guas utilizadas em farmcia

Prof. Gilson Andrade Ramaldes Faculdade de Farmcia

Introduo

Principal matria-prima utilizada em farmcia. gua versus outros solventes (solvente universal).

gua quimicamente pura no existe.O conceito de pureza relativo.

Classificao

Fonte. Mtodo de purificao. Uso. Qualidade (exceo: WFI).

* PW Purified Water gua purificada* WFI Water For Injection gua para injeo

Definio de gua (purificada e para injeo)

Lquido lmpido, incolor, inspido e inodoro. a o (Farm, Bras., 4 ed., 6 fasc., 2005) Lquido claro e incolor (Farm. Britnica, 2005)

Tipos de guas utilizadas em farmciaSuperficial

WFI estril Bacter.Branda

Potvel

PW

WFI

WFI estril

Dura

Subterrnea

PW estril

p/ Inalao estril

p/ Irrigao estril

Diferencial entre gua potvel e bruta

Estabelecido: slidos dissolvidos; trihalometanos; metais pesados; faixa de pH ; contagem microbiana mxima. Ausncia: microrganismos patognicos (E. coli); slidos em suspenso. Presena de cloro.

Diferencial entre PW e potvel

Menor teor: inorgnicos; orgnicos; slidos dissolvidos; contagem microbiana. Ausncia de cloro. pH restrito.

Diferencial entre WFI e PW

Pureza excepcional do ponto de vista microbiolgico: contagem microbiana; teor de pirognios. USP 29 (2006); Farm. Bras. 4a ed. ,6o fascculo (2005): WFI deve ser obtida por destilao ou por um outro processo equivalente ou superior, desde que seja validado. Farm. Britnica (2005); WHO (2005) e Europia (2005): WFI deve ser obtida por destilao.

Diferencial entre os diferentes tipos de WFIWFI(WFI) Estril Bacteriosttica para Irrigao para Inalao

EsterilidadeNo Sim Sim Sim Sim

PirognioSim Sim Sim Sim Sim

ConservanteNo No Sim No No e Sim

VolumeSem limite 1 litro (emb. nica) 30 mL (multidoses) 1 litro (emb. nica) Dose nica

UtilizaoParenterais Reconstituio

Reconstituio Somente irrigao Somente inalao

Parmetros principaisParmetro gua potvel PW WFI WFI estril

InorgnicosOrgnicos

(500 S/cm)-

1,3 S/cm0,5 ppm TOC

1,3 S/cm0,5 ppm TOC

1,3 S/cm0,5 ppm TOC

Slidos dissolvidosMicrorg. Pirognios Cloro pH

1.000 ppm500 UFC/mL 0,5*-2,0 ppm 6,0-9,5

10 ppm100 UFC/mL Ausente 5,0-7,0

10 ppm10 UFC/100mL 0,25 EU/mL Ausente 5,0-7,0

10 ppmZero UFC/100mL 0,25 EU/mL Ausente 5,0-7,0

Principais contaminantes presentes na gua

Gases dissolvidos. Inorgnicos dissolvidos. Orgnicos dissolvidos. Material particulado.

Microrganismos.

Gases dissolvidos

No reativos

Reativos

Oxignio; Nitrognio.

Dixido de carbono; Amnia; Cloro. (pH = 8,0-8,3)

CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3-

NH3 + H2O = NH4OH

=

NH4+ + OH-

(pH = 7,0-9,0) (pH 8,5)

Cl2 + H2O = HCl + HClO = H+ + Cl- + H+ + ClO-

Inorgnicos dissolvidos

Ca2+ e Mg2+; Na+ e K+; Fe2+ e Fe3+; Al3+; Cl- ; NO3- e HCO3-; SO42-; CO32- e SiO42-; PO4 3- .

Inorgnicos dissolvidos - inconvenientes

Catalisam reaes de oxidao dos medicamentos. Precipitam componentes das formulaes, desidratam pomadas, etc. Podem precipitar nas formulaes lquidas (fora inica X produto de solubilidade). Geram incrustaes em caldeiras, canalizaes, etc.

Inorgnicos dissolvidos - dureza da gua

Definio: fora precipitante da gua em relao aos sabes. 2R-COOK + CaCO3 = (R-COO)2Ca + K2CO3 Origem: CO2 (ar, solo) + H2O = H2CO3 H2CO3 + CaCO3 (rochas) = Ca(HCO3)3 ons responsveis: 2+ 2+ >>> Fe2+, Co2+, Ni2+, Sr2+, Mn 2+ > Fe 3+ e Al 3+. Ca , Mg Nveis de dureza: branda < 75; moderadamente dura 75-150; dura > 150 mg de CaCo3/L de gua.

