Сравнительная оценка качества воды на разных стадиях водоподготовки

  А.Е.Приходько, Е.М.Крупина

УДК: 615.456.1

Вода в фармацевтическом производстве является одним из ключевых элементов системы обеспечения качества конечной продукции. Вода используется на разных стадиях производства и для различных целей, поэтому существует несколько типов воды, отличающихся требованиями к ее чистоте, химическому составу и др.

Водоподготовка для медицины - реакторное оборудование
Водоподготовка для медицины - реакторное оборудование

Отечественной нормативной документацией, регламентирующей требования к воде для фармацевтических целей, являются ФС 42-2619-97 «Вода очищенная» и ФС 42-2620-97 «Вода для инъекций». Согласно этим статьям для воды очищенной и воды для инъекций нормируются: рН, сухой остаток, содержание восстанавливающих веществ, диоксида углерода, нитратов и нитритов, аммиака, хлоридов, сульфатов, кальция, тяжелых металлов. Важным является оценка микробиологической чистоты воды очищенной, которая должна соответствовать требованиям на питьевую воду (не более 100 микроорганизмов в 1 мл) при отсутствии бактерий семейства Enterobacteraceae , Staphylococcus aureus , Pseudomonas aeruginosa .

Вода для инъекций должна выдерживать испытания, приведенные в статье «Вода очищенная» и быть апирогенной. По аналогии с требованиями зарубежных фармакопей впервые в ФС “Вода для инъекций”, наряду с дистилляцией, разрешен метод обратного осмоса на финальной стадии получения воды для инъекций.

Качество воды для фармацевтических целей зависит от исходной воды, ее химического состава, возможных примесей (механических, коллоидных частиц, микроорганизмов и др.), что определяет выбор технологической схемы получения воды.

Исходным сырьем для получения воды для фармацевтических целей является питьевая вода, требования к которой регламентируются СанПиН 2.1.4.559.96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Питьевая вода подвергается предварительной обработке, типичными стадиями которой являются:

Особые требования предъявляются к получению воды для инъекций. Она используется при производстве парентеральных растворов, а также для окончательного ополаскивания первичной тары и систем приготовления, вступающих в прямой контакт с лекарственными средствами. Схема ее получения, помимо водоподготовки, включает дистилляцию или обратный осмос на финальной стадии, что обусловлено обязательным требованием апирогенности.

Выбор оптимальной схемы получения воды для фармацевтических целей должен основываться на результатах оценки роли каждой стадии ее производства.

Целью настоящего исследования явилась сравнительная оценка показателей качества воды на разных стадиях водоподготовки при получении воды для инъекций в соответствии с требованиями GMP на базе модуля по производству инфузионных растворов ГКБ №81.

Технологическая схема получения воды для инъекций в данной межбольничной аптеке включает следующие стадии:

  • Умягчение воды.
  • Фильтрация через угольный фильтр.
  • Обратный осмос.
  • УФ – облучение.
  • 4-х ступенчатая дистилляция.

Водопроводная вода из городской сети поступает через фильтр в резервуар питьевой воды, откуда центробежным насосом подается на колонну - умягчитель, заполненную катионитом. При прохождении воды происходит обмен катионов на ионы натрия. Умягченная вода поступает на колонку, заполненную активированным углем, где освобождается от хлора и органических веществ, а также используется для обесцвечивания воды и улучшения ее вкуса.

Затем вода поступает на обратноосмотическую установку, используемую для обессоливания воды и освобождения ее от органических соединений, коллоидных веществ и микроорганизмов. Качество воды контролируется по удельной электропроводности.

После обратноосмотической установки вода подвергается ультрафиолетовой обработке. Этот процесс обеспечивает снижение содержания возможных микроорганизмов на 99,9%.

Конечным этапом получения воды для инъекций является 4-х ступенчатая дистилляция. Наличие нескольких колонн позволяет проводить многократную дистилляцию, что обеспечивает экономию потребляемой энергии, т.к. она используется многократно. Получаемая при этом вода для инъекций имеет температуру не ниже 80 С, что соответствует требованиям GMP .

Оценку качества воды для инъекций осуществляли на следующих стадиях ее получения:

  • исходная питьевая вода;
  • вода после умягчения;
  • вода после угольного фильтра;
  • вода после обратного осмоса;
  • вода после УФ-облучения;
  • вода после 4-х ступенчатой дистилляции.

Параметрами оценки качества воды являлись:

  • оказатели ФС 42-2619-97 «Вода очищенная»;
  • количественное содержание солей жесткости, восстанавливающих веществ;
  • микробиологическая чистота;
  • содержание бактериальных эндотоксинов.

Количественное содержание солей жесткости определяли комплексонометрическим методом, основанным на образовании ионами Ca и Mg прочных внутрикомплексных соединений с трилоном Б. Количественное содержание восстанавливающих веществ определяли перманганатометрическим методом. Микробиологическую чистоту оценивали в соответствии с ГФ XI , т.2, стр. 193.

