Eaux Pharmaceutiques 2023-2024 - Université Badji Mokhtar PDF

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UNIVERSITÉ BADJI MOKHTAR ANNABA FACULTÉ DE MÉDECINE Plan DÉPARTEMENT DE PHARMACIE  Introduction  Mode purification de l’eau LABORATOIRE DE PHARMACIE GALÉNIQUE Distillation Permutation Osmose inverse Ultrafiltration  Eaux pharmaceutiques  Eau purifiée  Eau pour préparation injectable  Eau hautement purifiée Présenté par Dr Boutefnouchet Fériel  Eau pour irrigation  Eau pour hémodialyse 2023-2024 Introduction  L’eau est l’excipient le plus utilisé en pharmacie. Objectifs  Définir les différentes eaux pharmaceutiques  L’eau est utilisée en tant qu’excipient, pour reconstituer un médicament, lors des étapes de synthèse du PA ou de la  Décrire le mode d’obtention des eaux pharmaceutiques formulation du produit fini ou comme élément principal de  Citer les différents essais exigés par la Pharmacopée nettoyage des cuves, des équipements ou des emballages  Donner quelques exemples de l’usage des eaux primaires. pharmaceutiques  Introduction  Différentes qualités d’eau sont nécessaires, selon l’utilisation qui Modes de purification de l’eau en serait faite. Ces qualités se remarquent par leur pureté  Distillation chimique et microbiologique.  Permutation  Osmose inverse  La Pharmacopée décrit quatre qualités d’eau définies par leur  Ultrafiltration mode d’obtention et des essais: Eau purifiée Eau pour préparation injectable Eau hautement purifiée Eau pour irrigation Distillation Appareils à distillation discontinue  Pour obtenir par distillation une eau pure, sans impuretés un certain  Le type le plus simple est l’appareil en verre neutre couramment nombre de précautions sont à prendre. utilisé à petite échelle au laboratoire. ✓ Impuretés volatiles (CO2 et NH3) : elles peuvent, soit préexister dans l’eau à distiller, soit apporter par l’atmosphère. ✓ Substances non volatiles entraînées par primage ✓ Impuretés cédées par les parois des réfrigérants ou des récipients qui reçoivent l’eau distillée. ▪ Métaux : cuivre, fer, zinc, plomb, etc. ▪ Verre : silicates, borates, soude, sels de plomb, etc. ✓ Impuretés apportées par les micro-organismes Appareil à distiller de laboratoire à fonctionnement discontinu Appareils à distillation continue  L’alimentation continue permet d’avoir un niveau constant dans le  Les appareils industriels marchent en régime continu pour avoir un débit distillateur et d’augmenter le rendement par suppression des suffisant, ils sont en général conçus de façon à récupérer au moins une manipulations. partie des calories perdues dans le condenseur.  On vous présente trois types de distillateurs utilisés dans l’industrie : Distillateur à simple effet Distillateur à double effet Distillateur à thermocompression Appareil à distiller de laboratoire à fonctionnement continu Distillateur à simple effet Distillateur à double effet Il comprend : l’évaporateur et le condenseur,  Appareil plus complexe conçu pour une récupération importante des en acier inoxydable. calories. Il comprend deux évaporateurs ou chaudières en acier inoxydable. Le chauffage de l’eau dans l’évaporateur est obtenu par une canalisation dans laquelle  L’eau d’alimentation est de l’eau déminéralisée qui traverse le condenseur circule de la vapeur d’eau surchauffée. (récupération de calories) et arrive à niveau constant dans les 2 chaudières. Dans la partie supérieure de l’évaporateur, un déflecteur peut être placé pour éviter le primage. L’évaporateur est alimenté à niveau constant. Ce type très simple d’appareil permet un gros débit qui peut atteindre plusieurs centaines de litres à l’heure. Distillateur à simple effet (chauffage vapeur) Eau froide Eau chaude Vapeur d’eau Distillateur à double effet (chauffage vapeur)  La chaudière 1er effet 1 est chauffée par un serpentin traversé par de la vapeur La vapeur fournie par 2 se condense dans le serpentin du condenseur où elle cède surchauffée. ses calories à l’eau purifiée d’alimentation. L’eau condensée achève de se refroidir dans le réfrigérant où elle rejoint la vapeur La vapeur d’eau fournie par 1 va se condenser dans le serpentin de la chaudière de 1 condensée dans le serpentin de 2. 