Thuốc tiêm: Ổn định, vô trùng và tăng thời hạn sử dụng với bao bì linh hoạt

14/02/2019 16:46

Các công ty dược phẩm đang chuyển sang đóng gói 1 cách linh hoạt với các gói thuốc tiêm do công nghệ mới giúp cải thiện độ ổn định, vô trùng và thời hạn sử dụng của thủy tinh” – Robin Van Landeghem giải thích.

Trước khi bắt đầu thảo luận về các loại nguyên liệu linh hoạt phù hợp với thuốc tiêm, điều quan trọng là phải hiểu các thuộc tính chính thường được yêu cầu và xu hướng tăng trưởng thúc đẩy lĩnh vực này trên thị trường.

Nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi công ty tư vấn IQVIA cho thấy sự tăng trưởng mạnh mẽ của các loại thuốc đặc trị nhắm đến các bệnh mãn tính, phức tạp hoặc hiếm gặp: ung thư, tự miễn dịch, HIV, v.v…Ngoài ra còn có sự hấp thu của thuốc sinh học so với hóa chất. Nghiên cứu cho thấy rằng, mặc dù dạng bào chế rắn dạng uống vẫn chiếm lĩnh thị trường, nhưng thị trường thuốc tiêm đang phát triển rất nhanh.

Nghiên cứu tiếp tục chỉ ra rằng sự gia tăng chi phí chăm sóc sức khỏe đang thúc đẩy sự thay đổi từ bệnh viện sang chăm sóc tại nhà. Điều này, sẽ thúc đẩy đổi mới bao bì, tạo điều kiện cho bệnh nhân có thể tự mình quản lý thuốc.

Bởi nhiều liệu pháp trong số này áp dụng phương pháp tiêm, các dạng bào chế của thiết bị y tế đã phát triển từ kết hợp lọ/ống tiêm đến ống tiêm đã được sơ chế đến các bể chứa linh hoạt trong các thiết bị đeo được. Các trình điều khiển có chi phí thấp hơn, giảm tiếp xúc với nhiễm trùng bệnh viện và ưu tiên cho bệnh nhân tự quản lý.

Tiêu chí lựa chọn bao bì linh hoạt

Để chọn đúng nguyên liệu bao bì cho thuốc tiêm, một số thuộc tính cần được xem xét. Những thứ quan trọng nhất bao gồm thời hạn sử dụng, nhiệt độ, mất độ ẩm / xâm nhập, xâm nhập oxy, ánh sáng (khả năng quang hóa và độ trong suốt), hàng rào vô trùng / vi sinh vật và chiết xuất / rò rỉ / hấp thụ. Hãy phân tích kỹ hơn vào những yêu tố này.

Thời hạn sử dụng: thời hạn sử dụng mong muốn sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn cấu trúc bao bì nào cho ứng dụng. Làm thế nào vật liệu sẽ bảo vệ thuốc qua thời gian ? Thời hạn sử dụng mong muốn càng dài, kỳ vọng vật liệu càng cao.

Nhiệt độ: mức độ nhạy cảm của thuốc đối với sự thay đổi nhiệt độ? Điều quan trọng là phải xem xét các kịch bản sử dụng trong môi trường và tại gia để hiểu cách thiết kế bao bì để sản phẩm không bị xâm phạm. Hơn nữa, vì nhiều loại thuốc nhạy cảm với nhiệt độ được vận chuyển thông qua phân phối lạnh, điều quan trọng là các lớp bảo vệ phải chịu được lạnh.

Mất độ ẩm: nếu cấu trúc bao bì được chọn không cung cấp đủ độ ẩm cho thuốc dạng lỏng, thì dung dịch nước đó sẽ bắt đầu bay hơi, do đó thay đổi nồng độ hoạt chất. Mặt khác, nếu gói chứa bột cần được nguyên vẹn trước khi sử dụng, điều đó cũng đòi hỏi phải bảo vệ chống lại sự xâm nhập của hơi ẩm.

Ánh sáng: một số hoạt chất nhạy cảm với ánh sáng. Tuy nhiên, các yêu cầu kiểm tra trực quan thường xuyên xác định cấu trúc phải trong suốt, đặt hai mục tiêu trái ngược nhau. Khả năng tiến hành kiểm tra trực quan đặc biệt quan trọng đối với thuốc tiêm dạng lỏng. Mục tiêu là để đảm bảo không có các hạt có thể nhìn thấy sẽ làm ảnh hưởng đến thuốc tiêm.

Một cách giải quyết khác có thể được xem xét là gói bên ngoài bằng nhôm có khả năng chống ánh sáng nhưng có thể được gỡ bỏ để các chất thuốc được kiểm tra trong bao bì trong suốt chính của chúng ngay trước khi sử dụng.

Vô trùng và hàng rào vi sinh vật: Thông thường, các gói thuốc lỏng này được khử trùng sau khi làm đầy / niêm phong. Các gói cần phải có một con dấu kín để ngăn chặn rò rỉ và ô nhiễm. Cấu trúc cũng cần phải chống đâm thủng và không bị xuống cấp trong quá trình khử trùng đã chọn.

