高壓放電法檢測藥品包裝完整性的研究

摘要：對采用高壓放電法檢測輸液容器包裝完整性進行了相關研究。采用毛細管打孔制作陽性樣品，通過微生物挑戰試驗對比檢測靈敏度;根據包裝容器特性進行高壓放電法試驗參數的優化，達到一定分離度要求，從而確定該檢測方法下的泄漏閾值，驗證了檢測方法的準確度、精密度、耐用性，并進行了影響因素試驗。高壓放電法檢測聚丙烯輸液瓶包裝完整性通過了方法學驗證，檢測靈敏度為3 μm，高于微生物挑戰法，測試參數為：輸出電壓13 kV，最大功率100 W，最大電流4.6 A，電壓頻率450 Hz，泄漏閾值12 W。經對比，高壓放電法檢測藥品包裝完整性的檢漏效果更好。

關鍵詞：高壓放電法;包裝容器;完整性

中圖分類號：TM89" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2023）15-0085-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.15.021

0" " 引言

包裝容器完整性從廣義來講是指防止內容物損失以及外界污染的能力，對于藥品而言，這種泄漏可能會導致藥品存在允許污染物進入或藥品損失的風險。因此，藥品包裝容器完整性簡單來說就是必須對藥品進行有效的保護和保障，防止泄漏和外界污染。包裝容器完整性檢測技術用于檢測包裝系統達到密閉或者密封的效果，以防止內容物污染或者損失。對于無菌藥品而言，包裝完整性是無菌保障的基本要求，雖不能代替無菌檢查，卻是無菌檢查的前提[1-5]。

隨著仿制藥一致性評價的深入推進，有關包裝容器的完整性及其檢測方法的應用得到推廣[6]。常用包裝完整性檢測方法有微生物挑戰法、色水法、真空衰減法、高壓放電法等[7-8]。最大允許泄漏閾值是引發藥品質量風險的最小泄漏率，那么檢測方法的靈敏度應不低于這個泄漏率。高壓放電法的特點是不需要試劑或耗材、無破壞性、操作簡便、效率高、檢測靈敏度高[9-12]，鑒于此，對高壓放電法的檢測靈敏度、準確度、精密度、耐用性能否滿足檢測要求，檢測過程中需要關注的影響因素和注意事項等進行了分析研究。

1" " 材料與方法

1.1" " 原材料

聚丙烯輸液瓶：100 mL，安徽雙鶴藥業有限責任公司;組合蓋：24型，安徽創揚雙鶴藥用包裝有限公司;毛細管：等效泄漏孔徑3、5、10 μm，上海奇宜儀器設備有限公司;缺陷短波單胞菌：ATCC-19146，浙江泰林生命科學有限公司;胰酪大豆胨液體培養基：250 g，北京三藥科技有限公司。

1.2" " 主要設備與儀器

高壓放電法檢漏儀：SPAX-HV，Praksie inc.;生物安全柜：HFsafe-900LC，力新儀器（上海）有限公司;生化培養箱：SHX-500，上海騰朔電子科技有限公司;生物顯微鏡：LW200-20T，上海測維光電技術有限公司。

1.3" " 試樣制備

1.3.1" " 微生物挑戰試驗樣品制備

陰性樣品：取20瓶灌裝胰酪大豆胨液體培養基的聚丙烯輸液瓶，經121 ℃/15 min濕熱滅菌。

陽性樣品：取30瓶灌裝胰酪大豆胨液體培養基的聚丙烯輸液瓶，經121 ℃/15 min濕熱滅菌，將3、5、10 μm孔徑的毛細管使用過氧化氫滅菌（滅菌劑量：60%過氧化氫;滅菌時間：53 min;滅菌溫度：50 ℃），每種孔徑10袋，在無菌環境下將毛細管插入瓶身，用配備的膠水將毛細管周圍密封。

