DE69113129T2 - Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung von sterilen wässrigen Lösungen. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung von sterilen wässrigen Lösungen.

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Herstellung van gereinigtem Wasser, sterilem Wasser oder einer sterilen, wässerigen Lösung für biologische und medizinische Verwendungen. In speziellerer Weise betrifft diese Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von sterilen, wässerigen Lösungen, die allen Benutzeranforderungen einschließlich bakteriologischer Anforderungen genügen, wodurch ihre direkte oder indirekte Verabreichung an einen Patienten ermöglicht wird.
  • Mit herkömmlichen Wasserreinigungssystemen, bei denen wohlbekannte Technologien wie Umkehrosmose, Entionisierung und Ultrafiltration verwendet werden, kann kurzzeitig chemisch und biologisch reines Wasser hergestellt werden. Wenn diese Systeme kontinuierlich betrieben werden, werden sie während eines Zeitraumes, der von der Temperatur abhängt, bei der das System betrieben wird, im allgemeinen einen geringen Gehalt an Bakterien und Pyrogenen aufweisen. Während des Betriebs des Systems werden biologisch aktive Materialien wie Bakterien, Hefe, Schimmel und Pyrogene beginnen, innerhalb des Systems auf nicht akzeptabel hohe Werte anzusteigen, was zur biologischen Kontamination des mit diesen Systemen hergestellten, normalerweise reinen Wassers führt.
  • Einige herkömmliche Systeme gewinnen ihre Kapazität zur Herstellung von biologisch reinem Wasser dadurch wieder, daß die Systeme mit Desinfektionsmitteln wie Formal in oder Chlor gespült werden, die die biologischen Verunreinigungen bekämpfen. Obwohl diese Desinfektionsmittel gut wirken, sind sie für Menschen in hohem Maße toxisch, schwer zu handhaben und können nur schwer aus dem Reinigungssystem gespült werden. Die Verwendung dieser Chemikalien hat außerdem stark negative Auswirkungen auf die Umwelt.
  • Bin zweites Verfahren, die biologische Reinheit von mit einem Membranfiltersystem behandeltem Wasser sicherzustellen besteht darin, das System mittels eines zweiten Verfahrens zu behandeln, das die Bekämpfung aller lebenden Organismen gewährleistet. Bin derartiges Verfahren besteht darin, das Wasser mittels eines Pasteurisierungsverfahrens zu erhitzten. Komponenten innerhalb des Systems wie gewisse Umkehrosmosemembranen, können jedoch Pasteurisierungstemperaturen nicht widerstehen. Wenn ein System verwendet wird, das mit Wasser hoher Temperatur desinfiziert wird, werden daher unerwünschte Umgehungsschleifen und Ventile zu Umkehrosmoseeinheiten eingebaut. Durch dieses Verfahren wird die Umkehrosmoseeinheit daher weder gereinigt noch desinfiziert.
  • Ein drittes Verfahren besteht darin, das gereinigte Wasser durch einen Filter hindurchzuführen, der jedes biologisch aktive Material aus dem Wasser herausfiltern kann. Dieses Verfahren macht es jedoch erforderlich, die bakterielle Verunreinigung mit der anfänglichen Filtrationsbehandlung auf einen ausreichend niedrigen Grad zu verringern, so daß der Filter zur Entfernung der Bakterien nicht vorzeitig verstopft wird. Dies macht den Vorschlag sehr teuer und unzweckmäßig. Nach anfänglicher Filtration sind daher gegenwärtig immer noch chemische Desinfektionsmittel erforderlich, um die Bakterienmenge in dem System gering zu halten.
