盡管丁基橡膠瓶塞的內在潔凈度、化學(xué)穩定性、氣密性、生物性能都很好,但是因配方復雜及所加原材料濃度梯度的關(guān)系,與一些分子活性比較強的藥物封裝后,被藥物吸收、吸附、浸出、滲透,產(chǎn)生了膠塞與藥物的相容性問(wèn)題,比較突出的是部分頭孢菌素類(lèi)、部分大輸液類(lèi)、以及較多中藥注射液制劑等。所以通過(guò)選用一種惰性柔軟涂層,覆蓋在膠塞表面,隔離藥品與橡膠瓶塞的直接接觸,這樣可以明顯改善與藥物的相容性。
今天,丁基橡膠瓶塞所使用到的各種合適膜材是國內外丁基膠塞生產(chǎn)廠(chǎng)家技術(shù)人員花費心思謀取的。
本文(中華包裝瓶網(wǎng))就丁基膠塞的膜技術(shù)現狀與發(fā)展趨勢做一簡(jiǎn)單表述,供各位同仁參閱,望對大家有所啟發(fā)。
一.丁基膠塞的膜技術(shù)現狀
丁基膠塞覆膜以后因其眾多的優(yōu)勢:譬如通過(guò)在膠塞表面形成一層膜,可有效減少膠塞與藥物之間的吸收、吸附、浸出、滲透,提高藥物的長(cháng)期穩定性;提高膠塞的機械潤滑性;大大減少由于硅油造成藥液中不溶性微粒數量的增加。
在國外,由于丁基膠塞的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展時(shí)間比較長(cháng),如日本1957年開(kāi)始生產(chǎn)丁基橡膠瓶塞,歐美各個(gè)經(jīng)濟發(fā)達國家也均于1970年初實(shí)現批量生產(chǎn)藥用丁基橡膠瓶塞;在國內,直到1992年材開(kāi)始批量生產(chǎn)藥用丁基橡膠瓶塞。同時(shí),丁基膠塞的覆膜技術(shù)國外發(fā)展的時(shí)間較早,技術(shù)相對成熟一些,如美國The West Company西氏公司、日本大協(xié)日硝公司、比利時(shí)Helvoet公司等,都有各種不同樣式的覆膜丁基膠塞,而且均具有批量生產(chǎn)的能力。在國內,由于丁基膠塞的膜技術(shù)發(fā)展相對較晚,能夠批量生產(chǎn)覆膜丁基膠塞而且產(chǎn)品質(zhì)量比較穩定的廠(chǎng)家并不多,但國內丁基膠塞廠(chǎng)家的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)大量的試驗,不斷摸索交流,也有一些廠(chǎng)家可以批量生產(chǎn)出來(lái)質(zhì)量比較穩定的覆膜丁基膠塞,經(jīng)過(guò)藥廠(chǎng)的長(cháng)期穩定性試驗,與相關(guān)藥液的長(cháng)期穩定性反映結果良好,而且根據國家局13號令的相關(guān)要求,正在進(jìn)行新型藥包材的注冊工作。下面就覆膜丁基膠塞的膜材要求、膜材的種類(lèi)、各種覆膜工藝及特點(diǎn)作一介紹。
(一)(中華包裝瓶網(wǎng))對覆膜丁基膠塞的膜材料的要求
1)、極低的氣體透過(guò)性。
2)、極強的耐水蒸氣透過(guò)性。
3)、很高的耐化學(xué)藥品性。
4)、很高的耐熱老化性。
5)、具有很高的內在潔凈度。
6)、很好的耐臭氧及耐候性。
7)、穩定的輻射消毒性。
8)、應無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染性。
9)、應具有較好的彈性。
(二)常用的覆膜材料
根據覆膜材料的特點(diǎn),最常用的覆膜材料有以下幾種:
聚二甲基硅氧烷膜
聚對二甲苯膜
聚Teflon、ETFE膜
聚酯膜等。
(三)覆膜丁基膠塞的各種覆膜工藝簡(jiǎn)介
1、貼膜技術(shù)
