Eaux pharmaceutiques et purification

Eaux pharmaceutiques

• L'eau est l'excipient le plus utilisé en pharmacie.
• Différentes qualités d'eau sont nécessaires selon l'utilisation.
• La pureté chimique et microbiologique des eaux est importante.
• La Pharmacopée définit 4 types d'eau par leur mode d'obtention et des essais: Eau purifiée, Eau hautement purifiée, Eau pour préparations injectables.

Modes de purification de l'eau

• Distillation
• Permutation
• Osmose inverse
• Ultrafiltration

Distillation

• Pour obtenir une eau pure par distillation, des précautions sont nécessaires.
• Les impuretés volatiles (CO2 et NH3) peuvent préexister dans l'eau ou être apportées par l'atmosphère.
• Les substances non volatiles sont entraînées par le primage.
• Les impuretés peuvent être cédées par les parois des réfrigérants ou des récipients. (Ex : métaux comme le cuivre, le fer, le zinc, le plomb ; verre comme les silicates, les borates, la soude, les sels de plomb, etc.)
• Les impuretés peuvent aussi provenir des micro-organismes.
• Il existe des appareils à distillation discontinue et continue. Appareils industriels utilisent la distillation à simple effet, double effet ou thermocompression.

Appareils à distillation discontinue

• Le type le plus simple est l'appareil en verre utilisé en laboratoire.

Appareils à distillation continue

• L'alimentation continue permet d'obtenir un niveau constant et d'augmenter le rendement par suppression des manipulations.
• Les appareils industriels marchent en régime continu, ils sont conçus pour récupérer une partie des calories perdues dans le condenseur.
• Différents types de distillateurs existent (simple effet, double effet, thermocompression).

Distillateur à simple effet

• Comprend l'évaporateur et le condenseur en acier inoxydable.
• Le chauffage de l'eau dans l'évaporateur est fait par la vapeur d'eau surchauffée.
• Un déflecteur peut être placé pour éviter le primage.
• L'évaporateur est alimenté à niveau constant.
• Peut atteindre plusieurs centaines de litres à l'heure.

Distillateur à double effet

• Appareil plus complexe avec deux évaporateurs ou chaudières en acier inoxydable.
• Conçu pour une récupération importante des calories.
• Il existe des appareils à triple ou quadruple effets ayant une complexité croissante.

Distillateur à thermocompression

• Trois éléments essentiels : la chaudière, le compresseur et le condenseur.
• La distillation se fait sous une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique.
• Après compression, la condensation de la vapeur se fait à la même température, sous une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, sans eau de réfrigération.
• L'appareil est chauffé électriquement et est parfaitement calorifugé pour éviter les pertes de calories.

Permutation

• Elle résulte d'un passage de l'eau brute sur un lit de petites particules sphériques de grains de résine échangeuse d'ions.
• L'échange des ions hydrogène (H+) et hydroxyles (OH-) se produit.
• On parle de déminéralisation.
• Résines cationiques : retiennent les cations.
• Résines anioniques : retiennent les anions.
• Les anions et les cations de l'eau sont remplacés par les ions hydrogènes et hydroxyles pour former des molécules d'eau.
• La déminéralisation d'une eau salée se fait avec deux types de résines : une cationique et une anionique.
• En milieu industriel, les résines cationiques et anioniques sont utilisées dans colonnes séparées.
• Les résines saturées sont régénérées à l'acide chlorhydrique (pour les cations) et l'hydroxyde de sodium (pour les anions).
• Installation de bipermutation avec des colonnes pour les résines cationiques et anioniques.

Osmose inverse

• Inverser le phénomène d'osmose.
• Appliquer une pression suffisamment forte sur la solution la plus concentrée.
• L'eau passe à travers la membrane semi-perméable du milieu concentré vers le milieu dilué.
• Déminéralisation des eaux salines, grâce à une membrane semi-perméable et une pompe.
• Modules à deux compartiments séparés par une membrane semi-perméable.
• Les premières membranes utilisées étaient en acétate de cellulose.

