高阻隔藥品包材之阻氧檢測(cè)技術(shù)介紹

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消費(fèi)者對(duì)醫(yī)品包裝的基本要求就是要絕對(duì)安全!
    高阻隔材料因具備優(yōu)異的阻氧性、阻濕性、密封性,可防塵、防污、防潮、防靜電,能有效避免氣體、光照和其他介質(zhì)對(duì)內(nèi)部成分的破壞,故而可延長(zhǎng)保質(zhì)期,而廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥品包裝中。
    對(duì)高阻隔藥品包材,如何判定其阻透性能(即它對(duì)氧氣的阻隔能力如何,氧氣因獨(dú)具活躍的化學(xué)特性是影響物質(zhì)腐變的主要因素),需要用專業(yè)的檢測(cè)儀器進(jìn)行專業(yè)測(cè)試判定。
    所以對(duì)包材阻氧的檢測(cè)是醫(yī)藥品包裝的核心檢測(cè)項(xiàng)目。
    因該檢測(cè)技術(shù)難度較大,精試精度要求較高,測(cè)試范圍要寬,既要模擬包裝物的自然儲(chǔ)放環(huán)境又能進(jìn)行結(jié)果校對(duì)。下面我們將著重講解藥品包材的阻氧檢測(cè)技術(shù)。
    1 高阻隔醫(yī)藥包材的阻氧檢測(cè)——壓差法與電量分析傳感器法的對(duì)比說(shuō)明
    業(yè)內(nèi)氧透的測(cè)試研究從測(cè)試原理上來(lái)分,主要有壓差法和電量分析傳感器法兩大類。
    壓差法的測(cè)定原理是用試驗(yàn)?zāi)じ舫?獨(dú)立的空間,將其中一側(cè)(高壓室)充人測(cè)定用氣體,而另一側(cè)(低壓室)抽真空,樣在試樣兩側(cè)就產(chǎn)生了一定的壓差,高壓室的氣體就會(huì)通過(guò)薄膜滲透到低壓室,通過(guò)測(cè)量低壓室的壓力或體積變化就可以得出氣體的滲透率。
    但是,在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中,由于材料的兩側(cè)存在著壓差,這會(huì)破壞某些較為脆弱的材料的結(jié)構(gòu),產(chǎn)生小的裂紋、針孔等缺陷;還會(huì)使材料產(chǎn)生形變,厚度變薄,透氣面積增大,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
    而且包裝容器的內(nèi)外壓力數(shù)是相同的,不能模擬實(shí)際使用情況。大量的事實(shí)證明,壓差法與電量分析法相比,檢測(cè)結(jié)果偏大,在低透過(guò)率時(shí),尤為明顯。同時(shí),有證據(jù)表明,用壓差法測(cè)量氧氣透過(guò)率時(shí),壓差的大小會(huì)明顯影響檢驗(yàn)結(jié)果。
    電量分析傳感器應(yīng)可以控制不同的濕度、溫度及不同氧含量的氣體,能有效地模擬包裝實(shí)際的使用條件,測(cè)試過(guò)程中試樣兩側(cè)壓力相同,有利于減少試驗(yàn)過(guò)程中的泄漏和對(duì)試樣的破壞。電量分析型氧氣透過(guò)率測(cè)試儀能準(zhǔn)確測(cè)定透過(guò)氣體中氧氣的成分,因而測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確、可靠。
    另外,還可采用標(biāo)準(zhǔn)校對(duì)。
    通過(guò)以上對(duì)比,相信我們應(yīng)該選用電量分析傳感器法。此法測(cè)試精度高,測(cè)試范圍寬(氧氣:0.008,-432000cc/m2/d9y/0.0005—28000cc/lOOin2/day;水汽002一1000g/m2/daV/0.0002—64.5g/lOOin2/day),還可模擬包裝物儲(chǔ)存的各類自然環(huán)境進(jìn)行測(cè)試,可進(jìn)行結(jié)果校對(duì),而且測(cè)試時(shí)間相對(duì)較短。
    2 電量分析傳感器法的阻氧檢測(cè)步驟
    3 醫(yī)藥品的安全包裝
    如何確保醫(yī)藥品的包裝絕對(duì)安全?除要求我們嚴(yán)控生產(chǎn)過(guò)程,嚴(yán)格按各工藝條件組織生產(chǎn)外,還要謹(jǐn)慎選擇包裝材料,要求包材供應(yīng)商提供專業(yè)的檢測(cè)報(bào)告,除涉及的衛(wèi)生指標(biāo)、拉伸性能、熱封性能、摩擦性能、透明度等常規(guī)項(xiàng)目必須全面達(dá)標(biāo)外,還應(yīng)特別針對(duì)透氧、氧濕做專業(yè)的檢測(cè)研究。而且我們建議藥品企業(yè)應(yīng)親自對(duì)材料進(jìn)行模擬惡劣環(huán)境以及各種條件下的測(cè)試,充分做好事前的檢測(cè)準(zhǔn)備功課,防患于未然,從而有效保證藥品包裝的安全。
    4 測(cè)試方法介紹
    4.1真空渡鋁產(chǎn)品氣體透過(guò)率測(cè)試方法
