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塑料软袋输液包装技术研究
发布时间:2016-4-13 16:53:49                  点击次数:544
输液是指由静脉滴注输入体内的大剂量注射液,是临床常用的五大类制剂之一,它提供患者所需的水分、电解质和营养成分,也可以作为药物静脉给药的载体。“九五”以来,我国输液生产得到了稳步、健康的发展,产量从1995年的13.8亿瓶(袋)增长到2001年的29.1亿瓶(袋),年均增长16.1%,2003年输液的市场容量达到35亿瓶(袋)。目前,我国输液生产采用的包装形式有:玻璃瓶装、塑料瓶装以及塑料软袋包装,其中塑料软袋包装又分为PVC(聚氯乙烯)袋和非PVC软袋包装。
1、玻璃瓶输液包装技术
玻璃瓶装输液长期以来是我国输液包装的主要形式,目前我国95%输液仍采用玻璃瓶包装。玻璃瓶装输液作为输液的传统包装形式,主要具有以下优点:
1)玻璃瓶的透明度好,有利于输液进行不溶性微粒的检测。
2)玻璃瓶热稳定性好,有利于输液生产过程中采用高温灭菌法除菌,保证输液的质量。
3)具有良好的化学惰性、阻隔性以及密闭性,保证了药品储存时期质量的稳定性。
但是输液采用玻璃瓶包装这一技术存在一定的缺陷,主要有:
1)运输不便,使用地域范围受限。玻璃瓶脆性较高,容易因剧烈的震动和撞击而发生破裂,所以玻璃瓶输液不适宜长途运输,限制了其应用的地域范围。
2)工艺复杂,生产效率低。输液采用玻璃瓶包装,与其他输液包装技术相比,生产过程中增加了胶塞、隔离膜以及玻璃瓶洗涤这几道复杂工序,工艺路线较长,生产周期也相对延长,因此生产效率较低。
3)生产成本高。由于工艺路线复杂,设备多、占地面积广,设备投资费用和房屋建设费较高,并且在对包装容器及辅料的处理过程中需耗用大量的水,因此生产成本较高。
4)临床使用,存在安全隐患。医护人员在使用玻璃瓶输液时插入针头,既要刺破胶塞,又要穿破涤纶膜,不可避免将不溶性微粒引入输液中,输液中的不溶性微粒可能阻塞人体微循环,甚至引起血小板溶解性出血<2>;另外,临床应用时,为了使输液过程能顺利进行,需要插入通气管路以向溶液引入空气,产生压力差,这时输液处于全开放状态,空气中的灰尘和微生物可能进入玻璃瓶而污染输液,导致严重的输液反应。
玻璃瓶由于质量重、脆性高、易破损,不便携带和运输,因此,在20世纪60年代,国际上出现了以塑料容器作为包装容器的输液,结束了玻璃瓶输液包装技术一统天下的局面。
2、塑料瓶输液包装技术
塑料瓶输液包装技术,主要是以聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)作为包装容器的材料。我国是在1984年由天津大冢制药公司首家引进聚丙烯树胶瓶包装生产技术,生产出我国第一瓶PP瓶装大输液。塑料瓶输液包装技术的优点是:
1)重量轻,瓶重仅为玻璃瓶重的1/5,并不易破损,有利于长途运输。
2)塑料瓶的化学稳定性、阻隔性以及与药物的相容性好,有利于药液的长期保存。
3)工艺先进,生产效率高。塑料瓶装输液生产过程中,制瓶与灌装在同一生产区域,甚至在同一台机器进行,瓶子只需用无菌空气吹洗,甚至无需洗涤直接进行灌装,省去了玻璃瓶装输液复杂的洗涤工序,生产周期缩短,生产效率提高。
虽然塑料瓶包装技术克服了玻璃瓶包装技术,不易运输和生产效率低下的缺点,但是必须看到塑料瓶装输液仍然存在一些问题:
1)临床应用,存在输液安全性问题,塑料瓶装输液与玻璃瓶装输液一样,都属于开放式的输液方式,使用过程中仍需插入空气针,建立空气通路,才能使输液顺利滴入,空气中的微生物及微粒仍可通过空气针进入输液,对人体造成损害。
2)塑料瓶透明度不如玻璃瓶,不利于输液澄明度的检查。
3)塑料瓶的热稳定性劣于玻璃瓶,PP塑料瓶不耐低温,
遇冷易脆、开裂,PE塑料瓶不耐高温,灭菌时不能达到FDA所要求的121℃。
3、塑料软袋输液包装技术
为了解决瓶装输液临床应用的安全性问题,塑料软袋输液包装技术应运而生。采用这种包装技术的输液,可以实现全封闭式输液,临床使用时由于软袋的自收缩性,无需形成空气回路,利用外界大气压的挤压就可迫使药液滴出,避免了开放式输液方式的安全隐患,提高了输液的安全性。塑料软袋输液包装技术,根据软袋的材质分为PVC软袋包装技术和非PVC软袋包装技术。
3.1 PVC软袋输液包装技术
PVC软袋包装技术,与玻璃瓶、塑料瓶输液包装技术相比,具有以下优点:
