Vantagens das membranas cerâmicas em biofármacos
Membranas cerâmicas, como um material superior às membranas de separação de polímeros tradicionais, também desempenha um papel significativo na farmácia biomédica. Após mais de uma década de desenvolvimento, a indústria chinesa de membranas cerâmicas inorgânicas adquiriu tecnologias de ponta e alcançou certa escala de aplicação em áreas como biofarmacêutica, engenharia de alimentos e tratamento de água. Este artigo fornece uma introdução básica à aplicação de membranas cerâmicas na área biofarmacêutica.
As membranas cerâmicas inorgânicas são materiais de filtragem cerâmicos de precisão com estrutura porosa, que são sinterizados em altas temperaturas a partir de materiais inorgânicos, comoalumina, óxido de titânio e óxido de zircônio. Consistem em uma estrutura de três camadas: uma camada de suporte porosa, uma camada de transição e uma camada de membrana microporosa, apresentando uma distribuição assimétrica. Sua precisão de filtração abrange microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração.
As vantagens das membranas cerâmicas em aplicações biomédicas e farmacêuticas
① Longa vida útil:Testes mostraram que as membranas cerâmicas têm uma vida útil de 3 a 5 vezes maior que as membranas orgânicas em muitas aplicações, mantendo um desempenho de separação estável, o que reduz os custos de produção até certo ponto.
② Distribuição estreita do tamanho dos poros e alta precisão de separação:As membranas cerâmicas podem atingir um nível de filtração em nanoescala, permitindo concentrações de alta ampliação. Elas permitem que a separação e a concentração sejam realizadas em um ambiente fechado à temperatura ambiente, mantendo assim a atividade dos produtos.
③ Pequeno volume de lavagem de água e redução da descarga de águas residuais:A DQO (Demanda Química de Oxigênio) em águas residuais é significativamente reduzida, o que melhora significativamente o rendimento do produto e permite a recuperação do micélio. Além disso, não são necessários auxiliares de filtração ou coagulantes, tornando as membranas cerâmicas altamente adequadas para aplicações na área biofarmacêutica.
④ Excelente estabilidade química, resistente a ácidos, álcalis e corrosão:As membranas cerâmicas têm fortes propriedades antimicrobianas e podem suportar a erosão de vários meios por um longo tempo, tornando-as adequadas para a extração e separação de vários ingredientes farmacêuticos em hidrocarbonetos e vários solventes.
⑤ Excelente estabilidade térmica e fácil limpeza:As membranas cerâmicas são muito convenientes para limpeza e desinfecção, e é improvável que o sistema separado seja contaminado. Elas atendem aos requisitos de processos de produção limpos e estéreis na indústria farmacêutica e também são adequadas para processos de desinfecção em alta temperatura e limpeza a vapor na indústria farmacêutica.
⑥ Boas propriedades mecânicas e alta estabilidade estrutural:As membranas cerâmicas são feitas de materiais sólidos. Uma vez instaladas, não caem ou quebram facilmente, suportam uma certa pressão sem deformação, não incham em nenhum solvente e resistem à abrasão causada por partículas sólidas.
Aplicações de membranas cerâmicas em biomedicina
① Filtração de extratos da Medicina Tradicional Chinesa (MTC):Os extratos de MTC possuem composições relativamente complexas, contendo ingredientes ativos e inativos, além de uma certa quantidade de ingredientes tóxicos. Comparado ao processo tradicional de extração com água e precipitação com álcool, o uso de membranas cerâmicas inorgânicas para purificar extratos de MTC pode maximizar a extração de ingredientes ativos. Apresenta vantagens como ausência de mudança de fase, retenção de quase 100% das substâncias-alvo, operação de processo simples e conveniente e baixo consumo de água.
② Separação e Extração de Enzimas:Como uma classe extremamente importante de biocatalisadores, as enzimas desempenham um papel crucial na fabricação de produtos farmacêuticos. Métodos tradicionais de separação e extração, como centrifugação, precipitação, diálise, concentração e dessalinização, produzem soluções enzimáticas com atividade insuficiente, que requerem maior concentração. Esses métodos convencionais também apresentam procedimentos complexos, alto consumo de energia, alta suscetibilidade à inativação e baixas taxas de recuperação. Em contraste, o uso da tecnologia de membrana cerâmica para separação e extração enzimática pode simplificar o processo. Ela apresenta equipamentos simples, processamento de alta eficiência e conservação de energia, permitindo a separação e aquisição de células bacterianas de alta concentração em um curto espaço de tempo, mantendo a atividade enzimática.
③ Concentração e purificação de produtos alvo:A tecnologia de membrana cerâmica pode substituir outros métodos de concentração, como a concentração por evaporação a vácuo. Ao processar soluções de alimentação bruta, substâncias de baixo peso molecular (por exemplo, sais) podem atravessar a membrana juntamente com a água e ser removidas por filtração. Isso evita a inativação dos produtos-alvo, ao mesmo tempo em que os concentra e purifica ainda mais, o que melhora significativamente a eficiência dos processos de purificação subsequentes, economiza energia, reduz o tempo de construção e melhora significativamente a qualidade e o rendimento do produto.