安瓿瓶開瓶方式對藥液中不溶性微粒的影響及優(yōu)化流程研究

摘要：安瓿瓶作為一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)（尤其是注射劑型）的注射藥液包裝容器，因其高密封性，在開啟過程中易產(chǎn)生玻璃碎屑，并可能混入藥液。這些不溶性微粒在注射時(shí)若隨藥液進(jìn)入人體，將帶來潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。為此，本文通過系統(tǒng)比較不同安瓿瓶開啟方式與所產(chǎn)生不溶性微粒數(shù)量的關(guān)系，篩選出適宜的開啟方法，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出一套較為規(guī)范、完整的安瓿瓶開啟操作流程。

關(guān)鍵詞：安瓿瓶，不溶性微粒，開瓶方法。

一、概念和背景介紹

不溶性微粒，藥典中定義為溶液中除氣泡以外非故意引入的、可移動(dòng)的、不溶性粒子。是那些肉眼通常看不見，但實(shí)際存在于藥液（尤其是注射液）中的微小“雜質(zhì)"。

安瓿瓶，一種用于盛裝注射用藥液、疫苗、血清等無菌制劑的密封玻璃小瓶。主要的特點(diǎn)是高密封性，以此來保證藥液的穩(wěn)定，同時(shí)隔絕外部環(huán)境的影響，防止灰塵的落入等。常見的開瓶方式有用手掰開安瓿瓶，用專門的開瓶工具，或者是用鑷子敲開等。不同的打開方式對于藥液的影響不同，尤其是對不溶性微粒的影響更大，依據(jù)不溶性微粒的大小和數(shù)量我們來篩選出一種合適的開瓶方式。

二、不溶性微粒檢測

人體的靜脈大小在4μm~7μm，血管中的不溶性微粒（這里包含碎玻璃）會(huì)導(dǎo)致肉芽腫，靜脈炎，同時(shí)堵塞血管，導(dǎo)致局部栓塞壞死等等。所以不溶性微粒對于人體的危害很大，目前已是各國藥典強(qiáng)制要求檢測項(xiàng)。現(xiàn)行各國藥典對于不溶性微粒檢測的限值基本一致，只是在"大/小容量"劃分上，CP以100mL為大容量，USP將100mL歸為小容量。

中國藥典針對不溶性微粒檢測對應(yīng)的為章節(jié)<0903>，其中針對不溶性微粒檢測有完整的方法和要求。目前藥典檢測不溶性微粒的方法學(xué)有幾種：光阻法，顯微計(jì)數(shù)法和流式成像法。中國藥典以前兩項(xiàng)作為檢測方法。光阻法是主流檢測方法，傳統(tǒng)的顯微鏡法無法避免人為因素導(dǎo)致計(jì)數(shù)的偏差，主觀性強(qiáng)；而且人工計(jì)數(shù)對實(shí)驗(yàn)員的集中度和眼睛直接觀察要求很高，長期觀察顯微鏡并進(jìn)行計(jì)數(shù)容易導(dǎo)致視力下降，并引發(fā)一些眼部疾病；同時(shí)人工計(jì)數(shù)的測試結(jié)果重復(fù)性差。對比傳統(tǒng)的顯微鏡法，光阻法省時(shí)省力，同時(shí)收集大量粒子信息，避免偶然誤差。所以藥典建議顯微鏡法只適合去檢測光阻法不適合檢測的樣品。

三、不溶性微粒檢測設(shè)備介紹

這里我們以Entegris旗下的PSS AccuSizer A2000（以下簡稱A2000）不溶性微粒檢測儀作為介紹對象。檢測原理如下圖所示：

圖1.SPOS法原理圖

粒子通過光感區(qū)域時(shí)阻礙了一部分入射光，引起到達(dá)檢測器的光強(qiáng)降低，此信號(hào)的衰減幅度理論上與粒子的橫截面成比例關(guān)系。在儀器中，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，具體表現(xiàn)為電壓值，不同粒徑大小的粒子產(chǎn)生的電壓值不同，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系，就可以建立標(biāo)準(zhǔn)粒子和粒徑大小的校準(zhǔn)曲線。這就是傳統(tǒng)的光阻法（Light Extinction， LE,也稱為光消減,Light Obscuration,LO)檢測粒徑的原理。傳統(tǒng)光阻法的范圍下限一般到1.5μm。Entegris（PSS）開創(chuàng)性地將光阻(LE)信號(hào)和光散(Light Scattering,LS)信號(hào)有機(jī)地結(jié)合起來,通過光阻效應(yīng)獲得較大的粒徑檢測范圍，通過光散射增加對小粒子的靈敏度，大大拓展了單顆粒計(jì)數(shù)的下限到0.5μm。

