文/ 張亞蘭，陳艷，石可欣，黃勁，劉文利，陳洪

企業(yè)在注射劑一致性評(píng)價(jià)研究過程中，會(huì)遇到與包材選擇的諸多問題——本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外注射劑包材生產(chǎn)研發(fā)現(xiàn)狀以及研發(fā)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，討論注射劑包材質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量屬性的影響。本討論僅限于包材選擇對(duì)關(guān)鍵質(zhì)量屬性的影響。

2017年10月8日，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化審評(píng)審批制度改革鼓勵(lì)藥品醫(yī)療器械創(chuàng)新的意見》。2017年12月22日和2018年3月14日，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品審評(píng)中心相繼發(fā)布《已上市化學(xué)仿制藥（注射劑）一致性評(píng)價(jià)技術(shù)要求（征求意見稿）》和《藥物注射劑研發(fā)技術(shù)指導(dǎo)意見》的通知。業(yè)內(nèi)期待已久的注射劑一致性評(píng)價(jià)正式啟動(dòng)。

2019年10月15日，國(guó)家藥品監(jiān)督管理局綜合司再次公開征求《化學(xué)藥品注射劑仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)技術(shù)要求（征求意見稿）》《已上市化學(xué)藥品注射劑仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)申報(bào)資料要求（征求意見稿）》意見，關(guān)于注射液一致性評(píng)價(jià)的技術(shù)要求更加明確。

《化學(xué)藥品注射劑仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)技術(shù)要求（征求意見稿）》中，對(duì)注射劑一致性評(píng)價(jià)的總體要求、參比制劑、處方工藝、原輔包質(zhì)量控制、質(zhì)量研究與控制、穩(wěn)定性等各個(gè)方面做出了較為詳細(xì)的技術(shù)要求和指導(dǎo)。其中，關(guān)于包材的選擇與研究最為核心的要求是：注射劑使用的包裝材料和容器的質(zhì)量和性能不得低于參比制劑，以保證藥品質(zhì)量與參比制劑一致。

依據(jù)以上指導(dǎo)原則，未要求注射液包裝材料必須與參比制劑相同，包材的選擇重點(diǎn)是為了保證產(chǎn)品質(zhì)量與參比制劑一致，包材的性能不低于參比制劑，達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的目的。

1 玻璃安瓿和玻璃小瓶

根據(jù)BEROE的市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告[1]，安瓿和玻璃瓶在非胃腸道給藥包裝中占最大的市場(chǎng)，高達(dá)70%以上。在過去幾年里，玻璃分層脫片，以及市售藥品中可見和亞可見的薄片顆粒物的問題大大增加，導(dǎo)致了許多召回事件，如：注射用夫西地酸鈉（立思?。┊a(chǎn)品的玻璃瓶?jī)?nèi)發(fā)現(xiàn)玻璃碎片，少量甲氨喋呤注射液產(chǎn)品的藥液內(nèi)存在玻璃碎屑，Hospira公司的卡鉑、阿糖孢苷、紫杉醇等系列產(chǎn)品出現(xiàn)可見異物。以上召回事件的主要原因在于包材脫片產(chǎn)生玻屑，然而其他許多的召回事件如穩(wěn)定性留樣檢驗(yàn)不合格，也與包材有一定的關(guān)系。

實(shí)際上，分層是玻璃表面化學(xué)侵蝕的結(jié)果，除了導(dǎo)致形成玻屑脫片之外，還可以產(chǎn)生與藥物制劑的相互作用以及藥物功效的降低影響，甚至?xí)霈F(xiàn)玻璃元素浸入制劑中引起不可預(yù)測(cè)的副作用，比如某些生物制品的蛋白質(zhì)吸附會(huì)導(dǎo)致其貨架期縮短，又或者玻璃浸出的金屬離子會(huì)影響未緩沖藥物制劑的pH值，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，從而導(dǎo)致治療功效的下降。

玻璃包材中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)取決于許多因素，包括玻璃包材的類型、玻璃的組成、藥液pH值范圍、化合物性質(zhì)、儲(chǔ)存時(shí)間和溫度、包材的生產(chǎn)工藝以及滅菌過程，即使僅改變一個(gè)變量，也會(huì)影響玻璃表面的性質(zhì)。玻璃通過離子交換（酸性藥物制劑）和溶解（堿性制劑）被水侵蝕。離子交換使得水浸入玻璃，導(dǎo)致玻璃中的堿離子被交換釋放進(jìn)入藥液中，堿性制劑的溶解是通過氫氧根分解硅酸鹽的主鏈，兩種機(jī)制都可輕易導(dǎo)致玻璃表面分離出浸出層。即使pH值偏中性的制劑也會(huì)與玻璃發(fā)生效應(yīng)，比如某些用磷酸鹽緩沖液配制的藥物，其中的磷酸鹽會(huì)與玻璃反應(yīng)，形成易剝落的浸出層。

