Membrana de fibras huecas porosa para el tratamiento de la sangre.

Membrana porosa, de fibras huecas, para el tratamiento de la sangre,

que comprende un polímero basado enpolisulfona y polivinilpirrolidona, y que tiene una estructura porosa en gradiente en la que el tamaño de poro de losporos aumenta desde el interior de la membrana hacia el exterior de la misma, en una dirección de espesor de lamembrana, en la que la estructura porosa tiene un espesor de membrana no inferior a 25 μm e inferior a 40 μm, y sedisponen fibrillas que tienen un espesor promedio total de 100 a 200 nm de tal modo que una proporción (To/Ti) deun espesor exterior promedio (To) de las fibrillas con respecto a un espesor interior promedio (Ti) de las mismas enla dirección del espesor de la membrana es no inferior a 1 e inferior a 2, To y Ti representan el promedio de unespesor de 100 fibrillas seleccionadas de forma arbitraria que están presentes en la franja de región correspondientea una anchura de 5 μm en la región central en la dirección del espesor de la membrana en cada fotografía de laestructura de membrana, las fotografías tomadas en la parte más interna y la parte más externa de la membranapara una anchura de 15 μm, y si una capa densa está presente, se toma como punto de partida una línea de 5 μmaparte de la parte más interna en la dirección del espesor de la membrana.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/072027.

Solicitante: ASAHI KASEI MEDICAL CO., LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1-105, KANDA JINBO-CHO CHIYODA-KU TOKYO JAPON.

Inventor/es: HIDAKA,HIDETOSHI, ICHI,TAKAHIRO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61M1/18 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61M DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO O PARA DEPOSITARLOS SOBRE EL MISMO (introducción de remedios en o sobre el cuerpo de animales A61D 7/00; medios para la inserción de tampones A61F 13/26; dispositivos para la administración vía oral de alimentos o medicinas A61J; recipientes para la recogida, almacenamiento o administración de sangre o de fluidos médicos A61J 1/05 ); DISPOSITIVOS PARA HACER CIRCULAR LOS AGENTES POR EL CUERPO O PARA SU EXTRACCION (cirugía A61B; aspectos químicos de los artículos quirúrgicos A61L; magnetoterapia utilizando elementos magnéticos colocados dentro del cuerpo A61N 2/10 ); DISPOSITIVOS PARA INDUCIR UN ESTADO DE SUEÑO O LETARGIA O PARA PONERLES FIN. › A61M 1/00 Dispositivos de succión o de bombeo de uso médico; Dispositivos para extraer, tratar o transportar los líquidos del cuerpo; Sistemas de drenaje (catéteres A61M 25/00; conectores o acoplamientos para tubos, válvulas o conjuntos de derivación, especialmente concebidos para uso médico A61M 39/00; dispositivos para tomar muestras sanguíneas A61B 5/15;  instrumentos para retirar la saliva para dentistas A61C 17/06; filtros para implantar en los vasos sanguíneos A61F 2/01). › en forma de fibras huecas.
  • B01D63/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 63/00 Aparatos en general para los procedimientos de separación que utilizan membranas semipermeables. › Módulos con fibras huecas.
  • B01D69/08 B01D […] › B01D 69/00 Membranas semipermeables destinadas a los procedimientos o a los aparatos de separación, caracterizadas por su forma, por su estructura o por sus propiedades; Procedimientos especialmente adaptados para su fabricación. › Membranas con fibras huecas (fabricación de fibras huecas D01D 5/24, D01F 1/08).
  • B01D71/44 B01D […] › B01D 71/00 Membranas semipermeables destinadas a los procedimientos o a los aparatos de separación, caracterizadas por sus materiales; Procedimientos especialmente adaptados para su fabricación. › Polímeros obtenidos por reacciones en las que intervienen solamente enlaces insaturados carbono-carbono, no previstos en uno solo de los grupos B01D 71/26 - B01D 71/42.
  • B01D71/68 B01D 71/00 […] › Polisulfonas; Polietersulfonas.
  • C02F1/44 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa.

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Fragmento de la descripción:

Membrana de fibras huecas porosa para el tratamiento de la sangre Sector técnico La presente invención se refiere a una membrana de fibras huecas porosa para el tratamiento de la sangre. La presente invención se refiere en particular a una membrana de fibras huecas porosa para el tratamiento de la sangre que presenta un riesgo bajo de que la membrana se dañe mecánicamente cuando se utiliza en tratamiento de diálisis y además tiene unas excelentes propiedades de fraccionamiento.

Antecedentes de la técnica.