相較于其他的光阻法設(shè)備，A2000是使用SPOS技術(shù)，它結(jié)合了光阻效應(yīng)和光散理論,將顆粒計(jì)數(shù)的下限下探到0.5μm。這不僅迎合了更嚴(yán)苛的質(zhì)量要求,也助力于精密制造對環(huán)境雜質(zhì)的高標(biāo)要求，同時(shí)也更符合藥典及法規(guī)的更新趨勢。

四、研究內(nèi)容

1）開瓶方式^[1]

這里我們引用日本學(xué)者河崎陽一關(guān)于安瓿切割時(shí)混入的不溶性微粒的研究中所做實(shí)驗(yàn)，獲得下圖中的三組對比數(shù)據(jù)。這三種開瓶方式都是先用砂輪在安瓿瓶頸部刻出劃痕，之后進(jìn)行開瓶，對比不溶性微粒的數(shù)量和大小。具體數(shù)據(jù)和分析結(jié)果如下：

圖2.三種開瓶方式及其粒度分布（A.雙手持握安瓿瓶頸部提起開啟B.藥品說明書記載的方法C.使用切割輔助工具）

A所采用的開瓶方式是雙手持握安瓿瓶頸部后同時(shí)用力提起。與另外兩種方法相比，安瓿瓶切割部位承受的負(fù)荷較小，所產(chǎn)生的玻璃碎屑最少。正因如此，這種方法在抑制不溶性微粒混入方面好。B按照安瓿瓶使用說明書操作開瓶時(shí)，切割部位會(huì)形成支點(diǎn)承受較大外力，導(dǎo)致大量不溶性微粒產(chǎn)生。此外，C使用安瓿切割輔助工具開封安瓿時(shí)，由于其操作方式與說明書中的方法相同，因此除了按照說明書方法開封時(shí)可能產(chǎn)生的不溶性微粒外，還可能混入來自安瓿切割輔助工具的微粒。

對比圖2中的三組不溶性微粒數(shù)據(jù)我們也可以看出，A方法所產(chǎn)生的不溶性微粒最少。

2）酒精棉擦拭^[1]

上一個(gè)實(shí)驗(yàn)依據(jù)已經(jīng)篩選出了一個(gè)合適的開瓶方式，即雙手持握安瓿瓶頸部提起。而酒精棉擦拭安瓿瓶這一步驟很早就已開始使用，這一操作是否有效和必要有待商榷。我們還是以日本學(xué)者河崎陽一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為例，他使用酒精棉搭配六種不同的溶劑對安瓿瓶進(jìn)行擦拭前后對照實(shí)驗(yàn)，以此來判斷擦拭的效果如何。結(jié)果如下：

圖3.使用不用溶劑擦拭安瓿瓶后開瓶的不溶性微粒分布

圖3中使用的溶劑分別為：a)kcl溶液b)普魯卡因c)泛醇100mg d)50%葡萄糖e)鹽酸雷莫司瓊f)氯苯胺。圖中橫坐標(biāo)表示粒子大小，縱坐標(biāo)表示粒子數(shù)量，黑色為對照組，白色為使用酒精棉擦拭后的測試結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，使用酒精棉擦拭安瓿瓶確實(shí)可以減少不溶性微粒的產(chǎn)生。但是減少程度與使用溶劑種類有關(guān)。在某些情況下（如使用氯苯胺時(shí))有效，而在其他情況下效果有限。酒精棉擦拭減少了部分的不溶性微粒的原因主要有以下兩點(diǎn)： 1.清除安瓿瓶上附著的異物及微生物； 2.減少切割玻璃安瓿時(shí)產(chǎn)生的玻璃碎片混入。考慮到其在清除表面異物和微生物方面的明確作用，以及其本身引入微粒的風(fēng)險(xiǎn)極低，所以酒精棉擦拭步驟在標(biāo)準(zhǔn)操作流程中仍具有重要價(jià)值。

3）開瓶流程及優(yōu)化^[2]

上文中主要是針對不同的安瓿瓶不同打開方法的對比，那么下面我們來看一下，濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院的馮萍老師對此做的另一個(gè)研究。

基于上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，先確定一套基礎(chǔ)的安瓿瓶開啟流程，即砂輪劃痕-酒精棉擦拭-手掰折斷（定義為對照組）。在此基礎(chǔ)上為了進(jìn)一步降低不溶性微粒的影響，濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院的老師在砂輪劃痕后加了一步流水沖洗，然后置于水平層流臺(tái)和生物安全柜風(fēng)干（表中實(shí)驗(yàn)組），然后對比優(yōu)化前后藥液的不溶性微粒數(shù)量。具體的實(shí)驗(yàn)方法如下：

