鄧桂芳
(廣東省江門粵會化工材料公司)
藥品塑料瓶包裝凸顯優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Γㄏ拢?/p>
鄧桂芳
(廣東省江門粵會化工材料公司)
(上接2016《塑料包裝》第2期)
塑料安瓿是以塑料粒子為原料,通過吹灌封三合一無菌灌裝技術(shù)生產(chǎn)出來的注射制劑,與玻璃安瓿相比有安全和便于開啟的優(yōu)點。塑料安瓿生產(chǎn)工藝流程如下:一是擠出/成型,塑料粒子在注塑機內(nèi)經(jīng)擠壓熱融后(170℃~230℃、350bar),由擠出頭進入打開的模具中,在擠出頭下切斷,主模具合攏,芯軸下降到模具頂部通過潔凈的壓縮空氣吹制成瓶(小容器成型采用抽真法);二是灌裝,通過特制的芯軸,將待灌裝的藥液用時間壓力控制方法注入塑料容器內(nèi);三是密封/模具打開,特制的芯軸單元抽回后頭模合攏進行密封,模具打開,塑料安瓿送入下一個工序。以此循環(huán)往復(fù),不間斷工作。
塑料安瓿通常由PE或PP材料制成,PE材料不能滅菌,PP材料可最終滅菌。由于一些藥品熱穩(wěn)定性差、或遇高溫時部分活性成分會喪失,降低療效產(chǎn)生負作用,因此類藥品可通過無菌生產(chǎn)工藝制成塑料包裝制劑的方法進行生產(chǎn)。
藥用塑料安瓿無菌包裝有如下優(yōu)點:藥用塑料安瓿無菌包裝技術(shù)可有效達到無菌標準。塑料安瓿無菌包裝是通過在一臺設(shè)備的連續(xù)運行的工藝中,完成對塑料安瓿的成型、液體藥品的灌裝,以及最后將灌裝好的塑料安瓿進行封口,所有這些工序都是在無菌條件下一次性完成。在兩道工序之間,產(chǎn)品不能暴露在有菌環(huán)境中,且所有工藝介質(zhì)(藥液、空氣等)均經(jīng)過除菌過濾,然后進行安瓿的檢漏、滅菌柜滅菌(如果需要)、貼標(或印字)以及包裝。生產(chǎn)過程簡單,將外部污染如人為干擾、環(huán)境污染、物料污染降低到最低程度,確保達到很高的無菌水平。這種技術(shù)已經(jīng)使用了大約30年,已經(jīng)證明污染率在0.1%以下。通過總結(jié)和分析介質(zhì)灌裝的數(shù)據(jù),印證了吹瓶-灌裝-封口三合一系統(tǒng)的污染率可以達到0.001%。
行業(yè)的激烈競爭和企業(yè)自身發(fā)展的需要對塑料安瓿產(chǎn)生了需求。目前,國內(nèi)醫(yī)藥的競爭日趨激烈,產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重。在這種情況下質(zhì)量穩(wěn)定、用藥安全性高的塑料安瓿包裝無疑會為企業(yè)提高競爭力增加強有力的砝碼。塑料安瓿包裝可塑性強,能幫助企業(yè)提高品牌形象。此外塑料安瓿無菌包裝技術(shù)還具有保證高級別產(chǎn)品、低生產(chǎn)成本、操作簡單等主要特點。
無菌藥品一般指沒有活體微生物存在的藥品。無菌藥品的特性是:無菌(浮游菌、沉降菌、表面微生物);無熱原(細菌內(nèi)毒素);無懸浮粒子。藥用塑料安瓿無菌包裝產(chǎn)品,無菌藥品生產(chǎn)的種類包括最終滅菌產(chǎn)品的配制、灌裝和滅菌;除菌過濾;無菌工藝制備。