玻璃成分和制造工藝會(huì)影響玻璃表面抵抗與藥液相互作用的能力。與國(guó)內(nèi)指導(dǎo)原則相同，美國(guó)、歐洲所有注射制劑必須儲(chǔ)存在I型玻璃容器中[2]，并滿足耐水性的要求。即使這樣，來自不同制造商的I型玻璃的成分也可能有很大差異。

關(guān)于成型工藝，模制瓶的制作過程為一步高溫工藝，該工藝導(dǎo)致玻璃表面具有較高的堿性物質(zhì)，而管制瓶則分兩步成型，通常是由硅含量較高的玻璃制成的。一般情況下管制瓶比模制瓶更耐化學(xué)腐蝕。以下我們將從玻璃成分以及制造工藝方面淺析對(duì)藥物制劑的影響。

（1）玻璃瓶成分對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

參考ISO 12775:1997分類方法，根據(jù)三氧化二硼含量和平均線熱膨脹系數(shù)的不同將玻璃分為硼硅玻璃和鈉鈣玻璃，本處僅討論中硼硅玻璃。通常藥用玻璃包含二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二鋁、氧化鈉、氧化鉀等成分，每種比例在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，不同的制造商的配比也不相同。表1列出的是國(guó)外某公司藥用玻璃成分[3]，玻璃類型均符合歐美藥典和ASTME-438的I型玻璃容器標(biāo)準(zhǔn)。

玻璃中不同的組分含量可對(duì)藥物制劑的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，比如配方3中的三氧化二鐵。對(duì)于光敏感的制劑，包材的選擇可考慮遮光容器來減小光照帶來的影響，常規(guī)的遮光包材如棕色的玻璃容器，是加入鐵、錳、鈦等過渡金屬氧化物形成著色玻璃以產(chǎn)生遮光效果。

對(duì)于金屬離子敏感的制劑，棕色包材往往會(huì)影響成品的有關(guān)物質(zhì)。例如，某鹽酸注射液對(duì)光和金屬離子均敏感，表2為采用相同的藥液、不同的包材篩選出的研究數(shù)據(jù)，不同包材均來源于同一包材廠家。研究數(shù)據(jù)可見，棕色玻璃安瓿的批次與其他批次相比，滅菌后，有關(guān)物質(zhì)較大，穩(wěn)定性更差。

對(duì)于以上類型問題的建議是選擇不含三氧化二鐵等氧化成分的包材，采用包材外部覆膜方法阻隔光線接觸藥液。比如采用玻璃小瓶盛裝的某注射劑，F(xiàn)DA原研說明書中提到，該藥品所采用的西林瓶外有一層覆膜，該膜為避光保護(hù)膜，材料是PET膜，可解決金屬離子敏感的問題。

玻璃的成分還影響玻璃的分層脫片，使藥物制劑產(chǎn)生可見異物問題。美國(guó)康寧公司研究表明，雖然中硼硅玻璃比傳統(tǒng)玻璃呈現(xiàn)較好的性能，但還是存在分層脫片問題，而玻璃脫片的根本原因在于硼。在玻璃管加工小瓶過程中，小瓶底部切割會(huì)導(dǎo)致硼元素和鈉元素的蒸發(fā)，引起脫片問題。這也是某些特殊產(chǎn)品與硼硅玻璃存在相容性問題的原因。解決這種特殊產(chǎn)品相容性問題的方法之一是使用無(wú)硼的含硅鋁酸鹽配方的玻璃材質(zhì)，與硼硅酸鹽相比可消除分層，且對(duì)于濃度小的藥液具有穩(wěn)定作用。圖1為硼硅玻璃和鋁硅玻璃燒制樣圖。圖中可明顯觀察到不同玻璃成分在燒制過程中會(huì)導(dǎo)致玻璃表面附著的金屬離子不同，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

表1 國(guó)外某公司藥用玻璃成分

表2 不同包材對(duì)相同藥液的影響

（2）玻璃瓶制備工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

中硼硅玻璃含硼量較大，有的配方鋁含量較多，在玻璃融化過程中面臨著粘度大，熔化溫度較高等問題。由于對(duì)成型的玻璃管材尺寸要求嚴(yán)格，其玻璃氣泡含量，玻璃溶體的化學(xué)均勻性，溫度均勻性要求較高。國(guó)內(nèi)外多采用全氧燃燒電助熔輔助工藝，配合丹納法或維羅法拉管成型。表3為國(guó)外玻璃生產(chǎn)廠商的制作方法[4]。

