一种去除热原的大孔径复合超滤膜及其制备方法和应用 技术领域 本发明涉及一种复合超滤膜， 特别涉及一种既能有效去除热原又能保留注射剂中 有效成分的大孔径复合超滤膜及其制备方法和应用。
背景技术 近些年注射剂的安全性备受关注， 其中热原反应是临床最常见的不良反应之一。 超滤法是一种比较理想的除热原方法， 但是在注射剂超滤过程中热原去除与有效成分的保 留始终是一对矛盾， 因此如何在有效去除热原保证制剂安全性的同时， 充分保留有效成分 保障制剂的有效性， 是目前超滤在注射剂应用过程中面临的最大问题。
热原 (Pyrogen) 通常又称为内毒素 (Endotoxin)， 主要是由革兰氏阴性菌产生的 致热性物质。文献表明内毒素的分子量为几千至几万不等， 但由于结构中含有亲水性多糖 和疏水性长链脂肪酸， 性质类似于离子型表面活性剂， 在水溶液体系中具有聚集形成胶粒 的特性， 胶粒的分子量可达几十万至几百万， 但在超滤过程中这种胶粒状态易受超滤膜材 质的影响而被破坏。
目前在注射剂中使用的超滤膜， 其膜孔径范围一般在 0.3 万 -6 万道尔顿， 膜材质 主要分为两类 ： 一类为强亲水性材质超滤膜， 如聚砜或聚醚砜或磺化聚砜等 ； 另一类为弱 亲水性材质超滤膜， 如聚偏氟乙烯或聚丙烯腈等。 在采用以上膜材质、 孔径的超滤膜超滤时 发现， 当膜孔径小于 3 万道尔顿时， 热原去除效果较好， 但对于注射剂中含有的较大分子量 成分 ( 如右旋糖苷等 ) 或复杂中药成分 ( 如人参皂苷及三七皂苷等 ) 均会有较大损失 ； 而 当膜孔径大于 3 万道尔顿时， 由于热原与强亲水性膜材质超滤膜接触时胶粒外缘糖链与膜 间存在极强的亲合力， 导致热原胶粒在膜表面分散， 使得热原会以单分子或低缔分子态通 过超滤膜孔， 除热原的效果较差。
CN 200810156112.0 公开了一种注射剂除热原方法， 其中涉及了大孔径超滤膜， 但 没有公开与阐述大孔径超滤膜的材料及制备方法。
ZL 94104420.3 公开了一种聚丙烯腈 - 聚砜共混超滤膜及其制备方法。该方法选 用聚丙烯腈和聚砜的共混比为 1 ∶ 1-1 ∶ 10， 在铸膜液中的浓度介于 10-17％， 加入一定添 加剂， 制备而得， 其聚丙烯腈膜或聚砜膜相比， 在同样截留率下， 共混超滤膜的水通量大为 增加。00130071 公开了一种聚合物共混超滤膜及其制备方法， 由氯甲基化聚砜和聚偏氟乙 烯组成， 氯甲基化聚砜占总混合物中的比例为 10％ -60％， 但都没有公开其孔径， 也没公开 在注射剂中去除热原的应用。
发明内容 发明目的 ： 本发明的目的是提供一种去除热原的大孔径复合超滤膜， 是由强亲水 性膜材质与弱亲水性膜材质组成。
本发明的另一个目的是提供这种去除热原的大孔径复合超滤膜制备方法。
本发明还有一个目的是提供这种去除热原的大孔径复合超滤膜在去除注射剂热
原中的应用。
技术方案 ： 一种去除热原的大孔径复合超滤膜， 它是由混合膜材质组成， 所述的混 合膜材质为强亲水性膜材质和弱亲水性膜材质的混合物， 所述强亲水性膜材质为聚砜、 聚 醚砜和磺化聚砜中任意一种或几种， 所述弱亲水性膜材质为聚偏氟乙烯或聚丙烯腈， 所述 的混合膜材质中强亲水性膜材质与弱亲水性膜材质的重量比为 2-4.5 ∶ 1， 所述超滤膜的 膜孔径是 5 万 -50 万道尔顿。
上述去除热原的大孔径复合超滤膜， 混合膜材质中， 所述强亲水性膜材质为聚砜 和聚醚砜的混合物， 所述弱亲水性膜材质为聚偏氟乙烯。
上述去除热原的大孔径复合超滤膜， 混合膜材质包含如下重量份数的组分 ： 聚砜 8-12 份、 聚醚砜 4-6 份， 聚偏氟乙烯 4-6 份。
上述去除热原的大孔径复合超滤膜， 混合膜材质包含如下重量份数的组分 ： 聚砜 为 10 份、 聚醚砜为 5 份， 聚偏氟乙烯为 5 份。
