藥品包裝用復(fù)合膜的阻隔性能測試

田甜 袁怡 黃偉

(湖北省食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，武漢 430075)

藥品包裝用復(fù)合膜的阻隔性能測試

田甜 袁怡 黃偉

(湖北省食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，武漢 430075)

目的：比較不同品種藥用復(fù)合膜阻隔性能的優(yōu)異和不同方法測試復(fù)合膜阻隔性能的差別。方法：采用國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)中不同的檢測方法對6種常用藥用復(fù)合膜的阻隔性能進(jìn)行測試，對結(jié)果進(jìn)行比對。結(jié)果：含鋁復(fù)合膜的阻隔性能最好，鍍鋁復(fù)合膜次之，塑料復(fù)合膜阻隔性能較差。采用不同方法測試復(fù)合膜水蒸氣透過量的值差別不大；不同方法測試鍍鋁復(fù)合膜氧氣透過量的值沒有影響，但測試含鋁復(fù)合膜和塑料復(fù)合膜的結(jié)果有差別。結(jié)論：優(yōu)先選擇高阻隔性能的含鋁復(fù)合膜作為藥品包裝材料。

復(fù)合膜；藥品包裝用；阻隔性能；水蒸氣透過量；氧氣透過量

0 引言

藥品包裝用復(fù)合膜是一種與藥品直接接觸的包裝材料，系指各種塑料與紙、金屬或其他塑料通過粘合劑組合而形成的膜[1]。隨著我國醫(yī)藥市場的發(fā)展和2010版GMP的廣泛實(shí)施，在藥用復(fù)合膜軟包裝中，用于藥品包裝的數(shù)量也在逐漸加大。由于藥品的特殊性，所用的復(fù)合膜不僅要符合藥用要求，更不能由于本身的某些原因而增加藥品的安全風(fēng)險(xiǎn)，威脅人類的健康[2]。阻隔性能始終是考量包裝材料的重要指標(biāo)之一[3-4]，高阻隔性包裝材料具有優(yōu)良的阻水性、阻氧性、防污、防潮等特點(diǎn)，能有效地避免空氣中水分和氧氣對內(nèi)裝物的破壞，避免藥品因受潮、氧化等原因而發(fā)生變異，從而有效延長藥品的保質(zhì)期[5-7]。

目前在我國的藥品包裝領(lǐng)域，對材料阻隔性檢測方法的認(rèn)識(shí)比較模糊，尤其是對于測試方法的選擇，存在較大的隨機(jī)性[8]。測試方法的不同，可能會(huì)產(chǎn)生不同的測試結(jié)果，這將會(huì)影響藥包材的正確選用，因此國家有必要規(guī)范藥包材阻隔性能的檢測方法。由國家藥典委員會(huì)審定、中國食品藥品檢定研究院組織編寫的《國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)》[9]于2015年12月1日開始實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的阻隔性能指標(biāo)主要包括氣體透過量和水蒸氣透過量兩項(xiàng)，但每個(gè)指標(biāo)項(xiàng)下分別包括幾種不同的檢測方法，檢測時(shí)選擇方法的隨意性較大。

筆者采用國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)中不同的檢測方法對6種常用藥用復(fù)合膜樣品的阻隔性能進(jìn)行測試，對不同品種不同方法測試的結(jié)果進(jìn)行比對，簡述幾種方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)。

1 水蒸氣透過量測試

水蒸氣透過量系指在規(guī)定的溫度、相對濕度，一定的水蒸氣壓差下，試樣在一定時(shí)間內(nèi)透過水蒸氣的量。國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)中水蒸氣透過量測定法(YBB00092003-2015)涉及四種方法，第一法杯式法、第二法電解法、第三法重量法和第四法紅外法。第二法使用的電解腔屬于消耗型元件，并且需要用稱重法的數(shù)據(jù)對儀器進(jìn)行周期性標(biāo)定；第三法重量法適用于口服、外用液體瓶或固體瓶，故本試驗(yàn)主要采用第一法杯式法和第四法紅外法對6種藥用復(fù)合膜試樣進(jìn)行測試。水蒸氣透過量限度值均參照《國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)》2015版各品種項(xiàng)下限度值；如該品種未收載，則參照YBB00132002-2015《藥用復(fù)合膜、袋通則》標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)下限度值。具體測試結(jié)果見表1。

從表1可以看出：含鋁層復(fù)合膜阻隔水蒸氣性能優(yōu)異，鍍鋁復(fù)合膜次之，塑料復(fù)合膜阻隔水蒸氣性能較差。除一批問題樣品外，杯式法測試的結(jié)果與紅外法測得的值差別不大。問題樣品可能是由于鍍鋁層厚度不夠或鍍鋁層不均勻?qū)е滤魵馔高^量的結(jié)果超出限度值。

杯式法的測試原理是將試樣固定在特制的透濕杯上，通過測定透濕杯的重量變化來計(jì)算藥用薄膜、薄片及藥用鋁箔等材料的水蒸氣透過量的分析方法。杯式法分為增重法和減重法兩種，這兩種方法的測量原理是一樣的。增重法的最大缺點(diǎn)是試驗(yàn)環(huán)境與稱量環(huán)境不一致，這樣不僅會(huì)破壞氣體滲透平衡的建立，而且增大了操作人員、試驗(yàn)環(huán)境對試驗(yàn)全過程的影響，降低了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性[3]。減重法與紅外法的檢測環(huán)境是一致的，它通過蒸餾水或飽和鹽溶液在試樣的一側(cè)提供穩(wěn)定的濕度，而另一側(cè)(測試腔)保持干燥，可在不破壞試驗(yàn)過程的前提下穩(wěn)定進(jìn)行，因此測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更好[8]。

紅外法系指當(dāng)樣品置于測試腔時(shí)，樣品將測試腔隔為兩腔，一邊為低濕腔，另一邊為高濕腔，里面充滿已知溫度的水蒸氣，由于存在一定的濕度差，水蒸氣從高濕腔通過樣品滲透到低濕腔，由載氣傳送到紅外檢測器產(chǎn)生一定量的電信號(hào)，當(dāng)試驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過輸出的電信號(hào)計(jì)算出樣品水蒸氣透過量的分析方法[9]。紅外法可以較好地避免實(shí)驗(yàn)操作對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，獲得試樣原始狀態(tài)下的測試結(jié)果，所以國家藥包材水蒸氣透過量測定法中規(guī)定第四法紅外法為仲裁法。

2 氣體透過量測試

氣體透過量系指在恒定溫度和單位壓力下，在穩(wěn)定透過時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過試樣單位面積的氣體的體積。國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)中氣體透過量測定法(YBB00082003-2015)中涉及兩種方法，第一法壓差法和第二法電量法。試驗(yàn)采用兩種方法對6種藥用復(fù)合膜試樣進(jìn)行測試。氧氣透過量限度值均參照國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)2015版各品種項(xiàng)下限度值；如該品種未收載，則參照YBB00132002-2015《藥用復(fù)合膜、袋通則》標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)下限度值。具體測試結(jié)果見表2。

從表2可以看出：含鋁層復(fù)合膜阻隔氣體性能優(yōu)異；塑料復(fù)合膜較差。鍍鋁復(fù)合膜阻隔氣體性能較好，而鍍鋁膜隨著結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同以及鍍鋁層厚度不同，氧氣透過量也會(huì)有不同。采用兩種方法測定鍍鋁復(fù)合膜得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)區(qū)別不明顯，而測定含鋁層復(fù)合膜氧氣透過量時(shí)，電量法測得的值較壓差法測得的值??；測定塑料復(fù)合膜氧氣透過量時(shí)，電量法測得的值較壓差法測得的值大。

壓差法的原理是用試驗(yàn)薄膜將測試腔隔成兩個(gè)獨(dú)立的空間，將其中一側(cè)充入測定用氣體，另一側(cè)抽真空，由于存在一定的壓力差，高壓室的氣體就會(huì)通過薄膜滲透到低壓室，通過測量低壓側(cè)氣體體積或壓力的變化可以計(jì)算出氣體透過量[5，10]。此法不僅可用于氧氣的檢測，而且可用于氮?dú)?、二氧化碳、空氣等氣體的檢測。但在測試過程中因?yàn)閮蓚?cè)壓力不等，容易改變材料自身的結(jié)構(gòu)性能，如材料變薄、針孔增大等。

電量法是等壓法測試的一種，系指被測氣體通過電量分析探測器，產(chǎn)生一定電流，由此計(jì)算相應(yīng)氣體透過總量的分析方法。其測試原理是利用藥用薄膜或薄片等材料將滲透腔隔成兩個(gè)獨(dú)立的氣流系統(tǒng)，一側(cè)通氧氣，另一側(cè)通干燥氮?dú)?。試樣兩邊的壓力相等，但氧氣分壓不同。在氧氣的濃度差作用下，氧氣透過薄膜并隨氮?dú)廨d氣流送至傳感器中，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電壓，該電壓與單位時(shí)間內(nèi)通過電量分析檢測儀的氧氣量成正比[5，8]。和壓差法相比，電量法可以較好地控制不同的溫度和濕度等測試條件；同時(shí)在測試過程中由于兩側(cè)的壓力相同，有利于減少試驗(yàn)過程對試樣的破壞，具有更高的精密度和重復(fù)性。其最大缺點(diǎn)是只能用于測定氧氣透過量。

3 結(jié)語

采用高阻隔性的包裝材料可以提高藥品的保存質(zhì)量，有效避免藥品在保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)變質(zhì)等問題，因此藥品生產(chǎn)和使用者越來越關(guān)注包裝材料的阻隔性能[11]。

