membranes céramiquesLes membranes céramiques, matériaux supérieurs aux membranes de séparation polymères traditionnelles, jouent un rôle non négligeable en pharmacie biomédicale. Après plus d'une décennie de développement, l'industrie chinoise des membranes céramiques inorganiques a acquis des technologies de pointe et atteint une certaine envergure d'application dans des domaines tels que la biopharmacie, l'agroalimentaire et le traitement de l'eau. Cet article présente une introduction aux applications des membranes céramiques en biopharmacie.
Les membranes céramiques inorganiques sont des matériaux de filtration céramiques de précision à structure poreuse, frittés à haute température à partir de matériaux inorganiques tels quealumineIls sont composés d'oxyde de titane et d'oxyde de zirconium. Leur structure est constituée de trois couches : une couche support poreuse, une couche de transition et une membrane microporeuse, présentant une distribution asymétrique. Leur précision de filtration couvre la microfiltration, l'ultrafiltration et la nanofiltration.
Les avantages des membranes céramiques dans les applications biomédicales et pharmaceutiques
① Longue durée de vie :Des tests ont démontré que, dans de nombreuses applications, les membranes céramiques ont une durée de vie 3 à 5 fois supérieure à celle des membranes organiques, tout en maintenant des performances de séparation stables, ce qui réduit les coûts de production dans une certaine mesure.
② Distribution étroite de la taille des pores et haute précision de séparation :Les membranes céramiques permettent une filtration à l'échelle nanométrique, autorisant une concentration à haut grossissement. Elles permettent la séparation et la concentration en milieu clos à température ambiante, préservant ainsi l'activité des produits.
③ Faible volume d'eau nécessaire au lavage et réduction des rejets d'eaux usées :La DCO (demande chimique en oxygène) des eaux usées est considérablement réduite, ce qui améliore significativement le rendement du produit tout en permettant la récupération du mycélium. De plus, l'absence d'adjuvants de filtration et de coagulants rend les membranes céramiques particulièrement adaptées aux applications biopharmaceutiques.
④ Excellente stabilité chimique, résistant aux acides, aux alcalis et à la corrosion :Les membranes céramiques possèdent de fortes propriétés antimicrobiennes et peuvent résister longtemps à l'érosion de divers milieux, ce qui les rend adaptées à l'extraction et à la séparation de divers ingrédients pharmaceutiques dans les hydrocarbures et divers solvants.
⑤ Excellente stabilité thermique et nettoyage facile :Les membranes céramiques sont très faciles à nettoyer et à désinfecter, et le risque de contamination du système séparé est minime. Elles répondent aux exigences des procédés de production propres et stériles de l'industrie pharmaceutique et conviennent également aux procédés de désinfection à haute température et de nettoyage à la vapeur utilisés dans ce domaine.
⑥ Bonnes propriétés mécaniques et grande stabilité structurelle :Les membranes céramiques sont composées de matériaux solides. Une fois installées, elles ne se détachent pas facilement, résistent à une certaine pression sans se déformer, ne gonflent pas au contact de solvants et résistent à l'abrasion par des particules solides.
Applications des membranes céramiques en biomédecine
① Filtration des extraits de médecine traditionnelle chinoise (MTC) :Les extraits de médecine traditionnelle chinoise (MTC) présentent une composition relativement complexe, contenant des principes actifs et des excipients, ainsi qu'une certaine quantité de substances toxiques. Comparée à l'extraction aqueuse et à la précipitation alcoolique traditionnelles, l'utilisation de membranes céramiques inorganiques pour la purification des extraits de MTC permet d'optimiser l'extraction des principes actifs. Ce procédé offre plusieurs avantages : absence de changement de phase, rétention quasi totale des substances cibles, simplicité et facilité de mise en œuvre, et faible consommation d'eau.
② Séparation et extraction des enzymes :Les enzymes, une classe de biocatalyseurs extrêmement importante, jouent un rôle crucial dans la fabrication de produits pharmaceutiques. Les méthodes traditionnelles de séparation et d'extraction, telles que la centrifugation, la précipitation, la concentration par dialyse et le dessalement, produisent des solutions enzymatiques dont l'activité est insuffisante et qui nécessitent une concentration supplémentaire. Ces méthodes conventionnelles présentent également l'inconvénient d'être complexes, énergivores, sensibles à l'inactivation des enzymes et de présenter de faibles taux de récupération. À l'inverse, l'utilisation de la technologie des membranes céramiques pour la séparation et l'extraction des enzymes permet de simplifier le processus. Grâce à un équipement simple, un traitement à haut rendement et une faible consommation d'énergie, cette technologie permet la séparation et l'obtention de cellules bactériennes à haute concentration en un temps réduit, tout en préservant l'activité enzymatique.
③ Concentration et purification des produits cibles :La technologie des membranes céramiques peut remplacer d'autres méthodes de concentration, telles que la concentration par évaporation sous vide. Lors du traitement de solutions brutes, les substances de faible masse moléculaire (par exemple, les sels) traversent la membrane avec l'eau et sont éliminées par filtration. Ceci préserve les produits cibles tout en les concentrant et en les purifiant, ce qui améliore considérablement l'efficacité des étapes de purification ultérieures, permet des économies d'énergie, raccourcit les délais de construction et accroît significativement la qualité et le rendement des produits.