圖1 硼硅玻璃和鋁硅玻璃燒制樣圖

國(guó)內(nèi)廠家由于旋轉(zhuǎn)管等管材質(zhì)量不穩(wěn)定，基本進(jìn)口德國(guó)肖特、美國(guó)康寧、日本NEG等公司的玻管進(jìn)行后加工處理，后加工處理包括成型和覆膜工藝。管制瓶的成型工藝大致分為加熱、拉伸、退火、切割、二次退火、冷卻，其中加熱溫度、時(shí)間，拉伸力度、機(jī)器運(yùn)行速度以及退火溫度和切割速度均會(huì)影響成型質(zhì)量，同時(shí)安瓿生產(chǎn)方向（立式/臥式），生產(chǎn)線與玻璃廠家的選擇相關(guān)。

成都苑東生物制藥股份有限公司正在研究的一個(gè)注射液產(chǎn)品易氧化，pH值穩(wěn)定性差，在包材廠家的篩選試驗(yàn)中顯示同一管材不同廠家對(duì)制劑影響明顯不同，如表4所示。

除了成型工藝外，生產(chǎn)廠家還可以對(duì)玻璃內(nèi)壁進(jìn)行覆膜。對(duì)包材內(nèi)部進(jìn)行涂層覆膜是一種有效解決藥液與包材相互作用的方案。

目前市面上可提供各種覆膜用以改善藥用玻璃的耐化學(xué)性。比如在退火步驟之前將硫酸銨噴入玻璃內(nèi)側(cè)，以降低玻璃表面的堿度。或使用薄石英（SiOx）涂層來抑制水?dāng)U散。特別對(duì)于生物制品，均勻的二氧化硅膜可以有效地阻止API與玻璃表面之間的相互作用，從而最大程度地減少API的吸附并延長(zhǎng)保質(zhì)期。有玻璃制造商采用等離子脈沖化學(xué)氣相沉積（PICVD）將幾層二氧化硅分子（厚度為100～200 nm）附于玻璃瓶的內(nèi)表面。這種膜不影響小瓶的尺寸，可以提供有效的屏障以防止水的擴(kuò)散。據(jù)該公司稱經(jīng)過檢測(cè)驗(yàn)證，該涂層覆膜可減少放射性診斷產(chǎn)品和蛋白質(zhì)的吸附，提高包裝材料的耐化學(xué)性和穩(wěn)定性，此外它還可以降低離子從玻璃表面的浸出率小于檢測(cè)水平。

另一種是用于藥物小瓶的疏水涂層，該涂層也可通過PICVD進(jìn)行涂覆。疏水涂層的表面光滑，非常適合凍干產(chǎn)品以延長(zhǎng)其保存期限。帶有疏水涂層的小瓶的表面均勻，可防止凍干成分粘附到瓶的內(nèi)壁。使用這種玻璃瓶的凍干產(chǎn)品具有良好的外觀，并能在水中更快地重新溶解。同時(shí)另一個(gè)好處是，抽取時(shí)幾乎沒有藥物制劑殘留在小瓶中。使用傳統(tǒng)的藥用容器時(shí)，有10%～20%的成分會(huì)粘附在粗糙的玻璃內(nèi)表面上，藥品生產(chǎn)商須增加藥液填充量，確保可抽取體積合格。當(dāng)使用帶有疏水涂層的小瓶時(shí)，過量填充量可大大減少，從而節(jié)省大量成本。

表3 國(guó)外玻璃生產(chǎn)廠商的制作方法

表4 不同包材廠家的篩選試驗(yàn)

另外，由歐盟資助的項(xiàng)目“高性能玻璃態(tài)系統(tǒng)的粘附力和內(nèi)聚力”（ADGLASS）是一種新型的涂層技術(shù)，可以改變與玻璃材料的界面，以減少對(duì)藥液的影響。通過量子建模技術(shù)，開發(fā)蛋白質(zhì)在氧化物（二氧化硅和二氧化鈦）與水之間的界面的原子吸附模型，以及模擬玻璃薄層的機(jī)械和化學(xué)機(jī)械性能裂紋擴(kuò)展界面。結(jié)合理論評(píng)估進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，創(chuàng)建了聚乙二醇（PEG）類抗粘等離子體涂層，覆于藥用玻璃小瓶?jī)?nèi)壁。與參考樣品瓶相比，PEG類涂層明顯降低吸附，最高可達(dá)20倍以上的吸附降低。