該技術(shù)所用膜材多為聚ETFE膜、Teflon膜、聚乙烯膜和聚丙烯膜等。其中,膜Teflon是一種惰性材料,其技術(shù)產(chǎn)品用于食品和醫藥工業(yè)已獲美國食品和藥物管理局(FDA)的認可。它的材料特性表述為氟系樹(shù)脂的分子結構中具有高鍵能的碳-氟鍵,由于碳鏈外面有氟原子形成的屏蔽效應,因此Teflon具有優(yōu)異的耐藥品性;膜ETFE(乙烯―四氟乙烯共聚物)具有很好的物理化學(xué)性能,它是一種既具有PTFE的優(yōu)異性能,又具有聚乙烯易熱塑加工且價(jià)格較低的高級材料,這種膜具有平整度極強、單面活性處理水平高的特點(diǎn)?傊,氟化聚合物優(yōu)異的材料特性,讓它在隔離藥品方面顯出關(guān)闊的應用,但是它的極低的表面能使之成為最難粘合的聚合物。 所以對材料表面處理技術(shù)的研究就顯得特別重要,這是一種能使氟化聚合物強有力地附著(zhù)于高分子彈性體表面的技術(shù)。
貼膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:熱合工藝不使用任何有機溶劑及粘接劑,所以無(wú)任何化學(xué)殘留物;與藥物直接接觸的薄膜沒(méi)有作表面處理,極小的表面張力可以減少對藥物的吸附;薄膜的致密性好,可以保證良好的屏蔽性能及與藥物的穩定性;缺點(diǎn)是:易出現膜材粘附力不強,膜易脫落,膜材彈性差,覆膜膠塞硬度較大,易出現自密封差、針刺性能差等問(wèn)題,同時(shí)價(jià)格也較貴。
貼膜技術(shù)工藝又可分為三種:
A.一次成型法制備全覆膜膠塞,工藝如下:
1)、膜表面活化處理(化學(xué)或物理方法,一般是單面處理)
2)、膠片上覆膜(將膜材活化的表面貼在未硫化的混煉膠片上)
3)、真空模壓硫化成型
4)、成型膠塞(可為頸部及密封面覆膜,也可為頸、冠全覆膜)
5)、沖切
B.二次成型法制備覆膜膠塞,工藝如下:
1)、膜表面活性化處理(化學(xué),物理)
2)、混煉膠片上覆膜
3)、真空模壓硫化成型
4)、頸部成型
5)、頸部沖切
6)、頸部和冠部硫化粘接成型
7)、頸部覆膜成型膠塞
8)、沖切
C.粘接成型的覆膜膠塞,此種工藝是先將膠塞生產(chǎn)出來(lái),在膠塞表面涂上一層粘合劑,同時(shí)將薄膜壓制成膠塞形狀,并貼在膠塞上壓緊固化即可。此技術(shù)的關(guān)鍵在于粘合劑的選擇和如何涂均勻上,否則會(huì )出現起皮或薄膜脫落,影響使用。
2、浸涂、噴涂和刷涂技術(shù)
該技術(shù)所用膜材通常是聚二甲基硅氧烷膜,它是一種具有適當分子量、生物惰性很好的交聯(lián)二甲基硅油;丁基瓶塞經(jīng)涂膜后自然的就阻止了藥品的吸附擴散,為藥品的質(zhì)量提供了保證;同時(shí),涂膜丁基膠塞表面非常光滑,在清洗和使用過(guò)程將不需進(jìn)行硅化,直接進(jìn)行消毒滅菌即可使用,可減少因硅化不均勻而引起的硅油微粒問(wèn)題。
這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:工藝路線(xiàn)相對簡(jiǎn)單,成本較低,具有較強的市場(chǎng)推廣價(jià)值,市場(chǎng)競爭力強。缺點(diǎn)是:一般的涂膜工藝存在較為明顯的缺陷是若工藝操作技能差,在丁基膠塞的垂直和斜面部位容易產(chǎn)生流掛和輕微的膜厚不均現象。
這種技術(shù)通常的工藝路線(xiàn)是: 硫化膠片活性處理→ 硫化膠片接枝處理→涂膜工藝→室溫固化→ 高溫固化→ 冷卻后固化
3、真空覆膜工藝
