本发明涉及血液透析技术领域，具体涉及一种血液透析浓缩b液的制备方法。
背景技术：
透析液是血液透析时与血液在透析膜两侧通过弥散进行溶质交换需借助的液体，具有一定的渗透压，供直肠、腹腔或体外透析用。透析液一般含有k+、na+、ca2+、mg2+、cl-、hco3-等离子，由于hco3-与ca2+、mg2+易形成沉淀，故需要将hco3-分开。通常hco3-以碳酸氢钠的弱碱性浓缩溶液形式单独制备和储存，称为b液，其余成分合形成另外的浓缩液，称为a液。
透析液作为间接与血液接触的三类医疗器械产品，其产品质量需要严格把控。血液透析浓缩b液为弱碱性环境，尤其有利于微生物滋生增殖。同时，透析液作为非无菌医疗器械产品，生产过程通常不会进行灭菌操作。因此，寻求一种安全有效的抑菌方法对延长透析b浓缩液存放时间，确保产品质量具有十分重要意义。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种血液透析浓缩b液的制备方法，该制备方法能够有效抑制血液透析浓缩b液中细菌和病毒的生长增殖，从而确保在产品有效期内微生物负载水平维持在极低水平，提高产品安全性。本发明的制备方法与传统生产工艺相比，能够大幅提高产品质量，并且和行业内同类或类似抑菌工艺相比，具有成本低，操作简单，生产效率高等特点。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种血液透析浓缩b液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：向配液罐注入部分透析用水，按照处方投入所需原料，搅拌，然后补加透析用水定容，得到初步混合物料；
步骤2：在配液罐底部向初步混合物料通入二氧化碳气体，同时进行过滤循环；过滤循环包括过滤配液罐内的液体，并将过滤后的液体进行垂直方向循环和水平方向循环；垂直方向循环包括将过滤后的液体输送到配液罐上端并通回配液罐中，水平方向循环包括将过滤后的液体输送到配液罐腰部并通回配液罐中；
步骤3：将步骤2得到的药液灌装至血液透析浓缩液b液桶中并封口。
由上可见，本发明向由原料分散溶解在透析用水中得到的初步混合物料充入二氧化碳气体，将药液中溶解态氧置换出来，在药液中形成低氧环境，从而达到不利于需氧微生物生长增殖的环境，达到抑菌效果。本发明的制备方法在充气的同时还进行过滤循环，过滤循环能够达到有效去除杂质和微生物的效果，并且通过循环增大二氧化碳气体与液体接触时间，增强二氧化碳气体在药液中溶解效率，同时能够将多余的游离态二氧化碳气体除去，避免产品灌装后多余气体溢出造成产品鼓胀、封口松动、破损造成污染等现象。而且，循环的形式采取水平方向和垂直方向的双向漩涡循环，起到搅拌的作用，取代了传统的桨叶搅拌，搅拌效率更高。传统的机械搅拌桨搅拌方式会使液体产生水平方向的剪切流、径向流和垂直方向的轴向流，其中水平方向的剪切流和径向流强度远大于轴向流，因此不同层面药液交换混合效率差。如果采用传统的机械搅拌桨搅拌方式，充入气体后，气体在水平方向旋转同时容易快速溢出，造成气体与与液体接触时间不足，单位体积二氧化碳气体对液体中溶解氧置换效率偏低。而采用本发明的水平方向和垂直方向双向循环时，充气过程液体的剪切流和径向流有助于将罐底鼓出的粗大气泡打散形成直径更小的气泡，从而延长了气泡在液体滞留时间，并且通过垂直方向的循环，加强了垂直方向的轴向流，形成垂直方向的液体循环过程，该过程进一步增加气泡与液体的接触时间，促进二氧化碳气体充分的将液体中氧气置换出来，进一步降低药液中溶解氧浓度。其中，水平方向循环例如可以通过管道从配液罐腰部回液口回流到液体中，垂直方向循环例如可以通过管道回流到液体上或液体中上层。本发明的制备方法具有操作简单，成本低等优点。
