▶ フレゼニウス メディカル ケア ドイッチェランド ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-22
(54)【発明の名称】分離特性を向上させた中空糸膜フィルタ
(51)【国際特許分類】
A61M 1/18 20060101AFI20240415BHJP
B01D 69/00 20060101ALI20240415BHJP
B01D 63/02 20060101ALI20240415BHJP
【ＦＩ】
A61M1/18 517
A61M1/18 513
B01D69/00
B01D63/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023568314
(86)(22)【出願日】2022-05-10
(85)【翻訳文提出日】2023-12-13
(86)【国際出願番号】 EP2022062580
(87)【国際公開番号】W WO2022238373
(87)【国際公開日】2022-11-17
(31)【優先権主張番号】102021112314.3
(32)【優先日】2021-05-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】597075904
【氏名又は名称】フレゼニウス メディカル ケア ドイッチェランド ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(74)【代理人】
【識別番号】100170634
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 航介
(72)【発明者】
【氏名】ガスタウアー パウル
(72)【発明者】
【氏名】クーゲルマン フランツ
(72)【発明者】
【氏名】パウル ミヒャエル
(72)【発明者】
【氏名】ルフィング アンドレアス
(72)【発明者】
【氏名】ファイト トビアス
【テーマコード（参考）】
4C077
4D006
【Ｆターム（参考）】
4C077AA05
4C077BB01
4C077CC02
4C077CC04
4C077CC06
4C077CC07
4C077EE01
4C077EE03
4C077LL05
4D006GA13
4D006HA02
4D006JA01B
4D006JA02A
4D006JA02B
4D006JA25A
4D006JA25B
4D006JA25C
4D006JA27C
4D006MA01
4D006MA31
4D006MA33
4D006MC40
4D006MC62
4D006PA01
4D006PB09
4D006PC47
(57)【要約】
本発明は、向上した分離特性を有する液体を浄化するための中空糸膜フィルタに関するものであり、円筒形ハウジングと、円筒形ハウジングのそれぞれ第１及び第２の端部を囲む第１の流入室又は流出室及び第２の流入室又は流出室と、を備え、中空糸膜フィルタは、円筒形ハウジング内部の中空糸膜への改善された液体流入を行い得るような、中空糸膜の有効長と円筒形ハウジングの内径との或るアスペクト比を有する。
【選択図】図１ｂ
【選択図】図１ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空糸膜フィルタ（１００）であって、長手方向に中心軸（Ａ）に沿って延び、ハウジング内部空間（１０２）と、第１の端部（１０４）を備えた第１の端部領域（１０３）と、第２の端部を備えた第２の端部領域と、を有する円筒形ハウジング（１０１）と、
１５０～１９０μｍの内径と２５～３８μｍの壁厚とを有する複数の中空糸膜であって、前記中空糸膜は、前記円筒形ハウジング（１０１）内に配置されて、前記円筒形ハウジングの前記第１の端部領域（１０３）及び前記第２の端部領域においてポッティングゾーン（１０６）でそれぞれのポッティング化合物（１０５）中に密封して埋め込まれ、前記中空糸膜の前記端部は開口しており、前記中空糸膜のルミナが第１の流動空間を形成し、前記中空糸膜を取り囲む前記ハウジング内部空間（１０２）が第２の流動空間を形成するようになる、複数の中空糸膜と、
第１の流入空間又は流出空間（１０７）であって、第１の流入空間又は流出空間（１０７）の各々が前記円筒形ハウジング（１０１）の前記第１の端部（１０４）及び前記第２の端部の前端と前記ポッティングゾーン（１０６）とに隣接し、且つ前記中空糸膜フィルタの前記第１の流動空間と流体連通しており、第１の流入空間又は流出空間（１０７）の各々が前記第１の流入空間又は流出空間（１０７）の中／外に液体を導くための第１の液体アクセスポイント（１０８）を有する、第１の流入空間又は流出空間（１０７）と、
前記円筒形ハウジング（１０１）の前記第１及び前記第２の端部領域を取り囲む第２の流入空間又は流出空間（１０９）であって、前記第２の流動領域と流体連通して、各々の第２の流入空間又は流出空間（１０９）が前記第２の流入空間又は流出空間（１０９）の中／外に液体を導くための第２の液体ポート（１１６）を有する、第２の流入空間又は流出空間（１０９）と、
前記第１の流入空間又は流出空間（１０７）を前記第２の流入空間又は流出空間（１０９）から分離するそれぞれのシール（１１０）と、
前記第２の流入空間及び／又は流出空間（１０９）と前記第２の流動空間との間に流体接続を形成する、前記円筒形ハウジングの前記端部領域（１０３）にある流路開口部（１１３）と、を備える、中空糸膜フィルタ（１００）において、
前記中空糸膜フィルタの実有効長と前記円筒形ハウジングの内径とのアスペクト比が８～１２である、
ことを特徴とする中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項2】
前記中空糸膜フィルタの前記膜表面積が１．２～２ｍ2である、ことを特徴とする、請求項１に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項3】
前記中空糸膜の前記実有効長は２７０～３２０ｍｍである、請求項１又は２に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項4】
前記円筒形ハウジング（１０１）の内径が２５～３５ｍｍである、ことを特徴とする、請求項１～３の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項5】
前記中空糸膜の充填密度が５０～７０％である、ことを特徴とする、請求項１～４の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項6】
前記中空糸膜フィルタは、前記中空糸膜が波状形状を有することを特徴とし、特に、前記中空糸膜の前記波状形状の振幅は０．１～０．５ｍｍであり、前記中空糸膜の前記波状形状の波長は５～１０ｍｍである、ことを特徴とする、請求項１～５の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項7】
前記円筒形ハウジングの前記端部領域において、全ての前記流路開口部（１１３）の流動断面積の和と前記少なくとも１つの第２の流入空間又は流出空間（１０９）の流動断面積との比が、０．５：１～７：１、又は０．７５：１～５：１、又は１：１～３：１の範囲にある、ことを特徴とする。請求項１～６の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ。
【請求項8】
前記円筒形ハウジング（１０１）の前記端部領域において、前記第２の液体アクセスポイントから始まって前記円筒形ハウジング（１０１）の中心軸（Ａ）に向かう前記流入空間又は流出空間（１０９）が、回転対称な周方向空間、特に環状間隙を形成する、ことを特徴とする、請求項７に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項9】
