AGUA PARA USO FARMACÉUTICO

AGUA PARA USO

AGUA PARA USO

FARMAC

FARMAC

É

_É

UTICO

_UTICO

1.

DUREZA DEL AGUA

2.

TIPOS DE AGUA Y APLICACIONES

3.

MÉTODOS DE PURIFICACIÓN DEL AGUA

4.

CONSERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO

5.

CONTROLES: FARMACOPEAS

Dra. Mireia Oliva i Herrera

AGUA:

AGUA:

¾

ES EL DISOLVENTE MÁS UTILITZADO EN

FARMACIA.

¾

ES EL EXCIPIENTE MÁS FISIOLÓGICO Y

MEJOR ADAPTADO AL ORGANISMO.

¾

FORMA PARTE, O INTERVIENE EN EL

PROCESO DE FABRICACIÓN, DE TODAS

LAS FORMAS FARMACÉUTICAS.

1.

1.

DUREZA DEL AGUA:

_{DUREZA DEL AGUA:}

†

† SALES DISUELTAS EN EL AGUA:SALES DISUELTAS EN EL AGUA:

Ca

(HCO

)

Ca

Cl

Ca

SO

NaCl

Mg

(HCO

)

Mg

Cl

Mg

SO

SiO

†

† TIPOS DE DUREZA DEL AGUA:TIPOS DE DUREZA DEL AGUA:

„ DUREZA TEMPORAL O CARBONÁTICA (Dt):

Bicarbonatos de Ca y Mg. Precipitan al calentar el agua.

„ DUREZA PERMANENTE (Dp):

Sulfatos de Ca y Mg. No precipitan al calentar.

DUREZA TOTAL (

DUREZA DEL AGUA:

DUREZA DEL AGUA:

†

†

GRADOS DE DUREZA DEL AGUA:

GRADOS DE DUREZA DEL AGUA:

„ 1 GRADO FRANCÉS: 10 ppm CaCO3 „ 1 GRADO INGLÉS: 14.3 ppm CaCO3

†

Agua muy blanda <70 ppm CaCO3

†

Agua muy dura

>500 ppm CaCO3

†

†

AGUA DE BARCELONA:

AGUA DE BARCELONA:

„ Agua muy dura: ~2000 ppm CaCO3/unidad de volumen „ Desmineralización para uso en Industria Farmacéutica

2.

2.

TIPOS DE AGUA

TIPOS DE AGUA

¾

¾

AGUA POTABLE

AGUA POTABLE

¾

¾

AGUA DESCALCIFICADA

AGUA DESCALCIFICADA

Ö

Eliminación de las sales de Ca

y Mg

Ö

Refrigeración y agua para el autoclave

¾

¾

AGUA PURIFICADA

AGUA PURIFICADA

¾

¾

AGUA PARA LA PREPARACI

AGUA PARA LA PREPARACI

Ó

Ó

N DE INYECTABLES

N DE INYECTABLES

Ö

Agua para preparaciones inyectables a granel

AGUA PURIFICADA

AGUA PURIFICADA

¾

¾

OBTENCI

OBTENCI

Ó

Ó

N:

N:

Ö

Eliminación de las sales minerales e impurezas volátiles

¾

¾

APLICACIONES

APLICACIONES

Ö

Limpieza de equipos y material de vidrio

Ö

Elaboración de la mayoría de formas farmacéuticas: óticas,

nasales, tópicas, semisólidas, suspensiones y soluciones orales,

granulados y aerosoles

Ö

Agua para diluir soluciones concentradas para hemodiálisis:

acabada de tratar y control de

pirógenos

.

Pirógenos:

AGUA PARA INYECTABLES

AGUA PARA INYECTABLES

¾

¾

OBTENCI

OBTENCI

Ó

Ó

N:

N:

Ö

Ö

A granel:

A granel

Destilación del agua purificada

Ö

Ö

Est

Est

é

é

ril:

ril

Agua a granel esterilizada por calor en ampollas cerradas.

Ausencia de pirógenos. Control óptico de partículas en suspensión.

AGUA PARA INYECTABLES

AGUA PARA INYECTABLES

¾

¾

OBTENCI

OBTENCI

Ó

Ó

N:

N:

Ö

Ö

A granel:

A granel

Destilación del agua purificada

Ö

Ö

Est

Est

é

é

ril:

ril

Agua a granel esterilizada por calor en ampollas cerradas.

Ausencia de pirógenos.

Control óptico

de partículas en suspensión.

