【原创】药包材前景可期!详解包装材料是如何影响药品质量的?


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  实际上,不光是瓶盖、疫苗瓶,还有橡胶塞、纸标签等任何一个环节出现问题,最终的疫苗产品供应都存在被延迟的风险。作为药品不可缺少的组成部分,这些药包材伴随着药品的生产、流通和使用的全过程,对药品的安全性和有效性起着重要的作用,其重要性不容忽视。

中国粉体网讯  近日,复星医药控股子公司复星实业(香港)有限公司向中国香港及澳门供应的mRNA新冠疫苗因少量西林瓶封盖瑕疵暂停注射。经调查,初步确认为铝质盖有所松动所致。虽然不是实质性的问题,但是小小瓶盖影响到了疫苗的注射环节,疫苗瓶间接决定了全球新冠疫苗的供应能力。实际上,不光是瓶盖、疫苗瓶,还有橡胶塞、纸标签等任何一个环节出现问题,最终的疫苗产品供应都存在被延迟的风险。作为药品不可缺少的组成部分,这些药包材伴随着药品的生产、流通和使用的全过程,对药品的安全性和有效性起着重要的作用,其重要性不容忽视。


药品包装材料是指用于保护和存储并直接接触药品的外包装材料及药剂灌装材料,被称为药包材,通俗讲就是制作药品保存容器所使用的材料。药品包装最主要的作用就是保护药品不受环境影响,对其药品效果进行保存,保证其在运输以及售卖过程中能够保存完整。



一般而言,包装材料分为3大类:(1)最接近药品的包装;(2)能够近距离接触药材,但是却能够进行回收再利用的包装材料,但需要经过严格的清洗后才能够再次使用;(3)能够与药品直接接触,但是会对药品的质量造成一定影响,影响药效的发挥。按材料组成分类,常见的药品包装材料主要包括塑料、玻璃、橡胶以及金属包装4 类。


一、药品包装材料的性能要求


药品包装材料要想实现药品保护功能,促进包装技术发展,就必须具备相关性能,以保证药品质量。 


1.1物理性能 


药品包装材料需满足密度、阻隔性、吸湿性、导热性和耐热性等几方面物理性能。这要求包装材料密度小、质轻、易流通,对水蒸气、气体、光、异味、热等具有一定的阻隔,在一定的温度下能保持相对恒定的湿度。 


1.2力学性能 


药品包装材料的力学性能主要包括弹性、强度、塑性、韧性和脆性等。缓冲防震性能主要取决于弹性,变形量愈大,其弹性愈好,缓冲性能愈佳。强度分为抗压性、抗拉性、抗跌落性、抗撕裂性等,用于不同场合和范围的药品包装材料,其承受外力的形式不同,因此强度指标对于不同的药品包装材料具有重要的意义。塑性是指药品包装材料受外力作用发生形变且没有破裂现象的性能,形变大但不破裂,则塑性好。韧性是指药品包装材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,韧性越好,说明材料发生脆性断裂的可能性越小。 


1.3 化学稳定性 


药品包装材料的化学稳定性是指药品包装材料在外界环境的影响下,不易发生化学作用(如老化、锈蚀等)的性能。塑料的老化会造成高分子结构的主链断裂、分子量降低、材料变软与发黏、机械性能变差,因此,一般在塑料的制造过程中添加防老剂。抗锈蚀性主要要求材料耐酸、耐碱、耐水、耐腐蚀性气体等,为提高金属药品包装材料的抗锈蚀性能,可采取使用金属合金、涂防锈油、采用气相防锈或表面涂保护剂等方法。


1.4导热性 


导热性是指药品包装材料对热量的传递能力。一般而言,金属包装材料的导热性好。 


1.5生物安全性 


药品包装材料必须无毒(不含或不溶出有害物质,与药物接触不产生有害物质)、无菌(或微生物限度控制在合理范围)、无放射性等。也就是说,药品包装材料必须对人体不产生伤害,对药品无污染、无影响,充分体现材料的生物惰性功能。