前記流路開口部（１１３）が、前記円筒形ハウジング（１０１）の前記端部領域において、隔離された及び／又は対向する区画に、又は周方向に配置される、ことを特徴とする、請求項１～８の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項10】
前記少なくとも１つの端部領域（１０３）、及び任意選択的に前記第２の端部領域が、近位端領域（１０３ａ）と、遠位端領域（１０３ｂ）と、前記近位端領域と前記遠位端領域との間に配置された移行領域（１０３ｃ）とに分割され、前記第１及び／又は第２の端部領域の前記遠位端領域（１０３ｂ）の１つの端部が前記円筒形ハウジング（１０４）のそれぞれの端部に対応し、前記遠位端領域が、前記近位端領域の内径よりも少なくとも２％大きい内径を有することを特徴とする、請求項１～９の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ。
【請求項11】
全ての前記流路開口部（１１３）の流動断面積の和が１０～３５０ｍｍ2、又は１５～２００ｍｍ2、又は１５～１５０ｍｍ2、又は２０～１１０ｍｍ2である、ことを特徴とする、請求項１～１０の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項12】
前記第２の流入空間又は流出空間の流動断面積が２０～５０ｍｍ2、２０～４０ｍｍ2、又は２５ｍｍ2である、ことを特徴とする、請求項１～１１の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項13】
前記円筒形ハウジング（１０１）の前記第１の端部領域（１０３）にある前記第１の流入空間又は流出空間（１０７）及び前記第２の流入空間又は流出空間（１０９）と、前記円筒状ハウジングの前記第２の端部領域にある前記第１及び前記第２の流入空間又は流出空間とが、それぞれ第１及び第２のエンドキャップ（１１１）によって囲まれている、ことを特徴とする、請求項１～１２の内の少なくとも１項に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項14】
前記第１及び前記第２のエンドキャップ（１１１）が、前記円筒形ハウジング（１０１）の前記第１の端部領域（１０３）上及び前記第２の端部領域上の環状外周突出部（１１２ａ）に、確実に、特に液密に、隣接する、請求項８に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【請求項15】
前記第１及び前記第２のエンドキャップ（１１１）が、特に内周円形線（１１０ａ）に沿って液密に、前記円筒形ハウジング（１０１）のそれぞれ前記第１の端部（１０４）と前記第２の端部とに確実に隣接することを特徴とする、請求項８又は９に記載の中空糸膜フィルタ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体の浄化、特に血液を浄化するための中空糸膜フィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
中空糸膜フィルタは、液体の浄化に使用される。特に、中空糸膜フィルタは、水の浄化及び除染に関する医療技術において、並びに体外血液療法による腎臓障害患者の治療において透析器又はヘモフィルタの形態で使用される。中空糸膜フィルタは、一般に、円筒形ハウジングと、その中に配置された複数の中空糸膜とから成り、これらの中空糸膜は、ハウジング内の端部においてポッティングゾーン内のポッティング化合物と共に注型封入され、ハウジングに密封して連結される。このような中空糸膜フィルタは、いわゆるデッドエンド・プロセス又は２つの液体を伴うクロスフロー・プロセスで使用するように設計され、中空糸膜の膜壁を介して物質移動が生起可能であり、液体の又は液体の一方の所望の浄化が行われるようになることが知られている。このために、中空糸膜フィルタは、中空糸膜のルミナが、第１の液体が流動する第１の流動空間を形成し、中空糸膜フィルタのハウジング内の中空糸膜間の隙間が、第２の液体が流動可能な第２の流動空間を形成するように設計される。中空糸膜フィルタの一方又は両方の端部領域には、第１及び第２の液体を中空糸膜フィルタのそれぞれの流動空間に流入させ、そこから流出させるための液体アクセスポイントを有する流入空間又は流出空間が配置される。
【0003】
特に端部領域並びに端部に接続する流入空間又は流出空間の構造に関して、異なった設計を有する中空糸膜フィルタが、市場には数多く存在する。体外血液処理（透析器及び血液フィルタ）用の中空糸膜フィルタの開発に関しては、中空糸膜フィルタの設計を変更し改善する試みが継続的に行われている。一方で、血球に損傷を与える可能性のある乱流又は停滞流を回避することができるように、血液が流れる中空糸膜フィルタの流入空間又は流出空間の幾何形状によって、確実に、血液が可能な限り穏やかに空間を流動可能となることに重点が置かれている。体外血液浄化では一般に通例であるが、中空糸膜フィルタは、患者の血液が第１の流動空間を通って－すなわち中空糸膜のルミナを通って導かれるように設計される。
【0004】
更に、市販されている体外血液処理用の中空糸膜フィルタの中には、第２の流動空間における中空糸膜に対する流れを改善するように意図された設計案が数多く存在する。体外血液処理用の中空糸膜フィルタを治療目的で使用する間、水性で生理学的に適合した液体（透析液）は、通常、第２の流動空間を流れる。その場合、患者の血液から有害な代謝物の除去が膜貫通型の物質移動によって行われる。中でも、第２の流動空間における中空糸膜に対する流れは、代謝物の分離を改善するために極めて重要である。
【0005】
Ｋｕｎｉｋａｔａらは（Ｋｕｎｉｋａｔａ著；ＡＳＡＩＯ Ｊｏｕｒｎａｌ，５５（３），２３１－２３５頁（２００９））、透析液の流入領域における異なる設計に関して、様々な市販の透析器の性能データを評価している。この刊行物には、透析器に流入する透析液の好適な流動挙動をもたらし、それによって中空糸膜フィルタの性能特性の改善を可能にするように意図された様々な設計モデルが示されている。しかしながら、このような設計案は、多くの場合、精巧なハウジング設計を必要とするため、これらの設計は、規模が大きい場合に切望される高レベルの生産性に関して不利であると考えなければならない。
【0006】
欧州特許出願公開第３２３８７５８（Ａ１）号は、中空糸膜の充填密度、中空糸膜の全長、有効膜表面積、及び中空糸膜の内面とポッティング化合物の前面領域との面積比に関する設計パラメータの特定の選択を特徴とする血液透析フィルタを開示する。欧州特許出願公開第３２３８７５８（Ａ１）号によれば、これらのパラメータを選択することで、ヘモフィルタの使用時に血液側及び透析液側の過剰な圧力損失を回避し、その目的は、中空糸膜の損傷リスクを低減することである。欧州特許出願公開第３２３８７５８（Ａ１）号は、特に血液透析濾過の治療適用における中空糸膜の完全性を扱っている。欧州特許出願公開第３２３８７５８（Ａ１）号は、直径１９５～２０５μｍの中空糸膜の使用を開示している。
【0007】
血液透析における中空糸膜フィルタの性能特性改善の観点からは、血液透析に望まれる高い性能特性を達成できるように、直径１９０μｍ以下の中空糸膜を３８μｍ以下の壁厚と組み合わせて使用することが特に好ましい。しかしながら、第２の流動空間における中空糸膜に対する流れを更に改善し、中空糸膜フィルタの性能特性を更に向上させることができるように、中空糸膜フィルタの設計を改善する必要性も依然として存在する。
【0008】
それゆえ、Ｋｕｎｉｋａｔａが検討した設計を考慮すると、代替設計を考案する必要性があった。更に、中空糸膜フィルタを省コスト方式で製造する方法の探求も継続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】欧州特許出願公開第３２３８７５８（Ａ１）号明細書