Inorgnicos dissolvidos - parmetros diferenciaisParmetros Condutividade (S/cm2) Dureza (mg CaCO3/L) Metais pesados (ppm de Cu) CO2 (ppm) Cloro (ppm) pH gua potvel (500) 500 2,0 0,5*-2,0 6,0-9,5 PW 1,3 1 0,1 5 Ausente 5,0-7,0 WFI 1,3 1 0,1 5 Ausente 5,0-7,0

Orgnicos dissolvidos

(A) Procedncia natural: origem vegetal e/ou animal decompostas por m.os (substncias hmicas = cidos flvicos + cidos hmicos).

(B) Devido poluio: de indstrias (corantes, pesticidas), servio sanitrio, etc., decompostas ou no por m.os.Trihalometanos: CHCl3, CHBrCl2, CHBr2Cl, CHBr3.

(A) + (B) = TOC

Orgnicos dissolvidos - inconvenientes

Substrato orgnico para microrganismos. Formao de produtos cancergenos (trihalometanos).

Alterao do sabor, odor e pH das guas.

Orgnicos dissolvidos parmetros diferenciaisParmetros gua potvel PW WFI

TOC (ppm)

-

0,5

0,5

Trihalometanos (ppm)

0,1

-

-

Material particulado

Insolvel: argila; areia; fraqmentos de vegetais e animais. Coloidal: SiO2.H2O; Fe2O3.H2O; Al2O3.2H2O.

Material particulado - inconvenientes

Slidos suspensos presso RTI fluxo de PW. Slica coloidal entope membranas (filt., UF e OR).

Slidos dissolvidos dureza

CO2 + H2O + CaCO3 = Ca(HCO3)2

Material particulado parmetros diferenciaisParmetro Slidos dissolvidos (ppm) Slidos suspensos Colides gua potvel PW WFI

1.000

10

10

?

(lquido lmpido........)

(lquido lmpido........)

?

(condutividade) (condutividade)

Microrganismos

Bactrias, fungos, algas, vrus e protozorios. Pirognios.

Microrganismos - inconvenientes

Inativar os princpios ativos, e at mesmo, intoxicar os pacientes. Provocar reaes alrgicas (febre) nos pacientes.

Microrganismos fontes de contaminao

Matrias-primas* (inclusive gua); Equipamentos (inclusive distribuio); ambiente produtivo e manipulao; operadores; material de envase.

* sintticas tm menor carga microbiana naturais tm maior carga microbiana

Presena de microrganismos na naturezaMicrorganismos + meio de cultura m.o.s em suspenso

Microrganismos + nutrientes

1 m.o. em suspenso1.999 m.o.s aderidos s superfcies

Microrganismos - biofilmes -

E Mn+ Org Superfcie Bactrias + Glicoclice (x) Bactria Exopolmeros ( 90% polissacardeos, glicoprotenas) Biofilme

Atividade bactericida de desinfetantes sobre Pseudomonas aeruginosaP. aeruginosa (A) em suspenso (B) no biofilme B/A Cloro 0,0036 0,072 20 cido peractico 0,00125 0,05 40 Cloreto de benzalcnio 0,002 0,2 100

Microrganismos - pirognios

Endotoxinas (Gram -) + Exotoxinas (Gram + e fungos). Entidade primariamente responsvel por reaes pirognicas: LPS. LPS termoestveis, solveis em gua, diferentes dos m.os vivos, insensveis variaes de pH, MM de 2.000 a milhes e carga negativa.

Biofilme e pirognio

Deve-se evitar o estabelecimento de biofilme.Pode-se eliminar pirognios da gua e de parte dos medicamentos, entretanto, o melhor no ter.

Microrganismos parmetros diferenciaisgua potvel

Parmetros

PW

WFI

WFI estril

E. coli Bactrias (UFC/mL)

Ausente

Ausente

Ausente

Ausente

500

100

0,1

Zero

Pirognios (EU/mL)

-

-

0,25

0,25

PW e WFI (1)Farm. Bras. 4a ed; (2)USP 29 e (3)Anvisa

Inorgnicos (1,2)Condutividade; (1)Ions (Ca, Mg, nitratos, cloretos, etc), metais pesados, amnio, acidez e alcalinidade. Orgnicos (1)Substncias oxidveis. (2,3)TOC.

Escolha do mtodo de purificao

gua de partida versus a desejada. Demanda necessria.

Verba disponvel.