上述去除热原的大孔径复合超滤膜， 所述超滤膜的膜孔径是 5 万 -35 万道尔顿。
上述去除热原的大孔径复合超滤膜制备方法， 包括以下步骤 ：
(1) 取配方量的强亲水性膜材质和弱亲水性膜材质， 加入致孔剂， 混合膜材质与致 孔剂的重量比为 10-22 ∶ 3-5， 溶解于溶剂中， 加热至 40-60℃， 混匀， 得到制膜原液 ； (2) 将步骤 (1) 得到的制膜原液静置 24 小时以上， 充分熟化 ；
(3) 将 步 骤 (2) 熟 化 后 的 制 膜 原 液， 加 压 挤 出， 滤 除 杂 质， 喷 丝 板 喷 丝， 膜丝 10-60℃凝固浴中成膜得膜孔径为 5 万 -50 万道尔顿的中空纤维膜 ； 或将步骤 (2) 熟化后的 制膜原液涂布于纤维支撑体上， 刮膜制成膜得膜孔径为 5 万 -50 万道尔顿的板框膜。
上述的去除热原的大孔径复合超滤膜制备方法， 所述的致孔剂为聚乙二醇 1000。
上述的去除热原的大孔径复合超滤膜制备方法， 所述的溶剂为二甲基亚砜， 溶剂 的用量为溶解量， 需保证混合膜材质和致孔剂的完全溶解。
上述去除热原的大孔径复合超滤膜， 在去除注射剂热原中的应用。
有益效果 ： (1) 本发明超滤膜优选了混合膜材质中强亲水性膜材质与弱亲水性膜 材质的比例， 保证了超滤膜与热原胶粒的适度亲和力， 使得热原在药液中缔合胶粒状态不 被破坏， 容易被大孔径的超滤膜截留而去除。采用鲎试剂法定量检测表明， 本发明的超滤 膜的热原去除率在 95％以上， 而对大多数药物有效成分无明显影响。(2) 本发明提出的这 种去除注射剂中热原的大孔径复合超滤膜， 改善了现有超滤技术对注射剂中热原去除的 不足， 即当热原去除的同时有效成分也同时损失。发明人经过大量的实验证明用膜孔径 5 万 -50 万道尔顿的复合超滤膜过滤， 不仅能有效的去除热原， 还尽可能保留注射剂中更多 的大分子有效成分和有用的药用辅料， 如吐温 80、 右旋糖苷等， 以及中药有效成分如人参皂 苷等各类成分等。
具体实施方式
以下通过实施例形式， 对本发明的上述内容再作进一步的详细说明， 但不应将此 理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例， 凡基于本发明上述内容所实现的技术均 属于本发明的范围。
实施例 1 ： 孔径为 5 万道尔顿的聚合物复合超滤膜的制备具体步骤如下 ：
(1) 按重量计份称取聚砜为 4 份， 磺化聚砜为 4 份， 聚丙烯腈为 2 份， 聚乙二醇 1000 3 份， 二甲基亚砜为 50 份， 备用 ； 在物料罐中， 将聚砜、 磺化聚砜和聚丙烯腈溶于二甲基亚砜 制成混合的聚合物溶液， 在聚合物溶液中加入聚乙二醇 1000， 在 40℃左右搅拌均匀， 得到 制膜原液 ；
(2) 将步骤 (1) 得到的制膜原液静置 24 小时以上， 充分熟化 ；
(3) 将步骤 (2) 熟化后的制膜原液， 加压挤出， 滤除杂质， 喷丝板喷丝， 膜丝在 10℃ 凝固浴中成膜， 制成孔径为 5 万道尔顿的聚合物混合中空纤维膜 ( 代号为 ： A-1)， 或涂布与 纤维支撑体上， 刮膜制成膜， 制成孔径为 5 万道尔顿的聚合物混合板框膜 ( 代号为 ： A-2)， 纯 水清洗， 除去杂质。
实施例 2 ： 孔径为 10 万道尔顿的聚合物复合超滤膜的制备
具体步骤如下 ：
(1) 按重量计份称取聚醚砜为 12 份， 聚偏氟乙烯为 5 份， 聚乙二醇 10004 份， 二甲 基亚砜为 75 份， 备用 ； 在物料罐中， 将聚醚砜和聚偏氟乙烯溶于二甲基亚砜制成混合的聚 合物溶液， 在聚合物溶液中加入聚乙二醇 1000， 在 50℃左右搅拌均匀， 得到制膜原液 ；
