用于纤维形成的性能增强用添加剂和聚砜纤维制造技术

本发明专利技术公开了用于纺丝中空聚芳醚聚合物纤维的方法，尤其是在方法中使用添加剂以形成聚合物纤维。制备的纤维可形成为具有改善的中等和/或更高分子量溶质去除的膜。优选地，所述聚芳醚聚合物纤维是聚砜纤维。

【技术实现步骤摘要】
用于纤维形成的性能增强用添加剂和聚砜纤维本申请是申请号为201280015049.3的中国专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2011年2月4日提交的在先美国临时专利申请No.61/439,396的权益，其全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及纤维以及其制造方法和材料，所述纤维例如中空纤维，其可用作透析膜(membrane)纤维。现有的中空纤维对去除中等(middle)分子具有不令人满意的筛分曲线。在透析的情况中，尿毒症毒素的分子量可在很大范围内变化。大多数透析纤维仅能除去在分子量谱的低端的溶质。这些现有的透析产品从血液中除去较大尿毒症溶质的不足可危害透析病人的健康。另外，当前的聚砜纤维用若干类型的聚乙烯吡咯烷酮制得，由此，得到的纤维可包含若干类型的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。可使用若干分子量类型，例如一种或多种低分子量PVP与一种或多种高分子量PVP。这可对于使用(workwith)而言可为复杂配方，并且可导致产品性能的不一致性。因此，存在对于能形成为具有更好的中等和较高分子量溶质去除的透析膜的纤维的需求。存在对于简化纤维配方中PVP含量的配方的需求。
技术实现思路
本专利技术的特征是提供一种或多种可至少部分替代一种或多种用于制造中空纤维的常规组分的添加剂。本专利技术的进一步特征是控制中空纤维的形成，以使针筛分曲线尖锐而改善中等分子去除。本专利技术的另外的特征是提供可从病人的流体(体液)如血液中至少部分除去较大尿毒症溶质的中空纤维。本专利技术进一步的特征是提供可完全或部分替代纺丝料(spinmass)中的聚合物如PVP和/或作为添加剂的一种或多种不同添加剂。本专利技术的另外的特征是在芯液(borefluid，孔流体)和/或纺丝料中提供一种或多种添加剂以改变纤维性能。本专利技术的另外的特征和优点将部分在下述说明书中阐述，并且部分将从所述说明书中变得明晰，或可通过本专利技术的实践获悉。本专利技术的目的和其它优点将通过说明书和所附的权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和达到。如在本文中具体化和概括描述的那样，为了实现这些和其它优点，并且与本专利技术的目的一致，本专利技术涉及一种纤维如基于聚砜的纤维的纺丝(spin)方法，包括如下步骤：提供包含聚合物(例如聚砜)和至少一种溶剂的纺丝料；提供芯液；组合纺丝料和芯液以形成聚合物纤维(例如基于聚砜的纤维)，其中纺丝料和/或芯液包含至少一种添加剂。纺丝料可具有以纺丝料重量计小于约10wt％的低分子量(MW)PVP。芯液可具有以芯液重量计小于约10重量％的低MWPVP。所述低MWPVP可具有小于100kDa的重均分子量或K36或更低的K值。所述添加剂可在纺丝料、芯液或两者中。本专利技术还涉及纤维如基于聚砜的纤维的纺丝方法，包括如下步骤：提供包含聚合物(例如聚砜)和至少一种溶剂的纺丝料；提供芯液；组合纺丝料和芯液以形成聚合物纤维(例如聚砜纤维)，其中纺丝料和/或芯液包含至少一种添加剂。纺丝料可具有以纺丝料的重量计小于约10重量％的高和/或低分子量(MW)PVP。芯液可具有以芯液重量计小于约10重量％的高和/或低MWPVP。所述低MWPVP可具有小于100kDa的重均分子量或K36或更低的K值。所述高MWPVP可具有超过900kDa的重均分子量或K80或更高的K值。该添加剂可在纺丝料、芯液或两者中。本专利技术还涉及聚芳醚聚合物纤维(例如砜聚合物纤维如聚砜纤维)，其可通过本专利技术的方法生产。本专利技术的聚合物纤维可具有约-500mV到约500mV的ζ电位(或流动电位)。本专利技术的聚合物纤维可具有在1m2的膜中约1ml/hr*mmHg到约1000ml/hr*mmHg的超滤常数。本专利技术的聚合物纤维可具有小于20％的白蛋白筛分系数、和/或约1ml/分钟的维生素B12到约800ml/分钟的维生素B12的维生素B12清除速率、约1ml/分钟的肌酸酐到约800ml/分钟的肌酸酐的肌酸酐清除速率、和/或约1ml/分钟的钠到约800ml/分钟的钠的钠清除速率、和/或约1ml/分钟的β-2-微球蛋白到约800ml/分钟的β-2-微球蛋白的β-2-微球蛋白清除速率、和/或约1ml/分钟的溶菌酶到约800ml/分钟的溶菌酶的中等分子(溶菌酶)清除速率。这些清除是在水溶液中的。