DE3006880C2

DE3006880C2 - Plasmaphoresis membrane

Info

Publication number: DE3006880C2
Application number: DE3006880A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Chem. Dr. Bandel; Gustav 5600 Wuppertal Dünweg
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1980-02-23
Filing date: 1980-02-23
Publication date: 1986-10-09
Also published as: ES267109U; JPH035847B2; DE3006880A1; FR2476500A1; JPS56134209A; GB2069925B; NL8100701A; CH647419A5; SE8101127L; ATA82481A; ES267109Y; IT8147856A0; GB2069925A; IT1170741B; FR2476500B1; ES499623A0; AT381237B; BE887603A; CA1184716A; ES8201432A1

Description

eoeo

Die Erfindung betrifft eine Membran, insbesondere zur Plasmapherese in Form von Hohlfaden, Schlauchfolien oder Flachfolien aus Celluloseestern.The invention relates to a membrane, in particular for plasmapheresis, in the form of hollow filaments, tubular films or flat films made from cellulose esters.

Plasmaphoresemembranen dienen zur Plasmaseperation, d. h. der Trennung des Blutplasmas von zellulären Bestandteilen sowie auch der weiteren Trennung vonPlasmaphoresis membranes are used for plasma separation, i. H. the separation of blood plasma from cellular ones Components as well as the further separation of

Plasmabestandteilen nach dem MolekulargewichtPlasma components according to molecular weight

Nachdem bereits über einen längeren Zeitraum Plasmaphoresen mit Hilfe von Membranfiltern durchgeführt wurden, setzte man später Zentrifugen zu diesem Zweck ein. In neuerer Zeit ist man jedoch wieder auf Filtrationsverfahren zurückgekommen. Ein Grund ist der, daß die Verfahren zur Herstellung der Membranfilter inzwischen stärker mechanisiert werden konnten, so daß sie in ausreichender Menge und kostengünstig zur Verfügung stehen.Having already had plasmaphoresis over a long period of time were carried out with the aid of membrane filters, centrifuges were later added to them Purpose one. More recently, however, there has been a return to filtration processes. One reason is the fact that the process for producing the membrane filter could now be more mechanized, so that they are available in sufficient quantities and at low cost.

In der US-PS 14 21 341 wird ein Filter und ein Herstellungsverfahren beschrieben, welches aus einem Celluloseester — beispielsweise — Celluloseacetat besteht und Poren aufweist, die zur Abtrennung von Bakterien geeignet sind. Die beschriebenen Filter können getrocknet werden ohne daß dabei die Poren kollabieren.In US-PS 14 21 341 a filter and a manufacturing method described, which consists of a cellulose ester - for example - cellulose acetate and has pores suitable for separating bacteria. The filters described can be dried without collapsing the pores.

Hergestellt werden die Filter durch Gießen einer Lösung des Celluloseester in einem Lösungsmittelgemisch und Verdampfen des Lösungsmittels in feuchter Atmosphäre bei niedriger Temperatur. Dem Lösungsmittel wird eine solche Menge Wasser zugesetzt, daß das Gemisch den Celluloseester noch löst Durch die Menge an Wasser wird die Größe der Poren beeinflußt Die erhaltene Membrane wird in Wasser gewaschen, in nassem Zustand gestreckt und nach einer Wärmebehandlung in heißem Wasser oder Dampf getrocknetThe filters are manufactured by pouring a solution of the cellulose ester in a solvent mixture and evaporating the solvent in a humid atmosphere at a low temperature. The solvent such an amount of water is added that the mixture still dissolves the cellulose ester Amount of water will affect the size of the pores. The membrane obtained is washed in water stretched when wet and dried after heat treatment in hot water or steam

Die DE-PS 8 43 088 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Ultrafiltern und Diaphragmen aus Kunststoffen, bei denen Porosität dadurch erzielt wird, daß einer Kunststofflösung, die zur Erzeugung einer dünnen Haut an sich geeignet ist, in ihr lösliche Salze oder andere Stoffe in einer Lösung, die mit der Kunststofflösung mischbar ist, ohne mit ihr eine Reaktion einzugehen, hinzugemischt werden, danach die Mischung eingetrocknet wird und aus der so erzeugten Haut der zugemischte Stoff mittels eines Lösungsmittels, das den Kunststoff nicht löst, herausgelöst wird.DE-PS 8 43 088 describes a process for the production of ultrafilters and diaphragms Plastics in which porosity is achieved by the fact that a plastic solution that is used to produce a Thin skin is in itself suitable, salts or other substances soluble in it in a solution that is mixed with the plastic solution can be mixed without entering into a reaction with it, mixed in, then the mixture is dried and from the skin produced in this way, the mixed substance by means of a solvent that the Plastic does not dissolve, is dissolved out.

Die DE-AS 10 17 596 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Herstellung einer Celluloseacetatmembran nach dem Phaseninversionsverfahren durch eine Vorgclierung in einer Belüftungskammer bei einer Arbeitstemperatur von 20—40⁰C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50—70%.The DE-AS 10 17 596 discloses a method in which the preparation of a cellulose acetate membrane by the phase inversion process by a Vorgclierung in an aeration chamber at a working temperature of 20-40 ⁰ C at a relative humidity of 50-70%.

In der US-PS 27 83 894 wird ein analoges Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen Membranfilters aus Nylon beschrieben.In US Pat. No. 2,783,894, an analogous process for producing a microporous membrane filter is disclosed made of nylon.

Die DE-AS 11 56 051 beschreibt ein Verfahren, beidem Membranen, die nach den genannten US-Palenlschriften 14 21 341 oder 27 83 894 hergestellt wurden, in besonderer Weise auf einen mit Durchbrüchen versehenen Hohlkörper aufgebracht werden. Die mikroporösen Filme besitzen Poren, deren wirksamer Durchmesser kleiner als etwa 10 μπι und die insgesamt mehr als 80% des Gesamtvolumens des Filtermaterials einnehmen.DE-AS 11 56 051 describes a method, both Membranes according to the aforementioned US-Palenlschriften 14 21 341 or 27 83 894 were made, in a special way on one with openings Hollow bodies are applied. The microporous films have pores, their effective diameter smaller than about 10 μπι and a total of more than 80% of the total volume of the filter material.

Die DE-PS 22 57 697 beschreibt poröse Celluloscaeetatsymmetrie-Membranfilter, der hergestellt worden ist durch Lösung von Celluloseacetat mit einem Acciylierungsgrad von 20—65,5% in einem organischen Lösemittel mit einem Gewichtsverhältnis von 5—40% zum Lösemittel und Zusatz eines verdünnenden Lösemittels, ucSicii Sicdcpmikl huller als der ucS vdici wäiiiiieii urganischen Lösemittels ist, und ferner eines Metallsalze)., dessen Metallkomponente einen lonenradius von weniger als 1,33 A hat und ein Mitglied der Gruppe I —III des periodischen Systems ist und das ein Verhältnis von 20—200 Gew.-% zum Acetat hat, zur Lösung, so daß eine homogene Lösung geschaffen wird, die auf eine polierte ebene Fläche zu einem dünnen Film aufgetra-DE-PS 22 57 697 describes porous cellulose acetate symmetry membrane filter which has been produced by dissolving cellulose acetate with a degree of acceleration of 20-65.5% in an organic solvent with a weight ratio of 5-40% to the solvent and adding a diluting solvent , ucSicii Sicdcpmikl huller than the ucS vdici wäiiiiieii ur ganic solvent, and also of a metal salt)., whose metal component has an ion radius of less than 1.33 A and is a member of Group I-III of the periodic table and that has a ratio of 20-200% by weight to the acetate, to the solution, so that a homogeneous solution is created which is applied to a polished flat surface to form a thin film.

gen wird, aus dem das darin enthaltene Lösemittel durch Verdampfen entfernt und der durch Mikrophasentrennung in seinen Gelzustand überführt wird, worauf schließlich das darin enthaltene Metallsalz zur Bildung der porösen Membran herausgelöst wird.gen, from which the solvent contained therein is removed by evaporation and that by micro-phase separation is converted into its gel state, whereupon the metal salt contained therein is finally formed the porous membrane is dissolved out.