进一步的技术方案是，在步骤2中，二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比≥3g/l，通入二氧化碳气体后配液罐内药液的溶解氧浓度≤
1.6mg/l。
由上可见，本发明优选地通过控制二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积比来精确控制二氧化碳的充入量，降低了二氧化碳的消耗，降低成本。二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比在上述范围时，能够带来良好的药液抗菌效果。
进一步的技术方案是，在步骤2中，二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比等于3g/l。
由上可见，本发明中二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积比优选为3g/l时，能够满足在有效期内具有较好的抑菌效果，并且降低成本。
进一步的技术方案是，在步骤2中，过滤配液罐内的液体包括使配液罐内的液体依次经过孔径为0.2μm的第一过滤器、孔径为0.2μm的第二过滤器和孔径不大于0.2μm的第三过滤器。进一步的技术方案是，第一过滤器为聚丙烯材质过滤膜，第二过滤器为尼龙材质折叠滤芯，第三过滤器为尼龙材质滤芯。
由上可见，本发明优选采用具有上述孔径的三道过滤器进行过滤，能够起到很好的去除杂质和微生物的作用，并且成本适中，有利于大规模生产使用。
进一步的技术方案是，在步骤3中，将步骤2得到的药液输送至灌装机进行灌装；灌装时不通入二氧化碳气体，不进行紫外灭菌。
由上可见，本发明的制备方法优选地在灌装阶段不再充入二氧化碳，降低透析液桶的胀桶现象。并且在不再充入二氧化碳和不对产品进行灭菌操作的条件下，已经能够达到在有效期内抑制细菌和病毒的生长增殖的作用效果。
进一步的技术方案是，在步骤1中，搅拌为双向循环搅拌，双向循环搅拌包括垂直方向搅拌和水平方向搅拌，垂直方向搅拌包括将从配液罐底部抽出的液体输送到配液罐上端并通回配液罐中，水平方向搅拌包括将从配液罐底部抽出的液体输送到配液罐腰部并通回配液罐中。
由上可见，本发明优选在步骤1的搅拌中也采用水平方向和垂直方向的双循环漩涡搅拌方式，能够使得原料更好地分散溶解到透析用水中。垂直方向搅拌和水平方向搅拌例如可以通过同一个泵或不同的泵进行抽液循环。步骤1的双向循环搅拌和步骤2的过滤循环可以采用共同的泵等动力装置和共同的通向配液罐上端以及腰部的管道和回液口等，例如可以通过在配料罐底部设置阀门和不同管道使得在步骤1的双向循环搅拌时液体直接经过泵进入通向上端和通向腰部的管道进行循环搅拌，在步骤2的过滤循环时液体经过过滤单元再进入通向上端和通向腰部的管道进行过滤循环。又或者，步骤1的双向循环搅拌和步骤2的过滤循环可以采用不同的管道系统，只要能够实现步骤1的双向循环搅拌和步骤2的过滤循环即可。
进一步的技术方案是，在步骤1中，水平方向搅拌包括将从配液罐底部抽出的液体输送到配液罐腰部并以与配液罐腰部在水平面上的切线呈15°～60°的角度将液体喷回到配液罐内。进一步的技术方案是，在步骤2中，水平方向循环包括将过滤后的液体输送到配液罐腰部并以与配液罐腰部在水平面上的切线呈15°～60°的角度将液体喷回到配液罐内。
由上可见，本发明中水平方向的循环优选采用与配液罐腰部在水平面上的切线呈上述角度的方式将回流液体喷入配液罐内液体中，有助于形成流向和流速更加合适的水平方向漩涡。
进一步的技术方案是，在步骤2中，通入二氧化碳的压力为0.1～0.2mpa；过滤循环的时间为15～20min。
由上可见，本发明的二氧化碳的充入压力和过滤循环时间优选为上述范围，有助于二氧化碳的分散，并且节省时间和成本。