陽性對照：取2瓶灌裝胰酪大豆胨液體培養基聚丙烯輸液瓶，經121 ℃/15 min濕熱滅菌，實際接種缺陷短波單胞菌56 CFU/瓶。

陰性對照：取2瓶灌裝胰酪大豆胨液體培養基聚丙烯輸液瓶，經121 ℃/15 min濕熱滅菌。

1.3.2" " 高壓放電法試驗樣品制備

陰性樣品：取20瓶聚丙烯輸液瓶灌裝100 mL水后封口，再經121 ℃/15 min濕熱滅菌。

陽性樣品：取30瓶聚丙烯輸液瓶灌裝100 mL水后封口，再經121 ℃/15 min濕熱滅菌，將3、5、10 μm孔徑的毛細管插入瓶身，用配備的膠水將毛細管周圍封閉。

1.4" " 測試方法

1.4.1" " 微生物挑戰試驗

缺陷短波單胞菌菌液倒入已經清潔消毒的密封儀中，再將陰性樣品和陽性樣品放入已有菌液的密封儀中，設置真空壓力（-27 kPa）和真空時間（60 s），菌液量要求能完全浸泡所有樣品。從菌懸液中取出陰性樣品和陽性樣品，擦干試樣容器外表面殘余的菌懸液，然后用75%酒精棉對外表面進行擦拭消毒。置30～35 ℃培養7天，觀察微生物生長情況。

1.4.2" " 高壓放電法試驗

如圖1所示，設置兩個電極的運動軌跡，電極水平運動，樣品定位旋轉。在兩個電極釋放高頻高壓電并測量釋放的電流，當容器表面有裂痕或微孔時，電路電容會短路，流經兩個電極的電流和功率會增加，通過曲線圖記錄波幅值，如圖2所示，最大峰值低于所設定的閾值即為通過，超過閾值即為不通過。

2" " 結果

2.1" " 微生物挑戰

試驗結果如表1所示，陰性樣品、陰性對照未出現長菌情況，陽性對照全部長菌，且培養基適用性檢查、無菌檢査、培養基促生長試驗均證明試驗的條件以及試驗結果是可被接受的。微生物挑戰法屬于一種概率性測試方法，測試本身存在不確定性，靈敏度受樣品類型、侵入條件等因素影響，當前試驗泄漏孔徑5 μm陽性樣品的微生物侵入概率達到100%，即本品該條件下微生物挑戰試驗的靈敏度為5 μm。

2.2" " 高壓放電法

2.2.1" " 參數選擇

按表2中不同電壓的參數進行陰性樣品、3 μm陽性樣品、5 μm陽性樣品、10 μm陽性樣品測試，結果如表3所示，為確保陰性樣品與陽性樣品之間有足夠的分離度和區分能力，選擇13 kV作為試驗參數。

2.2.2" " 閾值的確定

閾值即判斷泄漏的臨界值。在13 kV參數下，分別檢測陰性樣品和3 μm陽性樣品各10瓶，陰性樣品檢測結果最大值為10.4 W，極差為1.2 W，3 μm陽性樣品最小值為12.3 W，如表4所示。（陰性樣品最大值+

極差）lt;3 μm陽性樣品最小值，閾值為陰性樣品最大值+極差，即為11.6 W，取整為12 W。測試參數確定為：輸出電壓13 kV，最大功率100 W，最大電流4.6 A，電壓頻率450 Hz，泄漏閾值12 W。

2.2.3" " 方法學驗證

采用上述確定的參數對陰性樣品、3 μm陽性樣品、5 μm陽性樣品、10 μm陽性樣品分別測試6份以驗證檢測方法的準確度和靈敏度，不同人員分別進行3 μm陽性樣品測試驗證重復性和中間精密度，調整參數中最大功率為80 W和120 W進行耐用性驗證，結果如表5所示。

由結果可知，陰性樣品與陽性樣品都能夠顯著區分，不同泄漏孔徑的陽性樣品有明顯趨勢，該檢驗方法可以準確檢測的最小泄漏孔徑為3 μm，則其靈敏度達到3 μm，滿足準確度要求;重復性和中間精密度陽性樣品均可檢出，結果無顯著差異，滿足精密度要求;耐用性陰性樣品與3 μm陽性樣品結果無明顯變化，滿足耐用性要求;本檢測方法滿足方法學要求，閾值的設定合理。

