5. Дайте сравнительную характеристику методам очистки, применяемым при получении воды очищенной и воды для инъекций в условиях крупного фармацевтического производства.
Укажите технологические приемы, применяемые для депирогенизации воды для инъекций.
Предложите технологическую и аппаратурную схему участка хранения воды.
Ответ
Основной способ получения воды для инъекций - дистилляция. Оборудование для данного способа - аквадистилляторы. Основными узлами их являются: испаритель, конденсатор и сборник. Чтобы получить апирогенную воду необходимо отделить капли воды от паровой фазы. Для этой цели служат специальные приспособления разной концентрации - сепараторы они бывают центробежные, плёночные, объёмные, комбинированные. Следует учитывать, что при кипении воды происходит пузырьковое и поверхностное парообразование. Пузырьки пара вырываются из жидкости, увлекают её за собой и превращаются в маленькие капельки, в которых могут быть пирогенные вещества, так как в сущности какая-то часть капель воды остаётся неперегнанной.
Согласно ФС-42-2620-97 вода для инъекций должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым в ФС-42-2619-97 к воде очищенной и быть апирогенной.
Апирогенность- это отсутствие пирогенных веществ, которые вызывают лихорадочное состояние организма при внутрисосудистом введении. Пирогенны являются клеточно-тканевыми продуктами или содержатся в микроорганизмах и выделяются в процессе их жизнедеятельности.
В химическом отношении пирогенны вещества представляют собой липополисахаридные или липополисахаридно-протеиновые комплексы наружных мембран микроорганизмов. Фосфолипидная часть придаёт им отрицательный заряд, поэтому они могут адсорбироваться на положительно-заряженных фильтрующих перегородках. Пирогены не летучие вещества, с водяным паром не перегоняются, поэтому основным методом получения апирогенной воды является дистилляция очищенного пара от попадания капель воды. Пирогены - вещества очень устойчивые, термостойки и разрушаются только при температуре 250-300°С в течение 1-2 часов.
Для удаления пирогенов из растворов лекарственных веществ используют адсорбцию на оксиде аммония, крахмале, активированном угле, целлюлозе, а также на ионообменных смолах, но одновременно адсорбируются лекарственные вещества и, кроме того, сами растворы требуют очистки от механических включений, что является существенным недостатком.
Новым эффективным путём освобождения раствором от пирогенов является ультрафильтрация -это разделение и фракционирование растворов, при котором макромолекулы (от 1000 до 100000 Да) отделяются от раствора низкомолекулярных веществ фильтрацией через мембраны. Например, в настоящее время мембранным фильтром является фильтр «Владипор» с размером пор, способных задерживать более 99% пирогенных веществ.
В условиях крупного фармацевтического производства для получения воды для инъекций используется метод дистилляции и метод обратного осмоса.
Аппарат - термокомпрессионный аквадистиллятор позволяет получить воду для инъекций за счёт сепарации пара и поверхностного парообразования. Он более технически совершенен и производителен, но сложен в эксплуатации.
Дистиллятор Финн-Аква. В этом аппарате получается высококачественная вода для инъекций за счёт сепарации пара и поверхностного парообразования. Обладает высокой производительностью.
Таким образом, получение воды для инъекций методом дистилляции имеет положительные качества:
Высокая степень очистки
Возможность получения горячей воды
Возможность обработки оборудования горячим паром
Надёжность Недостатки:
Высокая стоимость
Неэкономичность(из-за большого потребления электроэнергии и воды)
Метод обратного осмоса (гиперфильтрация) - это процесс, основанный на переходе воды из раствора через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Разность давления является движущей силой обратного осмоса. Под действием избыточного давления диффундируют молекулы воды, соли и почти все химические соединения проникнуть не могут (задерживаются).
Положительные качества:
Экономичность
Высокая система очистки
Высокая производительность Отрицательные:
Возможность микробной контаминации
Необходимость замены мембран 24 раза в год
Вода холодная
Невозможность обработки оборудования паром
Необходимость обработки оборудования формальдегидом
Хранение воды для инъекций.
Использовать следует свежеприготовленную воду. Максимальный срок хранения воды для инъекций 24 часа в асептических условиях: в специальных системах неинертного материала, где вода находится в постоянном движении при высокой температуре(80-95 С), то есть циркулирует из одной ёмкости в другую с постоянной скоростью.