AGUA PARA INYECTABLES

AGUA PARA INYECTABLES

¾

¾

OBTENCI

OBTENCI

Ó

Ó

N:

N:

Ö

Ö

A granel:

A granel

Destilación del agua purificada

Ö

Ö

Est

Est

é

é

ril:

ril

Agua a granel esterilizada por calor en ampollas cerradas.

Ausencia de pirógenos. Control óptico de partículas en suspensión.

¾

¾

APLICACIONES

APLICACIONES

ÖLimpieza de equipos y material de vidrio ÖDisolvente

ÖElaboración de colirios

ÖElaboración de inyectables esterilización

3.

3.

M

M

É

É

TODOS

TODOS

¾

¾

DESCALCIFICACI

DESCALCIFICACI

Ó

Ó

N

N

¾

¾

DESMINERALIZACI

DESMINERALIZACI

Ó

Ó

N

N

¾

¾

DESTILACI

DESTILACI

Ó

Ó

N

N

Ö

Permutación

Ö

Intercambio iónico

Ö

Ósmosis inversa

Ö

Electrodiálisis

Ö

Efecto simple

Ö

Doble efecto

Ö

Por termocompresión

Ö

En membranas

AGUA

AGUA

DE RED

DE RED

IÓNICO ÓSMOSIS INVERSA ELECTRODIÁLISIS

DESTILACI DESTILACIÓÓNN

AGUA

PURIFICADA

AGUA

PURIFICADA

AGUA PARA

INYECTABLES

AGUA PARA

INYECTABLES

AGUA

DESCALCIFICADAAGUA

DESCALCIFICACI

DESCALCIFICACI

Ó

_Ó

N

_N

:

_:

ZEOLIT

ZEOLIT

A

A

S

S

Y

Y

PERMUTITAS

PERMUTITAS

DESMINERALIZACI

DESMINERALIZACI

Ó

Ó

N

N

:

:

m

m

é

é

todos

todos

†

Intercambio iónico:

„

Desionización

„

Resinas de intercambio iónico

†

Ósmosis inversa:

„

Filtración

„

Membranas semipermeables

†

Electrodiálisis

„

Separación

DESIONIZACI

DESIONIZACI

Ó

Ó

N

N

:

:

RESINAS DE INTERCAMBIO I

RESINAS DE INTERCAMBIO I

Ó

Ó

NICO

NICO

Sustancias insolubles en agua que tienen iones lábiles fácilmente intercambiables por otros iones del mismo signo presentes en una solución acuosa.

Son cadenas poliméricas de elevado peso molecular unidas por un enlace iónico a un contraión: † catión (resinas catiónicas)

† anión (resinas aniónicas)

RESINAS DE INTERCAMBIO I

RESINAS DE INTERCAMBIO I

RESINAS DE INTERCAMBIO I

Ó

Ó

NICO

NICO

RESINAS

CATIÓNICAS

Fuertes

_sulfonados

Grupos

Todos

_cationes

los

Débiles

_carboxilados

Grupos

_{a ácidos}

Cationes

_débiles

unidos

RESINAS

ANIÓNICAS

Fuertes

_cuaternario

Amonio

Todos los

_aniones

Débiles

Aminas

_fenoles

o

_{a bases débiles}

Aniones

unidos

†

La

eficacia

de una resina depende de:

„ Radio iónico de los iones a captar

†

Regeneración

de las resinas:

„ Intercambio catiónico: : ácido „ Intercambio aniónico: : sosa

†

Tipos de

columnas

de intercambio iónico:

† Intercambio catiónico

„ Columnas de lecho mixto

RESINAS DE INTERCAMBIO I

COLUMNAS DE LECHO

COLUMNAS DE LECHO

MIXTO

MIXTO

:

:

INTERCAMBIO CATIÓNICO INTERCAMBIO CATIÓNICO INTERCAMBIO ANIÓNICO INTERCAMBIO ANIÓNICO

AGUA

DESIONIZADA

AGUA

DESIONIZADA

2-DESENDURECIMIENTO DEL AGUA

M

M

É

_É

TODOS DE

_{TODOS DE}

FILTRACI

_FILTRACI

Ó

_Ó

N

_N

:

_:

†

Clasificación según:

(Tema 3)

„

Presión

„

Tamaño de partícula

†

Filtración (clarificante)

†

Microfiltración (germicida)

†

Ultrafiltración (esterilizante)

