3 курс / Фармакология / Фармацевтическая_технология_Том_2_НФаУ

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

чистой, стерильной, апирогенной, свободной от примесей органических и неор­ ганических веществ (удельная электропроводность - не более 1,1 мкСм ■см-1 при температуре 200С, содержание общего органического углерода - не более 0,5 мг/л, нитратов - не более 0,00002% (0,2 ррт), тяжелых металлов - не более 0,00001% (0,1 ррт), бактериальные эндотоксины - менее 0,25 МО/мл, общее число жизнеспособных аэробных микроорганизмов - не более 10 в 100 мл во­ ды). Ее получают комбинированными методами мембранного разделения (на­ пример, методом двойного осмоса с деионизацией и ультрафильтрацией) на специально сконструированном оборудовании. Для обеспечения надлежащего качества такой воды следует использовать валидированные процедуры и регу­ лярный контроль электропроводности и микробной чистоты в процессе произ­ водства.

В промышленных условиях получение воды для инъекций и воды очи­ щенной осуществляют методом дистилляции с помощью высокопроизводи­ тельных корпусных аппаратов, термокомпрессионных дистилляторов различ­ ных конструкций или установок обратного осмоса.

Одним из представителей колонных многокамерных аппаратов являются многоступенчатые дистилляторы. Установки подобного типа бывают различ­ ной конструкции. Производительность крупных моделей достигает 10 т/час. Производителями многоступенчатых дистилляционных установок для получе­ ния воды очищенной и воды для инъекций (соответствующей требованиям UPS и EP) с системами предварительной очистки исходной воды, модулями деиони­ зации и с системой хранения и распределения апирогенной воды являются не­ мецкие фирмы «Pharmatec GmbH», «Christ Water Technology Group», «Aquainject» «Concept GMP Engineering GmbH & Co. KG», «REMOIN» (Италия), «Luxun International Group» (Китай), научно-производственная компания «Медианафильтр» (Россия) и др.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Принцип работы аппарата заключается в том, что образующийся в нем пар, перед тем как поступить в конденсатор, проходит через компрессор и сжи­ мается. При охлаждении и конденсации он выделяет тепло, по величине соот­ ветствующей скрытой теплоте парообразования, которая затрачивается на на­ гревание охлаждающей воды в верхней части трубчатого конденсатора. Пита­ ние аппарата водой осуществляется в направлении снизу вверх, выход дистил­ лятора - сверху вниз. Производительность дистиллятора до 2,5 т/час. Качество получаемой апирогенной воды высокое, так как капельная фаза испаряется на стенках трубок испарителя.

Нагревание и кипение в трубках происходит равномерно, без перебросов, в тонком слое. Задерживанию капель из пара способствует также высота парового пространства. Недостатками являются сложность устройства и эксплуатации.

Наиболее широко распространенным до последних лет методом получе­ ния воды для инъекций была дистилляция. Такой метод требует затрат большо­ го количества энергии, что является большим недостатком. Среди других не­ достатков следует отметить громоздкость оборудования и большую занимае­ мую им площадь; возможность присутствия в воде пирогенных веществ; слож­ ность обслуживания и т.д.

Этих недостатков лишены методы мембранного разделения. Новые мето­ ды разделения через мембрану, все больше внедряемые в производство, проте­ кают без фазовых превращений и требуют для своей реализации значительно меньших затрат энергии. Эти затраты сопоставимы с минимальной теоретиче­ ски определяемой энергией разделения.

Мембранные методы очистки основаны на свойствах перегородки (мем­ браны), обладающей селективной проницаемостью, благодаря чему возможно разделение без химических и фазовых превращений. С развитием мембранной технологии появилась возможность получать стерильную, апирогенную воду с помощью ультрафильтрационных установок. Такие системы очистки имеют стерилизационную установку, ультрафильтрационные мембраны и установку для озонирования воды, а также могут быть использованы УФ-излучатели по­ груженного и непогруженного типов.

