注射用透明质酸钠玻璃包装脱片研究

刘春月 张敏 张曼茹 刘敏 张梓瑞

1 山东省医疗器械和药品包装检验研究院 （山东 济南 250101）

2 国家药品监督管理局生物材料器械安全性评价重点实验室 （山东 济南 250101）

3 山东省医疗器械生物学评价重点实验室 （山东 济南 250101）

内容提要： 目的：通过对模拟试验和加速试验后的透明质酸钠玻璃包装和浸提溶液进行测试，考察西林瓶的脱片趋势。方法：通过亚甲蓝染色和扫描电镜对玻璃容器内表面进行检查，观察药用玻璃包装的脱片情况。通过酸碱度测试、电感耦合等离子体发射光谱仪测定浸提液中元素迁移量对侵蚀后的浸提溶液进行检测分析，从不同角度评估注射用透明质酸钠玻璃包装的脱片趋势，以预测玻璃内表面腐蚀以及玻璃脱片的倾向。结果：在模拟试验中，西林瓶未发生明显脱片；在加速试验中，西林瓶表现出脱片趋势。结论：经过亚甲蓝染色、扫描电镜、酸碱度、元素迁移等表征测试，西林瓶的脱片情况可以得到准确有效的判断，为注射用透明质酸钠药包材相容性研究提供重要依据。

随着医学的不断发展，人们对于通过微创或无创的方法来达到面部年轻化的需求不断增大[1,2]。透明质酸是一种由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡糖交替连接而成的线性高分子酸性黏多糖，因其良好的支撑能力、无免疫原性和可降解性，在各类整形美容治疗中被广泛应用[3,4]。玻璃包装材料，因其低廉的价格、耐高温、光洁透明、可回收等特性被广泛应用于注射用透明质酸钠的包装[5,6]。注射用透明质酸钠作为一种注射入人体内的制剂，其安全性关系到使用者的生命健康安全。而用作包装的玻璃容器可能会被透明质酸钠影响其表面耐受性，致使其结构破坏、成分溶出并产生脱片，进而影响透明质酸钠的质量，引发安全问题[7]。如果注射剂中存在玻璃脱片产生的微粒，则可能会引发毛细血管堵塞、肉芽肿，更严重的可能会引起患者血栓栓塞、中风甚至死亡[8]。因此注射用透明质酸钠玻璃包装的脱片研究是评估透明质酸钠凝胶和药包材相容性的重要组成部分。

本文中通过观察亚甲蓝染色和玻璃表面的形貌变化来表征注射用透明质酸钠包装用西林瓶的内表面变化，通过测定浸提液酸碱度的变化和Al、B、Si元素的迁移量来进一步为研究玻璃脱片提供依据。

1.材料与方法

1.1 一般材料

研究起止时间：2022年12月～2023年1月。

仪器设备：扫描电镜（SEM）（德国卡尔蔡司sigma 300），酸度计（Seven Excellence），电感耦合等离子发射光谱仪（ICP）（Agilent 5800）。

试剂：梅特勒pH 4.006 缓冲溶液（货号51350052 批号1H094I），梅特勒pH 6.865 缓冲溶液（货号51350054 批号1H004H），梅特勒pH 9.180缓冲溶液（货号51350056批号1H139F），Al标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心GSB 04-1713-2004浓度：1000mg/L），B标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心GSB 04-1716-2004 1000mg/L），Si标准溶液[国家有色金属及电子材料分析测试中心GSB 04-1752-2004(a)1000mg/L]，甘氨酸（国药集团，分析纯），三水合亚甲基蓝（国药集团，分析纯），氢氧化钠（国药集团，分析纯），硝酸（德国默克公司，光谱纯），包装完好的注射用透明质酸钠和未使用的西林瓶、胶塞、铝盖均为同一厂家提供的同批次产品。