試驗(yàn)藥品選用臨床常用藥品 10%kcl注射液（10mL 非易折型玻璃安瓿包裝）為代表，操作人員選取從事藥品集中調(diào)配 3 年以上工作人員 4 名，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)操作強(qiáng)化培訓(xùn) 1 周，試驗(yàn)組與對照組各開啟 10%kcl注射液 200 支，50 支/人，記錄每支安瓿開啟時(shí)間（試驗(yàn)組前處理時(shí)間不計(jì)算在內(nèi)），測定每支開啟后安瓿內(nèi)不溶性微粒（大于 5μm）數(shù)量。按照 《中國藥典》通則 0903 光阻法（全體積）測定同批次 10%KCL注射液中不溶性微粒（大于 5μm）數(shù)量作為基礎(chǔ)數(shù)量。計(jì)算每只安瓿開啟后不溶性微粒（大于 5μm）增加數(shù)量。試驗(yàn)在水平層流臺(tái)、生物安全柜中分別進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

從表1中可以看到實(shí)驗(yàn)組的顆粒數(shù)不管是在水平層流臺(tái)還是生物安全柜上風(fēng)干，最后的不溶性微粒數(shù)量都要小于對照組，說明加入流水沖洗后風(fēng)干這一步對于不溶性微粒的控制是有效果的。在風(fēng)干后仍保持棉簽消毒這一項(xiàng)是為了去除附著在瓶頸處的空氣中的不溶性微粒。表2是優(yōu)化前后開啟安瓿瓶所需的時(shí)間，優(yōu)化后的流程耗時(shí)約10秒，在臨床操作的可接受范圍內(nèi)。所以優(yōu)化后的流程其實(shí)是更適合作為醫(yī)護(hù)平時(shí)的開瓶方式。

四、分析總結(jié)

從本文中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以看出，開瓶方式顯著影響微粒水平，雙手持握安瓿瓶頸部同時(shí)用力提起的方式，產(chǎn)生的微粒最少。同時(shí)使用酒精棉擦拭的效果與溶劑種類相關(guān)，雖對微粒總數(shù)的降低作用不一，但作為常規(guī)消毒和清潔步驟仍需要。而在標(biāo)準(zhǔn)流程（砂輪劃痕-消毒-折斷）中增加 “流水沖洗-水平層流臺(tái)風(fēng)干" 步驟，可進(jìn)一步有效降低不溶性微粒數(shù)量，且操作時(shí)間仍在臨床可接受范圍內(nèi)。

綜上，本研究推薦采用 “砂輪劃痕-流水沖洗-水平層流臺(tái)風(fēng)干-溶劑擦拭-雙手持握折斷" 的優(yōu)化流程，以控制不溶性微粒的引入，保障患者的用藥安全。

五、展望

我們可以看出，用藥安全越來越受重視而且規(guī)范措施也越來越豐富，因此我們必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。這也正是各國藥典強(qiáng)制要求對不溶性微粒進(jìn)行檢測的原因。隨著醫(yī)藥行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和法規(guī)的日益嚴(yán)格，相關(guān)檢測設(shè)備的性能與標(biāo)準(zhǔn)也需與時(shí)俱進(jìn)，不僅要滿足當(dāng)前要求，更要前瞻性地覆蓋未來的檢測需求。

除本文中的實(shí)驗(yàn)外，像山東省醫(yī)療器械和藥品包裝檢驗(yàn)研究院就基于ANSYS軟件^[3]，針對安瓿瓶的受力角度、割痕位置等參數(shù)展開了深入分析，旨在確保藥瓶質(zhì)量并降低不溶性微粒的影響。與此同時(shí)，市面上也陸續(xù)出現(xiàn)了多種改進(jìn)型的開瓶器^[4]。這些都是在尋求更好的安瓿瓶開瓶方法。

本文中所述的不溶性微粒檢測也是如此，像傳統(tǒng)光阻法受限于其物理特性，檢測下限通常為1.5μm。而本文所采用的A2000不溶性微粒分析儀，在光阻法基礎(chǔ)上創(chuàng)新引入光散射技術(shù)，將檢測下限顯著推進(jìn)至0.5μm。值得注意的是，0.5μm至1.5μm范圍內(nèi)的不溶性微粒更易引發(fā)血管栓塞等風(fēng)險(xiǎn)，因而更應(yīng)引起重視。像FDA針對蛋白制品中就提到過0.1μm-10μm大小的微粒對于藥物的治療作用影響也很大。因此，雖然目前不溶性微粒的檢測法并未提及，但是實(shí)現(xiàn)更低的檢測下限已成為行業(yè)共識(shí)，這也是符合未來藥典與國際法規(guī)的更新趨勢，也將為藥品安全提供更堅(jiān)實(shí)的保障。