最終滅菌產(chǎn)品是指能在最終容器中經(jīng)受滅菌的產(chǎn)品,此類產(chǎn)品生產(chǎn)時最關(guān)鍵是要將滅菌前的微生物含量降至最低,以使產(chǎn)品對滅菌工藝的挑戰(zhàn)性減至最低,這就要求選擇可行的無菌生產(chǎn)工藝。除菌過濾產(chǎn)品不能承受最終滅菌,如熱敏性產(chǎn)品,此類產(chǎn)品在潔凈條件下生產(chǎn),灌裝前,產(chǎn)品經(jīng)除菌過濾至容器里,灌裝操作在無菌條件下進行,塑料安瓿無菌包裝工藝包括最終滅菌產(chǎn)品和除菌過濾產(chǎn)品。塑料安瓿由于材質(zhì)的延展性高,不會產(chǎn)生碎屑,故能克服玻璃安瓿缺點。據(jù)藥品檢驗所對玻璃安瓿與塑料安瓿產(chǎn)生的不溶性微粒檢測的結(jié)果,塑料安瓿產(chǎn)生的不溶性微粒明顯少于玻璃安瓿。臨床醫(yī)院對玻璃安瓿與塑料安瓿使用中產(chǎn)生的不溶性微粒進行比較試驗的結(jié)果也顯示,塑料安瓿注射液的微粒數(shù)要明顯少于玻璃安瓿注射液(P<0.05)。
此外,塑料安瓿還有以下特點:采用扭力開瓶,旋轉(zhuǎn)即可開瓶,操作方便,同時材質(zhì)為聚乙烯,斷口不銳利,不會劃傷護理人員;標識采用彩色印刷標簽,清晰易辨,便于識別,防止給藥錯誤;材料結(jié)實,防撞擊,便于運輸和攜帶。塑料安瓿采用的材料和技術(shù),可以更好地保證水針的質(zhì)量,使臨床使用更安全、更方便,順應(yīng)了國家對醫(yī)藥包裝行業(yè)日益嚴格的要求和市場發(fā)展的需要。
藥用塑料瓶的原材料主要有高密度聚乙烯、聚丙烯和PET樹脂。高密度聚乙烯具有質(zhì)輕、無毒、無色、無臭、無味化學穩(wěn)定性好、不受強酸、強堿等多數(shù)溶劑的影響,耐磨性耐寒性和阻濕性能也較好,且有足夠的強度、剛度及抗沖擊性,加工也很容易,適合吹塑中空制品。也可加入一定量的低密度聚乙烯和線型聚乙烯以調(diào)節(jié)加工和使用性能。聚丙烯具有優(yōu)良的力學性能、屈服強度,抗張強度大,硬度高,彈性和抗力破裂性能優(yōu)越,化學穩(wěn)定性好,耐強酸、強堿和大多數(shù)有機物,氣密性、水蒸汽阻隔性優(yōu)良,熔點高達170℃特別適合高溫消毒滅菌,是一種優(yōu)良的制造藥用塑料瓶的塑料材料,也可加入聚乙烯共混使用以滿足要求。
塑料瓶的造型與外形結(jié)構(gòu)特點:目前藥用塑料瓶的形狀有圓形、方形、橢圓形等。圓形瓶體的用量最大,其特點是壁厚較均勻,吸收沖擊能量的能力較高,生產(chǎn)成本較低,但儲存或運輸時有效面積的利用率低。正方形或長方形的瓶體儲存時的有效面積的利用率高,穩(wěn)定性好,但較易發(fā)生鼓脹現(xiàn)象。塑料瓶的規(guī)格尺寸,目前尚未有明確統(tǒng)一的規(guī)定,通常是根據(jù)用戶的需要和藥品的性質(zhì)而定。塑料瓶的容量除了有公稱容量外,還有滿口容量,它比公稱容量大一些,具體要求視瓶口直徑與瓶的高度而確定。下面以中小型塑料瓶為例,依次從塑料瓶口、瓶頸、瓶肩、瓶身及瓶底等部位分析其結(jié)構(gòu)特點。