【特許文献2】独国特許出願公開第１０２０１６２２４６２７（Ａ１）号明細書
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】Ｋｕｎｉｋａｔａ著；ＡＳＡＩＯ Ｊｏｕｒｎａｌ，５５（３），２３１－２３５頁（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、本発明の目的は、中空糸膜に対する流れを改善し、結果として性能データを向上させる中空糸膜フィルタを提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この目的は、請求項１の特徴を備えた中空糸膜フィルタによって達成される。請求項２～１４は、好ましい実施形態に関する。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明は、長手方向に中心軸に沿って延び、ハウジング内部と、第１の端部を備えた第１の端部領域と、第２の端部を備えた第２の端部領域と、を有する円筒形ハウジングと；１５０～１９０μｍの内径と２５～３８μｍの壁厚とを有する複数の中空糸膜であって、中空糸膜は、円筒形ハウジング内に配置されて、円筒形ハウジングの第１の端部領域及び第２の端部領域にあるそれぞれのポッティングゾーンにおいて、それぞれのポッティング化合物中に密封して埋め込まれ、中空糸膜の端部は開口しており、中空糸膜のルミナが第１の流動空間を形成し、中空糸膜を取り囲むハウジング内部空間が第２の流動空間を形成するようになる中空糸膜と；第１の流入空間又は流出空間であって、各々が前側及びポッティングゾーンで円筒形ハウジングの第１及び第２の端部に隣接し、各々が中空糸膜フィルタの第１の流動空間と流体連通して、第１の流入空間又は流出空間の中／外に液体を導くためのそれぞれの第１の液体アクセスポイントを有する、第１の流入空間又は流出空間と；円筒形ハウジングの第１及び第２の端部領域を取り囲む第２の流入空間又は流出空間であって、第２の流動領域と流体連通して、各々が第２の流入空間又は流出空間の中／外に液体を導くための第２の液体アクセスポイントを有する第２の流入空間又は流出空間と；第１の流入空間又は流出空間を第２の流入空間又は流出空間から分離するそれぞれのシールと；第２の流入空間及び／又は流出空間と第２の流動空間との間に流体接続を形成する、円筒形ハウジングの端部領域の流路開口部と；備え、中空糸膜フィルタのアスペクト比が８～１２であることを特徴とする、中空糸膜フィルタに関する。
【0014】
上記タイプの中空糸膜フィルタは、液体の浄化に関して高い性能特性を有する。更に、この中空糸膜フィルタは、所定のアスペクト比にわたって内径が小さくなるが、膜表面積は変わらないため、第２の流動空間における中空糸膜に対する流れが改善される。その結果として、第２の流動空間に流入した液体は、複数の中空糸膜の周りをより迅速に、より効果的に洗い流すことができる。特に、検査溶質である尿素及びビタミンＢ１２に関する改善された分離性能を、本発明による中空糸膜フィルタについて測定する。分離性能の１つの尺度は、ＤＩＮ／ＥＮ／ＩＳＯ ８６３７：２０１４規格に準拠して決定されるクリアランスである。
【0015】
一実施形態では、中空糸膜フィルタを透析器として具現化することができる。本出願の観点から、用語「透析器」を使用して、透析フィルタ又はヘモフィルタなどの中空糸膜フィルタの構造に基づく血液フィルタデバイスを表す。他の用途では、本発明による中空糸膜フィルタを水処理用のフィルタとしても使用することができる。
【0016】
用語「円筒形ハウジングの端部領域」とは、本出願の文脈では円筒形ハウジングの端部から円筒形ハウジングの中心まで長手方向に延びる円筒形ハウジング上の区画として理解すべきである。用語「端部領域」によって、それが円筒形ハウジングの長手方向の延長部と比べて小さな部分だけを占める円筒形ハウジング上の領域であることを示す。特に、これら端部領域の１つは、円筒形ハウジングの全長の５分の１未満、又は８分の１未満、又は１０分の１未満、又は１５分の１未満を占める。
【0017】
ポッティングゾーンは、円筒形ハウジングの端部領域の一部に位置する。本出願の文脈において、「ポッティングゾーン」とは、中空糸膜フィルタの中空糸膜がポッティング化合物中に埋め込まれる領域である。中空糸膜は、円筒形ハウジングの端部領域に固定されるようにポッティング化合物中に埋め込まれる。ポッティング化合物は、円筒形ハウジングの端部領域とシールを形成する。特に、ポッティングゾーンが端部領域幅の４分の３未満、又は３分の２未満、又は半分未満を占めるように用意される。ポッティング化合物は板状であり、円筒形ハウジングの中心軸に対して垂直に円筒形ハウジング内に配置される。用語「中心軸」とは、中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングの中心を通る中央長手方向軸として理解すべきである。本出願の文脈では、用語「中心軸」を中空糸膜フィルタの幾何学的記述のために使用する。
【0018】
第１の流入空間又は流出空間は、円筒形ハウジングのそれぞれの端部でポッティングゾーンに隣接する前側に位置する。本出願の文脈において、用語「第１の流入空間又は流出空間」とは、液体が中空糸膜フィルタの第１の流動空間に入る前か、又は液体が中空糸膜フィルタの第１の流動空間から出た後の何れかに、液体が流入できる中空糸膜フィルタ内の容積領域を意味すると理解される。第１の流入空間及び流出空間は、エンドキャップの壁によって密封状態でポッティングゾーンに隣接し、及び／又は円筒形ハウジングの端部領域の端に隣接する。一般的な設計では、第１の流入空間又は流出空間をエンドキャップとして具現化することができる。エンドキャップは、円筒形ハウジングの端部に位置し、エンドキャップの壁によって中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングに液密に且つ確実に連結される。第１の流入空間又は流出空間は各々、第１の流入空間又は流出空間の中／外に液体を導くための第１の液体アクセスポイントを有する。ポッティング化合物内の中空糸膜の端部は開口している。従って、第１の流入空間又は流出空間は、中空糸膜のルミナによって形成される中空糸膜フィルタの第１の流動空間と流体連通している。本出願の文脈では、「ルミナ（ｌｕｍｉｎａ）」又は「ルーメン（ｌｕｍｅｎ）」は、中空糸膜のキャビティを意味すると理解される。
【0019】
第１の態様によれば、中空糸膜フィルタはまた、円筒形ハウジングのそれぞれの端部領域を取り囲む第２の流入空間又は流出空間を有する。本出願の文脈において、用語「第２の流入空間又は流出空間」とは、液体が中空糸膜フィルタの第２の流動空間に入る前か、又は液体が中空糸膜フィルタの第２の流動空間から出た後の何れかに、液体が流入できる中空糸膜フィルタ内の定められた容積領域を意味すると理解される。第２の流入空間又は流出空間は各々、円筒形ハウジングの端部領域を取り囲むケーシングによって形成される。ケーシングの壁は、ポッティングゾーンに及び／又は円筒形ハウジングの端部領域の端に密封状態で隣接する。ケーシングは、円筒形ハウジングの一部であり、それに取り付けることができ、その場合、第２の流入空間又は流出空間は、ケーシングによって密封状態で囲まれる。代わりに、別個のスリーブによって、或いは第１の流入空間又は流出空間を囲むエンドキャップの一部として、ケーシングを形成することもできる。その場合、エンドキャップは、円筒形ハウジングの端部に確実に着座して、液密にハウジングに隣接し、同時に第２の流入空間又は流出空間のケーシングも形成するように設計される。第２の流入空間又は流出空間は各々、第２の流入空間又は流出空間の中／外に液体を導くための第２の液体アクセスポイントを有する。第２の流入空間又は流出空間は、中空糸膜フィルタの第２の流動空間と流体連通しており、この第２の流動空間は、中空糸膜を取り囲む中空糸膜フィルタのハウジング内部空間によって形成される。
