一、玻璃脫片現(xiàn)象及其對藥品質(zhì)量的威脅

玻璃作為硅酸鹽無機類材料，是各種性能*穩(wěn)定的材料之一，且光潔透明，適宜藥品的包裝貯存和保質(zhì)。同時，相對于其他材料，玻璃價格較低廉。近年來，我國的藥用玻璃工業(yè)及產(chǎn)品得到了長足的發(fā)展，已成為藥品包裝領(lǐng)域的主要包裝材料之一。

玻璃雖具有以上優(yōu)點，但也存在一個主要缺點：在特定條件下會有玻璃薄片從玻璃容器的內(nèi)表面脫落，直接進入到溶液中形成玻屑，有時肉眼難以覺察。在過去的幾年中，注射藥物中存在玻屑的問題日益增多，已引發(fā)了全球范圍內(nèi)諸多產(chǎn)品的召回事件。如2020年美國FDA公布16起注射劑召回事件，其中由于發(fā)現(xiàn)微粒物質(zhì)、安瓿瓶破裂等可能與玻璃容器有關(guān)的召回共有8起，給企業(yè)和社會都造成了巨大損失。

而對藥品生產(chǎn)企業(yè)而言，玻屑等可見異物的控制相對于其它項目來說算是*難控制的一項。其難于控制的原因有兩個：一是，難于發(fā)現(xiàn)；二是難于找到真正的原因。

難于發(fā)現(xiàn)，是因為一旦生產(chǎn)工序中存在具有影響可見異物的因素，它不會導(dǎo)致每個單元產(chǎn)品的可見異物都不合格，在抽檢的過程中很難發(fā)現(xiàn)。且可見異物不像其它項目那樣，一旦發(fā)現(xiàn)就立刻可以鎖定相關(guān)環(huán)節(jié)，在那個環(huán)節(jié)進行排查即可，相反影響可見異物的生產(chǎn)工序較多，一旦發(fā)現(xiàn)有可見異物，需要排查的工序有很多。

因此，對藥品生產(chǎn)企業(yè)而言，選擇***的玻璃包材，盡可能降低玻璃容器對藥品質(zhì)量的干擾，無疑是一個明智之舉。

 

二、玻璃脫片的人體危害及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

美國FDA向藥品生產(chǎn)企業(yè)發(fā)布的關(guān)于某些注射藥物中可能會形成玻璃脫片的公告中提到，盡管尚沒有與玻璃脫片直接相關(guān)的不良事件被報告，但靜脈注射用藥物中存在的這些玻璃薄片可能會導(dǎo)致血栓和其他血管事件(如靜脈炎)的發(fā)生；對于皮下接種，脫片可能導(dǎo)致異物肉芽腫的發(fā)生、局部注射部位反應(yīng)和免疫原性的增加。

脫片這一問題的癥結(jié)在于玻璃的耐受性。一些玻璃容器的內(nèi)表面在與藥液的長時間接觸過程中受到各種因素的影響易產(chǎn)生脫片。一些情況已與高脫片發(fā)生率聯(lián)系在一起。如盛裝堿**液或某些緩沖溶液(如枸櫞酸、酒石酸鹽)的玻璃瓶及進行過終端滅菌的產(chǎn)品。

鑒于此類突發(fā)事件的不斷發(fā)生，美國藥典委員會(USP)包裝、貯藏和分銷專家委員會撰寫了一個新通則<1660>"玻璃容器內(nèi)表面耐受性評估"，對預(yù)測可能形成的玻屑和脫片提供了推薦方法。

目前，美國藥典，歐洲藥典，日本藥典等均對藥用玻璃等藥包材提出了藥物相容性，堿性溶出量等一系列標(biāo)準(zhǔn)和要求，中國藥典也在逐漸增加藥包材各大類材料的指導(dǎo)原則，將會有具體的藥包材品種納入到藥典的各論中。

在此大趨勢下，選用符合各國藥典標(biāo)準(zhǔn)的玻璃包材，不*可以給予產(chǎn)品更好的質(zhì)量保證，同時還可以降低國內(nèi)外申報的難度，從產(chǎn)品長遠推廣的角度考慮無疑是正確的選擇。

 

三、玻璃表面的化學(xué)侵蝕機制

水對玻璃的侵蝕始于水中的氫離子與玻璃中堿金屬離子的交換過程，以及水分子滲透進入玻璃的過程。玻璃中的硅酸與被交換出的堿金屬離子發(fā)生中和反應(yīng)生成硅酸鹽，另外，水分子也能與硅氧骨架直接起反應(yīng)。

反應(yīng)產(chǎn)物Si(OH)4是一種極性分子，它能使周圍的水分子極化，定向附著在自己周圍，形成一個高度分散的系統(tǒng)，稱為硅酸凝膠，除有一部分溶于水溶液以外，大部分附著在玻璃表面，形成一層薄膜。

在堿性溶液中，OH-集中在玻璃表面，并吸附玻璃中的各種陽離子。同時OH-離子也能直接破壞硅氧骨架，使Si-O鍵斷裂，*后變成硅酸離子，或與吸附在玻璃表面上的陽離子形成硅酸鹽，并逐漸溶解于堿液中。當(dāng)超過了溶解限度，就會生成肉眼看不見的微粒。堿對玻璃的侵蝕過程不會生成硅膠保護膜，所以侵蝕會不斷進行下去。

