Пути обеспечения и методы оценки апирогенности парентеральных лекарственных средств

В работе подробно описаны необходимость в обеспечении апирогенности воды, способы её обеспечения и контроля качества. Защищена на отлично на кафедре заводской технологии лекарственных форм в СПХФА ...

Оглавление
Введение……………………………………………………………………………3
Методы обеспечения апирогенности……………………………………………..4
Дистилляция………………………………………………………………..4
Ионнообменный способ…………………………………………………...6
Метод мембранного осмоса……………………………………………….7
Ультрафильтрация ………………………………………………………...9
Методы оценки апирогенности………………………………………………….11
Определение на кроликах……………………………………………......11
ЛАЛ-тест…………………………………………………………………..12
Выводы……………………………………………………………………………14
Список использованной литературы……………………………………………15

Вода в фармацевтическом производстве относится к ключевым элементам, участвующим во многих этапах изготовления лекарственных средств. Ни одно фармацевтическое предприятие не обходится без применения воды. Она может использоваться как сырье, растворитель, вспомогательный материал, как энергоноситель, средство санитарной обработки.
В технологическом процессе изготовления лекарственных средств, особенно для парентерального применения, вода является одним из основных источников пирогенных веществ, химического, микробиологического загрязнения, поэтому важной задачей является обеспечение высокой степени чистоты воды, применяемой для фармацевтических целей, что достигается оптимальным выбором системы водоподготовки.

Из первого и второго корпусов из соответствующих нагревателей подается вторичный пар вместе с образовавшимся дистиллятом в конденсатор-холодильник. Сконденсированная вода для инъекций собирается в сборнике с воздушным фильтром. Восполнение воды в испарителях всех корпусов происходит нагретой водой из конденсатора-холодильника. Для последовательного нагревания воды до кипения в нагревателях корпусов автоматически с помощью подпорных шайб поддерживается соответствующее давление и температура пара. В испарителях первого корпуса – 120-140°С, второго – 110-120°С и третьего – 103-110°С. Качество дистиллята хорошее, так как в корпусах достаточная высота парового пространства и предусмотрено эффективное удаление капельной фазы из пара.Трехкорпусной аквадистиллятор «Финн-аква» (Финляндия) функционирует за счет использования деминерализованной воды.152403810Вода подается через регулятор давления в конденсатор, проходит теплообменники камер предварительного нагрева, а после нагревания поступает в зону испарения, состоящую из системы трубок, обогреваемых внутри паром. Нагретая вода подается на наружную поверхность обогреваемых трубок в виде пленки, стекает по ним и нагревается до кипения. В испарителе за счет поверхности кипящих пленок создается интенсивный поток пара, который движется снизу вверх со скоростью 20-60 м/с. Центробежная сила, возникающая при этом, обеспечивает стекание капель в нижнюю часть корпуса, прижимая их к стенкам.Ионообменный способИонообменные смолы — сетчатые полимеры различной структуры и степени сшивки, в которых имеются ковалентные связи с ионогенными группами. При диссоциации ионогенных групп в воде или растворе образуется ионная пара. Один ион этой пары фиксирован на полимере, а противоион подвижен в растворе и способен обмениваться на ионы одноименного заряда из раствора.Ионный обмен происходит на ионообменных установках— колонках, заполненных ионообменными смолами.Ионообменные смолы разделяются на катиониты и аниониты. Ионообменные катиониты способны обменивать свой водородный ион на катионы Мg²⁺, Ca²⁺ и т.п. Ионообменные аниониты обменивают свой гидроксил-ион на анионы SO₄²⁻ , Cl⁻ и т.п. Качество полученной воды контролируется электропроводностью. Как только ионообменная смола выработает свой ресурс, электропроводность раствора возрастает.15240440690Колонки для ионного обмена могут быть как с раздельными, так и со смешанными слоями катионитов и анионитов.Аппараты с раздельными слоями представляют собой две последовательно расположенные колонки, одна из которых заполнена катионитами, а вторая — анионитами. Аппараты со смешанными слоями представляют собой одну колонку, наполненную смесью ионообменных смол.Исходная вода подается через колонки снизу вверх, просачивается сначала через слой катионита, затем анионита. Частицы ионообменных смол, попавшие в воду, отфильтровываются.