进一步的技术方案是，在步骤1中，部分透析用水是配液体积70％～80％的透析用水；水温控制在25～35℃之间；双向循环搅拌的时间为30min。
由上可见，本发明步骤1采用双向循环搅拌时，能够节省搅拌时间，并且温度条件温和。
进一步的技术方案是，在步骤2中，过滤配液罐内的液体包括过滤从配液罐底部抽出的液体。
由上可见，本发明优选在配液罐底部抽出的液体进行过滤，有助于过滤循环时增强轴向流，增加二氧化碳气泡与液体的接触时间。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种血液透析浓缩b液的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)向配液罐注入配液体积80％的透析用水，水温控制在25～35℃之间。按照处方投入所需原料。开启搅拌30分钟后停止搅拌，补水定容，得到初步混合物料1l。
搅拌形式采取水平方向和垂直方向双循环搅拌。在配液罐垂直方向上的液体搅拌是通过泵将液体从配液罐底部抽出，再通过管道输送到配液罐上部，实现循环搅拌。水平方向上的液体循环则是通过泵将液体从配液罐底部抽出，通过管道输送到配液罐腰部回液口，回液口采取与罐体切线呈15～60°的角度将液体喷出到配液罐内，从而在配液罐内形成水平方向的漩涡，形成水平方向的液体循环搅拌。
(2)搅拌结束后，所有物料已完全溶解，记录配液罐内内盛物的重量。从配液罐底部向配液罐内通入二氧化碳气体，通入二氧化碳的压力为0.2mpa，定时记录液体配液罐内内盛物体积和充入二氧化碳气体的重量，当通入二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比达到3g/l时，停止二氧化碳通入，溶解氧检测仪测定停止二氧化碳通入时，药液溶解氧浓度≤1.6mg/l。通过充入二氧化碳气体，将药液中溶解态氧置换出来，在药液中形成低氧环境，从而达到不利于需氧微生物生长增殖的环境，达到抑菌效果。
充气过程同步进行过滤循环15分钟。过滤循环包括：使药液经过过滤单元，过滤单元包括沿药液流经方向依次设置的聚丙烯材质0.2μm孔径的初级过滤膜、平均孔径为0.2μm的尼龙材质二级过滤折叠滤芯和孔径不大于0.2μm的尼龙材质滤芯。经过过滤单元后的液体通过管道输送到配液罐上部，实现配液罐垂直方向上的液体循环；同时通过管道输送到配液罐腰部回液口，回液口采取与罐体切线呈15～60°的角度将液体喷出到配液罐内，从而在配液罐内形成水平方向的漩涡，形成水平方向的液体循环。在充气的同时进行过滤以及水平方向和垂直方向双向循环，增大二氧化碳气体与液体接触面积，提升二氧化碳气体在药液中溶解效率。
(3)将充气并循环完毕的药液输送至灌装机，灌装至血液透析浓缩液b液桶中并封口。
实施例2
本实施例提供了一种血液透析浓缩b液的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)向配液罐注入配液体积70％的透析用水，水温控制在25-35℃之间。按照处方投入所需原料。开启搅拌30分钟后停止搅拌，补水定容，得到初步混合物料1l。
搅拌形式采取水平方向和垂直方向双循环搅拌。在配液罐垂直方向上的液体搅拌是通过泵将液体从配液罐底部抽出，再通过管道输送到配液罐上部，实现循环搅拌。水平方向上的液体循环则是通过泵将液体从配液罐底部抽出，通过管道输送到配液罐腰部回液口，回液口采取与罐体切线呈15～60°的角度将液体喷出到配液罐内，从而在配液罐内形成水平方向的漩涡，形成水平方向的液体循环搅拌。
