JP2022068142A - フィルター膜及びデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】大きい内径及び薄い壁を有する、液体の滅菌濾過、液体からの細菌及び／又は内毒素の除去、あるいは液体からの粒子の除去に使用することができる微孔質中空繊維フィルター膜、および該膜を有するデッドエンド濾過デバイスを提供する。【解決手段】管状ハウジング１、デッドエンド濾過デバイスの入口４及び出口７をそれぞれ規定する管状ハウジングの両端部、並びに管状ハウジング内に配置された単一の多孔質中空繊維膜２を含むデッドエンド濾過デバイスであって、膜は、スポンジ様構造を有し、膜が、０．２μｍよりも大きい、多孔度測定法により決定された平均流動細孔サイズを有し、膜が、ポリエーテルスルホン及びポリビニルピロリドンを含み、膜が、２，３００～４，０００μｍの内径及び１５０～３２０μｍの壁厚を有し、膜の内径の壁厚に対する比が１０よりも大きく、２６．７よりも小さい、デッドエンド濾過デバイスとする。【選択図】図１

Description

本開示は、大きい内径及び薄い壁を有する、微孔質中空繊維フィルター膜に関する。繊維は、液体の滅菌濾過に又は液体からの粒子の除去に使用することができる。本開示はさらに、膜及び膜を含むフィルターデバイスを生成するための方法に関する。

ＷＯ ２００４／０５６４５９ Ａ１は、少なくとも１種の疎水性ポリマー、例えばポリエーテルスルホン、及び少なくとも１種の親水性ポリマー、例えばポリビニルピロリドンを含む、血液透析に適切な選択透過性非対称膜を開示する。中空繊維膜の外面は、０．５～３μｍの範囲の細孔開口を有し、外面の細孔数はｍｍ^２当たり１０，０００～１５０，０００細孔の範囲にある。膜の細孔サイズは５～２０ｎｍの範囲にある。膜の内径は５００μｍ未満であり、その壁強度は９０μｍ未満である。

ＵＳ ２０１４／０１７５００６ Ａ１は、中空繊維支持層及び支持層の表面の活性層を含む中空繊維膜を備えた複合膜モジュールを開示する。活性層は、支持体上でのアミン及びアシルハロゲン化物の界面重合によって形成される。支持層は、約０．１～約３．０ｍｍの内径、及び約１０～約５００μｍの厚さ、例えば５０～２００μｍの厚さを有していてもよい。実施例において、０．５～１．０ｍｍの内径及び０．１～０．１５ｍｍの厚さを有する支持層が使用された。

ＥＰ ０ ９９８ ９７２ Ａ１は、毛管膜の壁に組み込まれた連続強化繊維によって長手方向に強化された自立型毛管膜を開示する。毛管膜の内径は、一般に０．２～６ｍｍであり、特に０．４～３ｍｍである。壁の厚さは一般に０．１～２ｍｍであり、特に０．２～１ｍｍである。比較例において、１．５ｍｍの内径及び０．５ｍｍの壁厚を有する；又は３ｍｍの内径及び１ｍｍの壁厚を有する、強化繊維のない膜がそれぞれ開示される。

国際公開第２００４／０５６４５９号 米国特許出願公開第２０１４／０１７５００６号明細書 欧州特許出願公開第０９９８９７２号明細書

（発明の要旨）
本開示は、スポンジ構造を示す、かつ２，３００～４，０００μｍの内径及び１５０～５００μｍの壁強度を有する、多孔質中空繊維膜を提供する。膜は、０．２μｍよりも大きい、毛管流動多孔度測定によって決定された平均流動細孔サイズを有し、ポリエーテルスルホン及びポリビニルピロリドンを含む。本開示は、多孔質中空繊維膜を作製するための、連続溶媒相反転紡糸方法も提供する。本開示は、多孔質中空繊維膜を含むフィルターデバイスを、さらに提供する。フィルターデバイスは、液体の滅菌濾過、液体からの細菌及び／又は内毒素の除去、あるいは液体からの粒子の除去に使用することができる。

本開示によるフィルターデバイスの実施形態の、概略断面図を示す。 中空繊維膜の破裂圧力を決定するための装置を示す。 本開示によるフィルターデバイスの細菌及び内毒素対数減少値（ＬＲＶ）を決定するための装置を示す。

本発明の一態様において、スポンジ様構造を有する多孔質中空繊維膜が提供される。膜は、０．２μｍよりも大きい、毛管流動多孔度測定によって決定された平均流動細孔サイズを有する。一実施形態において、平均流動細孔サイズは０．２～０．４μｍの範囲にある。別の実施形態において、平均流動細孔サイズは０．３μｍよりも大きく、例えば０．３～０．７μｍの範囲にある。さらに別の実施形態において、平均流動細孔サイズは１μｍよりも大きく、例えば１～１０μｍの範囲にあり、又は１～５μｍの範囲にある。

毛管流動多孔度測定は、気体差圧で湿式及び乾式膜を通る流量が測定される、液体押出し技法である。測定前に、膜を低表面張力液体（例えば、Ｐｏｒｏｆｉｌ（登録商標）という商標で市販されている、パーフルオロエーテル）に浸漬して、小さいものも含む全ての細孔が湿潤液体で満たされるのを確実にする。液体が細孔から押し出される圧力を測定することにより、それに対応する直径を、ラプラスの方程式を使用して計算することができる。この方法によれば、細孔サイズ分布は、質量輸送において活性な細孔に関して決定される。終端及び隔離された細孔は、省略される。中空繊維膜は、内側から外側へ測定される。

ラプラス方程式
Ｄｐ＝４γｃｏｓθ／ΔＰ
Ｄｐ＝細孔直径［ｍ］
γ＝表面張力［Ｎ／ｍ］；Ｐｏｒｏｆｉｌ（登録商標）に関しては０．０１６［Ｎ／ｍ］
ΔＰ＝圧力［Ｐａ］
Ｃｏｓθ＝接触角；完全濡れによりｃｏｓθ＝１

膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）及びポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含む。一実施形態において、膜は、陽イオン電荷を有するポリマーをさらに含む。陽イオン電荷を有する適切なポリマーの例には、ポリエチレンイミン、変性ポリエチレンイミン及び変性ポリフェニレンオキシドが含まれる。一実施形態では、７５０ｋＤａの重量平均分子量を有するポリエチレンイミンが使用される。別の実施形態では、２，０００ｋＤａの重量平均分子量を有するポリエチレンイミンが使用される。

適切なポリエーテルスルホンの例には、約７０，０００～１００，０００Ｄａの重量平均分子量を有するポリエーテルスルホンが含まれる。一実施形態において、９０～９５ｋＤａの範囲の重量平均分子量Ｍ_ｗを有するポリエーテルスルホンが使用される。例は、９２ｋＤａの重量平均分子量Ｍ_ｗを有しかつ多分散性Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎが３である、ポリエーテルスルホンである。別の実施形態では、７０～８０ｋＤａの範囲の重量平均分子量Ｍ_ｗを有するポリエーテルスルホンが使用される。例は、７５ｋＤａの重量平均分子量Ｍ_ｗを有しかつ多分散性Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎが３．４のポリエーテスルホンである。