  • Es ist in dem US Patent Nr. 3 578 774 vorgeschlagen worden, dadurch eine sterile, urologisch spülende, flüssige Zusammensetzung bereitzustellen, daß die Flüssigkeiten kontinuierlich durch einen Filter hindurchgeführt werden, der zum Entfernen von Bakterien konstruiert worden ist. Diese Binrichtung macht jedoch eine vor Ort befindliche Quelle für nicht pyrogenes Wasser und eine urologische Flüssigkeit erforderlich. Es ist in dem US Patent Nr. 4 253 457 auch vorgeschlagen worden, derartige Spüllösungen dadurch vor Ort herzustellen, daß eine Kombination einer Umkehrosmoseeinheit zur Entfernung von Pyrogenen, einer Entionisierungseinheit zur Entfernung von gelösten Feststoffen und Pyrogenen und ein Filter zur Entfernung von Bakterien dazu verwendet wird, eine von Pyrogenen freie und von Bakterien freie Lösung herzustellen, die dem Patienten direkt verabreicht werden kann. Dieses System wird jedoch dadurch beschränkt, daß der Anspruch, Pyrogene durch Entionisierung zu entfernen, auf die Entfernung von einigen aber nicht allen Pyrogenen beschränkt ist, wie es zur Herstellung von von Bakterien und Pyrogenen freiem Wasser erforderlich wäre. Außerdem macht das System eine chemische Desinfektion und Reinigung erforderlich; dadurch wird das Risiko für den Patienten erhöht. Mit keinem der in den US Patenten Nrn. 3 578 774 oder 4 253 457 offenbarten Mitteln kann Wasser hergestellt werden, das über längere Zeiträume und ohne kontinuierliche Überwachung, Betreuung und chemische Sterilisierung der Einheit durch einen Operator die USP XXII Standards für Wasser zur Injektion oder zur Spülung erfüllt.
  • In den Britischen Patenten Nrn. 1 450 030 und 2 034 584 werden Mittel dafür offenbart, von Pyrogenen freie und von Bakterien freie wässerige Lösungen am Ort der Verwendung der Lösungen bereitzustellen. Jedes dieser Systeme basiert jedoch auf der Verwendung von chemischem Desinfektionsmittel wie Formal in zur Desinfektion der Ausrüstung oder auf Flashsterilisation, wobei das zur Bildung der wäßrigen Lösung verwendete Wasser üblicherweise auf eine Temperatur von 150ºC bis 160ºC erhitzt wird. Der Einsatz von chemischer Desinfektion ist nicht wünschenswert, obwohl es ein wirksames Mittel zum Abtöten von Mikroorganismen ist, da dadurch ebenfalls schädliche Chemikalien in das System eingeführt werden, die dem Patienten zufälligerweise verabreicht werden können. Außerdem ist die Hitzesterilisation des zur Bildung der wäßrigen Lösung verwendeten Wassers nicht wünschenswert, da die Sterilisation nur in Teilen des der hohen Temperatur ausgesetzten Systems durchgeführt wird. Die Bakterien und Pyrogene vermehren sich in dem verbleibenden Anteil des Systems weiter, wodurch die Herstellung der gewünschten Qualität der Flüssigkeit verhindert wird.
  • In dem US Patent Nr. 4 610 790 wird ein System zur Herstellung von Wasser vom USP XX Grad aus Leitungswasser offenbart, das eine Filtereinheit auf Kohlenstoffbasis, eine Umkehrosmoseeinheit, eine Entionisierungseinheit und eine Ultrafiltrationseinheit umfaßt. Um das System von angesammelten Mikroorganismen und Pyrogenen zu reinigen, werden die Ultrafiltrationseinheit und die Entionisierungseinheit mit erhitztem Wasser gespült. Die Umkehrosmoseeinheit wird vorzugsweise mit nicht erhitztem Wasser gespült und die Filtrationseinheit auf Kohlenstoffbasis wird von Zeit zu Zeit ersetzt. Da die Filtrationseinheit auf Kohlenstoffbasis und die Umkehrosmoseeinheit keinem erhitzten Wasser ausgesetzt werden, müssen dem System zusätzliche Umgehungsschleifen und Ventile angefügt werden. Mit den nicht desinfizierten Filtereinheiten kann schließlich nur ein Produkt von nicht akzeptabler Qualität hergestellt werden. Dieses System macht zur Entfernung von Bakterien und Pyrogenen außerdem eine redundante Filtrationseinheit erforderlich, da die Umkehrosmoseeinheit nicht mit Hitze desinfiziert werden kann.