(2)搅拌结束后，所有物料已完全溶解，记录配液罐内内盛物的重量。从配液罐底部向配液罐内通入二氧化碳气体，通入二氧化碳压力为0.1mpa，定时记录液体配液罐内内盛物体积和充入二氧化碳气体的重量，当通入二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比达到3g/l时，停止二氧化碳通入，溶解氧检测仪测定停止二氧化碳通入时，药液溶解氧浓度≤1.6mg/l。通过充入二氧化碳气体，将药液中溶解态氧置换出来，在药液中形成低氧环境，从而达到不利于需氧微生物生长增殖的环境，达到抑菌效果。
充气过程同步进行过滤循环20分钟。过滤循环包括：使药液经过过滤单元，过滤单元包括沿药液流经方向依次设置的聚丙烯材质0.2μm孔径的初级过滤膜、平均孔径为0.2μm的尼龙材质二级过滤折叠滤芯和孔径不大于0.2μm的尼龙材质滤芯。经过过滤单元后的液体通过管道输送到配液罐上部，实现配液罐垂直方向上的液体循环；同时通过管道输送到配液罐腰部回液口，回液口采取与罐体切线呈15～60°的角度将液体喷出到配液罐内，从而在配液罐内形成水平方向的漩涡，形成水平方向的液体循环。在充气的同时进行过滤以及水平方向和垂直方向双向循环，增大二氧化碳气体与液体接触面积，提升二氧化碳气体在药液中溶解效率。
(3)将充气并循环完毕的药液输送至灌装机，灌装至血液透析浓缩液b液桶中并封口。
实施例3
本实施例的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，区别在于步骤(2)涉及的充入二氧化碳的方式和/或过滤循环步骤的启动时间，具体地按照以下条件执行：
实施例3-1：从配液罐底部向配液罐内通入二氧化碳气体，通入二氧化碳压力为0.2mpa，持续25分钟，得到二次混合物料；充气过程同步进行过滤循环15分钟。
实施例3-2：从配液罐底部向配液罐内通入二氧化碳气体，通入二氧化碳压力为0.1mpa，定时记录液体配液罐内内盛物体积和充入二氧化碳气体的质量，当通入二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比达到3g/l时，停止二氧化碳通入，根据溶解氧检测仪测定停止二氧化碳通入时，药液溶解氧浓度≤1.6mg/l。充气完后进行过滤循环15分钟。
实施例3-3：步骤(2)按照实施例3-1执行，并且步骤(3)替换为：将充气并过滤循环完毕的药液输送至灌装机，灌装时按照二氧化碳与药液的体积比为1：1充入二氧化碳，输送至血液透析浓缩液b液桶中并封口。
实施例3-4：步骤(2)按照实施例3-2执行，并且步骤(3)替换为：将充气并过滤循环完毕的药液输送至灌装机，灌装时按照二氧化碳与药液的体积比为1：1充入二氧化碳，输送至血液透析浓缩液b液桶中并封口。
实施例3-5：步骤(2)按照参照实施例1操作，步骤(3)替换为：将充气并循环完毕的药液输送至灌装机，灌装时按照二氧化碳与药液的体积比为1：1充入二氧化碳，输送至血液透析浓缩液b液桶中并封口。
分别检测实施例3-1至3-5和实施例1制备过程中二氧化碳消耗量和制备时长，以及制备得到的血液透析浓缩b液中的微生物量和透析浓缩液b液桶的胀桶程度，结果如表1所示。
表1实施例3和实施例1制备方法的效果
由上表1可见：(1)透析液储存和运输中常用的容器为高密度聚乙烯塑胶桶，并且为了提高空间的利用率会将塑胶存液桶堆码3～4层，胀桶会导致聚乙烯塑胶桶强度变低，严重会引发破桶，影响安全性。对比灌装阶段不进行二氧化碳充气的实施例与灌装阶段进行二氧化碳充气的实施例，通过对比实施例3-1和实施例3-3、实施例3-2和实施例3-4、实施例1和实施例3-5，可以看出灌装阶段进行二氧化碳充气，不会延长整个透析液制备时长，但会增加二氧化碳的消耗和灌装后桶装透析液的胀桶程度。而灌装阶段不进行二氧化碳充气，样品放置1个月后微生物量仍然为0，胀桶程度普遍会改善，二氧化碳的消耗会降低。为了提高产品的安全性和节约二氧化碳消耗，选择灌装阶段不进行二氧化碳充气的方案作为更优选的方案。