По форме ионообменные смолы могут быть в самых разных видах - гранул, лент и т.д. В процессе использования они перемещаются в сорбционную ванну, в промывочную ванну, в бак регенерации и на отмывку.Ионообменная технология является часто применяемым и достаточно дешевым методом обессоливания воды. Один килограмм смолы способен очистить не менее 1000 литров воды.Недостатки метода ионного обмена:многие ионообменные смолы гидрофобны, что затрудняет процессы сорбции и десорбции;гранулированные ионообменные смолы в процессе использования в колонках теряют пористость и требуют разрыхления, не устойчивы к механическому воздействия - разрушается их структура;периодическая регенерация ионообменных смол — раствором хлористоводородной кислоты (для катионитов) или раствором гидроксида натрия (для анионитов), с последующей промывкой смол;длительно используемые ионообменные смолы могут стать питательным субстратом для размножения микроорганизмов, поэтому им требуется периодическая дезинфекция.2234565127000Метод обратного осмосаМембранные технологии очистки воды в последние годы приобретают все более широкое применение.Явление осмоса — это переход через полупроницаемую мембрану растворителя из раствора с низкой концентрацией примесей в раствор с более высокой концентрацией. 1834515-34290Обратный осмос идет в направлении, противоположном прямому осмосу. Под действием повышенного давления растворитель переходит через полупроницаемую мембрану из раствора с солями в ту область, где находится чистый растворитель. Движущей силой обратного осмоса является разность давлений.Метод обратного осмоса первоначально использовался для опреснения соленой морской воды. После проведения испытаний было открыто, что этим методом можно получать воду высокой степени очистки — обессоленную, очищенную от механических примесей и микробов.Состав стандартной установки обратного осмоса: насос высокого давления; один или несколько пермиаторов;блок регулирования рабочего режима.Центральная часть любой обратноосмотической установки – мембрана обратного осмоса. Как правило, мембрана представляет собой спирально свернутые слои из водоподающего слоя, полупроницаемой мембраны и водосборного слоя. Вода под давлением подается с торца цилиндрически свернутой мембраны. Очищенная вода (пермеат) просачивается через полимерную пленку, достигает водосборного слоя, откуда подается в центральную водосборную трубку. Концентрат скапливается на другой стороне мембраны и отводится в дренаж .Материалом для обратноосмотической мембраны могут служить эфиры целлюлозы — ацетаты или полиэфиры — найлон.Мембрана с диаметром пор 0,01 мкм полностью освобождает воду от растворимых солей, органических веществ, коллоидов и микробов.Плюсы метода получения воды очищенной методом обратного осмоса: относительная простота метода; производительность метода не зависит от начального солесодержания исходной воды; широкий ассортимент полупроницаемых мембран для получения воды необходимого качества;экономичность метода: из 10 литров исходной воды получают 7,5 литров воды очищенной; энергоэффективность: затраты энергии идут только на работу насоса, что в 10-16 раз меньше, чем при очистке воды дистилляцией.Недостатки метода обратного осмоса: выбор обратноосмотической мембаны на основе характеристик исходной воды (солесодержания, pH, концентрации Cl);закупорка пор мембраны в процессе водоподготовки; необходимость периодического включения циклов обратной фильтрации для очистки пор.УльтрафильтрацияЛПС отрицательно заряжены в слабокислой, нейтральной и щелочной среде благодаря фосфатным группам, входящим в гликозидные остатки. Это используется для их удаления из лекарственных препаратов. До 70-х годов прошлого столетия для удаления БЭ из парентеральных растворов использовался асбестоцеллюлозный картон, который решал одновременно несколько задач - осветление, тонкую очистку, стерилизацию и депирогенизацию (благодаря положительно заряженным асбестовым волокнам) растворов. После того как была доказана канцерогенность наночастиц асбеста, для этой цели начали применять активированный уголь, ионообменные смолы (в том числе специально синтезированные для этой цели), хроматографию с гидрофобным взаимодействием (используя сродство к гидрофобному фрагменту ЛПС) и глубинные целлюлозные материалы, наполненные диатомитом (также изначально положительно заряженным).