Гигиена труда в производстве антибиотиков

В нашей стране за короткий срок была создана новая отрасль химико-фармацевтической промышленности по производству антибиотиков. В настоящее время отечественная медицинская промышленность выпускает более 30 видов антибиотиков и более 75 лекарственных форм. Их удельный вес в общей структуре медицинской промышленности составляет 18 %.

Антибиотики — вещества, вырабатываемые микроорганизмами, высшими растениями и животными тканями в процессе жизнедеятельности и обладающие бактерицидным или бактериостатическим действием. Сейчас насчитывают около 400 антибиотиков, принадлежащих к разнообразным классам химических соединений. Антибактериальные свойства антибиотиков послужили основанием для широкого применения их в медицине, в частности при терапии и профилактике инфекционных заболеваний и воспалительных процессов.

Помимо использования в медицине, антибиотики нашли применение в пищевой и мясомолочной промышленности для консервирования продуктов. Их добавляют в корм животных и птиц с целью увеличения скорости привеса.,

Технологический процесс получения антибиотиков состоит из нескольких стадий, осуществляемых в определенной последовательности и на соответствующем оборудовании: а) выращивание посевного материала и биосинтез антибиотиков (ферментация);

б) предварительная обработка культуральной жидкости; в) фильтрация; г) выделение и химическая очистка (метод экстракции, ионообменный метод, метод осаждения); д) изготовление готовых лекарственных форм; е) фасовка и упаковка (рис. 11.1).

В основе начальных технологических процессов лежит выращивание в колбах и ферментерах посевного материала (продуцента). Выращенный производственный штамм продуцента с целью дальнейшего его обогащения переносят в специальные аппараты — инокуляторы. Процесс выращивания грибов, бактерий в инокуляторах осуществляется в строго определенных условиях, которые обеспечиваются системами обогрева и охлаждения, подачи воздуха, приспособлениями для перемешивания производственной массы. Затем продуцент поступает на ферментацию. Под ферментацией понимают культивирование (выращивание) продуцента и образование максимального количества антибиотика. Антибиотики синтезируются в клетках микроорганизмов или выделяются в процессе биосинтеза в культуральную жидкость.

Чистый антибиотик

Основным оборудованием для процесса ферментации являются ферментеры, представляющие собой огромные емкости до 100 ООО л. Они снабжены системами обогрева и охлаждения, подачи стерильной воздушной смеси, мешалками, а также приспособлениями для загрузки и выгрузки питательной среды, культуральной жидкости. Данная стадия технологического процесса характеризуется герметичностью применяемого оборудования, в связи с чем практически исключается возможность загрязнения воздуха веществами, применяемыми для биосинтеза антибиотиков, а также самой биомассой, которая образуется по окончании процесса ферментации.

В связи с тем что антибиотики образуют со многими веществами, присутствующими в культуральной жидкости, нерастворимые соединения, для увеличения концентрации, а также более полного осаждения примесей культуральную жидкость подкисляют до pH 1,5—2,0 щавелевой или смесью щавелевой и хлористоводородной кислот. Обработанную культуральную жидкость фильтруют от мицелия и осажденных балластных веществ до получения прозрачного фильтрата, называемого нативным раствором. Фильтрацию обработанной культуральной жидкости осуществляют на рамных фильтр-прессах открытого типа, в результате чего может происходить разбрызгивание нативного раствора. Ручная разгрузка фильтр-прессов приводит к контакту рабочих с культуральной жидкостью, содержащей антибиотик.

Следующей стадией получения антибиотика являются выделение и химическая очистка. На данной стадии осуществляются концентрирование и очистка раствора антибиотика до такой чистоты, чтобы из него можно было получить готовый лекарственный препарат. Содержание антибиотика в нативном растворе весьма низкое, поэтому его выделение в чистом виде, очистка и доведение до готовой лекарственной формы — очень сложный и трудоемкий процесс: например, для получения 1 кг антибиотика нужно переработать около 600 л культуральной жидкости.

