Ventajas de las membranas cerámicas en la industria biofarmacéutica
Membranas cerámicasComo material superior a las membranas de separación poliméricas tradicionales, las membranas cerámicas inorgánicas también desempeñan un papel fundamental en la farmacia biomédica. Tras más de una década de desarrollo, la industria china de membranas cerámicas inorgánicas ha adquirido tecnologías de vanguardia y alcanzado una amplia aplicación en campos como la biofarmacéutica, la ingeniería alimentaria y el tratamiento de aguas. Este artículo ofrece una introducción básica a la aplicación de las membranas cerámicas en el sector biofarmacéutico.
Las membranas cerámicas inorgánicas son materiales de filtración cerámicos de precisión con una estructura porosa, que se sinterizan a altas temperaturas a partir de materiales inorgánicos comoalúmina, óxido de titanio y óxido de circonio. Constan de una estructura de tres capas: una capa de soporte porosa, una capa de transición y una capa de membrana microporosa, con una distribución asimétrica. Su precisión de filtración abarca la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración.
Las ventajas de las membranas cerámicas en aplicaciones biomédicas y farmacéuticas
①Larga vida útil:Las pruebas han demostrado que las membranas cerámicas tienen una vida útil de 3 a 5 veces más larga que las membranas orgánicas en muchas aplicaciones, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento de separación estable, lo que reduce los costos de producción en cierta medida.
② Distribución estrecha del tamaño de poro y alta precisión de separación:Las membranas cerámicas pueden alcanzar un nivel de filtración a escala nanométrica, lo que permite una concentración de alto aumento. Permiten la separación y concentración en un entorno cerrado a temperatura ambiente, manteniendo así la actividad de los productos.
③ Pequeño volumen de lavado con agua y descarga reducida de aguas residuales:La DQO (demanda química de oxígeno) en aguas residuales se reduce significativamente, lo que mejora considerablemente el rendimiento del producto y permite la recuperación del micelio. Además, no se requieren coadyuvantes de filtración ni coagulantes, lo que hace que las membranas cerámicas sean muy adecuadas para aplicaciones en el sector biofarmacéutico.
④ Excelente estabilidad química, resistente a ácidos, álcalis y corrosión:Las membranas cerámicas tienen fuertes propiedades antimicrobianas y pueden soportar la erosión de varios medios durante mucho tiempo, lo que las hace adecuadas para la extracción y separación de varios ingredientes farmacéuticos en hidrocarburos y varios solventes.
⑤ Excelente estabilidad térmica y fácil limpieza:Las membranas cerámicas son muy fáciles de limpiar y desinfectar, y es improbable que el sistema separado se contamine. Cumplen con los requisitos de limpieza y esterilidad en los procesos de producción farmacéuticos, y también son adecuadas para la desinfección a alta temperatura y la limpieza con vapor en el sector farmacéutico.
⑥ Buenas propiedades mecánicas y alta estabilidad estructural:Las membranas cerámicas están hechas de materiales sólidos. Una vez instaladas, no se desprenden ni rompen fácilmente, soportan cierta presión sin deformarse, no se hinchan con ningún disolvente y resisten la abrasión causada por partículas sólidas.
Aplicaciones de las membranas cerámicas en biomedicina
① Filtración de extractos de medicina tradicional china (MTC):Los extractos de MTC tienen composiciones relativamente complejas, que contienen tanto principios activos como inactivos, además de cierta cantidad de ingredientes tóxicos. En comparación con el proceso tradicional de extracción con agua y precipitación con alcohol, el uso de membranas cerámicas inorgánicas para la purificación de extractos de MTC permite maximizar la extracción de principios activos. Ofrece ventajas como la ausencia de cambio de fase, una retención de casi el 100 % de las sustancias objetivo, un proceso sencillo y práctico, y un bajo consumo de agua.
② Separación y extracción de enzimas:Como una clase extremadamente importante de biocatalizadores, las enzimas desempeñan un papel crucial en la fabricación de productos farmacéuticos. Los métodos tradicionales de separación y extracción, como la centrifugación, la precipitación, la concentración por diálisis y la desalinización, producen soluciones enzimáticas con actividad insuficiente, que requieren una mayor concentración. Estos métodos convencionales también presentan procedimientos engorrosos, un alto consumo de energía, una alta susceptibilidad a la inactivación y bajas tasas de recuperación. Por el contrario, el uso de la tecnología de membranas cerámicas para la separación y extracción de enzimas puede simplificar el proceso. Esta tecnología se caracteriza por su equipo sencillo, un procesamiento de alta eficiencia y ahorro de energía, lo que permite la separación y adquisición de células bacterianas de alta concentración en poco tiempo, manteniendo la actividad enzimática.
③ Concentración y purificación de los productos objetivo:La tecnología de membranas cerámicas puede sustituir otros métodos de concentración, como la evaporación al vacío. Al procesar soluciones de alimentación cruda, las sustancias de bajo peso molecular (p. ej., sales) pueden atravesar la membrana junto con el agua y eliminarse por filtración. Esto evita la inactivación de los productos objetivo mientras se concentran y purifican aún más, lo que mejora considerablemente la eficiencia de los procesos de purificación posteriores, ahorra energía, acorta el tiempo de construcción y mejora significativamente la calidad y el rendimiento del producto.