透析膜及其生产方法技术

本发明专利技术关注用于血液净化的膜或由复合材料制成的中空纤维膜或平膜几何结构中的透析膜，所述复合材料由基于至少一种聚砜或聚苯砜的至少一种基底膜与至少一种成孔亲水性添加剂以及布置在所述基底膜上的至少一种功能层组装，由此所述功能层由至少一种聚合聚阳离子粘合剂和至少一种聚合聚阴离子形成，由此所述基底膜由选自以下的材料制成：聚砜[PSU]、磺化聚砜[SPSU]、聚醚砜[PES]、磺化聚醚砜[SPES]、聚苯砜[PPSU]、磺化聚苯砜[SPPSU]；以及这些材料的混合物。根据本发明专利技术的所述膜展示高透水性以及低BSA筛分系数。

Dialysis membrane and process for producing the same

The present invention concerns for blood purification membrane dialysis membrane or hollow fiber membrane or flat film structure made of composite material in the at least one basal membrane of the composite materials based on at least one polysulfone or polyphenylsulfone with at least a function layer assembled a hydrophilic additive and arranged in the hole the basement membrane, thus the functional layer is composed of at least one cationic polymerization binder and at least one anionic polymerization is formed, whereby the basement membrane is made from a material selected from the group consisting of [PSU], [SPSU]: polysulfone sulfonated polysulfone, polyether sulfone [PES], [SPES], sulfonated polyethersulfone polyphenylene sulfone [PPSU] and sulfonated polystyrene sulfone [SPPSU]; and mixtures of these materials. The membrane according to the present invention exhibits high water permeability and low BSA sieving coefficient.