Оценка качества воды для инъекций производится по следующим показателям:
стерильность;
апирогенность;
рН (от 5,0 до 7,0);
наличие восстанавливающих примесей;
угольного ангидрида;
нитратов;
нитритов;
хлоридов;
сульфатов;
ионов кальция;
тяжёлых металлов;
аммиака;
сухой остаток;
6. Какие требования предъявляются к воде, используемой в биотехнологическом процессе при выращивании посевного материала и проведения микробиологического синтеза? Проведите сравнение с фармакопейными статьями.
Ответ
Незаменимым элементом питательных сред является вода, которая составляет единую систему с элементами клетки. Вода-растворитель способствует проникновению в клетку необходимых веществ и выводу из нее продуктов обмена. В клетках вода находится и в виде соединений с углеводами, белками и другими веществами, тесно взаимодействуя с макромолекулами клетки. Гидратирование и дегидратирование органических молекул - важнейший этап в превращении химических компонентов цитоплазмы. Вода участвует в реакциях гидролиза и конденсации, поддерживает объёмную структуру клетки при наличии гидростатического давления.
Для питательных сред используют специально подготовленную воду.
Очистка воды проходит 4 стадии:
1) удаление механических загрязнений на префильтре (пористое стекло, электрокоагуляция);
2) очистка от органических загрязнений (активированный уголь);
3) деионизация с использованием ионообменных смол (катиониты, аниониты);
4) стерилизация на мембранных фильтрах с размером пор от 0,22 до 0,45 мкм.
Анализ воды очищенной и воды для инъекций в условиях аптек проводится согласно требованиям ФС 42-2619-97. Согласно приказу № 214 от 16 июля 1997 г. «… вода очищенная ежедневно на каждом рабочем столе проверяется на отсутствие хлоридов, сульфатов и солей кальция. Вода, предназначенная для изготовления растворов для инъекций, для новорожденных и глазных капель, кроме указанных выше испытаний должна быть проверена на отсутствие восстанавливающих веществ, аммиака и углекислоты в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи. Ежеквартально вода направляется в контрольно-аналитическую лабораторию для полного химического анализа.
Анализ воды очищенной и воды для инъекций в условиях аптек
|
Определяемая примесь |
Методика |
Результат анализа |
|
1. Хлориды (недопустимая примесь) |
I пробирка: 10 мл воды + 0,5 мл разведенной азотной кислоты, делят на 2 равные части; II пробирка: ко 2 части + 0,25 мл AgNO3 Cl- + AgNO3 = AgCl + NO3- |
Через 5 мин содержимое пробирок сравнивают |
|
2. Сульфаты (недопустимая примесь) |
I пробирка: 10 мл воды + 0,5 мл разведенной HCl, делят на 2 равные части; II пробирка: ко 2 части + 0,5 мл BaCl2 SO42- + BaCl2 = BaSO4 + 2Cl- |
Через 10 мин содержимое пробирок сравнивают |
|
3. Соли кальция (недопустимая примесь) |
I пробирка: 10 мл воды + 1 мл NH4Cl + 1 мл раствора NH3, делят на 2 равные части; II пробирка: ко 2 части + 0,5 мл (NH4)2C2O4 Ca2+ + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2NH4+ |
Через 10 мин содержимое пробирок сравнивают |
Анализ воды для инъекций
|
Определяемая примесь |
Методика |
Результат анализа |
|
1. Хлориды |
См. выше |
|
|
2. Сульфаты |
См. выше |
|
|
3. Соли кальция |
См. выше |
|
|
4. Аммиак (не более 0,00002%) |
I пробирка: 10 мл воды + 0,15 мл реактива Несслера, II пробирка: к 1 мл эталонного раствора аммиака + 9 мл воды, не содержащей NH3 + 0,15 мл реактива Несслера
|
Через 5 мин обе пробирки сравнивают. Окраска, появившаяся в испытуемой воде, не должна превышать окраски в эталоне |
|
5. Восстанавливающие вещества |
100 мл воды нагревают до кипения, добавляют 1 мл раствора KMnO4 (0,01 моль/л), УЧ (1/5 KMnO4), 2 мл разведенной серной кислоты и кипятят 10 мин. 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + 3H2O |
Розовое окрашивание должно сохраняться |
|
6. Углекислота |
К 5 мл воды добавляют 5 мл известковой воды, закрывают пробкой, взбалтывают. CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O |
Через 1 час не должно появиться мути |
Примечание. Недопустимые примеси определяют по следующей схеме: К 10 мл испытуемого раствора прибавляют применяемые для каждой реакции реактивы, кроме основного реактива. Затем раствор делят на 2 равные части: к одной из них прибавляют основной реактив и оба раствора сравнивают между собой, между ними не должно быть заметной разницы.
