DD296620A5

DD296620A5 - Trennungsmembran und trennungsverfahren

Info

Publication number: DD296620A5
Application number: DD90343087A
Authority: DD
Inventors: Shinji Nagamatsu; Yoshikazu Tanaka; Tohru Shibata
Original assignee: Daicel Chemical Industries,Ltd,Jp; Tanabe Seiyaku Co.,Ltd.,Jp
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1991-12-12
Also published as: JPH0368435A

Abstract

Trennmembran mit einer poroesen Membranstruktur mit einer Porengroeszenverteilung, dasz die Membran 90% oder mehr der Teilchen mit einer Groesze von 0,5 Mikron nicht durchlaeszt, wenn die Membran 0,1 mm dick ist, wobei sie aus einem Material mit einer stickstoffhaltigen Verbindung zusammengesetzt und fluessigkeitsdurchlaessig ist, so dasz sie in einer Fluessigkeit enthaltene Phosphopolyole adsorbiert und zurueckhaelt.

Description

Trennmembran und Trennverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran zur Abtrennung von Phosphopolyolsubstanzen (PPS), z. B. toxischen fiebererzeugenden Stoffen, aus einer Flüssigkeit, die unmittelbar in einen lebenden Körper eingeführt wird, z.B. eine Injektion, eine Dialysierflüssigkeit und eine Infusion, und ferner entsprechendos Verdünnungswasser und Waschwasser. Die erfindungsgemäße Membran kann auf ein organisches Lösungsmittel für den gleichen Zweck angewendet werden. Sie kann DNA und RNA auf dem Gebiet der Gentechnologie adsorbieren. Sie ist zur Adsorption von PPS aus Bakterien- und Tierzellen verwendbar.

Phosphopolyol (PPS) wird als eine Verbindung definiert, die aus einem Phosphorsäureteil und einem Polyolteii zusammengesetzt ist, z. B. LPS, Lipid A, Nucleinsäure und eine Glycerolphosphatverbindung. Viele dieser Polyolverbindungen sind physiologisch wirksam. Sie können selbst in geringer Meng6 durch die Erfindung entfernt werden. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Abtrennung eines fiebererzeugenden Stoffs aus einer Flüssigkeit mittels der Membran (bekannter Stand der Technik).

Zur Trennung der in einer Flüssigkeit enthaltenen Substanzen werden sowohl ein Adsorptionsmittel als auch eine Trennmembran verwendet. Die relative Schwierigkeit der Trenntechnik, dir in der Industrie verlangt wird, variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, z. B. der Art der im System enthaltenen Substanzen, der Trennleistung und dem Durchsatz. Die Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs ist ein Beispiel für eine Trenntechnik, bei der besonders strenge Forderungen gestellt werden. Ähnliche Beispiele aus dem technischen Bereich stellen die Entfernung einer Nucleinsäure und anderer PRS dar.

Beispiele für die Flüssigkeitk, aus der ein fiebererzeugender Stoff entfernt werden soll, sind Flüssigkeiten, die unmittelbar in einen lebenden Körper eingeführt werden, ohne daß sie einen Verdauungstrakt passieren, z. B. flüssige Arzneimittel zur Injektion, Nährinfusion und Dialyse sowie Verdünnungswasser für diese Arzneimittel, Geräte zur Handhabung der oben beschriebenen Flüssigkeiten und Waschwasser für die Behälter für die oben beschriebenen Flüssigkeiten. Ein fiobererzeugender Stoff ist eine Substanz, die selbst in sehr geringer Menge zu einer anomalen Zunahme der Körpertemperatur von Warmblütern führt. Wenn der fiebererzeugende Stoff als Verunreinigung einer intravenösen Injektion etc. in Blut gelangt, kommt es unabhängig von der Wirkung des Arzneimittels zu heftigem Fieber. Angenommen wird, daß ein Fieber auftritt, dar von Schüttelfrost und mitunter von Schocktod begleitet wird, wenn die oben beschriebene Wirkung übermäßig stark ist. Bakterielle Substanzen, inflammatorische Substanzen, pflanzliche Polysaccharide, Blutgruppensubstanzen oder ähnliche sind als fiebererzeugende Stoffe bekannt. Von ihnen stehen die bakteriellen Substanzen in besonders engen Zusammenhang mit dem Fieber und werden als Bakteriotoxin bezeichnet, das allgemein in Exotoxin und Endotoxin eingeteilt wird. Unter den oben beschriebenen Toxinen hat das Endotoxin als das sogenannte O-Antigen, das hauptsächlich aus einem Zellwand-Lipopolysaccharid (LPS) von gramnegativen Bakterien zusammengesetzt ist, die stärkste fiebererzeugende Eigenschaft und kann selbst durch Wärmebehandlung nicht inaktiviert werden. Ist das Endotoxin erst einmal durch Zufall in eine Flüssigkeit gelangt, läßt es sich sehr schwer entfernen. Somit werden fiebererzeugende Stoffe gleichermaßen Endotoxine oder LPS. Chemische Zersetzung, Membrantrennung, Gelfiltration, Adsorption etc. sind als Verfahren zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs bekannt. Die Anwendbarkeit der chemischen Zersetzung ist wegen der Widerstandsfähigkeit einer zu behandelnden Substanz gegen einen Zersetzer, wegen der Probleme, die sich aus der Verunreinigung durch einen Zersetzer und ein Zersetzungsprodukt ergeben, etc. eingeschränkt.

Die Membrantrennung und die Gelfiltration können als ein Trennverfahren angesehen werden, bei dem ein Größenunterschied zwischen dem fiebererzeugenden Stoff und der zu behandelnden Substanz genutzt wird. Hinsichtlich der Größe dos fiebererzeugenden Stoffs müssen die Varietät des fiebererzeugenden Stoffs, die Assoziation von LPS und die Gegenwart von Lipid A ebenfalls berücksichtigt werden. Selbst wenn es nur um LPS geht, das die wichtigste Substanz unter den verschiedenen fiebererzeugenden Stoffen ist, sind eine aliphatische Kette des Teils, der mit der fiebererzeugenden Wirkung verbunden ist, d. h. Lipid A, und ein daran gebundenes Polysaccharid spezifisch und nach der Art verschieden entsprechend den Arten der Bakterien als Ursprung des LPS. Ein LPS mit einer relativen Molekülmasse von etwa 5000 assoziiert unter Bildung einer großen

Mizellarstruktur mit einer relativen Molekülmasse von einigen Millionen, während ein Llpid A mit einer relativen Molekülmasse von etwa 2000 für sich ein fiebererzeugender Stoff ist.

Zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs mit Hilfe einer Membran werden eine Ultrafiltrationsmembran (UF-Membran) und eine Umkehrosmosemembran (RO-Membran) angewendet. Ebenfalls vorgeschlagen wurde eine Vorrichtung, die aus einer großen Anzahl von Membranen besteht, um bei der Technik zur Entfernung von fiebererzeugenden Stoffen unter tinsatz von Membranen einen geringen Gehalt an fiebererzeugenden Stoffen zu erreichen. Beispiele hierfür sind die Vorrichtungen, die in der Japanischen Offenlegungsschrift 207017/1982 und im US-Patent 4261834 (deWinter) offenbart werden. Wenn die zu behandelnde Flüssigkeit eine wäßrige Lösung ist, die nur aus Wasser und einem Arzneimittel von niedriger relativer Molekülmasse besteht, kann eine Trennmembran, die durchlässig für die zu behandelnde Substanz und undurchlässig für einer, fiebererzeugenden Stoff und eine pyrogenhaitige Zelle ist, zur Anwendung gewählt werden. Wenn die relative Molekülmasse der zu behandelnden Substanz jedoch groß ist, ist es nicht leicht, eine Membran zu wählen, die die zu behandelnde Substanz bei gute. Rückgewinnung durchläßt, während sie die Permeation eines fiebererzeugenden Stoffs inhibiert, insbesondere eines solchen, der eine geringe relative Molekülmasse hat, um die gewünschte niedrige Pyrogenkonzentration zu erreichen. (Die Pyrogenkonzentration, die bei einem Tier nicht zu Fieber führt, schwankt in Abhängigkeit von der Art des fiebererzeugenden Stoffs,' vird aber im allgemeinen iu 5 EU |Endotoxineinheit]/kg oder weniger angenommen.) Es ist schwieriger, eine Membran zu wähl· ι die sich mit Erfolg zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs aus einer Flüssigkeit verwenden läßt, die eine Substanz ι nit hoher relativer Molekülmasse, z. B. ein Protein, enthält; dies macht es nahezu unmöglich, den fiebererzougenden Stoff bis zu einem hinreichend niedrigen Wert unter Beibehaltung einer hohen Arzneimittelrückgewinnung zu entfernen. Im allgemeinen kann die Trennung von Substanzen, deren relative Molekülmassen dicht beieinander liegen, nicht durch Mombranfiltration erreicht werden; uadurch werden Membranen für die Entfernung einer Substanz mit einer weiten Verteilung der relativen Molekülmasse, z. B. eines fiebererzeugenden Stoffs, ungeeignet.