【技术实现步骤摘要】
透析膜及其生产方法
本专利技术关注如权利要求1的前文和如权利要求14所述的透析膜、如权利要求9所述的透析膜的生产方法以及如权利要求15所述的透析膜组件。
技术介绍
以下聚合物缩写用于本专利技术的上下文中：缩写聚合物DEXS葡聚糖硫酸酯PA聚酰胺PAA聚丙烯酸PAN聚丙烯腈PC聚碳酸酯PEG*聚乙二醇PEI聚乙烯亚胺PEO*聚氧化乙烯PES聚苯砜PMMA聚甲基丙烯酸甲酯PPSU聚苯砜PUR聚胺基甲酸酯PSU聚砜PVP聚乙烯吡咯烷酮SPES磺化聚醚砜SPSU磺化聚砜SPPSU磺化聚苯砜*PEG和PEO实质上为相同分子。出于本专利技术的目的，PEG被认为是摩尔质量小于100kDa的聚合物。摩尔质量为100kDa的聚合物被称为PEO。在20世纪40年代第一次成功地进行用于肾衰竭后患者的治疗的透析。透析膜自此以后已经迅速发展。具体地，可以实现将旋转鼓肾微型化至板透析器，并且微型化至今日的现代中空纤维透析器。现今，用于中空纤维透析器的膜在工业规模上以大数量以及以高的可再现质量生产；它们通常提供作为呈透析膜组件形式的一次性系统。特别地，纳米控制纺丝技术已经致使相当大的改进。由塑料制成的透析膜现在是低成本疗法的标准。透析膜的进一步发展旨在进一步接近人肾的肾小球膜的天然功能，以便在肾功能不全或完全肾衰竭的情况下确保最佳治疗，以便弥补由手术或创伤所引起的肾缺失。在适于透析的膜的进展中，重点在于高度的生物相容性和高的或可配置的透水性，然而同时实现治疗上所需的分离效果。从临床角度来看，透析治疗继续具有不断增加的重要性，因为全世界待治疗的患者数量不断增加，首先是由于人口老龄化，并且其次是由于用于肾功能不全的治疗的经济可能性和可用性，所述经济可能性和可用性今后在发展中国家也将增加。除此之外，目标是实现透析器的规模缩小，这将意味着实现透析膜向下至消耗极少能量的肾植入物的完全微型化的长期目的[参见，StefanHeinrich，H.OliverPfirrmann，NanotechnologiefürdieGesundheit，GesundheitsvorsorgeimWandel，2，12(2010)]。现有技术描述了部分用于超滤以及部分用于血液透析的各式各样的膜。例如，US2013/0277878A1描述了用于通过具有相转化的纺丝技术来生产中空纤维透析膜的方法。此类膜由至少一种亲水性和至少一种疏水性聚合物构成。US2013/0277878A1公开为合适的亲水性聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇、聚乙二醇单酯、水溶性纤维素衍生物以及聚氧化乙烯/聚氧化丙烯共聚物。疏水性聚合物根据US2013/0277878A1可为以下：聚酰胺(PA)、聚丙烯酸(PAA)、聚芳醚砜(PAES)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚芳砜(PASU)、聚碳酸酯(PC)、聚胺基甲酸酯(PUR)。文件DE102004008220B4公开用于血液透析的亲水性中空纤维膜。命名的材料为可为疏水性聚合物的第一合成聚合物，包括PSU和/或PES。DE102004008220B4的复合膜含有可选自以下组的亲水性第二聚合物：PVP、PEG、聚乙烯醇、聚乙二醇单酯、聚山梨醇酯、羧甲基纤维素或这些聚合物的混合物或共聚物。此外，对于所谓的DE102004008220B4的高通量透析膜，白蛋白溶液的超滤速率公开处于25至60ml/(hxm2xmmHg)的范围内，并且细胞色素c的筛分系数为至少0.8，并且白蛋白的筛分系数的最大值为0.005，由此DE102004008220B4的中空纤维膜不含甘油和稳定膜壁中的孔的其他添加剂。此外，US6042783A公开了由PSU树脂制成的中空纤维膜，对于所有蛋白质，所述PSU树脂的渗透比-未进一步详细描述-为≤1％。此外，文件EP1634611B1公开了具有由聚砜型聚合物和PVP制成的中空纤维膜的血液净化器，在其他情况下，所述血液净化器的特征在于最多10ppmPVP可从一克中空纤维膜中水性地洗脱。描述的具有聚砜型的聚合物为聚砜和聚醚砜。此外，CN201669064U公开了由具有用于医学目的的“聚糖(polyose)”膜的聚砜制成的基底膜，所述聚糖膜未进一步表征。此外，例如WO2013/156598A1公开了含有基于部分磺化的聚醚砜作为聚合物的至少一种基材层的超滤膜。用于现有技术中的聚砜仅为可部分磺化的聚醚砜。此外，WO2013/156597A1公开了由基材层、至少部分磺化的聚醚砜以及至少一种由阳离子聚合物制成的膜层的复合材料制成的纳米过滤膜，由此公开了含有三甲基铵盐作为侧基的阳离子聚合物。除了以上列出的专利文献之外，还存在关于膜并且特别是关于适于血液透析的膜的一系列科学文献。例如，Blanco等(2002)：JApplPolymerSci84，2461描述了聚砜制成用于超滤和纳米过滤的不对称膜的广泛用途。具体而言，描述了聚砜作为不对称膜的介质以及聚酰胺作为不对称膜的功能层的用途。Blanco等还显示出磺化可增加自身为疏水性的PSU聚合物的亲水性。此外，Li等(2008)：JMembraneSci309，45使用BSA/Hb的实例描述了用于蛋白质分离的双层中空纤维膜。聚醚砜用于多孔内支撑层，并且外层由砜制成，由此聚醚砜层足够稳定以支撑磺化聚醚砜层，使得可以成功地使用膜以进行蛋白质分离。Mahlicli等(2013)：JMaterSci：Med24，533公开了基于聚砜使用聚乙烯亚胺/藻酸酯-肝素层的逐层(LbL)自组装的透析膜的表面改性。根据Mahlicli等，最初将聚砜磺化，然后将聚砜与磺化聚砜的共混物倾出于玻璃板上以形成平的支撑膜，由此将溶剂指定为N-甲基-2-吡咯烷酮。LbL组装根据Mahlicli等在通过引入的SO3基团而带负电的PSU/SPSU膜上进行。为此，将膜浸没在聚乙烯亚胺[PEI]的溶液中并孵育10分钟。在将pH值设定成足够的水平以便产生质子化形式的PEI之后，将剩余的PEI漂洗出来，并且将膜浸没在藻酸酯溶液中，在所述藻酸酯溶液中将所述膜孵育10分钟。通过漂洗除去剩余的藻酸酯。将交替的PEI/藻酸酯浸渍重复几次，以便产生多层组装。作为最终层，然后将因此用PEI-藻酸酯复合物涂布的支持膜浸入纯肝素溶液中，或者浸入藻酸酯/肝素溶液中，以便获得作为最终层的纯肝素层或藻酸酯与肝素的混合层。根据Mahlicli等，由作者生产的膜对尿素、维生素B12以及溶菌酶的渗透特性与工业AN69透析膜的那些渗透特性相当。膜的血浆蛋白吸附显著减少。同样，作为抗凝涂布的结果，血小板活化显著减少。此外，Malaisamy等(2005)：Langmuir21，10587描述了具有聚醚砜作为支撑以及具有聚苯乙烯磺酸酯[PSS]和质子化聚(烯丙胺)[PAH]和/或聚(二烯丙基二甲基氯化铵)[PDADMAC]的LbL涂层的纳米过滤膜。Kopec等(2011)：JMembraneSci369，59采用由聚酰亚胺制成的支撑膜和由磺化聚(醚酮)[SPEEK]制成的涂层和由具有SPEEK涂层的PSU制成的支撑体的实例描述了通过LbL技术设计膜表面电荷的方法。膜被配置为用于超滤的中空纤维膜。最终，Kochan等(2010)：Desalination250，1008描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由复合材料制成的中空纤维膜或平膜几何结构中的透析膜，所述复合材料由基于至少一种聚砜的至少一种基底膜与至少一种成孔亲水性添加剂以及布置在所述基底膜上的至少一种功能层组装，由此所述功能层由至少一个聚合聚阳离子粘合剂层和至少另一个聚合聚阴离子层形成，其特征在于所述基底膜由选自以下的材料形成：聚酰胺[PA]、聚丙烯腈[PAN]、聚甲基丙烯酸甲酯[PMMA]、聚丙烯酸[PAA]、聚碳酸酯[PC]、聚胺基甲酸酯[PUR]、聚砜[PSU]、磺化聚砜[SPSU]、聚醚砜[PES]、磺化聚醚砜[SPES]、聚苯砜[PPSU]、磺化聚苯砜[SPPSU]；以及这些材料的混合物；所述聚阳离子粘合剂选自由以下组成的组：聚乙烯亚胺[PEI]、壳聚糖、聚赖氨酸、聚精氨酸、聚鸟氨酸或这些材料的混合物；所述聚阴离子为选自以下的羧化多糖或硫酸化多糖：分子质量(Mw)为15kDa至1MDa的葡聚糖硫酸酯、分子质量(Mw)为30kDa至750kDa的硫酸化壳聚糖；分子质量(Mw)介于20kDa与1MDa之间，优选地为约100kDa的纤维素硫酸酯；或这些材料的混合物；并且由此所述成孔亲水性添加剂选自：聚乙烯吡咯烷酮[PVP]、具有2至10个C原子的短链乙二醇、三乙烯乙二醇、丙烯乙二醇、聚乙二醇[PEG]/聚氧化乙烯[PEO]以及这些材料的混合物。...

