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建立了色水法測定預灌封注射器包裝系統(tǒng)和西林瓶包裝系統(tǒng)的密封性。在合理設置參數(shù)及制備陰性、陽性樣品的基礎上，優(yōu)化了真空度、負壓保持時間、預灌封注射器包裝系統(tǒng)處理方式，并進行方法驗證。結(jié)果表明，采用本方法測定預灌封注射器包裝系統(tǒng)、西林瓶包裝系統(tǒng)密封性的靈敏度為 10 ～ 15 μm，且其靈敏度在同等條件下優(yōu)于 USP、EP 和國際標準化組織中的方法。該法能有效測試預灌封注射器包裝系統(tǒng)和西林瓶包裝系統(tǒng)的密封性，為建立色水法檢測預灌封注射器包裝系統(tǒng)和西林瓶包裝系統(tǒng)密封性的標準提供了參考。

包裝系統(tǒng)密封性 (package integrity) 又稱容器密封完整性 (container-closure integrity)，是指包裝系統(tǒng)防止內(nèi)容物損失、微生物侵入以及氣體 ( 氧氣、空氣、水蒸氣等 ) 或其他物質(zhì)進入，保證藥品持續(xù)符合安全與質(zhì)量要求的能力。包裝系統(tǒng)密封性檢查(package integrity test)，或稱為容器密封完整性檢查(container-closure integrity test，CCIT)，是指檢測任何破裂或縫隙的包裝泄漏檢測 ( 包括理化或微生物檢測方法 )，一些檢測可以確定泄漏的尺寸和 ( 或 )位置[1-3]。常用的包裝系統(tǒng)密封性檢查方法[1]有微生物挑戰(zhàn)法、色水法、氣泡釋放法、高壓放電法、激光頂空分析法、質(zhì)量提取法、壓力衰減法、真空衰減法。

色水法主要適用于液體制劑，樣品必須能承受浸沒，可能需要工具限制軟包膨脹或移動[1]。因其檢驗方法的特殊性，準確度、精密度、專屬性、線性范圍以及耐用性均無法有效獲得?！痘瘜W藥品注射劑包裝系統(tǒng)密封性研究技術(shù)指南 (試行)》[1]中明確提出應“重點關(guān)注方法靈敏度的考察”，因此有必要評估該方法的靈敏度驗證，證明方法能可靠、有效地適用于預灌封注射器包裝和西林瓶包裝疫苗成品的密封性檢查。

容器密封完整性是確保無菌藥品在生產(chǎn)、貯存、運輸和使用過程中不受污染的關(guān)鍵因素之一。近年來，國內(nèi)外的藥品監(jiān)管機構(gòu)均要求藥品包裝系統(tǒng)必須通過密封完整性測試，以符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范和其他相關(guān)法規(guī)。目前，ChP 2020 年版中已明確規(guī)定，注射劑容器的密封性要用適宜的方法確證，但尚無相關(guān)指導方法。

本研究參照《化學藥品注射劑包裝系統(tǒng)密封性研究技術(shù)指南 (試行)》[1]、USP 42、EP 11、國際標準化組織 ISO 8871-5[4] Annex C 及 Annex D 等，建立了試驗方案，在合理設置參數(shù)及制備陰性、陽性樣品的基礎上，優(yōu)化了真空度、負壓保持時間、預灌封注射器包裝系統(tǒng)處理方式，并進行了方法學驗證，以期為色水法檢測預灌封注射器包裝系統(tǒng)和西林瓶包裝系統(tǒng)密封性的研究提供參考。

 

1.儀器與試藥

 

DZF-6030A 型真空干燥箱 (上海一恒科技有限公司)；BSA4202S-CW 型電子天平 [賽多利斯科學儀器 (北京) 有限公司]。

預灌封注射器包裝系統(tǒng) (包括 1 mL 預灌封注射器組合件、氯化丁基橡膠膠塞和推桿，山東威高普瑞醫(yī)藥包裝有限公司)；西林瓶包裝系統(tǒng) (包括 1 mL 中硼硅玻璃管制注射劑瓶，成都市金鼓藥用包裝有限公司)；溴化丁基橡膠膠塞 (江蘇華蘭藥用新材料股份有限公司)；鋁塑組合蓋 (河北金環(huán)包裝有限公司)；注射器和西林瓶缺陷品，委托上海費米激光科技有限公司進行激光打孔，并進行校準檢測，孔徑為5.0 ～ 10.0 μm、10.0 ～ 15.0 μm，其中，注射器打孔位置為針筒下部；硅膠管 ( 濟南晨生醫(yī)療科技有限公司)；壓蓋器(溫州雙木包裝機械有限公司)；預灌封注射器專用托盤 (康泰生物制品股份有限公司)；亞甲基藍 (廣東光華科技股份有限公司，含量≥ 80.0％，批號 20200812)；氯化鈉 (廣東光華科技股份有限公司，含量≥ 99.5％，批號 20201020)。