2.2.4" " 影響因素試驗

高壓放電法測試過程中遇到檢測峰值突然變大的情況，經過檢查分析，可能是空氣濕度以及樣品表面的水分導致。因此，使用陰性樣品在空氣濕度大于80%RH、瓶身有少量水滴、標簽潤濕約1 cm以及標簽全部濕潤的情況下進行影響因素的驗證，試驗結果如表6所示。

試驗表明，空氣濕度較大的情況下，兩個電極之間的電阻變小，故在其他條件相同情況下，檢測值更大;瓶身少量水滴和標簽潤濕約1 cm使檢測值變大;標簽全部濕潤的情況下會出現明顯拉弧現象，檢測值也迅速升高。

3" " 討論

常用藥品包裝完整性檢測方法有微生物挑戰法、真空衰減法、高壓放電法等。微生物挑戰試驗通常約需要4周，需使用生物安全柜、生化培養箱、顯微鏡以及培養基、試劑等多種儀器設備或材料;試驗過程煩瑣，容易出現假陽性。真空衰減法每個樣品檢測時間20～30 min，不同形狀、尺寸的樣品需定制夾具，操作便捷性差。高壓放電法每個樣品檢測時間約1.1 min，可根據樣品形狀尺寸調整軌道間距，效率最高，操作簡便。高壓放電法輸出電壓直接影響檢測值的大小;受包裝容器的材質以及內容物的電阻影響，閾值應根據所檢測樣品進行驗證后確定;檢測環境的濕度需控制在45%～65%RH，樣品檢測前應清除表面異物及水分，長時間運行后靜電的積累可能導致檢測結果的漂移，儀器需要良好的接地處理。微生物挑戰試驗的靈敏度為5 μm，高壓放電法達到3 μm，具有更高檢測靈敏度。對于半透明材質的包裝容器，本身就存在一定的氣體滲透，泄漏不是簡單的有或無，有效地保護藥品，防止泄漏和外界污染才是關鍵。

[參考文獻]

[1] 楊夢雨，趙霞，孫會敏.無菌制劑容器密封完整性檢測技術和相關法規研究進展[J].中國新藥雜志，2022，31（3）：245-250.

[2] 王冬偉，張博，張翔，等.無菌藥品包裝系統密封完整性研究焦點問題的分析[J].中國藥事，2022，36（2）：133-138.

[3] 陳江，王俊蘇，關天橫，等.注射劑包裝密封完整性檢測技術研究進展[J].中國藥業，2021，30（2）：5-11.

[4] 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，2021，30（14）：51-54.

[5] 陸維怡，蔡榮.國內外藥品包裝系統密封完整性研究與保障藥品質量安全的思考[J].中國藥事，2021，35（7）：828-834.

[6] 曾凡云，李姝潔，李偉，等.注射劑一致性評價與無菌藥品包裝系統密封性創新驗證[J].流程工業，2020（8）：46-48.

[7] 中國食品藥品檢定研究院.藥用輔料和藥用包裝材料檢驗技術[M].北京：中國醫藥科技出版社，2019.

[8] 封二飛.無菌藥品包裝完整性研究[J].中國醫藥工業雜志，2019，50（11）：1352-1357.

[9] 嚴扎杰，任德均，陳儒俠，等.基于高壓放電的大輸液塑瓶泄漏檢測技術研究[J].機械，2018，45（12）：19-21.

[10] 宮黛.用于藥瓶漏液檢測的高壓放電電源系統研制[D].上海：上海交通大學，2015.

[11] 邵建設，明星，雷學堂，等.正弦波高壓放電塑瓶漏液檢測可靠性的仿真和實驗研究[J].高電壓技術，2014，40（6）：1895-1902.

[12] GUAZZO DM，SINGER DC，STEVENS-RILEY M，et al.Proposed revisions to general chapter sterile product packaging—integrity evaluationlt;1207gt;[Z].

收稿日期：2023-03-31

作者簡介：曹志敏（1987—），男，安徽蕪湖人，工程師，研究方向：藥品及藥包材檢測技術。