La terapia de purificación de la sangre de un tipo de circulación extracorpórea se ha utilizado ampliamente como método de tratamiento para mejorar un síntoma, mediante la eliminación de materiales etiológicos y productos de desecho tóxicos acumulados en la sangre debido a diversas causas. Cada una de las membranas para el tratamiento de la sangre es una membrana de separación cargada en un dispositivo para el tratamiento de la sangre, tal como un dializador de sangre, un dispositivo de filtración de sangre, un fraccionador de componentes sanguíneos o un separador de plasma que se utiliza en la terapia de purificación de sangre del tipo de circulación extracorpórea. Actualmente, la mayor parte de las membranas son membranas para el tratamiento de la sangre de un tipo de membrana de fibras huecas.

La estructura de membrana de las membranas para el tratamiento de la sangre se clasifica de forma aproximada en una membrana homogénea, que no tiene capa de piel en ninguna sección transversal de la membrana y es densa en su totalidad, y una membrana no homogénea, que comprende una capa de piel (capa densa) como región con función de separación y una capa de soporte, como región de refuerzo. Además, la membrana no homogénea se clasifica de forma aproximada en una membrana simétrica y una membrana asimétrica. Una estructura de membrana de este tipo se diseña de forma adecuada, según la utilización específica de la membrana. En el caso de un dializador de sangre, que es un ejemplo típico de dispositivo para el tratamiento de la sangre desde el punto de vista de porcentaje en la cantidad de la misma o variedades de producto de la misma, se da una gran importancia al equilibrio entre el rendimiento de la difusión y el rendimiento de la filtración, a efectos de mejorar el rendimiento del dializador. Como medio para envolver unas eficiencias de difusión y de filtración muy elevadas se adopta a menudo una estructura porosa asimétrica como la estructura de membrana del mismo Como material de las membranas para el tratamiento de la sangre, se ha utilizado un material de membrana preparado principalmente a partir de un polímero, incluyendo los ejemplos del polímero celulosa, acetato de celulosa, poliamida, poliolefina, poliacrilonitrilo y polímeros basados en polisulfona. En particular, el polímero basado en polisulfona tiene una excelente eficiencia de formación de film, así como una excelente seguridad biológica y/o estabilidad química. El polímero se puede diseñar para tener diversas permeabilidades o estructuras de membrana. Por lo tanto, en los últimos años el polímero se ha extendido rápidamente como material de membrana de las membranas para el tratamiento de la sangre.

Una estructura de membrana y material de membrana de este tipo se han combinado para estudiar diversas membranas de fibras huecas porosas para el tratamiento de la sangre en las cuales se utiliza un polímero basado en polisulfona. Tal como se ha descrito anteriormente, en particular, con respecto a un dializador de sangre, por motivos relacionados con el tamaño de los materiales que se van a separar, es necesario prestar atención no sólo a la eficiencia de la filtración, tal como en otros dispositivos para el tratamiento de la sangre, sino también mantener un delicado equilibrio entre la eficiencia de la difusión y la eficiencia de la filtración. Para el objetivo, la forma de su recipiente es un factor importante; sin embargo, un factor básico es, por lo tanto, la propiedad de fraccionamiento inherente a la membrana del mismo.

En general, la propiedad de fraccionamiento de una membrana es un índice del grado de separación en componentes a los que se hará permear a través de la membrana y componentes a los que se inhibirá su permeación a través de la misma, y que se obtiene tras resultados extensos de todos los principios de separación que incluyen difusión, filtración, adsorción y similares.

En el caso de una membrana de fibras huecas para la diálisis de la sangre, la propiedad de fraccionamiento es un índice del grado en el que proteínas de bajo peso molecular, tales como l2-microglobulina, que es una toxina urémica y es una de las dianas que se pretende eliminar mediante el tratamiento de diálisis, se hacen permear y eliminar en una proporción elevada mientras que se impide que una albúmina, que es una proteína útil que tiene una pequeña diferencia en peso molecular respecto a las proteínas mencionadas anteriormente y debe mantenerse en el tratamiento de diálisis, permee a través de la membrana. El grado de la propiedad de fraccionamiento, al que puede hacerse referencia como definición de la misma, es un rendimiento importante requerido para las membranas para el tratamiento de la sangre. Se conocen un gran número de membranas de fibras huecas porosas basadas en polisulfona en las cuales la propiedad de fraccionamiento se mejora desde el punto de vista de la estructura de la membrana, el procedimiento de producción y otros puntos diversos (por ejemplo, los documentos de patente 1 y 2) .

Sin embargo, ninguna de las membranas tiene una propiedad de fraccionamiento tan definida como el riñón vivo. Por lo tanto, se ha deseado una mejora técnica adicional.

