การทดสอบความแข็งแกร่งของบรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรร

ฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับยานั้นมีการทดสอบความสามารถในการกีดกันสิ่งแปลกปลอมไว้แล้ว โดยใช้วิธีการวัดสองวิธีร่วมกัน การวัดการนำน้ำผ่านฟิล์มนั้นทำโดยใช้วิธีการวัดปริมาณน้ำที่ไหลผ่านฟิล์ม โดยใช้เครื่องวัดแบบกราฟิเมติก และวิธีการวัดด้วยคลื่นอินฟราเรด โดยปกติจะทำการวัดที่อุณหภูมิ 23°C ± 0.5°C และความชื้นสัมพันธ์ 90% ± 2% สำหรับฟิล์มที่มีความสามารถในการกีดกันสิ่งแปลกปลอมสูง จะมีค่าการนำน้ำผ่านฟิล์มไม่เกิน 2.5 กรัม/ตารางเมตร/24 ชั่วโมง ส่วนการวัดการนำก๊าซผ่านฟิล์มนั้น จะทำโดยใช้วิธีการวัดค่าความต่างของแรงดันอากาศ โดยปกติจะทำการวัดที่อุณหภูมิ 23°C ± 2°C และความชื้นสัมพันธ์ 50% ± 5% โดยมีความต่างของแรงดันอากาศ 0.1 เมกะปาสคาล สำหรับฟิล์มที่มีความสามารถในการกีดกันก๊าซสูงนั้น การนำออกซิเจนผ่านฟิล์มจะมีค่าต่ำสุดไม่เกิน 30 ซีซี/ตารางเมตร/24 ชั่วโมง/0.1 เมกะปาสคาล

ทำไมบรรจุภัณฑ์สำหรับยาต้องผ่านการทดสอบความสามารถในการป้องกันสารอันตรายด้วย?

รูปแบบการบรรจุยาในรูปแบบแข็งนั้นมีความไวต่อความชื้น ยิ่งความชื้นเพิ่มขึ้นหรือลดลง ยาในรูปแบบแผ่นแปะก็จะอ่อนตัวและเกิดการย่อยสลายได้ ส่วนเปลือกแคปซูลก็จะเสื่อมสภาพได้เช่นกัน ส่วนยาที่อยู่ในรูปแบบของสารละลายหรือสารออกฤทธิ์นั้นมีความไวต่อออกซิเจน หากมีออกซิเจนเข้ามา ยาจะถูกทำลายได้ อัตราการนำน้ำระเหยเข้ามาในวัสดุบรรจุยา และอัตราการนำก๊าซเข้ามาในวัสดุบรรจุยาก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องมีการทดสอบก่อนที่จะอนุมัติให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ยา โดยข้อมูลเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดอายุการเก็บรักษาของยาได้โดยตรง

2. มาตรฐานวัสดุบรรจุภัณฑ์ยา: มาตรฐานวิธีทดสอบหลักสองฉบับ

มาตรฐานการบรรจุยาของประเทศจีนได้รับการรวมเป็นมาตรฐานเดียวกันในปี 2015 เมื่อหน่วยงานกำกับดูแลยาแห่งชาติได้ประกาศมาตรฐานการบรรจุยาทั้งหมด 130 ข้อ ซึ่งมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 1 ธันวาคม 2015 ในระบบนี้ มาตรฐานการวัดการนำความร้อนผ่านผ้า และมาตรฐานการวัดการนำก๊าซผ่านผ้า เป็นสองมาตรฐานที่ถูกนำมาใช้ในการทดสอบและควบคุมการผลิตผลิตภัณฑ์ยาเป็นจำนวนมาก

