塑料软袋输液包装技术研究

 输液是指由静脉滴注输入体内的大剂量***液,是临床常用的五大类制剂之一,它提供患者所需的水分、电解质和营养成分,也可以作为***静脉给药的载体。
       “九五”以来,我国输液生产得到了稳步、健康的发展,产量从1995年的13. 8亿瓶(袋)增长到2001年的29. 1亿瓶(袋) ,年均增长16. 1% , 2003年输液的市场容量达到35亿瓶(袋) < 1 >。目前,我国输液 生产采用的包装形式有:玻璃瓶装、塑料瓶装以及塑料软袋包装,其中塑料软袋包装又分为PVC (聚***)袋和非PVC软袋包装。
        1　玻璃瓶输液包装技术
        玻璃瓶装输液长期以来是我国输液包装的主要形式,目前我国95%输液仍采用玻璃瓶包装。玻璃瓶装输液作为输液的传统包装形式，主要具有以下优点:
        1) 玻璃瓶的透明度好,有利于输液进行不溶性微粒的检测。
        2) 玻璃瓶热稳定性好,有利于输液生产过程中采用高温灭菌法***,保证输液的质量。
        3) 具有良好的化学惰性、阻隔性以及密闭性,保证了***储存时期质量的稳定性。
        但是输液采用玻璃瓶包装这一技术存在一定的缺陷,主要有:
         1) 运输不便,使用地域范围受限。玻璃瓶脆性较高,容易因剧烈的震动和撞击而发生***,所以玻璃瓶输液不适宜长途运输,限制了其应用的地域范围。
         2) 工艺复杂,生产效率低。输液采用玻璃瓶包装,与其他输液包装技术相比,生产过程中增加了胶塞、隔离膜以及玻璃瓶洗涤这几道复杂工序,工艺路线较长,生产周期也相对延长,因此生产效率较低。
        3) 生产成本高。由于工艺路线复杂,设备多、占地面积广,设备***费用和房屋建设费较高,并且在对包装容器及辅料的处理过程中需耗用大量的水,因此生产成本较高。
       4) 临床使用,存在安全隐患。医护人员在使用玻璃瓶输液时插入针头,既要刺破胶塞,又要穿破涤纶膜,不可避免将不溶性微粒引入输液中,输液中的不溶性微粒可能阻塞***微循环,甚至引起血小板溶解性出血< 2 > ;另外,临床应用时,为了使输液过程能顺利进行,需要插入通气管路以向溶液引入空气,产生压力差,这时输液处于全开放状态,空气中的灰尘和微生物可能进入玻璃瓶而污染输液,导致严重的输液反应。 玻璃瓶由于质量重、脆性高、易破损,不便携带和运输,因此,在20世纪60年代,国际上出现了以塑料容器作为包装容器的输液,结束了玻璃瓶输液包装技术一统天下的局面。
         2　塑料瓶输液包装技术
        塑料瓶输液包装技术,主要是以聚丙烯( PP) 和聚乙烯( PE)作为包装容器的材料。我国是在1984年由天津大冢制药公司***引进聚丙烯树胶瓶包装生产技术< 3 > ,生产出我国***瓶PP瓶装大输液。塑料瓶输液包装技术的优点是:
         1) 重量轻,瓶重仅为玻璃瓶重的1 /5,并不易破损,有利于长途运输。
         2) 塑料瓶的化学稳定性、阻隔性以及与***的相容性好,有利于药液的长期保存。
         3) 工艺***,生产效率高< 4 >。塑料瓶装输液生产过程中,制瓶与灌装在同一生产区域,甚至在同一台机器进行,瓶子只需用无菌空气吹洗,甚至无需洗涤直接进行灌装,省去了玻璃瓶装输液复杂的洗涤工序,生产周期缩短,生产效率提高。
虽然塑料瓶包装技术克服了玻璃瓶包装技术,不易运输和生产效率低下的缺点,但是必须看到塑料瓶装输液仍然存在一些问题:
        1) 临床应用,存在输液安全性问题,塑料瓶装输液与玻璃瓶装输液一样,都属于开放式的输液方式,使用过程中仍需插入空气针,建立空气通路,才能使输液顺利滴入,空气中的微生物及微粒仍可通过空气针进入输液,对***造成损害。
         2) 塑料瓶透明度不如玻璃瓶,不利于输液澄明度的检查。
         3) 塑料瓶的热稳定性劣于玻璃瓶, PP塑料瓶不耐低温,遇冷易脆、开裂, PE塑料瓶不耐高温,灭菌时不能达到FDA所要求的121℃< 5 >。
         3　塑料软袋输液包装技术
为了解决瓶装输液临床应用的安全性问题,塑料软袋输液包装技术应运而生。采用这种包装技术的输液,可以实现全封闭式输液,临床使用时由于软袋的自收缩性,无需形成空气回路,利用外界大气压的挤压就可迫使药液滴出,避免了开放式输液方式的安全隐患,提高了输液的安全性。塑料软袋输液包装技术,根据软袋的材质分为PVC软袋包装技术和非PVC软袋包装技术。
         3. 1　PVC软袋输液包装技术
         PVC软袋包装技术,与玻璃瓶、塑料瓶输液包装技术相比,具有以下优点: 1) 采用PVC软袋包装,体积小、重量轻,比塑料瓶的质量还轻,节省了***和厂商的存储空间,更有利于运输与携带,它克服了玻璃瓶装输液质量重,体积大,易破碎不便运输与携带,以及瓶类容器需要较多存储空间的缺点。 2) PVC软袋具有抗压、抗摔力强的特点,便于运输和紧急状况时空投用,这是软袋包装区别于瓶装输液的一个重要特征。