†

Nanofiltración

†

Ósmosis inversa

„

Tipo de retención

„

Tipo de filtro

MICROFILTRACIÓN

MICROFILTRACI

MICROFILTRACI

Ó

Ó

N

N

ULTRAFILTRACIÓN

ULTRAFILTRACI

ULTRAFILTRACI

Ó

Ó

N

N

M

ÓSMOSIS INVERSA

Ó

Ó

SMOSIS INVERSA

SMOSIS INVERSA

A_G U_A A_G U_A SA LE_S SA LE_S MEMBRAN A MEMBRAN A

NANOFILTRACIÓN

NANOFILTRACI

NANOFILTRACI

Ó

Ó

N

N

M

MICROFILTRACIÓN

MICROFILTRACI

MICROFILTRACI

Ó

Ó

N

N

ULTRAFILTRACIÓN

ULTRAFILTRACI

ULTRAFILTRACI

Ó

Ó

N

N

ÓSMOSIS INVERSA

Ó

Ó

SMOSIS INVERSA

SMOSIS INVERSA

A_G U_A A_G U_A SAL ES SAL ES MEMB RANA MEMB RANA

NANOFILTRACIÓN

NANOFILTRACI

NANOFILTRACI

Ó

Ó

N

N

PROCESO DE

PROCESO DE

Ó

Ó

SMOSIS

SMOSIS

:

:

†

†

Ó

Ó

smosis:

smosis:

Paso espontáneo de un disolvente desde un

contenedor con baja concentración de solutos hacia

otro de mayor concentración, a través de una

membrana semipermeable.

†

†

Membrana semipermeable:

Membrana semipermeable:

Lámina natural o sintética que deja pasar a su través

moléculas de pequeño tamaño, impidiendo el paso

de aquellas de mayor tamaño o con carga iónica.

Membrana Semipermeable Membrana Semipermeable

PROCESO DE

PRESI

PRESI

Ó

Ó

N

N

OSM

OSM

Ó

Ó

TICA

TICA

:

:

†

†

Ecuaci

Ecuaci

ó

ó

n de

n de

Van't

Van't

Hoff

Hoff

:

:

π

π

≈

≈

(

(

R

R

·

·

T

T

/V

/V

_A

_A

)

)

·

·

ln

ln

c

c

_B

_B

α

α

„

π

:

„

c

:

„

R:

K

Presi

Presi

ó

ó

n necesaria para detener el flujo de agua

n necesaria para detener el flujo de agua

a trav

Membrana Semipermeable Membrana Semipermeable

Ó

†

Alta retención de sales minerales y compuestos

orgánicos

†

Alta permeabilidad al agua pura

†

Poco espesor

†

Baja biodegradabilidad

†

Elevada inercia química

†

Margen de pH amplio

†

Buena resistencia mecánica

†

Buena estabilidad en el tiempo

CALIDAD DE LAS MEMBRANAS:

CALIDAD DE LAS MEMBRANAS:

†

Alta retención de sales minerales y compuestos

orgánicos:

TASA DE DEPURACIÓN

†

Alta permeabilidad al agua pura

CAUDAL

†

Poco espesor

RENDIMIENTO INSTALACIONES

RENDIMIENTO INSTALACIONES

O.I

O.I

.:

.:

†

†

CAUDAL:

CAUDAL:

„ Diferencia de presiones (↑)

„ Temperatura del sistema (↑)

„ Dureza del agua (↓)

„ Espesor de la membrana (↓)

†

†

TASA DE

TASA DE

DEPURACI

DEPURACI

Ó

Ó

N

N

:

:

(Rechazo)

R

R

= (1

= (1

-

-

c

c

/

/

c

c

)

)

„

c

:

c

:

R

= 1

†

Membranas:

„

Naturales:

acetato y triacetato de celulosa

„

Sintéticas:

†

poliamidas aromáticas

†

poliamidas de polisulfonas

†

Módulos:

conjunto membrana-contenedor

„

Cartuchos:

†

Enrolladas en espiral

:

naturales

†

Fibras huecas

:

naturales o sintéticas

„

Placas filtrantes:

naturales

MEMBRANAS Y M

MEMBRANAS Y M

Ó

Ó

DULOS DE

DULOS DE

O.I

O.I

.:

.:

Δ

Δ resistenciaresistencia

a la

CARACTER

CARACTER

Í

Í

STICAS DE LAS MEMBRANAS

STICAS DE LAS MEMBRANAS

Naturales

Sintéticas

Tasa de depuración 93% 96%

Duración 2 a 3 años 3 a 5 años

Presión y TA _{máx. 30-42 bars, 30ºC 28 bars, 35ºC}

Resistencia al Cℓ Alta Baja

Prefiltro obligatorio NO Anticloro

Resistencia a la hidrólisis Baja Alta

pH tolerados 4,5 a 6,5 4 a 11

Resistencia a las bacterias Baja Alta

Ventajas Precio Rendimiento

MEMBRANAS ENROLLADAS EN ESPIRAL

FIBRAS HUECAS

Agua bruta Rechazo Tubo no poroso FIBRA FIBRA HUECA HUECA Agua Pura AGUA AGUA PURA PURA Tubo poroso distribuidor Disco poroso Agua