Комбинация методов УФ-облучения и озонирования приводит к фотолизу озона с образованием гидроксильных радикалов, вступающих в реакцию с ор­ ганическими веществами, включая пирогены, образуя диоксид углерода, воду и незначительное количество других соединений. Кроме того, УФ-облучение

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

предотвращает репликацию ДНК бактерий, а озонирование, благодаря высоко­ му окисляющему потенциалу, способствует уничтожению споровых форм мик­ роорганизмов.

Ультрафильтрационные модули выпускают многие зарубежные фирмы и компании, такие как «Asahi Chemical» (Япония), «Sartorius», «Christ Pharma & Life Science» (Германия), «Hoffmann La Roche» (Швейцария), «Elga» (Велико­ британия), «Экософт-МО-ФСД-2», «Millipore» (США), «Castagnetti S.R.L», «Tecnologie dell’aequa» (Италия), НПК «Медиана-фильтр» (Россия) и др.

Для получения воды для инъекций в практическом отношении представ­ ляют интерес такие обратноосмотические аппараты, так «Osmocarb» (Велико­ британия), «Джерело-600» (Украина), «Супер-Кью», «Шарья-500М» и др.

В установке «Супер-Кью» (производительностью 720 л/ч) вода пропуска­ ется через угольный фильтр, где происходит освобождение от органических веществ; потом - через смешанный слой ионитов; после чего поступает на па­ тронный бактериальный фильтр с размером пор 0,22 мкм. Далее вода поступает на обратноосмотический модуль, где происходит удаление пирогенных ве­ ществ. Полученную воду используют для приготовления парентеральных ле­ карственных форм, а концентрат - как техничную воду или повторно отправ­ ляют на очистку.

С использованием принципа мембранной очистки работает установка вы­ сокоочищенной воды «Шарья-500М». Производительность ее по питающей во­ де 500 л/ч. Получаемая после этой установки высокоочищенная вода свободная от механических примесей, органических и неорганических веществ. Она при­ меняется в производстве иммунобиологических бактерийных препаратов и для приготовления парентеральных растворов.

Установка включает блоки предфильтрации, обратного осмоса и финиш­ ной очистки. Блок фильтрации предназначен для очистки питьевой водопровод­ ной воды от механических примесей размером 5 мкм и включает один фильтр катионитный и два фильтра угольных, работающих параллельно или взаимоза­ меняемо.

Блок обратного осмоса работает при давлении не ниже 1,5 МПа (15 атм.). Поступающая на блок вода разделяется после фильтрования на два потока: один из которых проходит сквозь обратноосмотические мембраны, а второй поток, проходящий вдоль поверхности мембраны, и содержащий повышенное количество солей (концентрат) отводится из установки. Для нормальной рабо­

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

ты данного блока необходимо, чтобы соотношение объемов воды на подаче, сливе и проходящей через мембрану составляло 3:2:1 соответственно. Таким образом, для получения 1 литра высокоочищенной воды необходимо израсхо­ довать приблизительно 3 литра воды водопроводной. При этом скорость слива достаточно высокая, что устраняет вредное влияние концентрированной поля­ ризации на работу установки.

В блоке обратноосмотическом осуществляется очистка воды от раство­ римых солей, органических примесей, твердых взвесей и бактерий. Качество воды контролируется по удельному сопротивлению.

После блока обратного осмоса вода поступает на блок финишной очист­ ки, включающей деионизацию и ультрафильтрацию. Ионообменная очистка воды осуществляется с помощью последовательно соединенных фильтров - ка­ тионного и анионного, за которыми установлен смешанный катионно­ анионный фильтр, где происходит очистка от оставшихся катионов и анионов. Окончательная доочистка воды проводится в двух ультрафильтрационных ап­ паратах с полыми волокнами АР-2,0, предназначенных для отделения органи­ ческих микропримесей (коллоидных частиц и макромолекул).