Tương tác thuốc / nguyên liệu: mối quan hệ giữa thuốc và vật liệu đóng gói cần được đánh giá để không có tương tác không mong muốn có thể ảnh hưởng đến hiệu quả.

Cấu trúc bao bì

Nếu bạn xem xét các yêu cầu chính như tính ổn định, vô trùng và thời hạn sử dụng, việc chọn cấu trúc bao bì cho các sản phẩm dược phẩm đòi hỏi phải xem xét kỹ lưỡng và chuyên môn liên quan. Mặc dù các vật chứa bằng thủy tinh có thể cung cấp nhiều thuộc tính mong muốn, tính nhạy cảm nặng và dễ vỡ của chúng làm cho vật liệu này không còn lý tưởng để sử dụng với các sản phẩm này.

Về mặt nhựa của phổ vật liệu, các nhà phát triển thuốc có xu hướng bị hút về phía màng đa lớp hoặc hộp đựng khuôn đúc để cung cấp các mục tiêu hiệu suất chính.

Các thùng chứa cứng thường có thể đáp ứng các yêu cầu về rào cản dễ dàng hơn do độ dày thành vốn có trong quy trình.

Các cấu trúc linh hoạt, mặt khác, cho phép mức độ linh hoạt và thiết kế cao hơn. Ví dụ, thuốc cần phải chảy liên tục qua hệ thống phân phối mà không bị kẹt không khí. Các túi chứa nhỏ cho thiết bị đeo và túi IV dễ đổ rỗng chỉ là hai ví dụ về cách sử dụng vật liệu linh hoạt để tạo điều kiện cho việc dùng thuốc đúng cách.

Vật liệu được lựa chọn cho thuốc tiêm phải cung cấp sự ổn định tuyệt vời để hỗ trợ hiệu quả dược phẩm. Được sử dụng phổ biến nhất là polyolefin, bao gồm polyetylen (PE), polypropylen (PP) và olefin tuần hoàn, chẳng hạn như copolyme Cyclic olefin (COC) và polyme Cyclo-olefin (COP). Polyolefin đã được đánh giá và sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng dược phẩm trong nhiều năm. Các nhà sản xuất nhựa đã phát triển các loại nhựa chuyên dụng với độ tinh khiết cao để đáp ứng yêu cầu.

Kết quả cuối cùng là các nhà sản xuất thuốc có một lượng lớn kinh nghiệm và tài liệu đáng kể với việc sử dụng polyolefin làm lớp tiếp xúc dược phẩm.

Thuộc tính cụ thể

Dưới đây là một số thuộc tính cụ thể cho các polyolefin được sử dụng phổ biến hơn cho các ứng dụng thuốc:

Polyetylen:

• Vật liệu ổn định, nổi tiếng
• Sức đề kháng tốt để khử trùng bức xạ
• Điểm chăm sóc sức khỏe (tuân thủ USP & EP) có sẵn từ một số nhà cung cấp

Polypropylen:

• Chịu nhiệt độ cao (thích hợp cho khử trùng bằng hơi nước)
• Tính linh hoạt của tài sản (copolyme ngẫu nhiên, homopolyme)
• Điểm chăm sóc sức khỏe (tuân thủ USP & EP) có sẵn từ một số nhà cung cấp

Polyme tuần hoàn olefin (đồng) (COC / COP):

• Một vật liệu trơ cao, độ tinh khiết cao
• Đáp ứng các yêu cầu của USP & EP và tương thích sinh học ISO 10993
• Các vật liệu ưa thích cho lọ và ống tiêm đã được sơ chế thay thế cho thủy tinh (không phá vỡ, hấp thụ protein thấp)
• Độ trong suốt cao
• Kháng hóa chất cao

Yêu cầu cho ứng dụng

Các olefin tuần hoàn hiện đang được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe hơn khi cả PE và PP đều không đủ trơ. Nhược điểm của bất kỳ polymer olefin nào là nó thường không cung cấp đủ oxy và hàng rào độ ẩm; độ ẩm môi trường, cũng như bốc hơi.

Đây là nơi polychlorotrifluoroetylen (PCTFE), thường được biết đến với tên thương hiệu Aclar, được sử dụng: một lớp Aclar có thể được thêm vào lớp polyolefin để cung cấp các đặc tính chống ẩm đáng kể trong khi vẫn duy trì độ trong suốt. Vật liệu duy nhất khác có thể cung cấp nhiều rào cản hơn ở cùng độ dày là lá nhôm, nhưng độ trong suốt mong muốn bị mất.