【0020】
第１及び第２の流入空間又は流出空間は、ポッティングゾーンに及び／又は円筒形ハウジングの端部領域の端に密封状態で隣接する。従って、第１及び第２の流入空間又は流出空間は、この位置で液密に互いに分離される。好適なシール手段の一部の例としては、円筒形ハウジングの端部領域の端又はポッティング化合物の端と、第１及び第２の流入空間又は流出空間の壁との間に配置されるＯリング、溶接ゾーン、又は接合ゾーンが挙げられる。
【0021】
円筒形ハウジングの端部領域にある流路開口部を介して、第２の流入空間又は流出空間と第２の流動空間との間に流体接続が形成される。従って、液体は第２の流動空間に入る、又は第２の流動空間から排出されるとすることができる。円筒形ハウジングの端部領域にある流路開口部の数は、少なくとも５、又は１０、又は１５、又は２０、又は３０、又は４０、又は６０とすることができる。流路開口部の数は、多くとも３５０、又は３００、又は２５０、又は２００、又は１８０、又は１５０である。円筒形ハウジングの端部領域にある流路開口部の数は、好ましくは１０～３５０、又は１０～４０、又は１５～３００、又は２０～２５０、又は３０～２００、又は４０～１８０、又は６０～１８０である。
【0022】
本出願の文脈において、「アスペクト比」とは、中空糸膜の実有効長と中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングの内径との比率であると理解される。本出願の文脈において、中空糸膜フィルタの実「有効長」とは、中空糸膜を介して物質の効果的な交換が行われるポッティング化合物間の距離であると理解される。本発明に従って定められるアスペクト比により、特に大きな膜表面積を備えた中空糸膜フィルタの場合に、性能特性の向上がもたらされる。特定の実施形態において、本発明による中空糸膜フィルタは、８．５～１１、又は８．５～１０、又は９～１０のアスペクト比を有する。
【0023】
本発明の有利な実施形態において、中空糸膜フィルタは、その膜表面積が１．２～２ｍ2であることを特徴とする。代替実施形態では、本発明による中空糸膜フィルタの膜表面積は、１．３～１．９ｍ2、又は１．３～１．８ｍ2、又は１．４～１．７ｍ2である。円筒形ハウジングの内径は、本発明に従って定められたアスペクト比の範囲内で、２５～３５ｍｍ、又は２５～３３ｍｍ、又は２８～３３ｍｍに縮小することができるので、第２の流動空間における中空糸膜に対する改善された流れが生じる可能性がある。
【0024】
本発明に従って定められたアスペクト比を通して円筒形ハウジングの直径を縮小することの付加的な利点は、８未満のアスペクト比を備えた市販の中空糸膜フィルタと同じ膜表面積を作り出すために、中空糸膜の数が少なくて済むことである。これにより、円筒形ハウジング内に中空糸膜を固定するために必要なポッティング化合物の量を効果的に減らすこともできる。一方で、これはコスト上の利点を提示し、他方では、これにより、中空糸膜フィルタの製造時に中空糸膜を円筒形ハウジング内に注型する工程ステップを短縮することもできる。
【0025】
特定の実施形態において、本発明による中空糸膜フィルタは、１．６～２．０ｍ2の膜表面積と共に８．０～１０のアスペクト比を有する。代替実施形態において、中空糸膜フィルタは、１．３～１．６ｍ2の膜表面積と共に８．５～９．５のアスペクト比を有する。
【0026】
従って、これらの実施形態における中空糸膜の実有効長は２７０～３２０ｍｍである。本発明の有利な実施形態では、中空糸膜フィルタは、中空糸膜の実有効長が２８０～３２０ｍｍ、特に２８５～３１０ｍｍ又は２９０～３１０ｍｍであることを特徴とする。特に、上述の領域におけるアスペクト比、膜表面積及び実有効長の選択により、血液透析又は血液濾過などの体外血液浄化に関する治療において中間分子の効果的な除去が可能となる。この文脈では、１０，０００ダルトンから５０，０００ダルトンの分子量を有する血清タンパク質を中間分子と呼ぶ。しかしながら、同時に、過度に大きな圧力降下が中空糸膜のルミナ長にわたってルーメン側で生じ、過度の溶血又は膜の目詰まりという問題を招くことが防止される。
【0027】
本発明の別の実施形態において、中空糸膜フィルタは、第２の流入空間又は流出空間の第２の液体アクセスポイント間の平均距離に対する中空糸膜の実有効長の比率が、１～１．１、又は１～１．０５、又は１．０～１．０３であることを特徴とする。第２の流入空間又は流出空間の第２の液体アクセスポイント間の平均距離は、好ましくは２７０～３２０ｍｍ、又は２４５～２９０ｍｍ、又は２５７～３０５ｍｍ、又は２６２～３１０ｍｍである。「第２の液体アクセスポイント間の平均距離」は、液体アクセスポイントの中心軸間の距離を意味すると理解される。
【0028】
本発明の有利な実施形態では、中空糸膜フィルタは、中空糸膜の充填密度が５０～７０％、好ましくは５６～６３％、特に５７～６３％であることを特徴とする。本出願の文脈では、「充填密度」とは、円筒形ハウジングのハウジング内部において中空糸膜が占める部分を意味すると理解される。充填密度は、中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングの断面積に対する中空糸膜の断面積の和の百分率比から計算され、円筒形ハウジングの断面積は、単に内径で指定される断面積であると理解される。充填密度は、所与の繊維長に対する膜間圧力差に影響を及ぼす。有利には、繊維長と充填密度は、体外血液浄化の治療上適用において、前もって対流により除去された限外濾過液に基づいて置換液の効果的な逆濾過を確保できるように調整される。
【0029】
本発明の別の実施態様において、中空糸膜フィルタは、中空糸膜が波状形状を有することを特徴とし、特に、中空糸膜の波状形状の振幅は０．１～０．５ｍｍであり、中空糸膜の波状形状の波長は５～１０ｍｍである。中空糸膜の波状形状により、円筒形ハウジング内に配置される複数の中空糸膜が補剛される。これは、大きな実有効長と本発明に従って定められるアスペクト比と備えた本発明による中空糸膜フィルタの製造において中空糸膜束を加工する場合に特に有利である。特定の実施形態では、中空糸膜の波形状の振幅は０．３５～０．４５ｍｍ、又は０．３８～０．４３ｍｍである。代替実施形態では、中空糸膜の波形状の波長は６～９ｍｍ、又は７～８ｍｍである。特定の実施形態では、中空糸膜の波形状の振幅は０．３５～０．４５ｍｍであり、中空糸膜の波形状の波長は６～９ｍｍである。別の実施形態では、中空糸膜の波形状の振幅は０．３８～０．４３ｍｍであり、中空糸膜の波形状の波長は７～８ｍｍである。
【0030】
本発明の別の有利な実施形態では、中空糸膜フィルタは、円筒形ハウジングの端部領域において、全ての流路開口部の流動断面積の和と少なくとも１つの第２の流入空間又は流出空間の流動断面積との比が、０．５：１～７：１、又は０．７５：１～５：１、又は１：１～３：１の範囲にあることを特徴とする。
【0031】
流動断面積に関する上記の定義によれば、液体が第２の接続部を通って第２の流入空間又は流出空間に流入し、円筒形ハウジングの端部領域の流路開口部を通って第２の流動空間に流入する結果として、中空糸膜に対する液体の改善された流れは、中空糸膜フィルタの少なくとも１つの端部領域で生じる。
【0032】
「流路開口部の流動断面積の和」とは、円筒形ハウジングの端部領域における個々の流路開口部に関する全ての表面積の和を意味すると理解される。
【0033】