(2) 将步骤 (1) 得到的制膜原液静置 24 小时以上， 充分熟化 ；
(3) 将步骤 (2) 熟化后的制膜原液， 加压挤出， 滤除杂质， 喷丝板喷丝， 膜丝 20℃凝 固浴中成膜， 制成孔径为 15 万道尔顿的聚合物混合中空纤维膜 ( 代号为 ： B-1) ； 或涂布与 纤维支撑体上， 刮膜制成膜， 制成孔径为 15 万道尔顿的聚合物混合板框膜 ( 代号为 ： B-2)， 纯水清洗， 除去杂质。
实施例 3 ： 孔径为 20 万道尔顿的聚合物复合超滤膜的制膜方法
具体步骤如下 ：
(1) 按重量计份称取聚砜为 10 份， 聚醚砜为 5 份， 聚偏氟乙烯为 5 份， 聚乙二醇 10004 份， 二甲基亚砜为 79 份， 备用 ； 在物料罐中， 将聚砜、 聚醚砜和聚偏氟乙烯溶于二甲基 亚砜制成混合的聚合物溶液， 在聚合物溶液中加入聚乙二醇 1000， 在 60℃左右搅拌均匀， 得到制膜原液 ；
(2) 将步骤 (1) 得到的制膜原液静置 24 小时以上， 充分熟化 ；
(3) 将步骤 (2) 熟化后的制膜原液， 加压挤出， 滤除杂质， 喷丝板喷丝， 膜丝 30℃凝 固浴中成膜， 制成孔径为 20 万道尔顿的聚合物混合中空纤维膜 ( 代号为 ： C-1) ； 或涂布与 纤维支撑体上， 刮膜制成膜， 制成孔径为 20 万道尔顿的聚合物混合板框膜 ( 代号为 ： C-2) ； 纯水清洗， 除去杂质。
实施例 4 ： 孔径为 35 万道尔顿的聚合物复合超滤膜的制膜方法
具体步骤如下 ：
(1) 按重量计份称取聚砜为 10 份， 聚醚砜为 6 份， 聚偏氟乙烯为 6 份， 聚乙二醇 1000 5 份， 二甲基亚砜为 85 份， 备用 ； 在物料罐中， 将聚砜、 聚醚砜和聚偏氟乙烯溶于二甲 基亚砜制成混合的聚合物溶液， 在聚合物溶液中加入聚乙二醇 1000， 在 50 ℃左右搅拌均 匀， 得到制膜原液 ；
(2) 将步骤 (1) 得到的制膜原液静置 24 小时以上， 充分熟化 ；
(3) 将步骤 (2) 熟化后的制膜原液， 加压挤出， 滤除杂质， 喷丝板喷丝， 膜丝 40℃凝固浴中成膜， 制成孔径为 35 万道尔顿的聚合物混合中空纤维膜 ( 代号为 ： D-1) ； 或涂布与 纤维支撑体上， 刮膜制成膜， 制成孔径为 35 万道尔顿的聚合物混合板框膜 ( 代号为 ： D-2) ； 纯水清洗， 除去杂质。
实施例 5 ： 孔径为 50 万道尔顿的聚合物复合超滤膜的制备
具体步骤如下 ：
(1) 按重量计份称取磺化聚砜为 10 份， 聚醚砜为 4 份， 聚丙烯腈为 5 份， 聚乙二醇 1000 5 份， 二甲基亚砜为 78 份， 备用 ； 在物料罐中， 将磺化聚砜、 聚醚砜和聚丙烯腈溶于二 甲基亚砜制成混合的聚合物溶液， 在聚合物溶液中加入聚乙二醇 1000， 在 50℃左右搅拌均 匀， 得到制膜原液 ；
(2) 将步骤 (1) 得到的制膜原液静置 24 小时以上， 充分熟化 ；
(3) 将步骤 (2) 熟化后的制膜原液， 加压挤出， 滤除杂质， 喷丝板喷丝， 膜丝 60℃凝 固浴中成膜， 制成孔径为 50 万道尔顿的聚合物混合中空纤维膜 ( 代号为 ： E-1) ； 或涂布与 纤维支撑体上， 刮膜制成膜， 制成孔径为 50 万道尔顿的聚合物混合板框膜 ( 代号为 ： E-2) ； 纯水清洗， 除去杂质。
实施例 6 不同超滤膜对血塞通注射液中除热原及有效成分的影响 实验材料 ：
(1) 超滤膜 ： 按实施例 1-5 的制备方法， 制成复合超滤膜， 分别选用其中代号为 A-1， B-2， C-1， D-2， E-1 的超滤膜。其余超滤膜材质、 膜孔径、 来源及膜形式见下表 ：
表 1 常用超滤膜及来源