Es ist bekannt, daß Aktivkohle und lonenaustauscherharz die Fähigkeit aufweisen, einen, fiebererzeugenden Stoff zu adsorbieren und zu entfernen. Ferner hat ein Material für eine poröse Trennmembran, z. B. ein Polyolefin, ebenfalls die Fähigkeit, einen fiebererzeugenden Stoff durch eine hydrophobe Bindungskraft zu adsorbiere^. Die oben beschriebenen ..laterialien können einen fiebererzeugenden Stoff jedoch nicht aus einer arzneimittelhaltigen Flüssigkeit bis zu einer sehr geringen Pyrogenkonzentration selektiv adsorbieren und sind daher unzulänglich als Adsorptionsmittel, da: vnrwendat wird, um eine Arzneimittellösung zu erhalten, aus der der fiebererzeugende Stoff hinreichend entfernt worden ist. Andere Materialien mit der Fähigkeit, einen fiebererzeugenden Stoff zu adsorbieren, sind ebenfalls bekannt. Beispielsweise offenbart die Japanische Offenlegungsschrift 112888/1984 ein Verfahren zur Entfernung von gramnegativen Bakterien und Zellwandbestandteilen derselben mit Hilfe einer Faser, die Aminogruppen onthält. Es kann angenommen werden, daß die niedrigste Pyrogenkonzentration, die in den in der oben beschriebenen Offenlegungsschrift beschriebenen Arbeitsbeispielen erreicht wird, 0,014mg/ml, d. h. 14000 ng (Nanogramm), beträgt, wobei sich eine prozentuale Entfernung von 86% bei der Behandlung einer wäßrigen Lösung ergibt, die 0,1 mg/ml eines Lipopolysaccharids enthält.

In den letzten Jahren ist ein Affinitäts-Adsorptionsmittel, das in der Lage ist. einen fiebererzeugenden Stoff spezifisch zu adsorbieren, und sich daher zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs, der in einer arzneimittelhaltigen Flüssigkeit enthalten ist, verwenden läßt, im Handel zugänglich geworden. Repräsentative Beispiele für diesen Adsorptionsmitteltyp schließen Polysaccharidgele mit einer daran gebundenen stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung ein, wie sie in der Japanischen Offenlegungsuchrift 183712/1982 offenbart werden. Diese Gele werden in Fachkreisen geschätzt, weil sL die Fähigkeit besitzen, einen fiebererzeugenden Stoff mit verschiedenen und einem weiten Bereich von relativen Molekülmassen aus einer wäßrigen Lösung selektiv zu adsorbieren und zu entfernen, die ein Arzneimittel mit hoher relativer Molekülmasse, z. B. Protein, enthält. Die in der oben beschriebenen Offenlegungsschrift angegebene Pyrogenkonzentration erreicht 0,1 ng (Nanogramm)/ml (0,5EU/ml) oder weniger.

Auch das oben beschriebene Adsorptionsmittel ist jedoch nicht „allmächtig". Der Erfinder hat festgestellt, daß dieser Adsorptionsmitteltyp eine begrenzte Druckfestigkeit aufweist, wenn er zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs verwendet wird, und er kann daher keine ausreichende Leistung zeigen, wenn er unter den Bedingungen eines erhöhten Flüssigkeitszufuhrdrucks verwendet wird. Bei dem herkömmlichen Pyrogen-Adsorptionsmittel wird ein Gelträger aus einem Polysaccharid als Grundmaterial für das Adsorptionsmittel verwendet, um einen wirksamen Kontakt des Adsorptionszentrums mit der Lösung zu erreichen. Dies macht es in bezug auf das oben beschriebene Adsorptionsmittel erforderlich, daß es unter einem solchen Druck verwendet wird, daß das Gel widerstehen kann. Wenn das herkömmliche Adsorptionsmittel verwendet wird, kann eine Vergrößerung der Behandlungsgeschwindigkeit nur erreicht werden, indem die Adsorptionsmittelmenge erhöht wird. Daher war die Realisierung eines Pyrogen-Adsorptionsmittels mit weiter verbesserter Leistung zur Behandlung einer großen Flüssigkeitsmenge bei hoher Geschwindigkeit mit einer kompakten Vorrichtung wünschenswert. Die US-Patente 4639514 (Cuno) und 46C3163 offenbaren einen zum Ionenaustausch fähigen chromatographischen Träger, der aus Cellulose, Kohlenstoffkette und einer stickstoffhaltigen Gruppe zusammengesetzt und in der Membran ist, die jedoch eine Tiefenmembran mit einer großen Porengröße ist. Dies sollte kein Membranfilter sein. (Zusammenfassung der Erfindung.) Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Trennung zu ermöglichen, die auch zur Trennung von Arzneimitteln anwendbar ist, deren relative Molekülmassen dicht beieinander liegen, die sich zur Behandlung in einer großen Menge eignet und eine hohe Trennleistung besitzt. Ein spezielles Beispiel für ein derartiges Trennmittel stellt ein Adsorptionsmittel dar, das eine ausgezeichnete Fähigkeit zur selektiven Adsorption eines fiebererzeugenden Stoffs hat, das in der Lage ist, eine geringe Pyrogenkonzentration zu erreichen, und sich zur Verwendung einer großen Flüssigkeitsmenge bei hoher Geschwindigkeit eignet.

Die Erfindung macht eine Trennmembran mit einer porösen Membranstruktur mit einer Porengrößenverteilung verfügbar, daß die Membran 90% oder mehr der Teilchen mit einer Größe von 0,5 Mikron nicht durchläßt, wenn die Membran 0,1 mm dick ist, wobei sie aus einem Material mit einer stickstoffhaltigen Verbindung zusammengesetzt und flüssigkeitsdurchlässig ist, so daß sie in einer Flüssigkeit enthaltene Phosphopolyole adsorbiert und zurückhält.

Vorzugsweise ist die Verbindung eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung mit einem n-Elektronensystem oder eine stickstoffhaltige Verbindung mit einem aliphatischen Rest mit 3 bis 50 Kohlenstoffatomen.

Die Erfindung macht ein Verfahren zur Abtronnung von Phosphopolyolen aus einer sie enthaltenden Flüssigkeit verfügbar, das in der Behandlung der Flüssigkeit zum Durchdringen der Mombran in der oben beschriebenen Weise besteht. Insbesondere ist die Abtrennung von fiebererzeugenden Stoffen vorteilhaft

Die Porengröße der Membran liegt im allgemeinen zwischen 1 nm und 20μιη.

Der Grad der Entfernung der fiebererzeugenden Stoffe kann bestimmt werden, Indem Kaninchen eine Flüssigkeit verabreicht wird, wobei das US-Referenz-Endotoxin (Lot EC-5) verwendet wird. Die Zahl der Kaninchen mit Fieber wird berechnet. Bei diesem Test beträgt die Applikationsmer\ge, die zu Fieber führt, 5 EU (Endotoxineinheit)/kg. Da gewöhnlich eine Probe von 10 ml je 1 kg Körpermasse appliziert wird, berechnet sich die zu Fieber führende Applikationsmenge zu 0,5 EU/ml. Dieser Wert entspricht 0,1 ng (Nanogramm)/ml für das obengenannte Referenz-Endotoxin.

Nach der Erfindung kann die Membran fieberorzeugende Stoffe in einem solchen Grade entfernen, daß eine wäßrige Lösung, die 5000EÜ/ml fiebererzeugende Stoffe enthält, sie mit einer Geschwindigkeit von 10l/m²/h oder mehr durchdringt und mindestens der durchgetretenen Flüssigkeit eine Pyrogenkonzentration von 5EU/ml oder darunter hat.