本出願の文脈において、「第２の流入空間又は流出空間の流動断面積」とは、中空糸膜フィルタを貫き且つ円筒形ハウジングの中心軸を通る断面の形成を介して作り出される第２の流入空間又は流出空間の断面積を意味すると理解される。この断面は、第２の流入空間及び流出空間において第２の液体アクセスポイントに接触しないように配置される。前述の断面図に第２の流入空間又は流出空間の２つの断面積を位置付けて、例えば、第２の流入空間又は流出空間が回転対称な幾何形状を有する場合、これら断面積の内の１つだけを用いて流動断面積を決定する。
【0034】
本発明の有利な実施形態では、中空糸膜フィルタは、円筒形ハウジングの端部領域において、第２の液体アクセスポイントから始まって円筒形ハウジングの中心軸に向かう流入空間又は流出空間が、回転対称な周方向空間、特に環状間隙を形成することを特徴とする。第２の流入空間又は流出空間の回転対称な幾何形状のおかげで、中空糸膜フィルタ用の構成部品は、特に射出成形技術を用いて、プロセスを最適化して製造することができる。
【0035】
本発明の別の有利な実施形態では、中空糸膜フィルタは、流路開口部が円形、長円形、又はスロットの形状であることを特徴とする。異なる用途のために提供される円筒形ハウジングの異なる内径に応じて、円筒形ハウジングの端部領域における流路開口部の数及び形状は変わる可能性がある。これは、円筒形ハウジングの製造可能性にも依存し、円筒形ハウジングは射出成形技術を用いて製造されるのが好ましい。従って、円筒形ハウジングの端部領域に、円形、長円形、又はスロットの形状を有する多数の流路開口部を配置することが有利である。
【0036】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、流路開口部が、円筒形ハウジングの端部領域の周囲において、隔離された及び／又は対向する区画に、又は均等に配置されることを特徴とする。
【0037】
別の実施形態では、中空糸膜フィルタは、少なくとも１つの端部領域、及び任意選択的に第２の端部領域が、近位端領域と、遠位端領域と、近位端領域と遠位端領域との間に配置された移行領域とに分割され、遠位端領域の１つの端部が円筒形ハウジングの端部であり、遠位端領域が、近位端領域の内径よりも少なくとも２％大きい内径を有することを特徴とする。この実施形態の観点では、近位端領域は円筒形ハウジングの重心に近接している。従って、遠位端領域は、円筒形ハウジングのこの重心の遠位に配置され、従って円筒形ハウジングの端に位置する。有利なことに、中空糸膜フィルタの円筒形ハウジング内に配置された中空糸膜の充填密度は、遠位端領域において、遠位端領域のこの部分における円筒形ハウジングの内径が大きいために減少する。これにより、中空糸膜フィルタの製造時に中空糸膜を円筒形ハウジング内に注型封入する際に生じる欠陥点が少なくなるという利点が提供される。更に、この遠位端領域では充填密度が低いため、中空糸膜は透析液の流れに適応したものとなる。
【0038】
端部領域１０３の移行領域では、円筒形ハウジングの内径が２％以上増加する。好ましくは、円筒形ハウジングの内径は、移行領域において、３％以上、又は４％以上、又は５％以上、多くとも１０％、又は多くとも８％、又は多くとも７％、又は多くとも６％、特に２～１０％、又は３～８％、又は４～７％増加する。移行領域は、円筒形ハウジングの中心軸の延長方向において、円筒形ハウジングの全長の少なくとも１／１０、又は少なくとも１／１２、又は少なくとも１／１４、又は少なくとも１／１５、又は少なくとも１／１７、又は少なくとも１／１８、又は少なくとも１／２０、並びに多くとも１／４０、又は多くとも１／３５、又は多くとも１／３０、又は多くとも１／２５、特に１／１０～１／４０、又は１／１２～１／３５、又は１／１４～１／３０、又は１／１５～１／２５を占める。
【0039】
前述の実施形態の更なる実施形態では、中空糸膜フィルタは、流路開口部が遠位端領域に配置されていることを特徴とする。従って、第２の流動空間に流入する透析液は、流路開口部を介して、充填密度の低い中空糸膜の部分の中に直接通されるとすることができる。この結果、遠位端領域の中空糸膜にとって有利な周方向に一様な流れが生じ、この一様流はまた、透析液の流れが充填密度の高い中空糸膜の部分に入るまでは遠位端領域のこの部分で充填密度が低いために、中空糸膜の配列をより良好に貫通することができる。
【0040】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、全ての流路開口部の流動断面積の和が１０～３５０ｍｍ2、又は１５～２００ｍｍ2、又は１５～１５０ｍｍ2、又は２０～１１０ｍｍ2であることを特徴とする。想定される全ての流路開口部の流動断面積の和は、中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングの内径に、ひいては中空糸膜の数に依存する。中空糸膜の表面積が大きく、中空糸膜の数が多い中空糸膜フィルタでは、十分な濾過性能を達成するために、中空糸膜フィルタの第２の流動空間の流動容積を相応に大きくする必要がある。一例として、中空糸膜フィルタの第２の流動空間内に約１万本の中空糸膜を配置した場合、流路開口部の全流動断面積の和は約９０～１５０ｍｍ2の範囲にある。円筒形ハウジングの内径は２８～３３ｍｍとすることができる。流路開口部の全流動断面積の和を円筒形ハウジングの内径に適合させることで、第２の流動空間への液体の流入を調節し、ひいては第２の流動空間における中空糸膜に対する流れの改善を達成する。
【0041】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、第２の流入空間又は流出空間の一方又は両方の流動断面積が、２０～５０ｍｍ2、２０～４０ｍｍ2、又は２５ｍｍ2であることを特徴とする。ここでも、流入空間又は流出空間の流動断面積は、中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングの内径に適合させることができ、従って、中空糸膜フィルタの数についても異なる値を採用することができる。一例として、中空糸膜フィルタの第２の流動空間内に約１万本の中空糸膜を配置した場合、流入空間又は流出空間の流動断面積は２０～３０ｍｍ2である。流入空間又は流出空間の流動断面積を円筒形ハウジングの内径に適合させることで、第２の流入空間又は流出空間に流入する液体の効率的な分配が得られるので、液体が第２の流動空間に入る時に中空糸膜に対する一様な流れを実現することができる。
【0042】
本発明による中空糸膜フィルタの内径は、一実施形態では２５～３５ｍｍである。特に、６０００～１２０００本の中空糸膜を中空糸膜フィルタの円筒形ハウジング内に配置することができるので、中空糸膜フィルタは１．２～２．０ｍ2の膜表面積を有することができる。「膜表面積」は、中空糸膜の内部表面積と中空糸膜フィルタの円筒形ハウジング内に配置される中空糸膜の数との積から計算される。中空糸膜の内部表面積は、中空糸膜の内径、円周率π、及び実有効長の積から計算される。
【0043】
本発明による中空糸膜フィルタを構成するために、ポリスルホン及びポリビニルピロリドンでできた中空糸膜を使用することが好ましい。
【0044】
中空糸膜が円筒形ハウジングのそれぞれの端部領域に埋め込まれて密封されるポッティング化合物は、好ましくはポリウレタンでできている。
【0045】
円筒形ハウジング及びエンドキャップは、好ましくはポリプロピレン材料でできている。ポリプロピレン製のハウジングは、製造時に長い繊維束を確実に受け入れるのに有利に適している。
