軍品藥材包裝材料的要求、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

田 豐，杜振杰，劉長軍，李 釩，楊 健，關(guān) 靜，王春來

軍品藥材包裝材料的要求、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

田 豐，杜振杰，劉長軍，李 釩，楊 健，關(guān) 靜，王春來

闡述了軍品藥材包裝材料的基本要求、應(yīng)用現(xiàn)狀及今后研發(fā)趨勢，介紹了常用藥材、無菌藥材通用包裝的材質(zhì)結(jié)構(gòu)、包裝特性和滅菌方法以及最新研究成果，展望了藥材包裝材料發(fā)展趨勢，以期為軍品藥材包裝材料科研、使用及相關(guān)管理部門提供有益參考。

軍品藥材；包裝材料；綠色包裝；阻隔性；無菌

0 引言

軍品藥材包裝具有保護(hù)內(nèi)容物、利于裝運和儲存、方便供應(yīng)和使用的功能，對于提高軍用藥材防護(hù)水平具有重要作用，其中包裝材料的合理選擇是決定藥材包裝質(zhì)量優(yōu)劣的主要因素之一。軍用藥材按其特性可分為藥品、衛(wèi)生材料和衛(wèi)生裝備[1]，它們對包裝材料的需求有共性也有特性。

1 藥材包裝材料的要求

藥材包裝材料一般指直接與藥材接觸的材料，即內(nèi)包裝材料。其通常應(yīng)符合以下要求[2-3]：微生物屏障特性；生物相容性和毒理學(xué)特性；物理和化學(xué)特性；成型和密封過程適應(yīng)性；滅菌過程適應(yīng)性；標(biāo)簽系統(tǒng)適應(yīng)性。此外，還要考慮其他要求：經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。采用可回收再利用或可降解的綠色藥材包裝材料是藥材包裝今后的發(fā)展方向。

2 藥材包裝材料的現(xiàn)狀

2.1 常用包裝材料

常用的藥材包裝材料有5種，即玻璃、塑料、金屬、橡膠及以這些材料為基礎(chǔ)的復(fù)合材料[4-5]。

玻璃材料是最常用的藥品包裝材料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、阻隔性好、不受大氣影響，被廣泛用于注射劑、粉針劑（凍干粉針劑和小容量注射劑）密封安瓿包裝和大劑量輸注液體、口服液、生物制品及血液制品等密封包裝。但玻璃包裝遇到堿性物質(zhì)時抗腐蝕力會降低，且玻璃容器不便于運輸。

塑料材料具有質(zhì)地輕、可塑性強、易于運輸?shù)葍?yōu)點，是應(yīng)用最廣泛的藥品包裝材料，如常見的片、膠囊、丸、顆粒等固體制劑和各種液體制劑的包裝。塑料瓶（袋）的材質(zhì)以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）和聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）為主。聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）作為藥品泡罩基材，更利于藥品在濕、潮、汽環(huán)境下的保存[6]。塑料復(fù)合膜袋外層主要采用紙、鋁箔等具有較好耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和印刷性能的材料，內(nèi)層主要采用PE、PP、軟PVC等具有出色熱封性的材料。此外，各種拉伸薄膜PP、雙向拉伸聚丙烯（biaxially oriented polypropylene，BOPP）、聚酰胺（polyamide，PA）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、醋酸纖維素（cellulose acetate，CA）、硬PVC等也可作為外層材料[6]。塑料材料對藥物穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在對藥物的物理吸附作用、有機(jī)添加劑的擴(kuò)散浸出、聚合物的降解產(chǎn)物及透氣、透濕性等方面。近年來，PVC材料對用藥安全性的影響逐漸引起人們的重視，非PVC聚烯烴軟包裝迅速發(fā)展。

金屬材料由于化學(xué)性質(zhì)相對活潑，堿性條件下耐腐蝕性低，相對較少應(yīng)用于藥品包裝。近年來，研發(fā)熱點主要集中在鋁-鋁包裝材料方面，如粉針劑包裝鋁蓋、液體膏劑及氣霧噴劑包裝瓶身，目的是利用其較強的阻隔性，延長低化學(xué)穩(wěn)定性藥劑的有效期。另外，金屬材料作為藥品包裝材料成本較高，長期儲存易氧化變色或銹蝕。