  • Es wäre daher wünschenswert, ein Mittel zur Herstellung von sterilem Wasser bereitzustellen, das eine minimale Betreuung und Wartung erfordert, automatisch desinfiziert wird, und bei dem die Leistung des Systems überwacht wird und die chemische Desinfektion, Umgehungsschleifen und redundante Filtrationsschritte beseitigt werden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß dieser Erfindung wird ein Verfahren und System gemäß den Ansprüchen 8 bzw. 1 zur Herstellung von Wasser von einer Qualität bereitgestellt, die den AAMI Standards für Dialysewasser, den USP XXII Anforderungen für Wasser für Injektionen und für steriles Wasser für Injektionen genügt. Trinkwasser wird durch einen Vorfiltrationsschritt, ein Kohlenstoffadsorptionsmodul und ein Umkehrosmosemodul geleitet, wodurch Wasser einer Qualität hergestellt wird, die dem AAMI Standard für Dialysewasser genügt. Um Wasser einer Qualität herzustellen, die der USP XXII für Injektionswasser genügt, wird dem System, wenn nötig, eine Ionenaustauschfiltrationsstufe hinzugefügt, mit der AAMI Wasser aus Wasser mit einer unerwünscht hohen Salzkonzentration hergestellt wird. Um steriles Wasser für Injektionen herzustellen, wird ein steriler Einweg-Mikrofilter als letztes Element zur Herstellung von Wasser vorn USP XXII Grad hinzugefügt.
  • Das System kann zur Herstellung von Lösungen wie einer Dialyseflüssigkeit zur peritonealen Verabreichung, einer Injektionsflüssigkeit zur intravenösen Verabreichung oder anderen Flüssigkeiten zum medizinischen Gebrauch verwendet werden. Die Flüssigkeitsherstellung wird so durchgeführt, daß dem mittels des Systems hergestellten, hochreinen Wasser eine konzentrierte Flüssigkeit in einem vorgegebenen Verhältnis genau zugemessen wird, z.B. wird ein Natriumchloridinjektionskonzentrat (20-fach konzentriert) mit Wasser vom USP XXII Grad zur Injektion im Verhältnis von neunzehn Teilen Wasser zu einem Teil Konzentrat gemischt und dann zur Herstellung einer sterilen Natriumchloridinjektionslösung durch einen sterilen Einmal-Mikrofilter geführt. Die Endlösung kann entweder in sterile, intravenöse (IV) Container verpackt oder direkt bei medizinischen Anwendungen verwendet werden. In ähnlicher Weise können Peritonealdialyseflüssigkeiten durch Zugabe von konzentrierter Peritonealdialyseflüssigkeit zu mit dem System hergestelltem Wasser vom AAMI Standard und dann Durchführen der Lösung durch einen sterilen Einmal-Mikrofilter hergestellt werden. Die Endlösung kann entweder in sterilen Containern verpackt oder direkt in die Bauchhöhle des Patienten gegeben werden.
  • Die mikrobiologische Bekämpfung in allen vorstehend beschriebenen Systemen wird so durchgeführt, daß Wasser hoher Temperatur eine bestimmte Zeit lang periodisch über alle permanent benetzten Oberflächen innerhalb des Systems einschließlich des Vorfilters, des Kohlenstoffabdsorptionsmoduls, des Umkehrosmosemoduls und des Ionenaustauschfiltrationsmoduls aber nicht über Gegenstände im Kreislauf umgepumpt wird und/oder über sie gespült wird, die von Zeit zu Zeit ersetzt werden, wie der sterile Einmal-Mikrofilter. Wenn ein semipermanenter, steriler Mikrofilter wie ein keramischer Mikrofilter verwendet wird, kann der während der Desinfektionsphase ebenfalls desinfiziert werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Figur 1 ist ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Herstellung von Wasser, das die Anforderungen an Dialysewasser vöm AAMI Standard erfüllt.
  • Figur 2 ist ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Herstellung von Wasser von einer Qualität, die die USP XXII Anforderungen an Wasser für Wasser von Injektionsqualität erfüllt.
  • Figur 3 ist ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems einschließlich eines sterilen Mikrofilters zur Herstellung von Wasser von einer Qualität, die die USP XXII Anforderungen an steriles Wasser für Wasser von Injektionsqualität erfüllt.
  • Figur 4 ist ein schematisches Diagrarnm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Herstellung einer sterilen Dialyselösung zur peritonealen Verabreichung.
  • Figur 5 ist ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Herstellung einer sterilen medizinischen Lösung.