Одним из основных требований к воде для инъекций является отсутствие пирогенных веществ. В настоящее время, наряду с биологическим методом испытания на пирогенность, используется LAL -тест, основанный на способности лизата амебоцитов мечехвоста специфически реагировать с эндотоксинами грамотрицательных бактерий (липополисахаридами). В результате реакции происходит помутнение прозрачной реакционной смеси или образование твердого геля, что и служит индикатором присутствия эндотоксина. Именно этот метод мы использовали для определения содержания бактериальных эндотоксинов в исследуемых образцах воды.

В результате проведенных исследований получены данные, которые представлены в табл. 1, 2, 3.

Как видно из табл.1, показатель pH воды после умягчения и угольного фильтра выходил за рамки допустимого значения, однако на последующих стадиях вода для инъекций соответствовала нормативам ФС по данному показателю. Количество восстанавливающих веществ в исходной воде составляло 6-6,8 мг О2/л; после умягчения воды уровень снизился в 3 раза. После стадии обратного осмоса восстанавливающие вещества не обнаруживались.

Диоксид углерода, нитраты и нитриты, тяжелые металлы отсутствовали на всех стадиях получения воды для инъекций.

Аммиак содержался в исходной питьевой воде. После стадии умягчения аммиак отсутствовал. Хлориды и сульфаты содержались в исходной воде, воде после умягчения и угольного фильтра. После стадии обратного осмоса хлориды и сульфаты отсутствовали. Общая жесткость исходной воды составляла 1,22 мг экв/л. После стадии умягчения соли жесткости отсутствовали.

Таким образом, основными стадиями предподготовки, обеспечивающими полное освобождение воды от примесей, являлись стадии умягчения, фильтрации через угольный фильтр и обратный осмос.

Анализ микробиологической чистоты воды (табл.2) показал, что исходная вода содержала минимальное количество микроорганизмов. После стадии фильтрации через угольный фильтр количество микроорганизмов возросло более чем в 80 раз, что можно объяснить способностью угольного фильтра быть субстратом для размножения микроорганизмов. По микробиологическим данным именно эта стадия требует особого внимания, в частности к обработке фильтров (промывка, обеззараживание). После стадии УФ-облучения микроорганизмы отсутствовали, а после дистилляции вода была стерильной.

Таблица 2

Микробиологическая чистота воды на разных стадиях водоподготовки*

Стадии водоподготовки

Количество микроорганизмов в 1 мл **

Исходная (питьевая) вода

< 10

Вода после умягчения

< 10

Вода после угольного фильтра

800

Вода после обратного осмоса

39

Вода после УФ-обработки

< 10

Вода после 4-х ступенчатой дистилляции

< 10

* - Согласно ФС 42-2619-97 “Вода очищенная» микробиологическая чистота должна соответствовать требованиям на питьевую воду – не более 100 микроорганизмов при отсутствии бактерий сем. Enterobacteriaceae , Staphylococcus aureus , Pseudamonas aeruginosa .

** - В образцах воды бактерии сем. Enterobacteriaceae , Staphylococcus aureus , Pseudamonas aeruginosa отстутствовали.

Оценка пирогенности воды на каждой стадии методом LAL -теста (табл.3) показала, что в питьевой воде, воде после умягчения и угольного фильтра содержание бактериальных эндотоксинов составляло более 1 ЕДэ/мл. После стадии обратного осмоса - 0,25 ЕДэ/мл, что соответствует требованиям Американской и Европейской Фармакопей. После УФ-облучения и дистилляции содержание бактериальных эндотоксинов было в 4-8 раз ниже требуемой нормы.

Таблица 3

Содержание бактериальных эндотоксинов на разных стадиях водоподготовки*

Стадии водоподготовки

Содержание единиц действия эндотоксина в 1 мл, ЕДэ/мл

Исходная (питьевая) вода

Более 1

Вода после умягчения

Более 1

Вода после угольного фильтра

Более 1

Вода после обратного осмоса

0,25

Вода после УФ-обработки

<0,125

Вода после 4-х ступенчатой дистилляции

<0,03

* - Согласно требованиям Американской, Европейской Фармакопей содержание бактериальных эндотоксинов в воде для инъекций должно быть не более 0,25 ЕДэ/мл.

Таким образом, проведенные исследования показали, что качество воды для инъекций, полученной по исследованной нами схеме водоподготовки, является достаточно высоким и соответствует требованиям нормативной документации, в том числе зарубежной.

Выводы:

  • Исследованы различные стадии получения воды для инъекций по показателям ФС 42-2619-97 «Вода очищенная», микробиологической чистоте и пирогенности.
  • Показана роль различных стадий в технологической схеме получения воды для инъекций.
  • Технологическая схема станции водоподготовки, используемая в ГКБ №81, позволяет получать воду, соответствующую требованиям нормативной документации по всем показателям.

Литература :

  • Валевко С.А., Соколова Л.Ф., Карчевская В.В. Вода для фармацевтических целей / Сб. докладов VII конференции АСИНКОМ. – М., 1997. – С.139-143.
  • Ситников А.Г., Травина Л.А., Багирова В.Л. ЛАЛ-тест. Современные подходы к определению пирогенности. – М., 1997. – 96 с.
  • Чистые помещения. Под ред. А.Е.Федотова. - М., Издание АСИНКОМ, 1998. – 320 с.
(c) 2010 НПК "Медиана - фильтр"
Все права защищены.