การแพร่ของไอน้ำ: มีมาตรฐานหนึ่ง แต่มีวิธีการมากมายที่สามารถนำมาใช้ได้

วิธีการ WVTR นั้นมีการผสมผสานเทคนิคหลายอย่างเข้าด้วยกัน ได้แก่ วิธีการวัดปริมาณการส่งผ่านของแสงด้วยวิธีการวัดน้ำหนักของวัสดุ วิธีการวิเคราะห์ด้วยกระบวนการไอออนิก และวิธีการตรวจสอบด้วยเอนไซม์อินฟราเรด โดยวิธีการเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เพื่อตัดสินผลลัพธ์ที่ได้ วัสดุที่มีความสามารถในการส่งผ่านแสงประมาณ 2 กิโลกรัมต่อตารางเมตรต่อวัน หรือมากกว่านั้น จะเหมาะสำหรับการใช้วิธีการวัดน้ำหนักของวัสดุ ส่วนวัสดุที่มีความสามารถในการส่งผ่านแสงต่ำ จะสามารถประมวลผลได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำมากขึ้นด้วยวิธีการไอออนิกหรือวิธีการตรวจสอบด้วยเอนไซม์อินฟราเรด ส่วนผลลัพธ์ที่ไม่แน่นอน จะถูกตัดสินโดยใช้วิธีการตรวจสอบด้วยเอนไซม์อินฟราเรด

วิธีการใช้ “Cup Method” ในทางปฏิบัติ

ในวิธีการใช้ถ้วยสำหรับทดสอบนี้ ตัวอย่างที่จะนำมาใช้ต้องถูกเก็บไว้ในภาชนะที่มีสารละลายแคลเซียมคลอไรด์แบบไม่มีน้ำอยู่ก่อนการใช้งาน โดยก่อนการใช้งาน จะมีการทำให้สารละลายนั้นแห้งด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 200°C ± 2°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นจะมีการจัดระดับขนาดของตัวอย่างที่แตกต่างกันตั้งแต่ 0.60–2.36 มม. ภาชนะที่ใช้สำหรับเก็บตัวอย่างจะต้องมีพื้นที่ประมาณ 25 ตารางเซนติเมตร และปริมาณของตัวอย่างที่วัดได้จะต้องอยู่ในช่วง 0.1 มิลลิกรัมขึ้นไป.

อาหารจะถูกนำไปเก็บไว้ในตู้ที่มีอัตราการชื้นสูง หลังจากนั้นจะมีการวัดน้ำหนักเป็นครั้งแรก หลังจากการเก็บอาหารไว้ประมาณ 16 ชั่วโมง และใช้เวลาประมาณ 30 นาทีเพื่อให้อาหารแห้งสนิท จากนั้นจะมีการวัดน้ำหนักอีกครั้งทุกๆ 24 ชั่วโมง หรือ 48 ชั่วโมง หรือ 96 ชั่วโมง กระบวนการทดสอบจะสิ้นสุดเมื่อค่าการเพิ่มน้ำหนักของอาหารในสองครั้งติดต่อกันไม่แตกต่างกันมากกว่า 5% ไขมันที่ใช้ในการปิดผนึกอาหารไม่ควรมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่า 1 มิลลิกรัม ในช่วงอุณหภูมิ 38 องศาเซลเซียส และอัตราการชื้น 90%

การวิเคราะห์ด้วยวิธีอิเล็กโทรลิก และวิธีการตรวจจับด้วยคลื่นอินฟราเรด

ในวิธีการไอออไลติกนั้น ก๊าซที่ผ่านตัวอย่างจะถูกแบ่งออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ปลายขั้วไฟฟ้า โดยปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการแบ่งก๊าซนั้นมีความสัมพันธ์กับอัตราการนำก๊าซเข้ามา/ออกไป ความเสถียรของผลลัพธ์จะเกิดขึ้นเมื่อค่ากระแสไฟฟ้าที่วัดได้สามครั้งติดต่อกันมีความคลาดเคลื่อนไม่เกิน 5% ส่วนในวิธีการใช้รังสีอินฟราเรดนั้น ก๊าซจะไหลจากเซลล์ที่มีความชื้นสูงเข้าสู่เซลล์ที่มีความชื้นต่ำ และก๊าซนั้นจะถูกนำไปยังเครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรด ซึ่งสัญญาณที่ได้จะเป็นตัวบ่งบอกถึงค่า WVTR