Более совершенной установкой является установка обратного осмоса сис­ темы «Rochem» (Германия), которая позволяет получать воду трех степеней очистки: обессоленную, очищенную апирогенную и высокоочищенную для инъекций. Эта система получения воды позволяет автоматически прокачивать по петле циркуляции каждые 4 часа неиспользованную воду для сохранения ее апирогенности и стерильности.

На некоторых предприятиях используется установка очистки воды «CRUNDFOS» (Англия), которая состоит из нескольких механических диско­ вых фильтров, керамических фильтров с автоматической промывкой, угольных фильтров, двух узлов смягчения воды, установки обратного осмоса с автопро­ мывкой мембран, рециркуляцией концентрата и очищенной воды, системы фильтрации воды (1 мкм). В состав установки также входят электроионизатор, циркуляционные насосы, ультрафиолетовая система обеззараживания, средства автоматического регулирования и контроля технологических параметров. Про­ изводительность установки - 4,7 м /час. Установка является современной, вы­ сокопроизводительной и отвечает требованиям GMP.

Мембранные методы получения воды для инъекций широко используются в мировой практике и признаны экономически выгодными и перспективными.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Вода для инъекций, полученная любым из перечисленных методов, долж­ на отвечать требованиям нормативной документации и быть апирогенной.

20.6.2. Сведения о пирогенности При парентеральном, особенно при внутрисосудистом введении препара­

тов, иногда наблюдается быстрое повышение температуры тела до 40°С. Это явление сопровождается учащением пульса, ознобом, обильным потовыделени­ ем, тошнотой и головной болью. В особо тяжелых случаях эти явления приво­ дят к летальному концу. Они связаны с присутствием в растворе пирогенов.

Пирогенностью обладают живые микроорганизмы, продукты их жизне­ деятельности (эндотоксины), тела мертвых бактерий, которые могут находиться в растворах после стерилизации. Пирогенные вещества принято разделять на

экзогенные (в основном бактериальные) и эндогенные (клеточно-тканевые). Ис­ точником эндогенных пирогенов могут быть лейкоциты и белки крови, которые в определенных условиях образуют и выделяют биологически активные веще­ ства с пирогенными свойствами (лейкопирогены).

С химической точки зрения пирогены - это сложные вещества с молеку­ лярной массой ~ 10000 - 20000 и размером частиц от 50 до 1 мкм, состоящие в основном из липополисахаридов, адсорбированных на белковом носителе. Пи­ рогены растворимы в воде, нерастворимы в спирте и ацетоне, устойчивы к воз­ действию повышенной температуры. Нагревание в автоклаве при 120°С в тече­ ние 20 минут приводит к гибели микроорганизмов, но не уничтожает пирогены. Чувствительность пирогенов к высокой температуре различна, а изменение рН водного раствора практически не влияет на их термолабильность. Сухожаровая обработка при 2500С в течение 30 минут приводит к практически полному раз­ ложению эндотоксинов, а стерилизация сухим воздухом при 180°С в течение 3 ч не гарантирует полной апирогенности.

Повышение температуры позволяет сократить время, необходимое для уничтожения пирогенов, так при температуре 600°С достаточно минутного на­ гревания, при 450°С - двухминутного. Процесс термической депирогенизации применим только для объектов, выдерживающих такую жесткую обработку (ампулы, флаконы и др.). В тоже время при температуре 1800С снижения кон­ центрации эндотоксинов в воде не происходит, следовательно, освободить от них воду или парентеральные растворы термической стерилизацией практиче­ ски невозможно. Поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы концентрация

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

пирогенных соединений еще до обработки объектов была минимальной. По­ скольку пирогенные вещества чувствительны к действию окислителей, напри­ мер, перекиси водорода или перманганата калия, то это свойство используют при санитарной подготовке производства.

Испытание на пирогены является одним из тестов, характеризующих ка­ чество и безопасность ПЛС. Поэтому необходимо не только иметь гарантиро­ ванные методы обнаружения и удаления пирогенных веществ, но предусматри­ вать мероприятия, не допускающие загрязнение ими парентеральных лекарст­ венных средств в процессе их изготовления.