(2)实施例3-1为控制二氧化碳充气时间来控制二氧化碳在产品中的含量，实施例1为控制二氧化碳的溶解浓度来控制二氧化碳在产品中的含量，从实验结果可以看出，实施例3-1制备的时长、二氧化碳的消耗量以及胀桶程度都高于实施例1，且实施例1制备的样品放置1个月后微生物量与方案1制备的样品放置1个月后微生物量不存在明显差异，因此优选通过控制二氧化碳的溶解浓度来控制二氧化碳在产品中的含量，特别优选步骤(2)中通入二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比达到3g/l时，停止二氧化碳通入。
(3)实施例3-2为二氧化碳充气结束后再进行过滤循环，实施例1为二氧化碳充气和过滤循环同步进行，从实验结果可以看出，二者的二氧化碳的消耗量、胀桶程度和制备的样品放置1个月后微生物量不存在明显差异，但是实施例1的制备时间短于实施例3-2。因此实施例3-2和实施例1的方案都为较优的方案，更优选的方案为实施例1的方案，也就是二氧化碳充气和过滤循环同步进行的方案。
实施例4
本实施例的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，区别在于步骤(2)中的过滤单元和/或杀菌方式，具体地按照如下表2的条件执行：
表2实施例4的过滤单元和紫外杀菌工艺条件
其中紫外杀菌是将步骤(3)的灌装步骤修改为：将充气并过滤循环完毕的药液输送至灌装机，通过灌装机的罐装头将经过紫外线杀菌器杀菌后的药液灌装至血液透析浓缩液b液桶中并封口，紫外线的波长为250nm～260nm。
按照以上表格分别得到实施例4-1至4-6。综合考虑去除杂质、微生物、更换次数、费用因素，对过滤器的使用进行综合评价，评分标准：去除杂质效果越好，得分越高；去除微生物效果越好，得分越高；更换次数越少，得分越高；使用费用越低，得分越高；分值为0-5之间。最终计算总得分，总得分越高说明综合使用效费比越高。结果如下表3所示。
表3实施例4的评分结果
由表3可见：(1)从紫外杀菌对产品微生物的影响来看，通过实施例4-1和实施例4-2对比、实施例4-5和实施例4-6对比，可以看出紫外杀菌可以起到杀灭过滤漏网的微生物的作用，实施例4-1和实施例4-5在过滤循环后还需要紫外杀菌来进一步降低产品中微生物的数量。在实施例4-3和实施例4-4中，是否进行紫外杀菌不会对产品中微生物的量产生显著影响，实施例4-3在过滤循环后不需要紫外杀菌来进一步降低产品中微生物的数量，实施例4-3使用的过滤单元在过滤循环中能有效过滤产品中的微生物，可以不用额外使用紫外杀菌。
(2)从产品中杂质含量来看，实施例4-1至4-4无明显差别，说明该四个实施例的过滤单元在过滤循环中对杂质的过滤效率相当。而实施例4-5和4-6的过滤单元在过滤循环中对杂质的过滤效率相对较低。
(3)从过滤单元中各级过滤器的更换频次来看，实施例4-1至4-2的过滤器采用的是过滤孔径逐步缩小顺序组合方式，虽然减少了第一道过滤器的更换次数，但是却增加了第二道过滤器和第三道过滤器的过滤压力，容易提升第二道过滤器和第三道过滤器的更换次数，导致实施例4-1至4-2的更换次数得分较低。而实施例4-3至4-6的第一道过滤器都直接采用了0.2μm滤膜，增加了第一道过滤器的过滤压力，导致第一道过滤器的更换次数增加，但是有效的保护了后面过滤器，降低了后面过滤器的更换次数，综合而言实施例4-3至4-4的更换次数得分略低于实施例4-1至4-2、4-5至4-6。
(4)从费用来看，实施例4-1至4-2皆使用价格较高的滤芯；实施例4-3至4-4在第一道过滤器使用价格低廉的过滤膜，第二道过滤器和第三道过滤器才使用价格较高的滤芯；而实施例4-5至4-6只是用了第一道过滤器和第二道过滤器。结合各个实施例中过滤循环过程更换次数，实施例4-1至4-2的过滤循环系统费用成本最高，实施例4-3至4-4的过滤循环系统费用成本居中，实施例4-5至4-6的过滤循环系统费用成本最低。