適切なポリビニルピロリドンには、５０ｋＤａ～２，０００ｋＤａの範囲の重量平均分子量を有するビニルピロリドンのホモポリマーが含まれる。これらのホモポリマーは、一般に、１４ｋＤａ～３７５ｋＤａの範囲の数平均分子量を有する。本発明の膜を調製するための、適切なポリビニルピロリドンの例は、それぞれ、全てがＢＡＳＦ ＳＥから入手可能なＬｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ９０及びＬｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ９０ＨＭである。

本発明の一実施形態において、多孔質中空繊維膜に含まれたポリビニルピロリドンは、高（≧１００ｋＤａ）及び低（＜１００ｋＤａ）重量平均分子量成分からなる。

重量平均分子量＜１００ｋＤａを有する適切なポリビニルピロリドンの例は、５０ｋＤａの重量平均分子量及び１４ｋＤａの数平均分子量を有するポリビニルピロリドンである。そのような生成物は、Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０という商標の下でＢＡＳＦ ＳＥから入手可能である。

重量平均分子量＞１００ｋＤａを有する適切なポリビニルピロリドンの例には、約１，０００～２，０００ｋＤａ、例えば１，１００～１，４００ｋＤａ又は１，４００～１，８００ｋＤａの重量平均分子量；約２００～４００ｋＤａ、例えば２５０～３２５ｋＤａ、又は３２５～３２５ｋＤａの数平均分子量；及び約４～５、例えば４．３～４．４、又は４．３～４．８の多分散性Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有するポリビニルピロリドンが含まれる。

本発明の一実施形態は、約１，１００ｋＤａの重量平均分子量；及び約２５０ｋＤａの数平均分子量を有するポリビニルピロリドンホモポリマーを使用する。

本発明の別の実施形態は、約１，４００ｋＤａの重量平均分子量；及び約３２５ｋＤａの数平均分子量を有するポリビニルピロリドンホモポリマーを使用する。

本発明のさらに別の実施形態は、約１，８００ｋＤａの重量平均分子量；及び約３７５ｋＤａの数平均分子量を有するポリビニルピロリドンホモポリマーを使用する。

膜は、２，３００～４，０００μｍの内径及び１５０～５００μｍの壁強度を有する。一実施形態において、内径は、３，０００μｍよりも大きくかつ３，７００μｍよりも小さく又は３，７００μｍに等しく、壁強度は、１８０～３２０μｍの範囲にある。別の実施形態において、内径は２，３００～２，５００μｍであり、壁強度は１８０～３２０μｍである。さらに別の実施形態において、内径は２，９００～３，４００μｍであり、壁強度は１８０～３２０μｍである。

膜の内径のその壁強度に対する比は、１０よりも大きい。一実施形態において、内径の壁強度に対する比は１５よりも大きい。内径の壁強度に対する大きい比を有する膜、即ち薄壁膜は、より可撓性で容易に変形可能である。これらの膜は、厚壁膜よりも、曲げによってよじれを形成し難い。薄壁中空繊維の端部は、終端フィルター要素が生成されるようにクリンプ処理することによって、容易に閉じることができる。

一実施形態において、膜は、少なくとも２．５ｂａｒ（ｇ）の、例えば３ｂａｒ（ｇ）よりも高い、以下の方法セクションに記述されるように決定された破裂圧力を示す。一実施形態において、膜は、３～５ｂａｒ（ｇ）の範囲の破裂圧力を示す。

一実施形態において、膜は、７よりも大きい細菌対数減少値（ＬＲＶ）を有する。別の実施形態において、膜は、８よりも大きいＬＲＶを有する。ＬＲＶは、以下の方法セクションで記述されるように、ブレブンジモナス・ジミヌタ（Ｂｒｅｖｕｎｄｉｍｏｎａｓ ｄｉｍｉｎｕｔａ）（ＢＤ）ＡＴＣＣ １９１４６の懸濁液で試験される。

本開示はまた、多孔質中空繊維膜を調製するための連続溶媒相反転紡糸方法であって、
ａ）少なくとも１種のポリエーテルスルホン、少なくとも１種のポリビニルピロリドン、及び任意選択的に、陽イオン電荷を有するポリマーを、Ｎ－メチル－２－ピロリドンに溶解して、ポリマー溶液を形成するステップ；
ｂ）ポリマー溶液を、２つの同心開口を備えたノズルの外側リングスリットを通して、沈殿浴に押し出すステップ；同時に
ｃ）中心流体を、ノズルの内側開口に通して押し出すステップ；
ｄ）得られた膜を洗浄するステップ；及び引き続き
ｅ）膜を乾燥するステップ；
ｆ）乾燥に続き、膜を、水蒸気又はγ放射線で滅菌するステップ
を含み；
ポリマー溶液が、ポリマー溶液の全重量に対して１５～２０ｗｔ％のポリエーテルスルホン、及びポリマー溶液の全重量に対して１０～１５ｗｔ％のポリビニルピロリドンを含む、方法を提供する。

一実施形態において、ポリマー溶液は、溶液の全重量に対して０．１～２ｗｔ％の、陽イオン電荷を有するポリマーを含む。陽イオン電荷を有する適切なポリマーの例には、ポリエチレンイミン、変性ポリエチレンイミン及び変性ポリフェニレンオキシドが含まれる。

一実施形態において、ポリマー溶液は、溶液の全重量に対して０．１～２ｗｔ％のポリエチレンイミンを含む。一実施形態において、７５０ｋＤａの重量平均分子量を有するポリエチレンイミンが使用される。別の実施形態において、２，０００ｋＤａの重量平均分子量を有するポリエチレンイミンが使用される。

ポリマー溶液中のポリエーテルスルホンの濃度は、一般に、１５～２０ｗｔ％の範囲、例えば１７～１９ｗｔ％の範囲にある。

一実施形態において、９０～９５ｋＤａの範囲の重量平均分子量Ｍ_ｗを有するポリエーテルスルホンを含むポリマー溶液が、使用される。例は、９２ｋＤａの重量平均分子量Ｍ_ｗを有しかつ多分散性Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎが３である、ポリエーテルスルホンである。別の実施形態において、７０～８０ｋＤａの範囲の重量平均分子量Ｍ_ｗを有するポリエーテルスルホンを含むポリマー溶液が、使用される。例は、７５ｋＤａの重量平均分子量Ｍ_ｗを有しかつ多分散性Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎが３．４の、ポリエーテルスルホンである。

ポリマー溶液中のポリビニルピロリドンの濃度は、一般に１０～１５ｗｔ％の範囲にあり、例えば１１～１２ｗｔ％の範囲にある。

方法の一実施形態において、ポリマー溶液は、高い（≧１００ｋＤａ）及び低い（＜１００ｋＤａ）分子量のＰＶＰを含む。一実施形態において、ポリマー溶液中のＰＶＰの全重量に対して５０～６０ｗｔ％、例えば５０～５５ｗｔ％は高分子量成分であり、ポリマー溶液中のＰＶＰの全重量に対して４０～６０ｗｔ％、例えば４５～５０ｗｔ％は低分子量成分である。