1.6加工(成型)性能


药品包装材料应能够适应工业生产的加工处理需求;对于某些药品来说,还要求包装材料具有可印刷、着色的性质;应能根据使用对象的需要,加工成不同形状的容器。因此,药品包装材料加工(成型)性能的好坏,对该产品的推广使用会产生较大的影响。


1.7绿色无污染 


随着包装技术的发展和社会的进步,未来药品包装材料应具有绿色环保、无污染、自然分解、易回收利用等特性。


二、药品包装材料对药品质量的影响


2.1塑料材料的分类及其对药品质量的影响


塑料类包装在药品包装领域中占据了很大的比重,主要为两大类,即聚烯烃和聚氯乙烯。其中聚烯烃主要有聚乙烯( 包括高密度聚乙烯和低密度聚乙烯) 、聚丙烯和复合膜材料,PVC 主要有普通 PVC 和改性 PVC 等,在药品与氧气和水长期接触具有高阻隔性能的复合材料,具有无毒、耐热、耐湿、耐腐蚀、闭光及可高压灭菌等优点,并且在输液过程中不需补充空气、避免药液被空气污染,在片剂、胶囊剂、颗粒剂等固体制剂和各种液体制剂的包装中得到广泛的应用。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯这三种材料的使用可能会对一些药品产生危害,加速药品的变质,产生危害人体的物质。因此,在使用塑料材质时,需要对药品成分以及塑料成分进行充分的研究,寻找最为合适的包装材料。


2.2玻璃容器材质分类及其对药品质量的影响


我国目前采用的药品包装类玻璃材料主要有三种: I 型玻璃、II 型玻璃及非 I、II 型玻璃。I 型玻璃为含硼量高于 8% 的硼硅玻璃,它的热稳定性及化学稳定性好,适用于碱性的液体,主要用于管制瓶、预灌封注射器以及疫苗、血液制品的包装器皿。II 型玻璃为钠钙玻璃,其表面通常会有富硅酸薄层。II 型玻璃适用于中性及弱酸性液体的包装,使用前需特别检查富硅酸薄层,查看其是否完整和均匀。II 型玻璃包装仅限于一次性使用,若重复使用会破坏其表面的富硅酸薄层,影响药品质量。非 I、II 型玻璃为我国特有的低硅硼玻璃,通常硼含量为 6%,主要用于生产部分输液瓶,使用前需仔细检查,目前很多地方已经退出市场。


玻璃材质的缺点在于不够结实,轻微的磕碰就会导致其碎裂。在进行玻璃材料的选择时,要根据药品的使用情况进行谨慎的选择。大量实验发现,一些药品容易与玻璃材料发生反应,产生未知物质,对人体健康造成影响。另外,在我国药典中也有着明确的规定,注明了某些物质不能够使用玻璃材料进行存储。因此,采用玻璃包装药品要特别注意其是否会与药品之间的相容性。


随着在研新冠疫苗的陆续公布,用于保存疫苗的玻璃是中硼硅玻璃。其中都包含有抵抗极端温度变化以及保持疫苗稳定的化学物质。这种中硼硅玻璃技术门槛高,长期被德国肖特、美国康宁、日本NEG三个企业垄断。虽然中国企业近几年攻破了技术难关,但是在技术水平上仍有差距,无法完全满足市场需求。据统计,我们每年的中硼硅玻璃需求量约5万吨,自产率仅有7%-8%,大部分仍需进口。美国、欧洲等国,均已经强制要求所有注射制剂和生物制剂使用中硼硅玻璃包装。中国已具有生产中硼硅玻璃的技术,如何提高药用玻璃的产业升级,是我们亟待要解决的问题。