因此，综合考虑各种因素，实施例4-3在确保产品质量、降低使用成本方面表现更加理想。
实施例5
本实施例的制备方法与实施例2的制备方法基本相同，不同之处在于步骤(2)中二氧化碳的充入量，具体地按照下表4调整二氧化碳充入量，分别制备得到实施例5-1至5-5的血液透析浓缩b液，在产品有效期内定期检测产品中的微生物的数量，结果如下表4所示。
表4实施例5的工艺参数及效果
由表4可见：当充入二氧化碳量不足时，如二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比为0.3g/l或0.5g/l时，存在样品抑菌效果不佳或样品存放一段时间出现微生物增殖现象，从而增大产品在有效期内出现不合格的风险；当二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比高于或等于3g/l时，样品在有效期内抑菌效果较好，降低了产品在有效期内出现不合格的风险。综合考虑成本等因素，二氧化碳的重量与配液罐内药液的体积之比优选等于3g/l。
实施例6
本实施例按照公开号为cn108992460a的中国专利申请的实施例4的制备方法制备一种血液透析浓缩b液，具体包括如下步骤：
(1)先利用高温蒸汽对配液罐、管路、过滤器和罐装头在120℃温度下灭菌26min，然后使用纯化水对配液罐、管路、过滤器和罐装机进行清洗；其中，纯化水是先经过沸腾后冷却至温度22℃得到的，其溶解氧为0.3mg/l、电导率＜5μs/cm；
(2)根据如上所述的一种血液透析浓缩b液称取66.0g碳酸氢钠质量浓度为30.6g的氯化钠并量取1l纯化水；其中，纯化水是先经过沸腾后冷却至温度为22℃、溶解氧为0.3g/l、电导率＜5μs/cm的纯化水；
(3)先将步骤(2)量取的纯化水的88％通过加水口加入至配液罐，再将溶质通过投料口加入至配液罐，然后开启搅拌装置，在220rpm搅拌速率下搅拌22min；
(4)接着按100ml纯水：0.1g活性炭向配液罐中加入活性炭，搅拌15min后将混合体系通入孔径为3μm的钛棒过滤器进行循环脱碳，然后加入剩余的纯化水混合均匀即可得到初步混合物料；其中活性炭的粒径为50μm、比表面积为500m2/g；
(5)在装有初步混合物料的配液罐中，通过配液罐底部的二氧化碳释放装置，在0.25mpa压力下向配液罐中通入二氧化碳26min，即可得到二次混合物料；
(6)开启循环装置将二次混合物料依次经过滤芯孔径为1.0μm、0.45μm和0.22μm的过滤器进行过滤；再将二次混合物料通入波长为260nm的紫外线杀菌器进行杀菌处理；
(7)开启灌装机，通过灌装机的罐装头将经过紫外线杀菌器杀菌后的二次混合物料和二氧化碳按照体积比为1：1.5同时输送至血液透析浓缩液b液桶中并封口；其中血液透析浓缩液b液桶的装液量为容积的93％。
将实施例1、2和6的血液透析浓缩b液在相同的条件下放置3个月、6个月、9个月和12个月后，分别检测碳酸氢根和钠离子含量的变化和检测细菌总数的变化，结果如下表5所示。
表5实施例1、2和6在不同放置时间后的效果
由上表5可见：实施例1、实施例2和实施例6在长期放置后分别在第3个月、6个月和9个月检测透析b液细菌总数、钠离子浓度和碳酸氢根含量，结果显示，三组样品在放置3个月、6个月和9个月后，钠离子浓度、碳酸氢根含量以及微生物限度均合格，且未出现明显偏差。但实施例1至2与实施例6相比，实施例1和2没有活性炭过滤、灌装时二氧化碳充气和紫外线杀菌步骤，步骤更为简化，二氧化碳的消耗量更低，但是产品的性能依然能够保持稳定和抑菌效果，因此实施例1至2的方案比实施例6的方案更优。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。