超滤方法制备注射用水的应用

原标题：超滤方法制备注射用水的应用

国家对医疗用纯水水质和注射用水水质有着严格的法律条文规定，对于直接或间接接触心血管系统、淋巴系统、脑脊髓液或药液的无菌医疗器械，若水是最终产品的组成成分时，应当使用符合《中国药典》要求的注射用水；若用于末道清洗应当使用符合《中国药典》要求的注射用水或用超滤等其他方法产生的同等要求的注射用水。与人体组织、骨腔或自然腔体接触的无菌医疗器械，末道清洗用水应当使用符合《中国药典》要求的纯化水。

YYT 1244-2014体外诊断试剂用“纯化水”要求体外诊断试剂用纯水电导率（25℃）应不大于5.1μS/cm，微生物总数不大于100CFU/mL，总有机碳不大于0.5mg/L。《中国药典》2015版纯化水部分“注射用水”要求注射用水电导率在25℃时应不大于1.3μS/cm，在20℃时应不大于1.1μS/cm，总有机碳数不大于0.5mg/L，细菌内毒素不大于0.25EU/mL，微生物限度（需氧菌总数）不大于10CFU/100mL。

图一 创洋2t/h纯化水+300L/h末道清洗注射用水设备

医疗用纯水和注射用水通常使用纯化水设备和注射用水设备制备。2018年11月20日，保瑞医疗技术有限公司与创洋水处理设备有限公司达成合作协议，购入创洋2t/h纯化水+300L/h末道清洗注射用水设备。这套系统由一套纯化水设备和一套注射用水设备组合而成，根据用户需求定制为每小时可产出25℃的2吨纯化水和300L的注射用水，其中注射用水是采用双级RO+EDI所得的纯化水再经超滤膜过滤处理所得，产水水质等同于《中国药典》2020年版注射用水水质标准。

本套末道注射清洗用水设备使用了一种名为超滤的加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到部分的纯化。超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。超滤微孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。

图二 超滤膜工作原理

运用超滤膜可以很好地去除热源，热原(Pyrogen)又称内毒素(Endotoxin)，产生于革蓝氏阴性(Gram-nagative)细菌的细胞外璧，亦即细菌尸体的碎片。它是一种脂多糖物质(Lipopoly-saccharide)，简称LPS，其相对分子质量从几千到几十万不等，根据产生它的细菌种类而定。在水溶液中，其相对分子质量可为几十万到几百万不等。最近已揭示了类脂A(Lipid)也是热原物质，构成为危害人体的内毒素，相对分子质量大约为2000。由于脂多糖的终端结构类脂A具有较小的相对分子质量，因此需选用切割相对分子质量小于5000相对分子质量的超滤膜。如果选用截留相对分子质量为1万至20万的超滤膜，除去相对分子质量为几万到几百万的热原，则应再使用热原吸附剂除去小相对分子质量的热原，包括相对分子质量约为2000的类脂A。这些不同规格滤膜的平均孔径为2nm到0.1μm。

超滤膜的最小截留分子量为500道尔顿，在生物制药中可用来分离蛋白质、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超滤的优点是没有相转移，无需添加任何强烈化学物质，可以在低温下操作，过滤速率较快，便于做无菌处理等。所有这些都能使分离操作简化，避免了生物活性物质的活力损失和变性。因此超滤常应用于大分子物质的脱盐、浓缩、分级分离和溶剂系统的交换平衡，在生化制剂或其他制剂的去热原处理中超滤也被广泛应用。超滤技术已成为制药工业、食品工业、电子工业以及环境保护诸领域中不可缺少的有力工具。