(2) 仪器 ： Millipore 超滤器 ； Agilent 1100 高效液相色谱仪 ； BET-16M 细菌内毒 素测定仪 ( 天津市天大天发科技有限公司 )。
(3) 试药 ： 血塞通注射液 ： 取三七总皂苷提取物 ( 批号 ： 040402， 云南玉溪万方 天然药物有限公司 )， 加水配制成浓度为 50mg/mL 的血塞通注射液 ； 对照品 ： 三七皂苷 R1( 批 号 ： 110745-200312)、 人 参 皂 苷 Rg1( 批 号 ： 110703-200424)、 人 参 皂 苷 Rb1( 批 号 ： 110704-200318) 均购自中国药品生物制品检定所， 人参皂苷 Rd( 批号 ： 070319， 上海融禾 医药科技发展有限公司 ) ； 动态浊度法鲎试剂 ( 批号 ： 0711010， 湛江博康海洋生物有限公 司 )。
实验过程 ：
分别取血塞通注射液， 选择以上不同材质及孔径超滤膜进行超滤研究， 取样超滤 前药液及超滤后药液。以动态浊度法检测超滤前药液中热原含量 (E) 及超滤后药液中热原 含量 (E’ )， 计算热原的去除率 ： 去除率％＝ (E-E’ )/E*100％； 以 HPLC 法测定超滤前药液中 有效成分含量 (C) 及超滤后药液中有效成分含量 (C’ )， 计算有效成分保留率 ： 保留率％＝ C’ /C*100％ ； 结果见表 2。
表 2 不同超滤膜对血塞通注射液中除热原及有效成分的影响
结果表明， 如孔径在 3 万道尔顿以下， 无论是强亲水性材质还是弱亲水性材质的 超滤膜， 其去除热原的效率均较高， 均超过 95％。但是对三七总苷的透过均有明显影响， 其 中强亲水性材质膜的三七皂苷 R1、 人参皂苷 Rg1 的透过率较高 ( 为 90-95％ )， 而人参皂苷 Rd、 人参皂苷 Rb1 的透过率很低 (30-60％ )， 成分损失严重 ； 弱亲水性材质膜的影响更大， 三七皂苷 R1、 人参皂苷 Rg1 的透过率约为 50-80％， 而人参皂苷 Rd、 人参皂苷 Rb1 大部不能 透过率而损失， 实际透过低至 20-40％。
孔径增大至 5 万道尔顿时， 热原去除效率明显降低， 约为 80-90％。强亲水性材质 膜的三七皂苷 R1、 人参皂苷 Rg1 的透过率更高， 为 95-96％， 而人参皂苷 Rd、 人参皂苷 Rb1 的 透过率增加到 50％以上， 成分仍然损失较大 ； 弱亲水性材质膜的成分透过更差， 三七皂苷 R1、 人参皂苷 Rg1 的透过率约为 80-85％， 而人参皂苷 Rd、 人参皂苷 Rb1 的透过仍低于 50％。
孔径达 10 万道尔顿时， 只能去除低于 70％的热原。 强亲水性材质膜三七皂苷 R1、 人参皂 苷 Rg1 的透过率为 97％以上， 而人参皂苷 Rd、 人参皂苷 Rb1 也具有良好的透过率， 均超过 90％； 弱 亲水性材质膜无论是三七皂苷 R1、 人参皂苷 Rg1， 还是人参皂苷 Rd、 人参皂苷 Rb1， 透过低于 92％。
因此， 常规超滤膜如果孔径小于 3 万道尔顿， 去除热原效果理想， 但三七总苷的部 分成分损失很大 ； 而孔径放大到 5 万道尔顿时， 明显降低了去热原效率， 但三七总苷的成分 仍有部分损失， 孔径进一步放大至 10 万道尔顿时， 虽然强亲水性材质膜能较好地透过三七 皂苷成分， 但热原去除效率很低， 达不到注射剂的安全保障技术要求。 因此目前国内外市场 上还没有能适应含三七或人参成分注射剂又能去热原的超滤膜。
我们采用强亲水性材质与弱亲水性材质混合材料制成分的复合超滤膜， 在去除热 原及保留三七有效成分上出现了意外效果， 当孔径增至 10 万道尔顿及以上时， 成分透过率 良好， 而热原去除率在 95％以上。
实施例 7 ： 不同超滤膜对丹参注射液中除热原及有效成分的影响
实验材料 ：