在使用覆膜玻璃容器同時(shí)需考慮涂層與藥液的影響以及自身的降解，圖2為涂層發(fā)生的降解[5]。

2 膠塞

橡膠塞在國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)應(yīng)用廣泛，作為藥品包裝常用的橡膠按材料劃分主要有：聚異戊二烯橡膠、丁基橡膠及鹵化（溴化/氯化）丁基橡膠等；按工藝劃分主要有：覆膜工藝、涂膜工藝和鍍膜工藝等。橡膠成分復(fù)雜，通常包括生膠、硫化體系（硫化劑、硫化促進(jìn)劑、硫化活性劑），補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑、軟化劑等，因此在使用過程中，經(jīng)常與藥品發(fā)生作用，導(dǎo)致樣品關(guān)鍵質(zhì)量屬性發(fā)生變化，影響產(chǎn)品安全有效性。在此，我們圍繞膠塞對(duì)注射劑的CQA的影響進(jìn)行討論，為大家在日常選擇膠塞時(shí)提供一些參考。

圖2 涂層發(fā)生的降解

（1）對(duì)產(chǎn)品水分的影響

凍干產(chǎn)品的水分控制是產(chǎn)品的關(guān)鍵，凍干水分的控制包含凍干工藝對(duì)于水分的控制以及凍干產(chǎn)品穩(wěn)定性期間的水分增長(zhǎng)的控制。凍干工藝對(duì)于水分的控制一般容易達(dá)到，但貯存期間水分的增長(zhǎng)影響因素較多。通常凍干產(chǎn)品貯存期間水分的增長(zhǎng)伴隨著有關(guān)物質(zhì)的增長(zhǎng)，所以水分的控制非常關(guān)鍵。不同膠塞配方和不同膠塞處理方式，均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在穩(wěn)定性期間水分的變化差異以及穩(wěn)定性差異。

例如，成都苑東生物制藥股份有限公司研發(fā)的另一個(gè)注射用產(chǎn)品對(duì)水分非常敏感，在凍干出箱后檢測(cè)水分僅1.4%左右，60±2℃條件下考察10天，水分升至2.5%左右，逼近限度3.0%，有關(guān)物質(zhì)水平已超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。我們研究了不同廠家膠塞及膠塞的不同處理方式對(duì)產(chǎn)品的影響，使用不同廠家的膠塞及不同方式處理的膠塞制備樣品，考察了樣品的水分變化情況。具體結(jié)果見表5。

結(jié)果顯示不同廠家的膠塞之間水分有明顯差異，制備的產(chǎn)品穩(wěn)定性也有較大的差異；就膠塞本身而言，經(jīng)過蒸汽滅菌后，水分顯著升高，膠塞的水分隨著干燥時(shí)間的增長(zhǎng)，變得越低。膠塞水分越低的產(chǎn)品在放置考察中，水分的增長(zhǎng)趨勢(shì)越緩，產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)也控制在規(guī)定范圍內(nèi)，沒有超出限度。通過延長(zhǎng)膠塞清洗滅菌后的干燥時(shí)間嚴(yán)格控制膠塞的水分，得到了質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。

膠塞的水分與膠塞本身的配方有密切關(guān)系，膠塞配方眾多，其鹵化形式主要有氯化和溴化，已有膠塞廠家證明，不同配方的膠塞測(cè)出的殘留水分不同，4種配方膠塞的水分測(cè)定結(jié)果為丁基1（無(wú)氯化）＜溴化=氯化＜丁基2（無(wú)氯化）。目前國(guó)外有較多凍干使用了半覆膜/全覆膜膠塞，所用的膜材料一般具有較強(qiáng)的耐水蒸氣透過性，可用于水分敏感的凍干制劑中。

（2）對(duì)產(chǎn)品含量的影響

在研究過程中，我們需要關(guān)注低劑量注射液產(chǎn)品研發(fā)中膠塞對(duì)主藥的吸附。有文獻(xiàn)報(bào)道，鹽酸胺碘酮的5%葡萄糖溶液在玻璃瓶?jī)?nèi)，加橡膠塞放置一段時(shí)間后，接觸橡膠塞的藥液濃度減少了10%～14%，不接觸的未見下降。Burrell在試驗(yàn)中觀察到純?nèi)槟z橡膠可以吸附溶液中的苯酚、三氯叔丁醇、氯化甲酚等[6]。

