最近在加拿大出现了这样的事,一些病人在使用了正确剂量的牛痘疫苗后死了,原因是装在药瓶里的药品在严冬条件下产生了结晶。 这种药品是装在用泡沫塑料保温隔热的盒子里运输的。药品在Puerto Rico出厂经地面运输到San Juan机场。在那里经过一段时间的储存后药品被装时运输机,然后运往加拿大一个分发点,药厂以大包装仔细运输,分发点再以小包箱重新包装后分发到各个诊所。从药厂到最终目的地经过地面运输和空运,中间又有,若干个储存阶段,药品要暴露在以下环境中: 在Puerto Rico,温度为32~35℃,湿度<90%; 在运输机里,高度为35,000英尺,温度大约为-6℃; 在最终目的地,温度在零度以下。 极端的气候条件在运输箱内部和外部起着作用。当温暖、潮湿、低气压系统与阴凉、干燥的空气相遇时,空气就不能忍受潮湿,这里就会结露,为了药品避免恶劣的温度选择合适的包装材料和包装设计是最重要的。 对温度的敏感 近年来,在运输药品时使用温度记录仪和温度指示器已经证明,药品在运输过程中确实经历了恶劣的温度环境,但是制药厂能够得到的信息是不完整的,各种各样的温度记录仪随大包装一起运输,但得到的却是相互矛盾的结果。温度记录仪反映出曾经历恶劣的温度,但由于它不能提供时间—温度之间关系的记录档案,因此它对药厂的用途是有限的。 出于对恶劣温度的警惕,一些药厂变得非常谨慎,甚至销毁那些只是被怀疑曾经过恶劣温度的药品。当然,这会增加成本。一些制药厂和生物公司在集中精力开发生物作用药品包装,这类药物需要严格的温度条件。药品的温度范围不同,有些可能需要在室温(13~29℃)下保存,一些需要冷藏但不能结冰,几乎所有的药在高温(≥40℃)时都会分解,而所有的生物药在冰点以下或偏离室温时会失效。一些物质在0℃以下会立刻结冰,而水却不是这样,在零度以下的水的表面要充分暴露才能结冰。因此一些药物的物理特性并不是暴露时立刻改变,而是与时间—温度有关,动态特性依材料而异。多数生物药品在2℃~8℃时是安全的,在此范围之外暴露足够长的时间才会发生物理变化。由于有些药物在此范围除了含有其它物质外还含有水分,它们要在零度以下暴露6~8小时才会结冰。 状态变化材料 当研究人员讨论温度测量时最频繁引证的就是水,例如水在零度(结冰点)开始变成固态,在100℃时水开始汽化,通常称为沸点,随着温度变化水从液态到固态或汽态,这被称作相变,即状态变化。对于需要温度控制的包装,相变具有重要意义。考虑一个盛有冰的容器,当对其连续加热时,在到达冰的溶点之前其温度迅速上升。在冰完全溶解之前其温度保持恒定,从固态转变成液态所需的能量被称作热容量。水吸收大量的热而又能保持温度恒定不变的特性为许多需要控制温度的包装方法提供了基础。记住物质在发生相变时温度恒定不变很重要,在冰变成水时冰的温度是零度,水在汽化时开水的温度是100℃。对于包装,可以利用物质的相变通过热转移(热对流、热传导及热辐射)来保持相邻产品的温度。相变过程需要的时间越长,相变物质保持温度恒定的时间也就越长 所有物质都有相变转折点,而且温度都不同,可以把一些物质组合到一起得到一种材料,它的状态在一定的温度范围内。如果一种材料在-50℃时变成固态,那么放在这种包装中的任何产品在零度以下都能保存得很好,这与状态变化所需的时间和包装的设计有关。在高温时也是这样。现在材料的状态可以在低温或高温下固化或溶化。当用于包装时在-50℃~40℃能保持其成分不变,材料的状态转变通过保持低温可以取消干冰。其它状态转变材料能保持在室温或更高,而与外部温度无关。由于高温状态转变材料可能自身能再生,状态转变是连续的,要保持控制的温度不再需要人工制冷和加热。 