创造良好环境,促进药用塑料容器更好\更快发展

时间:2022-09-28 03:33:21

创造良好环境,促进药用塑料容器更好\更快发展

药用塑料容器是指与药品直接接触的塑料包装容器,主要包括塑料瓶、铝塑泡罩包装、条包装、袋包装等,其中药用塑料瓶是主要组成部分。有关资料显示,目前全国药品包装行业的年产值已达150亿元,而药用塑料包装材料占片剂总包装量的95%以上。由此看来,药用塑料容器有较大的发展潜力,在医药产业的发展过程中具有举足轻重的地位。20世纪90年代以来,国内药用塑料产品发展很快,但从总体上看,与世界先进水平还有差距。特别是从目前该领域的发展情况来看,基本还停留在各相关企业孤军作战的状态,集约化水平不高,整体发展缺乏从设计到研发成体系的战略性布局。在新的形势下,为加快推进中国生物医药产业的发展,逐步缩小并赶上世界先进水平,须将药用塑料容器作为医药发展的一个专业门类深入分析和研究,从各个方面为这个与医药产业发展密切相关的领域创造良好的环境。

1 药用塑料容器为制药工艺重大变革作出了突出贡献

药品制造作为规模工业生产过程至今已有100多年历史。尽管在这过程中,制药装备有很大变化,但是制剂特别是各类液体和固体类的药品生产过程变化并不大,主要包括粉碎、造粒、干燥、压片、包装和入库等步骤。在这过程中有一步与产品质量关系紧密的步骤就是药品容器的清洗与灭菌。药品成形以后,不可能运输转移到患者手中,必须用适合一定疗程计量的单位加以盛装。这种包装物直接与药品接触,与其它工业产品的包装不同,必须满足不同类型药品封闭、清洁和显示剂量等特殊要求。为了达到这一要求,100多年来的制药企业都设有药品容器洗涤、堆放和传输工段。尽管它不是制剂的核心制造部分,但却严重影响和制约着药品的发展。

20世纪60、70年代,我国固体剂型的药品包装主要采用黄网玻璃瓶。这种传统的药品容器的原料主要是钠钙玻璃,其优点是化学稳定性较好,但弊病也相当明显:1)玻璃瓶制造耗能、耗时,生产成本高,在制造过程中劳动强度大,还会产生粉尘、废水、噪音,污染环境。20世纪90年代后,随着玻璃原材料及融化玻璃的燃油价格不断上涨,上海玻璃制品生产企业普遍陷入亏损境地。玻璃瓶脆性大,在运输和使用过程中的破碎率高达10%~30%。2)在制药厂使用玻璃瓶盛装药品前,需对瓶体进行搬运、超声清洗、隧道烘箱烘干、灯检等过程,玻璃瓶在隧道烘箱烘干必须达21 min以上,全过程一般需要40 min左右。尽管如此,也很难保证100%达到药用质量标准的要求。在相当长一段时期内,药品容器是药品质量的主要问题。

到了20世纪90年代,随着整个世界药品生产质量和安全规范水平的提高,我国政府也启动了新一版的GMP认证工作。其中一个相当普遍性的认证“瓶颈”就是药品容器的清洁度质量标准如何达标的问题。许多企业为此伤透了脑筋。即使比过去增加更多的投入来改进有关硬件设施,也未必能达到相关要求。

在此背景下,从20世纪80年代初开始引进并逐步发展起来的药用塑料容器、尤其是优质药用塑料瓶成为药界普遍关注的一个领域。

药用高密度塑料瓶的外部形状有圆形、方形、椭圆形等。圆形瓶体的应用量最大,尤其是容量15 mL至200 mL的瓶体,其特点是瓶体壁厚均匀,吸收外来冲击能量的能力较高,生产成本较低,但储存或运输时有效体积的利用率低。而方形瓶体储存的有效体积利用率高,稳定性能好,但较易发生瓶体鼓胀变形现象。椭圆形瓶体在药品包装上应用量最少,在化妆品包装中用得较多。由于高密度塑料瓶用量较大,外形美观,适用于固体剂型包装,其瓶外型设计具有各种特色。圆形瓶口、瓶颈、瓶肩、瓶身和瓶底的设计都比较合理,具体表现在以下几个方面:

