藥品包裝是保障藥品安全性、有效性和穩(wěn)定性的第一道防線。隨著對藥品雜質(zhì)研究的深入,亞硝胺這類強致癌性雜質(zhì)已成為全球藥品監(jiān)管機構關注的核心風險之一。亞硝胺不僅可能來源于原料藥合成工藝,也可能在制劑生產(chǎn)、儲存乃至與包裝材料接觸的過程中產(chǎn)生或遷移。本文旨在系統(tǒng)梳理藥品包裝的主要材質(zhì)類型,并深入探討每種材料潛在的亞硝胺風險來源與形成機制,為藥品包裝的合規(guī)選擇與風險控制提供專業(yè)參考。
一、 藥品包裝材料的主要分類
根據(jù)資料,藥品包裝材料(特別是直接接觸藥品的初級包裝)主要可分為以下幾大類:
塑料類:如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、環(huán)烯烴聚合物(COP)等,常用于制作藥瓶、袋、泡罩的基材等。
1.橡膠/彈性體類:如丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、硅橡膠等,主要用于制造注射劑瓶塞、滴管頭、預灌封注射器活塞等密封件。
2.金屬類:主要是鋁和錫,常見形式為鋁箔(用于泡罩包裝的蓋材、條狀包裝)、鋁管(用于軟膏)、氣霧罐等。
3.玻璃類:如I型硼硅酸鹽玻璃、II型表面處理鈉鈣玻璃等,主要用于注射劑瓶、口服液瓶等。
4.復合材料類:由上述多種材料復合而成,如鋁塑復合膜,兼具多種性能優(yōu)勢。
二、 各類材質(zhì)的亞硝胺風險來源與機制分析
1. 橡膠/彈性體類:風險最高的類別,炭黑與硫化體系是關鍵
橡膠密封件(特別是藥用膠塞)是公認的亞硝胺高風險包裝組件,其風險主要來源于配方中的添加劑和加工工藝。
硫化促進劑與硫化劑:橡膠硫化過程中使用的多種含仲胺基團的促進劑(如2-巰基苯并噻唑、二硫代氨基甲酸鋅鹽、秋蘭姆類)和硫化劑,是亞硝胺形成的直接胺類前體。這些胺類物質(zhì)可能與空氣或配合劑中的氮氧化物(NOx)在儲存或使用條件下反應,生成相應的亞硝胺。
炭黑的促進作用:資料明確指出,彈性體配方中的炭黑會吸附氮氧化合物,對亞硝胺殘留有顯著的促進作用 。炭黑作為橡膠中常用的補強劑和著色劑,其多孔結(jié)構和高比表面積使其成為吸附環(huán)境中NOx的“載體”,從而在膠塞內(nèi)部局部創(chuàng)造高濃度的亞硝化反應環(huán)境,加劇了胺類添加劑向亞硝胺的轉(zhuǎn)化。盡管炭黑本身在特定法規(guī)(如MERCOSUR)中不被允許用于藥品包裝,但其在行業(yè)歷史配方中的使用是遺留風險的重要來源。
風險性質(zhì):此類風險屬于遷移風險,即亞硝胺在橡膠件內(nèi)部生成后,在長期與藥液接觸過程中逐漸浸出,遷移至藥品中。
2. 塑料類:風險主要來源于特定品種和印刷工藝
塑料本身的化學性質(zhì)相對穩(wěn)定,但其風險與特定種類和輔助材料密切相關。
聚氯乙烯(PVC) :PVC本身風險較低,但其加工中可能添加的增塑劑(如某些鄰苯二甲酸酯)或穩(wěn)定劑,在極端條件下可能分解產(chǎn)生胺類前體。更主要的關聯(lián)風險在于,PVC常作為泡罩包裝的基材,與高風險蓋材配合使用。
風險核心——泡罩包裝的蓋材系統(tǒng):對于廣泛使用的泡罩包裝(鋁塑PVC/PVDC泡罩、鋁鋁泡罩),最大的亞硝胺風險并非來自塑料基材,而是來自含有硝化纖維素的鋁箔蓋材以及其上的印刷油墨 。
形成機制:在泡罩熱封過程中(溫度通常>180℃),蓋材上的硝化纖維素涂層受熱分解,釋放出氮氧化物(NOx)。這些NOx與同一蓋材上印刷油墨中所含的低分子量胺類(如二甲胺DMA、二乙胺DEA)發(fā)生亞硝化反應,現(xiàn)場生成亞硝胺(如NDMA、NDEA)。生成的亞硝胺蒸汽在熱封腔室內(nèi)通過蒸發(fā)-冷凝過程,直接遷移至藥品表面或泡罩空腔內(nèi)。這是一個在包裝過程中即時形成并遷移的典型案例。