瓶口結(jié)構(gòu)特點:盛裝片劑、膠囊用的塑料瓶,其瓶口直徑的設(shè)計主要考慮欲盛裝藥品單個體積加上適當空間,既要滿足機械裝藥的需要,也要考慮患者用藥時的方便。塑料瓶頸部處的螺紋形狀的橫截面多數(shù)呈半圓形,從外部看為兩頭細螺紋。也有呈梯形的螺紋,稱單頭螺紋。瓶口頸部螺紋形式的設(shè)計主要取決于要與瓶蓋具有良好的互配性,因為藥品包裝的阻濕性能很大程度上取決于瓶口與瓶蓋的配合經(jīng)施加扭力后的緊密度,此處是反映瓶口密封性能是否優(yōu)良的主要部位。塑料瓶在裝藥后應(yīng)采用可調(diào)節(jié)扭力大小的旋蓋機來旋蓋,扭力可按有關(guān)標準,視瓶蓋的直徑選定。瓶與蓋的尺寸配合是阻濕的重要前提,而旋蓋是否緊密則是阻濕效果優(yōu)劣的關(guān)鍵。為保證藥品的安全性,首先要提高瓶口部位的密封性,增加阻濕效果。
目前,塑料瓶口均采用鋁箔墊片電磁感應(yīng)封口,而瓶蓋多采用防盜蓋。這種防盜蓋可對密封破壞提供可見痕跡,其結(jié)構(gòu)主要是瓶蓋周圍沿側(cè)裙底有小孔,以形成斷開線。當扭轉(zhuǎn)瓶蓋時,由于波形翻邊的棘爪緊鎖于瓶口下端的凸環(huán)下,反旋轉(zhuǎn)蓋即可沿斷開線與鎖圈斷裂,以此鑒別藥品包裝后是否已被打開過,而作為患者用藥開啟與再蓋也十分方便。
瓶頸與瓶肩結(jié)構(gòu)特點:藥用塑料瓶的外形采用圓形瓶體較多,縱向解剖看瓶體剖面,其瓶頸與瓶肩部由兩個相切的圓弧半徑組成,并從切點分成兩段的圓臺旋轉(zhuǎn)體。設(shè)計時需要計算出瓶頸與中心線的距離(半徑)、肩部半徑、頸部圓弧半徑,并相應(yīng)得出瓶頸與瓶肩總的高度。影響瓶肩強度的主要因素是瓶肩部位的傾斜角,當肩部過于平坦時,瓶體容易發(fā)生癟陷,因此當瓶肩長為10mm時,肩部傾斜角應(yīng)超過15 ,此部位厚度不應(yīng)小于1mm,以保證在盛裝和貯存藥品及使用過程中瓶體不發(fā)生肩破裂現(xiàn)象。
瓶身、瓶底結(jié)構(gòu)特點:瓶身是呈圓柱形的圓形回轉(zhuǎn)體,對瓶身的要求是壁厚均勻,瓶壁過厚會增大瓶體的重量,原材料消耗增大,同時瓶體內(nèi)應(yīng)力增大,收縮量也將增加;瓶壁過薄難以吹塑成型且強度低。一般要求是除瓶口處加強筋和螺紋部位較瓶體厚度大以外,其他部位壁厚應(yīng)均勻一致。為提高塑料瓶的阻隔性及強度,瓶身厚度取值一般在1.2~1.5mm,并有增厚的趨向。
目前藥用塑料瓶底部的設(shè)計均采用凸底或平底,雙圓角結(jié)構(gòu)居多。凸底即瓶底中央向瓶內(nèi)凸起,形成拱穴,可增強瓶體的抗內(nèi)壓能力,并保證了瓶體的穩(wěn)定性。吹塑成型時還可以避免塑料塌陷并可使瓶底厚度均勻。而平底雙圓角的瓶底結(jié)構(gòu)多數(shù)適用于大容積的瓶體,它能更好地承受內(nèi)壓力。