1)灌装便捷。药用塑料瓶在瓶口直径的设计上通常是考虑盛装药品体积加上适当余量空间。塑料瓶颈部处的螺纹形状的横截面多数呈半圆形,从外部看是双头细螺纹,也有呈梯形的螺纹,称为单头螺纹。瓶口颈部螺纹的形状与瓶盖有良好的互配性,瓶口与瓶盖的配合并施加扭力后的紧密度有很强的阻湿性能。在瓶盖内有密封的垫圈,外部采用防盗式盖。这种防盗瓶盖可对密封破坏提供可见的痕迹,其结构主要是瓶盖周围沿侧裙底有一圈小孔,以形成断开线。当扭转瓶盖时,由于波形翻边棘爪紧锁于瓶口下端的凸环下,反旋转瓶盖即可沿折开线与锁圈分离。现在塑料瓶口均采用铝箔垫片电磁感应封口,具有同时防潮、密封和防盗性能。

2)瓶体强度高。从纵向解剖瓶体剖面看,瓶颈与瓶肩部有两个相切的圆弧半径组成,并从切点分成两段的圆台旋转体,设计时精确计算出瓶颈与中心线的距离、肩部半径、颈部圆弧半径以及影响瓶肩强度的瓶肩部位和倾斜角度,可确保在盛装和储存药品及使用过程中瓶体不发生肩部破裂现象。

3)抗内压能力强。药用塑料瓶身呈圆柱形的圆形回转体,瓶壁过厚会增大瓶体的重量,使原材料消耗增大,同时瓶内应力增加,收缩量也会增大,而瓶壁过薄则难以吹塑成型且强度低、易渗透。一般要求是,除瓶口处加强筋和螺纹部位较瓶体厚度大以外,其它部位壁厚应保持均匀。为提高塑料瓶的阻隔性及其强度,瓶身厚度取值一般在1.2~1.5mm。塑料瓶底部的设计较多采用凹底或平底双圆角结构。凹底即瓶底向瓶内凹起形成拱穴,可增强瓶体抗内压能力,并保证瓶体的稳定性能。

4)由于优质药用塑料瓶在符合GMP要求的净化车间中生产,洁净等级与药厂灌装工段同级,制药厂无需进行瓶体清洗、消毒即可直接灌装,明显降低了药厂的生产成本。

药用塑料瓶的这些特点,直接促成了许多医药企业制造工艺、工序乃至厂房装备的重大革命。原来庞大的药用玻璃瓶洗涤、检测工段被完全革除,曾使许多企业头疼的GMP认证“瓶颈”也迎刃而解。

小小塑料瓶,制药大贡献。当今天我们重新审视这一历史过程时,必须认识到,不能忽视药用容器在药品生产过程中的重要地位:没有合适的药品容器,医药产业不可能全面发展。这几年药品制造过程重大工艺性变革的发生,药用塑料容器大规模替代传统的玻璃容器是一个不可否认的促成因素。

2 伴随新材料革命,塑料药用包装品发展方兴未艾

当今世界,新材料发展很快,从而直接促进了药用塑料容器日新月异的变化。这种变化的突出特点是以材料变化为动因,以装备提升为动力,以设计创新为导向。我们必须深刻认识和把握这种发展趋势。

从表面上看,药用塑料容器形态并无大的发展。但有识之士普遍认为,药用塑料产品科技含量很高,主要表现在3个方面:塑料材质的水平、压注技术水平和外形设计的新颖性。

从材料方面看,在我国推广应用的用于中医药颗粒剂、粉剂、散剂等包装的塑料复合膜袋,主要发展以下几个品种:1)双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜;2)流涎法聚丙烯薄膜(CPP);3)聚酯薄膜(PET);4)聚偏二氯乙烯薄膜(PVDC)。而现在世界上性能更好的COC塑料原

