Geração de água para injeção - uma utilidade crítica
Água de qualidade farmacêutica é fundamental na indústria indústria das ciências da vida. Devido à sua utilização nos domínios farmacêutico e médico, esta água é fortemente regulamentada por regulamentos da Farmacopeia para garantir a segurança dos pacientes. No entanto, com os vários sistemas de purificação existentes no mercado, pode ser difícil encontrar o melhor método de produção. Este artigo abordará os diferentes tipos, utilizações e métodos de purificação disponíveis para a água para injeção.
O que é a água para injeção (WFI)?
A água para injeção, normalmente designada por WFI, é um solvente utilizado para diluir medicamentos ou soluções que serão injectados no corpo. É um veículo farmacêutico que administra medicamentos por via intravenosa (preparações parentéricas). Outras aplicações incluem a sua utilização como repositor de fluidos, em medicamentos para inalação e em alguns produtos oftálmicos (saúde ocular). Por regulamento, não pode não pode conter quaisquer outras substâncias, incluindo agentes que inibem bacterianos ou microorganismos.
Processo de Fabricação WFI
A destilação de água para injeção (WFI) é conseguida principalmente através de três processos de fabrico diferentes: destilação de efeito múltiplo, destilação por compressão de vapor e sistemas baseados em membranas. Normalmente, os sistemas WFI utilizam ambientes de alta temperatura (acima de 80° Celsius) e sistemas de água em circulação contínua. Este método de temperatura elevada impede o crescimento microbiano na água.
Comparação entre água para injeção e água purificada
A diferença entre a Água para Injeção (WFI) e a Água Purificada (PW) reside na na sua composição física, química, e microbiológicas. As farmacopeias determinam as propriedades utilizadas para definir estes produtos, e uma comparação destes requisitos para a Farmacopeia dos EUA e a Farmacopeia Europeia está representada nos quadros abaixo.
Os sistemas de água purificada incluem normalmente duas fases que tratam a água de alimentação. O pré-tratamento é a fase inicial e modifica a qualidade da água para reduzir ou eliminar quaisquer substâncias que possam ser prejudiciais para as operações da unidade a jusante. Estas substâncias incluem sólidos suspensos, dureza, e desinfectantes (cloro/cloraminas). A segunda fase é o tratamento final, onde a água pré-tratada entra nas membranas de osmose inversa antes de passar por um módulo de electrodeionização (EDI) ou outro processo de desionização. A desionização polui ainda mais a água para baixar a sua condutividade.
É importante notar que nem todos os sistemas têm a fase de osmose inversa (OR). A membrana RO encontra-se maioritariamente nos sistemas de purificação modernos. Para além disso, alguns sistemas de Água Purificada de alto desempenho incluem destilação. A destilação por compressão de vapor é o método mais utilizado porque pode gerar água ambiente sem necessidade de um meio de arrefecimento externo. A Água Purificada pode ser utilizada em preparações não parentéricas para farmacologia, tais como testes e análises.
No entanto, existem apenas três métodos aceitáveis para produzir Água para Injeção farmacêutica. Os métodos aprovados incluem:
- Destilação de efeito múltiplo
- Destilação por compressão de vapor
- Osmose inversa com membranas
Os sistemas WFI utilizam normalmente ambientes de alta temperatura (acima de 80° Celsius) e sistemas de circulação contínua de água. Este método de temperatura elevada impede o crescimento microbiano na água.
Tipos de água para injeção
Existem dois tipos principais de água para injeção:
- Água Estéril para Injeção (SWFI): Este é o tipo padrão de WFI e segue mais de perto os regulamentos da USP. Não contém quaisquer substâncias adicionadas e só pode ser utilizada uma vez.
- Água Bacteriostática para Injeção: A água bacteriostática é fabricada com um aditivo. Contém um agente antimicrobiano para garantir que as bactérias não se desenvolvem no frasco para injectáveis. O agente antimicrobiano é a principal diferença entre a Água para Injectáveis bacteriostática e a Água para Injectáveis estéril. Devido ao conservante, esta WFI pode ser utilizada várias vezes.
Água esterilizada para injeções
A Água Estéril para Injeção tem múltiplas utilizações nos domínios médico e farmacêutico, tais como:
- Diluição de medicamentos: Um dos principais casos de utilização do SWFI é a diluição de medicamentos administrados através de injecções intravenosas.
- Reidratação de pós liofilizados: A WFI é utilizada para reconstituir medicamentos que tenham sido liofilizados.