    時(shí)下,阻隔性包裝材料被廣泛地應(yīng)用在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。在阻隔包裝中經(jīng)常事業(yè)到的有鋁箔符合材料和真空渡鋁材料。真空渡鋁材料替代鋁箔符合材料不僅降低了生產(chǎn)成本,也減少了鋁材消耗量,因此,這種低成本和環(huán)保性的材料得到了生產(chǎn)廠家和使用廠家的一致認(rèn)可。
    真空鍍鋁材料大體可兩類:真空鍍鋁紙和真空鍍鋁薄膜。真空鍍鋁薄膜主要有:VMPET聚酯鍍鋁薄膜、VMCPP流延聚丙烯鍍鋁薄膜、VMBOPP雙向拉伸聚丙烯鍍鋁薄膜、VMCPE聚乙烯鍍鋁薄膜和VMPVC聚氯乙烯鍍鋁薄膜。這些材料均是以高分子膜作為基材,在其表面鍍鋁而形成的。真空鍍鋁材料的共同特點(diǎn)是:鍍鋁層面耐磨性差,因而容易產(chǎn)生劃痕,致密表層被破壞。
    作為阻隔性材料的真空鍍鋁紙和膜,通常以氧氣透過(guò)率和水蒸氣透過(guò)率兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)考核其阻隔性能,可分別使用兩種不同的測(cè)試方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
    4.2 水蒸氣透過(guò)率檢測(cè)方法:杯式法、MOOON透濕測(cè)試儀
    依據(jù)GB/T 1037—1988標(biāo)準(zhǔn),采用杯式法稱重原理測(cè)試真空鍍鋁膜的水蒸氣透過(guò)率。在制備試樣的過(guò)程中,封杯是一項(xiàng)重要的步驟,在此步驟中,試樣與金屬密封圈相接觸的部分不可避免地會(huì)受到一定的摩擦和劃傷,同時(shí)高溫液體蠟也會(huì)影響阻隔層,試樣的水蒸氣透過(guò)量會(huì)受到一定的影響。另外,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還要考慮水蒸氣透過(guò)的方向。因?yàn)檎婵斟冧X層面總是*露在真空鍍鋁膜的一個(gè)側(cè)面,當(dāng)水蒸氣從鍍鋁層面向基材層面透過(guò)時(shí),鍍鋁層面*露在高濕環(huán)境中,靠吸附形成的鍍鋁層就會(huì)產(chǎn)生針孔,從而增大水蒸氣的透過(guò)量,影響材料的使用價(jià)值。
    依據(jù)ASTM F 1—249—200l標(biāo)準(zhǔn),使用MOCON透濕測(cè)試儀進(jìn)行水蒸氣透過(guò)率實(shí)驗(yàn)。試樣通過(guò)上、下兩腔夾緊固定,固定裝置不會(huì)對(duì)試樣產(chǎn)生過(guò)多的摩擦。實(shí)驗(yàn)腔的下腔裝有蒸餾水或鹽溶液,形成了各種濕度環(huán)境,所以此方法也要注意水蒸氣透過(guò)的方向。
    根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié):對(duì)鍍鋁層*露在表面的真空鍍鋁復(fù)合膜進(jìn)行水蒸氣透過(guò)率測(cè)試實(shí)驗(yàn)時(shí),鍍鋁層面應(yīng)盡可能朝向低濕環(huán)境一側(cè),特別是在相對(duì)濕度100%的環(huán)境中更要如此,以減少水蒸氣對(duì)鍍鋁層致密性的影響;在實(shí)驗(yàn)方法上,依據(jù)ASTM F1249—2001—標(biāo)準(zhǔn),使用MOCON透濕測(cè)試儀可以較好地避免實(shí)驗(yàn)操作對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響,獲得試樣原始狀態(tài)下的測(cè)試結(jié)果。
    4.3 氧氣透過(guò)率檢測(cè)方法:壓差法、等壓法
    依據(jù)GB/T 1038—2000標(biāo)準(zhǔn),采用壓差法原理測(cè)試真空鍍鋁膜或紙的氧氣透過(guò)率。實(shí)驗(yàn)步驟如下:密封、固定試樣一對(duì)實(shí)驗(yàn)腔抽真空一上腔充氧氣一對(duì)下腔繼續(xù)抽真空一停止抽真空開(kāi)始測(cè)試。真空鍍鋁材料的耐磨性差,而這種方法在固定試樣時(shí),實(shí)驗(yàn)腔的上下腔是靠夾具施加壓力來(lái)鎖緊的,密封圈處會(huì)對(duì)試樣產(chǎn)生很大的摩擦力,從而使材料的耐磨性變差。另外,真空鍍鋁膜的鍍鋁層通常依靠靜電吸附在基材上,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中鍍鋁層朝向下腔時(shí),抽真空的步驟中會(huì)使鍍鋁層受到一定影響,降低阻氧性能。而真空鍍鋁紙質(zhì)地硬且脆,相對(duì)于膜材剛性較大,采用壓差法實(shí)驗(yàn)存在著密封性不好,密封、固定時(shí)易損傷鍍鋁層的缺陷。
    因此,測(cè)試真空鍍鋁材料的氧氣透過(guò)率時(shí),建議采用等壓法測(cè)定。依據(jù)ASTM D 3985—2002標(biāo)準(zhǔn),使用MOCON透氧測(cè)試儀。一方面,在密封、固定試樣的步驟上,MOCON透氧測(cè)試儀的密封措施較好,固定裝置能夠避免反復(fù)摩擦;另一方面,該方法不存在抽真空步驟,因此不必?fù)?dān)心鍍鋁層的質(zhì)量受到影響,可以從材料的兩側(cè)考察氧氣透過(guò)率。