Mientras tanto, las membranas de fibras huecas porosas para el tratamiento de la sangre tienen generalmente diámetros internos y externos y espesor de membrana más pequeños que las membranas de fibras huecas industriales, y por lo tanto, las propiedades mecánicas de las mismas nunca son elevadas. Como resultado, aunque una membrana de fibras huecas porosa para el tratamiento de la sangre sea suficiente para el tratamiento ordinario de la sangre, la membrana puede verse dañada mecánicamente por diversos factores. Habitualmente, se debe prestar una atención especial a la manipulación de la misma; sin embargo, por ejemplo, cuando las membranas de fibras huecas se insertan, como un haz, en un recipiente cilíndrico para fabricar un dispositivo para el tratamiento de la sangre, las membranas de fibras huecas en la región circunferencial exterior del haz pueden sufrir una fricción con la pared interior del recipiente que se doblará. Esto provoca una apariencia externa de baja calidad, o un flujo de sangre insatisfactorio. Por lo tanto, es inevitable excluir los productos insatisfactorios del procedimiento de producción. Además, el efecto del agua introducida en un dispositivo para el tratamiento de la sangre es grande; por lo tanto, en un dispositivo para el tratamiento de la sangre de tipo húmedo, sus membranas de fibras huecas pueden verse dañadas mecánicamente por un caudal de agua elevado, una presión de agua elevada, las salpicaduras del agua y similares durante la etapa de relleno de agua o durante la transferencia después de la etapa de llenado con agua. En una operación de lavado llevada a cabo en una instalación de terapia antes de que se utilice el dispositivo,

o en una etapa de lavado, en la que se reutiliza el dispositivo, las membranas de fibras huecas pueden verse afectadas por un caudal de agua elevado o una presión de agua elevada, tanto si el dispositivo es del tipo mojado o seco. En el peor de los casos, la velocidad del flujo de agua elevada o la presión del agua elevada o las salpicaduras del agua pueden cortar las fibras. En ese caso, es indispensable eliminar las membranas del proceso de producción y parar la utilización del dispositivo a efectos de cambiar las membranas en la instalación de la terapia. Además, cuando el dispositivo se utiliza en un estado en el que no se detecta por avanzado un problema en las membranas, la sangre puede perderse de forma desfavorable en mayor o menor cantidad.

La causa de los daños mecánicos de una membrana de fibras huecas es, en primer lugar, el hecho de que el diámetro y el espesor de membrana son muy pequeños. Las propiedades físicas inherentes en un polímero del material de la membrana o las propiedades inherentes en la membrana de fibras huecas obtenidas del mismo constituyen una preocupación importante. Se ha considerado, por ejemplo, que un efecto de la resistencia a la rotura

o el alargamiento de rotura de la membrana de fibras huecas, como propiedad mecánica inherente en la membrana, es particularmente importante. De esta manera,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Membrana porosa, de fibras huecas, para el tratamiento de la sangre, que comprende un polímero basado en polisulfona y polivinilpirrolidona, y que tiene una estructura porosa en gradiente en la que el tamaño de poro de los poros aumenta desde el interior de la membrana hacia el exterior de la misma, en una dirección de espesor de la membrana, en la que la estructura porosa tiene un espesor de membrana no inferior a 25 !m e inferior a 40 !m, y se disponen fibrillas que tienen un espesor promedio total de 100 a 200 nm de tal modo que una proporción (To/Ti) de un espesor exterior promedio (To) de las fibrillas con respecto a un espesor interior promedio (Ti) de las mismas en la dirección del espesor de la membrana es no inferior a 1 e inferior a 2, To y Ti representan el promedio de un espesor de 100 fibrillas seleccionadas de forma arbitraria que están presentes en la franja de región correspondiente a una anchura de 5 !m en la región central en la dirección del espesor de la membrana en cada fotografía de la estructura de membrana, las fotografías tomadas en la parte más interna y la parte más externa de la membrana para una anchura de 15 !m, y si una capa densa está presente, se toma como punto de partida una línea de 5 !m aparte de la parte más interna en la dirección del espesor de la membrana.

2. Membrana porosa, de fibras huecas, para el tratamiento de la sangre, según la reivindicación 1, en la que la densidad de área promedio total (ADav) de las fibrillas es de 2 a 60 fibrillas por micrómetro cuadrado de la sección transversal que se corta de forma sustancialmente perpendicular a la dirección longitudinal.

3. Membrana porosa, de fibras huecas, para el tratamiento de la sangre, según la reivindicación 1 ó 2, que tiene adicionalmente una permeabilidad al agua de 5 a 450 ml/m2/h/133, 322 Pa (de 5 a 450 ml/m2/h/mm Hg) .

4. Membrana porosa, de fibras huecas, para el tratamiento de la sangre, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el polímero basado en polisulfona es una polisulfona de tipo bisfenol que comprende unidades de repetición de fórmula (1)

(-<-SO2-<-O-<-C (CH3) 2-<-O-) n (1)

en la que < representa un anillo de benceno y n representa el número de unidades de repetición.

5. Dispositivo para el tratamiento de la sangre obtenido rellenando con membranas de fibras huecas porosas, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, un recipiente cilíndrico, embebiendo los dos extremos de las mismas en una resina, trabajando los extremos en extremos abiertos de membrana de fibras huecas y, a continuación, colocando una tapa de encabezado con una tobera de introducción de líquido o de descarga de líquido en los dos extremos.


 

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