Методы обнаружения пирогенов Для практических целей, наряду с методами удаления пирогенных ком­

понентов, большое значение имеют методы их обнаружения, которые подраз­ деляют на: химические, физические, биологические.

Химические методы основаны на проведении определенных цветных реакций. Физические методы основаны на измерении электропроводности и полярографических максимумов. Но из-за ряда недостатков первых двух мето­ дов чаще всего применяют методы биопроб, которые введены в Фармакопеи различных стран мира.

Биологические методы. До настоящего времени основным и официаль­ но принятым во всех странах методом испытания лекарственных средств на на­ личие пирогенных примесей является метод, основанный на троекратном изме­ рении температуры тела кролика после внутривенного введения исследуемого препарата. Повышение температуры на 0,5°С или более, согласно требованию фармакопей, считается доказательством наличия пирогенов.

Специальные статьи фармакопей оговаривают условия проведения этого испытания, поскольку факторы - химический (корм), физический (изменение температуры окружающей среды), физиологический (возбуждение животных при анальном измерении температуры) - могут повлиять на результат испыта­ ния. И даже при самом строгом соблюдении требований к проведению испыта­ ний невозможно избежать случайных ошибок, связанных с индивидуальной чувствительностью животных к пирогену и препарату, различными климатиче­ скими условиями, времени постановки опыта и т.п. Все это может отразиться на показателях температуры, измеряемой с точностью до ±0,1°С.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Согласно данным различных фармакопей, доза одного и того же препара­ та в ряде случаев колеблется в широких пределах. Очень часто при равных или весьма близких дозах препаратов объемы вводимых растворов различаются в 5 раз. Отмечено, что наблюдается большой разрыв между дозами для кроликов и человека. Нередко эти дозы различаются в 100-6000 раз. По мнению ученых, изучавших этот вопрос, тест-доза препарата при испытании пирогенности должна подбираться индивидуально, учитывая его фармакологию, переноси­ мость кроликом, и ориентировочно должна составлять 1/10 максимальной су­ точной дозы для человека.

Требования фармакопей стран Европы к подготовке, схеме постановки испытаний на пирогены и интерпретации результатов имеют ряд существенных отличий от фармакопей других стран мира. Эти отличия касаются, главным об­ разом, надежности теста как гаранта безопасности лекарственного средства, его трудоемкости и экономичности. Сравнительное изучение критериев оценки пирогенности лекарственных средств показывает, что для производства паренте­ ральной продукции, отвечающего принципам надлежащей производственной практики (GMP EC), наиболее «мягкими» являются требования Европейской (2008) и Британской (2001) фармакопей.

В том случае, если производство препаратов парентерального назначения не проводится в соответствие с требованиями GMP, то согласно фармакопеи Украины (2001) воду или раствор лекарственного средства считают апирогенным, если у каждого из трех кроликов не отмечено максимального повышения температуры на 0,50С и более. Если хотя бы у одного кролика наблюдается максимальное повышение температур на 0,5 0С и более, то испытание продол­ жают на 5-ти кроликах. Если не более как у трех из восьми кроликов отмечены индивидуальные повышения температуры на 0,5 0С и более и если сумма вось­ ми максимальных температур не превышает 3,3 0С, то испытуемый образец от­ вечает требованиям на отсутствие пирогенов.

Бактериальные эндотоксины. Кроме приведенных пирогенных веществ, многие фармакопеи выделяют бактериальные эндотоксины, источником которых являются грамотрицательные микроорганизмы. Эндотоксины являются наиболее распространенной причиной пирогенных токсичных реакций, их активность на­ много выше активности большинства других пирогенных веществ. Бактериаль­ ные эндотоксины обладают очень малыми размерами и проходят через самые плотные фильтры с размерами пор от 0,005 до 0,001 мкм.