Das erste Merkmal der erfindungsgemäßen Trennmembran besteht darin, daß das entwendete Trennmittel aus einem Affinitäts-Adsorptionsmittel mit einer solchen Membranstruktur besteht, daß eine Anzahl von Poren vorhanden ist, d. h. die Form einer porösen Membran hat. Geeignete Beispiele für die Membran in der oben beschriebenen Form umfassen eine poröse homogene Feinfiltrationsmembran. Diese Membran kann ihre Festigkeit bewahren, ist dickgenug, um in ausreichenden Kontakt mit einer durchdringenden Flüssigkeit zu treten, und hat eine Anzahl von Poren von solcher Größe und Kontinuität, daß eine Flüssigkeit, die ein erwünschtes Arzneimittel enthält, diese passieren kann, während sie mit dor Membran - ohne übermäßigen Widerstand zu finden- in Berührung kommt. Andere geeignete Beispiele umfassen eine anisotrope Ultrafiltrationsmembran, die aus einem dünnen, dichten und mikroporösen Oberflächenteil und einem dicken und gröberen Innenteil mit größeren Poren besteht. Die oben beschriebenen Membranstrukturen sind auf dem Gebiet der Trennmembranen bekannt. Die Membrandicke beträgt gewöhnlich 10 bis 1000pm, insbesondere 50 bis 300Mm. Nötigenfalls ist es auch möglich, eine dickere Membran und eine größere Anzahl von aufeinandergelegten Membranen zu verwenden. Die Porengröße liegt gewöhnlich in einem Bereich, wie er in der sogenannten Ultrafiltration oder Feinfiltration auf dem Gebiet der Membrantrennung vorkommt, z. B. in einem Bereich von 1 nm bis 20Mm, vorzugsweise von 10nm bis 5Mm, und eine normalerweise verwendete Membran hat eine Porengröße von 50 nm bis 1 Mm. Wenn ein fiebererzeugender Stoff aus einer Lösung zu entfernen ist, die ein Arzneimittel mit großer relativer Molekülmasse enthält, z. B. Protein oder Folysaccharid, ist es selbstverständlich, sine Membran mit einer Porengröße entsprechend dessen Moleküldurchmesser zu wählen, so daß die Permeation des Arzneimittels nicht inhibiert wird. Die Porengröße der Membran wird im allgemeinen vermittels z. B. oines Teilchenuurchmessers mit einer prozentualen Inhibierung von 90% ausgedrückt, bestimmt aus der Beziehung zwischen der Größe des nicht an der Membran adsorbierten Teilchens und der prozentualen Inhibierung.

Nach dieser Erfindung ist eine stickstoffh altige cyclische Verbindung an ein Grundmaterial gebunden, das die oben beschriebene Membran bildet, und ein fiebererzeugender Stoff, der in einer Flüssigkeit enthalten ist, die die Membran durch die Poren durchdringt, kann mit dem Liganden des Adsorptionsmittels (einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung) in Berührung kommen, das in geeigneter Entfernung vom Skelett des Grundmaterials angeordnet ist. Im Falle einer anisotropen Mombran -falls die Membran mit einer Flüssigkeit in einer solchen Weise in Kontakt gebracht wird, daß sich der Oberflächentei! auf der stromaufwärts gelegenen Seite befindet - kommt der fiebererzeugende Stoff mit einem Liganden in Berührung, wenn die Flüssigkeit don Oberflächenteil passiert, und er kann außerdem auch im Innenteil mit dem Liganden in Berührung kommen. Das Vorhandensein eines Oberflächenteils ist vorteilhaft, da er ein Teilchen, das die Pore verstopft, am Eindringen in das Innere der Membran hindert. Es ist selbstverständlich, daß der Oberflächenteil einen solchen Porendurchmesser haben muß, daß das erwünschte Arzneimittel ihn passieren kann. Es kann eine große Anzahl von Oberflächenteilen vorhanden sein, m Falle einer homogenen Membran ist es selbstverständlich, daß der fiebererzeugende Stoff mit einem Liganden in Berührung kommt, wenn die Flüssigkeit die Pore durchdringt, wodurch die Adsorption des fiebererzeugenden Stoffs veranlaßt wird. Ein einfaches Verfahren zur Gewinnung eines Pyrogen-Adsorptionsmittels mit der oben beschriebenen Struktur einer homogenen oder anisotropen Membran besteht in der Wahl einer Membran, die aus einem Material besteht, das eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe etc. enthält, aus den handelsüblichen Trennmembranen von geeigneter Struktur und Porengrölie und in einer solchen Behandlung der gewählten Membran, daß eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung durch eine chemische Reaktion unter Aufrechterhaltung der Form der Membran gebunden wird.

Eine poröse Membran mit einem Träger ist ebenfalls ein Beispiel für die Form des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels. Beispiele für eine derartige poröse Membran stellen die oben beschriebene homogene Membran oder an sotrope Membran dar, die auf einem Faservlies aus einer synthetischen Faser gebildet werden. In diesem Falle wird die Festigkeit der Membran durch den Träger bestimmt, z. B. eine poröse Plastfolie oder ein Faserprodukt (z. B. gewebter Stoff, gewirkter Stoff oder Faservliesstoff). Im Hinblick auf die oben beschriebene Ausführungsform hat der Körperteil der Membran, der aus einem Material besteht, das aus einem unlöslichen Träger und einer daran gebundenen stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung zusammengesetzt ist, eine Anzahl von Poren und eine gßwisse Dicke und läßt den Flüssigkeitsdurchtritt bei Aufrechterhaltung eines erwünschten Kontakts zu, ohne daß die Flüssigkeit auf übermäßigen Widerstand stößt.

Verwendet werden kann eine poröse Plastfolie als Träger und ein infiltriertes Grundmaterial. Der Träger besteht aus einer mikroporösen Polypropylenfolie mit einem groß )n Porenanteil, die unter dem Warenzeichen „DURAGARD" oder „CELGARD" handelsüblich ist.

Zu den Beispielen für ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Membranen gehört ein Verfahren, das im Verformen einer Paste einer Substanz mit einer hohen relativen Molekülmasse in die gewünschte Form, z. B. eine Hohlfaser oder eine flache Membran, durch eine Düse, eine Gießvorrichtung oder dergleichen und in der Entfernung eines Lösungsmittels durch Waschen oder Verdampfen besteht, um eine Membran mit Poren herzustellen. Die Stufe des Bindens einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung an das Grundmaterial kann vor oder nach der Bildung einer Membran durchgeführt werden. Ein membranartiges Pyrogen-Adsorptionsmittel, das mit Poren von solcher Größe versehen ist, daß die Permeation der Flüssigkeit und der Kontakt der Flüssigkeit mit dem Adsorptionsmittel miteinander ausgeglichen sind, kann auch nach anderen Verfahien hergestellt werden. Beispielsweise wird eine dünne Platte hergestellt, Indem ein faserigas Grundmaterial von sehr geringem Durchmesser (1 m oder woniger) verwendet wird, an das eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung gebunden ist. Das Verfahren zur Membranherstellung ähnelt an sich dem der Papierherstellung. Λ nders als bei gewöhnlichem Filtrierpapier macht

es jedoch die Verwendung einer winzigen Faser möglich, eine Feinfiltrationsmombran mit einer solchen Porengröße herzustellen, die einen ausgezeichneten Kontakt mit der Flüssigkeit zu gewährleisten vermag, der für diese Erfindung unerläßlich ist. Obwohl die Dicke der Membran auch von der Dichte der MembranstruMur abhängt, entspricht sie gewöhnlich der oben beschriebenen.