表1 藥用復(fù)合膜水蒸氣透過量的結(jié)果(單位：g/(m2·24h))

表2 藥用復(fù)合膜氧氣透過量的結(jié)果(單位：cm3/(m2·24h·0.1MPa))

目前執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的藥用復(fù)合膜，在進(jìn)行透濕性檢測時(shí)大多采用杯式法，在進(jìn)行透氣性檢測時(shí)幾乎全部采用壓差法。通過比較用不同方法測得的藥用復(fù)合膜的水蒸氣透過量和氧氣透過量的數(shù)據(jù)可以看出：①含鋁復(fù)合膜阻隔性能優(yōu)異，鍍鋁復(fù)合膜次之，塑料復(fù)合膜較差。②紅外法和杯式法測試復(fù)合膜水蒸氣透過量的值相近。③電量法和壓差法測試鍍鋁復(fù)合膜氧氣透過量的值相近；而在測定含鋁復(fù)合膜和塑料復(fù)合膜時(shí)，兩種方法測定的值有明顯區(qū)別，主要表現(xiàn)在壓差法的值居中，電量法的值極大或極小些。

因此，為了達(dá)到更好的阻隔性能，在條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇含鋁復(fù)合膜，其次是鍍鋁復(fù)合膜。但在具體應(yīng)用中，不能僅以阻隔性能優(yōu)劣來選擇藥品包裝，應(yīng)考慮內(nèi)容物的特性(對溫濕度的敏感程度、形狀、大小等)，包裝機(jī)械的條件等[12]，挑選符合藥品包裝條件且能有效保護(hù)藥品質(zhì)量的最佳包裝材料。同時(shí)，對于不同種類的復(fù)合膜在阻隔性能測試方面要注意方法的選擇。

[1]郭培榮，衛(wèi)愛斌.藥品包裝用復(fù)合膜包裝市場的特點(diǎn)[N].中國包裝報(bào)，2013-02-25(006).

[2]史銀基，漆也，馬海紅等.藥用復(fù)合膜微生物限度檢查方法的建立[J].新疆中醫(yī)藥，2016,34(4)：48-51.

[3]王海燕.藥包材阻隔性測試方法與選擇[J].印刷技術(shù)，2015，(22)：25-27.

[4]朱建躍.淺析BOPP/CPP復(fù)合膜的水蒸氣阻隔性能[J].科技風(fēng)，2014，(8)：37-38.

[5]梁伊琳，謝新藝，呂鵬舉.淺析藥包材阻隔性能的檢測[J].塑料包裝，2013,23(2)：41-43.

[6]方旻，謝新藝.高分子材料的阻隔性能及在藥包材上的應(yīng)用[J].廣州化工，2011,39(16)：38-39.

[7]呂鵬舉，謝新藝.PET/PP藥品包裝用復(fù)合膜高阻隔性能研究[J].塑料包裝，2012,22(3)：16-18.

[8]王興東，趙江.藥包材阻隔性檢驗(yàn)方法介紹[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2007，38(4)：A35-A40.

[9]國家藥典委員會(huì).國家藥包材標(biāo)準(zhǔn)[M].2015版.北京中國醫(yī)藥科技出版社，2015.

[10]劉紅波，姜方方.復(fù)合材料阻隔性測試原理及分析[J].化工管理，2016，(23)：126.

[11]孫楊，應(yīng)英，樸春穎等.真空鍍鋁、鋁塑復(fù)合膜的阻隔性能測試[J].醫(yī)療裝備，2016,29(5)：39-40.

[12]胡靜慈.藥品包裝用復(fù)合膜及其選擇[J].印刷技術(shù)，2009，(20)：29-31.

Detection the Barrier Properties of Laminated Films for Pharmaceutical Packaging

Tian Tian,Yuan Yi,Huang Wei
(Hubei Institute for Food and Drug Control,Wuhan 430075,China)

Objective: To compare the advantage on the barrier properties of different kinds of laminated films for pharmaceutical packaging,and difference of testing means.Methods: Tested and compared the barrier properties of six kinds of laminated films using different means according to the “State Standard of Drug Packaging Materials”.Results: The barrier properties of aluminiferous laminated films were greatest,followed by aluminum plating laminated films,and the least plastic laminated films.The testing results of water vapor transmission did not affect with different methods.The results of oxygen transmission for aluminum plating laminated films did not affect with different methods.The results of aluminiferous laminated films and plastic laminated films had the differences.Conclusion: Aluminiferous laminated films which have excellent barrier properties will give preference to choose as pharmaceutical packaging materials.

laminated films; pharmaceutical packaging; barrier properties; water vapor transmission; oxygen transmission

田甜(1982- )，碩士，主管藥師，研究方向：藥包材和藥用輔料。