Bruta HuecasFibras Permeado

PLACAS FILTRANTES

PLACAS FILTRANTES

INSTALACI

INSTALACI

Ó

Ó

N DE

N DE

Ó

Ó

SMOSIS INVERSA:

SMOSIS INVERSA:

Agua

bruta

Agua depurada

Rechazo

(concentrado)

Módulo

de

ósmosis

inversa

INSTALACI

INSTALACI

INSTALACI

ELECTRODI

ELECTRODI

Á

_Á

LISIS

_LISIS

:

_:

Procedimiento

de

separación

con membranas que tiene

por

objeto

concentrar o diluir

disoluciones

de electrolitos

mediante

el uso de

membranas de intercambio

iónico

y la

aplicación

de un

potencial eléctrico

.

ELECTRODI

ELECTRODI

ELECTRODI

Á

_Á

LISIS

_LISIS

:

_:

†

Inconvenientes:

„

Bajo rendimiento: 40 – 66% electrolitos

„

No elimina moléculas no ionizadas ni coloides

†

Aplicaciones:

„

Producción de agua potable a partir de agua

salobre de baja mineralización (0.8 a 2 g/

ℓ

)

„

Desalinización de soluciones coloidales u

DESTILACI

DESTILACI

Ó

_Ó

N

_N

Agua líquida

Vapor de agua

Agua

líquida

Vaporizaci

Vaporizaci

ó

ó

n

n

Condensaci

Condensaci

ó

ó

n

n

†

Precauciones:

„

Ebullición controlada

„

Despreciar:

† fracción inicial: impurezas volátiles (CO₂ y NH₃) † fracción final: sales minerales

†

Tipos:

‰ Doble Efecto

‰ Por Termocompresión ‰ En membranas

DESTILACI

DESTILACI

Ó

_Ó

N EFECTO SIMPLE:

_{N EFECTO SIMPLE:}

DESTILACI

DESTILACI

Ó

_Ó

N DOBLE EFECTO :

_{N DOBLE EFECTO :}

Vapor _{Agua fría}

REFRIGERANTE

Agua purificadaAgua Agua

purificada purificada Condensador AGUA DESTILADA AGUA DESTILADA 2º EFECTO 1er EFECTO

DESTILACI

DESTILACI

Ó

Ó

N por TERMOCOMPRESI

N por TERMOCOMPRESI

Ó

Ó

N:

N:

Agua Agua desmineralizada desmineralizada Agua fría Condensador Evaporador Vapor sobrecalentado Deflector AGUA DESTILADA AGUA DESTILADA AGUA DESTILADA AGUA DESTILADAAGUA DESTILADA Agua purificadaAgua purificada Aguas salinas 1. Calefacción 2. Compresor 3. Condensador 4. Intercambiador 5,6. Resistencias 7. Alimentador (nivel constante) 8. Llave de regulación

DESTILACI

DESTILACI

Ó

Ó

N en MEMBRANAS:

N en MEMBRANAS:

† Proceso combinado de evaporación y filtración: el transporte se

realiza en fase vapor a través de una membrana microporosa e hidrófoba.

† La diferencia de presiones parciales de vapor, debida a la

diferencia de temperaturas entre las dos caras de la membrana, provoca el transporte de vapor.

† Funciones membrana: separar mecánicamente dos líquidos que

están a temperaturas diferentes y soportar la interfase líquido-vapor. Los poros no se “mojan” por la mezcla líquida.

† Bajo coste energético: bajas temperaturas.

DESTILACI

DESTILACI

Ó

Ó

N en MEMBRANAS:

N en MEMBRANAS:

POR ARRASTRE DE GAS

DESTILACI

DESTILACI

Ó

Ó

N en MEMBRANAS:

N en MEMBRANAS:

DESTILACIÓN EN

MEMBRANAS CON

“GAP”

