药品包装材料质量控制和 USP <661.1> 的合规性要求

　　前言包装材料的成分和质量对药品的性能、功能和生产成本具有很大的影响。包装不当会导致药物中的活性药物成分 (API) 更快降解，并缩短保质期。在包装过程或包装材料供货早期检测出问题、杂质或不正确的聚合物成分，可以避免从消费者处召回有缺陷的最终产品带来的高成本损失。在鉴定制药、涂料和化学工业中所用聚合物、填料和添加剂的化学成分方面，中红外 FTIR 光谱具有悠久的历史。中红外光谱通常被称为材料的指纹谱图。这是因为该技术提供了丰富的细节，并能精准地确认已知成分。
 

　　FTIR 光谱是一种快速且易于操作的技术，广泛用于筛查聚合物和其他包装材料。FTIR 光谱可用于：– 定性并鉴定药品包装要用的原材料是否合规– 包装生产过程中的材料质量保证 (QA)– 通过比较正品与来源不明产品的塑料包装成分差异，来鉴定疑似药品
 

　　本应用简报的重点是使用 Agilent Cary 630 FTIR 光谱仪分析药品包装中所用的聚合物。本应用简报提供以下信息：– 非处方感冒/流感品牌药和仿制药包装的 FTIR 光谱之间的差异。从泡罩包装所含聚合物的光谱中观察到的差异表明，FTIR 光谱可帮助解释任何包装质量控制 (QC) 问题– 通过分析包装材料来检测药品。高质量假药及其包装的获取渠道受到严格限制。因此，本研究分析的材料代表了在产品和正品包装中观察到的成分差异– Cary 630 FTIR 在 USP 第<6
 

　　USP<661.1>章节USP<661.1>章节塑料结构材料规定了用于确定塑料材料是否适用于制造药品包装系统的测试方法[1, 2]。本章节要求使用红外光谱 (IR) 鉴定用于组成药品包装系统的塑料材料。红外光谱仪必须能够“以透射模式测量或配备内反射附件”[1]。USP 通则<854>概述了中红外光谱仪的仪器确认要求，并将衰减全反射 (ATR) 光谱法描述为一种内反射技术[3]。此外，USP 通则<197>接受 FTIR 作为合适的鉴定方法，并将其称为“药典专著中使用广泛的化学鉴定方法”[4]。
 

　　Cary 630 FTIR 光谱仪符合 USP 要求的性能规格。根据 USP第<661.1>章或 USP 第<661>章(如果比较早期未采用第<661.1>章时)，它可用于识别药品包装系统中使用的塑料包装材料。USP 章节<661.1>将于 2025 年 12 月 1 日正式生效。不过，USP 通则<659>允许提前采用章节<661.1>。在采用<661.1>之前，适用章节<661>中规定的要求[5, 6]。
 

　　仪器本研究采用配备 KBr 光学元件的 Cary 630 FTIR 主机和钻石晶体的 ATR 附件a。使用 Agilent MicroLab FTIR 软件采集数据并自动将样品光谱与谱库中标准聚合物的光谱进行比较。MicroLab 是一款简单易用的可视化软件，操作界面设计可逐步指导用户完成分析工作流程(图 1)。
 

　　材料与方法在药店购买非处方感冒液体胶囊泡罩包装药物。总共购买了五种仿制和四种品牌药。对泡罩包装样品的透明聚合物泡罩内外进行测量(图 2A)，并对外层铝箔(封盖)的未印字部分进行测量(图 2B)。
 

　　使用 Cary 630 FTIR 搭配钻石晶体 ATR 附件采集这些样品的红外光谱，测量参数如下：– 光谱范围 4000–650 cm-1– 扫描次数 64 次– 分辨率 4 cm-1
 

　　结果与讨论包装材料的表征对非处方仿制药和品牌药的包装进行比较。泡罩包装的透明塑料材料通常由双层聚合物组成(图 2A)。使用粘合剂将封盖或铝箔(图 2B)粘到塑料泡罩上，以密封产品。完整的泡罩包装为药品提供了干燥稳定的环境。泡罩包装中使用的双层聚合物的组成对泡罩包装的水蒸气渗透性有很大影响。水蒸气渗透性以水蒸气透过率 (WVTR) 来衡量。
 

　　聚氯乙烯 (PVC) 的鉴定硬质聚氯乙烯 (PVC) 是一种行业标准泡罩包装材料，具有低水蒸气透过率和优异的热成型特性。在每一个经过测试的泡罩包装中都至少有一层含有这种物质。最基本且成本低的泡罩包装结构是 PVC/PVC 双层，所测试的五种感冒仿制药中有一种采用了这种结构。正如本研究中的观点，所有品牌药的外泡罩层均采用聚三氟氯乙烯 (PCTFE)，内层则采用 PVC。
 

　　图 3 显示了仿制药产品的外泡罩层(红色)与品牌药内泡罩层(紫色)光谱的比较。泡罩聚合物是 PVC，其中含有约2%–3% 的共聚物，如聚丙烯酸酯或聚醋酸乙烯酯，这可以由1736 cm-1 处存在弱酯羰基键来证明。该共聚物的浓度因制造商而异，如图 3 所示。因此，1736 cm-1 处的谱带可以用于正品包装材料的质量控制检查或确认。
 

　　经检测，苯乙烯-丁二烯是部分 PVC 层中的共聚物，且不同产品之间的浓度存在一定差异(结果未显示)。苯乙烯-丁二烯共聚物通常被称为丁苯橡胶 (SBR) 或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)。PVC 配方中可能会添加 SBR，以改善泡罩包装的热成型或物理性能特征。在图 4 中，显示了另一种品牌药的内层 PVC(红色)与仿制药的外层 PVC(蓝色)的叠加光谱。红色光谱在 3026 cm-1、2915 cm-1、2850.5 cm-1、1639 cm-1、1601 cm-1、1492 cm-1、964 cm-1、911 cm-1、755.5 cm-1 和 698 cm-1 处观察到额外的SBR 吸收。这些吸光谱带的强度与 PVC 中的 SBR 浓度成正比。使用 Cary 630 FTIR 和 MicroLab FTIR 软件可以精准测量SBR 的浓度。
 

　　结论配备钻石晶体 ATR 附件的 Agilent Cary 630 FTIR 可以快速轻松地鉴定品牌和仿制感冒药泡罩包装材料之间的差异。在这项研究中，我们观察到品牌药使用的一级包装包含比仿制药泡罩包装中使用的标准 PVC 更昂贵的泡罩聚合物双层成分。即使是不同品牌药泡罩包装中使用的类似 PVC 材料，也包含不同量的苯乙烯-丁二烯共聚物，这些共聚物可以通过Cary 630 FTIR 进行精确检测和测量。按照 USP 章节<661.1>的要求，Cary 630 FTIR 使用 MicroLab软件中的谱库定性方法进行聚合物筛查，展示了其聚合物鉴定能力。该软件自动将聚合物测试样品的 FTIR 光谱与 USP<661.1>中描述的参比标样库中包含的光谱进行比较，给出匹配度值。匹配度值是衡量样品与 USP 聚合物参比标样匹配程度客观、可量化的指标。通过这种方法观察到的谱图差异通常很细微，但意义重大。它们可以鉴定包装使用的聚合物中存在的无意差异，这些差异可能会导致产品质量问题和代价高昂的产品召回。它们也可能提示药品。如果包装材料不符合厂家的标准，那么药品可能也不符合。Cary 630 FTIR 具有鉴定药品、应对 QC 和 USP 章节<661.1>合规性问题的能力和灵活性。