Eine erfindungsgomäße Trennmembran kann auch durch Binden einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung durch eine chemische Reaktion an ein Grundmaterialhergestellt werden, das aus einer zuvor hergestellten Membran von geeigneter Struktur aus einem geeigneten Material besteht, z. B, einem Mikrofilter aus Cellulose. Es bestehen keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Form der Membran, und flache Membranen, Hohlfasermembranen, röhrenförmige Membranen etc. können verwendet werden. Die oben beschriebenen Membranen können Vorteilhaft in Form eines Membranmoduls angewendet werden. Beispiele für den Membranmodul sind spiralförmige Module, Rahmenmodule, röhrenförmige Module, Hohlfasermodule (Grundmaterial für die Membranbildung)

Die erfindungsgemäße Trennmembran besteht aus einem Grundmaterial, das eine Membran bildet, und einer daran gebundenen stickstoffhaltigen eyelr hen Verbindung. Das Grundmaterial ist im allgemeinen unlöslich, d. h. unlöslich in einer zu behandelnden Flüssigkeit; das Lösungsmittel ist gewöhnlich Wasser. In Sonderfällen ist es auch möglich, nichtwäßrige Lösungsmittel wie Alkohole, Aceton, Acetonitril, DMSO und Chloroform oder ihre wäßrigen Lösungen zu verwenden, fcs spielt keine Rolle, ob das Grundmaterial während der Bildung eines Adsorptionsmittels unlöslich oder löslich ist, insofern Ms es in einem fertigen Adsorptionsmittel mit einer daran gebundenen stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung unlöslich wird. Viele in Wasser nicht lösliche Materialien auf Polysaccharidbasis sind auch in organischen Lösungsmitteln unlöslich. Das Grundmaterial ist im allgemeinen eine Substanz mit hoher relativer Molekülmasse und in vielen Fällen ein lineares organisches Polymeres, das sich auf Grund der Molekularkraft in einem aggregierten Zustand befindet. Da das Grundmaterial membranartig ist, scheint es im wesentlichen zweidimensional vorzuliegen. Wegen der Dicke ist es jedoch im wesentlichen dreidimensional. Das Grundmaterial hat eine solche Struktur, daß eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung direkt oder indirekt daran immobilisiert werden kann. Beispielsweise besitzt es eine aktive Stelle (z. B. aktiven Wasserstoff), die mit einer funktioneilen Gruppe wie einer Hydroxyl- oder Aminogruppo oder anderen Substanz reagieren kann. Spezifische Beispiele für das Grundmaterial sind Polysaccharide (einschließlich ihrer Derivate wie aminoalkylierte Polysaccharide und carboxyalkylierte Polysaccharide, z.B. Cellulose und ihre Derivate, Agarose und ihre Derivate, vernetztes Dextran und seine Derivate und Chitosan, die in der Japanischen Offenlegungsschrift 183712/1982 erwähnt werden), synthetische organische Polymere (z. B. Polyacrylnitril, Polysulfon, Polyamid, Polyvinylalkohol, Polystyren und Polyacrylharze, hydroxyalkylierte, aminoalkylierte und halogenalkylierte Polystyrenharze und Polyacrylamidharze, die in der genannten Offenlegungsschrift erwähnt werden) und anorganische Polymere (z. B. Silicagel, Glas, ζ. B. aminopropyliertes poröses Glas, und verschiedene Keramikerzeugnisse). Außerdem ist es auch möglich, ein Grundmaterial aus den wasserunlöslichen Trägern zu wählen, die in der Japanischen Offenlegungsschrift 183712/1982 beschrieben werden. Eine funktioneile Gruppe, die für die Bildung einer Bindung mit einem Liganden vorteilhaft ist, z. B. eine Hydroxyl- oder Aminogruppe, kann nach verschiedenen Verfahren in die oben beschriebenen Grundmaterialien eingeführt werden, z. B. durch Copolymerisation, oder Reduktion. Das oben beschriebene Grundmaterial bildet eine Membran von dreidimensionaler Struktur und ist direkt oder über ein Zwischenstück an eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung gebunden. Eine Molekülstruktur, die ein Grundmaterial, einen Liganden und «sin Zwischenstück umfaßt, hat neben einer Struktur höherer Ordnung wie der Assoziation von Molekülen und der Porenbildung beträchtlichen Einfluß auf den Kontakt der Flüssigkeit mit dem Adsorptionsmittel. Die Wahl eines geeigneten Grundmaterials ist sehr wichtig, um diese Erfindung in die Praxis umzusetzen. (Stickstoffhaltige cyclische Verbindung)

Die stickstoffhaltige cyclische Verbindung, die in dieser Erfindung verwendet wird, kann die gleiche wie die in der Japanischen Offenlegungsschrift 183712/1982 beschriebene sein und ist vorzugsweise eine Verbindung mit einem n-Elektronensystem. Spezifische Beispiele für diese bilden Verbindungen der Formel R-A-X, die eine stickstoffhaltige cyclische Gruppe R mit einem Skelett von z. B. Imidazol, Pyrazol, Pyrimidin, Pyridazin, Pyrazin, Purin, Acridin, Triazol, Oxadiazol, Tetruzol, Indazol, Benzoxazol, Benzopyridazin, Benzopyrimidin, Benzopyrazin oder Naphthyridin enthalten. In der Formel bedeutet A eine Einfachbindung, eine Alkylengruppe (z. B. Ethylen, Butylen oder Ci₂) oder eine Alkenylengruppe, und X ist ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, eine Hydroxylgruppe oder Carboxylgruppe, vorausgesetzt daß die stickstoffhaltige cyclische Gruppe und die Alkylengruppe einen Substituenten haben können (ζ. β. Carboxyl, Oxo, Alkyl, Hydroxyl, Amino oder Alkoxy). Zu den spezifischen Beispielen für die heterocyclische Verbindung gehören Histidin, Histamin, Urocaninsäure, Uracil, Orotsäure, Cytosin, 5-Methylcytosin, 2-Amino-4,6-dimethylpyrimidin, 2-Amino-4-hydroxy-6-methylpyrimidin, Adenin und 6,9-Diamino-2-ethoxyacridin, von denen Verbindungen mit einem Imidazolskelett, z. B. Histamin und Histidin, besonders bevorzugt sind. (Bindung des Grundmaterials an die stickstoffhaltige cyclische Verbindung)

Die Bindung eines Liganden, der aus einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung besteht, an ein Grundmaterial, das eine Membran bildet, kann im allgemeinen durch Trägerbindung, Vernetzung und Einschluß (Gittertyp oder Mikrokapseltyp) erfolgen, von denen die Träger bindung im allgemeinen gewählt wird. Das Vernetzen bereitet Probleme hinsichtlich der Affinität und der Gewährleistung einer hinreichenden Durchlaufgeschwindigkeit.

Das Grundmaterial kann direkt oder über ein Zwischenstück an die stickstoffhaltige cyclische Verbindung gebunden werden. Das Zwischenstück kann das gleiche wie das in der Japanischer. Offsnlegungsschrift 183712/1982 beschriebene sein. Zu den repräsentativen Beispielen hierfür gehören NH₂(CH₂I_nNH₂, NOOC(CH₂I_nCOOH (oder das entsprechende Säureanhydrid), NH₂(CH₂)_nCOOH und NH₂(CH₂Ir₁OH (wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist). Das Vorhandensein eines Zwischenstücks ist besonders vorteilhaft, wenn dio Netzwerkstruktur mit dem Grundmaterial so dicht ist, daß das Adsorptionszentrum für einen fiebererzeugenden Stoff schwer zugänglich' /ird.

Beispielsweise schließt das Bindungsverfahren, bei dem ein Ligand direkt oder indirekt an einem Träger, der aus einem Grundmaterial besteht, das eine Membran bildet, fixiert wird, die kovalente Bindung, die lonenbindung, die hydrophobe Bindung, die koordinative Bindung etc. ein. Von ihnen ist die Immobilisierung mit Hilfe einer kovalenten Bindung wünschenswert, woil sie weniger empfindlich für eine Eliminierung der stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung ist. Beispiele für die kovalente Bindung sind Amid-, Ester-, Ether-, Amino-, Imino-, Sulfid-, Disulfid- und Sulfonbindung.