    • BESCHREIBUNG VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß dieser Erfindung wird dadurch steriles Wasser für Injektionen vom USP XXII Grad hergestellt, daß Trinkwasser einer Vorfiltration, Kohlenstoffadsorption, Umkehrosmose, Entionisierung und schließlich einer sterilen Mikrofiltration unterworfen wird. Die USP XXII Anforderungen für Injektionswasser sind in The United States Pharmacopeia Convention, Inc., XXII, Seiten 1456 und 1457 vom 1. Januar 1990 detailliert beschrieben. Die Anforderungen umfassen erlaubte Grenzwerte von Schwermetallen und anderen chemischen (organischen und anorganischen) Verunreinigungen, pH Werten und der Gesamtmenge der gelösten Feststoffe. Das gereinigte Wasser muß steril und nicht pyrogen sein.
  • Die chemischen Verunreinigungen in dem Trinkwasser werden durch die verschiedenen in dem System vorhandenen Filtrationsverfahren entfernt. Das Vorfilterelement entfernt in dem Wasser vorhandenes teilchenförmiges Material. Das Kohlenstoffilterelement erfüllt die doppelte Anforderung, sowohl Halogene als auch in dem einströmenden Wasser vorhandene gelöste organische Stoffe zu entfernen. Das Umkehrosmoseelement entfernt gelöste ionische Verunreinigungen, gewisse organische Stoffe und ist außerdem eine Barriere für in dem Wasser vorhandene Bakterien und Pyrogene. Das Entionisierungselement entfernt restliche Spurenmengen von ionischen Verunreinigungen in dem aus dem Umkehrosmosemodul ausströmenden gereinigten Wasser. Schließlich ist der sterile Mikrofilter eine sterile Barriere für jegliche, in dem System verbleibende Bakterien.
  • Um ein Desinfektionssystem instandzuhalten, d.h., die Bakterienpopulation und den Pyrogengehalt innerhalb des Systems zu bekämpfen, wird ein neues Verfahren periodischer, vorzugsweise täglicher Systemdesinfektion verwendet. Die Desinfektion wird dadurch erreicht, daß man heißes Wasser für eine Zeit-Temperatur-Kombination durch das System zirkulieren läßt oder hindurchspült, die ausreicht, um eine Desinfektion des Systems zu bewirken, die aber geringer ist als die, bei der eine Verschlechterung von Material in einem Modul stattfindet. Z.B. kann man Wasser bei einer Temperatur von etwa 80ºC bis 100ºC bis zu zwei Stunden lang durch das System zirkulieren lassen. Das erhitzte Wasser wird über alle benetzten Oberflächen des Systems hinweggeführt, wodurch jegliches Bakterienwachstum während des Betriebs des Systems und/oder einer Ruheperiode begrenzt wird. Die während des Betriebs des Systems der Ruheperiode und während der Desinfektion hergestellten Pyrogene werden durch die nach der Desinfektion stattfindenden Spülung des Systems fortgespült. Während der Betriebsperiode wirkt das Umkehrosmosemodul weiterhin als Barriere für Bakterien und Pyrogene. Am Ende der Betriebsperiode (während der Desinfektion) tötet das erhitzte Wasser die Bakterien auf der Einlaßseite des Umkehrosmosemoduls und auch jegliche Bakterien ab, die möglicherweise durch das Umkehrosmosemodul hindurchgetreten sind. Die Pyrogene werden während der nach der Desinfektion stattfindenden Spülung aus allen Bereichen des Systems fortgespült. Der sterile Einmal-Mikrofilter ist eine Barriere für jegliche Bakterien in dem System und wird während des Betriebs immer verwendet, aber vor der Desinfektion verworfen. Der Mikrofilter wird von Zeit zu Zeit ausgewechselt und erfordert daher keine Desinfektion. Gewisse Mikrofilter wie keramische Mikrofilter können semi-permanent sein und können daher zusammen mit anderen Komponenten desinfiziert werden.
  • Die Fähigkeit des Systems, steriles Wasser zur Injektion herzustellen, hängt von einer Kombination von drei Hauptbetriebsarten ab. Diese sind: (1) Herstellung von sterilem Wasser zur Injektion (2) Desinfektion des Systems und (3) Spülung des Systems. Ein typisches Betriebsverfahren zum Betreiben des Systems umfaßt die etwa 22 Stunden dauernde Herstellung von sterilem Wasser. Danach wird das System zwei Stunden lang mit erhitztem Wasser, z.B. bei 80ºC desinfiziert, gefolgt von einer etwa fünfzehn (15) Minuten dauernden Spülung des Systems mit kaltem Wasser. Nach Spülung ist das System wieder bereit, gemäß dem beschriebenen Verfahren steriles Wasser herzustellen.
