质量管理

浅谈三层共挤输液膜工艺流程及工艺控制要求

作者:田仁和 (南京大冢泰邦科技有限公司)    浏览:71    发布时间:2016-6-27 13:00:12
 /田仁和 (南京大冢泰邦科技有限公司)

本文摘要:本文从多层共挤输液膜的性能特点出发,从实际生产的角度介绍了多层共挤输液膜的生产工艺流程以及工艺控制的要求,尤其对输液膜的原料供应系统、原料自动称量系统、膜的冷却水水系统以及吹膜用洁净压缩空气系统如何满足输液膜的性能要求进行了介绍。

关键词:多层共挤输液膜(Multi-layer co-extrusion infusion film


引言

输液是由静脉滴注输入人体容量在50ml以上的大容量注射液。大输液的包装方式主要有玻瓶、塑瓶和软袋三种方式目前在国内用于软袋输液的输液膜主要有:三层共挤输液膜和五层共挤输液膜。由于三层共挤输液膜原材料的成本上比五层共挤输液膜更具有优势,再加上三层共挤输液膜的使用性能已经接近五层共挤输液膜,因此在未来的时间里(除了在北方地区外)大有替代五层膜的趋势。

下面从三层膜生产工艺以及过程质量控制点的角度来谈谈输液膜的质量保证。


一.三层共挤输液膜的特点

三层共挤输液膜由于透明度高,有利于可见异物的检查,对水、空气、湿气有较好的阻隔性,化学稳定性及药物相容性好。另外PP膜材易于热封、弹性好、抗冲击、温度耐受、范围广,既耐高温,又抗低温,可在121°下灭菌。

三层共挤输液膜的结构及每层的功能

 

    外层:耐热/隔离/印刷性能  在制袋以及与管口的焊接过程中,直接与加热模具接触,为了确保内层之间以及内层与管口之间具有良好的焊接,必须具有良好的耐热性能来确保内层先熔化;其次外层还需要具备良好的阻隔性能,以达到阻隔水汽和氧气透过等性能,最后同时外层还需要印刷品名、批号、生产日期等,所以必须具备良好的印刷性能。

中层韧性/冲击强度/连接内外两层  中层所占的厚度比例达到70%左右,因此中层重点考虑的是输液膜的强度(包括抗跌落的性能以及防止低温脆性的性能),同时由于连接内层和外层,因此在配方材料选择时,必须考虑与内外层之间的贴合性,不能出现分层的现象。

内层:热封性能/迁移性  内层在制袋过程中起着密封作用,因此必须具备良好的热封性能(熔点尽可能的低),同时由于内层直接接触药液,内层材料不得产生迁移,相容性试验必须合格。


二.多层共挤输液膜的生产工艺控制要求

(一)多层共挤输液膜的工艺流程

 

  

(二).多层共挤输液膜的工艺控制要求

1.供料系统:目前颗粒料有2种包装方式:25kg小包装和500kg大包装(又称吨包装),建议共挤输液膜厂家与塑料颗粒原料厂家商谈提供500kg包装的方式,其优点如下:(1)减少原料传入时拆外包装的工作量;(2)减少拆外包装后的清洁工作量;以上两项可以减少供料的操作人员数量,如果按照满负荷生产的话1人可以完成5-10条线的供料工作,与小包装方式相比至少可以节约人员3人以上。

 

原料从库房领入时需要对外包装进行清洁,通过风淋室进入外供料区域,此部分功能主要是完成原料的准备以及清洁。从外供料区通过抽真空送料的方式将原料送入到洁净区的内供料,然后再从内供料分配到每台吹膜机的各层挤出机储料斗。

在此处建议设置风淋室,因为原料易带入室外的尘土,虽然进行了外表面的吹洗,但依然会有灰尘的残留,建议物料和人员进出外供料间分开。

2.自动称量系统

原料进入挤出机前在称量料斗按照失重式称量原理称重,可以准确称量单位时间的下料量,并根据该数据调整挤出机螺杆转速和(或)线速度以达到稳定挤出产品厚度的目的。

控制原理简述如下:喂料量(kg/h)÷线速度(m/min)=厚度(um)×密度(g/cc)×宽度(m)×2,称量传感器测量的实际值如果高于设定值,就会通过调整挤出机的转速来调整喂料量,从而实现调整和稳定厚度的目标。