表5 膠塞制備樣品的水分變化

表6 不同廠家的西林瓶及膠塞的對(duì)比研究

在另外一個(gè)注射液研發(fā)中，成都苑東生物制藥股份有限公司選用國(guó)內(nèi)某廠家的氯化丁基膠塞，進(jìn)行小試研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品按照處方量進(jìn)行配液后灌裝前藥液含量結(jié)果合格，但經(jīng)過灌裝、滅菌后檢測(cè)成品含量減少約10%，而產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)并無(wú)明顯升高。我們?nèi)砣齻€(gè)廠家的西林瓶及三個(gè)廠家的膠塞進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果見表6。

我們發(fā)現(xiàn)使用國(guó)產(chǎn)覆膜膠塞和進(jìn)口膠塞制備的成品含量沒有降低，其余樣品含量降低嚴(yán)重。不同廠家的膠塞之間，配方、加工工藝均有差異，導(dǎo)致膠塞對(duì)產(chǎn)品的吸附有較大差異。

（3）對(duì)產(chǎn)品不溶性微粒和可見異物的影響

導(dǎo)致產(chǎn)品不溶性微粒不合格的因素主要有，表面硅油量過大、藥品pH值、膠塞內(nèi)部遷移的物質(zhì)等。

膠塞中加入了大量附加劑，如促進(jìn)劑B-硫基苯駢噻唑、二硫化四甲基秋藍(lán)姆、防老劑N-苯基B萘胺、填充劑氧化鋅、碳酸鈣及硫化劑等，膠塞與內(nèi)容物接觸后，其中一些物質(zhì)遷移進(jìn)入產(chǎn)品，使藥液出現(xiàn)異物或渾濁。如頭孢唑林鈉粉針，衛(wèi)生部抽檢藥品時(shí)發(fā)現(xiàn)許多廠家生產(chǎn)的頭孢唑林鈉粉針的澄清度不合格，楊華山進(jìn)行了丁基膠塞對(duì)頭孢唑林鈉粉針澄清度的影響研究，發(fā)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的丁基膠塞對(duì)頭孢唑林鈉粉針澄清度的影響程度不同；而且藥粉與丁基膠塞接觸的程度及時(shí)間不同，其澄清度不同；直立放置，藥粉與丁基膠塞接觸的程度小，所受到的影響小；接觸的時(shí)間越短所受到影響越小[7]。

膠塞硅化主要是為了藥物的分裝，膠塞硅化與不硅化，其與分裝機(jī)軌道的摩擦阻力相差50～100倍。硅化過度易造成壓塞反彈、跳塞或走機(jī)落塞，增加藥品污染的風(fēng)險(xiǎn)。硅化也是一種污染，在產(chǎn)品高壓滅菌時(shí)，硅油會(huì)從膠塞中釋放出微粒，影響藥品的澄清度。有研究證明pH值大于10的藥品與藥用氯化丁基橡膠塞接觸后，可使樣品中的不溶性微粒顯著增加，為避免此類藥品與藥用氯化丁基橡膠塞接觸后對(duì)不溶性微粒的影響，可以考慮使用覆膜藥用氯化丁基橡膠塞[8]。

3 小結(jié)

注射劑屬于高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品，影響藥品質(zhì)量的因素很多，由上文討論可以看到，包材質(zhì)量的影響絕對(duì)不容忽視。如何才能做到注射劑使用的包裝材料和容器的質(zhì)量和性能不得低于參比制劑，以保證藥品質(zhì)量與參比制劑一致呢？

首先，需要對(duì)參比制劑包材進(jìn)行充分的反向解析，了解其可能配方與基本性能特點(diǎn)。選擇材質(zhì)與基本性能不低于參比制劑包材的包裝材料作為研究備選材料。其次，對(duì)擬研究的產(chǎn)品性質(zhì)特點(diǎn)需要充分掌握，抓住可能影響產(chǎn)品CQA的包材因素進(jìn)行科學(xué)的試驗(yàn)篩選，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定這些影響因素，從而選定包材型號(hào)和生產(chǎn)廠家。這里的核心點(diǎn)是要保證藥品質(zhì)量與參比制劑一致。最后更重要的一點(diǎn)是要保證產(chǎn)品質(zhì)量能夠穩(wěn)定重現(xiàn)，這不僅取決于包材的選擇，也是建立包材質(zhì)量控制策略的體現(xiàn)。不難看出，未來制藥企業(yè)對(duì)包材的供應(yīng)商選擇、供應(yīng)商管理、內(nèi)部質(zhì)量協(xié)議等都將有一些新的升級(jí)，保證包材質(zhì)量的穩(wěn)定，從而確保藥品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

在注射劑一致性評(píng)價(jià)研究過程中，包材的選擇與研究越來越重要。在注射劑整個(gè)生命周期中對(duì)包材的質(zhì)量管理也將成為產(chǎn)品質(zhì)量控制的重點(diǎn)。