其他塑料:如PE、PP等聚烯烴材料,其化學惰性強,且生產(chǎn)過程中通常不涉及含胺添加劑,因此其本身引入亞硝胺的風險極低。風險可能間接來源于與橡膠密封件或
高風險的泡罩蓋材的配合使用。
3. 金屬類(鋁箔):作為反應載體和遷移通道
金屬鋁本身化學性質(zhì)活潑,但在藥品包裝中通常經(jīng)過涂層或氧化處理,形成惰性表面。其亞硝胺風險完全以復合材料的組成部分形式體現(xiàn)。
角色定位:在泡罩包裝中,鋁箔主要作為蓋材的基底層,提供高阻隔性。其風險并非來自鋁金屬本身,而是來自其表面涂布的硝化纖維素層以及印刷的含胺油墨。鋁箔在這里充當了兩種前體物質(zhì)(NOx來源和胺來源)的載體和反應平臺 。
遷移通道:一旦反應生成亞硝胺,鋁箔優(yōu)異的導熱性可能有助于反應發(fā)生,但其本身不產(chǎn)生也不消耗亞硝胺。它是風險從包裝材料向藥品遷移的關鍵界面。
4. 玻璃類:風險極低
玻璃,尤其是化學穩(wěn)定性極高的I型硼硅酸鹽玻璃,是惰性最強的包裝材料之一。其成分主要為二氧化硅和金屬氧化物,生產(chǎn)過程及成分中均不涉及有機胺類或易產(chǎn)生NOx的物質(zhì)。因此,玻璃容器本身基本不存在引入亞硝胺的風險。其風險僅可能源于與之配套的橡膠塞或鋁塑組合蓋。
5. 復合材料與輔助材料:不可忽視的間接風險
粘合劑與印刷油墨:如前所述,用于包裝印刷的油墨是胺類前體的重要來源。此外,復合膜使用的粘合劑也可能含有可疑物質(zhì)。
歷史案例的啟示:有研究文獻記載,食品(如黃油)中的N-亞硝基嗎啉(NMOR)污染被追溯到其蠟紙包裝,證明了包裝材料本身可能成為亞硝胺的污染源和遷移體。這提示對于藥品包裝中使用的任何紙質(zhì)、涂層或高分子材料,都需評估其成分的潛在風險。
三、 風險控制與監(jiān)管要求
針對包裝材料帶來的亞硝胺風險,監(jiān)管和行業(yè)已建立相應的控制策略:
1.源頭禁止與替代:最根本的措施是淘汰高風險添加劑。例如,在橡膠配方中避免使用可能產(chǎn)生亞硝胺的含仲胺硫化促進劑;在泡罩蓋材中,開發(fā)使用非硝化纖維素涂層(如基于PVDC、丙烯酸酯的涂層)是消除該路徑風險的關鍵。
2.嚴格的供應商控制與材料標準:藥品生產(chǎn)商必須對包裝材料供應商進行審計,要求其提供添加劑清單,并證明其材料符合相關法規(guī)(如EP、USP對彈性體密封件的要求)。對炭黑等材料的使用需格外謹慎。
3.相容性研究與可提取物/浸出物(E&L)測試:這是評估包裝材料風險的核心技術手段。指導原則要求對包裝系統(tǒng),特別是含彈性體的系統(tǒng),進行全面的E&L研究,其中必須包括對亞硝胺類雜質(zhì)的針對性篩查 。先進的檢測方法如GC-MS/MS等,能夠高靈敏度地檢測多種亞硝胺。
4.建立可接受限度(Acceptance Limits) :監(jiān)管機構基于毒理學關注閾值(TTC)和化合物特異性評估,為亞硝胺設定了極低的每日可接受攝入量(AI)。例如,有建議對吸入制劑包裝中的彈性體,設定單種亞硝胺(如NDMA)的接受標準不高于1 ppb(十億分之一)。ICH M7(R1)指南為這類雜質(zhì)的限度評估提供了框架。
結(jié)論
藥品包裝材料的亞硝胺風險具有顯著的材質(zhì)特異性。橡膠/彈性體因其復雜的硫化添加劑體系和炭黑的促進作用,構成長期遷移風險;而泡罩包裝中的硝化纖維素鋁箔蓋材與含胺油墨的組合,則在熱封過程中引發(fā)即時生成與遷移的風險,是當前監(jiān)管關注的重點。相比之下,玻璃材質(zhì)本身風險極低,塑料的風險主要與特定用途和輔助材料相關。
保障用藥安全,必須對藥品包裝系統(tǒng)進行基于風險的全面評估。從材料配方的源頭控制,到生產(chǎn)過程中的工藝避免,再到成品階段的嚴格監(jiān)測,構建多層次的防御體系,才能有效管控亞硝胺這類隱蔽而危險的雜質(zhì),確保藥品在整個生命周期內(nèi)的安全與穩(wěn)定。