【0046】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、円筒形ハウジングの第１の端部領域にある第１及び第２の流入空間又は流出空間と、円筒状ハウジングの第２の端部領域にある第１及び第２の流入空間又は流出空間とが、それぞれ第１及び第２のエンドキャップによって囲まれていることを特徴とする。エンドキャップは、一体に成形されるのが有利である。エンドキャップは、エンドキャップの１つの壁が第１の流入空間又は流出空間を囲み、別の壁が第２の流入空間又は流出空間を囲むケーシングを形成するように設計される。エンドキャップは、円筒形ハウジングの端部領域上に着座し、シールによって液密となるように幾何学的に形づくられる。エンドキャップは、射出成形によって製造されるのが有利である。ここで定められたエンドキャップを用いた中空糸膜フィルタの製造は、中空糸膜フィルタの製造プロセスの最適化に寄与する。第１及び第２の液体アクセスポイントはエンドキャップ上に配置される。
【0047】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、第１エンドキャップが、特に液密に、円筒形ハウジングの第１の端部領域上の環状外周突出部に確実に隣接できることを特徴とする。特に、第２エンドキャップも、特に液密に、円筒形ハウジングの第２の端部領域上の環状外周突出部に確実に隣接することができる。こうして、エンドキャップと円筒形ハウジングは、外周突出部に沿って液密に連結される。シールは、溶接又は接着で施すことができる。
【0048】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、第１エンドキャップが、特に内周円形線に沿って液密に、円筒形ハウジングの第１の端部に確実に隣接できることを特徴とする。特に、第２エンドキャップも、特に内周円形線に沿って液密に、円筒形ハウジングの第２の端部に確実に隣接することができる。この内周円形線は、例えば、エンドキャップの内側に円形ビード又は突出部として具現化することができる。しかしながら、代わりに、エンドキャップの壁の内側を円筒形ハウジングの端部に直接連結することもできる。エンドキャップの円形線を円筒形ハウジングの端部に連結することにより、溶接、接着、又はＯリングによって、第１の流入空間及び流出空間と第２の流入空間及び流出空間との間に液体シールが作り出される。
【0049】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、第２の流入空間又は流出空間の一方又は両方の容量が１．５～５ｃｍ3であることを特徴とする。第２の流入空間及び／又は流出空間の定められた容積領域によって、特に、第２の流入空間又は流出空間に入る液体を円筒形ハウジングの内径の関数として均等に分配できるよう確保することができる。これはまた、少なくとも１つの第２の流入空間又は流出空間の領域で流れが停滞し、第２の流動領域で中空糸膜に対して不均一に流れることを防止する。
【0050】
本発明の別の有利な実施態様では、中空糸膜フィルタは、円筒形ハウジング及びエンドキャップが熱可塑性材料、特にポリプロピレンでできていることを特徴とする。従って、円筒形ハウジング及びエンドキャップは、有利には、最適化した射出成形プロセスを用いて製造することができる。更に、材料の選択により、溶接プロセスを通して円筒形ハウジングとエンドキャップとを互いに確実に且つ密封して連結できるという利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図2b】図２ｂは、本発明による中空糸膜フィルタの円筒形ハウジングに関する別の実施形態の側面図を示し、円筒形ハウジングの端部領域を描写している。図２ｂによる図解には寸法が設けてある。寸法値は単位ミリメートル（ｍｍ）を指す。
【0052】
図１ａは、円筒形ハウジングの中心軸Ａに沿った、本発明による中空糸膜フィルタ１００の断面を示す。図１ａには中空糸膜フィルタの一部だけが示してあり、これは、第１の端部領域１０３を備えた円筒形ハウジング１０１上の第１の端部１０４を説明するものである。端部領域１０３の一部は、ポッティング化合物１０５を長手方向、すなわち円筒形ハウジングの中心軸Ａに垂直な方向に対して前側に配置したポッティングゾーン１０６によって占められ、このポッティング化合物１０５は、ハウジング１０１とのシールを形成するために、円筒形ハウジング１０１の第１の端部領域１０３及び第２の端部領域（図示せず）でハウジング内部空間１０２内の中空糸膜（図１ａには図示せず）にそれぞれ埋め込まれる。また、図示してあるのは、第１の流入空間又は流出空間１０７を取り囲む壁１１４と、第２の流入空間又は流出空間１０９を取り囲むケーシング領域１１５とを備えたエンドキャップ１１１である。第２の流入空間又は流出空間１０９の流動断面積の面は、図１ａに平行線で表示してある。液体アクセスポイント１０８も示してある。この図解では、液体アクセスポイント１０８が透析器の血液接続部の典型的な詳細を表している。液体アクセスポイント１０８は、第１の流入空間又は流出空間１０７への液体アクセスポイントを形成する。図１に示すエンドキャップ１１１は一体に成形されているので、壁１１４とケーシング１１５はエンドキャップの一部である。図１ａに示す配置によれば、第１及び第２の流入空間又は流出空間（１０７，１０９）の空間は、エンドキャップ１１１、円筒形ハウジング１０１、及びポッティング化合物１０５に囲まれている。第１の流入空間又は流出空間は、円筒形ハウジング１０１の端部１０４において、周方向シール１１０で封止される。図１では断面だけを示すエンドキャップ１１１の内円周１１０ａが、この目的で使用される。 図１に示す実施形態では、エンドキャップ１１１の内周１１０ａが円筒形ハウジング１０１の端部１０４に着座するので、円筒形ハウジングの端部１０４とエンドキャップ１１１との間にシール１１０が作り出される。液体アクセスポイント１０８を通って第１の流入空間又は流出空間１０７に流入した液体は、中空糸膜のルミナに流入し、ひいてはポッティング化合物１０５内の中空糸膜の開放端部（図１ａには図示せず）を介して排他的に第１の流動空間に流入する。もう１つの周方向液体シール１１２は、エンドキャップ１１１のケーシング１１５に確実に且つ液密に隣接する円筒形ハウジング１０１上の環状外周突出部１１２ａによって作り出される。
【0053】
図１ｂは、円筒形ハウジングの中心軸Ａも第２の液体アクセスポイントの中心軸Ｂも通る、本発明による中空糸膜フィルタ１００の別の断面を示す。中心軸Ｂは、第２の流入空間又は流出空間１０９に隣接する第２の液体アクセスポイント１１６の中心を通る。図１ｂの１００～１１１、１１４及び１１５の表記は、図１ａの表記と同一である。また、図１ａで示したように、図１ｂでも第２の流入空間又は流出空間１０９の流動断面積が平行線で表示してある。更に、この断面図では、円筒形中空糸膜フィルタの端部領域１０３と対向する側に流路開口部１１３を見ることができる。この図は、第２の液体アクセスポイント１１６が第２の流入空間又は流出空間１０９と流体連通していること、並びに流路開口部１１３を介して中空糸膜フィルタ１００のハウジング内部１０２にある第２の流動空間への流体接続が依然として存在することを示している。図１ｂに示す実施形態では、多数の流路開口部（図１ｂの断面図ではその内の２つだけが見えている）が、円筒形中空糸膜フィルタの端部領域１０３に互いに対向して配置される。
【0054】