1.2 方法

1.2.1 玻璃脱片样品制备

参照《化学药品注射剂与药用玻璃包装容器相容性研究技术指导原则（试行）》和USP＜1660＞，本研究以原装注射用透明质酸钠为浸提液，在50°C 24h的条件下进行模拟脱片试验；以20mmol/L甘氨酸（pH=10）为浸提液，在50°C 24h的条件下进行加速脱片试验。

模拟脱片试验：取两组（每组10只）包装完好的注射用透明质酸钠样品（装量为2.5mL），分别正置、倒置，于50°C浸提24h。

加速脱片试验：取两组（每组10只）西林瓶，用纯水清洗3次并干燥后，分别灌装甘氨酸溶液2.5mL，用胶塞及铝塑盖密封，分别正置、倒置，于50°C浸提24h。

浸提结束后，将西林瓶中的注射用透明质酸钠或甘氨酸溶液倒出，并用低流速纯水冲洗西林瓶3次后倒置，室温下晾干后对玻璃容器内表面进行检查。

1.2.2 溶液配制与检验液制备

20mmol/L 甘氨酸溶液（pH=10）配制：称取甘氨酸1.5011g，溶于1000mL水中，并用NaOH溶液调节pH值至10.040。

亚甲基蓝溶液的配制（临用前现配）：称取适量三水合亚甲基蓝，用纯水溶解并稀释成三水合亚甲基蓝浓度为1g/L的溶液，室温下超声30min，摇匀后即得。

0.5mol/L NaOH溶液的配制（制备阳性对照样品用）：称取10.03g NaOH，用适量水溶解后并稀释至500mL，摇匀后即得。

模拟脱片试验检验液：以未经浸提的注射用透明质酸钠为样品空白溶液，以浸提后的注射用透明质酸钠为样品检验液。分别称取样品空白溶液和样品检验液2g于聚四氟乙烯消解管中，加入10mL硝酸，过夜预消解，然后在140°C下加热消解至完全，赶酸至近干，用去离子水转移定容至10mL容量瓶中，即得。

加速脱片试验检验液：取出每组浸提后的溶液，并分别将正置、倒置的10只西林瓶中的甘氨酸溶液混合，得到加速脱片试验检验液。同法配制的新鲜的甘氨酸溶液为空白溶液。

元素标准溶液的配制：分别以1%稀硝酸和甘氨酸溶液为溶剂，对应模拟试验和加速试验，配制两组标准溶液。分别移取Al、B、Si标准溶液（1000mg/L）1.0、0.5、2mL，稀释定容至100mL容量瓶中，得标准储备溶液，分别取标准储备溶液0.1、0.2、0.5、1.0、2.5mL，稀释定容至10mL容量瓶中，得4#～7#标准溶液，分别取4#～6#标准溶液1mL，稀释定容至10mL容量瓶中，得1#～3#标准溶液。

2.结果分析

2.1 亚甲蓝染色

样品西林瓶的亚甲基蓝染色试验选用1g/L的三水合亚甲基蓝溶液作为染色液，并将盛有8mL 0.5mol/L NaOH溶液的空白西林瓶置于高压灭菌器中在121°C下侵蚀2h来制备阳性对照样品。向各样品西林瓶和阳性对照样品中分别加入染色液至瓶口处，室温下放置20～30min，将瓶中的亚甲基蓝溶液缓慢倒出，用低流速纯水冲洗瓶子4～5次后于室温下晾干，观察西林瓶的着色情况，结果如图1所示。

