楊 艷,王文正,何葆華
(甘肅省膜科學技術(shù)研究院研發(fā)中心,甘肅省膜分離工程技術(shù)研究中心,甘肅 蘭州 730000)
在中藥注射劑20多年的發(fā)展歷程中,開展了廣泛而深入的藥效學研究與臨床研究,為其臨床應(yīng)用提供了豐富的理論依據(jù)。即便如此,中藥注射劑仍存在生產(chǎn)周期長、乙醇用量大、熱原污染等問題,導致生產(chǎn)不能快速適應(yīng)市場變化、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等,制約了其發(fā)展。超濾膜分離技術(shù)的發(fā)展為解決上述問題提供了有效途徑。中藥注射劑體現(xiàn)了中醫(yī)配伍理論和中藥制劑生產(chǎn)的一般規(guī)律,以中藥注射劑為載體研究膜技術(shù)的應(yīng)用,不僅能為解決其質(zhì)量問題提供有效方法,也為膜技術(shù)在中藥制劑中的應(yīng)用提供了示范性研究。
中藥注射劑在有效成分提取過程中,有些雜質(zhì)較難去除,如鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、樹脂、淀粉等,從而影響了注射劑的澄明度、刺激性等質(zhì)量指標。一般來說,超濾膜孔徑約為50~10 000?,可以截留的孔徑為1~20 nm,相當于分子量為300~300 000的各種蛋白質(zhì)和高分子化合物,也可以截留相應(yīng)粒徑的膠體微粒。用截留分子量1~30 000的超濾膜基本上可以保證有效成分的通過,而將分子量數(shù)萬至數(shù)百萬的雜質(zhì)和熱原阻截,可達到去除雜質(zhì)、保留有效成分的目的。
中藥制劑生產(chǎn)工藝的主要目的是富集有效成分、去除雜質(zhì)。尤其是中藥注射劑中大分子雜質(zhì)的去除,能提高澄明度、減少不良反應(yīng)發(fā)生率。傳統(tǒng)工藝水提醇沉法生產(chǎn)周期長、有機溶媒回收率低、能源消耗大、有效成分損失嚴重、產(chǎn)品質(zhì)量不易保證,同時易產(chǎn)生環(huán)境污染。
超濾膜分離技術(shù)具有以下優(yōu)勢:(1)煎煮液無需冷卻或加熱可直接過濾,減少生產(chǎn)環(huán)節(jié),降低能耗;(2)膜的性能易于恢復,除菌徹底,膜本身可直接滅菌;(3)對中藥有效成分分離效率高,可有效去除非藥效成分、色素、細菌及熱原,提高產(chǎn)品的澄明度和純度;(4)減少工序,縮短生產(chǎn)周期,降低成本,減少環(huán)境污染,且可連續(xù)操作,適宜于大規(guī)模生產(chǎn);(5)對單方和復方中藥均適用。
在中藥注射劑生產(chǎn)過程中,超濾主要應(yīng)用于有效成分分離及除熱原兩個方面。
中藥中有效成分的分子量大多不超過1000,而淀粉、多糖、蛋白質(zhì)、樹脂等雜質(zhì)的相對分子質(zhì)量均在5萬以上。因此,利用截留分子量適宜的超濾膜很容易將兩者分開。與傳統(tǒng)的化學分離方法相比,膜分離法不僅效率高、操作簡便,且成本低、經(jīng)濟效益好,所以越來越多地被人們所采用。具體應(yīng)用情況見表1。
超濾膜除熱原在中藥注射劑中的應(yīng)用日益受到重視。熱原又稱內(nèi)毒素,簡稱LPS,分子量一般為10~25 kD,在水溶液中形成締合體,分子量可達50~500 kD,具有耐熱性和化學穩(wěn)定性,不易被除滅。長時間的高溫加熱(180℃、120 min以上)可使其失活,強堿和強酸能破壞熱原。目前,通常采用的注射劑除熱原方法為活性炭吸附法,其缺點是操作時間長、活性炭對有效成分有一定吸附作用、藥液需要加熱。而超濾是利用熱原的可濾過性,選用截留分子量小于熱原孔徑的膜來去除熱原,在此過程中,無相變化、無需加熱,能最大程度地保留有效成分。
表1 超濾在中藥注射劑有效成分分離中的應(yīng)用
超濾在中藥注射劑除熱原中的應(yīng)用見表2。
表2 超濾在中藥注射劑除熱原中的應(yīng)用
超濾在中藥注射劑的制備中具有明顯的優(yōu)勢,但同樣存在許多需要解決的問題。超濾并不適用于所有的中藥注射劑,由于超濾膜的截留分子量一般以球形溶質(zhì)分子的測定結(jié)果表示,而溶質(zhì)分子能否被截留還取決于分子形狀、化學結(jié)合力、溶液條件等,故應(yīng)用超濾技術(shù)進行中藥注射劑有效成分分離、除熱原時,應(yīng)采取不同的方法。同時應(yīng)注意以下問題:
(1)選擇合適的超濾膜,包括適宜的截留分子量及膜材料。一般來講,中藥有效成分的分子量小于1000,但因中藥藥液粘度較大,高分子膠體物質(zhì)較多,所以通常選擇截留相對分子質(zhì)量稍大些的膜。膜材料應(yīng)選擇pH值適應(yīng)范圍廣、耐熱性能好的PS膜或PAN膜。
(2)樣品的預(yù)處理。為了降低超濾膜的污染、保證超濾膜的分離特性和通量、克服濃差極化,中藥浸提液必須在超濾前進行預(yù)處理。通常的預(yù)處理方法包括過濾、絮凝沉淀、離心分離、吸附、微濾等。具體采用哪種方法可根據(jù)藥液性質(zhì)及實驗確定。
(3)膜的清洗。中藥的組分相當復雜,其中一些成分易造成膜污染,導致膜通量下降較快,影響生產(chǎn)效率,也不利于膜分離技術(shù)的推廣應(yīng)用。因此,在實際應(yīng)用過程中,除應(yīng)注意對藥液進行必要的預(yù)處理外,也應(yīng)及時對被污染的膜進行清洗處理,恢復膜性能,延長膜使用壽命。
自20世紀80年代以來,超濾技術(shù)越來越多地應(yīng)用于中藥注射劑的生產(chǎn),實驗研究報道也很廣泛,但真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的實例卻很少,今后應(yīng)加強超濾技術(shù)的推廣力度及建立相應(yīng)的示范工程。超濾技術(shù)在中藥注射劑生產(chǎn)中的應(yīng)用,已顯示出獨特優(yōu)勢,有望取得更多的研究成果。
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