 

2.方法與結(jié)果

 

2.1樣品制備

 

陰性對照：以灌裝生理鹽水的預灌封注射器包裝系統(tǒng) / 西林瓶包裝系統(tǒng)作為陰性對照，規(guī)格為每支 0.5 mL。

陽性對照：以灌裝生理鹽水的激光打孔缺陷品作為陽性對照①，即瓶身缺陷品，規(guī)格為每支0.5 mL；以在灌裝生理鹽水的預灌封注射器包裝系統(tǒng) / 西林瓶包裝系統(tǒng)中插入銅絲的樣品作為陽性對照②，即瓶口缺陷品，規(guī)格為每支 0.5 mL。

預灌封注射器瓶口缺陷品：取預灌封注射器組合件，向針筒中加入生理鹽水 0.5 mL，在針筒中放入 1 根直徑約 0.2 mm 的銅線，使銅線豎直放置，長度需超出針筒的高度，隨后將推桿和活塞組合后輕輕推入針筒中，針頭向上，移除護帽，保留少量空氣后蓋上護帽。

西林瓶瓶口缺陷品：在 1 mL 西林瓶中加入生理鹽水 0.5 mL，瓶中靠壁放入 1 根直徑約 0.2 mm 的銅線，使銅線豎直放置，長度需超出瓶口的高度，使用膠塞壓住銅線后蓋上鋁塑組合蓋，用壓蓋器壓緊鋁塑組合蓋。

 

2.2試驗方法

 

將樣品置于裝有一定濃度亞甲基藍溶液的玻璃燒杯中，使其完全浸沒。再將其放入真空干燥箱內(nèi)減壓到達一定真空度，保持一段時間后恢復至常壓，放置一段時間。取出樣品，用水沖洗容器外部，目檢。

取陰性對照、陽性對照②各 2 支，陽性對照①各10 支，按照上述方法，由不同實驗員共重復測試 3 次，每次檢測完成后由實驗員和另 2 位觀察人員進行結(jié)果判斷，分別統(tǒng)計 3 次陽性對照①檢出泄漏的數(shù)量，其與陽性對照①總數(shù)量的比值即陽性檢出率。

 

2.3方法對比

 

2.3.1 方法對比參數(shù)

參考 USP 42、EP11、ISO 8871-5，本研究增大了真空度、延長了負壓保持時間，但降低了染料濃度 (方法①)?？紤]到方法①有可能存在假陰性風險，故將染料濃度設置為與 USP <381>、EP 3.2.9 章節(jié)、ISO 8871-5 一致，作為擬優(yōu)化的方法②。將上述方法進行比對測試，以確定密封性檢查最優(yōu)參數(shù)設置。各法的具體參數(shù)設置如表1 所示。

表1 不同方法的參數(shù)設置

依據(jù)色水法的檢測限級別，4 級時可檢測出的泄漏孔徑尺寸為 5.0 ～ 10.0 μm[1]，將陽性對照①的泄漏孔徑設計為 5.0 ～ 10.0 μm。預灌封注射器包裝系統(tǒng)的處理方式為旋出推桿，在針管內(nèi)塞入粗細合適的硅膠，管頂緊膠塞，如圖1 所示。當針筒內(nèi)部氣壓大于外部氣壓時，此措施能防止膠塞向上運動(向上運動會使針筒內(nèi)部氣壓降低)。

圖1 預灌封注射器包裝系統(tǒng)處理方式優(yōu)化前后

2.3.2 方法對比結(jié)果

2.3.2.1 預灌封注射器包裝系統(tǒng)

不同方法檢測預灌封注射器包裝系統(tǒng)的結(jié)果如圖2 所示，可見陰性對照容器內(nèi)均無藍色液體滲入，陽性對照②容器內(nèi)均有藍色液體滲入。不同方法對陽性對照①的檢出結(jié)果如表2 所示。

圖2 藥典方法、方法①、方法②的結(jié)果圖 (預灌封注射器)

表2 不同方法的陽性檢出結(jié)果 (預灌封注射器)

 

在上述試驗條件下，色水法檢測預灌封注射器包裝系統(tǒng)密封性時方法②的靈敏度最優(yōu)，陽性檢出率為 83.3％～ 100.0％；方法①的靈敏度次之，陽性檢出率為 83.3％～ 86.7％；USP 42 等方法的靈敏度最差，陽性檢出率為 43.3％～ 60.0％。

方法比對測試中，預灌封注射器包裝系統(tǒng)密封性檢查的“靈敏度”項目中，陽性對照①的泄漏孔徑設計為 5.0 ～ 10.0 μm，在該泄漏孔徑下，陽性對照①不能完全檢出，需重新設計泄漏孔徑。