2e effet 2 en faisant bouillir l’eau à 100 °C.  Il existe des appareils à triple ou quadruple effets, mais plus on multiplie les effets et plus on récupère de calories, mais on augmente simultanément la complexité de l’installation. Distillateur à thermocompression Fonctionnement  Les trois éléments essentiels d’un distillateur à thermocompression :  L’eau à distiller traverse l’échangeur 4 puis la partie inférieure de la chaudière 1. Elle arrive donc chaude en 7 dans la chaudière (alimentation à niveau constant). La distillation se fait sous pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique. Après compression, la condensation de la vapeur se fait à la même température, sous pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique donc sans eau de réfrigération. L’appareil chauffé électriquement est parfaitement calorifugé pour éviter les pertes de calories. 1. Chaudière 2. Compresseur 3. Condenseur 4. Échangeur 5. Résistances 6. Résistances 7. Alimentation à niveau constant 8. Robinet de réglage Distillateur à thermocompression  Dans la chaudière, l’eau est chauffée par des résistances électriques 5 et 6. Lorsque la  La différence de pression assure, à T° constante, le déplacement de la vapeur de la température désirée est atteinte, le cycle de production commence par la mise en route chaudière dans laquelle elle se forme vers le condenseur où, légèrement comprimée, elle du compresseur à palettes 2 et le réglage en 8 de la différence de pression entre l’intérieur se condense. L’eau distillée parcourt ensuite le serpentin qui traverse l’échangeur 4. Elle et l’extérieur du condenseur 3 (l’extérieur, c’est-à-dire la chaudière 1). s’y refroidit à 25 °C environ, en cédant ses calories à l’eau d’alimentation. 1. Chaudière 1. Chaudière 2. Compresseur 2. Compresseur 3. Condenseur 3. Condenseur 4. Échangeur 4. Échangeur 5. Résistances 5. Résistances 6. Résistances 6. Résistances 7. Alimentation à niveau constant 7. Alimentation à niveau constant 8. Robinet de réglage Distillateur à thermocompression 8. Robinet de réglage Distillateur à thermocompression Permutation  La déminéralisation d’une eau salée se fait par la mise en œuvre des 2 types de  Elle résulte d’un passage de l’eau brute sur un lit de petites particules sphériques de résines: résine échangeuse de cations et résine échangeuse d’anions. grains de résine échangeuse d’ions, qui entraînent l’échange des cations par des ions hydrogène (H+) et des anions par des ions hydroxyles (OH-). On parle de déminéralisation.  Les anions et les cations de l’eau d’alimentation sont éliminés par les résines échangeuses d’ions et sont remplacés par les ions hydrogènes et hydroxyles de la résine. Les ions hydrogènes et hydroxyles se combinent pour former des molécules d’eau.  En milieu industriel, la déminéralisation en lits séparés met en œuvre des résines Osmose inverse cationiques dans une première colonne et anioniques dans une seconde colonne.  Le phénomène d’osmose est observé lorsque deux solutions salines de concentrations différentes sont séparées par une membrane semi-perméable qui ne laisse passer que Lorsque les résines sont saturées, elles sont régénérées à l’acide chlorhydrique l’eau, à l’exclusion des autres molécules et ions dissous. Un transfert de l’eau se (pour les cations) et à l’hydroxyde de sodium (pour les anions). produit de la solution la moins concentrée vers la solution la plus concentrée. Osmose inverse : En appliquant sur le compartiment qui contient la solution la plus concentrée, une pression suffisamment forte, on inverse le phénomène : l’eau passe à travers la membrane semi-perméable du milieu concentré vers le milieu dilué. C’est le principe de l’osmose inverse qui permet la déminéralisation des eaux salines, Installation de bipermutation Principe de l’osmose inverse Régénération : A = solution acide, B = solution alcaline.  