Der Porendurchmesser beträgt zwischen 0,01 und 10 μιη und es werden Porositäten zwischen 70 und 81% genanntThe pore diameter is between 0.01 and 10 μm and porosities between 70 and 81% called

Eine 6000fache Vergrößerung unter dem Elektronenmikroskop zeigt bei einer solchen Membran eine Struktür, die von der Oberfläche aus betrachtet, einer Matte aus Fäden ähnlich ist, bei der in Schlaufen gelegte Fäden, die aus gemeinsamen Kreuzungsstellen hervortreten, sich unregelmäßig über- und nebeneinanderlegen. Im Bruch zeigt sich, daß die Struktur im Inneren der Membran eine lockere aber doch gleichmäßig dichte Masse darstelltA 6000 times magnification under the electron microscope shows a structure in such a membrane, the one viewed from the surface, a mat of threads is similar, in which threads laid in loops, which emerge from common intersections, lie irregularly on top of and next to each other. The break shows that the structure inside the membrane is loose but evenly dense Represents mass

Die DE-OS 26 06 244 beschreibt eine Hohlfaser für Membranfiltration aus einem synthetischen oder halbsynthetischen, kettenförmigen Hochpolymer, das beim Verspinnen Fäden bildet, wobei die die Hohlfaser bildende zylindrische Wandung zumindest in einem geschlossenen, im Querschnitt als Ringband erscheinenden Bereich eine dreidimensionale netzartige Struktur feiner Filterkanäle mit einem Porenverhältnis von wenigstens 55% als aktive Filterzone aufweist, wobei die aktiven Punkte der Filterkanäle, die die kleinsten Querschnittsgrößen der Kanäle für den Durchlaß von in einer Filterflüssigkeit enthaltenen Stoffen bestimmen, zufällig zumindest über die aktive Filterzone verteilt und diese Querschnittsgrößen nahezu gleichförmig sind. Betrachtet man eine solche Membran bei 3000- bis lOOOOfacher Vergrößerung unter dem Elektronenmikroskop, so erinnert die zutage tretende Struktur an eine Korallenkolonie. Das Membrangebilde erscheint als aus vielen korallenförmig verzweigten Stengeln zusammengesetzt. An der Oberfläche der Außenseite der Hohlfaser gehen die Verzweigungen in einer narbigen Fläche mit länglich, parallel ausgerichteten Porenöffnungen ineinander über.DE-OS 26 06 244 describes a hollow fiber for membrane filtration made of a synthetic or semi-synthetic, chain-shaped high polymer that forms threads when spun, with the one forming the hollow fiber cylindrical wall at least in a closed, appearing in cross section as a ring band Area a three-dimensional network-like structure of fine filter channels with a pore ratio of at least 55% as active filter zone, with the active points of the filter channels having the smallest cross-sectional sizes determine the channels for the passage of substances contained in a filter liquid, at random at least distributed over the active filter zone and these cross-sectional sizes are almost uniform. Considered one such membrane at 3000 to 10000 times magnification under the electron microscope, the emerging structure is reminiscent of a coral colony. The membrane structure appears than composed of many coral-shaped branched stems. On the surface of the outside of the Hollow fibers branch out in a pitted area with elongated, parallel pore openings into each other.

Ferner beschreibt die DE-OS 28 45 797 eine anisotrope synthetische Membran, die eine vielschichtige Struktur aufweist, wobei jede Schicht als molekulares Sieb für eine genaue, präzise Molekulargewichtsabtrennung wirkt.Furthermore, DE-OS 28 45 797 describes an anisotropic synthetic membrane which has a multilayered structure each layer acting as a molecular sieve for accurate, precise molecular weight separation works.

Allen bekannten Filtermembranen ist aufgrund der bei der Herstellung verwendeten festen Auflagefläche und dem zumindest teilweisen Verdampfen des Lösungsmittels eine mehr oder weniger ausgeprägte Porendurchmesserasymmetrie eigen. Einige sind in trockenem Zustand nicht ohne weiteres lagerfähig und die Porenöffnungen kollabieren sehr leicht, selbst bei vorsichtiger Handhabung. Manche der bekannten Membranen zeigen ein breites Spektrum der Poreudurchmesscrverteiiung und damit auch keine definierte Ausschlußgrenze. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Filtermembranen weisen abgesehen von verfahrensbedingten Auswirkungen auf die Membran im allgemeinen nur eine mäßige Produktionsgeschwindigkeit auf. Die Rückgewinnung der Lösungsmittel aus den eo Luft-Lösungsmittelgemischen ist aufwendig und bedingt höhere Verluste und Umweltbelastungen.All known filter membranes are due to the solid support surface used during manufacture and the at least partial evaporation of the solvent a more or less pronounced pore diameter asymmetry own. Some cannot be stored easily when dry and the pore openings collapse very easily, even if you are careful Handling. Some of the known membranes show a wide range of pore diameter distribution and therefore no defined exclusion limit. The known methods of manufacture of filter membranes have procedural effects on the membrane in general only a moderate production speed. The recovery of the solvents from the eo Mixing air and solvents is expensive and causes higher losses and environmental pollution.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es eine Filtrationsmembran in Form von Hohlfäden, Schlauchfolien oder Flachfolien mit einer neuartigen Membranwandstruktur herzustellen, die es z. B. gestattet, Plasmaphoresefiltrationen mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen, wobei durch die Herstellungsbedingungen der eine definierte Ausschlußgrenze bewirkende Porendurchmesser beeinflußbar ist Die den bekannten Filtermembranen anhaftenden Nachteile sollen dabei so weit als möglich vermieden werden.It was an object of the present invention to provide a filtration membrane in the form of hollow filaments, tubular films or to produce flat films with a novel membrane wall structure that can be used e.g. B. allowed, plasmaphoresis filtrations perform at high speed, whereby the manufacturing conditions of the a defined exclusion limit causing pore diameter can be influenced The known filter membranes Adhering disadvantages should be avoided as far as possible.

Neben einer definierten Anschlußgrenze sind die Filtereigenschaften für Plasmaphoresemembranen durch den Siebkoeffizienten charakterisierbar.In addition to a defined connection limit, there are the filter properties for plasmaphoresis membranes can be characterized by the sieve coefficient.

Der Siebkoeffizient ist dabei definiert durchThe sieving coefficient is defined by

Cf = Konzentration der Substanz λ'ΐη Filtrat
Cb = Konzentration der Substanz X im Blut Cf = concentration of the substance λ'ΐη filtrate
Cb = concentration of substance X in the blood

Die Ermittlung des Siebkoeffizienten kann z. B. durch lasernephelometrische Methoden geschehen.The determination of the sieving coefficient can, for. B. by laser nephelometric methods happen.

Wenn 5=1, dann herrscht vollständige, wenn Skieiner 1, dann herrscht partielle Durchlässigkeit. Die zur Zeit zur Verfügung stehenden Membranen besitzen Siebkoeffizienten, die schon für Albumin kleiner als 0,8 sind. Dies bedeutet daß die Elimination der abzutrennenden Bestandteile nur in verringertem Maße stattfindet; es ist deshalb eine längere Behandlungszeit erforderlich. Auch muß man mit höheren Mengen an Rückinfusionen arbeiten oder man muß sehr große Membranen einsetzen, was erhebliche Nachteile mit sich bringt, da die Module sodann ein sehr hohes extrakorporales Volumen aufweisen.If 5 = 1, then complete if Skieiner 1, then there is partial permeability. Have the membranes currently available Sieving coefficients that are already less than 0.8 for albumin. This means that the elimination of the Constituents only takes place to a lesser extent; a longer treatment time is therefore required. You also have to work with higher amounts of back infusions or you have to use very large membranes use, which has significant disadvantages, since the modules then have a very high extracorporeal Have volume.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Membran, insbesondere zur Plasmaphorese in Form von Hohlfäden, Schlauchfolien oder Flachfolien aus Celluloseestern, hergestellt nach einem Verfahren, bei dem eine Celluloseester enthaltende Spinnlösung durch eine Spinndüse gepreßt, der Lösungsstrahl der koagulierenden Wirkung eines Fällbades ausgesetzt, aus dem Fällbad geführt und lösungsmittelfrei gewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus ausgeprägten wabenartig aneinandergereihten, im wesentlichen quaderförmigen, geschlossenen Zellen aufgebaut ist und alle Zellwände mit einer Vielzahl von Löchern als Porendurchgänge durchgesetzt sind, und die Spinnlösung mit einer Viskosität von 5 bis 200 Pa · s 8 bis 25 Gew.-% Celluloseester, 55 bis S2 Gew.-% Lösungsmittel, und gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% viskositätsbeeinflussende Zusätze, jedoch keine porenbildende Metallsalze enthält, daß das Lösungsmittel aus einem Gemisch aus 50 bis 90 Gew.-% Aceton, 5 bis 25 Gew.-% einwertigem Alkohol und 5 bis 25 Gew.-% Weichmacher besteht und daß die Membran nach dem Freiwaschen von Lösungsmittel mit einer Weichmacherlösung getränkt und schließlich getrocknet wird.According to the invention, this object is achieved in that in a membrane, in particular for plasmaphoresis in the form of hollow filaments, tubular films or flat films made from cellulose esters, produced by a process, in which a spinning solution containing cellulose ester is pressed through a spinneret, the solution jet exposed to the coagulating effect of a precipitation bath, removed from the precipitation bath and washed free of solvents is, characterized in that the membrane of pronounced honeycomb strung together, essentially cuboid, closed cells and all cell walls with a multitude are penetrated by holes as pore passages, and the spinning solution with a viscosity of 5 to 200 Pa · s 8 to 25% by weight cellulose ester, 55 to S2% by weight solvent, and optionally up to 20 % By weight viscosity-influencing additives, but no pore-forming metal salts that the solvent contains from a mixture of 50 to 90% by weight acetone, 5 to 25% by weight monohydric alcohol and 5 to 25% by weight Wt .-% plasticizer and that the membrane after washing away from solvent with a Softener solution is soaked and finally dried.