一実施形態において、ポリマー溶液は、５０ｋＤａの重量平均分子量を有するポリビニルピロリドンを５～６ｗｔ％；及び１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有するポリビニルピロリドンを６ｗｔ％含む。

膜を調製するための方法の一実施形態において、中心流体は、中心流体の全重量に対して、水を３５～５０ｗｔ％及びＮＭＰを５０～６５ｗｔ％含み、例えば水を３５～４５ｗｔ％及びＮＭＰを５５～６５ｗｔ％、又は水を４０～５０ｗｔ％及びＮＭＰを５０～６０ｗｔ％、例えば水を４０ｗｔ％及びＮＭＰを６０ｗｔ％含む。

方法の一実施形態において、沈殿浴は水で構成される。方法の一実施形態において、沈殿浴は、８０～９９℃の範囲の温度、例えば８５～９５℃、又は８５～９０℃の範囲の温度を有する。

膜を調製するための方法の一実施形態において、紡糸口金の温度は５０～６０℃の範囲、例えば５２～５６℃の範囲にある。

方法の一実施形態において、ノズルの開口から沈殿浴までの距離は、３０～７０ｃｍの範囲、例えば４０～６０ｃｍの範囲にある。

方法の一実施形態において、紡糸速度は５～１５ｍ／分の範囲、例えば８～１３ｍ／分の範囲にある。

次いで膜は、残留溶媒及び低分子量成分を除去するために洗浄される。膜を生成するための連続方法の特定の実施形態において、膜は、いくつかの水浴を経て案内される。方法のある特定の実施形態において、個々の水浴は異なる温度を有する。例えば、各水浴は、先行する水浴よりも高い温度を有していてもよい。

次いで膜を乾燥し、引き続き滅菌する。滅菌ステップは、中空繊維膜の液体透過率（Ｌｐ）を増大させるのに重要である。より多くの流体の流れは、滅菌ステップを通過しなかった膜に比べ、滅菌膜で実現することができる。一実施形態において、中空繊維膜は引き続きγ放射線で滅菌される。特定の実施形態において、使用される放射線量は、２５～５０ｋＧｙの範囲内にあり、例えば２５ｋＧｙである。別の実施形態において、中空繊維膜は引き続き、少なくとも１２１℃の温度で少なくとも２１分間水蒸気で滅菌される。滅菌ステップ後、中空繊維膜は、大幅に増大した水力学的透過率を示す。

本開示は、上述の特徴を有する単一中空繊維膜を含む濾過デバイスも提供する。一実施形態では、濾過デバイスは、微生物汚染物質を液体から除去することができる滅菌グレードのフィルターである。

濾過デバイスは、管状ハウジングであって、この管状ハウジングの端部がそれぞれデバイスの入口及び出口を画定する管状ハウジング；管状ハウジング内に配置された単一中空繊維膜であって、この中空繊維膜の一端がデバイスの入口に接続されかつ中空繊維膜の他端が封止されている単一中空繊維膜を含む。

図１は、濾過デバイスの一実施形態の概略断面図を示す。中空繊維膜２が管状ハウジング１内に配置されている。コネクター３は、管状ハウジング１の一端を封止し、デバイスの入口４を提供する。デバイスの一実施形態において、入口４は、テーパーフィッティングの形をとり、例えばルアーテーパーの形をとる。中空繊維膜２は、フィッティング５でコネクター３に接合される。中空繊維膜２の第２の端部６は封止される。管状ハウジング１の第２の端部は開放され、出口７をデバイスに提供する。本開示の範囲内のいくつかの実施形態において、出口７は、流体容器、例えばドラム、ボトル、アンプル又はバッグの入口に接合される。本開示の範囲内のその他の実施形態において、出口７は、コネクター；ジョイント；又はフィッティング、例えばテーパーフィッティング、例えばルアーテーパーを備える。

本開示の範囲内の一実施形態において、出口７は、滅菌流体容器に流体接続される。溶液は、デバイスの入口４に進入し、コネクター３を通過して中空繊維膜２に入ってもよい。次いで溶液は、中空繊維膜２を経て濾過されて、フィルター出口７から出て、出口７に流体接続された滅菌容器に入る。デバイスは、隔離された流体接続を入口４と容器との間に提供し、したがって溶液が膜を経て濾過されると、濾過された溶液は、容器の滅菌環境内に直接入る。フィルターの出口７と容器の入口との間のハウジング１の部分は、カット及び封止領域として構成されてもよい。溶液が容器内に濾過されると、フィルターの出口７と容器の入口との間の接続部は封止されてもよく、フィルターデバイスが封止領域の上流をカットオフしてもよい。

図１に示されるフィルターデバイスの１つのタイプにおいて、ハウジング１は、ほぼ同心状の構成で中空繊維膜２を取り囲む。中空繊維膜２から出る、濾過された流体は、ハウジング１内に収容され、最終的には出口７を通過する。中空コネクター３は、ハウジング１及び中空繊維膜２を一緒に固定する。フィルターデバイスの開放入口端４は、中空コネクター３の開放出口端を構成するフィッティング５に封止状態で接続される。接続は、中空繊維膜２の開放入口端をコネクター３のフィッティング５に、例えばエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シアノアクリレート樹脂、又はシクロヘキサノンのような中空コネクター３の材料用の溶媒で接着することによって、実現されてもよい。示されるタイプにおいて、コネクター３のフィッティング５は、中空繊維膜２の内側に適合し中空繊維膜２の開放入口端に固定される、中空円筒状部材を含む。したがって、コネクター３のフィッティング５の直径は、中空繊維膜２の内径に実質的に類似しており又は中空繊維膜２の内径よりも僅かに小さい。中空繊維膜２の開放入口端は、例えば、中空コネクター３がレーザー放射線を吸収する材料から作製される場合にはレーザー溶接、ミラー溶接、超音波溶接、又は摩擦溶接によって、コネクター３の開放出口端５に溶接されてもよい。その他のタイプにおいて、コネクター３のフィッティング５の内径は、中空繊維膜２の外径よりも僅かに大きく、中空繊維膜２の開放入口端は、コネクター３のフィッティング５内に挿入される。中空繊維膜２の開放入口端は、例えば熱溶接（例えば、高温円錐金属チップをコネクター３の開放入口端４内に導入して、コネクター３のフィッティング５の内側を部分的に融解する。）、中空コネクター３がレーザー放射線を吸収する材料から作製される場合にはレーザー溶接、ミラー溶接、超音波溶接、又は摩擦溶接によって、コネクター３のフィッティング５に溶接されてもよい。