2.3橡胶的分类及其对药品质量的影响


橡胶材料主要用于生产瓶装的胶塞、垫片及密封件等,我国药用橡胶包装主要包括天然橡胶和丁基橡胶两类。天然橡胶已于2004年底停止使用普通天然橡胶( 口服固体药品包装用的垫圈、垫片、胶塞除外) 作为药品的包装材料。


在使用玻璃瓶进行药品保存时,一般会采用橡胶塞进行瓶口密封。 不同的橡胶在发挥作用时也存在一定的差异。相关实验表明,对于易腐蚀药品,天然橡胶能够发挥的保护作用较小,会很快与药品发生反应,导致瓶口密封破损。而丁基橡胶却不会发生较快的反应,具有相对稳定的性质。但是其配置方式较为复杂,成功概率较低,若是制作方法出现问题,橡胶成品中会存在较多杂质,这些杂质会与药品中的成分发生反应,反而造成药效降低。


2.4金属材质的特点及其对药品质量的影响


铝材是药品包装中应用最多的金属材料,其优点有: 具有金属光泽,无毒、无味,优良的导电性和遮光性; 防潮性及气体阻隔性良好,印刷适应性好,导热性大,良好的耐热耐寒性,不易生锈,氧化物无毒,加工性能好,铝箔经处理后具有良好的延展性。因此,铝箔作为阻隔层广泛地应用到需要遮光和阻隔性高的复合包装材料中,常与纸、高分子聚合物或其他金属薄板等制成复合材料,成为了综合性能优异的包装材料。铝箔延展性、密闭性好,但也存在一些问题。国家标准规定药用铝箔不能有直径>0.3mm 的孔并且0.1~0.3mm 的孔/m2<1个。目前,铝塑泡罩包装已经是极其常见的药包材料,通常采用 PTP药用铝箔及PVC、PVDC等复合,对水、汽、光都有较好的阻隔作用。


三、药品包装材料的发展趋势


3.1绿色包装材料 


绿色包装材料是指对人体健康和生态环境无害、可再循环利用,或自然降解的环保材料,这种材料可以解决目前一些使用后可能带有病毒的药品包装引起的“白色污染”。 


3.2环境调节包装材料 


这种材料通常是其内加入一定物质等使包装内气体状态变化,能长时间保证药品的质量。常见的有封入干燥剂的包装、空气置换包装等。 


3.3高阻隔包装材料 


一些药品稳定性较差,需要开发具有良好阻隔性的材料,防止气体、水汽和光线等进入,保证药品的有效性。 


3.4抗菌自洁净材料 


药品的包装过程不可能绝对无菌,可能被微生物污染。因此,为保证用药安全性,具有抗菌自洁净功能的药品包装材料研发也将是未来的一个热点和发展方向。 


3.5纳米包装材料 


这类材料是指通过纳米技术制备的纳米包装材料,例如,纳米纸、纳米粘合剂、纳米复合材料及纳米抗菌包装。


总结:


2020年5月,CDE发布《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》,明确注射剂使用的包装材料和容器的质量和性能不得低于参比制剂,以保证药品质量与参比制剂一致。新版《药品管理法》规定,国务院药品监督管理部门在审批药品时,对化学原料药一并审评审批,对相关辅料、直接接触药品的包装材料和容器一并审评,对药品的质量标准、生产工艺、标签和说明书一并核准。得益于国内政策端的不断鼓励,从长远来看,国内的药包材行业将逐步提高技术水平、向高端包材的产业方向发展,依托国内的不断扩张的医药市场,药包材行业未来可期。


参考文献:

梁吉雷:浅议我国药品包装材料现状及发展趋势

杨柳:药品包装材料的现状及发展趋势

何子骞:药品包装材料对药品质量的影响

孙怀远:药品包装材料及选用分析

新浪医药:从瓶盖到瓶身 不断追赶升级的国内药包材行业未来可期

广州日报全媒体:快评/别让玻璃瓶成新冠疫苗推广软肋


(中国粉体网编辑整理/青黎)


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作者:青黎

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