橡膠材料用于藥品包裝主要是制造液體藥劑容器的瓶塞、密封墊片或墊圈，可分為天然橡膠和合成橡膠2類。橡膠材料彈性好且方便清洗，不會在外力的作用下碎裂，方便運輸和儲存。但橡膠材料與藥物接觸過程中，橡膠中含有的雜質(zhì)及有機(jī)添加劑會發(fā)生擴(kuò)散遷移現(xiàn)象，容易導(dǎo)致藥物被污染或藥效被破壞。

2.2 無菌包裝材料

藥品與衛(wèi)生耗材用無菌包裝材料須允許滅菌介質(zhì)（如高壓蒸汽）透過，同時又要求提供有效的生物屏障作用，防止藥品或衛(wèi)生耗材在消毒滅菌后的儲存和運輸過程中再次污染。目前，國內(nèi)一次性使用的無菌包裝材料主要是醫(yī)用皺紋紙、紙塑包裝袋和無紡布，重復(fù)使用的無菌包裝材料主要是純棉布[7]。藥品與衛(wèi)生耗材用無菌包裝材料需遵循歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 868-2[8]或國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11067[9]及國家標(biāo)準(zhǔn)GB 19633[10]。

醫(yī)用皺紋紙具有一種規(guī)則排列的多孔結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可使高壓蒸汽等滅菌介質(zhì)通過微孔滲透進(jìn)入包裝內(nèi)部，而細(xì)菌等微生物則被有效阻隔。手術(shù)器械和各種治療器械使用醫(yī)用皺紋紙進(jìn)行包裝滅菌效果良好。此外，醫(yī)用皺紋紙也可應(yīng)用于無菌洞巾和相關(guān)覆蓋物。細(xì)菌滲透過濾性能研究顯示[11]，醫(yī)用皺紋紙細(xì)菌滲透過濾率達(dá)98%，純棉布為8%～30%，表明前者有較好的細(xì)菌阻隔作用。手術(shù)或治療器械使用醫(yī)用皺紋紙包裝滅菌后，根據(jù)倉儲環(huán)境條件溫、濕度的不同，儲存期為30～210 d，而純棉布包裝滅菌后儲存期為7～14 d[12]，因此其實際成本低于純棉布[13]。與其他包裝材料相比，醫(yī)用皺紋紙也存在受力時易撕裂、刺穿等不足，且由于其不耐水浸，因此不適合下排氣蒸汽滅菌法，而適用預(yù)真空蒸汽滅菌法和環(huán)氧乙烷滅菌法[14]。

醫(yī)用紙塑包裝袋由紙與塑料2種不同材質(zhì)經(jīng)熱合工藝處理而成，外層為特制紙張，內(nèi)層為聚酯-聚丙烯透明塑料薄膜，復(fù)合了2種材質(zhì)的優(yōu)勢，在一定范圍壓力作用下空氣及蒸汽可透過包裝，不吸潮、易干燥，在背面貼有可進(jìn)行化學(xué)監(jiān)測蒸汽滅菌過程或效果的變色標(biāo)志。醫(yī)用紙塑材質(zhì)十分適合包裝各種敷料耗材或手術(shù)器械等，適用于低溫甲醛蒸汽、濕熱蒸汽或環(huán)氧乙烷滅菌方法。但其有封口失敗及濕包問題，需加以注意。在阻菌效果的研究上[15]，國產(chǎn)紙塑包裝經(jīng)高壓蒸汽滅菌或環(huán)氧乙烷滅菌，保存期為3～6個月，進(jìn)口紙塑包裝保存期為6～12個月，因此紙塑包裝比棉布包裝的消耗成本低[16]。

醫(yī)用無紡包裝布是一種新型的合成包裝材料，其質(zhì)感柔軟，阻菌、阻水、機(jī)械強度較好，使用時產(chǎn)生微粒少，適合濕熱蒸汽滅菌。經(jīng)阻菌效果研究發(fā)現(xiàn)[17]，33 g/m2克重、4層包裝的無紡包裝布滅菌后保存期為30 d，28～35 g/m2克重、2層包裝的無紡包裝布滅菌后的保存期為20 d。需指出的是，醫(yī)用無紡包裝布與醫(yī)用無紡布不同，前者同時具備透氣和阻菌能力，后者透氣但不阻菌，實際包裝過程中應(yīng)注意區(qū)分二者。醫(yī)用無紡布包裝滅菌后存放期基本等同純棉包裝布。相關(guān)研究表明，醫(yī)用無紡包裝布成本消耗最低[12]。

