热塑性弹性体发展至今已有几十年,一直以来主要应用于工业用品及家居用品、玩具、鞋材等领域,但TPE还具备无毒、无臭、无伤害等优点,更有优良的耐热性、耐低温性、耐一般化学品性,其加工工艺简化,且可100%完全回收,因此在欧美等国已广泛应用于各种医药用品包含输液袋、针筒塞、密封瓶塞等。

 药品具有一定的生物活性和化学活性,是人类用于预防、治疗、保健和生息繁衍的特殊物质。保证药品质量,保证用药安全是至关重要的大事。为此,对于用品包装的容器和材料,特别是直接用于人体内的注射剂药品的包装药用瓶塞,一定要用化学性质稳定,密封性好,可直接接触药品,并保证药品质量稳定的材料制作。

 传统的药用瓶塞材料

天然橡胶——已明令禁用

过去,人们采用天然橡胶制作药用瓶塞。天然橡胶来源于橡胶树的胶汁(胶乳),内含有:树胶、生物碱、酶、毒素及杂菌等物质,将其用于注射剂药品包装瓶塞,直接接触用品,对用品易造成污染,现已被国家明令禁止用于制作注射剂药品包装瓶塞。

药用卤化丁基橡胶瓶塞——成份纯净但诸多不足

目前,国内外注射剂药品包装普遍采用气密性好,成份纯净的合成卤化丁基橡胶制作药用瓶塞,称之为药用卤化丁基橡胶瓶塞,其制造工艺流程一般一次包括配料、密炼、开炼、压延、模压硫化、冲切、清洗、干燥、硅化和包装等步骤。

药用卤化丁基橡胶属于热固性橡胶,含有不饱和键直链分子结构,经过橡胶的配合和在一定温度、压力、时间条件下的橡胶硫化,使卤化丁基橡胶的直链分子转化成三维铰链的不可逆转的网状分子结构,制成各种规格的药用瓶塞。在药用卤化丁基橡胶瓶塞的外表面,形成一层十分脆弱的、且不完整的分子态橡胶膜,里面包裹着卤化丁基橡胶瓶塞所必须的配合体系的各种辅料(橡胶配方),如具有一定一定化学活性的橡胶硫化剂及硫化助剂、橡胶的防老剂、增塑剂和橡胶的补强填充剂等物质。

药用卤化丁基橡胶的配方和制造药用瓶塞的工艺流程,决定了药用卤化丁基橡胶瓶塞具有以下缺点。

(1)由于药用瓶塞与药品直接接触,如果药品不具有兼容性,将直接影响药品的质量稳定。因此,必须通过与药品的兼容性试验,来选择适用于某种药品的卤化丁基橡胶瓶塞的配方。然而,由于用品品种繁多,理化性质各异,目前药用卤化丁基橡胶瓶塞配方较为单一,难以适应各种药品质量对药用卤化丁基橡胶瓶塞的要求。

(2)由于药用卤化丁基橡胶瓶塞表面是形成一层十分脆弱的、不完整的分子态橡胶膜,不能完整的包裹橡胶配方体系中德填充补强剂等物质,且易磨损,易释放出补强填充剂的碳酸钙、白陶土、钛白粉等不溶性物质,造成注射剂药品,特别是输液药品中德可见异物、不溶性为例超标,因而可能影响药品质量和用药安全。

(3)采用药用卤化丁基橡胶瓶塞表面包覆特氟龙(TEFULO)等高分子惰性材料,制成覆膜(镀膜)胶塞,来解决以上(1)和(2)的问题,会增加药用瓶塞的制造成本,同时由于高分子膜材质地坚硬,与容器密封不严,易造成包装药液渗漏和染菌等问题。

(4)为保护药用卤化丁基橡胶瓶塞表面的橡胶膜,同时为增加药用瓶塞在制药设备输送轨道上的润滑,一定要再药用卤化丁基橡胶瓶塞表面涂布定量的硅油。而药用卤化丁基橡胶瓶塞表面涂布的硅油及橡胶内在配合剂中的斥水性物质向外扩散,会影响个别药品的质量稳定;同时,在药品容器内表面形成“斥水性油膜”,造成注射液药品,特别是输液药品玻璃容器内表面的挂珠(挂水)现象。