Als Fällbad eignen sich solche Flüssigkeiten, die sich mit dem Lösungsmittel der Spinnlösung in jedem Verhältnis mischen lassen, die aber den Celluloseester nicht lösen oder chemisch verändern.Liquids which are suitable for use as a precipitation bath are in any proportion with the solvent in the spinning solution allow to mix, but do not dissolve or chemically change the cellulose ester.

Als Weichmacher eignen sich die für Celluloseester bekannten Weichmacher, durch die erreicht werden kann, daß der Restwassergehalt nach dem Trocknen nicht unter 3 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Membran absinkt. Als solche haben sich insbesondere mehrwertige Alkohole und Ester bewährt.The plasticizers known for cellulose esters are suitable as plasticizers, by means of which are achieved can that the residual water content after drying is not below 3 to 15 wt .-% based on the weight the membrane sinks. Polyhydric alcohols and esters in particular have proven useful as such.

Bei der Blutdialyse haben sich insbesondere Schlauchfolien und Hohlfäden als bevorzugte Membranformen erwiesen. Auch bei den Plasmaphoresemembranen zeigt sich bereits eine Bevorzugung dieser Formen. Für die Ausbildung eines gut ausgebildetenIn blood dialysis, tubular films and hollow fibers in particular have proven to be preferred membrane shapes proven. A preference for these is already evident in the case of plasmaphoresis membranes as well To shape. For the training of a well educated

Innenraumes mit einem gewünschten Lumenquerschnitt sind die Membranen in Hohlfaden- oder Schlauchfolienform dadurch hergestellt, daß in das Innere der austretenden Spinnlösung ein Fällbad geleitet wird. Dadurch wird auch die im Inneren liegende Lösungsstrahlbegrenzung der koagulierten Wirkung des Fällbades ausgesetztInterior with a desired lumen cross-section are the membranes in hollow fiber or Tubular film form produced by passing a precipitation bath into the interior of the exiting spinning solution will. This will also limit the solution jet inside exposed to the coagulated effect of the felling bath

Wird für das dem Inneren zugeleitete Fällbad ein Fällbad mit einer anderen Zusammensetzung als des Fällbades, das auf die außenliegende Lösungstrahlbegrenzung koagulierend wirkt, eingesetzt, was zu ungleichen Koagulationsgeschwindigkeiten führt, ergeben sich unterschiedliche Effekte, in der Porosität der inneren und äußeren Oberfläche.If a precipitation bath with a different composition than the one is used for the precipitation bath supplied to the interior Precipitation bath, which has a coagulating effect on the external solution beam limitation, is used, which leads to unequal Coagulation speeds result in different effects in the porosity of the inner and outer surface.

Enthält das Fällbad eine größere Lösungsmittelmenge, so führt das zu kleineren Porendurchgängen, während ein Fällbad mit einem geringen Lösungsmittelgehalt zu größeren Porendurchgängen führt Die Konzentration des Lösungsmittels im Fällbad darf jedoch 20 Gew.-% nicht überschreiten. Eine gute Übereinstimmung der Oberflächenausbildung der Membran weist eine solche Membran auf, die dadurch hergestellt ist, daß beide Fällbäder gleich zusammengesetzt sind.If the precipitation bath contains a large amount of solvent, this leads to smaller pore passages during a precipitation bath with a low solvent content leads to larger pores. However, the concentration of the solvent in the precipitation bath may not exceed 20 Do not exceed% by weight. A good match the surface formation of the membrane has such a membrane, which is produced by that both felling baths have the same composition.

Die erfindungsgemäße Membran zeigt eine neuartige Zellenstruktur:The membrane according to the invention shows a novel cell structure:

Im Bruch — also im Wandquerschnitt — sieht man bereits bei 10Ofacher Vergrößerung eine deutlich ausgeprägte Zellenstruktur, die an Waben erinnert Die Begrenzungen der geschlossenen Zellen haben zwar keine übereinstimmenden Formen. In ihrer Form ähneln die Zellengebilde ungefähr Quadern, die sich immer wieder aneinanderreihen und glatt an die Nachbarzellen anschließen. Die Zellwände weisen eine Vielzahl von Löchern auf. Diese Porendurchgänge mit denen die Außenwände und die Zellwände durchsetzt sind, bilden Siebplatten, durch die das Ultrafiltrat permeiert (vgl. hierzu Fig. 1).In the fracture - i.e. in the wall cross-section - you can already see at a magnification of 10O a clearly pronounced one Cell structure reminiscent of honeycombs The boundaries of the closed cells do not have any matching shapes. In their shape, the cell structures resemble roughly cuboids, which are repeated again and again line up and connect smoothly to the neighboring cells. The cell walls have a large number of holes on. These pore passages with which the outer walls and the cell walls are penetrated form Sieve plates through which the ultrafiltrate permeates (cf. FIG. 1).

Für die Strukturausbildung der Membran und die Anwendungseigenschaften der Membran ist die Zusammensetzung der Spinnlösung von besonderer Bedeutung. Dabei wirken sich chemische Zusammensetzung und physikalische Beschaffenheit der Spinnlösung in komplexer Weise auf die Anordnung und Größe der Zellen und Zellwände aus.For the structure of the membrane and the application properties of the membrane, the composition of the spinning solution is of particular importance. This is where chemical composition has an effect and physical nature of the spinning solution in a complex way to the arrangement and size of the Cells and cell walls.

Ein Faktor ist das Lösungsmittel in der Spinnlösung. Als solches kommen beispielsweise Aceton, Dioxan, Dioxolan, Methylacetat oder Nitromethan oder Methylenchlorid in BetrachtOne factor is the solvent in the spinning solution. Examples of this are acetone, dioxane, dioxolane, methyl acetate or nitromethane or methylene chloride into consideration

Im allgemeinen wird Aceton bevorzugt Wegen der breiten Steuerungsmöglichkeit der Membraneigenschäften und -struktur ist die Verwendung von Gemischen als Lösungsmittel in der Spinnlösung besonders bevorzugt Bewährt hat sich ein Gemisch aus 50—90 Gew.-% Aceton, 5—25 Gew.-% einwertigem Alkohol und 5 bis 25 Gew.-% Weichmacher. Durch Einsatz von einwertigen Alkoholen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls auch als Mischung der Alkohole, läßt sich die Zellenstruktur ebenso beeinflussen, wie durch den Weichmacheranteil, wobei als Weichmacher bei Einsatz der Membran für medizinische Zwecke Glyzerin bevorzugt wird. Durch Verwendung von Myristylmyristat als Weichmacher in der Spinnlösung lassen sich Strukturen erzeugen, die für technische Einsatzzwecke der Membran von Interesse sind.In general, acetone is preferred because of the wide range of control over membrane properties and structure, the use of mixtures as solvents in the spinning solution is particular A mixture of 50-90% by weight acetone and 5-25% by weight monohydric alcohol has proven to be preferred and 5 to 25% by weight plasticizer. By using monohydric alcohols with 1 to 3 carbon atoms, optionally also as a mixture of alcohols, the cell structure can be influenced as well as through the plasticizer content, with glycerine as the plasticizer when the membrane is used for medical purposes is preferred. By using myristyl myristate as a plasticizer in the spinning solution Generate structures that are of interest for technical purposes of the membrane.

Auch das Fällbad beeinflußt die Membraneigenschaften erheblich, wobei Wasser ohne Beimischungen zu sehr großen Porendurchgängen führt, während wässerige Lösungen als Fällbad bevorzugt werden, wenn kleine Porendurchgänge erwünscht sind. Die erfindungsgemäße Membran kann Porendurchgänge mit einem Durchmesser von 0,01 μπι bis 50μΐη aufweisen je nach den gewählten Arbeitsbedingungen.The precipitation bath also has a considerable influence on the membrane properties, with water being added without any admixtures leads to very large pore passages, while watery Solutions are preferred as a precipitation bath if small pore passages are desired. The inventive Membrane can have pore passages with a diameter of 0.01 μm to 50 μm, depending on the chosen working conditions.