清除可如输入流量(inletflow)一样高。例如，病人的最大(正常)血液流量可为约450(200)ml/分钟到约500ml/分钟。例如，本专利技术的聚合物纤维可具有小于血液侧流速的约20％的白蛋白筛分系数和小于血液侧流速的100％的清除速率。本专利技术的聚合物纤维可具有以下纤维几何形状：约100μm到约0.5mm的外径、约100μm到小于0.5mm的内径、约0.001μm到约250μm的壁厚和约1cm到约1m的长度。例如，该纤维可具有420μm的外径和至少10cm的长度。本专利技术的聚合物纤维可具有约0.1到10MPa的抗张强度。该纤维可具有这些性能中的一种或多种。本专利技术进一步涉及具有至少一种聚芳醚聚合物(例如砜聚合物如聚砜)和至少一种聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚芳醚聚合物纤维，其中所述至少一种PVP包括至少一种具有40-55或45-55或更窄范围的K值或在该范围内的单独K值的中重PVP。聚芳醚聚合物纤维可具有低分子量PVP或没有低分子量PVP和/或可以具有低至非高分子量的PVP(ThepolyaryletherpolymerfibercanhavelowornolowmolecularweightPVPand/orcanhavelowtonohighmolecularweightPVP)。聚芳醚聚合物纤维可具有该说明书中上述确定和/或提到性能中的一种或多种。另外，本专利技术提供纤维的制造，以便利用在血液透析器中产生的内部过滤或对流。通过增加经由内部过滤的中等分子清除，高通量透析(HFD)处理可相当于血液透析滤过(hemodiafiltration)(HDF)。为了利用内部过滤，使用具有尖锐的筛分曲线的纤维，即对分子量为约65kDa或更低的分子的高筛分系数，同时对分子量大于约65kda的蛋白质例如分子量为67,000Da的白蛋白保持1％或更低的筛分系数。本专利技术可以通过向纺丝料、芯液或两者添加一种或多种添加剂而完成该目标和其它目标。应该理解前面的概述和以下详述两者仅仅是示例性的和解释性的，并且旨在提供如所要求保护的本专利技术的进一步解释。具体实施方式本专利技术涉及新型聚合物纤维(例如聚芳醚聚合物纤维，如砜聚合物纤维如聚砜纤维)和形成聚合物纤维(例如中空纤维)的方法。聚合物纤维可在透析器中用作包含纤维的膜。本专利技术可涉及在纺丝料配方和/或芯液中利用一种或多种通常不用于纤维形成方法的添加剂。所述添加剂当以有效量存在时，可具有影响(或改变)聚合物纤维的特性/性能的能力，以致实现一种或多种以下性能(与相同的但无“添加剂”存在下制造的聚合物纤维相比)：a)使筛分曲线尖锐以改善例如在透析器中的中等分子去除；b)从流体如血液中除去较大的尿毒症溶质；c)提高中等分子去除，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚芳砜聚合物中空纤维膜，其由包含至少一种聚芳砜聚合物、至少一种聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和溶剂的溶液形成，/n其中，所述聚芳砜聚合物中空纤维的根据DIN 58352的人白蛋白的筛分系数为0.5％至小于1.0％，和/n其中，所述高的筛分系数包括根据DIN 58352对于维生素B12的筛分系数为1.0，对于菊粉为0.99、和对于肌红蛋白为0.9到1.0，/n和其中根据DIN 58352，对于1.4m

【技术特征摘要】
20110204 US 61/439,3961.聚芳砜聚合物中空纤维膜，其由包含至少一种聚芳砜聚合物、至少一种聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和溶剂的溶液形成，
其中，所述聚芳砜聚合物中空纤维的根据DIN58352的人白蛋白的筛分系数为0.5％至小于1.0％，和
其中，所述高的筛分系数包括根据DIN58352对于维生素B12的筛分系数为1.0，对于菊粉为0.99、和对于肌红蛋白为0.9到1.0，
和其中根据DIN58352，对于1.4m2的透析器和300mil/分钟的血液流速，和500ml/min的透析液流速，维生素B12的清除速率为150ml/分钟到250ml/分钟。


2.根据权利要求1所述的聚芳砜聚合物中空纤维膜，其中，所述总PVP含量为1-8％。


3.根据权利要求1或2所述的聚芳砜聚合物中空纤维膜，其中，所述溶液包含小于由包含小于2.5重量％的高MWPVP的溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：C福特，J泰奥，L施密特，
申请(专利权)人：弗雷塞尼斯医疗保健控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US