代替の実施形態において、中空繊維膜２は金型に挿入され、熱可塑性ポリマーがその周りに射出成型されて、中空コネクター３を形成する。一実施形態において、コネクター３及びハウジング１は共に、熱可塑性ポリマーを中空繊維膜２の周りに射出成型することによって形成される。

中空コネクター３は、流体入口４をさらに含む。流体は、例えば、接続された流体供給ラインを介して中空コネクター３の流体入口４内に供給することができる。いくつかのタイプにおいて、流体入口４は、ルアーロック型のフィッティング又はその他の標準医療用フィッティングを含むことができる。ハウジング１は、中空コネクター３の封止表面に取着される。このタイプの封止表面は、円筒状であり、フィッティング５の直径よりも大きい直径を有し、フィッティング５に対してほぼ同心状に配置される。事実、このタイプにおいて、封止表面の直径は、ハウジング１の内径とほぼ同一であり又はハウジング１の内径よりも僅かに小さい。そのように構成されると、ハウジング１は封止表面を受容し、そこから、中空繊維膜２の表面に接触することなく、中空繊維膜２を取り囲み保護するように延びる。ハウジング１は、接着剤、エポキシ、溶接、結合などで封止表面に固定することができる。ハウジング１は、中空繊維膜２の細孔を通過した後の流体を受容する。そこから、現在濾過された流体は容器内に入る。

図１の前述のアセンブリの１つのタイプにおいて、ハウジング１は、中空繊維膜２の外径よりも大きい内径を含み、ハウジング１は、中空繊維膜２の長手方向の寸法よりも大きい長手方向の寸法を含む。したがって、ハウジング１及び中空繊維膜２はコネクター３上に組み立てられ、中空繊維膜２は全体がハウジング１内にあり（即ち、全体がハウジング１の内部にある。）、隙間が、ハウジング１の内部側壁と中空繊維膜２の外部側壁との間に存在する。したがって、中空繊維膜２に入る溶液は、中空繊維膜２の細孔から出て行き、障害なしに隙間を流通し、ハウジング１の内側に沿って容器まで流れる。いくつかのタイプにおいて、ハウジング１は、可撓性チューブ、剛性チューブとすることができ、又は可撓性及び剛性であるその他の部分を備えたチューブを含むことができる。特に、いくつかのタイプにおいて、中空繊維膜２に隣接する少なくとも剛性部分を備えたハウジング１は、中空繊維膜２をさらに保護するように及び／又は中空繊維膜２が可撓性チューブ内において締め付けられないように若しくはよじれないように働くことができる。その他のタイプにおいて、そのような保護は、必要でなくても望まれなくてもよい。一実施形態において、ハウジング１は、中空繊維膜２の外径よりも０．２～３ｍｍ大きい内径、及び中空繊維膜２の長さよりも１～５ｃｍ長い長手方向の寸法を有する。一実施形態において、中空繊維膜２は、約２．３ｍｍ～約５ｍｍの範囲の外径、約３ｃｍ～約２０ｃｍの範囲の長手方向の寸法、及び約１５０μｍ～約５００μｍの範囲の壁厚を有する。ハウジング１及び中空繊維膜２の開示された幾何寸法に連結された、中空繊維膜２の細孔サイズは、容器、例えば滅菌水、滅菌生理食塩液などのような患者の注射剤を入れた製品バッグを満たすための、中空繊維膜２を通る許容可能な流量を確実にする。その他のタイプにおいて、寸法のいずれか又は全ては、特定の適用例に応じて変化し得る。

ハウジング１に適切な材料には、ＰＶＣ；ＰＥＴのようなポリエステル；ＰＭＭＡのようなポリ（メタ）アクリレート；ポリカーボネート（ＰＣ）；ＰＥ、ＰＰ、又はシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）のようなポリオレフィン；ポリスチレン（ＰＳ）、シリコンポリマーなどが含まれる。

本開示の膜及び濾過デバイスは、液体から粒子を除去するのに有利に使用されてもよい。除去され得る粒子の例には、細菌のような微生物；溶液の、溶解していない構成成分（例えば、活性成分の塩の結晶又は凝集体）、摩耗、溶接などによる製造中に発生した塵埃粒子又はプラスチック粒子のような固形分が含まれる。濾過デバイスが、陽イオン電荷を有する膜を組み込んだとき、内毒素及び細菌ＤＮＡを液体から除去することも可能である。

本開示の範囲により包含されることが意図される一実施形態において、本開示のデバイスは、患者の血流中に流体を注入するための輸液ラインの部分を形成する。そのような流体の例には、生理食塩液、薬物溶液、グルコース溶液、非経口栄養液、血液透析濾過又は血液濾過治療の過程で患者に供給される置換流体のような、滅菌医療用流体が含まれる。本開示のデバイスは、患者の血流に進入する流体に関する、最終滅菌障壁を形成する。

本開示のさらなる態様は、液体から粒子を除去する方法であって、本開示の濾過デバイスを経た液体の濾過を含む方法である。濾過は、デッドエンド濾過又はダイレクトフロー濾過とも呼ばれるノーマルフロー濾過（ＮＦＦ）である。本開示の膜はスキンを持たないので、それにより内側から外側へ及び外側から内側への濾過の両方を行うことが可能である。

本開示のデバイスで濾過することができる適切な液体の例には、滅菌水、生理食塩液、薬物溶液、透析液、置換液、非経口栄養液などのような医療用液体が含まれる。

符号の説明
１－ハウジング
２－中空繊維膜
３－コネクター
４－フィルター入口
５－フィッティング
６－中空繊維膜の封止端
７－フィルター出口
１１－小型モジュール供給材入口
１２－小型モジュール濾液出口
１３－小型モジュール濃縮液出口
１４－圧力調整器
１５－データロガーを備えた圧力センサー
２１－曝露懸濁液
２２－蠕動ポンプ
２３－濾過前圧力モニター
２４－単繊維フィルター入口ポート
２５－単繊維フィルター出口ポート
２６－濾液収集ボトル

方法
毛管流動多孔度測定
ＰＯＲＯＬＵＸ（商標）１０００（ＰＯＲＯＭＥＴＥＲ Ｎ．Ｖ．、９８１０ Ｅｋｅ、ベルギー）を、これらの測定に使用し；Ｐｏｒｏｆｉｌ（登録商標）湿潤流体を、低表面張力液体として使用する。

ＰＯＲＯＬＵＸ”１０００シリーズは、細孔直径を測定するのに圧力ステップ／安定性方法を使用する。気体の入口弁は、非常に正確で精密な運動により開放される、大きな特別に設計されたニードル弁である。圧力を増大させるには、弁を精密点まで開放し、次いでその運動を停止させる。圧力及び流量センサーは、使用される定義済み安定性アルゴリズムが圧力及び流量の両方に一致したときのデータ点のみ得ることになる。このようにＰＯＲＯＬＵＸ（商標）１０００は、ある特定の圧力での細孔の開放を検出し、データ点を受け取る前に同じ直径の全ての細孔が完全に開放するまで待機する。この結果、細孔サイズの非常に正確な測定がなされ、実際の細孔サイズ分布の計算が可能になる。ＰＯＲＯＬＵＸ（商標）１０００は、平均流量細孔サイズを測定する。測定可能な細孔サイズは、約１３ｎｍ～５００μｍの等価直径（湿潤液体に応じて）に及ぶ。