3. 洁净压缩空气系统:

三层原料通过自动称量系统按照配方比例,在挤出机熔融后通过模头挤出(见下图),膜泡的形成是在口模中心送入洁净压缩空气,由于输液膜的内层是直接接触药液,所以必须按照百级洁净空气的要求进行控制,必须采用无油空压机,经过多级过滤、干燥、冷冻除水以及末端配置精密过滤器等要求配置压缩空气系统。


4.低温纯化水冷却系统:
 

   

树脂在挤出机以及模头的加工温度在180-210°之间,离开口模吹胀后,膜泡必须进入到水环得到快速的冷却成型,冷却水的温度和流量会影响到输液膜的透明度、弯曲度以及膜内层的粘性。经过验证,水温在20°以下(流量保证情况下),除膜的灭菌前雾度有差异外,其余物理性能没有明显变化。  由于冷却水直接冷却膜泡的外层,因而水的制备建议采用RO反渗透制水,然后通过热交换器制冷的方式,为了保证冷却水的洁净度和节约用水,膜冷却水系统宜采用右图流程制备。

5.净化空调系统:
(1) 外供料的空调配置探讨

从工艺流程可以看到,合格物料在领料时,一般采取简单的压缩空气吹扫表面或者擦试表面。因此在进入外供料间时,建议配置风淋室对外表面异物进行风淋。物料通过风淋室进入外供料间后,需要将原料从外供料间输送到内供料间,然后再分配到各层挤出机的储料斗,而这个输送是靠真空吸料的输送方式完成的。

真空送料的原理简述如下:

当抽真空机组开启后,加料斗以及颗粒料管路产生负压,于是吸料枪就将空气和颗粒的混合体吸入到加料斗,从而完成颗粒料的输送,该系统最大的特点就是吸料枪吸入的是颗粒和空气的混合料,否则颗粒就会堵塞料管。鉴于上述原因,外供料间的空气如果没有净化的话,势必对颗粒产生污染。但是由于本身颗粒极易产生塑屑粉末,因此在运行中其动态尘埃粒子会比较大,所以建议外供料间的空调系统,按照新版GMP的D级配置,理由是D级动态尘埃粒子没有规定。外供料间配置D级的另一个原因内供料间设计为C级。

(2 )内供料间的洁净级别

     内供料间是完成原料向各层挤出机的分配和输送,为了便于吹膜人员的监视,所以一般其洁净级别与吹膜间相同。

(3) 吹膜间的洁净级别和空调参数探讨

原料在挤出机以及模头熔融后经口模挤出,经100级洁净空气吹胀后进入水环冷却、成型、收卷。输液膜从模头吹胀成型一直到客户制袋灌装前,其内层处于密闭状态,因此吹膜间的洁净级别设计成C级,根据挤出机发热情况以及塑料制品的特点,建议挤出间的温度控制在25-35℃(夏季),18-30℃(冬季),收卷间以及分切间18-26℃。

在湿度控制方面,挤出间因发热原因以及本身膜处于冷却水的冷却过程中,因此挤出间的湿度不作规定。吹膜间因完成大膜卷的收卷,如果湿度低于35%的话,极易产生静电从而吸附环境中的尘埃粒子,因此吹膜间的湿度建议控制在40-70%之间。

三 小结

   多层共挤输液膜的生产工艺流程及其关键点参数的控制对于输液膜的产品质量保障十分的重要,生产工艺流程是否优化,公用系统的配置是否合理,关键参数的控制范围是否有效。这些都会严重的影响到产品以下几个方面的性能:

1.上机制袋灌装性能

— 焊接不良;

—走机不畅(弯曲度大、松紧边或称荷叶边);

   2.不溶性微粒、可见异物不合格以及内毒素不合格;

   3.膜的外观不良(黑点、晶点、皱褶、鱼尾纹等)。

   因此,不断优化和提高输液膜生产的工艺流程和提高系统的配置,对于产品质量的稳定和保障就显得十分的重要。