Avantages des membranes céramiques dans les produits biopharmaceutiques
Membranes céramiquesEn tant que matériau supérieur aux membranes de séparation polymères traditionnelles, les membranes céramiques inorganiques jouent également 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 échelle d'application dans des domaines tels que la biopharmaceutique, l'ingénierie alimentaire et le traitement de l'eau. Cet article propose une introduction à l'application des membranes céramiques dans le domaine biopharmaceutique.
Les membranes céramiques inorganiques sont des matériaux de filtration céramiques de précision avec une structure poreuse, qui sont frittés à haute température à partir de matériaux inorganiques tels quealumine, l'oxyde de titane et l'oxyde de zirconium. Ils sont constitués d'une structure à trois couches : un support poreux, 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 montré que les membranes céramiques ont une durée de vie 3 à 5 fois plus longue que les membranes organiques dans de nombreuses applications, tout en maintenant des performances de séparation stables, ce qui réduit dans une certaine mesure les coûts de production.
② Distribution étroite de la taille des pores et haute précision de séparation :Les membranes céramiques peuvent atteindre un niveau de filtration nanométrique, permettant une concentration à fort grossissement. Elles permettent la séparation et la concentration en milieu fermé à température ambiante, préservant ainsi l'activité des produits.
③ Faible volume d’eau de lavage et rejet d’eaux usées réduit :La DCO (Demande Chimique en Oxygène) des eaux usées est considérablement réduite, ce qui améliore considérablement le rendement du produit tout en permettant la récupération du mycélium. De plus, aucun adjuvant de filtration ni coagulant n'est requis, ce qui 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 ont de fortes propriétés antimicrobiennes et peuvent résister à l'érosion de divers milieux pendant une longue période, ce qui les rend adaptées à l'extraction et à la séparation de divers ingrédients pharmaceutiques dans des hydrocarbures et divers solvants.
⑤ Excellente stabilité thermique et nettoyage facile :Les membranes céramiques sont très faciles à nettoyer et à désinfecter, et il est peu probable que le système séparé soit contaminé. Elles répondent aux exigences de propreté et de stérilité des procédés de production pharmaceutique, et conviennent également aux procédés de désinfection à haute température et de nettoyage à la vapeur dans le secteur pharmaceutique.
6 Bonnes propriétés mécaniques et grande stabilité structurelle :Les membranes céramiques sont constituées de matériaux solides. Une fois installées, elles sont résistantes aux chutes et aux ruptures, peuvent supporter une certaine pression sans se déformer, ne gonflent pas dans les solvants et résistent à l'abrasion causée par les particules solides.
Applications des membranes céramiques en biomédecine
1 Filtration des extraits de médecine traditionnelle chinoise (MTC) :Les extraits de MTC présentent des compositions relativement complexes, contenant à la fois des principes actifs et des ingrédients inactifs, ainsi qu'une certaine quantité d'ingrédients toxiques. Comparé aux procédés traditionnels d'extraction à l'eau et de précipitation alcoolique, l'utilisation de membranes céramiques inorganiques pour la purification des extraits de MTC permet d'optimiser l'extraction des principes actifs. Ce procédé présente des avantages tels que l'absence de changement de phase, une rétention quasi totale des substances cibles, un procédé simple et pratique, et une faible consommation d'eau.
2. Séparation et extraction des enzymes :En tant que classe de biocatalyseurs extrêmement importante, les enzymes jouent un rôle crucial dans la fabrication pharmaceutique. 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 des inconvénients : procédures fastidieuses, consommation énergétique élevée, forte sensibilité à l'inactivation et faibles taux de récupération. En revanche, l'utilisation de la technologie des membranes céramiques pour la séparation et l'extraction des enzymes peut simplifier le procédé. Elle se caractérise par un équipement simple, un traitement hautement efficace et des économies d'énergie, permettant la séparation et l'acquisition de cellules bactériennes à forte concentration en un temps record, tout en maintenant l'activité enzymatique.
③ Concentration et purification des produits cibles :La technologie des membranes céramiques peut remplacer d'autres méthodes de concentration, comme l'évaporation sous vide. Lors du traitement des solutions brutes, les substances de faible poids moléculaire (par exemple, les sels) peuvent traverser la membrane avec l'eau et être éliminées par filtration. Cela évite l'inactivation des produits cibles tout en les concentrant et en les purifiant davantage, ce qui améliore considérablement l'efficacité des processus de purification ultérieurs, économise de l'énergie, raccourcit les délais de construction et améliore considérablement la qualité et le rendement des produits.