Ein Ligand oder ein Zwischenstück können z. B. nach folgendem Verfahren an ein Grundmaterial gebunden werden. Ein Grundmaterial wird durch ein Halogencyanid (z. B. Bromcyan), eine Epoxidverbindung (z. B. Epichtorhydrin oder Bisoxiran), ein halogenorganisches Säurehalogenid (z. B. Chloracetylchlorid oder Tresylchlorid), einen Γialdehyd (z. B. Glutaraldehyd), Benzochinon oder dgl. aktiviert, und eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung mit einer Aminogruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Thiolgruppe oder einer Carboxylgruppe oder ein Zwischenstück werden danach daran gebunden. Das indirekte Verfahren zur Bindung oder Immobilisierung, bei dem ein Zwischenstückträger benutzt wird, umfaßt die Epoxydierung (z. B. Epichlorhydrin, Bisoxiran), die Dehydratisierungskondensation (WSC, EEDO), die reduzierende Aminierung (NaCN + Boran, Dimethylamin + Boran) und die Thiolaktivierung (PySSPy). Bei diesen Verfahren wird ein Träger-Zwischenstück-Derivat mit einer Gruppe wie der Epoxid-, Carboxyl-, Amino-, Hydrazlno-, Formyl- oder Thiolgruppe unter Verwendung eines Kondensationsmittels und eines Aktivierungsmittels (wie in Klammern nach der Beschreibung jedes Verfahrens durch Beispiele erläutert) in ein aktives Zwischenprodukt umgewandelt und danach an einen Liganden mit einer Gruppe wie der Amino-, Carboxyl-, Aldehyd- oder Thiolgruppe gebunden. Das Adsorptionsmittel, das durch Epoxydierung hergestellt wird, ist gegenüber dem Bromcyanverfahren überlegen, das normalerweise auf dem Fachgebiet angewendet wird, da die nichtspezifische Adsorption auf Grund der stabileren Immobilisierung des Liganden gering ist; dies führt zur Bevorzugung der Epoxydierung in dieser Erfindung.

Beispiele für die Immobilisierung nach anderen Verfahren als durch kovalente Bindung sind die Immobilisierung mit Hilfe der lonenbindung einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung mit einem stark basischen Substituenten an einem Träger mit einer stark sauren Gruppe, die an dessen Oberfläche gebunden ist (handelsüblich als frennfüllung für die Anionenchromatographie), und die Bindung eines Grundmaterial mit einer Oberfläche, die durch Octadecyl, Octyl, Phenyl oder dgl. hydrophobiert wurde, und eines Liganden mit einer langkettigen Alkylgruppe oder einer Phenylgruppe durch eine hydrophobe Bindung (dynamisches Überziehen).

Die Immobilisierung, bei der ein Grundmaterial, ein Zwischenstück und eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung aneinander gebunden werden, wird in Her o.a. Offenlegungsschrift ebenfalls eingehend beschrieben. Auch in dieser Erfindung kann die Immobilisierung eines Liganden durch Anwendung einer solchen bereits offenbarten Technik durchgeführt werden. Die oben beschriebene Technik der Ligandenimmobilisierung kann <.ur Behandlung eines Materials mit Membranform - wie in Beispiel 1 beschrieben - und zur Behandlung eines Materials, das keine Membranform hat (Beispiel 3), angewendet werden. Die Verbindung mit der aliphatischen Kette hat vorzugsweise eine Kette mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die aliphatische Kette kann endständig an die Verbindung gebunden sein, in ihrer mittleren oder in ihrer Seitengruppe sitzen. Die stickstoffhaltige Gruppe, die an die Verbindung gebunden ist, umfaßt vorzugsweise eine primäre Aminogruppe, eine sekundäre Aminogruppe, eine tertiäre Aminogruppe, eine quaternäre Ammoniumgruppe und eine Iminogruppe. Die primäre und sekundäre Aminogruppe und die Iminogruppe (=NH) sind zu bevorzugen, da sie praktisch basisch sind und weniger durch sterische Hinderung gehindert werden, die Adsorptionseigenschaft zu bewirken. Eine Verbindung mit einer Anzahl endständiger Aminogruppen (NH₂) ist ebenfalls vorteilhaft. Diese Ketten sind von herkömmlichen Rohstoffen wie Epichlorhydrin, Glutaraldehyd, Bernsteinsäure, Bernsteinsäurederivaten, Hexamethylendiamin, Guanidin und Aminosäuren abgeleitet. Die folgenden aliphatischen Ketten A bij D werden nachstehend besonders herausgestellt.

A:-CH₂CH(OH)CH₂NHR

Beispiele für R sind das Wasserstoffatom und die folgenden (in Klammern Name der Verbindung RNH₂ oder ROH, die R entspricht).

C(-NH)NH₂ (Guanidin), (CH₂I_n NH₂ (n = 1-12, z. B. 6) (Alkylendiamin), COCH(NH₂) (CH₂)₄ NH₂ (Lysin), COCH(NH₂) (CH₂I₃ NH₂ (Ornithin), COCH(NH₂) (CH₂I₃ NHCf-NH)NH₂ (Arginin), (natürliches Polyamin mit 2 oder mehr primären und sekundären Aminogruppen wie Spermidin und Spermin)

Bt-CH₂CH(OHjCH₂NH(CH₂I₆NHR

Beispiele für R: (CHj)_n NH₂ (n = 1-12), (CH₂),, NHCt-NH)NK₂ (· = 1-12)

C: -CH₂ CH(OH)CH₂ NHCOCH₂CH₂CONHr

Beispiele für R: (CH₂I_n NH₂ (n = 1-12), (CH₂J_n NHCf-NH)NH₂ (n = 1-12)

D: -CH₂ CH(OH)CH₂ NH(CH₂I₆NHR

Beispiele für R: C(-NH)NH₂, COCH(NH₂) (CH₂I₄NH₂, (CH₂J_nNH₂ (n = 1-12)

Tie aliphatische stickstoffhaltige Verbindung ist insbesondere wirksam gegenüber einer Flüssigkeit mit hoher lonenstärke. Die Verbindung kann als eine herkömmliche Anionenaustauschmembran, bei der der aromatische Ring des Polystyrens direl· t an die Ai i'nogruppe gebunden ist, d. h. kein Kohlenstoffatom in der fraglichen aliphatischen Kette besitzt. Der erfindungsgemäße Be: sich der Zahl der Kohlenstoffatome ist mit 3 bis 50 viel kleiner als der von Polymyxin, der in der Japanischen Pate itbeschreibung B Hei 1-16389 offenbart wird. i)ies ist der Grund für das geringfügige Problem, das sich vom physiologischen Gesichtspunkt ergibt, wenn die stickstoffhaltige aliphatische Gruppe zufällig in die behandelte Flüssigkeit gelangt. (Trenn/ennögen)

Wie aut der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, hat die erfindungsgemäße Trennmembran die Fähigkeit, einen fieberen fugenden Stoff zu adsorbieren und abzutrennen, wenn sie in Kontakt mit einer Flüssigkeit gebracht wird, die die Poren der Merm ran durchdringt. Die Membran ist- wie oben beschrieben wurde - von geringer Dicke. Daher ist die Kontaktzeit viel kürzer als ι is sowohl beim diskontinuierlichen Verfahren mit dem herkömmlichen Adsorptionsmittel als auch beim Säulenverfc Viren. Wenn die Membrandicke und die Durchlaufgeschwindigkeit 100μιη (10~²cm) bzw. 50!/m² · h betragen, beträgt der V 'ort, der der SV (Raumgeschwindigkeit, scheinbarer Wert) beim Säulenprozeß entspricht, 500 (pro Stunde). Daher ist die Kontak.^eit (scheinbarer Wert) 7,2s (Veooh), das ist Vioo oder weniger von SV3 entsprechend einer Kontaktzeit von etwa 20min beim af.'nitäts-chromatographischen Säulenprozeß.

Nichtsdestoweniger kann ein hinreichender Kontakt der Flüssigkeit mit dem Adsorptionsmittel durch geeignete Wahl eines Grundmaterials und einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung (und wahlfrei eines Zwischenstücks) und Verwendung einer dreidimensionalen Molekülstruktur, die die oben beschriebenen Glieder umfaßt, und einer Assoziationsstruktur der Moleküle und einer größeren Stereostruktur, d. h. einer Membrariform mit Poren, erreicht werden. Die Trennmembran hat Poren von einer solchen Größe, die es einem Arzneimittel ermöglicht, sie zu durchdringen, und hat die Fähigkeit, einen fiebererzeugenden Stoff selektiv abzutrennen, so daß nach der Permeation eine Flüssigkeit gewonnen wird, aus der der fiebererzeugende Stoff im wesentlichen vollständig entfernt ist, d. h. sie macht es möglich, daß die Pyrogenkonzentration einer wäßrigen Lösung, die 5000 bis 500EU/ml fiebererzeugende Stoffe enthält, auf 5EU/ml oder weniger und weiter auf 0,05EU/ml oder weniger bei einer Permeationsgeschwindigkeit von 10 l/m² h oder de; ii^er reduziert wird.