【技术特征摘要】
2016.02.17 DE 102016102782.01.一种由复合材料制成的中空纤维膜或平膜几何结构中的透析膜，所述复合材料由基于至少一种聚砜的至少一种基底膜与至少一种成孔亲水性添加剂以及布置在所述基底膜上的至少一种功能层组装，由此所述功能层由至少一个聚合聚阳离子粘合剂层和至少另一个聚合聚阴离子层形成，其特征在于所述基底膜由选自以下的材料形成：聚酰胺[PA]、聚丙烯腈[PAN]、聚甲基丙烯酸甲酯[PMMA]、聚丙烯酸[PAA]、聚碳酸酯[PC]、聚胺基甲酸酯[PUR]、聚砜[PSU]、磺化聚砜[SPSU]、聚醚砜[PES]、磺化聚醚砜[SPES]、聚苯砜[PPSU]、磺化聚苯砜[SPPSU]；以及这些材料的混合物；所述聚阳离子粘合剂选自由以下组成的组：聚乙烯亚胺[PEI]、壳聚糖、聚赖氨酸、聚精氨酸、聚鸟氨酸或这些材料的混合物；所述聚阴离子为选自以下的羧化多糖或硫酸化多糖：分子质量(Mw)为15kDa至1MDa的葡聚糖硫酸酯、分子质量(Mw)为30kDa至750kDa的硫酸化壳聚糖；分子质量(Mw)介于20kDa与1MDa之间，优选地为约100kDa的纤维素硫酸酯；或这些材料的混合物；并且由此所述成孔亲水性添加剂选自：聚乙烯吡咯烷酮[PVP]、具有2至10个C原子的短链乙二醇、三乙烯乙二醇、丙烯乙二醇、聚乙二醇[PEG]/聚氧化乙烯[PEO]以及这些材料的混合物。2.如权利要求1所述的透析膜，其特征在于相对于未磺化PSU的重量，所述SPSU展示0.1重量％至20重量％的磺化度；和/或相对于未磺化PES的重量，所述SPES展示0.1重量％至20重量％的磺化度；和/或相对于未磺化PPSU的重量，所述SPPSU展示0.1重量％至20重量％的磺化度。3.如权利要求2所述的透析膜，其特征在于相对于磺化PSU的重量，所述SPSU展示9.3重量％或13.4重量％的磺化度。4.如权利要求2所述的透析膜，其特征在于相对于未磺化PES的重量，所述SPES展示1.1重量％；3.6重量％或14.1重量％的磺化度。5.如权利要求2所述的透析膜，其特征在于相对于未磺化PPSU的重量，所述SPPSU展示1.0重量％、2.0重量％、10.1重量％或14.7重量％的磺化度。6.一种由前述权利要求所述的复合材料制成的透析膜，所述透析膜特征在于其展示10L/巴*h*m2至2,000L/巴*h*m2的水力渗透性，和处于0.0001至0.5的范围内的对BSA的筛分系数(@22±2°)以及20kDa至50kDa的截留分子质量值。7.如前述权利要求中的一项所述的平的或中空纤维膜几何结构中的透析膜，所述透析膜的特征在于其展示20μm至200μm的壁厚。8.如前述权利要求中的一项所述的中空纤维膜几何结构中的透析膜，所述透析膜的特征在于其展示100μm至400μm的腔直径。9.一种用于生产如权利要求1至8中至少一项所述的中空纤维膜或平膜几何结构中的透析膜的方法，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·弗里贝，罗兰·纳皮尔拉拉，安吉拉·拜尔·戈许茨，朱莉安·盖布勒，马蒂亚斯·乌尔布莱特，克莱利亚·杰德·埃莱奥诺雷·维多利亚·额敏，
申请(专利权)人：B·布莱恩·阿维图姆股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE