藥包材阻隔性測試方法與選擇

王海燕

近年來，藥品用塑料包裝材料及制品的產(chǎn)量快速增長，新材料、新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，極大地改善了藥品的包裝狀況，包裝形式也由普通的玻璃瓶裝、蠟丸封裝、塑料瓶裝等轉(zhuǎn)化為復(fù)合軟包裝袋、鋁塑泡罩等形式。然而，不管藥包形式如何變化，阻隔性始終是考量包裝材料的重要指標(biāo)之一。實踐證明，采用高阻隔性包裝材料可有效提高藥品的保存質(zhì)量，且能夠避免藥品在保質(zhì)期內(nèi)變質(zhì)。因此，高阻隔性包裝材料在藥包上得以迅速推廣和應(yīng)用。然而，目前我國藥包領(lǐng)域?qū)Πb材料阻隔性試驗方法的認(rèn)識比較混亂，尤其是對測試方法的選擇，存在較大的隨機性。測試方法的不同，將會產(chǎn)生不同的測試結(jié)果，這無疑會影響藥包材的正確選用，因此國家有必要規(guī)范藥包材的檢測方法。考慮到材料選購及性能比對，我國食品藥品監(jiān)督管理局于2003年制定了YBB0008-2003《氣體透過量測定法》以及YBB0009-2003《水蒸氣透過量測定法》。下面，筆者將對這兩個標(biāo)準(zhǔn)中提到的測試方法進(jìn)行詳細(xì)分析，期望能對行業(yè)人士正確選擇藥包材料阻隔性檢測方法有所幫助。

透氣性測試法

YBB0008-2003《氣體透過量測定法》是國家食品藥品監(jiān)督管理局為進(jìn)一步規(guī)范藥包容器（材料）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于氣體透過量項目的測定方法而制定的。其中所提到的透氣性測試也稱為阻氣性測試、氣體阻隔性測試或氣體透過性測試，主要考察薄膜、薄片對常見無機氣體的阻隔性能，一般較為常見的是對氧氣透過性的測試。

透氣性測試法便于實際操作，適用于藥包容器（材料）產(chǎn)品中的藥品包裝用復(fù)合膜、藥用硬片、多層共擠輸液用膜、復(fù)合藥用軟膏管等。常見的測試方法有壓差法和電量分析法。由于這兩種方法在測試原理上無法用同一種模型完全描述，試樣在這兩種測試方法下的測試狀態(tài)并非完全相同，所以無法對同一試樣在這兩種測試方法下所得到的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析。

1.壓差法

壓差法是遵照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法 壓差法》制定的方法，其測試過程須在透氣室進(jìn)行，透氣室由上下兩部分組成，裝入試樣后，上部為高壓室，用于存放試驗氣體；下部為低壓室，用于貯存透過的氣體并測定透氣過程中前后的氣壓差，高、低壓室分別有一個測壓裝置。

壓差法測試原理是利用藥用薄膜或薄片將低壓室和高壓室分開，高壓室充入約0.1MPa的試驗氣體，低壓室的體積已知。將試驗室密封后，使用真空泵將低壓室內(nèi)的空氣抽到接近零值，然后使用測壓計測量低壓室的壓力增量，可確定由高壓室透過試樣到達(dá)低壓室的以時間為函數(shù)的試驗氣體量。值得注意的是，此過程應(yīng)排除試驗氣體的滲透速度隨時間而變化的初始階段。

在試驗之初，應(yīng)對整個透氣室抽真空至27Pa以下，并持續(xù)。當(dāng)?shù)蛪菏以谙嗤瑫r間間隔內(nèi)氣壓差的變化保持恒定時，則說明氣體達(dá)到了穩(wěn)定滲透，可按標(biāo)準(zhǔn)公式計算氣體透過量和氣體透過系數(shù)。該測試方法在檢測材料氣體滲透系數(shù)的同時，還可檢測氣體在材料內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)以及材料對氣體的溶解度系數(shù)，而且可用于氧氣、氮氣、二氧化碳等氣體的檢測。

在YBB0008-2003的起草說明中明確指出，壓差法的制定參照GB/ T 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過量試驗方法 壓差法》，兩種方法基本一致，而GB/T 1038-2000的內(nèi)容比YBB0008-2003更加完善，因此可認(rèn)為執(zhí)行GB/T 1038-2000就完全可以滿足YBB0008-2003中壓差法的要求。雖然與國際上現(xiàn)有的壓差法薄膜透氣性測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1434、ISO 15105-1、ISO 25∶2001等相比，GB/T 1038-2000在操作細(xì)則上的描述還不夠完善，但對檢測及試驗過程中各項指標(biāo)的要求與國際標(biāo)準(zhǔn)則完全一致。

2.電量分析法

電量分析法，即傳感器法，其測試原理是利用藥包用薄膜或薄片將滲透腔隔離成兩個獨立的氣流系統(tǒng)，一側(cè)為流動的測試氣體（純氧氣或含氧氣的混合氣體），另一側(cè)為流動的干燥氮氣。兩個獨立氣流系統(tǒng)的壓力相等，但氧氣分壓不同。在氧氣的濃度差作用下，氧氣透過試樣并被氮氣流送至傳感器中，由傳感器精確測量氮氣流中的攜氧量，從而計算出試樣的氧氣透過率。

電量分析法和壓差法的測試原理不同，測試條件不同，試驗結(jié)果所得數(shù)據(jù)的單位也不同，所以，由這兩種測試方法得到的未經(jīng)校正的原始數(shù)據(jù)從理論上來說不具備可比性。

目前，對于符合標(biāo)準(zhǔn)的藥包材進(jìn)行阻隔性檢測時，幾乎都采用壓差法，也有相對測試數(shù)據(jù)較小的藥包材選擇電量分析法。

透濕性測試法

YBB0009-2003《水蒸氣透過量測定法》是國家食品藥品監(jiān)督管理局為進(jìn)一步規(guī)范藥包容器（材料）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于水蒸氣透過量項目的測定方法而特別制定的。該標(biāo)準(zhǔn)適用于藥包容器（材料）產(chǎn)品中所用到的復(fù)合膜、藥用硬片、藥用鋁箔、藥用液體制劑瓶、藥用固體制劑瓶和輸液用容器等。

其中所提到的透濕性測試，也稱水蒸氣阻隔性測試或水蒸氣透過性測試，主要考察藥包用薄膜、薄片對水蒸氣的阻隔性，是衡量包裝材料防潮性能的主要指標(biāo)。透濕性測試法通常分為稱重法和傳感器法兩種，前者是基礎(chǔ)方法（又稱為杯式法，分為增重法和減重法兩種）；后者的測試數(shù)據(jù)需通過稱重法的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，主要包括紅外檢定法、動態(tài)相對濕度測定法及電解分析法。

1.杯式法

杯式法的測試原理是將試樣固定在透濕杯上，通過測定透濕杯的重量變化來計算藥用薄膜、薄片及藥用鋁箔的水蒸氣透過量。整個測試過程與GB/T 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》幾乎完全一致，可按標(biāo)準(zhǔn)中給出的公式計算水蒸氣透過量和水蒸氣透過系數(shù)。

杯式法分為滲透進(jìn)入透濕杯的增重法和滲透離開透濕杯的減重法兩種，這兩種方法的測量原理是一樣的。早期使用較多的是增重法，其測試過程是先在透濕杯內(nèi)放入適量的干燥劑（一般是無水氯化鈣），放置試樣后用密封蠟將透濕杯封嚴(yán)，然后將透濕杯放入恒溫恒濕的環(huán)境中，水蒸氣透過試樣后被透濕杯內(nèi)的干燥劑吸收，于一定時間間隔內(nèi)稱量透濕杯的增重，即可算出水蒸氣的透過率。

增重法對透濕杯及干燥劑的使用限制較多，如各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都明確要求透濕杯中應(yīng)有足夠的空間，使操作者在每次稱量后都能輕微振動杯中的干燥劑使其上下混勻，以免長時間使用后，上層干燥劑的干燥效果減弱。需要注意的是，操作者必須在透濕杯內(nèi)干燥劑的干燥效果明顯減弱之前完成試驗。

傳統(tǒng)稱重法存在的最大缺點是試驗環(huán)境與稱量環(huán)境不一致，這樣不但會破壞氣體滲透平衡的建立，而且增大了操作人員、試驗室環(huán)境對試驗過程的影響，降低了試驗效率及試驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性。

2.電解分析法

電解分析法使用電解腔作為濕度傳感器，設(shè)備的滲透腔被藥用薄膜或薄片分成一個干腔和一個濕度可控的濕腔，水蒸氣從濕腔滲透通過試樣后會被載氣氣流攜帶至電解腔中，由電解腔測量載氣的濕度并輸出電信號，然后計算得出試樣的水蒸氣透過量。需要特別注意的是，包括電解分析法在內(nèi)的幾種傳感器法都需要用稱重法的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，因此測得的數(shù)據(jù)與稱重法數(shù)據(jù)具有一致性。

電解分析法的主要缺點是使用的電解腔屬于消耗型元件，所以設(shè)備標(biāo)定所得的校正因子并非長期有效，需根據(jù)要求對設(shè)備進(jìn)行周期性標(biāo)定，而且當(dāng)干燥劑（一般使用的是P2O5）損耗達(dá)到一定程度時，需重新涂覆，這不免會對測試結(jié)果產(chǎn)生一定影響。此外，測試過程需要利用載氣攜帶滲透試樣的水蒸氣進(jìn)入傳感器，因此載氣使用量較大，測試成本相對較高。

3.重量法

重量法包含3種具體測試方法，是專門針對藥品包裝的特殊性而制定的，適用于口服液體瓶、外用液體瓶、固體瓶，以及輸液用容器。其測試原理源于杯式法，可以說是杯式法的一種推廣應(yīng)用，與之前兩種方法的最大不同是試驗條件差距較大，而且測試對象不同，具體試驗過程比較簡單，但是試驗時間要比薄膜材料檢測長得多。

對于目前符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的藥包材，片材和薄膜在進(jìn)行透濕性檢測時大部分采用杯式法，而藥用容器，如藥用液體制劑瓶、藥用固體制劑瓶及輸液用容器等，基本采用重量法檢測，透濕數(shù)據(jù)較小的藥用薄膜、薄片及藥用鋁箔采用電解分析法較為合適。

基于藥品行業(yè)對包裝質(zhì)量的高要求性及其行業(yè)關(guān)乎民生安全的特殊性，國家對于藥包材測試給予了高度的重視。相信在各級藥監(jiān)部門的監(jiān)管下，在標(biāo)準(zhǔn)的有力實施下，在各方的共同努力下，藥品的安全性將得到進(jìn)一步保障，消費者的利益也會得到進(jìn)一步的維護(hù)。