- Realização de investigação laboratorial: A SWFI é também fundamental em vários procedimentos laboratoriais, incluindo a preparação de meios celulares.
- Limpeza de dispositivos médicos: O equipamento cirúrgico deve permanecer livre de bactérias e microorganismos. O SWFI é utilizado para lavar instrumentos médicos para limitar o crescimento bacteriano.
- Realização de tratamento de feridas: O SWFI também pode ser utilizado para limpar feridas antes da desinfeção.
- Administração de medicamentos: A WFI pode ser utilizada na terapia por inalação para administrar medicamentos nos pulmões.
Métodos de produção de WFI
A Água Bacteriostática para Injeção é produzida da mesma forma que a Água Estéril para Injeção, com exceção do aditivo para a WFI bacteriostática. Todos os métodos de produção de WFI incluem amaciamento da água e filtração de carbono como meio de controlo de incrustações e decloração da fonte de água de alimentação. No entanto, cada processo é diferente, dependendo do método.
Existem três sistemas mais comuns utilizados na produção de sistemas de água WFI. Todos eles incluem o amaciamento da água e a filtragem de carbono como meio de controlo de incrustações e de descloração da fonte de água de alimentação.
Destilação de múltiplos efeitos
A destilação de múltiplos efeitos (ME) continua a ser o método mais utilizado para produzir WFI a nível mundial. Uma vez que os custos de energia num sistema de efeitos múltiplos podem ser elevados, os sistemas de maior capacidade têm normalmente mais efeitos para reduzir o consumo de energia do sistema. Os sistemas de menor capacidade podem ter apenas três a cinco efeitos, o que resulta num menor custo de capital para o utilizador final.
A destilação de efeito múltiplo(utilizando temperaturas mais elevadas) normalmente pré-trata a água de alimentação, no mínimo, com osmose inversa para remover iões dissolvidos que, de outra forma, promoveriam a incrustação ou a corrosão do destilador. A unidade de osmose inversa remove eficazmente os iões dissolvidos, as bactérias, os vírus e os sólidos em suspensão. A unidade RO terá normalmente um sistema mínimo de pré-tratamento que consiste em amaciamento da água, filtragem por carbono e filtragem por cartucho. Estes três removem a dureza, o cloro e as partículas, respetivamente.
Dadas as pressões de funcionamento de RO e ME, é comum armazenar água num tanque de armazenamento intermédio com uma bomba de água de alimentação. Alguns sistemas de pré-tratamento são sujeitos a limpeza química periódica. Os sistemas de saneamento com água quente também podem ser utilizados, mas podem aumentar os custos de capital e de funcionamento. A maioria ME Os sistemas de WFI geradospor alambique armazenam a água num tanque quente e distribuem-na quente a todos os pontos de utilização.
Osmose inversa com membranas
Os sistemas RO baseados em membranas são amplamente utilizados na purificação moderna de água farmacêutica, particularmente onde as instalações buscam alta eficiência e integração flexível com monitoramento automatizado. Os sistemasRO/EDI/UFpodem ser projetados comluzultravioleta, RO de dupla passagem, desgaseificação por membranaehigienização com água quentepara melhorar a funcionalidade do sistema. Quando projetados e validados adequadamente, os sistemas RO baseados em membranas fornecem consistentemente água que atende aos rigorosos padrões da Farmacopeia, com controles integrados que simplificam a conformidade contínua.
Afase de osmose inversa filtra a maioria das impurezas, enquanto os iões dissolvidos restantes são removidos através de electrodeionização. A ultrafiltração é utilizada como etapa final para remover qualquer carga biológica e endotoxina que ainda possa estar na água.
A taxa de recuperação de água do produto é de ~70%, considerando a retrolavagem e o enxaguamento dos amaciadores e do reservatório de carbono, e rejeita o RO e o EDI. O armazenamento de água é tipicamente àtemperatura ambiente, semelhante à temperatura de produção de WFI.
Normalmente, o sistema é higienizado com água quente para controlo do crescimento biológico, embora alguns sistemas estejam equipados para limpeza/sanitização química. Outros sistemas de produção são aquecidos a temperaturas auto-sanitizantes antes de alimentarem o tanque de armazenamento e mantidos a essas temperaturas. O ozono também pode ser utilizado para desinfetar continuamente a água do tanque de armazenamento, mas a água do tanque ozonizada não é enviada para os pontos de utilização. É utilizada uma luz ultravioleta para a destruir antes da distribuição.