Bei den älteren bekannten Plasmaphoresemembranen spielte Nitrocellulose eine bedeutendere Rolle als Acylcellulosen. Da Nitrocellulose in seiner Handhabung zu Problemen führen kann, haben inzwischen allgemein Acylcellulosen größere Bedeutung erlangt. Diese sind für die erfindungsgemäße Membran ebenso einsetzbar wie Nitrocellulose. Auch Gemische verschiedener Acylcellulosen können zur erfindungsgemäßen Membran verarbeitet werden, beispielsweise Acetylcellulosen und Propionylcellulosen und Butyrylcellulosen. Bevorzugt ist schon wegen der guten Zugänglichkeit Celluloseacetat, In the older known plasmaphoresis membranes, nitrocellulose played a more important role than Acyl celluloses. Since nitrocellulose can lead to problems in its handling, have now generally been used Acylcelluloses became more important. These can also be used for the membrane according to the invention like nitrocellulose. Mixtures of different acyl celluloses can also be used for the membrane according to the invention processed, for example acetyl celluloses and propionyl celluloses and butyryl celluloses. Preferred is cellulose acetate because of its good accessibility,

Eine Filtrationsmembran aus reinem Cellulosetriacetat ist für einen großen Teil der Anwendungsfälle der erfindungsgemäßen Membran zu hydrophob. In einer-Ausführungsform der Erfindung besteht die Plasmaphoresemembran aus einem Celluloseacetat mit einem Substitutionsgrad von 2,0 bis 2,7. Der Substitutionsgrad des in Spinnlösung eingesetzten Celluloseacetats entspricht auch dem der daraus ersponnenen Membran. Vorzugsweise beträgt der Substitutionsgrad 2,3 bis 2,5.A filtration membrane made of pure cellulose triacetate is used for a large number of applications membrane according to the invention too hydrophobic. In one embodiment of the invention, there is the plasmaphoresis membrane from a cellulose acetate with a degree of substitution of 2.0 to 2.7. The degree of substitution of the Cellulose acetate used in the spinning solution also corresponds to that of the membrane spun from it. Preferably the degree of substitution is 2.3 to 2.5.

Die physikalische Eigenschaft der Spinnlösung, die sich auf die Struktur der Membran in besonderem Maße auswirkt ist die Viskosität. So ergeben Spinnlösungen höherer Viskosität dünnere Zellwände in der Membran, was insbesondere dann nicht zu Beeinträchtigungen der mechanischen Beanspruchbarkeit führt, wenn zugleich die Zellenstruktur weniger symmetrisch gestaltet wird. Die Viskosität der Spinnlösung kann zum einen durch den Gehalt an Celluloseester aber auch durch viskositätsverändernde Lösungsmittel oder Zusätze beeinflußt werden. Lösungsmittel, die beispielsweise Isopropanol als einwertigen Alkohol enthalten, weisen eine höhere Viskosität auf, als solche, die Methanol enthalten. Erniedrigt werden kann die Viskosität beispielsweise auch durch einen Zusatz von Halogenkohlenwasserstoff, beispielsweise Trichlortrifluoräthan. Die Viskosität der Spinnlösung beträgt 5 bis 200 Pa s, vorzugsweise 10 bis 100 Pa s.The physical property of the spinning solution, which affects the structure of the membrane in particular the effect is the viscosity. Spinning solutions of higher viscosity result in thinner cell walls in the membrane, which in particular does not lead to impairment of the mechanical strength when at the same time the cell structure is made less symmetrical. The viscosity of the spinning solution can on the one hand by the content of cellulose ester but also influenced by viscosity-changing solvents or additives will. Solvents that contain, for example, isopropanol as a monohydric alcohol, have a higher Viscosity, as those that contain methanol. The viscosity can also be lowered, for example by adding halogenated hydrocarbons, for example trichlorotrifluoroethane. The viscosity of the Spinning solution is 5 to 200 Pa s, preferably 10 to 100 Pa s.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Membran, insbesondere zur Plasmapherese, in Form von Hohlfäden, Schlauch- oder Flachfolien aus Celluloseacetat zeichnet sich dadurch aus, daß eine Spinnlösung aus 8 bis 25 Gew.-°/o Celluloseester 55 bis 92 Gew.-% Lösungsmittel, und gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% weiteren Zusätzen, durch eine in ein Fällbad eingetauchte Spinndüse gepreßt der Lösungsstrahl auf eingetauchte Spinndüse gepreßt der Lösungsstrahl auf einer Fällbadstrecke von mindestens 30 cm an den Lösungsstrahlbegrenzungen der koagulierten Wirkung eines Fällbades ausgesetzt, aus dem Fällbad geführt und mit Wasser lösungsmittelfrei gewaschen, mit Weichmacherlösung getränkt und schließlich getrocknet wird. Das Trocknen sollte unter solchen Temperaturbedingungen erfolgen, daß eine mittlere Guttemperatur von 70° C nicht überschritten wird.The inventive method for producing a Membrane, in particular for plasmapheresis, in the form of hollow threads, tubular or flat films Cellulose acetate is characterized in that a spinning solution of 8 to 25 wt .-% cellulose ester 55 to 92% by weight of solvent, and optionally up to 20% by weight of further additives, through a precipitation bath submerged spinneret, the jet of solution is pressed onto the submerged spinneret, the jet of solution is pressed on a precipitation bath section of at least 30 cm at the limits of the solution jet of the coagulated effect of a Exposed precipitation bath, led out of the precipitation bath and washed solvent-free with water, with plasticizer solution soaked and finally dried. Drying should be done under such temperature conditions take place that an average product temperature of 70 ° C is not exceeded.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich dadurch, daß zur Herstellung von Hohlfäden oder Schlauchfolien in das Innere der austretenden Spinnlösung ein Fällbad geleitet wird, wobei vorzugsweise dann beide Fällbäder gleiche Zusammensetzung haben. Als Lösungsmittel werden vorteilhaft Gemische eingesetzt Ein bevorzugtes Gemisch besteht aus 50 bis 90 Gew.-°/o Aceton 5 bis 25Advantageous embodiments of the method according to the invention result from the fact that for production a precipitation bath is passed into the interior of the emerging spinning solution by hollow fibers or tubular films is, in which case both precipitation baths preferably have the same composition. Be used as a solvent Mixtures used advantageously. A preferred mixture consists of 50 to 90% by weight of acetone 5 to 25

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Gcw.-% einwertigem Alkohol und 5 bis 25 Gew.-% Weichmachern, worin der einwertige Alkohol zweckmüßig 1 —3 Kohlenstoffatome enthält und als Weichmacher mehrwertige Alkohole, bei medizinischen Einsatzgebieten vor allem Glyzerin eingesetzt werden.Wt% monohydric alcohol and 5 to 25 wt% plasticizers, wherein the monohydric alcohol is useful Contains 1–3 carbon atoms and, as a plasticizer, polyhydric alcohols in medical applications especially glycerine are used.

Als Fällbäder kommen vor allem Wasser und wäßrige Lösungen in Frage. Als membranbildendes Polymer ist unter den Celluloseestern vor allem Celluloseacetat bevorzugt, insbesondere solches, mit einem Substitutionsgrad von 2,0 bis 2,7. Besonders bevorzugt ist ein Substitutionsgrad von 2,3 bis 2,5. Störungen beim Spinnen werden weitgehend dadurch vermieden, daß die Viskosität der Spinnlösung 5 bis 200 Pa s beträgt, vorzugsweise 10 bis 100 Pas.Particularly suitable precipitation baths are water and aqueous solutions. As a membrane-forming polymer Among the cellulose esters, cellulose acetate is particularly preferred, especially those with a degree of substitution of 2.0 to 2.7. A degree of substitution is particularly preferred from 2.3 to 2.5. Disturbances in spinning are largely avoided by reducing the viscosity the spinning solution is 5 to 200 Pa s, preferably 10 to 100 Pa s.

Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren dann mit guter Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt werden kann, wenn der Lösungsstrahl nach Durchlaufen einer Fällbadstrecke von mindestens 30 cm an einem nach der Spinndüse angeordneten Umlenkorgan herumgeführt und unter einem Winkel von 15 bis 60° mit der Fällbadoberfläche aus dem Fällbad geleitet wird.It has been shown that the process can then be carried out at a good production rate can, if the solution jet after passing through a precipitation bath section of at least 30 cm at one after the Spinneret arranged deflecting element led around and at an angle of 15 to 60 ° with the precipitation bath surface is passed out of the precipitation bath.

Als vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, die Spinndüse so in das Fällbad einzutauchen, daß die Spinndüse mit der Fällbadoberfläche einen spitzen Winkel bildet.It has proven to be advantageous to immerse the spinneret in the precipitation bath in such a way that the spinneret with the surface of the precipitation bath forms an acute angle.