図２ａは、本発明による中空糸膜フィルタの円筒形ハウジング１０１の一部に関する概略図を側面図に示す。図２ａの説明図には、円筒形ハウジング１０１の第１の端部１０４を備えた部分が示してある。図２ａはまた、円筒形ハウジング１０１上の環状外周突出部１１２ａを示しており、この突出部は、エンドキャップ１１１のケーシング１１５上にシール１１２を作り出す目的で設けられる。参照番号１０３は、円筒形ハウジング１０１の端部領域を表す。参照番号１０６は、端部領域のポッティングゾーンを表し、ポッティング化合物１０５自体は、図２ａに示されない。中心軸Ａは円筒形ハウジングの長手方向を指し示すが、図示の側面図では、円筒形ハウジングを描写した表面に関する図面平面より下に位置する。側面図には、複数の流路開口部１１３が示してあり、これらの流路開口部は、中空糸膜フィルタにおいて第２の流入空間又は流出空間１０９と第２の流動空間との（図２Ａには何れも図示せず）接続部を形成する。図示の説明図では、流路開口部は円形として描いてあるが、長円形、スロット、又はＵ字の形状を有することもできる。流路開口部１１３の流動断面積は、個々の流路開口部１１３の全てに関する流動断面積の和から生じる。図２ａに従って示す実施形態は、円筒形ハウジング１０１の端部領域１０３に２２個の流路開口部１１３を有し、その内の半分－すなわち１１個－だけが図２に見えている。付加的な１１個の流路開口部は、円筒形ハウジング１０１の端部領域１０３の向こう側に位置する。
【0055】
図２ｂは、本発明による中空糸膜フィルタの円筒形ハウジング１０１の一部に関する実施形態の概略図を側面図に示す。図２ｂの説明図には、円筒形ハウジング１０１の第１の端部１０４を備えた部分が示してある。図２ｂはまた、円筒形ハウジング１０１上の環状外周突出部１１２ａを示しており、この突出部は、エンドキャップ１１１のケーシング１１５上にシール１１２を作り出すために設けられる。更に図２ｂに示してあるのは、１０３－円筒形ハウジング１０１の端部領域、中心軸Ａ、１１３－円形貫通開口部である。
【0056】
図示の実施形態では、流路開口部１１３の中心から円筒形ハウジング１０１の端部１０４までの距離は１０ｍｍである。円筒形ハウジングの端部１０４において、円筒形ハウジングの開口部の直径は３４ｍｍである。図示の実施形態では、円筒形ハウジングの端部領域１０３は、近位端領域１０３ａと遠位端領域１０３ｂとに分割される。図示の実施形態では、近位端領域１０３ａは、環状外周突出部１１２ａに隣接して配置され、従って、図２ｂに示す実施形態の観点では、円筒形ハウジングの重心に近接している。図２ｂに示す実施形態では、円筒形ハウジングの遠位端領域１０３ｂの内径は、近位端領域１０３ａの内径よりも大きい。近位端領域と遠位端領域は、移行領域１０３ｃを介して互いに隣接する。端部領域１０３の移行領域１０３ｃでは、円筒形ハウジングの内径が３％以上増加する。特に、図２ｂに示す実施形態によれば、円筒形ハウジングの端部における遠位端領域１０３ｂの直径は３４ｍｍであるのに対し、それに続く移行部１０３ｃにおける遠位端領域１０３ｂの内径は３３．５ｍｍである。近位端領域における円筒形ハウジング１０１の内径は、図２ｂに示す実施形態では３１．９ｍｍである。従って、近位端領域１０３ａから遠位端領域１０３ｂまでの内径の増加は、図示の実施形態では１．６ｍｍである。円筒形ハウジング１０１の内径は、中央領域で３１．４ｍｍである。図２ｂに示す寸法から、遠位端領域１０３ｂ及び近位端領域１０３ａのそれぞれにおける内径は、円筒形ハウジングの中央部に向かって更に先細になっていることが分かる。図２ｂに従って説明した円筒形ハウジング１０１の個々の領域に関する内径の円錐形状は、射出成形機から射出成形部品として円筒形ハウジングを脱型できるようにする必要性から生じる。射出成形部品に必要とされるこのような幾何形状は、射出成形技術において公知である。移行領域１０３ｃにおける内径の変化は、これらの必要な円錐状に広がる内径の変化とは区別しなければならない。移行領域１０３ｃは、図２ｂに示す実施形態では中心軸Ａの延長方向に２ｍｍ未満の領域を占め、この領域では、近位端領域の内径が３１．９ｍｍから遠位端領域の内径３３．５ｍｍまで増加する。移行領域は、円筒形ハウジングの全長の約１／１５を占めるに過ぎない。
【0057】
図１ａ、１ｂ及び２に示す詳細に従って作られる、本発明による中空糸膜フィルタの一実施形態では、全ての流路開口部の流動断面積の和は、例えば１７ｍｍ2とすることができる。更に、この実施形態では、第２の流入空間又は流出空間の流動断面積は、約２６ｍｍ2とすることができる。全ての流路開口部の流動断面積の和と、少なくとも１つの第２の流入空間又は流出空間の流動断面積との比は、０．６５：１である。
【0058】
図３は、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社から入手可能なＦＸ中空糸膜フィルタの断面の一部に関する概略図を示しており、この断面は円筒形ハウジングの中心軸Ａも第２の液体アクセスポイントの中心軸Ｂも通る。前の図と同様に、図３は以下を示す：
３００ 中空糸膜フィルタ
３０１ 円筒形ケース
３０２ 複数の中空糸膜（図３には図示せず）を受け入れるための円筒形ケースのハウジング内部空間
３０３ 円筒形ハウジングの端部領域
３０４ 円筒形ハウジングの第１の端部
３０５ ポッティング化合物
３０６ ポッティングゾーン
３０７ 第１の流入空間又は流出空間
３０８ 第１の流入空間又は流出空間への第１の液体アクセスポイント
３０９ 第２の流入空間又は流出空間
３１０ Ｏリングとして具現化された周方向シール
３１０ａ エンドキャップの内周
３１１ エンドキャップ
３１２ａ 環状外周突出部
３１４ エンドキャップの壁
３１５ エンドキャップ上にある円筒形ハウジングの端部領域のケーシング、
３１６ 第２の液体アクセスポイント。
３００ 中空糸膜フィルタ
３０１ 円筒形ケース
３０２ 複数の中空糸膜（図３には図示せず）を受け入れるための円筒形ケースのハウジング内部空間
３０３ 円筒形ハウジングの端部領域
３０４ 円筒形ハウジングの第１の端部
３０５ ポッティング化合物
３０６ ポッティングゾーン
３０７ 第１の流入空間又は流出空間
３０８ 第１の流入空間又は流出空間への第１の液体アクセスポイント
３０９ 第２の流入空間又は流出空間
３１０ Ｏリングとして具現化された周方向シール
３１０ａ エンドキャップの内周
３１１ エンドキャップ
３１２ａ 環状外周突出部
３１４ エンドキャップの壁
３１５ エンドキャップ上にある円筒形ハウジングの端部領域のケーシング、
３１６ 第２の液体アクセスポイント。
【0059】
図３から分かるように、図１ａ、１ｂ、及び３に示す中空糸膜フィルタは、第２の流入空間及び流出空間の構造が構造的に異なっている。第２の流入空間又は流出空間を中空糸膜フィルタの第２流動領域に接続する流路開口部（図示せず）は、図３では見えない。
【0060】
図４は、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社から入手可能なＦＸ中空糸膜フィルタの円筒形ハウジング４０１の概略側面図を示し、このフィルタはポッティングゾーン４０６にポッティング化合物４０５を有する。図４は、環状外周突出部４１２ａを示している。側面図はまた、ハウジング４０１の端部領域４０３上に周方向に配置された流路開口部４１３を示している。図３及び４に従って説明するＦＸ６０中空糸膜フィルタは、２６ｍｍ2という第２の流入空間又は流出空間の流動断面積を有する。ＦＸ中空糸膜フィルタの同じ実施形態では、全ての流路開口部の流動断面積の和は３９２ｍｍ2である。全ての流路開口部の流動断面積の和と、少なくとも１つの第２の流入空間又は流出空間の流動断面積との比は、１５：１である。
【0061】
図５ａは、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社から市販されているＦＸ６０中空糸膜フィルタ３００の側面断面図を示す。図５ａに示す中空糸膜フィルタの構造詳細は、図３に対応している。図５ａは、第２の液体アクセスポイント３１６ａ及び３１６ｂ、ポッティング化合物３０５ａ及び３０５ｂ、並びに円筒形ハウジング３０１を示す。図５ａに示す中空糸膜フィルタの全長は２９２ｍｍである。第２の液体アクセスポイント間の平均距離は２４８ｍｍである。中空糸膜の実有効長は２２８ｍｍである。円筒形ハウジングの内径は３４ｍｍである。描写する中空糸膜フィルタのアスペクト比は６．７１である。第２の液体アクセスポイント３１６ａ及び３１６ｂ間の平均距離に対する中空糸膜の実有効長の比率は０．９２である。