  • Während der Phase der Wasserherstellung entfernen die Filter wie vorstehend beschrieben, Verunreinigungen aus dem ankommenden Trinkwasser. Das Vorfilterelement, Kohlenstoffelement und Entionisierungselement halten die entsprechenden Verunreinigungen zurück und werden bei Erschöpfung ihrer Kapazität entfernt. Das Umkehrosmoseelement ist eine Vorrichtung mit tangentialem Fluß, der aus drei getrennten Strömen besteht; nämlich dem Speisestrom, dem Abstrom und dem Produkt. Von der Speiseseite fließt das Wasser über die Oberfläche einer semipermeablen Membran in dem Element hinweg und wird über den Abstrom entfernt. Ein Teil des Speisewassers tritt als gereinigtes Wasser, wenn notwendig zur weiteren Bearbeitung durch die Membran hindurch. Die mikrobiologischen Verunreinigungen aus dem Speisewasser werden zurückgehalten und/oder über dem Abstrom entfernt.
  • Eine sehr geringe Menge an mikrobiologischer Verunreinigung kann durch das Umkehrosmoseelement hindurchtreten und die stromabwärts des Umkehrosmoselements gelegenen Elemente verunreinigen. Diese Verunreinigungen werden dann durch ein stromabwärts angeordnetes Element aus einem sterilen Einmal- Filter abgefangen. Dadurch kann mit dem System steriles Wasser hergestellt werden.
  • Es ist eine wohletablierte Tatsache, daß sich Bakterien in einem Wassersystem vermehren, wenn man sie nicht bekämpft, und schließlich zu einer Wasserqualität unterhalb der gewünschten Anforderungen für mikrobiologische Verunreinigungen führen. Zur Steuerung der Bakterienpopulation innerhalb des Systems wird ein innovatives Verfahren entwickelt. Das Verfahren umfaßt die Desinfektion des gesamten Systems bei einer Temperatur und über einen Zeitraum, daß die Mikroorganismenpopulation bis zu dem durch Benutzeranforderungen geforderten gewünschten Grad bekämpfen wird, z.B. auf täglicher Basis zwei Stunden lang bei etwa 80ºC oder höheren Temperaturen. Durch Rückzirkulation und/oder das Spülen des geheizten Wassers durch das System werden die in dem Vorfilterelement, dem Kohlenstoffelement, den Einlaß- und Auslaßseiten des Umkehrosmoseelements und in jeglichen verbundenen Rohren und jeglichem Zubehör in dem Strömungsweg der Flüssigkeit vorhandenen Bakterien bekämpft. Nach Abschluß der Desinfektionsperiode wird das System gespült, um die abgetöteten Bakterien fortzuschwemmen, und die Flüssigkeitsproduktion kann wieder aufgenommen werden. Bei Verwendung dieser periodischen Hitzedesinfektion wird jeder Biofilm inaktiviert, der sich innerhalb des Systems gebildet hat, da die zerstörende Hitze die gesamte Dicke des gebildeten Biofilms durchdringt. Dies stellt einen Gegensatz zur chemischen Desinfektion dar, die bei der Bekämpfung von Biofilmen im allgemeinen nicht so wirksam ist.