Erfindungsgemäße Membranen zeichnen sich durch ihre neuartige Struktur aus und sind dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus ausgeprägten, wabenartig aneinandergereihten, im wesentlichen quaderförmigen, geschlossenen Zellen aufgebaut ist und alle Zellwände mit einer Vielzahl von Löchern als Porendurchgänge durchsetzt sind.Membranes according to the invention are characterized by their novel structure and are characterized by that the membrane consists of pronounced, honeycomb strung together, essentially cuboid, closed cells and all cell walls are interspersed with a multitude of holes as pore passages.

Im allgemeinen ist die Membran so aufgebaut, daß die geschlossenen Zellen keine übereinstimmenden Formen und Volumina aufweisen. Jedoch ergibt sich häufig aufgrund der Herstellung eine etwa symmetrisch in der Wandmitte liegende Zellwand. Es lassen sich aber auch Bedingungen einstellen, durch die eine mittlere Zellwand sich mäanderförmig durch den Querschnitt erstreckt. In general, the membrane is constructed so that the closed cells do not have matching shapes and volumes. However, it often arises due to a cell wall lying approximately symmetrically in the middle of the wall. But it can also be Set conditions through which a central cell wall extends in a meandering manner through the cross-section.

Nicht nur die alle Zellwände durchsetzenden Porenöffnungen, sondern auch die Zellenstruktur beeinflußt in erheblichem Maße die Selektivität der Membran.Not only the pore openings that penetrate all cell walls, but also the cell structure has a considerable influence on the selectivity of the membrane.

Selbstverständlich können, sofern es erwünscht ist, Pigmente in die Membran auf bekannte Weise eingelagert werden.Of course, if desired, pigments can be incorporated into the membrane in a known manner will.

Anhand der nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of the following examples.

Beispiel 1
Herstellung einer Spinnlösung aus Celluloseacetatexample 1
Preparation of a spinning solution from cellulose acetate

In ein Rührgefäß, dessen Rührer mit 800 Umdrehungen/min rotierte, wurden nacheinander unter Rühren eingefülltIn a stirred vessel, the stirrer with 800 revolutions / min rotated, were poured in one after the other with stirring

3 000 g Methanol3,000 grams of methanol

4 000 g Glycerin4,000 grams of glycerine

2 000 g Celluloseacetat2,000 grams of cellulose acetate

Substitutionsgrad 2,48
11 000 g AcetonDegree of substitution 2.48
11,000 grams of acetone

Nach zweistündigem Rühren bei Zimmertemperatur war das Celluloseacetat gelöst Die Lösung wurde anschließend durch ein Filter mit einer Maschenweite von 20 μιη filtriert entlüftet und war nach 4—6 Stunden spinnfertig. Die Viskosität der Spinnlösung betrug 15 Pa s.After stirring for two hours at room temperature, the cellulose acetate was dissolved. The solution then became filtered through a filter with a mesh size of 20 μm and vented after 4-6 hours ready to spin. The viscosity of the spinning solution was 15 Pa s.

Herstellung einer erfindungsgemäßen Membran
in HohlfadenformManufacture of a membrane according to the invention
in hollow filament form

Mittels einer Zahnraddosierpumpe wurden 6 ml/ min der nach Beispiel 1 hergestellten Spinnlösung einer Hohlfadenspinndüse bekannter Bauart zugeführt, deren äußerer Ringschlitz einen Durchmesser von 1300 μιη und eine Schlitzbreite von 150 μπι hatte. Die Zentralbohrung zur Zuführung der hohlraumbildenden Flüssigkeit hatte einen Durchmesser von 600 μπι. Als hohlraumbildende Flüssigkeit wurden 4,5 ml/min keimfreies Wasser von 20—22°C zugeführt, die als Fällbad für die innere Lösungsstrahlbegrenzung koagulierend wirkt.By means of a gear metering pump 6 ml / min of the spinning solution prepared according to Example 1 were a Hollow thread spinning nozzle of known design supplied, the outer ring slot of which has a diameter of 1300 μm and a slot width of 150 μm. the Central bore for supplying the cavity-forming liquid had a diameter of 600 μm. 4.5 ml / min of sterile water at 20-22 ° C. was supplied as the cavity-forming liquid, which was used as Precipitation bath has a coagulating effect to limit the inner solution jet.

Die Spinndüse tauchte 12 mm tief in das Fällbad ein, welches aus keimfreiem Wasser von 20 bis 22⁰C bestand. The spinneret was immersed 12 mm deep into the precipitation bath, which consisted of germ-free water from 20 to 22 ^° C.

Der aus der Spinndüse nach unten austretende Strahl der Spinnlösung mit der Innenflüssigkeit wurde nach Durchlaufen einer Strecke von 60 cm an einer am Boden der Spinnwanne angeordneten Walze so umgelenkt, daß er das Bad unter einem Winkel von 50° zur Badoberfläche wieder verließ.
Um das restliche Lösungsmittel zu entfernen, wurde der Faden über eine Strecke von 120 m durch ein Wasserbad geführt. An diese Wasserwäsche schließt sich ein Weichmacherbad an, das eine Wasserglycerinmischung von 92% Wasser und 8% Glycerin enthielt. In einem Warmluftstrom von 60—70°C wurde der Hohlfaden getrocknet. Die Fadenlaufgeschwindigkeit am Auslauf der Anlage betrug 20 m/min. Der fertige Hohlfaden wurde auf einer spannungsgesteuerten Trommel zu einem Strang gewünschter Fadenzahl zusammengefaßt, in gewünschte Längen zerteilt und zu Filtrationseinheiten verarbeitetThe jet of spinning solution with the inner liquid emerging from the spinneret downwards was deflected after passing a distance of 60 cm on a roller arranged at the bottom of the spinning tub so that it left the bath again at an angle of 50 ° to the bath surface.
To remove the remaining solvent, the thread was passed over a distance of 120 m through a water bath. This water wash is followed by a softener bath which contained a water / glycerine mixture of 92% water and 8% glycerine. The hollow thread was dried in a stream of warm air at 60-70 ° C. The thread running speed at the outlet of the system was 20 m / min. The finished hollow thread was combined on a tension-controlled drum to form a strand of the desired number of threads, cut into desired lengths and processed into filtration units

An den hergestellten Hohlfäden wurden folgende Kenndaten ermittelt.The following characteristics were determined on the hollow fibers produced.

Mit Blutplasma als Testmedium wurden die Siebkoeffizienten der Plasmaproteine mit einem Laser-Nephelometer (Boehringer) bestimmt.With blood plasma as the test medium, the sieving coefficients of the plasma proteins were determined with a laser nephelometer (Boehringer) definitely.

Albumin (MW 69 000) 0,82Albumin (MW 69,000) 0.82

IgM (MW 980 000) 0,72
/?-LipoproteinIgM (MW 980,000) 0.72
/? - lipoprotein

(MW 2 400 000) 0,64(MW 2,400,000) 0.64

F i g. 1 ist eine elektronenmikroskopische Fotographie des Querschnittes der nach diesem Beispiel hergestellten erfindungsgemäßen Plasmaphoresemembran in Hohlfadenform bei 450facher Vergrößerung. Man erkennt deutlich die wabenartige Zellenstruktur, wobei die Zellwandung dunkel und die Zellräume hell erscheinen. F i g. 2 zeigt die Porendurchgänge bei 6000facher Vergrößerung. Hier sind die Poren dunkel, während die Wand hell erscheint.F i g. 1 is an electron microscope photograph of the cross section of that made according to this example Plasmaphoresis membrane according to the invention in hollow filament form at 450x magnification. One recognises the honeycomb-like cell structure, with the cell wall appearing dark and the cell spaces light. F i g. 2 shows the pore passages at 6000 times magnification. Here the pores are dark, while the Wall appears bright.