【0062】
図５ｂは、本発明による中空糸膜フィルタ１００の概略図を示す。図５ｂに示す中空糸膜フィルタの構造詳細は、図１に対応している。図５ｂは、第２の液体アクセスポイント１１６ａ及び１１６ｂ、ポッティング化合物１０５ａ及び１０５ｂ、並びに円筒形ハウジング１０１を示す。図５ｂに従って描写する中空糸膜フィルタの全長は３３３ｍｍである。第２の液体アクセスポイント間の平均距離は２８５ｍｍである。実有効長は２８０ｍｍである。円筒形ハウジングの内径は３１ｍｍである。描写する中空糸膜フィルタのアスペクト比は９．１である。第２の液体アクセスポイント１１６ａ及び１１６ｂ間の平均距離に対する中空糸膜の実有効長の比率は１．０１８である。
【実施例】
【0063】
クリアランスの決定
クリアランスは、ＤＩＮ／ＥＮ／ＩＳＯ ８６３７：２０１４規格に準拠して決定し、実施例では３００ｍｌ／ｍｉｎの血液流量及び５００ｍｌ／ｍｉｎの透析液流量を設定する。試験液として、血液側に１６．７ｍｍｏｌ／ｌの尿素（Ｍｅｒｃｋ社製）及び３６．７μｍｏｌ／ｌのビタミンＢ１２（Ｂｉｅｓｔｅｒｆｅｌｄ、ＢＣＤ Ｃｈｅｍｉｅ社製）の水溶液、透析液側に蒸留水を使用する。ビタミンＢ１２の濃度は、３６１ｎｍで測光法により決定する。ＵＲＥＡＬ検査を備えたＣｏｂａｓ Ｉｎｔｅｇｒａ ４００ ｐｌｕｓデバイス（Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社、ドイツ）を用いて尿素を測定する。
クリアランスは、ＤＩＮ／ＥＮ／ＩＳＯ ８６３７：２０１４規格に準拠して決定し、実施例では３００ｍｌ／ｍｉｎの血液流量及び５００ｍｌ／ｍｉｎの透析液流量を設定する。試験液として、血液側に１６．７ｍｍｏｌ／ｌの尿素（Ｍｅｒｃｋ社製）及び３６．７μｍｏｌ／ｌのビタミンＢ１２（Ｂｉｅｓｔｅｒｆｅｌｄ、ＢＣＤ Ｃｈｅｍｉｅ社製）の水溶液、透析液側に蒸留水を使用する。ビタミンＢ１２の濃度は、３６１ｎｍで測光法により決定する。ＵＲＥＡＬ検査を備えたＣｏｂａｓ Ｉｎｔｅｇｒａ ４００ ｐｌｕｓデバイス（Ｒｏｃｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ社、ドイツ）を用いて尿素を測定する。
【0064】
実施例１：本発明による中空糸膜フィルタ
図１ａ、１ｂ、及び５ｂに従う構造詳細と表１に示すパラメータとを備えた中空糸膜フィルタを製造した。波形ポリスルホン／ポリビニルピロリドン中空糸膜を使用し、これは特にＦｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社のＦＸ６０フィルタに組み込まれている。中空糸膜フィルタは、先行技術で公知の方法に従って製造した。
本発明による中空糸膜フィルタは、先行技術で公知であり、独国特許出願公開第１０２０１６２２４６２７（Ａ１）号に記載される蒸気滅菌法を用いて滅菌した。クリアランス及びふるい係数を滅菌実施形態と共に非滅菌実施形態に関して調べた。その結果を表２に示す。
図１ａ、１ｂ、及び５ｂに従う構造詳細と表１に示すパラメータとを備えた中空糸膜フィルタを製造した。波形ポリスルホン／ポリビニルピロリドン中空糸膜を使用し、これは特にＦｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社のＦＸ６０フィルタに組み込まれている。中空糸膜フィルタは、先行技術で公知の方法に従って製造した。
本発明による中空糸膜フィルタは、先行技術で公知であり、独国特許出願公開第１０２０１６２２４６２７（Ａ１）号に記載される蒸気滅菌法を用いて滅菌した。クリアランス及びふるい係数を滅菌実施形態と共に非滅菌実施形態に関して調べた。その結果を表２に示す。
【0065】
比較例１： ＦＸ６０中空糸膜フィルタ
Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社のＦＸ６０中空糸膜フィルタを比較実施形態として使用した。ＦＸ６０中空糸膜フィルタの構造詳細を図３、４、及び５ａに模式的に示す。ＦＸ６０フィルタの技術パラメータを表１に示す。
ＦＸ６０中空糸膜フィルタは、本発明による中空糸膜フィルタに使用したのと同じ蒸気滅菌プロセスを用いて滅菌した。中空糸膜フィルタを使用して決定したクリアランスを滅菌実施形態と共に非滅菌実施形態に関して調べた。その結果を表２に示す。
表１
実施例１による本発明に従う中空糸膜フィルタ、並びに比較例１によるＦＸ６０中空糸膜フィルタには、同じ製造に由来する中空糸膜を使用した。これらの中空糸膜は、直径、壁厚、細孔特性、及び材料組成の点で一致している。実施例１及び比較例１の中空糸膜数は、それぞれの中空糸膜フィルタが同じ膜表面積１．４ｍ2を有するように調整した。
表２
表２の結果から、実施例１による滅菌及び非滅菌の中空糸膜フィルタの尿素及びビタミンＢ１２に対するクリアランスは、比較例１のＦＸ６０中空糸膜フィルタよりも高いことが分かる。更に、本発明による実施例は、滅菌後に尿素クリアランスの僅かな減少を示すだけである。
Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ社のＦＸ６０中空糸膜フィルタを比較実施形態として使用した。ＦＸ６０中空糸膜フィルタの構造詳細を図３、４、及び５ａに模式的に示す。ＦＸ６０フィルタの技術パラメータを表１に示す。
ＦＸ６０中空糸膜フィルタは、本発明による中空糸膜フィルタに使用したのと同じ蒸気滅菌プロセスを用いて滅菌した。中空糸膜フィルタを使用して決定したクリアランスを滅菌実施形態と共に非滅菌実施形態に関して調べた。その結果を表２に示す。
表１
実施例１による本発明に従う中空糸膜フィルタ、並びに比較例１によるＦＸ６０中空糸膜フィルタには、同じ製造に由来する中空糸膜を使用した。これらの中空糸膜は、直径、壁厚、細孔特性、及び材料組成の点で一致している。実施例１及び比較例１の中空糸膜数は、それぞれの中空糸膜フィルタが同じ膜表面積１．４ｍ2を有するように調整した。
表２
表２の結果から、実施例１による滅菌及び非滅菌の中空糸膜フィルタの尿素及びビタミンＢ１２に対するクリアランスは、比較例１のＦＸ６０中空糸膜フィルタよりも高いことが分かる。更に、本発明による実施例は、滅菌後に尿素クリアランスの僅かな減少を示すだけである。
【符号の説明】
【0066】
１００ 中空糸膜フィルタ
１０１ 円筒形ハウジング
１０２ ハウジング内部空間
１０３ 第１の端部領域
１０４ 第１の端部
１０５ ポッティング化合物
１０６ ポッティングゾーン
１０７ 第１の流入空間又は流出空間／
１０８ 液体アクセスポイント
１０９ 第２の流入空間又は流出空間
１１０ 周方向シール
１１０ａ エンドキャップの内周
１１１ エンドキャップ
１１２ もう１つの周方向液体シール
１１２ａ 環状外周突出部
１１３ 流路開口部
１１４ 壁
１１５ ケーシング領域
１１６ 第２の液体アクセスポイント
Ａ 円筒形ハウジングの中心軸
Ｂ 第２の液体アクセスポイントの中心軸
１０１ 円筒形ハウジング
１０２ ハウジング内部空間
１０３ 第１の端部領域
１０４ 第１の端部
１０５ ポッティング化合物
１０６ ポッティングゾーン
１０７ 第１の流入空間又は流出空間／
１０８ 液体アクセスポイント
１０９ 第２の流入空間又は流出空間
１１０ 周方向シール
１１０ａ エンドキャップの内周
１１１ エンドキャップ
１１２ もう１つの周方向液体シール
１１２ａ 環状外周突出部
１１３ 流路開口部
１１４ 壁
１１５ ケーシング領域
１１６ 第２の液体アクセスポイント
Ａ 円筒形ハウジングの中心軸
Ｂ 第２の液体アクセスポイントの中心軸
【図1a】
【図1b】
【図2a】
【図2b】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【国際調査報告】