2.3.2.2 西林瓶包裝系統(tǒng)

不同方法檢測西林瓶包裝系統(tǒng)的結(jié)果如圖3 所示，可見陰性對照容器內(nèi)均無藍色液體滲入，陽性對照②容器內(nèi)均有藍色液體滲入。不同方法陽性對照①的檢出結(jié)果如表3所示。

圖3 藥典方法、方法①、方法②的結(jié)果圖 (西林瓶)

表3 不同方法的陽性檢出結(jié)果 (西林瓶)

在上述試驗條件下，色水法檢測西林瓶包裝系統(tǒng)密封性中的方法②靈敏度最優(yōu)，陽性檢出率為80.0％～ 93.3％；方法①靈敏度次之，陽性檢出率為 70.0％～ 90.0％；USP 42 等收載方法的靈敏度最差，陽性檢出率為 40.0％～ 50.0％。

方法比對測試中，西林瓶包裝系統(tǒng)密封性檢查的“靈敏度”項目中，陽性對照①的泄漏孔徑設計為 5.0 ～ 10.0 μm，在該泄漏孔徑下，陽性對照①不能完全檢出，需重新設計泄漏孔徑。

 

2.4靈敏度驗證

 

2.4.1 靈敏度驗證參數(shù)

在方法②參數(shù) (真空度 0.086 MPa、負壓保持時間 60 min、染料為 0.1％亞甲基藍溶液、常壓放置時間 30 min) 的基礎上，重新設計了陽性對照①的泄漏孔徑，且通過改善預灌封注射器包裝系統(tǒng)的處理方式，使陽性對照能夠被完全檢出，從而確定色水法檢測預灌封注射器包裝系統(tǒng)和西林瓶包裝系統(tǒng)密封性的靈敏度。

將陽性對照①的泄漏孔徑設計為 5.0 ～ 10.0 和10.0 ～ 15.0 μm。

預灌封注射器包裝系統(tǒng)處理方式優(yōu)化為：將預灌封注射器放入注射器專用托盤中，使用硅膠管固定推桿與針筒上端的部位、推桿與托盤上部，或?qū)⑼茥U靠近托盤上部，用硅膠管固定針筒及推桿與針筒上端的部位，如圖 1B 和 1C 所示。

方法對比測試時觀察到，預灌封注射器包裝系統(tǒng)的處理方式僅能防止膠塞上移，但當恢復至常壓時，針筒內(nèi)部氣壓會小于外部氣壓，存在針筒外部的液體從硅膠管處擠壓膠塞向下運動的情況，造成染料從泄漏處進入針筒內(nèi)部的量減少，導致靈敏度降低。而優(yōu)化后處理措施可防止推桿上下移動，達到固定膠塞的目的。

2.4.2 靈敏度驗證結(jié)果

2.4.2.1 預灌封注射器包裝系統(tǒng)

不同泄漏孔徑的預灌封注射器包裝系統(tǒng)的靈敏度驗證結(jié)果如圖4 所示，可見陰性對照容器內(nèi)均無藍色液體滲入，陽性對照②容器內(nèi)均有藍色液體滲入。不同泄漏孔徑的樣品陽性對照①的檢出結(jié)果如表4 所示。

圖4 不同泄漏孔徑的預灌封注射器包裝系統(tǒng)的檢測結(jié)果

表4 不同泄漏孔徑樣品的陽性檢出結(jié)果 (預灌封注射器)

孔徑 5.0 ～ 10.0 μm 的樣品陽性檢出率為96.7 ％ ～ 100.0 ％， 孔徑 10.0 ～ 15.0 μm 的樣品陽性檢出率為 100.0 ％。由此可見，色水法檢測預灌封注射器包裝系統(tǒng)密封性的靈敏度為10.0 ～ 15.0 μm。

2.4.2.2 西林瓶包裝系統(tǒng)

西林瓶包裝系統(tǒng) (陽性對照①樣品的泄漏孔徑：10.0 ～ 15.0 μm) 靈敏度的驗證結(jié)果如圖5 所示，陰性對照容器內(nèi)均無藍色液體滲入，陽性對照②容器內(nèi)均有藍色液體滲入。陽性對照①的檢出結(jié)果如表5 所示。(泄漏孔徑為 5.0 ～ 10.0 μm 的西林瓶包裝系統(tǒng)的靈敏度驗證結(jié)果與“2.3.2.2”項下方法②的結(jié)果相同)。

圖5 西林瓶包裝系統(tǒng)檢測結(jié)果

表5 樣品陽性檢出結(jié)果 (西林瓶)

 

泄漏孔徑 5.0 ～ 10.0 μm 樣品的陽性檢出率為80.0％～ 93.3％，孔徑 10.0 ～ 15.0 μm 的樣品陽性檢出率為 100.0％。可見，色水法檢測西林瓶包裝系統(tǒng)密封性的靈敏度為 10.0 ～ 15.0 μm。

 

3.討  論

 

本研究采用色水法測試了預灌封注射器包裝系統(tǒng)和西林瓶包裝系統(tǒng)的密封性，參數(shù)設置為：真空度 0.086 MPa、負壓保持時間 60 min、染料為 0.1％亞甲基藍溶液；常壓放置時間 30 min。測試結(jié)果表明，對于由 1 mL 預灌封注射器組合件、氯化丁基橡膠塞和 1 mL 推桿組合成的預灌封注射器包裝系統(tǒng)和由 1 mL 中硼硅玻璃管制注射劑瓶、溴化丁基橡膠塞和鋁塑組合蓋組成的西林瓶包裝系統(tǒng)，該方法能夠可靠、有效地檢測密封性能，靈敏度為10.0 ～ 15.0 μm。

周浩等[5]在研究色水法包裝系統(tǒng)密封性的策略時提出，以膠塞、螺旋軟帽、螺旋硬帽等彈性體作為包裝組件時，需關(guān)注測試壓力是否會使彈性體發(fā)生形變或移動。為防止預灌封注射器包裝系統(tǒng)的膠塞移動，本研究改進了處理方式，發(fā)現(xiàn)陽性檢出率增大。

增大壓差條件可使痕量液體侵入，延長染液浸沒時間可以使通過泄漏路徑的染液體積增大[5]。USP、EP 和國際標準化組織對于色水法中的真空度、負壓保持時間、常壓保持時間等參數(shù)都有明確規(guī)定。本研究在上述方法的參數(shù)基礎上，通過增大真空度、延長負壓保持時間，提高了方法的靈敏度。

色水法作為一種概率性方法，試驗過程中的諸多因素都會影響其靈敏度，主要影響因素有：①色水法試驗條件 (染色劑種類、濃度、真空度/保持時間、壓力/保持時間)；②目視法檢測人員對顏色的敏感度等主觀因素；③制劑的特點(包材的顏色，制劑的顏色、規(guī)格、成分、黏稠度等)[6]。為排除因人員對顏色敏感度不同造成的結(jié)果判斷差異，本研究設計了由不同人員、重復測試 3 次的方式。

色水法作為一種測試成本低、操作維護簡單的傳統(tǒng)泄漏檢測方法，已被國內(nèi)企業(yè)普遍使用[7]。但該法存在一定的局限性，如制劑的顏色、規(guī)格、成分、黏稠度等均會影響其靈敏度，在進行色水法的驗證時應充分考察制劑的特點。

常曉強等[6]考察色水法、真空衰減法及微生物挑戰(zhàn)法在密封性測試中的應用時，將色水法參數(shù)設置為：真空度 0.025 MPa、負壓保持時間 30 min、染料為 10％亞甲基藍溶液、常壓放置時間 30 min。該法對孔徑為 3、5、10 μm的 2 mL 西林瓶樣品的陽性檢出率分別為 22％、47％、93％。可見，該法在 USP、EP 國際標準化組織推薦方法的參數(shù)基礎上，提高了染色液的濃度，所得的檢測靈敏度優(yōu)于本研究方法的靈敏度。本研究中染色液濃度采用了法規(guī)方法的推薦濃度，后續(xù)可繼續(xù)考察染色液濃度對色水法靈敏度的影響。

 

參考文獻

 

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[2] 郭滌亮 , 董武軍 , 馬駿威 , 等．《美國藥典》<1207> 無菌藥品包裝系統(tǒng)密封性評估的介紹與解讀 [J]．中國新藥雜志 , 2021, 30(10): 880-885．

[3] 姚 琳 , 咸富榮 , 張芳芳．質(zhì)量提取法測試西林瓶包裝系統(tǒng)密封性 [J]．中國醫(yī)藥工業(yè)雜志 , 2022, 53(7): 1013-1017．

[4] ISO．Elastomeric parts for parenterals and for devices forpharmaceutical use．Part 5: functional requirements andtesting <8871-5> [S]．2016．

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[6] 常曉強 , 劉海鵬 , 智曉日．色水法、真空衰減法及微生物挑戰(zhàn)法在密封性測試中的研究分析 [J]．計量與測試技術(shù) ,2022, 49(11): 23-25．

[7] 封二飛 , 張筱宜 , 趙 明．無菌藥品容器密封完整性檢測方法對比研究 [J]．中國藥業(yè) , 2021, 30(14): 51-54．

 

本文作者鄧雯卿、張珅、王青青、吳英姿，深圳康泰生物制品股份有限公司，僅供交流學習。