這種工藝在丁基膠塞上采用的覆膜材料通常是聚對二甲苯膜(poly-parylene), Parylene聚合物通常有三個(gè)品種:聚對二甲苯(Parylene N)、聚氯代對二甲苯( Parylene C)和聚二氯代對二甲苯(Parylene D)。它們各自有不同的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。他們主要的不同有沉積速度、使用溫度和介質(zhì)損耗因子。Parylene聚合物是一種化學(xué)惰性好又具有良好生物相容性的高純涂層材料,已經(jīng)經(jīng)過(guò)美國FDA認可,已廣泛使用與各種醫療器材和包材上。
真空覆膜工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:由于Parylene是一種獨特的具有熱后可塑性聚合體,Parylene涂層過(guò)程是在室溫、真空狀態(tài)下進(jìn)行,因而,能夠滲透并覆蓋在需處理的物體上,成膜均勻一致、透明;因為是干態(tài)過(guò)程,無(wú)催化劑或有機溶劑存在,無(wú)流掛、流失等液體涂層常見(jiàn)的涂層缺陷,是真正的無(wú)針孔涂層膜, 可以防潮、防酸、防堿、防菌、抗風(fēng)化、耐高溫(使用溫度高達275度)、抗嚴寒(零下200度)。
真空覆膜工藝技術(shù)的要求是:要選擇使用專(zhuān)門(mén)的真空涂覆設備,確保設備性能符合工藝要求。
真空覆膜工藝的技術(shù)路線(xiàn)是:
Parylene沉積過(guò)程
對二甲苯 活性單體 聚對二甲苯
蒸發(fā)室 裂解室 沉積室 冷阱 真空泵
Parylene沉積過(guò)程為第一步在約150℃溫度下將固態(tài)原料對二甲苯進(jìn)行蒸發(fā),第二步是在680℃溫度下將兩個(gè)側鏈碳碳鏈裂解生成穩定的活性單體,最后活性單體進(jìn)入室溫狀態(tài)下的沉積室進(jìn)行聚合沉積,瞬間吸附在基體上聚合成為聚對二甲苯薄膜。剩余的氣體經(jīng)冷阱捕集,以避免沉積物進(jìn)入真空泵。
二.丁基膠塞膜技術(shù)的發(fā)展趨勢
根據(中華包裝瓶網(wǎng))上述簡(jiǎn)介,結合目前國內外丁基膠塞膜技術(shù)的使用現狀,獲得具有良好成膜性能的丁基膠塞,具有如下發(fā)展趨勢:
1.膜的彈性和柔韌性要好,而且均勻一致。
2.膜材要具有良好生物穩定性和生物相容性,要經(jīng)過(guò)嚴格的生物學(xué)測試,測試包括急性系統毒性測試皮下毒性測試。
3.膜材和丁基膠塞成型結合后不易脫落,從而造成二次污染。
4.膜材要具有良好的隔離性能,能有效阻止藥液對丁基膠塞中的金屬離子吸收。
5.具有良好的潤滑性,由于丁基膠塞在與藥液的灌裝過(guò)程中存在運動(dòng),良好的潤滑性可保證丁基膠塞在輸送軌道上高效走動(dòng),確保藥廠(chǎng)的生產(chǎn)效率。
6.膜材要有良好的熱穩定性和耐高溫消毒性,因為丁基膠塞在不同的藥液中要經(jīng)過(guò)各種不同的滅菌消毒工藝,如高壓濕熱滅菌、干熱滅菌、輻射射線(xiàn)滅菌等。
7.工藝簡(jiǎn)單安全高效,也是丁基膠塞膜技術(shù)發(fā)展中各位技術(shù)人員所追求的。
三.小結
總之,丁基膠塞的膜技術(shù)發(fā)展在國內還是一個(gè)相對新生的事物,要批量生產(chǎn)國內廣大藥廠(chǎng)能夠接受的覆膜丁基膠塞,還需要國內丁基膠塞廠(chǎng)家的關(guān)大技術(shù)人員不斷探索優(yōu)化的,尋找合適的膜材,找到簡(jiǎn)單快捷的工藝,從而批量生產(chǎn)出來(lái)滿(mǎn)足藥廠(chǎng)需求的覆膜丁基膠塞。
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