藥用塑料瓶生產(chǎn)設(shè)備的成型方式:目前我國生產(chǎn)塑料瓶設(shè)備的成型方式主要有以下幾種:擠出吹塑成型;注射吹塑成型;擠拉吹成型;注拉吹成型。以這四種成型方式生產(chǎn)的產(chǎn)品的性能結(jié)構(gòu)均有差別。小型藥用塑料瓶采用注射吹塑成型方式的設(shè)備受到制藥廠的普遍歡迎,因為用注射吹塑成型方式生產(chǎn)的瓶體在成型過程中,設(shè)備的注嘴可以對瓶口進行注塑,從而保證了瓶口的精度,然后再由機械配置的芯棒吹塑瓶體,保證了塑料瓶體外形尺寸的精度,當瓶內(nèi)盛裝藥品時,能有效防止瓶內(nèi)藥品氣體的揮發(fā)和外部氣體向瓶內(nèi)滲透。由于注射吹塑成型機需要一副型坯模具、一副吹塑模具,故設(shè)備費用較擠吹成型設(shè)備要高。
藥用聚酯原料的特性用于瓶體吹塑的聚酯(PET)原料為飽合線性熱塑性聚酯,主要應(yīng)用機能指標為:特性粘度應(yīng)控制在70~85ml/g,使吹塑瓶具有較高的機械強度與透明性。PET塑料瓶用于容積大(大于2升)的瓶體,選用聚酯原料的特性粘度為70~75ml/g。打針吹塑成型藥用小容積瓶優(yōu)先選用較高的特性粘度指標的材料出產(chǎn)為宜。因為原材料品種的選用準確與否,關(guān)系到出產(chǎn)過程成型工藝參數(shù)的選取和瓶體質(zhì)量狀況的優(yōu)劣。在出產(chǎn)藥用塑料瓶時,原料的特性粘度、結(jié)晶溫度、冷卻速率以及取向效應(yīng)等工藝數(shù)據(jù)尤為重要。這是由于聚酯材料是一種可結(jié)晶的聚合物,其結(jié)晶速率很小。
目前,全世界聚酯產(chǎn)量正以兩位數(shù)的速率增長。以聚酯為主要原料制成的藥用塑料瓶不管從外觀、光澤,仍是理化機能和質(zhì)量保證方面都是目前最理想的包裝產(chǎn)品之一。PET樹脂對氧氣、水蒸氣、氣味阻隔性好,且抗張強度大,耐低溫性能好,是用于藥用塑料瓶的極佳材料。上述三類塑料原料制成的塑料瓶基本能滿足絕大部分口服液體和固體藥品包裝的要求,已得到市場的認可,國家藥品監(jiān)督管理局也制訂和發(fā)布了上述三類原料制成的口服液體和固體藥用塑料瓶的國家標準。其他塑料材料如聚碳酸醋、聚苯乙烯等也有其獨特的性能,但與以上三類塑料原料相比,使用沒有那樣廣泛。
抗內(nèi)壓能力強藥用塑料瓶身是呈圓柱形的圓形回轉(zhuǎn)體,瓶壁過厚會增大瓶體的重量,使原材料消耗增大,同時瓶內(nèi)應(yīng)力增加收縮量也會增大,而瓶壁過薄則難以吹塑成型且強度低、易滲透。灌裝便捷藥用塑料瓶在瓶口直徑的設(shè)計上通常是考慮盛裝藥品體積加上適當余量空間。瓶口頸部螺紋的形狀與瓶蓋有良好的互配性,瓶口與瓶蓋的配合并施加扭力后的緊密度有很強的阻濕性能?,F(xiàn)在塑料瓶口均采用鋁箔墊片電磁感應(yīng)封口,具有防潮、密封和防盜。
瓶體強度高從縱向解剖瓶體的剖面看,瓶頸與瓶肩部有兩個相切的圓弧半徑組成,并從切點分成兩段的圓臺旋轉(zhuǎn)體,設(shè)計時精確計算出瓶頸與中心線的距離、肩部半徑、頸部圓弧半徑以及影響瓶肩強度的瓶肩部位和傾斜角度,可確保在盛裝和儲存藥品及使用過程中瓶體不發(fā)生肩部破裂現(xiàn)象??箖?nèi)壓能力強,藥用塑料瓶身是呈圓柱形的圓形回轉(zhuǎn)體,瓶壁過厚會增大瓶體的重量,使原材料消耗增大,同時瓶內(nèi)應(yīng)力增加收縮量也會增大,而瓶壁過薄則難以吹塑成型且強度低、易滲透。