Außendurchmesserouter diameter 700 μπι700 μm InnendurchmesserInside diameter 500 μπι500 μm ReißfestigkeitTear resistance 78 cN78 cN ReißdehnungElongation at break 9,io/o9, io / o PorenvolumenPore volume 89,3%89.3% hydraulischehydraulic Permeabilitätpermeability 2870m/hm²-mmHg2870m / hm ² -mmHg Rückhaltevermögen fürRetention for Albumin (MW 69 000)Albumin (MW 69,000) 2,3% bei 0,6 bar2.3% at 0.6 bar Maximale PorenweiteMaximum pore size 1,3 μπι 11.3 μm 1 BlaspunktBlow point 1,6 bar 11.6 bar 1

Example 2

Herstellung einer Plasmaphoresemembran
in Form einer SchlauchfolieManufacture of a plasmaphoresis membrane
in the form of a tubular film

Mittels einer Zahnraddosierpumpe wurden einer Ring-Schlitzdüse mit einem Ringdurchmesser von 70 mm und einer Schlitzbreite von 300 μπι 325 ml/min der in Beispiel 1 beschriebenen Spinnlösung zugeführt. Die Düse tauchte 10 mm tief in das Fällbad ein und ist senkrecht angeordnet. Das Fällbad bestand aus entkeimtem Wasser von 20—22°C. In das Innere des schlauchförmig austretenden Lösungsfilmes wurde mit Hilfe einer Dosierpumpe entkeimtes Wasser gepumpt. Eine entsprechende Menge dieser Fällbadflüssigkeit wurde gleichzeitig mittels einer weiteren Dosierpumpe aus dem Inneren wieder abgezogen. Dieses abgezogene Wasser enthielt 50 g/l Aceton. 50 cm unterhalb der Düse wurde der entstandene Schlauch an einer Breithaltevorrichtung flachgelegt und an einer Umlenkwalze unter einem Winkel von 40° zur Badoberfläche geführt. Nach Passieren einer Waschstrecke von 72 m, in der die Schlauchfolie mit entkeimtem Wasser von 20 bis 22° C gewaschen wurde, wurde sie durch ein Weichmacherbad von 7,20 m Länge geleitet und in einem Kanaltrockner mit Warmluft von 64—74° C getrocknet Als Weichmacherbad wurde eine Lösung von 8 Gew.-% Glycerin in Wasser eingesetzt.A ring slot nozzle with a ring diameter of 70 mm and a slot width of 300 μπι 325 ml / min the spinning solution described in Example 1 supplied. The nozzle dipped 10 mm deep into the precipitation bath and is arranged vertically. The precipitation bath consisted of sterilized water at 20-22 ° C. Inside the The film of solution emerging in the form of a hose was pumped with sterilized water with the aid of a metering pump. A corresponding amount of this precipitation bath liquid was at the same time by means of a further metering pump withdrawn from the inside again. This drawn off water contained 50 g / l acetone. 50 cm below the nozzle the resulting tube was laid flat on a spreader device and placed under a deflection roller at an angle of 40 ° to the bath surface. After passing a washing distance of 72 m in which the Tubular film was washed with sterilized water from 20 to 22 ° C, it was washed through a plasticizer bath 7.20 m long and dried in a duct dryer with warm air at 64-74 ° C. As a softener bath a solution of 8 wt .-% glycerol in water was used.

Die Geschwindigkeit am Ende des Trockners betrug 9,8 m/min.The speed at the end of the dryer was 9.8 m / min.

An der erhaltenen Schlauchfolie wurden folgende Daten ermittelt:The following data were determined on the tubular film obtained:

Breite (flachgelegt)Width (laid flat) 53 mm53 mm WandstärkeWall thickness 105 um105 um ReißfestigkeitTear resistance in Längsrichtunglongitudinal 102CN102CN in Querrichtungin the transverse direction 48CN48CN ReißdehnungElongation at break in Längsrichtunglongitudinal 4,3O/o4,3O / o in Querrichtungin the transverse direction 7,1%7.1% HydraulischeHydraulic Permeabilitätpermeability 1220ml/h · m² · mm Hg1220ml / h m ² mm Hg Rückhaltevermögen f.Retention f. Albumin (MW 6S 000)Albumin (MW 6S 000) 4,4% bei 0,6 bar4.4% at 0.6 bar maximalermaximum PorendurchmesserPore diameter 13 um13 um BlaspunktBlow point 1,6 bar1.6 bar

Mit Blutplasma wurden die Siebkoeffizienten der Plasmaproteine bestimmt (Laser-Nephelometer, Boehringer). The sieving coefficients of the plasma proteins were determined with blood plasma (laser nephelometer, Boehringer).

Albumin (MW 69 000) 0,35Albumin (MW 69,000) 0.35

IgG(MWHOOOO) 0,19IgG (MWHOOOO) 0.19

Ig M (MW 980 000) 0,01Ig M (MW 980,000) 0.01

/$"-Lipoprotein/ $ "- lipoprotein

(MW 2 400 000) 0,01(MW 2,400,000) 0.01

Die erhaltene Schlauchfolie weist im Querschnitt eine relativ symmetrische Anordnung der mittleren Zellwände auf. Diese Struktur eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen es auf optimale Filterwirkung und gute Selektivität ankommt.The tubular film obtained has a relatively symmetrical arrangement of the middle cell walls in cross section on. This structure is particularly suitable for applications in which there is an optimal filter effect and good selectivity matters.

Example 3

Herstellung einer PlasmaphoresemembranManufacture of a plasmaphoresis membrane

in Form einer Flachfolie
5 in the form of a flat sheet
5

Mittels einer Zahnradpumpe wurden 450 ml/min der in Beispiel 1 beschriebenen Spinnlösung einer Breitschlitzdüse von 300 mm Breite und 270 um Schlitzbreite, die 15 mm tief in das Fällbad eintauchte, zugeführt.A gear pump was used to feed 450 ml / min of the spinning solution described in Example 1 from a slot nozzle of 300 mm width and 270 μm slot width, which dipped 15 mm deep into the precipitation bath, fed.

Das Fällbad bestand aus entkeimtem Wasser von 20⁰C. Die Breitschlitzdüse war um 30° zur Laufrichtung der Folie geneigt. Im Abstand von 1,40 m unterhalb der Breitschlitzdüse wurde die weitgehend verfestigte Folie an einer Umlenkwalze umgelenkt und unter einem Winkel von 30° durch das Fällbad geführt. Die Folie wurde durch eine Waschstrecke von 62 m Länge geführt und dort mit entkeimtem Wasser von 20—22°C gewaschen. Nach Durchlaufen eines Weichmacherbades von 6 m Länge, in dem sich eine Lösung von 8 Gew.-% Glycerin in Wasser befand, wurde das anhaftende Wasser abgestreift und nach Durchlaufen einer Luftstrecke von 3 m einem Trockner zugeführt. Mit einem Warmluftkanal für Lufttemperatur von 40—45⁰C als Trockner konnten ebenso einwandfreie Membranen erhalten werden, wie mit einem Trommeltrockner, bei dem die Oberflächentemperaturen zwischen 62 und 72° C betrugen. Die Produktionsgeschwindigkeit betrug an der Aufwicklung 10,3 m/min.
Von der erhaltenen Flachfolie wurden die folgenden Daten ermittelt:The coagulation bath consisted of sterilized water of 20 ⁰ C. The slot die was inclined at 30 ° to the running direction of the film. At a distance of 1.40 m below the slot die, the largely solidified film was deflected on a deflection roller and passed through the precipitation bath at an angle of 30 °. The film was passed through a washing section 62 m in length and washed there with sterilized water at 20-22 ° C. After passing through a plasticizer bath 6 m long, in which there was a solution of 8% by weight glycerol in water, the adhering water was stripped off and, after passing through an air gap of 3 m, fed to a dryer. With a hot air channel for air temperature of 40-45 ⁰ C as well dryer proper membranes could be obtained as with a drum dryer, wherein the surface temperatures of 62-72 ° C, respectively. The production speed at the winding was 10.3 m / min.
The following data were determined from the flat film obtained:

Breitebroad 216 mm216 mm WandstärkeWall thickness 110 um110 um ReißfestigkeitTear resistance in Längsrichtunglongitudinal 82CN82CN in Querrichtungin the transverse direction 38CN38CN ReißdehnungElongation at break in Längsrichtunglongitudinal 5,6%5.6% in Querrichtungin the transverse direction 11,2%11.2% hydraulischehydraulic Permeabilitätpermeability 1510ml/h-m²-i1510ml / hm ² -i RückhaltevermögenRestraint f. Albumin (MW 69 000)f. albumin (MW 69,000) 0,2% bei 0,6 bar0.2% at 0.6 bar maximalermaximum PorendurchmesserPore diameter 1,3 μΐπ1.3 μΐπ BlaspunktBlow point 1,6 bar1.6 bar

mm Hgmm Hg

Mit Plasma als Testmedium wurden die Siebkoeffizienten der Plasmaproteine (Laser-Nephelometer) bestimmt. With plasma as the test medium, the sieve coefficients were of plasma proteins (laser nephelometer) determined.

Albumin (MW 69 000 0,44Albumin (MW 69,000 0.44

IgG(MWHOOOO) 0,29IgG (MWHOOOO) 0.29

Ig M (MW 980 000) 0,05
/i-LipoproteinIg M (MW 980,000) 0.05
/ i-lipoprotein

(MW 2 400 000) 0,03(MW 2,400,000) 0.03

Example 4

Während in den Beispielen 1, 2 und 3 gezeigt wurde, daß sich Membranen mit gleichen Porengrößen als Hohlfaden, als Schlauchfolien und als Flachfolie herstellen lassen, wird nachfolgend beschrieben, wie Membranen mit geringem Porendurchmesser in Hohlfadenform hergestellt werden können.While in Examples 1, 2 and 3 it was shown that membranes with the same pore sizes as Hollow filaments, as tubular films and flat films, are described below, like membranes can be produced with a small pore diameter in hollow filament form.