純棉包裝布指140支/ft2（1 ft2=929.03 cm2）的天然棉布，目前國內(nèi)有超過70%的醫(yī)療機(jī)構(gòu)仍在使用純棉布包裝[18]。其使用成本相對經(jīng)濟(jì)，抗張力和柔軟性能較突出。但其也明顯存在一些不足：無論在濕性、干性條件下均能滲透微生物；存在肉眼很難發(fā)現(xiàn)的小孔、洞；會釋放棉塵污染室內(nèi)空氣；使用后需要清洗等。目前歐美國家已很少使用，我國應(yīng)倡導(dǎo)逐漸減少其用量。文獻(xiàn)報道[19]，純棉布在阻菌方面不及其他包裝材料，經(jīng)其包裝滅菌的物品存放期在7～14 d，在成本消耗上也高于其他種類。

2.3 外包裝、中包裝和緩沖包裝材料

藥材包裝除內(nèi)包裝外，通常還有外包裝或中間包裝。外包裝主要有紙箱（盒）、木箱、金屬箱、塑料箱及其復(fù)合材質(zhì)箱（盒），中間包裝通常采用紙盒、塑料盒（袋）等。某些易碎、精密藥材還有緩沖包裝，常用泡沫塑料、氣墊薄膜等。

3 藥材包裝材料的展望

隨著科技的進(jìn)步，各種新型包裝材料不斷涌現(xiàn)，高性能、多功能、美觀經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的包裝材料在藥材包裝領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景，也是今后發(fā)展的必然趨勢。

3.1 高阻隔性包裝材料

高阻隔包裝就是利用阻隔性優(yōu)良的材料阻止氣體、水汽、顆粒物、光線等進(jìn)入包裝內(nèi)，保證藥材的有效性。高阻隔藥品包裝常常用多層復(fù)合結(jié)構(gòu)樹脂膜，一般包括接觸層、阻隔層和黏接層，其中關(guān)鍵材質(zhì)是阻透性聚合物樹脂，常用的材料有聚偏二氯乙烯、乙烯/乙烯醇共聚物、聚丙烯腈共聚物和PET等，目前聚偏二氯乙烯復(fù)合膜作為高阻隔包裝材料，使用量居世界首位[20]。

聚萘二甲酸乙二醇酯（polyethylene naphthalate，PEN）材料以較高的防水性、氣密性、抗紫外線性以及耐熱性、耐化學(xué)性、耐輻射性而著稱，但受合成技術(shù)限制，其應(yīng)用成本較高，目前研究顯示，合金化有望成為擴(kuò)大PEN應(yīng)用范圍的有效途徑之一[21]。

3.2 綠色環(huán)保包裝材料

發(fā)展綠色包裝已成業(yè)界共識，但開發(fā)可降解、易回收、不污染環(huán)境、不影響藥材性能的環(huán)保型藥材包裝新材料是一項任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)。

充分利用天然生物資源，擴(kuò)大品種，提高技術(shù)含量是包裝生態(tài)化的重要方向之一。目前應(yīng)用較多的當(dāng)屬蜂窩紙板，其空間結(jié)構(gòu)優(yōu)，具有緩沖性能較好、平壓性能和靜態(tài)彎曲強度較高，隔音、隔熱性能優(yōu)良，易回收利用，成本低等一系列優(yōu)點。3D折疊型蜂窩紙芯方便加工、質(zhì)量小且具有較好的保護(hù)作用[22]。用甲殼素加工制備的包裝材料具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐光性、耐藥品性、耐油脂性、耐有機(jī)溶液性、耐寒性等，在性能方面優(yōu)于紙張[23]。