中空繊維試料を、８ｃｍの小片に切断した。これらを、エポキシ樹脂でモジュールに接着させ、ＰＯＲＯＬＵＸ（商標）１０００で測定した。注封後の有効繊維長は約５ｃｍであった。

気体差圧で、湿潤膜及び乾燥膜を経た流量を測定した。測定前に、膜を低表面張力液体（Ｐｏｒｏｆｉｌ（登録商標）、１６ダイン／ｃｍ）に浸漬して、小さいものも含めた全ての細孔に湿潤液体を確実に満たした。液体が細孔から押し出される圧力を測定することにより、その対応する直径を、ラプラスの方程式を使用して計算することができる。

ラプラスの方程式：
Ｄｐ＝４γｃｏｓθ／ΔＰ
Ｄｐ＝細孔直径［ｍ］
γ＝表面張力［Ｎ／ｍ］；Ｐｏｒｏｆｉｌ（登録商標）に関しては０．０１６［Ｎ／ｍ］
ΔＰ＝圧力［Ｐａ］
Ｃｏｓθ＝接触角；完全な濡れによりｃｏｓθ＝１

流量は、濡れた膜の上で及び乾燥した膜の上で、ある特定の圧力で測定し、その結果、濡れ曲線、乾燥曲線、及びその間の半乾燥曲線が得られた。半乾燥曲線が濡れ曲線と交差する点が、平均流量細孔サイズである。細孔サイズは、流れ圧力から一次導関数を介して計算される。全ての測定は、２つの独立した、異なるモジュールで実施され、二重反復測定がなされた。

小型モジュールの準備
小型モジュール［＝ハウジング内に繊維］は、繊維を２０ｃｍの長さに切断し、繊維を４０℃及び＜１００ｍｂａｒで１時間乾燥し、引き続き繊維をハウジング内に移すことによって、準備する。繊維の端部は、ＵＶ硬化性接着剤を使用して閉鎖する。小型モジュールを、６０℃で一晩、真空乾燥炉内で乾燥し、次いで繊維の端部にポリウレタンを注封する。ポリウレタンを硬化した後、注封膜束の端部を切断して繊維を再び開放する。小型モジュールは、繊維の保護を確実にする。

小型モジュールの水力学的透過率（Ｌｐ）
小型モジュールの水力学的透過率（Ｌｐ）は、片側が封止されている小型モジュール内に、圧力下で、定められた体積の水を押圧し、必要とされる時間を測定することによって決定される。水力学的透過率は、下記の方程式（１）：
Ｌｐ＝Ｖ／［ｐ・Ａ・ｔ］ （１）
により、決定された時間ｔ、有効膜表面積Ａ、印加圧力ｐ、及び膜を通して押圧された水の体積Ｖから計算される。

有効膜表面積Ａは、繊維長及び繊維の内径から、下記の方程式（２）
Ａ＝π・ｄ_ｉ・ｌ ［ｃｍ^２］
（ｄ_ｉ＝繊維の内径［ｃｍ］
ｌ＝有効繊維長［ｃｍ］）
により計算される。

小型モジュールを３０分間濡らし、その後、Ｌｐ試験を行う。この目的のため、小型モジュールを、超純水５００ｍｌが入っているボックス内に置く。３０分後、小型モジュールを試験システム内に移す。試験システムは、３７℃で維持される水浴、及び小型モジュールを載置することができるデバイスからなる。水浴の充填高さは、小型モジュールが、指定されたデバイス内の水表面の下に位置付けられるのを確実にしなければならない。

膜の漏れが、悪い試験結果をもたらすのを回避するために、小型モジュール及び試験システムの完全性試験を前もって実施する。完全性試験は、片側が閉鎖している小型モジュールを通して空気を押圧することによって行われる。気泡は、小型モジュール又は試験デバイスの漏れを示す。漏れが、試験デバイス内での小型モジュールの不正確な載置に起因するかどうか、又は膜に漏れがあるのかどうかをチェックしなければならない。小型モジュールは、膜の漏れが検出された場合には廃棄しなければならない。完全性試験で加えられる圧力は、加えられた圧力が高過ぎることによる水力学的透過率の測定中の漏れを引き起こすことができないことを確実にするために、水力学的透過率の決定中に加えられる圧力と、少なくとも同じ値でなければならない。

破裂圧力
・破裂圧力を試験する前に、完全性試験の後に水力学的透過率（Ｌｐ）の測定を、上述の小型モジュールで行う。
・破裂圧力試験用の装置を、図２に示す。
・供給材側（１１）及び濾液側（１２）を、０．５ｂａｒのゲージ圧を有する圧縮空気を使用してパージする。
・管材を、小型モジュールの供給材コネクター（１１）及び濃縮液コネクター（１３）に、シクロヘキサノン及びＵＶ硬化接着剤を使用して接着する。
・次いで小型モジュールを圧力調整器（１４）に接続し、濃縮液コネクター（１３）を閉鎖する。データロガー（１５）を備えた圧力センサーを接続する。濾液コネクター（１２）は開放したままにする。
・測定を開始する（ロギング間隔３秒）。
・圧力調整器（１４）を使用して、試験圧力を初期値に、例えば２ｂａｒ（ｇ）に設定し、１分間保持する。
・引き続き、繊維が破裂するまで１分毎に圧力を０．１ｂａｒ増大させる。破裂が聞こえ、それと同時に僅かな圧力低下が観察される。
・試験は、繊維が破裂することなく７ｂａｒ（ｇ）に耐えられる場合、合格である。
・試験の終わりに、データロガーからのデータを読み出し、破裂圧力を決定する。