เงื่อนไข ข้อจำกัด และการประเมินผล

สำหรับแผ่นวัสดุที่มีความแข็งสูง เงื่อนไขที่ใช้ในการทดสอบคืออุณหภูมิ 23°C ± 0.5°C และความชื้นสัมพัทธ์ 90% ± 2% นอกจากนี้ วิธีการทดสอบด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซ์และการตรวจสอบด้วยคลื่นอินฟราเรดก็สามารถใช้ได้ในเงื่อนไขอุณหภูมิ 38°C ± 0.5°C และความชื้นสัมพัทธ์ 90% ± 2% ผลการทดสอบจะถูกรายงานเป็นค่าเฉลี่ยของตัวอย่างทั้งสามชิ้น โดยแต่ละค่าจะอยู่ในช่วง ±10% ของค่าเฉลี่ย และโดยทั่วไปแล้ว แผ่นวัสดุที่มีความแข็งสูงจะมีค่าการนำความร้อนต่อหน่วยพื้นที่และเวลาไม่เกิน 2.5 กิโลกรัมต่อตารางเมตรต่อวัน

การส่งผ่านก๊าซ: วิธีการวัดความดันแตกต่างกัน และวิธีการวัดปริมาณก๊าซที่ถูกส่งผ่าน

มาตรฐานการส่งผ่านก๊าซนั้น โดยหลักแล้วใช้วิธีการคำนวณความแตกต่างของความดันเป็นหลัก โดยจะแยกเซลล์ที่มีความดันต่ำออกจากเซลล์ที่มีความดันสูง ซึ่งเซลล์ที่มีความดันสูงจะมีความดันประมาณ 0.1 เมกะปาสกาล ส่วนเซลล์ที่มีความดันต่ำจะถูกทำให้ว่างเปล่าจนถึงระดับใกล้ศูนย์ จากนั้นก็จะมีการคำนวณความดันที่เพิ่มขึ้น โดยวิธีการนี้เรียกว่า GTR นอกจากนี้ ยังมีวิธีการคำนวณอีกแบบหนึ่งที่ใช้สำหรับกรดออกำนิกด้วย โดยเงื่อนไขการทดลองคืออุณหภูมิ 23°C ± 2°C และความชื้นสัมพัทธ์ 50% ± 5% โดยมีความแตกต่างของความดันอยู่ที่ 0.1 เมกะปาสกาล

สำหรับแผ่นพลาสติกที่มีความต้านทานสูง ระดับการนำออกซิเจนเข้ามาในแผ่นพลาสติกนั้นอยู่ที่ 30 ซีเมียร์ต่อตารางเมตรต่อเวลา 24 ชั่วโมง และภายใต้แรงดัน 0.1 เมกะปาสคาล วิธีการวัดนี้มีหลักการคล้ายกับมาตรฐาน ISO 2556 และ ASTM D1434 ส่วนวิธีการวัดแบบคูลโลเมติกนั้น ก็เหมือนกับวิธีการวัดตามมาตรฐาน ASTM D3985 ซึ่งเป็นวิธีการวัดที่นิยมใช้ในการวัดอัตราการนำออกซิเจนเข้ามาในแผ่นพลาสติก แผ่นพลาสติกที่ทำจาก PVDC มีค่าการนำออกซิเจนเข้ามาน้อยกว่าแผ่นพลาสติกชนิด PVC ทั่วไปมาก