目前所有的状态转变材料都是胶体,但并不是所有胶体都一样,它们有以下不同: 1) 温度特性 2) 安全性 无害、无毒或生物可降解特性 3) 基本包装材料 薄膜金属膜或纸塑复合(防止结露) 热动力学与包装的最佳结合 制作适用的温度可控制包装要经历五个步骤: 1) 对包装的考虑 2) 包装开发协议 3) 包装设计 4) 对原型进行测试并取得根据 5) 对包装进行监测 对包装的考虑 包装设计早在临床笛榻锥尉涂剂耍】赡芑竦酶髦中畔ⅲǎ?br>药品的机械特性,即冲击、振动及温度极限。可能会经历什么样的天气?在什么时候、在什么温度下会出现偶然情况? 后勤和市场资料,即怎样储存和运输材料,时间为多久?药品在交付用户前将重新包装吗?在分销过程中有合适的产品保护措施吗? 开发协议 协议应规定精确的温度,包括温度范围。在许多情况下对药品在失效前要经历的温度范围知之甚少,因此药品在包装都要测试以弄清需要改进的机械特性。开发协议阶段为包装设计者提供了一个机会,可以与药品开发者合作获取数据及专利资料。要讨论加工和后勤的主要问题有: 1) 分销的阶段和操作 2) 环境状况 3) 机械特性 4) 产品的弱点 对各种产品应分别调查。所选包装的类型取决于时间—温度及应付冲和振动的弱点。若采用包装容器,双方的工程师应共同分析数据并讨论将采用的运输方式及分销步骤。连续测试将确认这些数据并弄清哪些与讨论时所期望的不一致。 对原型进行测试并取得根据 可能要制作几个原型,这取决于测试结果后期环节的变化。所选的测试种类取决于气候操作及产品的弱点。在测试周期内,作为一种安全保护,工程师应在极限温度下对原型进行测试。当然也不必去测试产品不可能经历的极限。签约者经常在-100~200℃的温度范围内进行测试。典型的做法是在高温和低温下进行一系列测试,为了精确测试要重复若干次。 保护包装的监测 所有药品都可以从带有某种形式的温度指示器的包装受益。当药品被直接运给消费者而且不认为温度是个问题时可以使用大包装指示器,这些指示器提供实际环境的记录。然而,如果协议规定了特定的温度范围,智能运输装置就应该有某种形式的指示器。目前有若干种,从产品在零度上时(有个安全系数)触发型到只在特定温度下触发型。其它温度指示器被设计成装进包装里,只有当包装成分在有害温度下暴露的时间达到了规定的时间(有个安全系统)时这类装置才起动。例如一种药品要在零度环境下暴露8个小时其特性才发生变化,那么这种装置就在4~6小时间(有个安全系统)起动,这个定时系统可以节省制药厂的资金,因为在结冰温度下暴露较短的一段时间,多数药品仍然是好的,不必销毁。 在下列情况下应使用温度监测仪: 1) 包装未被验证时; 2) 可能为了验证时外部的温度范围; 3) 对可能会经历的内部和外部的温度进行测试(包装设计)。 为了记录运输期间的温度,可以把微型监测仪放进大包装的运输箱里。当超出温度范围时监测仪会发出警告并能把数据下载到电脑进行分析。 应该把包装、制冷材料及时间温度指示器看作一个系统中的各组成部分。除了混合材料,例如隔离板、热成型容器及胶型制冷剂(状态变化材料)之外,真空隔板和气胶(air gels)等新材料以及现代化的加工技术使工程师能够创造出高效的新型包装。例如在大包装运输中可将产品和状态变化材料在运输前装进轻型、可重复使用的隔离容器,产品运到目的地后,可将容器拆开后运回原地,所有用于使产品保持在一定温度范围内的材料可以留在容器内供重复使用。 总结 包装使药品免遭损害或失效,而且可以和仪器(即温度显示器和监测仪)一起使用提供发生问题的证据,因此应该象对待治疗的其它环节一样来考虑包装的重要性。没有恰当的包装,即使是最好最贵的药品也不能有效地发挥作用,而且有可能使人致命。应该分析分销这些重要药品的过程,弄清出现问题的可能性。运输中的每个环节、冷藏卡车、次日到达的飞机及销售人员的汽车等都应保证安全。在从药厂到使用者的运输周期内包装要为每一个环节提供保护。