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制药用水制备及控制技术

ltldjy  发表于 2013/1/10 14:15:42      997 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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  制药用水的情况因各个工艺用水点的使用条件不同,差异很大。如前所述,工艺用水系统分单个与多个用水点、仅为高温用水点或仅为低温用水点、既有高温用水点又有低温用水点、不同水温的用水点中,既有同时使用各种水温的情况,又有分时使用不同水温的情况,等等。因此,用水点的用水情况很难简单地确定。

  必须在设计计算以前确定制药用水系统的贮存、分配输送方式,以确定出在此基础上的最大瞬时用水量。然后,再根据工艺过程中的最大瞬时用水量进行计算。

  制药用水分类

  (工艺用水:药品生产工艺中使用的水,包括饮用水、纯化水、注射用水)

  1)饮用水(Potable-Water):通常为自来水公司供应的自来水或深井水,又称原水,其质量必须符合国家标准GB5749-85《生活饮用水卫生标准》。按2005中国药典规  定,饮用水不能直接用作制剂的制备或 试验用水。

  2)纯化水(Purified Water):为原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的制药用的水、不含任何附加剂。纯化水可作为配制普通药物制剂的溶剂或试验用水,不得用于注射剂的配制  采用离子交换法、反渗透法、超滤法等非热处理制备的纯化水一般又称去离子水。  采用特殊设计的蒸馏器用蒸馏法制备的纯化水一般又称蒸馏水。

  3)注射用水(Water for Injection):是以纯化水作为原水,经特殊设计的蒸馏器蒸馏,冷凝冷却后经膜过滤制备而得的水。  注射用水可作为配制注射剂用的溶剂。

  4)灭菌注射用水(Sterile Water for Injection):为注射用水依照注射剂生产工艺制备所得的水。  灭菌注射用水用于灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂。

  制药用水的水质标准

  1)饮用水:应符合中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)

  2)纯化水:应符合《2005中国药典》所收载的纯化水标准。  在制水工艺中通常采用在线检测纯化水的电阻率值的大小,来反映水中各种离子的浓度。制药行业的纯化水的电阻率通常应≥0.5MΩ.CM/25℃,对于注射剂、滴眼液容器冲洗用的纯化水的电阻率应≥1MΩ.CM/25℃。

  3)注射用水:应符合2005中国药典所收载的注射用水标准 。

  2005版药典对制药用水的分析要求

  制药用水几乎贯穿于药品生产的各环节,因此它被喻为药品生产的“生命线”。近年来,随着科学技术的不断进步,我国制药用水的制备技术取得了显著进展。但是值得关注的是,有关专家日前在南京召开的“第三届医药洁净工程——消毒、灭菌技术研讨会”上分析指出,一些发达国家对制药用水的相关规定及处理技术与我国有所不同,如USP24版美国药典将制药纯化水的理化指标用电导率及总有机碳两项参数控制,样便于检测且容易建立消毒效果实时控制体系;另外,很多发达国家将臭氧消毒技术用于制药用水系统的处理。这些做法都值得参考借鉴。

  相关特性参数值得参考

  中国工业经济联合会臭氧专业委员会主任、清华大学高级工程师李汉忠强调说,与2005年版《中国药典》相比,USP24版美国药典关于制药用水的分类与理化指标检测方面的一些不同值得大家关注。2005年版《中国药典》按使用范围将制药用水饮用水、纯化水、注射用水及灭菌注射用水四类,规定饮用水按GB5749-85要求,纯化水、注射用水、灭菌注射用水理化指标按pH值、氯化物、硫酸盐与钙盐、硝酸盐与亚硝酸盐、氨、二氧化碳、易氧化物、不挥发物、重金属、细菌、霉菌和酵母菌总数、细菌内毒素等进行检测。而USP24版美国药典将制药用水分为饮用水、纯化水、注射用水、灭菌纯化水、灭菌注射用水、抑菌剂注射用水、灭菌灌注用水、灭菌吸入用水八种,将原各版美国药典中涉及的理化指标(包括pH值、氯化物、硫酸盐、钙盐、氨、二氧化碳、重金属、易氧化物、总固体物九项)改为控制电导率为1.3微秒/厘米,总有机碳(TOC)不超过500微克/升两项指标。其中,电导率指标包含了pH值、氯化物、硫酸盐、钙盐、氨及二氧化碳的综合要求;TOC代替了易氧化物的检测,有利于控制微生物指标;检测方法简化为在线仪器检测、监测,并提高了检验精度:这些关于制药用水的规定值得借鉴。