  • In Figur 1, auf die Bezug genommen wird, umfaßt das in der vorliegenden Erfindung verwendete System einen Wassereinlaß 10 für trinkbares Leitungswasser, der durch Ventil (V1) 12 und Druckreguliereinrichtung (PR) 14 gesteuert wird. Ein Wärmeaustauscher (HE) 16 wird bereitgestellt, um aus dem System austretende Abwärme wiederzugewinnen. Das Leitungswasser wird mittels einer Pumpe (M1) 20 gepumpt. Ein Umgehungsventil (V2) 18 wird zur Steuerung der Geschwindigkeit des Speiseflusses zu dem Umkehrosmoseelement verwendet. Das Leitungswasser wird zur Heizeinrichtung (H) 22 geführt, die aktiviert werden kann, um eine gewünschte Betriebstemperatur des Systems aufrechtzuerhalten. Das Wasser wird dann durch Vorfilter (PF) 24 geführt und Vorfilter 24 wird mit Differentialdrucküberwachungseinrichtungen (ΔP) 23 ausgerüstet, mit denen festgestellt wird, wann der Druck über dem Vorfilter eine zum Filterwechsel vorbestimmte Grenze überschreitet. Das Wasser wird dann durch ein Adsorptionselement (C) 26 geführt, das ein temperaturbeständiges Ionenaustauscherharz, Aktivkohleteilchen oder Gemische davon enthält, wobei die in Schritt 26 verwendeten Adsorptionsteilchen die Hitze des zum Desinfizieren des Systems in einem nachfolgenden Desinfektionsschritt verwendeten Wassers aushalten können Differentialdrucküberwachungseinrichtungen (ΔP) 25 können zur Bestimmung verwendet werden, wann der Druck über dem Element einen für den Wechsel vorbestimmten Standarddruck überschreitet. Das filtrierte Wasser wird dann zu einer Umkehrosmoseeinheit (RO) 28 geführt, die eine temperaturbeständige Membran enthält, die die bei dem nachfolgenden Desinfektionsschritt eingesetzte Hitze des Wassers aushalten kann. Leitfähigkeitsüberwachungseinrichtungen (C1), (C2) 27 und 29 überwachen die Funktion der Umkehrosmoseeinheit (RO) 28. Leitfähigkeitsüberwachungseinrichtung (C2) 29 gewährleistet auch die Qualität des hergestellten Wassers. Die Abstromleitung von der Umkehrosmoseeinheit (RO) 28 führt durch den Staudruckregler V3 (33), der die Einstellung des Verhältnisses von Produkt zu Abstrom ermöglicht. Ventil (V4) 32 bleibt während des Betriebs geschlossen und wird während der Desinfektion offen gelassen, da zum Betreiben der Umkehrosmoseeinheit (RO) 28 ein minimaler Staudruck bei hohen Desinfektionstemperaturen gewünscht wird. Während des normalen Betriebs wird das gereinigte Wasser durch Ventil (V5) 30 geführt, um dann als Dialysewasser verwendet zu werden. Ventil (V6) 34 bleibt während des normalen Betriebes geschlossen. Wenn das System mit durch eine Heizeinrichtung (H) 22 erhitztem Wasser desinfiziert wird, wird es durch den Vorfilter (PF) 24, die Adsorptionseinheit (C) 26, die Umkehrosmoseeinheit (RO) 28 geführt und dann zwischen Ventil (V4) 32 auf der Seite der Abstromleitung und Ventil (V6) 34 auf der Seite des Produkts aufgeteilt, während Ventil (V5) 30 während der Desinfektion geschlossen bleibt. Das Wasser von der Seite der Abstromleitung und vom Ventil (V6) 34 wird am Ort 35 zusammengeführt und dann durch einen Wärmeaustauscher (HE) 16 geführt, um die Wärme vor Einführen in die Abflußleitung 36 wiederzugewinnen. Die Heizeinrichtung (H) 22 wird dann am Ende der Desinfektion desaktiviert und das System durch Spülen mit einströmendem Trinkwasser von dem erhitzten Wasser befreit. Die Abflußleitung umfaßt eine Luftöffnung oder ein Rückschlagventil (CV) 51, um einen Rückfluß von verunreinigtem Wasser in das Produkt zu verhindern.
  • In Figur 2, auf die Bezug genommen wird, umfaßt das System von Figur 2 die Elemente von Figur 1, die mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet werden. Das System von Figur 2 umfaßt, wenn nötig ein Ionenaustauschmodul (IX) 37, um das System dazu in die Lage zu versetzten, aus Speisewasser mit unerwünscht hoher Salzkonzentration, Wasser einer Qualität herzustellen, die gleich oder besser ist, als die in der USP XXII angegebenen Standards für Injektionswasser. Mit Leitfähigkeitsüberwachungseinrichtungen (C2) und (C3), 29 und 38, wird die Wirksamkeit des Ionenaustauschmoduls (IX) 37 überwacht. Mit der Leitfähigkeitsüberwachungseinrichtung (C3) 38 wird auch die Qualität des hergestellten Wassers gewährleistet. Wenn das System mit heißem Wasser desinfiziert wird, wird die Heizeinrichtung (H) 22 aktiviert, wenn Wasser wie in Figur 1 diskutiert durch die Umkehrosmoseeinheit (RO) 28, hindurchtritt. Das Wasser von der Produktseite der Umkehrosmoseeinheit (RO) 28 tritt durch das Ionenaustauschmodul (IX) 37 und dann durch Ventil (V6) 34 hindurch, wird mit Wasser aus Ventil (V4) 32 zusammengeführt und wird dann über Wärmeaustauscher (HE) 16 durch die Abflußleitung 36 abgeleitet. Ventil (V5) 30 bleibt während der Desinfektion geschlossen. Das System wird dann in der vorstehend dargelegten Weise gespült.