細菌及び内毒素対数減少値（ＬＲＶ）
膜のＬＲＶを、下記の手順により、ブレブンジモナス・ジミヌタ（ＢＤ）ＡＴＣＣ １９１４６の懸濁液で試験した：

Ａ．ＢＤ細菌曝露懸濁液の調製
ＢＤを生成するための方法が、ＡＳＴＭ Ｆ８３８－０５（２０１３年に再認可）の基準に合格すること、及び曝露懸濁液が、≧１０^７ＣＦＵ／ｃｍ^２膜面積の曝露に到達することは、重要である。
１．ブレブンジモナス・ジミヌタ（ＢＤ）ＡＴＣＣ １９１４６の保存培養物から、３種のトリプチケースソイ寒天（ＴＳＡ）プレートを接種し、２８～３４℃で４８±２時間インキュベートする。
２．ＢＤ ＴＳＡプレート（セクションＡステップ１、１週間以下の寿命）から、ＢＤ成長のいくつかのコロニーを取り出し、トリプチケースソイブロス（ＴＳＢ）に懸濁する。懸濁液を、分光光度的に、６２５ｎｍの波長で＞１．０の吸光度に調節する。
３．この調節された懸濁液１２ｍＬを、１２０ｍｌのＴＳＢが入っている滅菌した１５０ｍＬポリスチレンボトルに加える。ボトルを完全に混合し、２８～３４℃で２４±２時間インキュベートする。
４．ＴＳＢボトルを２８～３４℃から取り出す。
５．調製１－０．５ＬのＳＬＢが入っている１Ｌフラスコ。フラスコを室温で一晩置く。
６．接種１－Ａ４からのフラスコ当たり２ｍＬのＢＤと共に０．５ＬのＳＬＢが入っている１Ｌフラスコ。旋回させて接種材料を混合する。ＴＳＡプレート上に接種し、２８～３４℃で２４～４８時間インキュベートすることによって、ＴＳＢの純度をチェックする。
７．接種されたフラスコ（キャップは緩めてある。）を、５０ｒｐｍで振盪させながら、２８～３４℃で４８±２時間インキュベートする。注記－ＳＬＢ懸濁液は、使用前に５℃で最長８時間まで保存してもよい。
８．フラスコを混合し、９９０ｍＬの滅菌物が入っているフラスコに１０ｍＬを添加する－これがＢＤ曝露懸濁液である。これは、試験がなされる全てのフィルターに関して行われることになる。
９．試料を取り出して、ＢＤ曝露懸濁液の濃度を、平板計数法を使用することによりチェックする。
１０．連続１：１０希釈を滅菌水で１０^－５に調製する。二重反復用の１ｍＬ ＴＳＡ混釈平板を、１０^－２、１０^－３、１０^－４及び１０^－５希釈物から調製する。混釈平板を２８～３４℃で最長７２時間までインキュベートする。予測される濃度は１０^６ＣＦＵ／ｍＬである。

Ｂ．ＢＤ細菌曝露懸濁液を制御するための試験手順
コロニーが単分散性であるかどうかを決定するには、ＢＤ曝露有機体を、細孔サイズが０．４５μｍのフィルター上での膜濾過で、微視的に試験することになる。
１．試料を、１ＬのＢＤ曝露フラスコから得る。試料がすぐに加工されない場合は、試料を２～８℃で保存する。
２．０．４５μｍ膜フィルターに通して１ｍＬを濾過し、濾過された体積に等しい又はそれよりも大きい体積の滅菌水で濯ぐ。濾液は滅菌ボトルに収集されることになる。
３．濾液を０．２μｍ膜フィルターに通して濾過する。
４．フィルターを、濾過された体積に等しい又はそれよりも大きい体積の滅菌水で濯ぐ。
５．０．２μｍ膜フィルターをＴＳＡプレート上に無菌状態で置き、２８～３４℃で最長７２時間までインキュベートする。
６．ＢＤのサイズ制御は、０．４５μｍフィルターからの濾液中の成長を示すはずである。
７．ＢＤのコロニーは、黄－ベージュで、僅かに凸状で、完全な、及び光沢がある。
８．ＢＤ曝露懸濁液から試料を得て、グラム染色を行う。ＢＤ曝露懸濁液は、主に単細胞からなるものとし、サイズが約０．３～０．４μｍ×０．６～１．０μｍのグラム陰性桿状有機体を現すはずである。
９．４０ｍＬの試料を、当初のＢＤ曝露懸濁液から得て、５０ｍＬの遠心分離管に移す。３０００ｒｐｍで１０分間遠心分離する。上澄みを注ぎ出し、０．１Ｍカコジル酸緩衝液中の２％グルタルアルデヒド１０ｍＬを添加する。遠心分離管を渦撹拌し、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｇｒａｈａｍに送ってＳＥＭを得る。

Ｃ．単繊維フィルターを曝露するための試験手順
フィルターの曝露は、１９～２４℃で行うものとする。試験用の装置を図３に示す。
１．セクションＡステップ８に従い、ＢＤ曝露懸濁液を調製する。
２．管材及び単繊維フィルター（フィルターライン管材は、取着された管材と共に設定され、圧力ゲージ用の管材接続を必要とする。）を滅菌し、水蒸気滅菌ができない場合には、あらゆる付属物を消毒する。ポンプ、クランプ、及び圧力ゲージを設定する。
３．試料をＢＤ曝露懸濁液から得て、平板計数法（セクションＡ８参照）を使用することにより濃度をチェックする。
４．単繊維フィルターを、試験用に設定する。
５．単繊維フィルター入口ラインを、ポンプを通して、滅菌水が入っているフラスコに、滅菌非発熱ボトルに無菌状態で入れ、ポンプを始動させる。ラインをプライム処理し、較正スケール及びタイマーを使用してポンプ流量（１５０、２５５及び５００ｍＬ／分）を確認する。入口ライン、廃棄物ライン及び出口ラインを、単繊維フィルターに無菌状態で接続する。単繊維フィルター出口ラインの流れを止める。約５ｍＬのプライム溶液を、内毒素分析のために滅菌水フラスコから取り出し、２～８℃で保存する。
６．単繊維内から空気を除去するために、ポンプを始動させる（フィルター１に関して１５２．６ｍＬ／分、フィルター２に関して２５３．７ｍＬ／分、及びフィルター３に関して４８９．４ｍＬ／分）。使用される場合には滅菌剤の残留物に関して試験をする。ステップ７に行く前に残留物は０ｐｐｍでなければならない。そうでない場合には、残留滅菌剤が０ｐｐｍになるまで、滅菌水によるプライム処理を続ける。
７．ポンプを停止させ、単繊維フィルター廃棄物ラインの流れを止める。単繊維フィルター出口ラインの流れ停止を解除する。空気を単繊維フィルター出口ラインから除去するために、ポンプを再び始動させる（上記ステップ６の流量で）。使用される場合には滅菌剤残留物に関して試験をする。残留物は、ステップ８に行く前に０ｐｐｍでなければならない。そうでない場合には、残留滅菌剤が０ｐｐｍになるまで滅菌水でプライム処理を続ける。
８．ポンプを停止させ、入口ラインに最も近い単繊維フィルター出口ラインの流れを止める。ポンプを再び始動させる（上記ステップ６の流量で）。空の１Ｌ滅菌ボトルを天秤上に置き、風袋を量る。１Ｌのプライム溶液を、単繊維フィルター出口ラインから滅菌ボトルに無菌状態で収集する；これは、プライム／陰性対照と呼ばれることになる。ポンプを停止させる。約５ｍＬのプライム溶液を、内毒素分析のために１Ｌボトルから取り出し、２～８℃で保存する。残されたプライム溶液を、０．２μｍ膜フィルターに通して濾過する。膜フィルターを、濾過ユニットの全体積に等しい滅菌水で濯ぐ。膜フィルターを、ＴＳＡプレート上に無菌状態で置き、２８～３４℃で最長７２時間インキュベートする。
９．単繊維フィルター入口ラインの流れを止め、単繊維フィルター入口ラインをＢＤ曝露懸濁液中に無菌状態で移動させる（セクションＡステップ８参照）。単繊維フィルター入口ラインの流れ停止を解除し、ポンプを始動させる。単繊維フィルターを、約１ＬのＢＤ曝露懸濁液に、上記ステップ６からの流量で曝露する。
１０．空の１Ｌ滅菌ボトルを天秤上に置き、風袋を量る。ポンプを始動させ、単繊維フィルター出口ラインからの流れ停止を解除する。濾液を収集し、１Ｌ曝露の終わりに向けた圧力を測定する。これは、試験濾液（Ｔｅｓｔ Ｆｉｌｔｒａｔｅ）と呼ばれることになる。
１１．約１Ｌの収集後、ポンプを停止させ、単繊維フィルター入口及び出口ラインの流れを停止する。単繊維フィルター入口ラインを、約１Ｌの滅菌水が入っているフラスコに移す。単繊維フィルター入口ライン及び出口ラインからの流れ停止を解除する。ポンプを始動させ、単繊維フィルターを１Ｌの滅菌水で、上記ステップ６の流量で濯ぐ。単繊維フィルター上の全てのラインをクランプ解除し、２～８℃で保存する。
１２．生物学的安全性キャビネット内で、試験濾液を混合し、内毒素分析のために約５ｍＬを取り出し、２～８℃で保存する。試験濾液を、１ｍＬ、１０ｍＬ、１００ｍＬ及び残分の一定分量で、細孔サイズが０．２μｍの分析膜フィルターに通して濾過する。膜フィルターを、濾過ユニットの全体積に等しい滅菌水で濯ぐ。
１３．膜フィルターを、ＴＳＡプレート上に滅菌状態で置く。
１４．ＴＳＡプレートを２８～３４℃でインキュベートする。観察されたコロニーの数を、約４８時間（週末にかかる場合には４８時間よりも長い。）及び７日目に記録する。
１５．コロニーが膜フィルター上に現れた場合、コロニー上でグラム染色を行う。グラム染色が、グラム陰性桿菌以外の何かを示す場合は、汚染として報告する。グラム染色がグラム陰性桿菌を示す場合、その成長をＢＤ曝露の成長と比較して、同じ有機体かどうかを決定する。
１６．細菌の対数減少値（ＬＲＶ）を計算する。セクションＤステップ１を参照されたい。
１７．内毒素の対数減少値（ＬＲＶ）を計算する。セクションＤステップ２を参照されたい。

