压力衰减法测试冻干粉针剂包装系统的密封性

冻干粉针剂是先将无菌药品溶液迅速降温，再真空加热，通过升华的方式除去水分，制备成冻结状态良好的无菌粉注射剂。由于冷冻干燥在低温下进行，对于许多热敏性的物质特别适用。蛋白质、微生物类通过冻干过程不会失去生物活力或发生变性，因此冻干粉针剂在医药行业得到广泛地应用。由玻璃西林瓶、胶塞、铝塑盖组成的包装密闭系统是冻干粉针剂常见的包装形式。

冻干粉针剂包装密闭系统的完整性可以防止内容物损失、微生物侵入以及气体（氧气、空气、水蒸气等）或其他物质进入，保证药品持续符合安全与质量要求的能力。美国药典USP1207.2中介绍了6种确定性的包装密封性检查方法，其中真空衰减法和压力衰减法都是定量测试方法，文献报道检出限级别均在3级（泄漏孔径＞1.0~5.0 μm）。目前，真空衰减法较多使用于西林瓶组成的包装系统的微泄漏测试，泄漏部位必须有气体或液体存留，泄漏部位存在液体时测试压力需低于蒸气压，不适用含颗粒物的悬浊液或乳状液及微顶空高粘度的液体。如果内容物是粉末，会产生堵塞泄漏通道的风险。

由于冻干粉针剂的加工工艺，某些成品顶空接近极限真空，内容物为饼状固体。如果包装系统发生泄漏，瓶内真空度会发生改变，选用真空衰减测试此类产品，可能会因没有建立有效压差，出现假阴性的测试结果。本次测试采用压力衰减法，设置有效的测试参数，通过模拟泄漏建立线性关系，测试阴性实体和激光打孔阳性样品进行准确度验证。结果表明，该法灵敏度高，数据准确，可有效检测冻干粉针剂的密封性。

一、材料与方法

1.1 仪器与材料
AUTO GBM-L2 双压法微泄漏密封测试仪，广州标际包装设备有限公司；10 mL西林瓶钢制实心阴性实体，广州标际包装设备有限公司；10 mL阳性样品（激光打孔，有证校准孔径为1.959 μm、3.394 μm、4.689 μm），zillion提供；FCO 220气体流量计，Furness Controls Limited；冻干粉针剂（顶空真空度在1Pa以下），规格为10mL，某客户送样。
1.2 研究方法
被测样品放入特制腔体，锁紧腔盖，仪器对测试腔充入预定气压，系统平衡后，在预定的时间内监测到测试腔内的压力下降，如果压力下降值超过设定的阈值，则表明样品泄漏。反之，则判定无泄漏。本次使用的检测设备为AUTO GBM-L2 双压法微泄漏密封测试仪，见图1。针对待测样品，参数设定如下：目标压力：200000 Pa。循环1的平衡时间5s，测试时间5s；循环2的平衡时间：10s，测试时间15s。

图1  AUTO GBM-L2 双压法微泄漏密封测试仪

二、线性及范围
气体流量计与腔体有连接，打开连接通道时，可以向系统释放一定体积的微小气流，可为模拟泄漏，见图2。把10mL的阴性实体放入腔体，盖好上腔盖，打开气体流量计，调整5个不同气体流量，分别测得不同流量下的压力衰减值。以引入泄漏量为X轴，对应的测的差压值为Y轴作标准曲线。线性回归方程为：y = 840.55x + 104.15，R=0.9999，接收准则为R＞0.999，表明0.039 mL/min~1.485mL/min范围内线性关系良好。

图2 气体流量计

三、阴性样品与阳性样品验证
判定包装系统是否有泄漏的重要参照物是阴性对照，设计采用316不锈钢材质制作与被测样品外形、体积尺寸相同的实心体，作为阴性对照样品。把阴性样品放到测试腔进行测试，连续测试10次，均值为104 Pa，RSD=0.89%。阴性样品的重复性良好 ，测试结果为无泄漏。阴性样品见图3。 

图3 阴性对照样品

阳性样品的制备采用激光打孔制备技术，其漏孔几何形状和内部气体流动行为接近真实缺陷，打孔位置在瓶身。把阳性样品放入测试腔进行测试，通过阳性样品的标示孔径与仪器测试推算出来的孔径做对比，来验证仪器的准确度。阳性样品见图4，测试结果见表1。

图4 激光打孔阳性对照品

表1 阳性瓶验证测试系统准确性结果

由表1可知，标示孔径为1.959 μm、3.394 μm、4.689 μm的阳性样品均能100%识别，偏差在0.5μm以内，方法准确度良好。

四、样品测试
方法建立以及验证通过后，把3个待测样品分别放入测试腔内，旋紧上腔盖，进行测试，测出样品的参考压力值和压力衰减值。孔径为2μm的激光打孔样品的压力衰减值为170Pa＞104Pa，与无泄漏的阴性实体有良好的区分度。选择2.0μm标准点作为阈值，样品测试结果为合格。测试样品见图5，测试结果表2。

五、讨论与分析
（1）针对此次测试的10mL冻干粉针剂，压力衰减法在AUTO GBM-L2 双压法微泄漏密封测试仪中的检出限在2 μm，达到《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南》中文献报道检出限＞1.0~5.0 μm级别，优于微生物挑战法，满足包装系统密封性的检测需求。
（2）以上方法建立是基于测试样品进行的开发及验证，不具有通用性。针对不同的测试样品，需根据样品实际尺寸设计紧密贴合的腔体与阴性对照样品，再进行方法开发及验证。重点需要验证方法的测试灵敏度。
（3）阳性样品属易耗品，研究表明，1 μm的激光打孔极容易被环境的灰尘杂质堵塞。多次重复性使用会导致测试结果不准确。YY/T0681.18中表明需使用气体流量计连接测试腔体，用于引入不同速率的人为泄漏，验证泄漏测试的灵敏度。
（4）药物制剂产品众多，真空衰减法作为无损、快速、定量的检测方法，广泛应用于冻干粉针剂、BFS、预充针等样品的微泄漏检测。此法有一定的局限性，不适用含颗粒物的悬浊液或乳状液及微顶空高粘度的液体。如果内容物是粉末，会产生堵塞泄漏通道的风险。
（5）压力衰减法和和真空衰减法的核心测试条件之一是需要在样品内外建立有效的压差。冻干粉针剂顶空常为负压或者氮气，在测试方法选择上需注意能否建立有效压差，以确保测试的有效性。高效定量检测包装系统密封性建议选用真空衰减/压力衰减测试方法结合的测试仪器，可以打破单一测试方法的局限性，适应范围更广，数据准确有效。