  • In Figur 3, auf die Bezug genommen wird, werden die Elemente von Figur 2 in dem System von Figur 3 umfaßt und sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Das System von Figur 3 umfaßt einen sterilen Mikrofilter (MF) 39, der nach einem Herstellungszyklus von sterilem Wasser für Injektionen verworfen wird. Während des Desinfektionsschrittes wird die Heizeinrichtung 22 aktiviert und man läßt heißes Wasser durch die Module 24, 26, 28 und 37 und dann durch 34 bis 16 zum Abfluß 36 zirkulieren. Danach wird das System mit Wasser gespült, um die verbleibenden Pyrogene zu eluieren, die zum Abfluß 36 geführt werden.
  • In Figur 4, auf die Bezug genommen wird, wird ein System zur Herstellung einer Lösung gezeigt, die ein Medikament wie eine Dialyseflüssigkeit zur peritonealen Verabreichung enthält. Das in Figur 4 gezeigte System ist mit dem in Figur 1 gezeigten System identisch, außer, daß ein Mittel zum Proportionieren von gereinigtem Wasser und einem konzentrierten Medikament bereitgestellt wird. All die anderen Komponenten funktionieren in der vorstehend beschriebenen Weise. Eine konzentrierte Dialyse (Medikamenten) lösung zur peritonealen Verabreichung wird im Behälter 44 gelagert und über Proportioniermodul 46 im Gemisch mit dem gereinigten Wasser aus dem Umkehrosmosemodul (RO) 28 ausgegeben. Danach wird die proportionierte Lösung zur Verwendung durch den sterilen Mikrofilter (MF) 39 geführt. Die Desinfektion des Systems ist die gleiche wie in Figur 1, der Container (CN) 44 und damit verbundene Leitungen können aber, wenn gewünscht, in der Hochtemperaturdesinfektionsschleife umfaßt sein, um eine Bekämpfung von Bakterien und Pyrogenen aufrechtzuerhalten. Das System wird dann in der vorstehend beschriebenen Weise gespült.
  • In Figur 5, auf die Bezug genommen wird, sind die Elemente von Figur 4 in dem System umfaßt, die in der vorstehend beschriebenen Weise funktionieren, wobei ein Ionenaustauschmodul (IX) 37 hinzugefügt wurde. Die konzentrierte medizinische Lösung wird in einem Container (CN) 50 gespeichert und über Proportioniermodul 46 im Gemisch mit dem gereinigten Wasser aus dem Ionenaustauschermodul (IX) 37 ausgegeben. Die entstehende verdünnte medizinische Lösung wird zur Verwendung durch den sterilen Mikrofilter 39 hindurchgeführt. Die Desinfektion des Systems ist die gleiche wie in Figur 2 gezeigt, wenn gewünscht können der Container (CN) 50 und damit verbundene Leitungen aber in die Hochtemperaturdesinfektionsschleife eingeschlossen werden, um die Bekämpfung von Bakterien und Pyrogenen aufrechtzuerhalten. Das System wird in der vorstehend beschriebenen Weise gespült.
  • Es ist klar, daß die vorstehende Beschreibung der Figuren die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschreiben. Der Adsorptionsschritt (C) 26 und der Umkehrosmoseschritt (RO) 28 können in jeglicher Reihenfolge erfolgen. Z.B. kann der Umkehrosmoseschritt (RO) 28 vor dem Absorptionsschritt (C) 26 erfolgen, wenn das einströmende, unreine Wasser kein Chlor enthält, oder wenn die Umkehrosmosemembran chlorbeständig ist. Der Desinfektionsmikrofilter (MF) 39 wird bei Herstellung eines sterilen Produkts jedoch immer stromabwärts von den Umkehrosmose- und/oder Adsorptionsschritten eingesetzt.