Sistemas de injeo

Injeo de cloro

Objetivos 500 UFC/mL e ausncia de patgenos (E. coli). Problemas H2O + Cl2 = HCl + HClO = H+ + Cl- + H+ + ClO- (pH 8,5); pode haver formao de THMs; PW e WFI no podem conter Cl2. Cuidado Manter a gua potvel com 0,5-2 ppm de cloro.

Injeo de metabissulfito de sdio

Objetivo + Na2S2O5 + 2 Cl2 + 3 H2O = 2 NaHSO4 + 4 H + 4Cl Problemas Valores flutuantes de cloro; pode ser fonte de contaminao microbiana. Alternativa Carvo ativado.

Injeo de NaOH

Objetivo + + 2 CO2 + H2O = H2CO3 = H + HCO3 = 2 H + CO3

(pH = 8,0-8,3)

Problemas PW e WFI devem ter pH 5-7, no 8,0-8,3 = NH + + OH- (pH = 7,0-9,0) NH3 + H2O = NH4OH 4 Cl2 + H2O = HCl + HClO = H+ + Cl- + H+ + ClO(pH 8,5) Alternativas Carvo ativado, degaseificadores.

Filtrao

Objetivo Remover material particulado da gua, incluindo os m.os, e em alguns casos, pirognios. Filtros usuais e utilizao Areia 50 a 100 m; Profundidade * 1 a 5 m; superfcie 0,45 e 0,22 m.

*com ou sem potencial zeta positivo.

Filtrao

Carvo ativado

Objetivo Remover orgnicos, cloro e CO2. Problemas No elimina cidos hmicos; interage com os m.os formando biofilme; gera partculas de carvo finssimas. Cuidado Sanitizao e troca frequente; usar CA na forma de cartucho. Alternativas: UF e/ou OR; Na2S2O5; degaseificador ou NaOH

Carvo ativado

Degaseificao

Objetivo Eliminar o dixido de carbono da gua utilizando vcuo. Problemas Pode haver aumento da contaminao microbiana???? Alternativas Injeo de NaOH (RTI ou OR); Carvo ativado.

Oznio

Oznio

Objetivos Ao bactericida mais efetiva e rpida (3.125 X Cl2/E. coli); eliminao de TOC.

O3 + 3H2O + 254 nm = 3H2O2 = 6OHo OHo + TOC = aldedo = cido = CO2 + H2O

Problemas Incompatvel com filtros, UF e OR de polisulfona; gerao de formaldedo. Alternativas Manuseio assptico; CA, UF, OR (TOC).

Oznio formao e decomposio

Na atmosfera O2 + Sol (UV 180 a 200 nm) = O3 O3 + 3H2O + Sol (UV 254 nm) = 3H2O2 (chuvas) No tratamento de gua O2 + X* = O3 O3 + UV (254 nm) versus decomposio em 20 ?????

X* - combinao de reaes eletrolticas e qumicas, eletrlise da gua, UV 185 nm ou descarga eltrica sobre O2 do ar seco.

Lmpada ultravioleta

Objetivos Ao bactericida (alterao dos cidos nuclicos dos m.os); eliminao de TOC; eliminao de oznio.

Lmpada ultravioleta

Problemas Intensidade e qualidade da radiao diminui com o tempo; depende da sensibilidade do m.o envolvido, da velocidade de fluxo de gua, da geometria do tanque e do tempo de contato (ao de superfcie e por um tempo prolongado); pode ser fonte de pirognios; eliminao do TOC depende de 185 + 254 nm; m.os tm crescimento exponencial.

Alternativas Manuseio assptico e O3; CA, UF, OR (TOC).

Resinas de troca inica (RTI)

Objetivos Abrandamento e deionizao da gua.

Tipos + + Catinica (Na e H ), aninica e leito misto.Eguaes da TI e regenerao Regras bsicas da TI

RTI leitos separados

CATINICA

ANINICA

RTI leitos separados

RTI - leito misto

OHH+

LEITO MISTO

RTI

Problemas R-OH antes de R-H; facilidade de formar biofilmes; trabalhoso regenerar e sanitizar frequentemente; cuidado com a qualidade dos regenerantes; formao de caminhos preferenciais. Alternativas OR, eletrodeionizao, destilao.

Ultrafiltrao

Ultrafiltrao

Objetivos Eliminar parte dos orgnicos (substncias hmicas), e a maioria do material particulado, m.os e pirognios. Problemas e solues (?) No 100% efetiva; filtro pode entupir. Alternativas OR, CA, oznio, filtros com e sem potencial zeta positivo, destilao.