為提高塑料瓶的阻隔性及其強度瓶身厚度一般為1.2~1.5mm。塑料瓶底部的設(shè)計較多采用凹底或平底雙圓角結(jié)構(gòu) 可增強瓶體抗內(nèi)壓能力,保證瓶體的穩(wěn)定性能。由于優(yōu)質(zhì)藥用塑料瓶在符合GHP要求的凈化車間中生產(chǎn),潔凈等級與藥廠灌裝階段同級,制藥廠無需進行瓶體清洗,消毒即可直接灌裝,明顯降低了藥廠的生產(chǎn)成本。
為保證藥品在有效期內(nèi)不受潮、不變質(zhì),藥用塑料瓶應(yīng)具有很好的密封性和阻透性,能防止光、熱、水蒸汽、氧氣等對藥品的影響。藥品包裝和用藥的特殊性,從幾毫升到1000毫升左右,形狀大多為圓形,也有方形、橢圓形等形狀。瓶的內(nèi)壁與藥品直接接觸,制瓶材料必須符合藥品包裝的要求,以保證藥品的安全性。口服固體和液體藥用塑料瓶屬一類包材,不經(jīng)清洗和滅菌即可用于藥品包裝,因此,對微生物限度有較高要求,生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過程應(yīng)符合相關(guān)法規(guī)的要求。藥用塑料瓶的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)等應(yīng)適應(yīng)制藥企業(yè)各型灌裝機裝藥的要求,適應(yīng)高速自動灌裝機的要求。口服固體藥用塑料瓶的外觀一般為白色,口服液體藥用瓶一般為茶色透明,也可按客戶要求生產(chǎn)其他色澤的產(chǎn)品,色澤應(yīng)均勻一致,無明顯色差,表面應(yīng)光潔,平整,不允許有明顯變形和擦痕,不許有砂眼、油污、氣泡,瓶口應(yīng)平整光滑。產(chǎn)品使用材料的紅外光譜應(yīng)與對照圖譜一致。藥用塑料瓶的密度為:口服固體和液體高密度聚乙烯瓶應(yīng)0.935~0.965(g/cm3)口服固體和液體聚丙烯瓶應(yīng)為0.900~0.915(g/cm3)。密封性抽真空至27KPa,維持2min,瓶內(nèi)不得進水或冒泡。
水蒸氣滲透按試驗條件口服液體藥用塑料瓶重量損失不得過0.2%。按試驗條件口服固體藥用塑料瓶水蒸氣滲透量不得過1000mg/24h·L。抗跌性按試驗條件自然跌落至水平剛性光滑表面,不得破裂,此試驗僅限于口服液體藥用塑料瓶。震蕩試驗僅限于口服固體藥用塑料瓶,按試驗條件應(yīng)合格。溶出物試驗按標準的要求制備溶出物試液,口服液體藥用塑料瓶對溶液澄清度、重金屬、PH變化值、紫外吸收度、易氧化物、不揮發(fā)物進行試驗,結(jié)果應(yīng)符合標準要求??诜腆w藥用塑料瓶只對易氧化物、重金屬、不揮發(fā)物進行試驗,結(jié)果也應(yīng)符合標準的要求。脫色試驗著色瓶應(yīng)按標準要求進行試驗,浸泡液顏色不得涂于空白液。
微生物限度按標準的要求和微生物限度法測定,VI服液體藥用塑料瓶細菌、霉菌、酵母菌每瓶不得過100個,大腸桿菌不得檢出??诜腆w藥用塑料瓶細菌數(shù)每瓶不得過1000個,霉菌、酵母菌每瓶不得過100個,大腸桿菌不得檢出。