Die erfindungsgemäße Trennmembran kann auch zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs aus einer Flüssigkeit mit einer höheren Pyrogenkonzentration angewendet werden. In diesem Falle erreicht die schließliche Pyrogenkonzentration oftmals nicht die im vorstehenden Fall erreichte, in dem der fiebereizeugende Stoff im wesentlichen vollständig entfernt wird. Die Entfernung eines vieborerzeugenden Stoffs, der in einer Ausgangsflüssigkeit enthalten ist, liegt jedoch ungeachtet einer kurzen Kontaktzeit bis 99%; dadurch wird diese Ausführungsform für gewisse Anwendungen hinreichend brauchbar. Die Trennmembran kann von anderen Trennmitteln in der physikalischen Form und der chemischen Struktur ebenso wie in der Fähigkeit zur selektiven Abtrennung von in einer Flüssigkeit enthaltenen Substanzen nach dem oben beschriebenen Permeationsverfahren, d. h. der Fähigkeit zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs aus einer permeierenden Flüssigkeit, unterschieden werden. Beispielsweise wirkt ein Filtrierpapier, das aus einer Faser besteht, die zur Adsorption eines fiebererzeugenden Stoffs in der Lage ist., als Adsorptionsmittel, wenn es in eine Säule gefüllt und in einer hinreichenden Kontaktzeit eingesetzt wird. Wird jedoch ein Permeationsverfahren angewendet, bei dem die Kontaktzeit sehr kurz ist, so wird keine ausreichende Fähigkeit zur Entfernung eines fiebererzeugenden Stoffs erreichbar.

Oi ^ findlingsgemäße Membran kann ein Phosphopolyol, z.B. (einen) fiebererzeugende(n) Stoff(e), aus einer Lösung einer physiuiw j "irksamen Substanz selektiv adsorbieren und abtrennen. Beispiele für die physiologisch wirksame Substanz sind eine Aminosäure wie Histidin, Alanin und Prolin, eine Nucleinsäurebase wie Adenin und Cytosin, ein Antibiotikum wie Insulin, ein Vitamin wie Flavin, Adenin, Dinucleotid und FDA, ein S 3roprotein wie Albumin und Gammaglobulin, ein Enzym wie Urokinase, Asparaginase und Lysozym, ein Antikörper wie Immunglobulin und Impfstoff wie Vakzine. Die Erfindung bezieht sich auf eine Injektionsflüssigkeit wie Dextran, Fructose und Glucose, eine Natriumcitratlösung für die Bluttransfusion, einen intravenösen Tropf und eine Ergänzungsflüssigkeit für die künstliche Niere vom Filtrationstyp. Dio zu verwendende Flüssigkeit kann unterschiedliche Werte der lonenstärke und Konzentration haben. Flüssigkeit, die in einen lebenden Körper unmittelbar eingeführt werden soll, hat gewöhnlich eine lonenstärke von etwa 0,15 ähnlich der der physiologischen Kochsalzlösung, die mit der erfindungsgemäßen Membran, insbesondere einer mit einer aliphatischen Stickstoffgruppe, wirksam behandelt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung eines fiebererzeugenden Stoffs kann von der Pyrogenkonzentration abhängen. Eine Flüssigkeit mit einem relativ niedrigen Gehalt an fiebererzeugendem Stoff, z.B. 500EU/ml, kann mit einer Membran von üblicher Dicke wirksam behandelt werden. Eine Flüssigkeit mit einam hohen Gehalt an fiebererzeugendem Stoff kann mit einer dicken Membran oder geschichteten Membranen behandelt werden, und zwar so, daß die Porengröße eine effektive Trennung auf der Eintrittsseite mit der höheren Konzentration bewirkt und danach die Adsorption dieTrennung auf der Austrittsseite mit der geringeren Konzentration bewirkt. Dies veranschaulicht eine Behandlung auf zweierlei Weise. Eine Vorbehandlung ist nicht nötig.

Im Gegensatz zu dem aus Teilchen bestehenden Adsorptionsmittel mit Gelstruktur hat die erfindungsgemäße Trennmembran die Form einer Membran mit Porenstruktur. Daher ist die Vorrichtung, die angewendet wird, um eine Flüssigkeit in Kontakt mit dem Trennmittel zu bringen, nicht eine gefüllte Säule, sondern gewöhnlich ein Membranmodul. In diesem Falle ist der Widerstand, der während der Permeation einer Flüssigkeit auftritt, hauptsächlich nur der Membranwiderstand und kann von einem durch den Teilchenfluß verursachton Druckverlust

Der Membranwiderstand ändert sich in Abhängigkeit vom Porendurchmesser, von der Membrandicke etc., die entsprechend der Eigenschaft der zu behandelnden Flüssigkeit wechselt. Da jedoch die Membran einem Druck zu widerstehen vermag, der bei Anwendung als Feinfiltrationsmembran und als Ultrafiltrationsmembran auftritt, ist der Einsatz einer speziellen druckbeständigen Vorrichtung nicht erforderlich. Selbst wenn die Membran als RO-Membran in einem Bereich eingesetzt wird, in dem ein höherer Druck angewendet werden muß, ist es außerdem möglich, der Membran selbst eine hinreichende Druckfestigkeit zu verleihen.

Somit kann die erfindungsgemäße Membran die Probleme mit einem aus Teilchen bestehenden Adsorptionsmittel mit Gdlstruktur durch eine Verringerung des Widerstands gegen die Flüssigkeitspermeation und eine Erhöhung der Druckfestigkeit lösen. Der Effekt, der durch die Membranstruktur erreicht wird, geht jedoch darüber hinaus. Mit Hilfe eines Berechnungsbeispiels soll nun beschrieben werden, wie erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Entfernung fiebererzeugender Stoffe zur Behandlung einer großen Flüssigkeitsmenge realisiert werden kann.

Wenn eine Säule, die mit 11 eines teilchenförmigen Adsorptionsmittels mit Gelstruktur gefüllt ist, verwendet wird, beträgt der Flüssigkeitsdurchsatz gewöhnlich bis zu etwa 3 bis 101/h, wenn die Flüssigkeit unter einem Druck von etwa 1 kg/cm² G behandelt wird. In dem erfindungsgemäßen Adsorptionsmittel kann eine Membran mit einer Fläche von etwa 1 bis 2 m² in einem Modul mit einem Volumen von 11 verfügbar gemacht werden. Wenn daher die Permeationsgeschwindigkeit 50 l/m² h beträgt, liegt der Durchsatz bei 50 bis 100 l/h; dies ermöglicht eine Vergrößerung des Durchsatzes um einen Faktor von etwa ¹O gegenüber dem beim teilchenförmigen Adsorptionsmittel durch die Anwendung einer Einrichtung gleichen Volumens. Wenn der Betriebsdruck weiter erhöht wird, läßt sich eine 100'ache und höhere Durchsatzsteigerung erwarten.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, besitzt die erfindungsgemäße Trennmembran ein ausgezeichnetes Trennvermögen nicht nur in bezug auf den volumetrischen Wirkungsgrad, sondern in jeder Hinsicht einschließlich der erreichbaren Pyrogenkonzentration und der prozentualen Entfernung. Die erfindungsgemäße Trennmembran kann einen Membrantrenneffekt auch erreichen, weil sie die Form einer Membran hat, die die Funktion als Adsorptionsmittel fördert. Der oben beschriebene Effekt ermöglicht die Anwendung dieser Erfindung, um Substanzen, die Affinität für eine stickstoffhaltige

cyclische Verbindung aufweisen, einschließlich fiebererzeugende Stoffe und Nucleinsäuren (DNA, RNA), aus einer Lösung, die ein Arzneimittel mit einem weiten Bereich der relativen Molekülmasse von einer hohen relativen Molekülmasse bis zu einer niedrigen relativen Molekülmasse, z. B. ein Protein, und ferner ein Lösungsmittel enthält, mit hohem Wirkungsgrad selektiv abzutrennen und zu entfernen.