Osmose Reversa

Osmose Reversa

Osmose Reversa

Objetivos Eliminar a maioria dos sais, orgnicos, material particulado, m.os e pirognios. Elimina ons monovalentes (>90%), polivalentes (>95%); orgnicos mm 200-300 (90-99%) e >300 (>99%); material particulado (>99%); bactrias (>99%); pirognios (>99%).

Osmose Reversa

Problemas e solues (?) Cloro deteriora membranas de nylon; material particulado pode danificar membranas; como o cutt off nominal no gera gua estril; a gua pode contaminar a membrana; no elimina 100% dos ons; filtro pode entupir;Alternativas Conjunto de tecnologias; OR de duplo passo; destilao.

Destilao

Destilao

Objetivos Eliminar a maioria dos sais, orgnicos, gases, material particulado, m.os e pirognios. Precaues gua de alimentao; CO2 e NH3; substncias no volteis (sais, por ex.); m.os e pirognios (coleta e manuseio); material de construo dos destiladores.

Destilao

Desvantagens Elevado gasto de energia (custo); Necessidade de ser feita manuteno peridica. Alternativas Conjunto de tecnologias validadas.

Eletrodeionizao

H2 O

- +

H2 O

H2 OMm+ AnMm+ An-

+Mm+

-

Mm+AnAn-

Mm+ An-

Tanques de estocagem e distribuio

Objetivo geral Prover a quantidade de gua necessria para os picos de consumo. Objetivos especficos Tanques de estocagem recebem a gua produzida para utilizao em curto espao de tempo. Tanques de distribuio mantm a gua por um prazo mximo de 24 horas.

Condies de estocagem

80-85 oC. Em recirculao. Spray ball. No mximo 24 horas. Vent filter aquecido.

Estocagem e distribuio biofilmes biofilmes

+O

A

Estocagem e distribuio - recomendaes

Minimizar a longitude e simplificar o traado da tubulao. No manter pontos mortos (ter formas de drenagem). Repurificar a gua no utilizada. Usar ao inoxidvel 316L polido (ouro, titnio e platina) sem rachaduras microscpicas.

Sanitizao

In place: CIP (Clean In Place) ou WIP (Washing In place); SIP (Steam in Place). Aumentar a frequncia de limpeza e combinar tratamentos (fsicos vapor, escovao; qumicos cido, base, etc.).

Lembrar que a utilizao de gua purificada essencial e que a esterilizao final no resolve todos os problemas.

Sistema para purificar gua - 1

Sistema para purificar gua - 2

Sistema para purificar gua - 35 m gua potvel R-Na OR

Bomba

0,22 m

1 m

Leito misto

Tanque

Sistema para purificar gua - 45 m gua potvel CA 1 m UV R-H R-OH

UV

0,45 m

Leito misto

0,22 m

Sistema para purificar gua - 55 m gua potvel CA 1 m R-Na UV 0,80 m

OR

UV

0,45 m

Leito misto

0,22 m

Tanque

Sistema para purificar gua - 65 m gua potvel CA 1 m R-Na UV 0,80 m

OR OR1 gerador de O2 2 gerador de O3 3 vent filter 1 2 Tanque

0,22 m

UV

3

Sistema para purificar gua - 7

gua de alimentao dura; filtro; dois abrandadores em srie; ajuste de pH; injeo de bissulfito; dois filtros em srie (A); UV; osmose reversa duplo passo gerando 2 caminhos: caminho A - recirculao antes de A; caminho B - UV, tanque de estocagem com loop e pontos de utilizao.

Sistema para purificar gua - 8

gua de alimentao; filtro; dois abrandadores em srie; ajuste de pH; injeo de bissulfito; dois filtros em srie (A); UV; osmose reversa gerando 2 caminhos: caminho 1 - recirculao antes de A; caminho 2 EDI, UV, tanque de estocagem com loop e pontos de utilizao.

Sistema para purificar gua - 9

gua de alimentao; Z-Na e estocagem em tanque onde se mantm a concentrao do cloro entre 0,2 a 0,5 ppm (A); filtro de areia seguido do carvo ativado; filtro de 5 m seguido de um outro de 0,45 m; resina catinica seguida da aninica gerando 3 caminhos: caminho 1 - recirculao para A; caminho 2 pontos de utilizao; caminho 3 UF, tanque de estocagem (85 oC, vent filter), loop atravs de filtros de 2 e 0,22 m gerando 2 outros caminhos: caminho 4 pontos de utilizao; caminho 5 destilao, tanque de estocagem (85 oC, vent filter), loop e pontos de utilizao.