydrophilic membrane for ultrafiltration of body fluids, in particular blood, characterized in that the filtering from the outside ( 30) into the lumen (14).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (30) der Hohlfaser (12) deren Durchlässigkeit und Trennschärfe bestimmt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the outside (30) of the hollow fiber (12) determines its permeability and selectivity.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser (12) Poren (28) aufweist, deren durchschnittliche lichte Weite auf der Außenseite (30) kleiner ist als auf einer luminalen Seite (29) der Hohlfaser (12).3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the hollow fiber (12) has pores (28) whose average clear width on the outside (30) is smaller than on a luminal side (29) of the hollow fiber (12) .

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser (12) an ihrer Außenseite (30) mindestens eine die Durchlässigkeit der Membran bestimmende Trennschicht umfaßt, die integraler Bestandteil der Membran ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hollow fiber (12) on its outside (30) comprises at least one separating layer determining the permeability of the membrane, which is an integral part of the membrane.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser (12) an ihrer Außenseite (30) mindestens eine die Durchlässigkeit der Membran bestimmende Trennschicht (32) umfaßt, die separater Bestandteil der Membran ist. 5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hollow fiber (12) on its outside (30) comprises at least one separating layer (32) determining the permeability of the membrane, which is a separate component of the membrane.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlfasern (12) derart angeordnet sind, daß beim Filtrieren vorwiegend nicht laminare Strömungsverhältnisse an den Hohlfasern (12) vorliegen.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hollow fibers (12) are arranged such that when filtering predominantly non-laminar flow conditions on the hollow fibers (12) are present.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , daß sie mehrere parallel wirkende Hohlfasern (12) umfaßt, die in Schichten angeordnet sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a plurality of hollow fibers (12) acting in parallel, which are arranged in layers.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfasern (12) in einem Gehäuse (11) angeordnet sind, das einen die Lumina (14) der Hohlfasern (12) umfassenden ersten Raum (16) von einem mit den Außenseiten (30) der Hohlfasern (12) in Verbindung stehenden zweiten Raum (17) abtrennt.8. The device according to claim 7, characterized in that the hollow fibers (12) are arranged in a housing (11), the one comprising the lumens (14) of the hollow fibers (12) comprising the first space (16) from one with the outer sides (30 ) separates the hollow fibers (12) in the communicating second space (17).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten nebeneinander und versetzt übereinander angeordnet sind.9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the layers are arranged side by side and offset one above the other.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Hohlfasern (12) aufweist, die nicht parallel zueinander angeordnet sind.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that it has at least two hollow fibers (12) which are not arranged parallel to one another.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Hohlfasern (12) aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that it has at least two hollow fibers (12) which are arranged substantially parallel to each other.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Zulauf (61) für die zu filtrierende Flüssigkeit mit mindestens einer Austrittsöffnung zwischen den schichtweise angeordneten Hohlfasern (12) aufweist.12. The device according to one of claims 7 to 11, characterized in that it has at least one inlet (61) for the Has liquid to be filtered with at least one outlet opening between the layered hollow fibers (12).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Ablauf (63) für die filtrierte Flüssigkeit mit mindestens einer Öffnung zwischen den schichtweise angeordneten Hohlfasern (12) aufweist. 13. Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that it has at least one outlet (63) for the filtered liquid with at least one opening between the layered hollow fibers (12).