料已经问世。这种材料具有更高的透明度,透明性能可与玻璃相媲美,可以一目了然地看清包装中的药品,极大地提高药品的美观性;韧性很好,重量轻,不易碎,同玻璃瓶相比,装液体药品,使用、运输更加安全,破损率明显降低;高纯度、低可萃取性、生物相容性好,无玻璃瓶的脱片风险,能使保存的药品维持最大程度的安全性和有效性,满足静脉注射、肌肉注射药品包装的要求,是替代玻璃粉针剂瓶最理想的升级包装品。此外,这种材料可以进行高温水蒸气消毒杀菌。生产工艺与玻璃瓶相比,具有能耗低、自动化程度高、无工业“三废”等特点。上海海昌医用塑胶厂经过5年的研究和试验,先后同美国、欧洲的企业合作、交流新型材质的加工技术,已经开发出新型模具和新工艺生产的COC(α-烯烃和环烯烃的共聚物)模抗瓶,技术达到了国际同类技术的先进水平,与欧美药品包装容器制造巨头(美国的奥埃公司和欧洲的雷盛公司)保持了新工艺技术的同步发展。

另外,能完全隔绝潮气和氧气的防潮、防渗氧新材料也已经问世,能解决某些药品和精密医疗器械在潮湿环境中容易变质或受损、从而导致药效降低甚至失效的包装问题。具有高弹性的容器塑料也已经投入商业使用。上海海昌厂已经使用这种原料成功地为伤口喷洒止血粉设计了塑料罗纹状挤压喷雾瓶。

从压注技术方面看,塑料压注机械与数字技术的应用对于药用塑料容器生产的先进化程度关系极大。在20世纪,随着石油化工业的快速发展和塑料粒子技术的提升,塑料压铸技术得到迅速发展。塑料压注技术主要包括高精度的模具、高压强的塑料粒子机械挤压和数字化控制。实施这一技术,离不开配套装备、软件开发和一流的技术工人等。这些年来,我国塑料压注技术发展很快,但与世界上先进水平比较仍然有不小差距。特别是许多企业使用的药用塑料容器压注装备,与德国同类装备的先进水平相比,尚有明显的差距。德国的同类装备单位压强大,数字化水平高,所生产的产品密度高、均匀度好,基本不会发生应力集中部位厚度不够的问题。而目前,在我国生产药用塑料容器的单位中,除个别企业外,大部分企业的装备水平比较落后。

从设计创新方面看,发展也非常快。美国SABICInnovative塑料公司(原为美国通用电器公司下属的一家塑料公司)不久前宣布,该公司已开发出一种新型多层挤塑药瓶。它由3层不同的塑料材料组成:最外层为尼龙材料(耐冲击性好),中间层为聚醚酰亚胺(PEI)材料,最里层为新型高分子聚合物聚碳酸酯(PC)材料。这种新型多层挤塑药瓶有极佳的生物相容性,适用于食品、药品等各种产品的直接包装,同时具有极高的透明度和良好的密封性,能隔绝潮气和氧气,不仅能用作常规血液制品(如人血白蛋白和纤维蛋白胶原等产品)的直接包装,也可作为各种生物工程药品(如干扰素、各种单克隆抗体药品)的包装材料。这种药瓶采用相同材料制成拉盖,使用十分方便。

另据报道,美国Weatherchem公司开发出一种新型拉盖药瓶。这种智能化声控流量药瓶能精确地控制药液的倒出量,并且在倒出时使药液发出清晰的滴答声,老人在服药时只需用大拇指按住瓶盖,将瓶身倾倒,瓶中药液即可呈线状流出。患者只要按说明书上的指示,数出相应的滴答声即可知道流出了多少剂量的药液,从而有效防止服药过量。有关专家预计,这种附有智能化声控药液流出指示装置的药瓶将受到制药厂商的欢迎,市场前景十分广阔。

美国Alcan药瓶包装材料公司开发出一种带有植入式电子身份证(RFID)码的新型塑料药瓶,只要用特制扫描仪对准它一扫描,即可获得产品的所有信息,如生产商、生产日期、产品批号、产品名称等。这种药瓶的瓶身事先被埋入了无线扫描芯片,可供多种医药产品包装使用,最大优点是难以被仿制。

大量资料表明,一些发达国家高度重视药用塑料容器的研发,新产品、新设计层出不穷。这种发展与药品产业紧密相关,不仅更好地保证了药品质量,且可提供给药安全、准确、按时等附加功能,在药品包装领域有广阔的发展空间,并能明显提高药品的附加值。可以预言,在未来医药产业的发展布局中,药用塑料容器的地位将越来越重要。