合成可降解高分子材料是發(fā)展綠色包裝的另一個重要途徑。低醇解度的聚乙烯醇（polyvinylalcohol，PVA）是水溶性包裝膜的主要原料，具有水和生物2種降解特性，有較好的包裝特性及環(huán)保特性。日、美、法等國已大批量生產(chǎn)銷售此類產(chǎn)品，如美國W.T.P公司和C.C.I.P公司、法國GREENSOL公司以及日本合成化學(xué)公司等[23]。日本研發(fā)出一種木粉塑料包裝材料，經(jīng)木粉制取多元醇，與異氰酸酯反應(yīng)，合成聚氨酯。其抗熱能力極強，可用于制作耐溫型包裝袋，此包裝袋廢棄后被土壤中的微生物重新分解為無害物質(zhì)。聚乳酸（polylactic acid，PLA）作為可吸收塑料，在藥材包裝方面的應(yīng)用也正快速發(fā)展[20]。

3.3 納米復(fù)合包裝材料

納米復(fù)合包裝材料與傳統(tǒng)包裝材料相比，具有明顯的優(yōu)越性，如較高的機(jī)械性能、優(yōu)異的物理化學(xué)性能、優(yōu)良的加工性能、較好的生態(tài)性，預(yù)示了納米材料在包裝領(lǐng)域未來的廣泛應(yīng)用前景[24]。

（1）納米抗菌包裝材料。納米二氧化鈦（TiO2）具有抗菌殺毒、吸收紫外線、自清潔、阻隔性良好等優(yōu)異特性，與塑料復(fù)合可制成抗菌效果優(yōu)良的包裝材料。納米銀（Ag）粒子和低密度聚乙烯（low density polye-thylene，LDPE）樹脂共混后制造的包裝薄膜對細(xì)菌殺傷能力可達(dá)98%，且吸附能力、滲透能力也很強。納米氧化鋅（ZnO）粒子與聚合物共混后得到的復(fù)合包裝材料不僅具有良好的力學(xué)性能、紫外吸收性，其抗菌性能也非常優(yōu)異[25]。

（2）納米控溫包裝材料。納米二氧化釩（VO2）具有熱致相變特性，與高分子材料復(fù)合可制成新型控溫包裝材料[26]。研究表明，在納米VO2中摻雜鎢、氟元素，可有效降低其相變溫度至需要值。

4 結(jié)語

軍品藥材包裝活動是為滿足人類對醫(yī)療戰(zhàn)備物資保護(hù)的需求而產(chǎn)生的?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭醫(yī)療物資消耗品量巨大，軍品藥材包裝范圍和內(nèi)容也隨之發(fā)生了深刻變化。發(fā)達(dá)國家包裝工業(yè)值已占其國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%以上，我國包裝工業(yè)以平均高于18%的年增長率迅速發(fā)展，其中包裝材料占據(jù)了非常重要的位置。新型包裝材料廣泛應(yīng)用于軍品藥材包裝是做好軍事斗爭準(zhǔn)備的客觀要求，期望通過對包裝材料要求、性能的介紹，對今后發(fā)展趨勢的展望，為軍品藥材包裝材料科研、使用及相關(guān)管理部門提供有益參考。

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（收稿：2014-01-10 修回：2014-12-14）

Requirements,research status and development trend of military medicine packaging materials

TIAN Feng,DU Zhen-jie,LIU Chang-jun,LI Fan,YANG Jian,GUAN Jing,WANG Chun-lai
(Institute of Medical Equipment,Academy of Military Medical Sciences,Tianjin 300161,China)

The basic requirements,present status and development tendency of military medicine packaging materials are elaborated.The quality,structure,characteristics and disinfection technique are introduced for the general packaging of conventional and sterile medicine.The development trends of the medicine packaging materials are explored to provide references for corresponding facilities.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（3）：107-109]

military medicine;packaging material;green packaging;barrier;sterile

R318；R82；R197

A

1003-8868（2015）03-0107-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.03.107

全軍后勤科研計劃重大子項（AS311L003）；全軍后勤科研計劃重點項目（BS311C027，BWS11L013）

田 豐（1964—），男，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事現(xiàn)場急救器材、衛(wèi)生裝備與包裝工程方面的研究工作，E-mail：tianfeng62037@163. com。

300161天津，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所（田 豐，杜振杰，劉長軍，李 釩，楊 健，關(guān) 靜，王春來）

杜振杰，E-mail：yangduhan@yeah.net