В свою очередь разработчики мембран для решения этой проблемы предложили использовать мембранные нанофильтры с порогом отсечения 10 кDa (например, в виде плоскорамных и спиральных фильтроэлементов) и сорбирующие мембранные микрофильтры.При использовании нанофильтрационных мембран действуют те же ограничения по молекулярной массе, что и при удалении вирусов – разделение возможно, если сам полезный продукт меньше 10 кDa. Это могут быть буферы, растворы солей, нуклеотиды, аминокислоты, пептиды.В современной фармацевтической практике наибольшее распространение получили сорбирующие мембранные микрофильтры на основе депирогенизирующих полимерных мембран, которые, с целью придания им сорбционных свойств модифицированы поверхностно.Положительно заряженные мембранные микрофильтры – относительно новый класс мембранных материалов. В мембранном сорбенте основная функциональная нагрузка ложится не на межструктурные пространства (поры), ответственные за эффективность удержания частиц по размерам, а на сами структурные элементы, а именно, на их поверхность.Доставка сорбата к мембранному сорбенту осуществляется вязким потоком жидкости, в то время как в классической колоночной хроматографии на смолах сорбат достигает активные центры преимущественно путем диффузии в гранулы сорбента. Это обстоятельство обеспечивает существенно более высокие скорости процесса массообмена при сорбции на мембранах по сравнению с сорбцией на ионообменных смолах.Наиболее значимая область применения мембранных микрофильтрационных сорбентов в фармбиотехнологии - удаление бактериальных эндотоксинов.ООО НПП «Технофильтр» - российский производитель микрофильтрационных мембран и фильтрующих элементов разработал и серийно производит микрофильтрационные мембраны марки ММПА+ с размером пор 0.2 мкм, 0.45 мкм и 0.65 мкм и фильтроэлементы на их основе. Мембраны ММПА+ изготовлены из полиамида (nylon66+6) с положительно заряженными функциональными группами. Эта особенность обеспечивает эффективное удаление за счет сорбции отрицательно заряженных загрязнений, включая бактерии, эндотоксины, вирусы.Мембраны ММПА+ устойчивы к механическим, химическим и термическим нагрузкам, биологически инертны. Благодаря природной гидрофильности быстро смачиваются водой и различными водными растворами, устойчивы в водных средах со значениями pH от 2 до 13, а также в большинстве органических растворителей.Одна из областей применения данных мембран - депирогенизации воды и водных растворов ЛС в фармбиотехнологии.Первоначально авторами была исследована способность сорбировать мембранами модельный сорбат, а именно отрицательно заряженный краситель «Бромфеноловый синий», водный раствор которого при рН>2,4 имеет сине-фиолетовую окраску. Оказалось, что исследованные полиамидные мембраны ММПА+ сорбируют БФС в дистиллированной воде в статическом и динамическом режиме, в количестве примерно 40 мкг/см2 мембраны. Незаряженные мембраны из поливинилиденфторида, нитроцеллюлозы, полиэфирсульфона краситель не сорбируют.Если представить, что БФС однозначно моделирует БЭ, то простой расчет показывает, что 40 мкг/см2соответствует 4×105 EЭ/см2, что достаточно много.В серии экспериментов, проведенных на модельных растворах высокой концентрации БЭ (препарат «пирогенал») в дистиллированной воде, было показано, что мембранный капсульный микрофильтр марки КФМ.К+-0.2-К-60 (на основе мембраны ММПА+) с площадью 1440см2, задерживал по меньшей мере 2х106 ЕЭ что составляет в пересчете около 103 ЕЭ/см2 мембраны.Дистиллированную воду фильтровали через образцы положительно заряженных полиамидных мембранММПА+ в виде дисков диаметром 47мм в течение нескольких суток до исчерпания гидродинамического ресурса мембраны и определяли содержание БЭ в воде до и после фильтрования.Все три испытанных типа мембран с порами в диапазоне 0,2-0,65мкм работали удовлетворительно, сохраняя предпочтительную операционную норму БЭ в дистиллированной воде ниже 0,03 ЕЭ/мл вплоть до исчерпания 84-86% гидродинамического ресурса мембраны ММПА+-020, 74% мембраны ММПА+-045 и 60% ресурса мембраны ММПА+-065.Для согласования работы капсулы и установки предварительно был проверен гидродинамический ресурс капсулы КФМ.К+-020-К-60, который составил не менее 1500л., что удовлетворительно, т.к. позволяет проводить замену капсулы одновременно с заменой ионообменной смолы в установке, т.к.