1)采用PVC软袋包装,体积小、重量轻,比塑料瓶的质量还轻,节省了医院和厂商的存储空间,更有利于运输与携带,它克服了玻璃瓶装输液质量重,体积大,易破碎不便运输与携带,以及瓶类容器需要较多存储空间的缺点。
2)PVC软袋具有抗压、抗摔力强的特点,便于运输和紧急状况时空投用,这是软袋包装区别于瓶装输液的一个重要特征。
3)透明度较好,虽劣于玻璃瓶,但优于塑料瓶,不影响澄明度检查,可克服塑料瓶装输液澄明度差的缺点。
4)实现了全封闭式输液方式,临床使用,克服了瓶装输液的二次污染问题,提高了输液的安全性。
5)工艺简单、效率高、成本低。PVC袋装输液的制袋、灌装、封口工序是在10000级控制环境下(灌装和封口在局部100级层流保护下进行)在制袋、灌装、封口一体机上完成,制袋后无需清洗直接灌装,与玻璃瓶包装技术相比,省却了复杂的胶塞、涤纶膜、玻璃瓶清洗工序。生产工艺大大缩短,生产效率得以提升。与此同时,节省了大量的洗涤用水及生产厂房用地面积(玻璃瓶装输液生产中玻瓶存放、清洗车间、胶塞存放、清洗车间等),并且PVC材料价格低,输液的生产成本得以降低。
虽然PVC软袋输液包装技术存在上述诸多优点,但仍存在致命的弱点,限制了PVC软袋包装技术的推广:
1)PVC软袋对水、湿汽、空气的阻隔性较差,易被水、湿汽及空气渗透,不利于药液的长期储存。
2)PVC软袋对某些药物如:油溶性维生素、胰岛素、硝酸异山梨酯、氯丙嗪等,存在一定的吸附性,降低药物的疗效。
3)PVC软袋溶出物较多,2~5μm的不溶性微粒数比其他包装容器多,可能引起血管栓塞、静脉炎症、过敏反应。
4)对人体健康及环境存在潜在危害,PVC软袋生产过程中添加的增塑剂邻苯二甲酸酯(DHEP),虽然能使PVC软包装变得柔软而且富有弹性。但经研究发现这种物质是一种致癌物,它可能溶出于输液中,对患者健康造成损伤。PVC输液软袋作为一次性使用产品,用后处置焚烧时产生有害气体二恶英污染大气,对环境产生巨大的危害。鉴于此国家药检局已明确表示停止审批新的PVC软袋包装输液生产厂家。
3.2 非PVC软袋输液包装技术
以上3种输液包装技术虽然各有优点,但又都存在一定的缺点,那么是否存在一种新型的输液包装技术,兼具这3种包装技术的优点,而又无其缺陷呢?这就是90年代欧美发达国家开发出来的非PVC软袋包装技术。在日本,目前非PVC软袋包装输液已占整个输液市场的60%。
非PVC软袋包装技术经历了2个发展阶段,一是上世纪80年代到90年代的聚烯烃复合膜包装技术,软袋由不同的膜材加工融合而成,一般为3~5层。聚烯烃复合膜重量轻、透明度高、对水、湿气、空气的阻隔性好、耐热、化学稳定性及药物相容性好,是一种比较理想的包装材料,但是由于在制备复合膜的过程中,在各层膜之间使用了粘合剂,不利于膜材的稳定,同时对药液的稳定性存在潜在影响,因此该技术在输液生产的应用受到了一定程度的影响;二是近几年在对该项技术进行改进的聚烯烃多层共挤膜包装技术,该技术在制软袋过程中采用多层聚烯烃材料同时熔融交联挤出,无需加入粘合剂,消除了粘合剂对膜材、药液的稳定性的不良影响。
目前较为流行的聚烯烃多层共挤膜一般为三层结构。常用的聚烯烃多层共挤膜有2类,一类是内层、中层采用聚丙烯与不同比例的弹性材料混合,无毒、惰性且具有良好的热封性,外层为机械强度较高的聚丙烯或聚酯材料;第二类是内层采用聚丙烯与苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)共聚物的混合材料,中层采用SEBS,外层采用聚丙烯材料。
聚烯烃多层共挤膜软袋,制袋过程不使用粘合剂、增塑剂,并且膜材无溶出、不掉屑,为输液软袋的安全使用提供了保障,膜材易于热封、弹性好抗冲击,温度耐受范围广,既耐高温可在121℃下灭菌,又抗低温(-40℃);透明度高,利于澄明度检查;化学惰性、药物相容性好适宜包装各种输液;不含氯化物后处理对环境无害;生产工艺简单、自动化程度高;临床输液时软袋可完全自收缩,实现全封闭式输液,避免了输液时的二次污染,输液安全性高。目前唯一不足的就是膜材价格较高,并且专用的制袋、灌封设备多为进口,价格高昂,因此其生产成本高于其他包装技术。但可喜的是,近来国内湖南千山公司已开发出达到国际水平的同类设备,价格为进口的1/3,随着国内对该项技术的不断消化吸收,生产成本还将不断下降。
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