As plataformas WFI baseadas em membranas da MECO — incluindo soluções como o MECO MPAK — reúnem pré-tratamento, RO, EDI e higienização avançada num sistema unificado projetado para oferecer desempenho, eficiência e confiança regulatória em todas as escalas.
Destilação por compressão de vapor
A destilação por compressão de vapor (VC) funciona a temperaturas mais baixas do que os alambiques de efeito múltiplo , tornando-os menos susceptíveis à incrustação e à corrosão. Por conseguinte, podem funcionar com um sistema de pré-tratamento simplificado (tipicamente água de alimentação amolecida e desclorada) sem necessidade de osmose inversa. Compressão de vapor Os alambiques podem produzir água tanto a temperaturas quentes (80°C) como a temperaturas ambientes (~10-12°C acima da temperatura da água de alimentação). O destilador pode alternar entre o modo ambiente e a produção a quente, abrindo e fechando a válvula à volta do(s) permutador(es) de calor do destilado.
Uma das principais vantagens de umVC ambiente (frio) Still é que ele pode periodicamente higienizar o sistema de armazenamento e distribuição com água quente do destilador. Ele também recupera mais calor e requer menos vapor da planta do que um sistema que produz WFI quente.
Outra vantagem da destilação VC é que qualquer fuga no evaporador se apresentará como uma condutividade elevada no arranque, alertando os utilizadores para os problemas numa fase inicial. Isto deve-se ao facto de a água destilada ser processada a uma pressão mais elevada do que a água de alimentação, pelo que qualquer fuga progride do lado da água destilada da superfície de transferência de calor para o lado da água de alimentação (e não o contrário). Num sistema baseado em membranas, a água de alimentação está sempre a uma pressão mais elevada do que a água do produto, e uma perda de integridade em qualquersistema de membrana ou no EDI afectará negativamente a qualidade da água.
Historicamente, os compressores dos sistemas de compressão de vapor têm sido criticados por falta de fiabilidade. No entanto, os avanços modernos e os diagnósticos tornaram esses compressores altamente confiáveis, e a manutenção é freqüentemente realizada em algumas horas, se necessário.
(6) Unidades de destilação por compressão de vapor PES3000MSS MECO que produzem até 3.000 GPH de WFI cada
Processo de teste e amostragem da WFI
A amostragem de rotina dos níveis de TOC, condutividade, bactérias e endotoxinas é efectuada através de válvulas de amostragem localizadas em todo o sistema de água. Técnicos altamente qualificados recolhem amostras e e submetem-nas a testes. As amostras são testadas de acordo com os vários requisitos da Farmacopeia. São tomadas precauções para evitar resultados falso-positivos de contaminação durante a recolha através de técnicas incorrectas, maus hábitos de higieneou métodos de esterilização inadequados.
Projetando para um desempenho confiável da WFI
A qualidade consistente da WFI depende de mais do que apenas a tecnologia de geração. O design do sistema, a estratégia de monitorização e as práticas operacionais desempenham papéis críticos na manutenção da conformidade ao longo do tempo.
As principais considerações incluem:
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Materiais adequados para o sistema e design higiénico
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Posicionamento cuidadoso dos pontos de amostragem e instrumentação
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Estratégias automatizadas de monitorização e controlo
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Abordagens de higienização validadas e alinhadas com a tecnologia selecionada
Quando esses elementos são considerados no início da fase de projeto, os sistemas WFI — sejam eles baseados em destilação ou membrana — ficam mais bem posicionados para uma operação confiável, qualificação simplificada e desempenho de longo prazo.
Parceria com a MECO
A água para injeção é um elemento essencial no processo de fabrico biofarmacêutico. Muitos métodos de produção podem ser implementados com base em vários factores, incluindo a capacidade, a infraestrutura existente, o risco, a fiabilidade e os requisitos de eficiência energética para cada instalação. A MECO fornece a produção de Água para Injeção através de processos altamente concebidos, com uma média diária de mais de 25 milhões de galões de água de qualidade farmacêutica .
Nossos sistemas de Água Purificada (PW) e Água Estéril para Injeção (WFI) atendem à demanda contínua de uso na indústria médica e farmacêutica. Os especialistas da MECO podem ajudaras empresas a navegar pelossistemas para encontrar a melhor solução para suas necessidades. Os especialistas em purificação de água da MECO podem implementar processos personalizados para obter a produção de água para injeção para as necessidades de qualquer instalação. Contacte a nossa equipa para saber mais.