(1) 超滤膜 ： 同实施例 5。
(2) 仪器 ： 同实施例 5。
(3) 试药 ： 丹参注射液 ： 上海华源安徽锦辉制药有限公司 ； 对照品 ： 丹参素钠 ( 批号 ： 0855-200102)、 原儿茶醛 ( 批号 ： 110810-200205)、 丹酚酸 B( 批号 ： 111562-200807) 均购自中 国药品生物制品检定所 ； 动态浊度法鲎试剂 ( 批号 ： 0711010， 湛江博康海洋生物有限公司 )。
实验过程 ：
分别取丹参注射液， 选择以上不同材质及孔径超滤膜进行超滤研究， 取样超滤前 药液及超滤后药液。以动态浊度法检测超滤前药液中热原含量 (E) 及超滤后药液中热原含 量 (E’ )， 计算热原的去除率 ： 去除率％＝ (E-E’ )/E*100％ ； 以 HPLC 法测定超滤前药液中 有效成分含量 (C) 及超滤后药液中有效成分含量 (C’ )， 计算有效成分保留率 ： 保留率％＝ C’ /C*100％ ； 结果见表 3。
表 3 不同超滤膜对丹参注射液中除热原及有效成分的影响
实验结果表明， 如孔径在 3 万道尔顿以下， 其去除热原的效率均超过 95％， 且丹参 中的丹参素及原儿茶醛的透过率良好， 但丹酚酸 B 的透过均低于 80％， 有一定影响。孔径 增大至 5 万道尔顿时， 热原去除效率明显降低， 约为 80-90％， 而丹酚酸 B 的透过均也高到 90％以上。孔径达 10 万道尔顿时， 虽然对丹参成分无影响， 热原去除率降至 70％以下。如 丹参滴注液热原含量要求低于 1EU/ml， 超滤时热原去除效率必须在 98％以上， 目前市场上 只有孔径在 3 万道尔顿以下超滤膜达到要求， 但有效成分丹酚酸 B 损失较大。
采用强亲水性材质与弱亲水性材质混合材料制成分的复合超滤膜， 在去除热原及 保留丹参有效成分上出现了意外效果， 当孔径增至 5 万道尔顿及以上时， 成分透过率良好， 而热原去除率在 98％以上。
实施例 8 ： 不同超滤膜对右旋糖酐 40 注射液中除热原及有效成分的影响
实验材料 ：
(1) 超滤膜 ： 同实施例 5。
(2) 仪器 ： 同实施例 5。
(3) 试药 ： 右旋糖酐 40 注射液 ： 取右旋糖酐 40 原料 ( 分子量 ： 40000， 汉远成共创 科技有限公司 ) 加水， 加水配制成浓度为 100mg/mL 的右旋糖酐 40 注射液 ； 对照品 ： 右旋糖 酐 40( 批号 ： 4102105) 购自上海长征富民药业铜陵有限公司 ； 动态浊度法鲎试剂 ( 批号 ： 0711010， 湛江博康海洋生物有限公司 )。
实验过程 ：
分别取右旋糖酐 40 注射液， 选择以上不同材质及孔径超滤膜进行超滤研究， 取样 超滤前药液及超滤后药液。以动态浊度法检测超滤前药液中热原含量 (E) 及超滤后药液中 热原含量 (E’ )， 计算热原的去除率 ： 去除率％＝ (E-E’ )/E*100％ ； 以 HPLC 法测定超滤前 药液中有效成分含量 (C) 及超滤后药液中有效成分含量 (C’ )， 计算有效成分保留率 ： 保留 率％＝ C’ /C*100％ ； 结果见表 3。
表 4 不同超滤膜对右旋糖酐 40 中除热原及有效成分的影响
结果 ： 右旋糖酐为水溶性多糖药物， 分子量达 4 万道尔顿， 实验表明， 如超滤膜孔 径在 35 万以下， 而一般膜孔径大至 10 万道尔顿时， 热原去除效率均低于 60％， 目前市场上 尚没有用于右旋糖酐注射剂的去热原超滤膜。 本发明的采用强亲水性材质与弱亲水性材质 混合材料制成分的复合超滤膜， 在孔径 35-50 万道尔顿时， 去除热原及保留大分子右旋糖 酐上出现了意外效果， 能选择性去除团聚态热原大分子， 热原去除率在 90％以上， 而水溶性 大分子成分透过率良好。11