3 创造良好环境。促进药用塑料容器行业更好发展

近10年来,我国药用塑料容器发展较快。但冷静分析后可以看出,这种发展相当程度是GMP改造与优质药用塑料容器进入我国这两个因素相结合的产物。它一方面证明了发展药用塑料容器的必然性,另一方面也暴露了我国发展药用塑料容器存在的问题。

1)从总体上看,对药用容器的发展缺乏战略性产业布局。相当一部分药用塑料容器制造企业是在许多药厂革除原来玻璃容器洗涤工序,开始转用塑料容器的情况下快速上马的。这造成了短时间内出现大批药用塑料容器厂,而后又有不少企业快速倒闭的状况。在进一步发展塑料药用容器方面,企业目前基本上处于自发状态,没有宏观导向。

2)药用塑料容器涉及化工材料、机械制造、数字化控制等方面,合成性强,要真正赶上世界水平,仅靠目前药用塑料容器制造企业单兵推动是很难成功的。虽然近年我国药用塑料容器规模、数量上发展比较快,但是基本上是跟在别人后面走,几乎没有什么专利和原创性的发明。要改变这种状况,必须有一个与药用塑料容器发展相适应的组织和足够的投入。

3)药用塑料容器市场管理水平尚不如药品市场。一方面,为照顾现有不少药用塑料容器制造企业的实际水平,在质量标准制定方面与国际水平并没有接轨;另一方面,药用塑料容器检测手段也相对落后,一些制药企业药品本身并没有问题,但放在密度不高的塑料瓶内,因其阻透性和阻湿性不强,导致内容物发生氧化变色、变质,究其原因是缺乏检测药用塑料容器密度均匀性的仪器。

为实现药用塑料容器又好、又快发展的目标,须从以下4个方面共同创造良好的环境:

1)要确立药用包装容器是药品一部分的观念。尽管大家都知道药品必须有与之配套的包装容器,但许多人并没有把这类产品真正地视为药品的一部分。例如,在讨论医药产业发展的过程中,关注的往往是具体的药物,很少谈及药用容器的发展;在研究政策的时候,很少思考如何鼓励药用容器的创新。这实际上是片面的。《中国药典》指出:药品包含内容物、包装和标签说明书。这一定义非常明确地把药物包装作为药品的有机组成部分,使我们研究药用塑料容器发展有了明确的方向。

2)要把药用容器技术水平作为药品定价的重要依据,实行药用容器优质优价,鼓励更多制药企业使用科技含量高的高质量药用塑料容器。国外一些知名医药企业非常重视药用容器的选择,它们不仅关心外形,而且十分关注内在质量,更关心生产塑料容器的装备等。这种成本在其药品价格中得到了充分体现。而我们的药品定价基本不考虑药用容器的因素,制药企业为了谋求低成本,很难自觉追求高质量的包装容器。

3)要按照扶持高新技术产业的要求,支持和扶持药用塑料容器的新品研发。在进行产业发展布局和新药研发的规划及投入过程中,要有药用塑料容器应有的地位。要制定相应的鼓励政策,支持医药企业、药用塑料包装制造企业对药用塑料容器的研究创新,尽快缩短我国药用塑料容器与国际先进水平的差距,为我国医药产业走向世界创造必要条件。

4)要进一步加强药用塑料容器领域的行业管理。要在目前基础上,进一步瞄准世界先进水平,逐步健全和提高药用塑料容器的质量标准;要加强药用塑料容器检测场所和检测手段的建设,使各类药用塑料容器能够完全纳入药品检测体系,得到及时、准确的检验;同时还要进一步加强药用塑料容器的市场管理,防止偷工减料、掺假、以次充好等恶意竞争现象的发生,确保药用塑料容器行业健康、持续、快速发展。

药用塑料容器具有广阔的发展前景,我们既要充分肯定这些年来我国在推进药用塑料容器发展方面的成绩和贡献,又要冷静看到当前药用塑料容器发展中的问题,遵循药用塑料容器发展规律,不断有新的建树、新的发明,使这一容易被忽视的领域与中国医药产业的现代化和走向世界相匹配。

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