从图1可以看出，经过亚甲蓝溶液的染色处理后，阳性对照样品染色明显，说明阳性样本发生了明显的脱片现象；经过模拟脱片试验与加速脱片试验，西林瓶的各部位均无着色现象。

2.2 扫描电镜

选取与浸提液接触的样品部位，采用玻璃切割机对样品瓶进行切割，用纯水超声洗涤玻璃片，于50°C下烘干后进行SEM测试，放大倍数为2000倍，结果如图2、图3所示。

图2.正置脱片试验SEM图

图3.倒置脱片试验SEM图

由图2、图3可知，阳性对照样品在瓶底、瓶身、瓶肩、瓶口均存在明显的侵蚀痕迹，说明阳性样品发生了脱片，其中瓶肩部位的脱片程度尤为严重。在进行模拟试验的各个检测部位与加速试验中与浸提液接触的瓶底、瓶身和瓶口部位表面平整，均未见明显侵蚀痕迹；加速脱片试验样品瓶肩部位（图3c）在放大2000倍的视野下可观察到圆形浅坑。这可能是由于在西林瓶加工成型过程中，瓶肩部位经过高温形变，在使用过程中有更大的可能性发生脱片。

2.3 酸碱度测试

将浸提前后的注射用透明质酸钠溶液和甘氨酸溶液用酸度计测试其pH值变化，结果如下表所示。

由表1的结果可知，模拟脱片试验中，注射用透明质酸钠的pH值在浸提前后没有明显差异；在加速脱片试验后，甘氨酸的pH值略有降低，这是由于甘氨酸溶液中的OH-对玻璃产生侵蚀，生成H3SiO4-所致。

表1.浸提溶液酸碱度的变化

2.4 元素迁移

参照《化学药品注射剂与药用玻璃包装容器相容性研究技术指导原则（试行）》，选择Al、Si、B作为目标元素测试，考察西林瓶脱片试验中元素迁移情况。

2.4.1 元素测定条件

泵速：12r/min，RF功率：1.2kW，雾化气流量：0.7L/min，辅助气流量：1L/min，等离子气体流量：12L/min，观察方式：Axial。

2.4.2 线性与范围

分别以1%稀硝酸溶液和甘氨酸溶液为空白，将配制的系列标准溶液按照2.4.1的条件进行测试，结果如表2所示。结果表明，Al、B、Si三种元素在所配制标准曲线浓度范围内线性关系良好。

表2.待测元素线性与范围(n=3)

2.4.3 检出限与定量限

分别取空白溶液，连续进样11次，测定其浓度，计算11个结果的SD值。将3.3倍的SD值作为检出限，10倍SD值作为定量限，结果如表3所示。

表3.检出限与定量限(n=11,mg/L)

2.4.4 回收率与精密度

分别在样品空白溶液和甘氨酸空白溶液中按低、中、高浓度加标，进行精密度测试并且计算测试结果的回收率及RSD值。结果如表4所示，两种体系下，低、中、高浓度的回收率均在80%～125%，RSD值均＜10%，表明该方法回收率与精密度良好，满足分析要求。

表4.精密度与回收率(n=3)

2.4.5 试验结果

模拟脱片试验和加速脱片试验正置、倒置的样品检验液中Al、B、Si元素的含量见表5。

表5.Al、B、Si元素的测试结果(n=3,mg/L)

由表5数据可以看出，在模拟脱片试验中，正置样品溶液和倒置样品溶液中Al、B、Si元素在浸提液中含量无明显增加。这表明，在注射用透明质酸钠灌装初期，西林瓶表面结构较为稳定。在加速脱片试验中，正置样品和倒置样品中Al、B、Si元素在浸提液中含量均有所增加，这与浸提液pH值的变化趋势能够相互印证。其中，倒置样品元素含量略低于正置样品，可能是浸提液倒置时与西林瓶接触面积小于正置所致。甘氨酸溶液中元素的迁移主要是由于在碱性环境中，OH-破坏Si-O-Si键，致使玻璃发生侵蚀[9]。浸提液中Al、B、Si元素的增加，表明玻璃骨架网络发生变化，注射用透明质酸钠西林瓶在后续的长期使用中有发生脱片的可能性。

3.讨论

本文通过模拟试验和加速试验考察了注射用透明质酸钠玻璃包装的脱片趋势，经过亚甲蓝染色、扫描电镜、pH、元素迁移等表征测试，西林瓶的脱片情况可以得到准确有效的判断，为评估注射用透明质酸钠与其玻璃包装的相容性提供参考方法。