La figure suivante représente de façon schématique les éléments d’une installation de purification de l’eau par osmose inverse : Ultrafiltration un module à deux compartiments séparés par une membrane semi-perméable  Cette méthode de filtration sous pression permet de séparer les molécules et une pompe amenant l’eau à purifier sous pression dans le premier dissoutes dans l’eau en fonction de leur taille à l’aide de membranes de compartiment. perméabilité très sélective. La rétention de la majorité  Les ultrafiltres (membranes planes ou en spirales ou fibres creuses) sont des composés présents dans caractérisés par : l’eau (particules, colloïdes, ions contaminants organiques y compris Zone de coupure qui délimite la gamme des masses moléculaires retenues endotoxines bactériennes et partiellement, micro-organismes). Seuil de coupure moléculaire qui correspond à la plus petite taille de molécule Elle vise à extraire les retenue à 100 %, substances inorganiques et organiques de l’eau.  Les ultrafiltres n’éliminent pas les sels minéraux, mais ils retiennent les Osmose inverse : éléments essentiels d’une installation molécules organiques à partir d’une certaine taille (les substances pyrogènes), les particules non dissoutes, les micro-organismes et les virus. Les premières membranes utilisées étaient en acétate de cellulose.  Comme pour l’osmose inverse, leur emploi nécessite une pré-filtration convenable pour éviter un colmatage rapide.  Eaux inscrites à la Pharmacopée Eau purifiée Définition  C’est une eau destinée à la préparation de médicaments autres que ceux qui doivent être stériles et exempts de pyrogènes. Eau purifiée en vrac Eau purifiée conditionnée en récipients Eau purifiée en vrac Présentation Eau purifiée conditionnée en récipients  C’est un liquide limpide, incolore, inodore et insipide.  C’est de l’eau purifiée en vrac répartie en récipients. Production  Elle doit être conservée dans des conditions qui assurent sa qualité  C’est une eau préparée à partir d’une eau destinée à la consommation microbiologique, sans recours à un additif. Humaine par : distillation, échange d’ions ou autres procédés appropriés. Conservation  En plus des essais de l’eau purifiée en vrac, la Pharmacopée fixe des  Tout au long de la production et de la conservation de cette eau, des limites de : mesures doivent être prises pour que germes aérobies totaux < 100 μ org/ml. Acidité ou alcalinité, substances oxydables, chlorures, sulfates, ammonium, calcium, magnésium; Essai Résidu à l’évaporation (Max 0,001 %);  La Pharmacopée prescrit des essais limites pour les nitrates, les métaux Contamination microbienne (10 2 μorg/ ml), lourds, l’aluminium et les endotoxines bactériennes.  Le taux limite de taux de carbone organique total (0,5 mg/l).  La conductivité doit être < 1,1 μs. cm-1 à 20 °C.  Eau hautement purifiée  En plus des caractéristiques précédemment décrites, cette eau doit présenter une qualité biologique élevée, convient à la préparation de solutions pour dialyse. Eau purifiée  Eau destinée à la préparation de médicaments autres  Elle peut être préparée par osmose inverse à double passage, combinée que ceux qui doivent être stériles et exempts de avec d’autres techniques (l’ultrafiltration et la désionisation). pyrogènes, sauf exception justifiée et autorisée.  Elle est utilisable chaque fois qu’une pureté microbiologique est exigée, à l’exception des cas où l’eau pour préparation injectable est requise. Le seuil d’alerte en dessous duquel l’eau doit être maintenue se situe à 10 micro-organismes pour 100 ml.  Les essais sont identiques aux eaux purifiées en vrac en plus du dosage des endotoxines bactériennes (< 0,25 UI/ml). Eau pour préparations injectables (eau ppi) Eau pour préparation injectable en vrac  L’eau ppi est une eau destinée :  Mode d’obtention ✓ Soit à partir d’une eau destinée à la consommation humaine Soit à la préparation des médicaments pour administration ✓ Soit à partir d’une eau purifiée, par distillation dans un appareil dont les parentérale à véhicule aqueux (eau pour préparations injectables en surfaces en contact avec l’eau sont constituées de verre neutre, de quartz ou vrac) d’un métal approprié. Soit à la dissolution ou la dilution de substances ou préparations pour  Production et conservation administration parentérale (eau stérilisée pour préparations la Pharmacopée prescrit les mêmes précautions que pour l’eau purifiée en vrac injectables). pour ce qui est des germes aérobies viables, elle ajoute que les seuils d’alerte sont plus stricts pour l’eau destinée à faire l’objet d’un traitement aseptique.  