DE AIRE

Se rechaza

el permeado:

impurezas volátiles

COMPARACI

COMPARACI

Ó

Ó

N ENTRE PROCEDIMIENTOS

N ENTRE PROCEDIMIENTOS

AGUA

POTABLE DESTIL.SIMPLE DOBLE EFECTODESTIL. INTERCAMBIOIÓNICO ÓSMOSISINVERSA RESISTIVIDAD (Ω·m/cm2) 1.000 a4.000 150.000 400.000 1 – 5 Millones 2500 pH 7,3 – 8,3 5,8 – 6,6 5,2 7,0 SALES (p.p.m.) 32 - 1119 1,5 - 4 0,5 - - - 20 - 50 METALES PESADOS (p.p.m.) 1 0,1 0,05 0,01 0,1 MICROORGANISMOS >100 <10 <10 >100 10 PARTÍCULAS (>5μm) >10000 <200 <100 <10000 <10

FARMACOPEAS

FARMACOPEAS

ENSAYO purificadapurificadaAgua Agua InyectablesInyectablesAgua para Agua para Agua Agua inyectablesinyectablesestestéérilril para para

Estéril NO NO SI

Apirógena (L.A.L.) NO ≤0.25 UI/ml ≤ 0.25 UI/ml

pH (U.S.P.) 5-7 5-7

Cloruros negativo ≤0.5 p.p.m.

Sulfatos, Calcio negativo negativo Amonios negativo ≤ 0.2 p.p.m.

N0₃ , N0₂ negativo ≤ 0.2 p.p.m.

Metales pesados negativo ≤ 0.1 p.p.m.

Sustancias oxidables negativo negativo Residuos secos ≤ 0.001% ≤ 0.004%

4.

4.

CONSERVACI

CONSERVACI

Ó

Ó

N

N

¾

¾

AGUA PURIFICADA:

AGUA PURIFICADA:

En recipientes herméticos que no alteren sus propiedades

¾

¾

AGUA PARA INYECTABLES:

AGUA PARA INYECTABLES:

En las condiciones necesarias para evitar la contaminación y la

multiplicación de microorganismos que producirían pirógenos.

Recipientes de acero inoxidable con respirador provisto de

filtro hidrófobo de

0,45

μ

m

. El agua circula entre 2 o más

recipientes con un sistema de radiaciones U.V. a una

temperatura ~70ºC

Pirógenos:

Sustancias u organismos que producen un aumento

de la temperatura corporal cuando son inyectadas

por vía parenteral. Pueden ser bacterias o residus

bacterianos, pirógenos víricos y endotoxinas.

Endotoxinas bacterianas:

Sustancias lipopolisacaroideas que se sintetizan en

la membrana de las bacterias Gram

Θ

. La fracción

activa (pirógena) es el lipopolisacárido.

Se eliminan por exclusión de tamaños, por exclusión

de peso o por hidrólisis de los enlaces éster.

‰

Termoestables, resisten el autoclave

‰

Atraviesan la mayoría de los filtros

‰

Pueden ser retenidos por sustancias

adsorbentes

‰

Fácilmente agregables (no en

presencia de tensioactivos)

POR ELIMINACIÓN

POR INACTIVACIÓN

Dilución

Calor seco

Atracción electrostática Calor húmedo

Carbón activado

Oxidación

Cromatografía

Alquilación

Ultrafiltración

Radiaciones ionizantes

Ósmosis inversa

_{Aplicación de ácidos y}

bases diluidos

Destilación

Despirogenización de materiales _{Despirogenización del agua}

‰

No almacenar agua innecesariamente

‰

Conservarla en condiciones que eviten el

desarrollo de microorganismos: acero

inoxidable, recirculación, radiación UV,

filtros, etc.

‰

Evitar el diseño de canalizaciones que

produzcan estancamientos

‰

Limpiar regular y cuidadosamente las

canalizaciones con antisépticos o vapor

‰

Método de la medida del aumento de

la temperatura en conejos.

‰

Método de la coagulación del lisado

de amebocitos del cangrejo

Limulus

polyphemus

(L.A.L.)

‰

Métodos inmunológicos en sangre

humana (WBT, de

Whole Blood Test

).

TEST de PIRÓGENOS en CONEJOS

Bolo i.v. NaCℓ

0.9% (m/V) 10 mℓ /Kg 38.5ºC

‰

Selección conejos:

„

Peso

„

Ensayos previos

„

Resultado

„

Prueba 1-3 día antes

90 min antes 3h después

Nº DE CONEJOS SUSTANCIA SATISFACE ENSAYO SI SUMA RESPUESTAS ≤ SUSTANCIA NO SATISFACE ENSAYO SI SUMA RESPUESTAS >

3

1,15

°

C

2,65

°

C

6

2,80

0

_C

_4,30

_°

_C

9

4,45

°

C

5,95

°

C

12

6,60

°

C

6,60

°

C

TEST L.A.L.

Ensayo in vitro, fácil rápido