         3) 透明度较好,虽劣于玻璃瓶,但优于塑料瓶,不影响澄明度检查,可克服塑料瓶装输液澄明度差的缺点。
         4) 实现了全封闭式输液方式,临床使用,克服了瓶装输液的二次污染问题,提高了输液的安全性。
         5) 工艺简单、效率高、成本低。PVC袋装输液的制袋、灌装、封口工序是在10000 级控制环境下(灌装和封口在局部100级层流保护下进行)在制袋、灌装、封口一体机上完成,制袋后无需清洗直接灌装,与玻璃瓶包装技术相比,省却了复杂的胶塞、涤纶膜、玻璃瓶清洗工序。生产工艺大大缩短,生产效率得以提升。与此同时,节省了大量的洗涤用水及生产厂房用地面积(玻璃瓶装输液生产中玻瓶存放、清洗车间、胶塞存放、清洗车间等) < 5 > ,并且PVC材料价格低,输液的生产成本得以降低。
         虽然PVC软袋输液包装技术存在上述诸多优点,但仍存在致命的弱点,限制了PVC软袋包装技术的推广:
         1) PVC软袋对水、湿汽、空气的阻隔性较差,易被水、湿汽及空气渗透,不利于药液的长期储存。
         2) PVC软袋对某些***如:油溶性***、胰岛素、硝酸异山梨酯、氯丙嗪等,存在一定的吸附性< 6 > ,降低***的***。
         3) PVC软袋溶出物较多, 2～5μm的不溶性微粒数比其他包装容器多,可能引起血管栓塞、静脉***、***反应。
         4) 对***健康及环境存在潜在危害, PVC软袋生产过程中添加的增塑剂邻苯二甲酸酯(DHEP) ,虽然能使PVC软包装变得柔软而且富有弹性。但经研究发现这种物质是一种致***物,它可能溶出于输液中,对患者健康造成损伤。PVC输液软袋作为一次性使用产品,用后处置焚烧时产生***气体***污染大气,对环境产生巨大的危害。鉴于此***药检局已明确表示停止审批新的PVC软袋包装输液生产厂家。
         3. 2　非PVC软袋输液包装技术 以上3种输液包装技术虽然各有优点,但又都存在一定的缺点,那么是否存在一种新型的输液包装技术,兼具这3种包装技术的优点,而又无其缺陷呢? 这就是90年代欧美发达***开发出来的非PVC软袋包装技术。在日本,目前非PVC软袋包装输液已占整个输液市场的60%< 7 >。
        非PVC软袋包装技术经历了2个发展阶段,一是上世纪80年代到90年代的聚烯烃复合膜包装技术,软袋由不同的膜材加工融合而成,一般为3～5层。聚烯烃复合膜重量轻、透明度高、对水、湿气、空气的阻隔性好、耐热、化学稳定性及***相容性好,是一种比较理想的包装材料,但是由于在制备复合膜的过程中,在各层膜之间使用了粘合剂,不利于膜材的稳定,同时对药液的稳定性存在潜在影响,因此该技术在输液生产的应用受到了一定程度的影响;二是近几年在对该项技术进行改进的聚烯烃多层共挤膜包装技术,该技术在制软袋过程中采用多层聚烯烃材料同时熔融交联挤出,无需加入粘合剂,消除了粘合剂对膜材、药液的稳定性的不良影响。
         目前较为流行的聚烯烃多层共挤膜一般为三层结构。常用的聚烯烃多层共挤膜有2类,一类是内层、中层采用聚丙烯与不同比例的弹性材料混合,***、惰性且具有良好的热封性,外层为机械强度较高的聚丙烯或聚酯材料;第二类是内层采用聚丙烯与***乙烯丁烯***( SEBS)共聚物的混合材料,中层采用SEBS,外层采用聚丙烯材料< 2 >。
        聚烯烃多层共挤膜软袋,制袋过程不使用粘合剂、增塑剂,并且膜材无溶出、不掉屑,为输液软袋的安全使用提供了保障,膜材易于热封、弹性好抗冲击,温度耐受范围广,既耐高温可在121℃下灭菌,又抗低温( - 40℃) < 8 > ;透明度高,利于澄明度检查;化学惰性、***相容性好适宜包装各种输液;不含氯化物后处理对环境无害;生产工艺简单、自动化程度高;临床输液时软袋可完全自收缩,实现全封闭式输液,避免了输液时的二次污染,输液安全性高。目前***不足的就是膜材价格较高,并且专用的制袋、灌封设备多为进口,价格高昂,因此其生产成本高于其他包装技术。但可喜的是,近来国内湖南千山公司已开发出达到国际水平的同类设备,价格为进口的1 /3,随着国内对该项技术的不断消化吸收,生产成本还将不断下降。
         4　结语
         综上所述,聚烯烃多层共挤膜软袋输液包装技术,与其他输液包装技术相比较,具有较明显的优势,它集玻璃瓶、塑料瓶、PVC软袋这几种输液包装技术的优点与一身,是一种较完善的输液包装技术,它代表着世界输液包装技术的潮流。随着我国自行研制出理想的非PVC多层共挤膜材料,以及性能日趋完善的专用制袋、灌封设备,聚烯烃多层共挤膜软袋输液包装技术必将成为我国输液生产的主流包装技术。