Ｄ．ＬＲＶの計算
１．細菌対数減少値（ＬＲＶ）は、３つの単繊維フィルターのそれぞれに関して計算されることになる。
・細菌ＬＲＶ＝ｌｏｇ１０（曝露における全ＣＦＵ／濾液中の全ＣＦＵ）
２．内毒素対数減少値（ＬＲＶ）は、３つの単繊維フィルターのそれぞれに関して計算されることになる。
・内毒素ＬＲＶ＝ｌｏｇ１０（曝露における全ＥＵ／濾液中の全ＥＵ）

Ｅ．陰性濾過対照
１．生物安全性キャビネット内で、滅菌水ボトルを振盪させて混合する。滅菌水は、その日の試料を濯ぐのに使用されるのと同じロットになる。
２．細孔サイズが０．２μｍの分析膜フィルターを、マニホールド上に置く。
３．滅菌水１００ｍＬ及び３００ｍＬを真空中で濾過する。
４．膜フィルターをＴＳＡプレート上に、無菌状態で置く。
５．ＴＳＡプレートを２８～３２℃でインキュベートする。約４８時間（週末にかかる場合には４８時間よりも長い。）及び７日目に、観察されたコロニーの数を記録する。
・陰性対照膜フィルターは、成長を示さないはずである。
・ＢＤのサイズ制御は、０．４５μｍ膜フィルターからの濾液中の成長を示すはずである。
・ＢＤ有機体のサイズは、幅が０．３～０．４μｍ、長さが０．６～１．０μｍであるはずである。

［実施例１］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）の；５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５５℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，９００μｍの内径を有し；内側開口は１，７００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は８５℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を１０ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，２８２μｍの内径及び２１３μｍの壁厚を有していた。平均流量細孔サイズは５９９ｎｍであることが決定された。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌し、繊維の別の部分は、２５ｋＧｙの線量のガンマ放射線で滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、１１２×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、８４８×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
ガンマ滅菌された繊維を含む小型モジュールは、２，７７７×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して３．０ｂａｒ（ｇ）；及びガンマ滅菌された繊維に関して２．７ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、８．９であることが決定された。

［実施例２］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）の；５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗＮＭＰ中溶液を、５５℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，９００μｍの内径を有し；内側開口は１，７００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は８５℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を１１．４ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，０８６μｍの内径及び２５４μｍの壁厚を有していた。平均流量細孔サイズは３８０ｎｍであることが決定された。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌し、繊維の別の部分は、２５ｋＧｙの線量のガンマ放射線で滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、１４５×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、１，６８０×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
ガンマ滅菌された繊維を含む小型モジュールは、３，４３２×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して３．５ｂａｒ（ｇ）；及びガンマ滅菌された繊維に関して３．３ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、７．８であることが決定された。

［実施例３］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）の；５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５５℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，９００μｍの内径を有し；内側開口は１，７００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は８５℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を１２．７ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，０２６μｍの内径及び２６５μｍの壁厚を有していた。平均流量細孔サイズは３８０ｎｍであることが決定された。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌し、繊維の別の部分は、２５ｋＧｙの線量のガンマ放射線で滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、１００×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、９２９×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
ガンマ滅菌された繊維を含む小型モジュールは、３，００３×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して３．６ｂａｒ（ｇ）；及びガンマ滅菌された繊維に関して３．４ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、８．９であることが決定された。

［実施例４］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）の；５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５５℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，９００μｍの内径を有し；内側開口は１，７００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は９０℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を１２．７ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，０２８μｍの内径及び２７１μｍの壁厚を有していた。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌し、繊維の別の部分は、２５ｋＧｙの線量のガンマ放射線で滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、８６×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、１，２１８×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
ガンマ滅菌された繊維を含む小型モジュールは、３，６４７×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して３．７ｂａｒ（ｇ）；及びガンマ滅菌された繊維に関して３．３ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、７．８であることが決定された。

［実施例５］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）の；５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５５℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，６００μｍの内径を有し；内側開口は１，４００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は９０℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を１０．９ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，１０８μｍの内径及び３０９μｍの壁厚を有していた。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌し、繊維の別の部分は、２５ｋＧｙの線量のガンマ放射線で滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、５７×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、８１３×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
ガンマ滅菌された繊維を含む小型モジュールは、３，２２５×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して４．１ｂａｒ（ｇ）；及びガンマ滅菌された繊維に関して３．８ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、８．０であることが決定された。