Các thuộc tính bổ sung của PCTFE Aclar bao gồm:

• Màng nhiệt dẻo
• Chống ẩm cực tốt
• Tính hóa học rất ổn định và trơ
• Tính rò rỉ / trích xuất thấp
• Chịu được khử trùng

Bảng 1

Khi có rào cản về độ ẩm, bạn sẽ cần 100 đơn vị PVC để đạt được hiệu quả tương đương với 1 đơn vị độ dày PCTFE. Xem bảng dưới để hiểu rõ các con số so sánh, mục tiêu với các cấu trúc linh hoạt là có khả năng kháng tốt nhất với độ dày thấp nhất có thể:

Cán màng so với lớp phủ đồng

Cán màng là một kỹ thuật truyền thống được sử dụng để liên kết các lớp màng với nhau. Các lớp màng riêng lẻ được kết hợp với chất kết dính để tạo ra cấu trúc cuối cùng.

Cán màng cung cấp sự linh hoạt lựa chọn vật liệu đáng kể. Tuy nhiên, nhược điểm là bạn phải tạo thành các màng riêng lẻ, sau đó sử dụng chất kết dính để liên kết chúng, điều này thêm một bước nữa vào quy trình. Ngoài ra, chất kết dính thường là sự phân tán của các phân tử nhỏ cuối cùng liên kết chéo vào các mạng polymer lớn hơn, nhưng có khả năng các phân tử nhỏ còn sót lại có thể di chuyển ra ngoài.

Trong dây chuyền đùn kết hợp, màng đa lớp được tạo theo một bước. Trong quá trình này, không có chất kết dính nào liên quan, nhưng “nhựa buộc”: các phân tử lớn, được tạo ra bằng cách ghép các nhóm liên kết chức năng lên xương sống polyolefin và chúng sẽ tạo thành liên kết hóa học giữa các lớp.

Đùn kết hợp là quá trình ưa thích cho các sản phẩm tiêm do các thuộc tính lọc thấp.

Đây là một cấu trúc điển hình sử dụng một trong hai quá trình:

• Lớp tiếp xúc polyolefin
• Cà vạt nhựa
• Lớp rào cản
• Cà vạt nhựa
• Lớp ngoài cùng polyolefin

Màng đa lớp gắn kết polyolefin

Sản xuất màng phòng sạch

Cả hai lớp màng nhiều lớp và đùn kết hợp cho các ứng dụng tiêm được sản xuất trong phòng sạch, điều này hạn chế số lượng hạt trong không khí. Mục tiêu là để giảm thiểu khả năng lớp màng sẽ bị ô nhiễm. Đối với sản xuất màng dược phẩm, phòng sạch Class 8 thường được yêu cầu.

Một cuộn màng thường được đóng gói hai lần trước khi nó rời phòng sạch để chuyển đi. Điều này cho phép bộ chuyển đổi hoặc nhà sản xuất dược phẩm loại bỏ túi bên ngoài trước khi mang nó vào phòng sạch của họ, nơi túi thứ hai được tháo ra trước khi chuyển đổi thành túi hoặc các cấu trúc khác.

Kỹ thuật khử trùng được sử dụng cho các sản phẩm này sẽ phụ thuộc vào loại thuốc cụ thể và loại bao bì chứa nó. Được sử dụng rộng rãi nhất là bức xạ (gamma hoặc chùm tia điện tử), tiếp theo là ethylene oxide (thường dùng cho vật liệu đóng gói trước khi thuốc được đổ đầy) và hơi nước, được sử dụng để khử trùng các cấu trúc nhựa có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn; khử trùng bức xạ thường xảy ra ở nhiệt độ môi trường.

Nó cũng rất quan trọng để xem xét kỹ thuật bức xạ kết hợp với tác động lên các tính chất của nhựa. Ví dụ, một số chất dẻo có thể dễ bị ố vàng hoặc trở nên giòn khi phải trải qua một quy trình khử trùng cụ thể.

Các hệ thống bao bì được lựa chọn cho phân phối thuốc này cần cung cấp đủ sự bảo vệ để thời hạn sử dụng không bị xâm phạm và không có rò rỉ trong vận chuyển.

Có nhiều loại bao bì có thể được sử dụng, từ chất đàn hồi cho phép cây kim tiếp cận các đầu nối cho phép thuốc được định lượng. Các nhà sản xuất màng có xu hướng hợp tác chặt chẽ với các công ty dược phẩm để phát triển một cấu trúc được thiết kế tùy chỉnh có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cũng như dễ dàng đáp ứng các thiết bị hoặc hệ thống bao bì ưa thích.

Hướng đến tương lai

Khi chúng ta bước sang thập kỷ tiếp theo với dân số ngày càng già đi, sẽ có nhiều sự chú ý hơn trong việc cải thiện các phương pháp phân phối thuốc, sự thoải mái và dễ sử dụng của bệnh nhân. Xu hướng này được kết hợp với việc giới thiệu các thiết bị kết nối mới truyền dữ liệu cho bác sĩ về sự tuân thủ của bệnh nhân, liều lượng và hơn thế nữa. Những thách thức này sẽ tiếp tục thúc đẩy ranh giới của các cấu trúc bao bì nhựa cho phân khúc thị trường này.

Nguồn: Cleanroomtechnology.com