(Beispiele)

In der folgenden Beschreibung bedeutet ,ifeucht" „Masse des feuchten Stoffs". Beispiel 1 Herstellung einer PVA-Membran, die eine stickstoffhaltige aliphatische Kette enthält Drei Polyvinylalkohol- (PVA-) Hohlfasermembranen (Kuraray SF-401; eine homogene Membran mit einer Porengröße von etwa

0,1 μιη, 330pm Innendurchmesser, 125pm Dicke und 5,5cm wirksamer Länge) wurden in einem Glasrohr mit einem Epoxidharzbefestigt, um einen Miniaturmodul herzustellen. Danach wurden die Hohlfasermembranen in der Reihenfolge der Stufen (1) bis

(5) mit Flüssigkeiten in Berührung gebracht, wobei der oben hergestellte Modul benutzt wurde, um die Membran verschiedene

Behandlungen einschließlich einer chemischen Reaktion eines mambranbildenden Materials zu unterwerfen, wodurch das

erfindungsgemäße Adsorptionsmittel AH-PVA-Membran hergestellt wurde. In diesem Falle wurde die Membran mit der

Flüssigkeit in Kontakt gebracht, indem man die Flüssigkeit innerhalb und außerhalb der Hohlfasermembran mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 20 bis 50ml/min zirkulieren ließ. Die Temperatur wurde eingestellt, indem der gesamte Modul

in ein Wasserbad getaucht wurde.

(1) Waschen (1 m NaCI, reines Wasser), (2) Epoxydierung (60⁰C, in 90ml 1n NaOH; ferner wurden 1uml Epichlorhydrinzugegeben, und das System wurde 2 h bei der Temperatur gehalten), (3) Waschen (reines Wasser), (4) Zwischenstückbindung(40ml 0,625%ige wäßrige Hexamethylendiaminlösung, 60⁰C, 2 h), (5) Waschen (reines Wasser). Die AH-PVA-Membran für das

Adsorptionsmittel ist hergestellt. Beispiel 2 Herstellung einer PVA-Membran, die Histidin enthält Die in Beispiel 1 hergestellte AH-PVA-Membran wurde foglendermaßen behandelt: (6) Epoxidierung (unter den gleichen Bedingungen wie in Stufe (2)), (7) Waschen (reines Wasser), (8) Histidin- (His-) Immobilisierung (40ml 1 mmol His, pH 13,6O⁰C,

2 h), (9) Waschen (1m NaCI, reines Wasser) und (10) Pyrogenfreimachen der Membran (0,2 η NaOH in 20%igem Ethanol als

Lösungsmittel). Somit ist eine PVA-Membran, die immobilisiertes Histidin als erfind'jngsgemäßos Adsorptionsmittel enthält, hergestellt

(HisPVA-Membran).

Ergebnisse der Elementaranalyse (Werte in %) für die AH-PVA- und die HisPVA-Membran im Vergleich zur PVA-Membran

Probe	Kohlenstoff	Wasserstoff	Stickstoff
PVA-Membran als
Rohmaterial	55,14	7,92	0,02
AH-PVA-Membran	54,92	8,00	0,17
HisPVA-Membran	54,27	7,87	0,40

Beispiel 3 Entfernung fiebererzeugender Stoffe

42ml unbehandeltes Wasser, das einen von E.coli 0111: B4 stammenden fiebererzeugenden Stoff-1 ng oder 5,5EU - in einer

Konzentration von 550 EU/ml enthält, werden durch die in Beispiel 2 hergestellte HisPVA-Membran mit einer Fläche von 1,7cm²,

die in den Miniaturmodul eingefügt ist, mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 13ml/min umgewälzt, und die

Membranpermeationsgeschwindigkeit wird mit Hilfe eines Druckventils auf 0,2 ml/min (70 l/m² h) eingestellt. Der Förderdruck

beträgt etwa 0,2kg/cm²G. Die Pyrogenkonzentration der permeierten Flüssigkeit wird mit Hilfe von Limulus ES-Test, Wako(Warenzeichen) und Toxinometer-ET-201 gemessen (Produkte der Wako Wako Pure Chemical Industries Ltd.).

Wenn die Menge der permeierten Flüssigkeit 22ml beträgt, betragen die Pyrogenkonzentration und die prozentuale Entfernung

des fiebererzeugenden Stoffs 0,055 EU/ml bzw. 99,99%. Selbst wenn unbehandeltes Wasser mit einer Pyrogenkonzentrationvon 5000EU/ml verwendet wird, kann die Pyrogenkonzentration auf 0,5EU/mI oder weniger reduziert werden.

Zum Vergleich wird der gleiche Test mit dem PVA-Hohlfasermembran-Miniaturmodul durchgeführt, der in Beispiel 1 als Ausgangsmaterial für die Herstellung des Adsorptionsmittels verwendet wurde Die Pyrogenkonzentration des permeierten Wassers und die prozentuale Entfernung der fiebererzeugenden Stoffe betragen hei der Trennung mit der gewöhnlichen Membran 99EU/ml bzw. 82%. Beispiel 4

Durchgeführt wird die gleiche Behandlung wie in Beispiel 3 mit der Ausnahme, daß dio in Beispiel 1 hergestellte AH-PVA-Membran und die folgenden Bedingunger angewendet werden: Flüssigkuitsmenge 50.TiI, Pyrogenkonzentration 3 300EU/ml. Wenn die Menge der permeierten Flüssigkeit 25ml beträgt, betragen die Pyrogenkonzen.ration und der Grad der Entfernung 0,33EU/ml bzw. 99,99%. Beim Vergleich mit der PVA-Hohlfasermembran ergeben sich die Werte für den Grad der Entfernung 81%und627EU/.Til.

Beispiel 5 Herstellung von mikrofibrillärer Cellulose (MFC), die Histidin enthält Als Ausgangsmaterial wird Holzschliff verwendet, und 180g (Masse des feuchten Strf Ό einer 4%igen Suspension

mikrofibrillärer Cellulose mit einem Durchmesser, der durch einen Hochdruckhorr.ogenisator (ein Produkt der Daicel Chemical

Industries, Ltd.) auf etwa 0,4Mm reduziert wurde, werden in 270 ml Wasser suspendiert. 117 ml 2 η wäßrige

Natriumhydroxidlösung und 27 ml Epichlorhydrin werden zugefügt, und das Gemisch wird 2 h bei 4O⁰C gerührt. Nach beendeter Reaktion wird das Gemisch filtriert, und der Rückstand wird mit Wasser gewaschen, um epoxydierte MFC herzustellen. 20g (feucht) epoxydierte MFC werden in 120ml einer 0,625%igen wäßrigen Hexamethylendiaminlösung suspendiert und 2 h bei 6O⁰C gerührt. Nach beendeter Reaktion wird das Gemisch filtriert, und der Rückstand wird mit Wasser gewaschen, um aminohexylierte MFC (C 41,90%, N 0,22%, H 6,33%) herzustellen (nachstehend als „AH-MFC" bezeichnet). Die AH-MFC wird erneut mit wäßriger Natriumhydroxidlösung und Epichlorhydrin epoxydiert, um epoxydierte AH-MFC herzustellen. Die epoxydierte AH-MFC wird in 60ml einer 1 mmol Histidin (His-) Lösung suspendiert, der pH-Wert der Suspension wird mit 1 η Natriumhydroxidlösung auf 13 eingestellt, und es wird 2h bei 60°C gerührt. Nach beendeter Reaktion wird das Gemisch filtriert, und der Rückstand wird mit 1 m Kochsalzlösung gewaschen, um 21 g (feucht) MFC herzustellen, die immobjlsiertes Histidin enthält (HisMFC) (C 42,19%, N 1,99%, H 6,44%).'

Beispiel β

Herstellung einer flachen Membran

3,8g einer kurzen aromatischen Polyamidfaser (20 bis 24pm Durchmesser, 3mm Länge) werden mit 800ml reinem Wasser gemischt, und das Gemisch wird mit Hilfe eines Mischers pulverisiert. Dann werden 21 g der in Beispiel 3 hergestellten HisMFC, 44,1 g (feucht) oiner 3%lgen wäßrigen Suspension einer mikrofibrillären ar-matischen Polyamidfaser mit einem Durchmesser von etwa 0,4μηι, 12g eines heißvernetzten Polyamidharzbindemittels und 300ml Wasser zugefügt, und das Gemisch wird gerührt.