Essai Ils sont les mêmes que pour l’eau purifiée en vrac avec en plus un dosage des endotoxines bactériennes (< 0,25 UI/ml).  Eau stérilisée pour préparations injectables  C’est de l’eau pour préparations injectables en vrac répartie dans des récipients appropriés qui sont ensuite fermés, puis stérilisés par la chaleur, dans des conditions telles que l’eau reste conforme à la limite spécifiée dans Eau pour préparations injectables Eau PPI l’essai des endotoxines bactériennes.  Eau destinée soit à la préparation de médicaments  Elle ne doit contenir aucun additif. pour administration parentérale à véhicule aqueux (eau pour préparations injectables en vrac), soit à la  Les récipients sont par exemple des ampoules, des flacons de verre ou des dissolution ou la dilution de substances ou. poches en matière plastiques. préparations pour administration parentérale (eau stérilisée pour préparations injectables).  Le contenu doit répondre aux essais de l’eau purifiée conditionnée en récipients avec des limites légèrement différentes et de plus des essais de contamination particulaire, de stérilité et d’endotoxines microbiennes. Eau pour irrigation « Préparations pour irrigation » Production  Les préparations pour irrigation sont des préparations aqueuses stériles de  Les préparations pour irrigation sont préparées à partir de produits et par des grands volumes destinées à l’irrigation des cavités, des lésions et des surfaces méthodes propres à assurer leur stérilité et à empêcher l’introduction de corporelles, par exemple au cours d’interventions chirurgicales. contaminants et la croissance de microorganismes. Essai  Les préparations pour irrigation peuvent être des solutions préparées en  Stérilité : les préparations pour irrigation satisfont à l’essai de stérilité. dissolvant une ou plusieurs substances actives, des électrolytes ou des substances osmotiquement actives dans de l’eau pour préparations injectables,  Endotoxines bactériennes : moins de 0,5 UI/ml. ou peuvent être constituées de cette eau seule.  Pyrogènes  Dans ce dernier cas, la préparation peut être étiquetée « Eau pour irrigation ». Etiquette Les solutions pour irrigation sont généralement ajustées pour assurer l’isotonie L’étiquette doit indiquer que : au sang et elles sont limpides.  La préparation ne doit pas être utilisée en injection.  La préparation doit être utilisée en une seule fois.  Les préparations pour irrigation sont conditionnées en récipients unidoses.  Les quantités non utilisées sont à jeter. Solutions concentrées pour hémodialyse Conclusion /choix de la méthode de  Définition Elle est obtenue à partir d’eau potable par distillation, par osmose inverse, purification de l’eau par échange d’ions ou par tout autre procédé approprié. Les conditions de  Une étude des spécificités de chaque méthode donne des orientations préparation, de transfert et de conservation permettent de limiter le risque pour le choix de la méthode de purification de l’eau. de contamination chimique et microbienne.  L’efficacité de chacune d’elles dépend des traitements préalables  Caractères nécessaires à leur bon fonctionnement. Liquide limpide, incolore et insipide.  Essai  Dans la pratique, il est exceptionnel qu’une de ces méthodes utilisée ✓ Acidité ou alcalinité seule donne entière satisfaction. Elles sont en fait complémentaires les unes des autres. ✓ Substances oxydables ✓ Chlore total disponible : au maximum 0,1 ppm.  Elles sont donc très souvent associées en fonction de la qualité de ✓ Contamination microbienne: limite du nombre de germes aérobies viables l’eau utilisée et de la qualité d’eau désirée et il s’agit dans chaque cas totaux de 102 microorganismes par millilitre. particulier d’obtenir la qualité d’eau la mieux adaptée à l’usage prévu, avec un bon rendement et en tenant compte du prix de revient. ✓ Endotoxines bactériennes : moins de 0,25 UI/ml. Merci pour votre attention