熱塑性彈性體發(fā)展至今已有幾十年,一直以來主要應(yīng)用于工業(yè)用品及家居用品、玩具、鞋材等領(lǐng)域,但TPE還具備無毒、無臭、無傷害等優(yōu)點,更有優(yōu)良的耐熱性、耐低溫性、耐一般化學(xué)品性,其加工工藝簡化,且可100%完全回收,因此在歐美等國已廣泛應(yīng)用于各種醫(yī)藥用品包含輸液袋、針筒塞、密封瓶塞等。
藥品具有一定的生物活性和化學(xué)活性,是人類用于預(yù)防、治療、保健和生息繁衍的特殊物質(zhì)。保證藥品質(zhì)量,保證用藥安全是至關(guān)重要的大事。為此,對于用品包裝的容器和材料,特別是直接用于人體內(nèi)的注射劑藥品的包裝藥用瓶塞,一定要用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,密封性好,可直接接觸藥品,并保證藥品質(zhì)量穩(wěn)定的材料制作。
傳統(tǒng)的藥用瓶塞材料
天然橡膠——已明令禁用
過去,人們采用天然橡膠制作藥用瓶塞。天然橡膠來源于橡膠樹的膠汁(膠乳),內(nèi)含有:樹膠、生物堿、酶、毒素及雜菌等物質(zhì),將其用于注射劑藥品包裝瓶塞,直接接觸用品,對用品易造成污染,現(xiàn)已被國家明令禁止用于制作注射劑藥品包裝瓶塞。
藥用鹵化丁基橡膠瓶塞——成份純凈但諸多不足
目前,國內(nèi)外注射劑藥品包裝普遍采用氣密性好,成份純凈的合成鹵化丁基橡膠制作藥用瓶塞,稱之為藥用鹵化丁基橡膠瓶塞,其制造工藝流程一般一次包括配料、密煉、開煉、壓延、模壓硫化、沖切、清洗、干燥、硅化和包裝等步驟。
藥用鹵化丁基橡膠屬于熱固性橡膠,含有不飽和鍵直鏈分子結(jié)構(gòu),經(jīng)過橡膠的配合和在一定溫度、壓力、時間條件下的橡膠硫化,使鹵化丁基橡膠的直鏈分子轉(zhuǎn)化成三維鉸鏈的不可逆轉(zhuǎn)的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu),制成各種規(guī)格的藥用瓶塞。在藥用鹵化丁基橡膠瓶塞的外表面,形成一層十分脆弱的、且不完整的分子態(tài)橡膠膜,里面包裹著鹵化丁基橡膠瓶塞所必須的配合體系的各種輔料(橡膠配方),如具有一定一定化學(xué)活性的橡膠硫化劑及硫化助劑、橡膠的防老劑、增塑劑和橡膠的補強填充劑等物質(zhì)。
藥用鹵化丁基橡膠的配方和制造藥用瓶塞的工藝流程,決定了藥用鹵化丁基橡膠瓶塞具有以下缺點。
(1)由于藥用瓶塞與藥品直接接觸,如果藥品不具有兼容性,將直接影響藥品的質(zhì)量穩(wěn)定。因此,必須通過與藥品的兼容性試驗,來選擇適用于某種藥品的鹵化丁基橡膠瓶塞的配方。然而,由于用品品種繁多,理化性質(zhì)各異,目前藥用鹵化丁基橡膠瓶塞配方較為單一,難以適應(yīng)各種藥品質(zhì)量對藥用鹵化丁基橡膠瓶塞的要求。
(2)由于藥用鹵化丁基橡膠瓶塞表面是形成一層十分脆弱的、不完整的分子態(tài)橡膠膜,不能完整的包裹橡膠配方體系中德填充補強劑等物質(zhì),且易磨損,易釋放出補強填充劑的碳酸鈣、白陶土、鈦白粉等不溶性物質(zhì),造成注射劑藥品,特別是輸液藥品中德可見異物、不溶性為例超標(biāo),因而可能影響藥品質(zhì)量和用藥安全。
(3)采用藥用鹵化丁基橡膠瓶塞表面包覆特氟龍(TEFULO)等高分子惰性材料,制成覆膜(鍍膜)膠塞,來解決以上(1)和(2)的問題,會增加藥用瓶塞的制造成本,同時由于高分子膜材質(zhì)地堅硬,與容器密封不嚴,易造成包裝藥液滲漏和染菌等問題。
(4)為保護藥用鹵化丁基橡膠瓶塞表面的橡膠膜,同時為增加藥用瓶塞在制藥設(shè)備輸送軌道上的潤滑,一定要再藥用鹵化丁基橡膠瓶塞表面涂布定量的硅油。而藥用鹵化丁基橡膠瓶塞表面涂布的硅油及橡膠內(nèi)在配合劑中的斥水性物質(zhì)向外擴散,會影響個別藥品的質(zhì)量穩(wěn)定;同時,在藥品容器內(nèi)表面形成“斥水性油膜”,造成注射液藥品,特別是輸液藥品玻璃容器內(nèi)表面的掛珠(掛水)現(xiàn)象。