Для выделения и химической очистки антибиотиков пользуются одним из следующих методов: 1) метод экстракции с применением различных растворителей; 2) метод осаждения; 3) ионообменный метод. Наиболее широкое применение в биосинтезе антибиотиков нашли экстракционный и ионообменный методы, причем в последние годы ионообменный метод выделения и очистки антибиотиков используется и при получении других лекарственных препаратов. Основное преимущество его заключается в том, что исключается необходимость применения токсичных и взрывоопасных растворителей. Метод выгоден экономически, так как его технология проста и не требует дорогостоящего оборудования и сырья.

Экстракция антибиотиков из нативного раствора осуществляется в экстракторах-сепараторах, основным недостатком которых является необходимость ручной выгрузки, в результате чего возможно загрязнение воздуха цехов растворителями, например изооктанолом при производстве тетрациклина и окси - тетрациклина.

Наряду с растворителями в воздушную среду в стадии выделения и химической очистки антибиотиков ввиду несовершенства применяемого оборудования могут поступать олеиновая кислота, едкий натр, щавелевая кислота, бутиловый и этиловый спирты, бутилацетат и др.

Метод ионной сорбции заключается в том, что нативный раствор подают с помощью центробежных насосов в батарею ионообменных колонн, загруженных сульфокатионитом СБС-3. Антибиотик в результате ионного обмена сорбируется на ионите, после чего его десорбируют (элюируют) аммиачно-боратным буферным раствором.

Данный метод имеет определенные преимущества в гигиеническом отношении по сравнению с методами осаждения и экстракции. Он не требует ручного труда при работе с осадками, что исключает контакт работающих с концентрированными растворами и осадками антибиотиков. При этом методе не применяются токсичные органические растворители.

Полученные в процессе химической очистки пастообразные продукты подвергаются в дальнейшем высушиванию и просеву. Процесс сушки в производстве антибиотиков играет исключительно важную роль, поскольку от ее организации зависит качество выпускаемой продукции. Термостабильные антибиотики, получаемые в кристаллическом виде с небольшим содержанием влаги, обычно высушиваются в вакуумных сушильных шкафах. Антибиотики, получаемые после химической очистки в виде водных концентратов, подвергаются сушке в испарительно-сушильных агрегатах и вакуум-сублимационных сушилках (рис. 11.2). Эти процессы должны проводиться в стерильных условиях.

Основным недостатком работы в сушильных отделениях является применение ручного труда при загрузке и выгрузке продукции. Выполнение этих операций, а также необходимость перемешивания порошкообразной массы и осуществления контроля за технологическим режимом работы сушильных агрегатов связаны с возможностью контакта работающих с пылью антибиотиков. Недостаточная герметизация сушильных агрегатов способствует выделению в воздух производственных помещений некоторых токсичных веществ, остаточные количества которых могут содержаться в антибиотиках. Например, готовый хлортетрациклин может содержать примесь метанола, тетрациклин — изооктиловый спирт, хлоргидраты тетрациклина и окси - тетрациклина — п-бутанол и хлористоводородную кислоту.

Стерильно высушенные антибиотики расфасовывают в стерильные стеклянные флаконы. Дозирование сухого антибиотика во флаконы, укупорку, накрывание колпачком и обкатку выполняют на автоматах. В некоторых случаях для этого применяют полуавтоматы "Технолог", в которых автоматизирован только процесс заполнения флаконов. Остальные операции осуществляются вручную, в связи с чем возможно загрязнение воздуха производственных помещений пылью антибиотика, а при одновременной фасовке двух их видов и более работающие могут подвергаться комбинированному воздействию этих продуктов.

Для приема внутрь антибиотики выпускают в виде таблеток и драже. Процесс таблетирования заключается в следующем: все входящие в смесь компоненты — антибиотики, наполнители (сахарная пудра, стеарат кальция, тальк и др.) загружают в смеситель, перемешивают и увлажняют смесью сахарного сиропа, раствором желатина, хлористоводородной кислоты и этилового спирта. Затем масса гранулируется и направляется на сушку, которая обычно осуществляется в калориферных сушилках. После сушки гранулят опудривают смесью талька, стеарата кальция и крахмала для увеличения сыпучести, а затем прессуют на ротационных таблеточных машинах и упаковывают в конвалюты.

В гигиеническом отношении процесс таблетирования характеризуется прерывистостью, отсутствием герметичности и большим количеством ручных операций. Вследствие этих причин антибиотик может поступать в воздух практически при всех операциях таблетирования.