根據(jù)以上化學(xué)反應(yīng)機制不難判斷，低堿金屬離子含量、低堿性溶出的玻璃包材發(fā)生脫片、生成玻屑的可能性更低。對于pH值偏堿性、或組成成分可能與堿性金屬離子發(fā)生相互作用的藥品制劑而言，為避免容器內(nèi)表面發(fā)生化學(xué)侵蝕，威脅藥品質(zhì)量，更應(yīng)選擇低堿性溶出的玻璃包材產(chǎn)品。

以上反應(yīng)及情形*發(fā)生在玻璃與介質(zhì)之間，如是藥物，情況則更為復(fù)雜。

 

四、影響玻璃容器形成脫片的主要因素

影響因素包括玻璃容器的化學(xué)組成、生產(chǎn)工藝、成型后的處理方式，藥物制劑的**(如組成成分、離子強度、絡(luò)合劑、pH值)，及滅菌方式等。

（1）玻璃的化學(xué)組成

玻璃的主要成分為二氧化硅，化學(xué)組成并不恒定，在一定范圍內(nèi)允許有波動，不同廠家生產(chǎn)的玻璃化學(xué)組成也稍有不同。Ⅰ型硼硅玻璃含硅70％～80％，三氧化二硼7％～13％，及少量的氧化鈉、氧化鉀和氧化鋁，有較強的耐水性和耐熱震性。Ⅲ型鈉鈣玻璃含硅60％～75％，氧化鈉和氧化鉀12％～18％，及氧化鈣、氧化鎂和氧化鋁5％～12％，堿金屬元素含量較高，耐水性較弱。

（2）成型后的處理方式

普通鈉鈣硅酸鹽玻璃在退火工藝過程中，還要對玻璃表面進行中性化處理。因為加熱玻璃可促使氧化鈉析出在容器的內(nèi)表面，在與溶液接觸一段時間后，鈉離子遷移入溶液，產(chǎn)生OH-，使得非緩沖溶液的pH值變大。

（3）溶液中的化學(xué)組成

溶液中的某些化學(xué)成分會加快脫片的形成，如枸櫞酸、戊二酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、磷酸鹽等對玻璃都具有較強的侵蝕性。pH值是另一個關(guān)鍵因素，因為堿性溶液(pH>8.5)能導(dǎo)致玻璃內(nèi)表層溶解，增加富硅區(qū)域形成脫片的風(fēng)險。

（4）終端滅菌

玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性會隨溫度和壓力的升高而劇烈變化。100℃以下時，溫度每升高10℃，侵蝕介質(zhì)對玻璃的浸提速度增加50％～250％；100℃以上時(如在高壓蒸汽滅菌鍋中)，侵蝕作用始終是劇烈的。當(dāng)壓力提高到2.94～9.80MPa時，化學(xué)性能較好的玻璃也能在短時間內(nèi)受到劇烈破壞；與此同時，大量硅的氧化物會轉(zhuǎn)入到溶液中。

綜上所述，若藥品制劑含有EDTA、磷酸鹽或溶液為堿性，或需要進行終端滅菌的話，為了降低脫片風(fēng)險，保障制劑質(zhì)量，應(yīng)選用硼硅含量高、堿金屬含量低、防堿性/低堿性溶出的藥用玻璃包材。

 

五、巖田硝子IRAS長期低堿處理管瓶

為了防止硼硅酸玻璃管瓶表面溶出堿性物質(zhì)，巖田硝子工業(yè)株式會社開發(fā)了的低堿性處理方法——IRAS處理。

該技術(shù)通過管瓶成型工程的一體化流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)出了從管瓶內(nèi)部抑制堿性溶出的劃時代管瓶，符合日本藥典（JP）、歐洲藥典（EP）、美國藥典（USP）標(biāo)準(zhǔn)。

IRAS長期低堿處理管瓶在USP６６０，６０℃＊７５％影響因素試驗等各種比較試驗中，均顯示出*的低堿性作用。長期來看，IRAS長期低堿處理管瓶堿性溶出量符合JP、EP、USP的要求。

 

 

此外，IRAS長期低堿處理管瓶還具有清洗過后無殘渣；抑制凍干時液滴飛濺、掛壁；無溶劑引起的脫片影響；一體化流水線生產(chǎn)，成本效率高等優(yōu)勢。

 

根據(jù)不同產(chǎn)品的個性化需求，IRAS產(chǎn)品還可追加其他功能性工藝，包括低附著性工藝，透明遮光工藝，以及清洗、滅菌、無菌包裝工藝等，為制劑生產(chǎn)企業(yè)量身定制*符合需求的管瓶產(chǎn)品。

日本巖田硝子工業(yè)株式會社創(chuàng)立于１９１８年，專注于生產(chǎn)藥用玻璃容器，運用的**技術(shù)在醫(yī)療用品領(lǐng)域不斷開發(fā)研究，充分滿足客戶的需求。其主要合作企業(yè)有武田藥品工業(yè)、astellas制藥、大冢制藥、田邊三菱制藥、NIPRO、API株式會社、澤井制藥、東和制藥、武田TEVA醫(yī)藥、日醫(yī)工等。

艾偉拓（上海）醫(yī)藥科技有限公司與巖田硝子工業(yè)株式會社已建立長期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，全權(quán)負責(zé)中國境內(nèi)的產(chǎn)品銷售、技術(shù)支持與售后服務(wù)。目***款玻璃瓶已獲得登記號，可在CDE網(wǎng)站查詢（狀態(tài)為A）；另有一款管瓶已完成登記，等待公示中。