การเลือกเครื่องมือที่ใช้: ให้มีผู้ทดสอบหนึ่งคนต่อแต่ละวิธีการทดสอบ

ห้องปฏิบัติการที่ปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้ จะเลือกเครื่องมือหนึ่งตัวสำหรับแต่ละวิธีการวิเคราะห์ โดยเครื่องมือที่ใช้ในวิธีการวิเคราะห์แบบคัพเวิร์ตคือเครื่องวัดการส่งผ่านของก๊าซแบบเกรเวียมิคัล ส่วนเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์แบบอิเล็กโทรไลต์คือเครื่องวัดการส่งผ่านของก๊าซแบบอิเล็กโทรไลต์ สำหรับวิธีการวิเคราะห์แบบอินฟราเรดนั้น จะใช้เครื่องวัดการส่งผ่านของก๊าซแบบอินฟราเรด ส่วนเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์แบบแรงดันต่างๆ ก็คือเครื่องวัดการส่งผ่านของก๊าซแบบแรงดันต่างๆ ส่วนเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์แบบคูลโลเมติกนั้น ก็คือเครื่องวัดการส่งผ่านของออกซิเจน ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้เฉพาะสำหรับงานวิเคราะห์แบบ OTR เท่านั้น เครื่องมือเหล่านี้สามารถใช้ได้กับทุกวิธีการวิเคราะห์ตามมาตรฐานทั้งหมด

ข้อควรระวังและข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ใช้ตัวอย่างสามชิ้น โดยการจัดเก็บตัวอย่างไว้ที่อุณหภูมิ 23°C ± 2°C และความชื้นสัมพันธ์ 50% ± 10% โดยต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวอย่างไม่มีรอยย่น รูพรุน หรือรอยขีดข่วนใดๆ การทดสอบด้วยวิธีการใช้ถ้วยนั้นใช้เวลาหลายวันสำหรับวัสดุที่มีความต้านทานสูง ในขณะที่วิธีการทดสอบด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซ์และวิธีอินฟราเรดนั้นสามารถได้ผลลัพธ์ในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งเป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบวัสดุที่มีค่าการนำสัญญาณต่ำ

ภาพที่ได้จากการใช้วิธีการต่างๆ อาจมีค่าที่แตกต่างกันได้ เพราะวิธีการ “การวัดน้ำหนักของของเหลว” นั้นจะวัดปริมาณของเหลวที่ระเหยออกมา ในขณะที่วิธีการ “การวัดด้วยไอออนิกและรังสีอินฟราเรด” นั้นจะวัดปริมาณของไอน้ำที่ถูกพัดพาไปกับกระแสก๊าซ ช่องว่างระหว่างเครื่องมือกับพื้นผิวอาจเพิ่มขึ้นเมื่ออยู่ใกล้กับเครื่องมือนั้น จึงควรกำหนดวิธีการและเงื่อนไขต่างๆ ไว้อย่างชัดเจนในเอกสารการบันทึกข้อมูล และแก้ไขข้อขัดแย้งที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับวิธีการวัดด้วยรังสีอินฟราเรดด้วย.

เอกสารอ้างอิง

• มาตรฐานแห่งชาติสำหรับการกำหนดค่าการนำน้ำยุงเข้ามาในบรรจุภัณฑ์ยา (มาตรฐานบรรจุภัณฑ์ยาที่ออกมาในปี 2015 มีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 1 ธันวาคม 2015)
• มาตรฐานระดับชาติสำหรับการกำหนดค่าการนำพลังงานของก๊าซผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ทางเภสัชกรรม (ใช้มาตรฐานเดียวกันกับในซีรีส์ 2015)
• ISO 15106-3 พลาสติก – ฟิล์มและแผ่นพลาสติก – วิธีการวัดอัตราการนำน้ำออกจากฟิล์มหรือแผ่นพลาสติก – ส่วนที่ 3: วิธีการตรวจสอบด้วยเซ็นเซอร์แบบอิเล็กโทรลิก
• ASTM F1249 วิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับอัตราการซึมผ่านไอน้ำผ่านฟิล์มพลาสติกและแผ่นพลาสติก โดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดที่มีความสามารถในการควบคุมระดับความเข้มของแสงได้
• ASTM D3985 วิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับอัตราการนำพลังงานออกซิเจนผ่านฟิล์มและแผ่นพลาสติก โดยใช้เซ็นเซอร์คูลอมิเตอร์
• ISO 2556 วัสดุพลาสติก – วิธีการวัดอัตราการนำก๊าซผ่านแผ่นพลาสติกหรือแผ่นบางๆ ภายใต้ความดันปกติ (วิธีการวัดด้วยเครื่องวัดความดัน)