[发明专利]具有改善性能的膜

说明书

技术领域

本发明涉及适用于例如血液透析、血液透析滤过和血液滤过、并具有改善性能的选择性渗透的不对称膜，这种不对称膜可以增强对于中分子量物质(例如分子量在20到40kDa的炎性介质)的去除。改善的筛分特性是由于在生产工艺中产生的膜的窄孔径分布。本发明也涉及制备所述膜的方法、包括所述膜的装置、以及所述膜在血液透析、血液透析滤过或血液滤过、以及在生物工艺、血浆分馏和蛋白质溶液制备中的应用。

发明的背景技术

EP0305787A1公开了一种适用于血液透析、血液透析滤过和血液滤过的选择性渗透的不对称膜，由疏水第一聚合物例如聚酰胺、亲水第二聚合物例如聚乙烯基吡咯烷酮和适合的添加剂组成。膜具有三层结构，包括致密的、薄膜形式的第一层，其提供筛分性能；海绵结构形式的第二层，其具有较高扩散渗透性并作为所述第一层的支撑；和手指状结构形式的第三层，其赋予膜机械稳定性。

WO2004/056459A1公开了一种适用于血液透析的选择性渗透的不对称膜，包括至少一个疏水聚合物例如聚醚砜和至少一个亲水聚合物例如聚乙烯基吡咯烷酮。中空纤维膜的外表面有0.5到3μm的孔，且在外表面上孔的数量为每平方米10000到150000个。

虽然这些膜已经表现出在血液透析上非常好的性能以及优异的生物相容性，但还需要进一步改善它们的性能来提高对中分子量物质(例如分子量在20到40kDa的炎性介质)的去除。现在已经发现通过特定的生产工艺能够得到具有改善性能的膜，其包括在干燥之前用盐溶液处理膜的步骤。

发明概述

本发明的目的是改善适用于例如血液透析、血液透析滤过和血液滤过的特定的选择性渗透的不对称膜的性能，以便提高对中分子量物质(例如分子量在20到40kDa的炎性介质)的去除。

按照本发明的一个方面，提供一种具有改善性能的选择性渗透的不对称膜。该膜对水溶液中卵清蛋白(MW＝44kDa)的筛分率和该膜对水溶液中白蛋白(MW＝66kDa)的筛分率的差异为至少50％。在特定的实施方案中，膜包含聚醚砜和聚乙烯基吡咯烷酮，以及任选的聚酰胺。

按照本发明的另一方面，本发明涉及一种制备本发明的选择性渗透的不对称膜的方法。在该方法的一个实施方案中，通过在干燥之前用盐溶液处理膜得到中空纤维膜。

附图的简要说明

图1呈现了在孔入口有盐结晶的本发明膜的扫描电子显微镜照片。

图2表示实施例1和对比实施例1膜的筛分图。

图3表示实施例2和对比实施例1膜的筛分图。

图4表示实施例3和对比实施例1膜的筛分图。

图5表示实施例4和对比实施例1膜的筛分图。

图6表示对比实施例1-4(顶部)和5-8(底部)膜的筛分图。

详细说明

在本发明的一个实施方案中，选择性渗透的不对称膜是基于至少一种疏水聚合物。所述至少一种疏水聚合物选自聚砜、聚醚砜、聚酰胺和聚丙烯腈。在一个实施方案中，所述疏水聚合物是聚砜、聚醚砜(PES)或聚芳基醚砜(PAES)，任选与聚酰胺组合。在一个实施方案中，膜还包括至少一种亲水聚合物。在一个实施方案中，所述至少一种亲水聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。在一个实施方案中，采用由分子量低于100kDa的低分子量组分和分子量100kDa以上的高分子量组分构成的聚乙烯基吡咯烷酮来制备膜。

在一个实施方案中，本发明的膜包括80-99wt.％的聚醚砜和1-20wt.％的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。

合适的聚醚砜的例子是具有通式-[O-Ph-SO₂-Ph-]_n-的聚合物，其重均分子量约为60000到65000Da，优选63000到65000Da，以及Mw/Mn约为1.5到1.8。

合适的由高(≥100kDa)和低(＜100kDa)分子量组分构成的PVP的例子包括基于膜中PVP总重量10-45重量％的高分子量组分、和基于膜中PVP总重量55-90重量％的低分子量组分。

在一个实施方案中，本发明的膜是具有非常特殊的四层结构的中空纤维膜。

四层结构的内层，即血液接触层和中空纤维膜的内表面，是致密的、相当薄的薄层形式的分离层，在一个实施方案中，厚度低于1μm且孔尺寸为纳米级。为了获得高选择性，具有可靠孔径的孔隙通道是短的，即低于0.1μm。孔隙通道直径在尺寸上的变化小。设定的孔结构通过选择聚合物的组成、在中心流体中沉淀介质的组成和条件，以及通过纤维离开纺丝喷头时周围环境的条件和组成来获得。