  臭氧消毒技术前景可观

  近年来,臭氧消毒技术在我国医药工业中得到迅速发展。如山东绿叶制药有限公司、东北制药总厂等企业就成功地用臭氧消毒技术进行洁净生产区消毒,收到工作强度和能耗显著降低的良好效果。然而,臭氧消毒技术在我国主要被用于洁净生产区的空气净化,而国外药企则主要将其用于制水系统的处理。

  臭氧成就了四大功用:杀菌、氧化、脱色、除味。其实,臭氧作为高效消毒剂,应用最早、最普遍的就是水处理领域。李汉忠主任介绍说,制药企业用水的地方非常多,有医药用水、消毒用水、清洗用水及饮用水等等。其中,制备制药用纯化水的系统前端主要有过滤、吸附单元,中间有初、中级去离子单元,用于滤掉杂质,吸附有机物,降低余氯及降低钙、镁等离子的浓度,而炭床、离子交换柱等过滤介质很可能成为细菌繁殖的“温床”,产生微生物聚集繁殖,但正常的反冲洗很难达到理想的效果,因此增加了超滤、反渗透等膜分离设备的负担。对此,目前国外的制药、食品及电子工业利用含臭氧水循环,以清洗、消毒制水系统的制水管道及过滤器、贮罐等。实践表明,1毫克/升臭氧水循环30分钟就可以满足要求。

  虽然制药用水的制备工艺已经很完善,理论上终端经反渗透或蒸馏技术应该可以达到无菌要求,但是在实际生产中,贮水罐未加防护或呼吸器失效、排水管道在使用中逆流及不合理操作,都可能使微生物进入制水系统而导致再污染,使水内的TOC成为营养物质而形成细菌繁殖,导致水中细菌内毒素增高。因此,《中国药典》规定纯化水用作溶剂、稀释剂或清洗用水应在临用前准备,而注射用水应在80℃以上保温、65℃保温循环或4℃以下的无菌状态下存放,并在制备12小时内使用。

  对此,解决制药用水系统污染问题的关键在于方便、有效而又不产生有害残留的同期消毒技术手段。美国制药与电子工业自上世纪90年代即采用臭氧技术对高纯度纯水贮罐进行处理,以保持水质的洁净状态,方法有两种:是向贮罐通臭氧15分钟,然后静置15分钟,以便使残留臭氧分解,每周处理两次就可获得良好的保洁效果。第二种方法是对贮罐内纯水进行再循环臭氧处理,然后在罐内装紫外线灯进行照射以使残留臭氧分解。使用此工艺对纯水进行再循环,当水中臭氧溶解浓度为2.3毫克/升时,TOC值可维持在100微克/升以下,远低于美国药典500微克/升的标准。

  另外,由于医药用水中可能存在的微生物繁殖,导致贮罐壁与分配管道壁附着菌落,进而形成菌膜而成为污染源,因此对其进行定期消毒成为十分重要的工作,目前化学药剂和高温蒸汽消毒是常用的工艺,但过程复杂且能耗高。据了解,近期国内一些企业正在试验以高浓度臭氧水作为消毒剂以对用水管道进行消毒的技术方法。研究表明,4毫克/升的臭氧水具有极强的杀菌作用,利用高压泵将其加入用水管道并循环,检测管道末端出口水臭氧浓度升高至1毫克/升后,再循环30分钟,应检测到可靠的杀菌结果。

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