(5) 藥用鹵化丁基橡膠瓶塞在臨床用藥過程中易發(fā)生針刺落屑,造成用藥安全問題。
(6) 由于鹵化丁腈橡膠是帶有極性的聚合物,且具有粘著性、致使藥用鹵化丁基橡膠瓶塞極易媳婦塵埃、纖維,影響藥品制品。清洗去除十分困難,稱為制藥界所關(guān)注解決的質(zhì)量難題。
(7)藥用鹵化丁基橡膠屬熱固性彈性體,生產(chǎn)制造過程中的邊角廢料及殘次品無法回收再利用;藥用鹵化丁基橡膠瓶塞又是一次性使用的消耗品,造成資源的浪費和對環(huán)境的污染。中國每年要生產(chǎn)近160億支注射用粉針劑(包括凍干粉針劑)藥品,60億瓶(袋)大輸液藥品,每年廢棄的藥品鹵化丁基橡膠瓶塞600萬于噸,僅消耗鹵化丁基橡膠就達到288萬于噸(作者注:600和288這兩個數(shù)字讓人費解,原文如此,估計單位應(yīng)該是千克)。
(8)制造藥用鹵化丁基橡膠藥用瓶塞,生產(chǎn)工藝過程長,生產(chǎn)環(huán)境要求嚴格,建廠費用大,生產(chǎn)能耗高。
熱塑性彈性體瓶塞原料及制備
熱塑性彈性體材料的制備方法,包括如下步驟:
(1)物料在80~100℃溫度下,經(jīng)過1~3小時,干燥至水分含量不超過其重重量0.1%,其中物料包括苯乙烯類共聚物或橡膠類材料,聚烯烴類物質(zhì),增塑劑和填充劑,含或不含增容劑,含或不含抗氧劑,韓貨不含抗靜電劑,含或不含防粘劑。
(2)將步驟(1)中干燥后物料加入反應(yīng)釜,于160~220℃下,攪拌1~1.5小時后,與220~230℃下經(jīng)塑料擠出機擠出,在冷卻水槽冷卻定型后經(jīng)牽引機裁斷為顆粒狀,即得所述熱塑性彈性體材料。
TPE瓶塞優(yōu)點
采用上述方法制得的TPE作為瓶塞的原料,制成的藥用瓶塞,與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的鹵化丁基橡膠瓶塞比較,具有如下優(yōu)點:
(1)此熱塑性彈性體材料的內(nèi)在主鏈共聚或組分共混的特殊結(jié)構(gòu),決定其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,安全無毒,極性低,回彈性好,與各種藥品具有廣泛的兼容性,可制成各種規(guī)格的藥用瓶塞,適用于各種藥品包裝,應(yīng)用此提供的組合物制造藥用瓶塞,無需在藥用瓶塞表面再做覆膜處理,不會釋放可撿異物和不溶性微粒,不會對藥品造成污染。
(2) 由于此組合物材料韌性強,制成注射劑藥用瓶塞,在臨床用藥時不會發(fā)生針刺落屑和不溶性微粒保證用藥安全。
(3) 用此組合物材料制成的藥用膠塞不會吸附塵埃、纖維,不會對藥品造成污染。
(4) 利用此組合物在藥用瓶塞制造過程中產(chǎn)生的邊角廢料和制成品藥用瓶塞可回收再利用,屬環(huán)保材料,節(jié)約資源。
(5)利用此組合物材料可通過注塑、擠出或模壓等方式,一步成型制造藥用瓶塞,設(shè)備通用,相對成型溫度低,時間短,工藝簡便。比現(xiàn)有鹵化丁基橡膠瓶塞的生產(chǎn),工藝流程縮短4/5,節(jié)約能耗≧90%,大大提高生產(chǎn)效率,降低能耗。
(6) 應(yīng)用此提供的組合物材料制造藥用瓶塞,工藝流程短,生產(chǎn)設(shè)備少,生產(chǎn)廠房面積小,建設(shè)投資少。
綜上,熱塑性彈性體藥用瓶塞將取代橡膠瓶塞原料,因為無論在環(huán)保回收方面、用藥安全方面、境地成本方面,均可滿足此市場領(lǐng)域。
目前TPE遇到的問題是材料用一段時間后易發(fā)生尺寸變形,導(dǎo)致瓶塞密封性變差.
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