Ultrafiltration

• Méthode de filtration sous pression pour séparer les molécules dissoutes par taille.
• Membranes de perméabilité très sélective.
• Membranes planes ou spirales ou fibres creuses.
• Zone de coupure : délimite la gamme des masses moléculaires retenues partiellement.
• Seuil de coupure : correspond à la plus petite taille de molécule retenue à 100%.
• N'élimine pas les sels minéraux, mais retient les molécules organiques, les particules non dissoutes, les micro-organismes et les virus.
• Pré-filtration nécessaire pour éviter le colmatage rapide.

Eaux inscrites à la Pharmacopée

• Eau purifiée
• Eau hautement purifiée
• Eau pour préparations injectables

Eau purifiée (Définition)

• Eau destinée à la préparation de médicaments (sauf ceux stériles et exempts de pyrogènes).
• Eau purifiée en vrac.
• Eau purifiée conditionnée en récipients.

Eau purifiée en vrac (Présentation)

• Liquide limpide, incolore, inodore et insipide.
• Préparée à partir d'eau destinée à la consommation humaine par distillation, échange d'ions ou autres procédés appropriés.
• Conservation : mesures pour éviter les germes aérobies totaux.
• Essai : nitrates, métaux lourds, aluminium, endotoxines bactériennes, taux de carbone organique total, conductivité.

Eau purifiée conditionnée en récipients

• Eau purifiée en vrac répartie en récipients.
• Conservation dans des conditions adéquates pour assurer la qualité microbiologique.
• Essai : acidité, alcalinité, substances oxydables, chlorures, sulfates, ammonium, calcium, magnésium, résidu à l'évaporation, contamination microbienne.

Eau hautement purifiée

• Qualité biologique élevée pour la préparation de solutions pour dialyse.
• Préparée par osmose inverse à double passage, combinée avec d'autres techniques (ultrafiltration, désionisation).
• Utile quand une pureté microbiologique est exigée, excepté pour les préparations injectables.
• Seuil d'alerte 10 micro-organismes pour 100 ml.
• Essais identiques à l'eau purifiée en vrac, avec dosage des endotoxines bactériennes.

Eau pour préparations injectables (eau ppi)

• Destinée à la préparation ou à la dissolution/dilution de substances/préparations pour administration parentérale.
• Peut être en vrac ou stérilisée pour préparations injectables.

Eau stérilisée pour préparations injectables

• Eau pour préparations injectables en vrac, répartie dans des récipients appropriés stérilisés par la chaleur.
• Ne doit contenir aucun additif.
• Récipients : ampoules, flacons de verre, poches en plastique.
• Essais : eau purifiée conditionnée en récipients (avec des limites légèrement différentes) + essais de contamination particulaire, de stérilité et d’endotoxines microbiennes.

Eau pour irrigation

• Préparations aqueuses stériles pour irrigation de cavités, lésions ou surfaces corporelles.
• Solutions préparées en dissolvant des substances actives, des électrolytes, des substances osmotiquement actives.
• Peut être constituée uniquement d'eau.
• Généralement ajustées pour assurer l'isotonie et sont limpides.
• Conditionnées en récipients unidoses.
• Production : méthodes stériles pour éviter les contaminants.
• Essai : stérilité, endotoxines bactériennes (< 0,5 UI/ml), pyrogènes.
• Étiquette : ne pas utiliser en injection, une seule utilisation, quantités non utilisées doivent être jetées.

Solutions concentrées pour hémodialyse

• Obtenues à partir d'eau potable par distillation, osmose inverse, échanges d'ions ou autres procédés.
• Préparation, transfert et conservation permettent de limiter les risques de contamination chimique et microbienne.
• Caractères : liquide limpide, incolore et insipide.
• Essais : acidité/alcalinité, substances oxydables, chlore total disponible (< 0,1 ppm), contamination microbienne (≤ 10² germes/ml), endotoxines bactériennes (< 0,25 UI/ml).

Conclusion/choix de la méthode de purification de l'eau

• L'étude des spécificités donne des orientations pour choisir la méthode.
• L'efficacité dépend des traitements préalables.
• Les méthodes sont souvent complémentaires.
• Choix en fonction de la qualité de l'eau et de l'eau désirée, avec un bon rendement et en tenant compte du coût.

Ce quiz explore les différents types d'eaux utilisées en pharmacie et les méthodes de purification nécessaires pour garantir leur qualité. Vous découvrirez l'importance de la pureté chimique et microbiologique des eaux, ainsi que les techniques comme la distillation, l'osmose inverse et l'ultrafiltration.