Der durchgemischte Brei wird durch ein 80mesh Drahtsieb abgesaugt. Die entstandene Schicht wird gepreßt und auf einer heißen Platte getrocknet, um ein Mikrofilter (210 χ 260 χ 0,2mm) herzustellen, das HisMFC enthält. Dieser Mikrofilter enthält Cellulose als Grundmaterial udn daran über ein Zwischenstück gebundenes His und ist ein Adsorptionsmittel für fiebererzeugende Stoffe (His-Gehalt etwa 1 %) in Form einer flachen Membran, die mit einer anderen Faser zusammen geformt ist. Wie sich aus einer prozentualen Inhibierung von 20% für ein 0,5pm Polystyren-Standardteilchen ergibt, liegt die Porengröße im Mikronbereich.

Beispiel 7

Entfernung eines fieborerzeugenden Stoffs mit Hilfe einer flachen Membran als Adsorptionsmittel Ein Mikrofilter, das die in Beispiel 6 hergestellte HisMFC enthält, wird ausgeschnitten (Durchmesser 13mm) und als flache Membran in einem Halter bafestig». 10ml unbehandeltes Wasser, das 88000EU/ml eines fiebererzeugenden Stoffs (der gleiche wie in Beispiel 3) enthält, werden unter Druck mit einer Geschwindigkeit von 0,12 ml/min (54 l/m² · h) durch das membranförmige Adsorptionsmittel filtriert. Die Pyrogenkonzentration der so gewonnenen pgrmeierten Flüssigkeit und die prozentuale Entfernung betragen 1100EU/ml bzw. 99%.

Festgestellt werden kann, daß die weitere Permeation der im wesentlichen gleichen Menge unbehandelten Wassers nicht zu einer signifikanten Zunahme der Pyrogenkonzentration führt. Es ist jedoch auch erwiesen, daß die Pyrogenkonzentration der permeierten Flüssigkeit während der Permeation der im wesentlichen gleichen Menge unbehandelten Wassers bei Erhöhung der Permeationsgeschwindigkeit um einen Faktor von etwa 10 (d. h. auf 450l/m² · h) rasch zunimmt.

Wenn der Test in gleicher Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt wird mit der Ausnahme, daß MFC anstelle von HisMFC verwendet wird, beträgt die Pyrogenkonzentration der permeierten Flüssigkeit 84700EU/ml, d. h. es ist kein signifikanter Effekt der Entfernung des fiebererzeugenden Stoffs zu beobachten.

Beispiel 8

Behandlung von physiologischer Kochsalzlösung

0,9%ige Kochsalzlösung, die 4630EU/ml fiebererzeugende Stoffe (μ = 0,15) enthält, wird mit der AH-PVΑ-Membran aus Bo'spiel 4 mit einer Fläche von 1,7cm² behandelt. Die Pyrogenkonzentration beträgt danach 0,08 EU/ml und der Grad der Entfernung 99,9C8%. Ein Vergleich mit der PVA-Membran ergab eine Pyrogenkonzentntion von 1120 EU/ml und oinen Entfernungsgrad von 76%.

Beispiel 9

Behandlung von Cytochrom C mit einer relativen Molekülmasse von etwa 12 500 200ml 10,0%iges Cytochrom C, das 1130EU/ml fiebererzeugende Stoffe enthält (_PH 9,0, μ 0,02), werden in der in Beispiel 4 angegebenen Weise unter Anwendung der AH-PVA-Membran aus Beispiel 1 behandelt, die eine wirksame Oberfläche von 50cm² hat. Die Zirkulationsgeschwindigkeit beträgt 100ml/min, der Durchfluß 4,5ml/min. Die behandelte Flüssigkeit hat einen Pyrogengehalt von 0,23 EU/ml, der Grad der Entfernung beträgt 99,98% und der Cytochro.n-Gehalt 10,0%. Das Ergebnis des Xaninchen-Tests war negativ. Ein Vergleich mit der PVA-Membran ergab einen Entfernungsgrad von 45% und einen Pyrogengehalt von 622EU.

Beispiel 10

Behandlung von Humanserumalbumin (HSA)

100ml 20%iges HSA, pH 6,5, μ 0,07,, das 85 EU/ml fiebererzeugende Stoffe enthält, werden mit dem AH-PVA-Membranmodul von Beispiel 9 behandelt. Der Pyrogengehalt beträgt danach 0,84 EU/ml und der Grad der Entfernung 99%. Ein Vergleich mit der PVA-Membran ergab einen Pyrogengehalt von 75EU/ml und einen Entfernungsgrad von 12%.

Beispiel 11

Behandlung von HSA

Etwa 100 ml einer 5%igen wäßrigen HSA-Lösung mit einem Pyrogengehalt von 2,54 EU/ml und einer lonenstärke (μ) von 0,02 beim pH 5,2, die keimfrei ist, werden mit der HisPVA-Membran von Beispiel 2 mit einer wirksamen Oberfläche von 50cm² in gleicher Weise wie in Beispiel 3 bei einer Zirkulationsgeschwindigkeit von 10Oml/min und einem Durchfluß (einer Permeationsgeschwindigkait) von 4,5 ml/min behandelt. Wenn die Menge der permeierten Flüssigkeit 50 m! beträgt, betragen der Pyrogengehalt 0,09EU/ml und der Grad der Entfernung 96,5%. Der Kaninchen-Torrt zeigt eine exotherme Temperatur (⁰C) zwischen 0,29 und 0,43, was negativ ist. Ein Vergleich mit der PVA-Membran ergab einen Pyrogengehalt von 1,83EU/ml und einen Entferr.ungsgrad von etwa 28%.

Anmerkungen des Übersetzers

Diese Anmerkungen sind als untrennbarer Bestandteil der Übersetzung zu betrachten.

Die Patentanmeldung (78234/13/39) ist mit zahlreichen Fehlern (Orthographie, Termini und Idiome etc. betreffend) behaftet, die teilweise mit Bleistift im Original gekennzeichnet sind.

In einigen Fällen war es überhaupt nicht möglich, ein Äquivalent zu ermitteln bzw. den Sinn richtig zu deuten (siehe unter Auslassungen), in anderen Fällen wurden offenbar falsche Textstellen übernommen, um den Ausgangstoxt in seiner Fehlerhaftigkeit nicht zu verfälschen (siehe unter Beispiele für Fehler in der Anmeldung). In der Übersetzung als sinngemäß richtig erscheinende Textstellen sollten nicht darauf schließen lassen, daß der Ausgangstext richtig formuliert ist.

Beispiele für Fehler in der Anmeldung

(AS - Seite der Anmeldung, US - Seite der Übersetzung) an aqueous mixture is pulverized (AS 37)-vermutlich: homogenisiert a vitamine such as flavin, adenine, dinucleotide and FDA (AS 26) - offenbar: flavine adenine dinucleotide = Flavinadenindinuclaotid (FAD)

Auslassungen

AS 3/ÜS 3: Evtl. Hinweis auf Synonymie - dann: Der Begriff „fiebererzeugender Stoff" wird auch für Endotoxine oder LPS benutzt.

AS 10/ÜS 10: at least a halt

AS 15/ÜS 15: preat (module)

AS 17/ÜS 17: methylolation- bekannt sind: methylation, mothylenation

AS 24/ÜS 24: can morefreely functional

AS 27/ÜS 27: vaccine such as flu vaccine

AS 28/ÜS 28: can get ride of- to get rid of = (etwas) loswerden, sich von etwas frei machen.

Claims

1. Trennmembran, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine poröse Membranstruktur mit einer Porengrößenverteilung hat, daß die Membran 90% oder mehr der Teilchen mit einer Größe von 0,5 Mikron nicht durchläßt, wenn die Membran 0,1 mm dick ist, wobei sie aus einem Material mit einer stickstoffhaltigen Verbindung zusammengesetzt ist und flüssigkeitsdurchlässig ist, so daß sie in einer Flüssigkeit enthaltene Phosphopolyole adsorbiert und zurückhält.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eine stickstoffhaltige cyclische Verbindung ist.

3. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eine stickstoffhaltige Verbindung mit einem aliphatischen Rest mit 3 bis 50 Kohlenstoffatomen ist.

4. Verfahren zur Abtrennung von Phosphopolyolen aus einf - sie enthaltenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit unter Permeation der Membran nach Anspruch 1 behandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, lurch gekennzeichnet, daß die Phosphopolyole fiebererzeugende Stoffe sind.