(5) 药用卤化丁基橡胶瓶塞在临床用药过程中易发生针刺落屑,造成用药安全问题。

(6) 由于卤化丁腈橡胶是带有极性的聚合物,且具有粘着性、致使药用卤化丁基橡胶瓶塞极易媳妇尘埃、纤维,影响药品制品。清洗去除十分困难,称为制药界所关注解决的质量难题。

(7)药用卤化丁基橡胶属热固性弹性体,生产制造过程中的边角废料及残次品无法回收再利用;药用卤化丁基橡胶瓶塞又是一次性使用的消耗品,造成资源的浪费和对环境的污染。中国每年要生产近160亿支注射用粉针剂(包括冻干粉针剂)药品,60亿瓶(袋)大输液药品,每年废弃的药品卤化丁基橡胶瓶塞600万于吨,仅消耗卤化丁基橡胶就达到288万于吨(作者注:600和288这两个数字让人费解,原文如此,估计单位应该是千克)。

(8)制造药用卤化丁基橡胶药用瓶塞,生产工艺过程长,生产环境要求严格,建厂费用大,生产能耗高。

热塑性弹性体瓶塞原料及制备

热塑性弹性体材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)物料在80~100℃温度下,经过1~3小时,干燥至水分含量不超过其重重量0.1%,其中物料包括苯乙烯类共聚物或橡胶类材料,聚烯烃类物质,增塑剂和填充剂,含或不含增容剂,含或不含抗氧剂,韩货不含抗静电剂,含或不含防粘剂。

(2)将步骤(1)中干燥后物料加入反应釜,于160~220℃下,搅拌1~1.5小时后,与220~230℃下经塑料挤出机挤出,在冷却水槽冷却定型后经牵引机裁断为颗粒状,即得所述热塑性弹性体材料。

TPE瓶塞优点

采用上述方法制得的TPE作为瓶塞的原料,制成的药用瓶塞,与现有技术生产的卤化丁基橡胶瓶塞比较,具有如下优点:

(1)此热塑性弹性体材料的内在主链共聚或组分共混的特殊结构,决定其化学性质稳定,安全无毒,极性低,回弹性好,与各种药品具有广泛的兼容性,可制成各种规格的药用瓶塞,适用于各种药品包装,应用此提供的组合物制造药用瓶塞,无需在药用瓶塞表面再做覆膜处理,不会释放可捡异物和不溶性微粒,不会对药品造成污染。

(2) 由于此组合物材料韧性强,制成注射剂药用瓶塞,在临床用药时不会发生针刺落屑和不溶性微粒保证用药安全。

(3) 用此组合物材料制成的药用胶塞不会吸附尘埃、纤维,不会对药品造成污染。

(4) 利用此组合物在药用瓶塞制造过程中产生的边角废料和制成品药用瓶塞可回收再利用,属环保材料,节约资源。

(5)利用此组合物材料可通过注塑、挤出或模压等方式,一步成型制造药用瓶塞,设备通用,相对成型温度低,时间短,工艺简便。比现有卤化丁基橡胶瓶塞的生产,工艺流程缩短4/5,节约能耗≧90%,大大提高生产效率,降低能耗。

(6) 应用此提供的组合物材料制造药用瓶塞,工艺流程短,生产设备少,生产厂房面积小,建设投资少。

综上,热塑性弹性体药用瓶塞将取代橡胶瓶塞原料,因为无论在环保回收方面、用药安全方面、境地成本方面,均可满足此市场领域。

      目前TPE遇到的问题是材料用一段时间后易发生尺寸变形,导致瓶塞密封性变差.

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弹性体TPE药用瓶塞应用前景看好


始发于微信公众号:艾邦高分子

作者 ab