Нитраты и нитриты (недопустимая примесь). К 5 мл воды прибавляют 1 мл раствора дифениламина в кислоте серной концентрированной; не должно появиться голубого окрашивания. В присутствии нитратов и нитритов дифениламин окисляется до окрашенного дифенилдифенохинондиимина гидросульфата.
Определение сухого остатка (представляет собой нелетучие примеси). Выпаривают 100 мл воды на водяной бане, затем высушивают при 100-1050 С до постоянной массы и взвешивают. Остаток не должен превышать 0,001%.
Для обнаружения солей тяжелых металлов (недопустимая примесь) проводят реакцию с раствором натрия сульфида в присутствии кислоты уксусной разведенной:
Pb2+ + Na2S = PbS + 2Na+.
Не должно быть бурого окрашивания. Наблюдение окраски проводят по оси пробирок диаметром около 1,5 см, помещенных на белую поверхность.
Микробиологическая чистота соответствует требованиям к питьевой воде – не более 100 микроорганизмов в 1 мл и не более 3 бактерий группы кишечной палочки в 1 литре. При отсутствии бактерий сем. Enterobacteriaceae, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa. Испытания проводят по ФС “Испытание на микробиологическую чистоту”. На воде очищенной готовят микстуры и жидкости для наружного применения.
Хранение: вода очищенная простерилизованная в течение 8 мин при 120 оС имеет срок годности 30 сут. при 25 оС.
Aqua pro injectionibus. Вода для инъекций
Должна отвечать требованиям, предъявляемым к воде очищенной. Вода для инъекций также должна быть апирогенной, не содержать антимикробных веществ и других добавок. Для определения пирогенности инъекционных препаратов и, в том числе воды для инъекций в настоящее время используют ЛАЛ-реактив, наряду с испытаниями на кроликах. Имеется ФС «Бактериальные эндотоксины» в которой описаны требования к ЛАЛ-реактиву, процедура анализа, расчеты предельного содержания бактериальных эндотоксинов.
ЛАЛ-тест может быть использован в медицине для ранней диагностики заболеваний, вызванных грамотрицательными бактериями. С его помощью можно быстро обнаружить бактериальные эндотоксины. Основан тест на способности лизатов амебоцитов (клеток крови) мечехвоста Limulus polyphemus (Лизат Амебоцитов Лимулюс – ЛАЛ-реактив) специфически реагировать с эндотоксинами бактерий (липополисахаридами). Реакция между эндотоксинами и лизатом дает помутнение реакционной смеси и увеличение ее вязкости вплоть до образования плотного геля. Такой результат является доказательством присутствия эндотоксинов. Анализ называется гель-тромб-тест. Метод используется для качественного и количественного определения реального содержания бактериальных эндотоксинов в испытуемом препарате.
Основным методом проведения анализа на соответствие показателю «Бактериальные эндотоксины» является качественный анализ. Если в частной статье ГФ нет других указаний, проводится качественный анализ. Этот метод является также арбитражным.
ЛАЛ-реактив представляет собой лиофилизированный препарат. Вода для ЛАЛ- теста должна соответствовать требованиям, предъявляемым к «Воде для инъекций». Она не должна содержать бактериальные эндотоксины в количестве, определяемым используемым ЛАЛ-реактивом в данном тесте.
Преимуществом данного реактива перед тестом на кроликах заключается в его высокой чувствительности. Кроме того, определение не требует много времени, результат может быть получен через 30-60 мин.
Для производства ЛАЛ-реактивов используют кровь мечехвостов.
Используют воду для инъекций свежеприготовленную или хранящуюся не более 24 часов при температуре 5-100 С или 80-950 С в закрытых ёмкостях из материала, не изменяющего свойства воды, защищающего от пыли и микробной обсеменённости. Воду для инъекций в ампулах выпускают в ампулах из нейтрального стекла по 1,2,3,5,10,20 мл, которые стерилизуют при 1200 С в течение 20 минут. Контроль стерильности проводят по ГФ XI (Т. 2 стр. 187).