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine Spinnlösung folgender Zusammensetzung hergestellt.As described in Example 1, a spinning solution was prepared with the following composition.

16,3Gew.-% Celluloseacetat16.3 wt% cellulose acetate

Substitutionsgrad 2,40
63,3Gew.-% Aceton
10,2Gew.-% Methanol
10,2Gew.-% GlyzerinDegree of substitution 2.40
63.3 wt% acetone
10.2 wt% methanol
10.2% by weight glycerine

Analog zu Beispiel 1 wurden der Hohlfadenspinndüse 6,9 ml/min Spinnlösung zugeführt, die dabei 15 mm tief in ein Fällbad aus Wasser mit einem Acetongehalt von 18 g/l und einem Glyzeringehalt von 10 g/I eingetaucht war In das Innere der Hohlfadenspinndüse wurde 6 ml/ min eines Fällbades gepumpt, das aus 50 Gew.-% Isopropanol und 50 Gew.-% Wasser bestand. Der aus der Düse austretende Lösungsstrahl wurde nach Durchlaufen einer Fällbadstrecke von 40 cm umgelenkt und verließ das Fällbad nach einer weiteren Strecke von 30 m. Mit Wasser wurde der entstandene Hohlfaden lösungsmittelfrei gewaschen, mit Weichmacherlösung, bestehend aus einer wäßrigen Glyzerinlösung mit 100 g/l Glyzerin, getränkt und anschließend im Warmluftstrom von 62° C getrocknet Die Fadenlaufgeschwindigkeit arn Auslauf der Anlage betrug 20 m/min.Analogously to Example 1, 6.9 ml / min of spinning solution were fed to the hollow filament spinning nozzle, which was 15 mm deep immersed in a precipitation bath made of water with an acetone content of 18 g / l and a glycerine content of 10 g / l 6 ml / min of a precipitation bath consisting of 50% by weight of isopropanol was pumped into the interior of the hollow filament spinning nozzle and 50 wt% water. The jet of solution emerging from the nozzle was after passing through a 40 cm precipitation bath and left the precipitation bath after another 30 m. The hollow thread formed was washed free of solvent with water, consisting of a plasticizer solution from an aqueous glycerine solution with 100 g / l glycerine, soaked and then in a stream of warm air dried at 62 ° C. The thread running speed arn The system ran out at 20 m / min.

Am fertigen Hohlfaden wurden folgende Kenndaten ermittelt:The following characteristics were determined on the finished hollow fiber:

Innendurchmesser:Inside diameter:

Außendurchmesser:Outer diameter:

Reißfestigkeit:Tear strength:

Bruchdehnung:Elongation at break:

Blaspunkt:Blow point:

maximale Porengröße:maximum pore size:

hydraulischehydraulic

Permeabilität:Permeability:

Rückhaltevermögen fürRetention for

Albumin:Albumin:

580 μπι
700 μπι
174 cN
14,70/o
10 bar
0,2 μηι580 μm
700 μm
174 cN
14.70 / o
10 bar
0.2 μm

372 ml/h m² mm Hg
83,3%372 ml / hm ² mm Hg
83.3%

fläche einen Winkel von etwa 10° bildete. Nach einer Fällbadstrecke von 3 m wurde der Lösungsstrahl umgelenkt und aus dem Fällbad geführt. Der erhaltene Hohlfaden wurde mit Wasser lösungsmittelfrei gewaschen, mit 5%igerGlyzerinlösung behandelt und im Warmluftstrom von 70° C getrocknet. Die Fadenlaufgeschwindigkeit am Auslauf der Anlage betrug22 m/inin.surface formed an angle of about 10 °. After a length of 3 m of the precipitation bath, the jet of solution was deflected and out of the felling bath. The hollow thread obtained was washed free of solvent with water, with Treated with 5% glycerine solution and dried in a stream of warm air at 70 ° C. The thread running speed on The outlet of the system was 22 m / inin.

Es wurden die folgenden Kenndaten ermittelt.The following characteristics were determined.

Mit Plasma als Testmedium wurden die Siebkoeffizienten (Laser-Nephelometer) bestimmtThe sieving coefficients (laser nephelometer) were determined with plasma as the test medium

Albumin (MW 69 000) 0,10
IgG(MWHOOOO) 0,03Albumin (MW 69,000) 0.10
IgG (MWHOOOO) 0.03

Die Membranstruktur des erhaltenen Hohlfadens, wie sie im Querschnitt sichtbar wird, zeigt eine asymmetrische Anordnung der wabenartigen Zellen. Membranen dieser Art haben eine besonders gute Reißfestigkeit und Bruchdehnung. Sie sollten dort eingesetzt werden, wo entsprechende mechanische Beanspruchungen zu erwarten sind.The membrane structure of the hollow fiber obtained, as it is visible in cross section, shows an asymmetrical one Arrangement of the honeycomb cells. Membranes of this type have particularly good tear resistance and elongation at break. They should be used where there is corresponding mechanical stress are expected.

Example 5

Es lassen sich gemäß der Erfindung auch Membranen mit außerordentlich großen Porendurchgängen, wie im folgenden gezeigt wird, herstellen.According to the invention, membranes with extremely large pore passages can also be used, as in shown below.

Die Membran wurde als Hohlfaden analog zu Beispiel 2 und 5 hergestellt. Die Spinnlösung hatte folgende Zuammensetzung:The membrane was produced as a hollow filament analogously to Examples 2 and 5. The spinning solution was as follows Composition:

8,5 Gew.-% Celluloseacetat8.5 wt% cellulose acetate

Substitutionsgrad 2,40
46,5 Gew.-% Aceton
20,0Gew.-% Methanol
25,0Gew.-% GlycerinDegree of substitution 2.40
46.5 wt% acetone
20.0 wt% methanol
25.0% by weight glycerin

Die Fällbäder bestanden aus reinem Wasser von 20° C. Die Spinndüse war so in das Fällbad geneigt eingetaucht, daß der austretende Lösungsstrahl mit der Fällbadober-The felling baths consisted of pure water at 20 ° C. The spinneret was immersed in the felling bath at an incline so that that the emerging jet of solution with the precipitation bath

Außendurchmesserouter diameter 700 μπι700 μm InnendurchmesserInside diameter 495 μίτι495 μίτι ReißfestigkeitTear resistance 32 cN32 cN BruchdehnungElongation at break 4,2%4.2% hydraulischehydraulic Permeabilitätpermeability 4200 ml/h m² mm Hg4200 ml / hm ² mm Hg BlaspunktBlow point 0,05 bar0.05 bar maximale Porengrößemaximum pore size 40 μπι40 μπι Rückhaltevermögen fürRetention for Albuminalbumin 00

Mit Blut als Testmedium wurden die Siebkoeffizienten verschiedener Proteine (Laser-Nephelometer) bestimmt The sieving coefficients of various proteins (laser nephelometer) were determined using blood as the test medium

Albumin (MW 69 000) 0,95Albumin (MW 69,000) 0.95

Ig M (MW 980 000) 0,93
/?-LipoproteinIg M (MW 980,000) 0.93
/? - lipoprotein

(MW 2 400 000) 0,95(MW 2,400,000) 0.95

B e i s ρ i e 1 6B e i s ρ i e 1 6

In diesem Beispiel wird eine Spinnlösung verwendet, die durch Zusatz eines viskositätserniedrigenden Zusatzes zur Spinnlösung nur noch eine Viskosität von 6 Pa s bei niedrigem Gehalt an Celluloseacetat aufwies. Die Spinnlösung hatte folgende Zusammensetzung:In this example a spinning solution is used which is obtained by adding a viscosity-reducing additive to the spinning solution only had a viscosity of 6 Pa s with a low content of cellulose acetate. The spinning solution had the following composition:

8,5 Gew.-% Celluloseacetat
48,5 Gew.-% Aceton
10,0 Gew.-% Methanol
18,0 Gew.-% Glycerin
15,0 Gew.-% Trichlortrifluoräthan8.5 wt% cellulose acetate
48.5 wt% acetone
10.0 wt% methanol
18.0% by weight glycerin
15.0 wt% trichlorotrifluoroethane