異常毒性按標準和依法進行試驗應(yīng)符合規(guī)定。以上項目按標準規(guī)定的檢驗規(guī)則進行,與瓶身配套的瓶蓋可根據(jù)需要選擇不同材料,按標準中的溶出物試驗、異常毒笥項目進行試驗,并應(yīng)符合有關(guān)項目下的規(guī)定。項目進行試驗并應(yīng)符合有關(guān)項目的規(guī)定。
全球?qū)λ幱盟芰掀堪b的需求穩(wěn)中有升,塑料瓶增長強勁,需求量將以每年4.3%的速度遞增。我國由于迅速擴大的藥物生產(chǎn)能力,其藥用塑料瓶包裝增長速度位居榜首。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,我國醫(yī)藥包裝年產(chǎn)值在150億元左右,藥品包裝已成為我國包裝領(lǐng)域的重要分支。隨著我國醫(yī)療體制的改革,藥品種類增加,包裝形式也在發(fā)生變化。國外藥品包裝已大量采用汽罩PTP包裝及條形S P包裝,應(yīng)用于片劑、膠囊等固體劑型包裝。傳統(tǒng)的中國藥品包裝較簡單,防潮方面的技術(shù)遠低于國際水平,產(chǎn)品損壞率很高。隨著GMP在國內(nèi)日漸普及廠商對藥品包裝物料日益講究,塑料在藥品市場將有很大的發(fā)展空間。到目前為止,我國已能自己設(shè)計制造藥用注吹成型設(shè)備生產(chǎn)藥用固體型塑料瓶的企業(yè)近300家,基本滿足制藥企業(yè)對塑料瓶包裝的需求。品種由小型瓶15毫升至中型瓶300毫升不等,瓶形有圓形瓶、方形瓶及橢圓形瓶。大部分廠按照國家藥品監(jiān)督管理局批準注冊并發(fā)給《藥包材注冊證書》,走向生產(chǎn)藥品包裝材料多品種專業(yè)化之路。
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總之,現(xiàn)在越來越多的塑料瓶用于醫(yī)藥品的包裝中,醫(yī)藥瓶具有保護內(nèi)裝物的功能,可以防潮、防水、防塵、防侵蝕,對外界粉塵、水和其他液體物質(zhì)有較好的阻隔作用,防止包裝物受到污染和侵蝕,另外還能防止紫外線穿透,適應(yīng)環(huán)境溫度變化,保護包裝物免受陽光和紫外線的損害。塑料瓶包裝產(chǎn)業(yè)本身就具有它自身的優(yōu)勢,現(xiàn)在醫(yī)藥包裝的市場還在不斷的發(fā)展,這對于整個醫(yī)藥瓶生產(chǎn)領(lǐng)域廠家來說,都是推動前行的內(nèi)在動力所在。
對于醫(yī)藥瓶市場來說,未來塑料瓶包裝將成藥包裝主角。隨著塑料行業(yè)的飛速發(fā)展和技術(shù)的不斷創(chuàng)新,塑料包裝在藥品行業(yè)的市場上也會有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
[1]我國將成為最大藥品塑料瓶包裝市場.中國包裝2010年第30卷第3期 82-82頁.
[2]未來我國將成為世界最大藥品塑料瓶包裝市場.橡塑機械時代 2010年第3期 28-28頁.
[3]塑料瓶包裝將成藥包裝主角.中國包裝2010年第30卷第2期 83-83頁.
(完)