［実施例６］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する５％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；及び約２ＭＤａの重量平均分子量を有する１％ｗ／ｗのポリエチレンイミン（Ｌｕｐａｓｏｌ（登録商標）ＳＫ、ＢＡＳＦ ＳＥ）の、５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５５℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は３，０００μｍの外径及び２，４００μｍの内径を有し；内側開口は２，２００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は９０℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を９．５ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，６４１μｍの内径及び２４１μｍの壁厚を有していた。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌し、繊維の別の部分は、２５ｋＧｙの線量のガンマ放射線で滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、１６７×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、２，５６８×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
ガンマ滅菌された繊維を含む小型モジュールは、３，２５８×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して２．７ｂａｒ（ｇ）；及びガンマ滅菌された繊維に関して２．５ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、６．５であることが決定され、内毒素ＬＲＶは４．１であることが決定された。

［実施例７］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する５．５％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；及び約２ＭＤａの重量平均分子量を有する０．５％ｗ／ｗのポリエチレンイミン（Ｌｕｐａｓｏｌ（登録商標）ＳＫ、ＢＡＳＦ ＳＥ）の、５％ｗ／ｗ水中及び６４％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５３℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，９００μｍの内径を有し；内側開口は１，７００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は９０℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を９．５ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，１６４μｍの内径及び１８０μｍの壁厚を有していた。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、１０１×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、２，２９９×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して２．８ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、８．８であることが決定され、内毒素ＬＲＶは４．１であることが決定された。

［実施例８］
約７５ｋＤａの重量平均分子量を有する１９％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する５％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；及び約７５０ｋＤａの重量平均分子量を有する０．２％ｗ／ｗのポリエチレンイミン（Ｌｕｐａｓｏｌ（登録商標）Ｐ、ＢＡＳＦ ＳＥ）の、５％ｗ／ｗ水中及び６４．８％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５３℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，９００μｍの内径を有し；内側開口は１，７００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は９０℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を９．５ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，２８３μｍの内径及び１８４μｍの壁厚を有していた。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、６９×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、１，９９９×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して２．６ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、８．０であることが決定され、内毒素ＬＲＶは４．０であることが決定された。

［実施例９］
約９２ｋＤａの重量平均分子量を有する１７％ｗ／ｗポリエーテルスルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）７０２０、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約１，１００ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ８５、ＢＡＳＦ ＳＥ）；約５０ｋＤａの重量平均分子量を有する６％ｗ／ｗ ＰＶＰ（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ３０、ＢＡＳＦ ＳＥ）の；５％ｗ／ｗ水中及び６６％ｗ／ｗ ＮＭＰ中溶液を、５３℃でサーモスタット調温し、２つの同心開口を備えた紡糸口金の外側リングスリット、即ち外側開口は２，５００μｍの外径及び１，６００μｍの内径を有し；内側開口は１，４００μｍの直径を有する外側リングスリットを通して、水が入っている凝固浴に押し出した。４０％ｗ／ｗの水及び６０％ｗ／ｗのＮＭＰを含有する溶液を、中心流体として使用し、紡糸口金の内側開口を通して押し出した。紡糸口金の温度は５５℃であり；凝固浴の温度は９０℃であり、空隙は５２．５ｃｍであった。繊維を９．５ｍ／分の速度で紡糸した。

繊維を引き続き脱塩水で洗浄し、一定の流れの乾燥空気中で、５０℃で１５０分間乾燥した。得られた繊維は、３，２１１μｍの内径及び２４４μｍの壁厚を有していた。繊維の一部を、１２１℃の水蒸気で２１分間滅菌した。

小型モジュールを上述のように準備し、繊維の水力学的透過率及び破裂圧力を、上述のように試験した。

非滅菌繊維を含む小型モジュールは、２０４×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。
水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールは、２，７８６×１０^－４ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｂａｒ・秒）のＬｐを示した。

破裂圧力は、水蒸気滅菌された繊維に関して２．９ｂａｒ（ｇ）であることが決定された。

水蒸気滅菌された繊維を含む小型モジュールに関する細菌ＬＲＶは、８．３であることが決定された。

Claims (15)

1. スポンジ様構造を有する多孔質中空繊維膜であって、前記膜が、０．２μｍよりも大きい、多孔度測定法により決定された平均流動細孔サイズを有し、前記膜が、ポリエーテルスルホン及びポリビニルピロリドンを含み、前記膜が、２，３００～４，０００μｍの内径及び１５０～５００μｍの壁強度を有し、前記内径の前記壁強度に対する比が１０よりも大きい、多孔質中空繊維膜。
2. 前記内径が、３，０００μｍよりも大きくかつ３，７００μよりも小さく又は等しく、前記壁強度が、１８０～３２０μｍの範囲にある、請求項１に記載の膜。
3. 前記内径の前記壁強度に対する比が、１５よりも大きい、請求項１に記載の膜。
4. 少なくとも２．５ｂａｒ（ｇ）の破裂圧力を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の膜。
5. ７よりも大きい細菌対数減少値（ＬＲＶ）を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の膜。
6. 陽イオン電荷を有するポリマーをさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の膜。
7. 陽イオン電荷を有する前記ポリマーが、ポリエチレンイミンである、請求項６に記載の膜。
8. 多孔質中空繊維膜を調製するための連続溶媒相反転紡糸方法であって、
   ａ）少なくとも１種のポリエーテルスルホン、少なくとも１種のポリビニルピロリドン及び任意選択的に、陽イオン電荷を有するポリマーを、Ｎ－メチル－２－ピロリドンに溶解して、ポリマー溶液を形成するステップ、
   ｂ）前記ポリマー溶液を、２つの同心開口を備えたノズルの外側リングスリットを通して、沈殿浴に押し出すステップ、同時に
   ｃ）中心流体を、前記ノズルの内側開口に通して押し出すステップ、
   ｄ）得られた膜を洗浄するステップ、及び引き続き
   ｅ）前記膜を乾燥するステップ、
   ｆ）乾燥に続き、前記膜を水蒸気又ガンマ放射線で滅菌するステップ
   を含み、
   前記ポリマー溶液が、前記ポリマー溶液の全重量に対して１５～２０ｗｔ％のポリエーテルスルホン及び前記ポリマー溶液の全重量に対して１０～１５ｗｔ％のポリビニルピロリドンを含む、方法。
9. 前記ポリマー溶液が、前記溶液の全重量に対して０．１～２ｗｔ％の、陽イオン電荷を有するポリマーを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記ポリエーテルスルホンが、９０～９５ｋＤａの範囲の重量平均分子量Ｍ_ｗを有する、請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記中心流体が、前記中心流体の全重量に対して３５～５０ｗｔ％の水及び５０～６５ｗｔ％のＮＭＰを含む、請求項８～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記沈殿浴が、８０～９９℃の範囲の温度を有する、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記膜が、乾燥に続いてガンマ放射線で滅菌される、請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 請求項１～７のいずれか一項に記載の単一中空繊維膜、又は請求項８～１３のいずれか一項により調製された単一中空繊維膜を含む、濾過デバイス。
15. 液体から粒子を除去するための、請求項１～７のいずれか一項に記載の又は請求項８～１３のいずれか一項により調製された膜の使用。

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