Claims (10)

1. System zur Herstellung von reinem Wasser aus einer Trinkwasserquelle, das nacheinander umfaßt:
(a) eine Heizeinrichtung zum periodischen Erhitzen von Wasser;
(b) eine Filtriereinrichtung, die zum Entfernen von teilchenförmigen Verunreinigungen aus Wasser geeignet ist;
(c) eine Adsorptionseinrichtung, die ein Adsorbiermittel zum Entfernen von Chlor und gelösten organischen Verbindungen enthält;
(d) eine Umkehrosmosetrenneinrichtung, die zum Entfernen von organischen Verbindungen, gelösten Feststoffen, Mikroorganismen und Pyrogenen aus Wasser geeignet ist;
(e) eine Einrichtung, um das Trinkwasser nacheinander durch die Filtriereinrichtung, die Adsorptionseinrichtung und die Umkehrosmosetrenneinrichtung zu führen.
2. System nach Anspruch 1, wobei eine zum Entfernen von gelösten Feststoffen aus Wasser geeignete Entionisierungseinrichtung stromabwärts der Umkehrosmosetrenneinrichtung, einer Einrichtung zum Führen von Wasser von der Umkehrosmoseeinrichtung durch die Entionisierungseinrichtung und einer Einrichtung zum periodischen Führen von erhitztem Wasser durch die Entionisierungseinrichtung angeordnet ist, um angesammelte Pyrogene herauszuspülen und Mikroorganismen innerhalb des Systems zu bekämpfen.
3. System nach Anspruch 1, wobei eine zum Entfernen von Bakterien aus Wasser geeignete, sterile Mikrofiltrationseinrichtung stromabwärts von der Umkehrosmosetrenneinrichtung angeordnet ist.
4. System nach Anspruch 3, das eine Einrichtung zum Führen des Wassers von Trinkqualität durch die Filtriereinrichtung, die Adsorptionseinrichtung, die Umkehrosmosetrenneinrichtung und die sterile Filtriereinrichtung umfaßt.
5. System nach Anspruch 4, wobei eine zum Entfernen von gelösten Feststoffen aus Wasser geeignete Entionisierungseinrichtung stromabwärts der Osmosetrenneinrichtung, der Einrichtung zum Führen von Wasser von der Umkehrosmoseeinrichtung durch die Entionisierungseinrichtung- und der Einrichtung zum periodischen Führen von erhitztem Wasser durch die Entionisierungseinrichtung angeordnet ist, um angesammelte Pyrogene herauszuspülen und Mikroorganismen innerhalb des Systems zu bekämpfen.
6. System nach Anspruch 3, das eine Einrichtung zum Dosieren von konzentrierten Peritonealflüssigkeiten mit Wasser, das aus der Umkehrosmoseinrichtung austritt und in die sterile Mikrofiltriereinrichtung eintritt, umfaßt.
7. System nach Anspruch 3, das eine Einrichtung zum Dosieren von konzentrierten Medikamentlösungen mit Wasser, das aus der Umkehrosmoseeinrichtung austritt und in die sterile Mikrofiltriereinrichtung eintritt, umfaßt.
8. Verfahren zur Herstellung von reinem Wasser aus einer Trinkwasserquelle, dadurch gekennzeichnet, daß Trinkwasser nacheinander durch die Filtriereinrichtung, die Adsorptionseinrichtung, die Umkehrosmosetrenneinrichtung und gegebenenfalls durch die sterile Mikrofiltriereinrichtung und/oder die Adsorptionseinrichtung von einem der Systeme der Ansprüche 1 bis 7 geführt wird.
9. Verfahren zur Herstellung von reinem Wasser aus einer Trinkwasserquelle, gekennzeichnet durch
(1) Führen von Trinkwasser nacheinander durch die jeweiligen, in Anspruch 8 beanspruchten Einrichtungen, und
(2) Desinfizieren des Systems durch Umwälzen von Wasser von einer Temperatur von etwa 80ºC bis 100ºC durch das System, und
(3) gegebenenfalls Spülen des Systems mit kaltem Wasser.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Schritt (1) etwa 22 Stunden lang durchgeführt wird, Schritt (2) etwa 2 Stunden lang durchgeführt wird und Schritt (3) etwa 15 Minuten lang durchgeführt wird.
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