Von dieser Spinnlösung wurden 18 ml/min der im Beispiel 2 beschriebenen Hohlfadenspinndüse zugeführt In das Innere des austretenden Lösungsstrahles wurden gleichzeitig 6,6 ml/min Wasser als hohlraumbildende Flüssigkeit und zugleich als Fällbad der innenliegenden Lösungsstrahlbegrenzung gepumpt. Die Düse so tauchte 20 mm tief in das ebenfalls aus Wasser bestehende Fällbad für die äußere Lösungsstrahlbegrenzung ein. Der Lösungsstrahl wurde 60 cm unterhalb der Spinndüse umgelenkt und nach Verlassen des Fällbades mit Wasser lösungsmittelfrei gewaschen. Nach Behandlung mit 10%iger Glyzerinlösung wurde der Hohlfaden im Luftstrom bei 62° C getrocknet.
Folgende Kenndaten wurden ermittelt:18 ml / min of this spinning solution were fed to the hollow filament spinning nozzle described in Example 2. 6.6 ml / min of water was pumped into the interior of the emerging solution jet as a cavity-forming liquid and at the same time as a precipitation bath for the inner solution jet limitation. The nozzle dipped 20 mm deep into the precipitating bath, which was also made of water, for limiting the external solution jet. The jet of solution was deflected 60 cm below the spinneret and, after leaving the precipitation bath, washed with water until it was free of solvent. After treatment with 10% glycerine solution, the hollow thread was dried at 62 ° C. in a stream of air.
The following characteristics were determined:

Außendurchmesserouter diameter 780 μπι780 μm InnendurchmesserInside diameter 608 μπι608 μm ReißfestigkeitTear resistance 9OcN9OcN BruchdehnungElongation at break 15,6%15.6% hydraulischehydraulic Permeabilitätpermeability 2450 ml/h m² mm Hg2450 ml / hm ² mm Hg BlaspunktBlow point 0,4 bar0.4 bar maximale Porengrößemaximum pore size 5 μΐη5 μΐη Rückhaltevermögen fürRetention for Albuminalbumin 2.4%2.4%

13 1413 14

Mit Blut als Testmedium wurden die Siebkoeffizienten für verschiedene Proteine (Laser-Nephelometer)
bestimmt.Using blood as the test medium, the sieving coefficients for various proteins (laser nephelometer)
certainly.

Albumin (MW 69 000) 032 5Albumin (MW 69,000) 032 5

Ig M (MW 980 000) 0,81Ig M (MW 980,000) 0.81

/-Ljpoprotein/ -Ljpoprotein

(MW 2 400 000) 0,78(MW 2,400,000) 0.78

In Fig.3 ist eine lOOOfache Vergrößerung eines io
Querschnittsabschnittes dieses Hohlfadens gezeigt, der
mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde. Sie zeigt eine große Zahl von geschlossenen Zellen
und eine leicht asymmetrische Anordnung der Zellen.
Die Unterschiede in den Zellengrößen sind deutlich 15
stärker ausgeprägt als bei der in F i g. 1 gezeigten Membran. Alle Außen- und Zellwände sind analog zu F i g. 2
mit einer Vielzahl von Porendurchgängen durchsetztIn Fig.3 is a 100 times enlargement of an io
Cross-sectional section of this hollow fiber shown, the
was examined with a scanning electron microscope. It shows a large number of closed cells
and a slightly asymmetrical arrangement of the cells.
The differences in cell sizes are clear 15
more pronounced than in the case of FIG. 1 membrane shown. All outer and cell walls are analogous to FIG. 2
interspersed with a multitude of pore passages

Beispiel 7 20Example 7 20

Die erfindungsgemäßen Membranen mit sehr unter- \|The membranes according to the invention with very under- \ |

schiedlichen Eigenschaften lassen sich ohne Schwierig- JDifferent properties can be found without difficulty- J

keiten herstellen, so daß einerseits für das gesamte Blut- f- so that, on the one hand, for the entire blood f-

plasma durchlässige Membranen hergestellt werden 25 ]} plasma permeable membranes are produced 25 ]}

können, die nur die zellulären Bestandteile zurückhalten :that only hold back the cellular components:

und andererseits können auch Membranen hergestellt ;.;:and on the other hand, membranes can also be produced;.;:

werden, deren Ausschlußgrenze bei einem Molekular- i>are whose exclusion limit at a molecular i>

gewicht von etwa 100 000 liegt, so daß sie für Albumin % weight of about 100,000, so that for albumin %

durchlässig sind, jedoch die anderen Plasmaproteine zu- 30 % are permeable, but the other plasma proteins are up to 30 %

rückhalten. ij|hold back. ij |

Es wurde eine Plasmaphoresemembran gemäß Bei- ϊ$It was a plasmaphoresis membrane according to Bei- ϊ $

spiel 5 in Form eines Hohlfadens hergestellt und in einen pgame 5 made in the form of a hollow thread and converted into a p

Membranmodul mit einer Membranfläche von 0,01 m² ρMembrane module with a membrane area of 0.01 m ² ρ

eingebaut. 35 I*built-in. 35 I *

Es wurde eine andere Plasmaphoresemembran mit £|Another plasmaphoresis membrane with £ |

analogen Daten zu Beispiel 2 in Form eines Hohlfadens |Sanalogous data to example 2 in the form of a hollow fiber | S

hergestellt und in einen Membranmodul von 0,01 m² ?£manufactured and in a membrane module of 0.01 m ² ? £

Membranfläche eingebaut. |«Built-in membrane surface. | «

Das einem Patienten entnommene Blut wurde zu- 40 U The blood taken from a patient was increased to 40 U

nächst durch den ersten Modul bei 100 mm Hg trans- ?--jnext through the first module at 100 mm Hg trans-? - j

membranen Druck mit 3 ml/min geleitet, wobei ein FiI- ;'membrane pressure passed at 3 ml / min, with a FiI; '

trat I von 0,5 ml/min anfiel. Die zurückgehaltene Frak- κ occurred I of 0.5 ml / min. The retained frac- κ

tion enthielt die gesamten zellulären Bestandteile. Das 'tion contained all of the cellular components. That '

Filtrat wurde anschließend bei einer Druckdifferenz von 45 I ■The filtrate was then at a pressure difference of 45 I ■

30 mm Hg in den zweiten Modul geleitet und in dead- ;.·■■30 mm Hg passed into the second module and in dead-;. · ■■

end Verfahren filtriert. -·..-;end procedure filtered. - · ..-;

Das dabei entstandene Filtrat II enthielt nach der
Fraktionierung 83% Albumin, 56% Ig G und nur 5% IgThe resulting filtrate II contained after
Fractionation 83% albumin, 56% Ig G and only 5% Ig

M bzw.yi-Lipoprotein der jeweils ursprünglich in 200 ml 50
Plasma vorhandenen Proteinmengen.M or yi lipoprotein of the originally in 200 ml 50
Amounts of protein present in plasma.

Die erfindungsgemäßen Membranen ermöglichen auf
diese Weise die Reinfusion des körpereigenen Albumins
gemeinsam mit der Blutzellenfraktion. Dadurch entfälltThe membranes according to the invention enable
this way the reinfusion of the body's albumin
together with the blood cell fraction. This is not necessary

die Notwendigkeit der Infusion von teurem und weniger 55
verträglichem Fremdalbumin.the need for infusion of expensive and less 55
compatible foreign albumin.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Membrane, especially for plasmapheresis in the form of hollow filaments, tubular films or flat films from cellulose esters, produced by a process in which a spinning solution containing cellulose ester is pressed through a spinneret, the solution jet exposed to the coagulating effect of a felling bath, out of the felling bath and Ιό- ίο is washed free of singing agents, characterized in that that the membrane of pronounced honeycomb strung together, essentially cuboid, closed cells and all cell walls with a multitude of is are penetrated by holes as pore passages, and the spinning solution with a viscosity of 5 to 200 Pa · s 8 to 25% by weight cellulose ester, 55 to 92% by weight solvent, and optionally up to 20 Wt .-% viscosity-influencing additives, but does not contain any pore-forming metal salts that the Solvent from a mixture of 50 to 90 wt .-% acetone, 5 to 25 wt .-% monohydric alcohol and 5 to 25% by weight plasticizer and that the membrane after washing free of Solvent is impregnated with a plasticizer solution and finally dried.

2. Membrane according to claim 1, characterized in that cellulose acetate is used as the cellulose ester a degree of substitution of 2.0 to 2.7 is used.

3. Membrane according to claim 1, characterized in that the monohydric alcohol has 1 to 3 carbon atoms contains

4. Membrane according to claim 1, characterized in that a polyhydric alcohol is used as the plasticizer is used.

5. Membrane according to claim 4, characterized in that glycerol is used as the polyhydric alcohol is used.,

6. A method for producing a membrane according to claims 1 to 5, characterized in that a cellulose ester containing spinning solution pressed through a spinneret, the solution jet the coagulating Exposed to the effects of a precipitation bath, removed from the precipitation bath and washed free of solvents, characterized in that the spinning solution has a viscosity of 5 to 200 Pa · s 8 to 25% by weight Cellulose ester, 55 to 92% by weight solvent, and optionally up to 20% by weight viscosity-influencing Contains additives, but no pore-forming metal salts, immersed the spinneret in the precipitation bath and the solution jet limits are exposed to the coagulating effect of a precipitation bath, Washed solvent-free with water, soaked with plasticizer solution and finally dried will.