質(zhì)量提取法對注射用頭孢他啶包裝系統(tǒng)的密封完整性研究

郭燕燕，張莞英，邱怡婷，任錕，王曉蘭，江燕，蒲小聰

質(zhì)量提取法對注射用頭孢他啶包裝系統(tǒng)的密封完整性研究

郭燕燕，張莞英，邱怡婷，任錕，王曉蘭，江燕*，蒲小聰*

（四川省藥品檢驗研究院，成都 611731）

建立一套完整的質(zhì)量提取方法，對注射用頭孢他啶（規(guī)格為15 mL，1.0 g）的包裝系統(tǒng)的密封完整性進行研究。通過對陰性對照樣品、陰性樣品以及陽性樣品進行測試，進而優(yōu)化試驗參數(shù)，完成系統(tǒng)適用性、檢出限以及質(zhì)量提取法的方法學(xué)確認(rèn)，并對在加速條件下存放的0月、3月、6月的6批樣品進行測試。加速條件：溫度為（40±2）℃，相對濕度為（75±5）%。該方法的檢測限為2 μm，檢測靈敏便捷，本品的密封完整性符合要求。質(zhì)量提取方法可用于頂空無菌包裝系統(tǒng)的注射用頭孢他啶的密封性研究。

質(zhì)量提取法；注射用頭孢他啶；密封完整性；頂空無菌包裝系統(tǒng)

頭孢他啶是第三代頭孢菌素類抗生素，是目前對綠膿桿菌作用最強的抗菌藥物[1]，并且能抑制轉(zhuǎn)肽酶在細(xì)胞壁合成的最后一步交叉連接中的轉(zhuǎn)肽作用，使交叉連接不能形成，從而影響細(xì)胞壁合成，導(dǎo)致細(xì)菌溶菌死亡[2-4]。在溶解含有碳酸鈉的注射用頭孢他啶時會釋放出二氧化碳?xì)怏w，因而產(chǎn)生正壓力，為方便使用，一般會經(jīng)過減壓處理。另外，如果在運輸過程中發(fā)生泄漏，導(dǎo)致空氣中的水分進入，會與藥品中的輔料碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸氫鈉，從而影響藥效。因此保證包裝系統(tǒng)密封完整性尤其重要。

包裝系統(tǒng)密封性（Package Integrity），又稱容器密封完整性（Container-Closure Integrity），指包裝系統(tǒng)防止內(nèi)容物損失、微生物侵入以及氣體（氧氣、空氣、水蒸氣等）或其他物質(zhì)進入，保證藥品持續(xù)符合安全與質(zhì)量要求的能力[5-7]。注射制劑包裝系統(tǒng)的泄漏包括微生物入侵、藥品逸出或外部液體/固體侵入以及頂空氣體含量改變。包裝容器良好的密封性是對藥品保護的重要體現(xiàn)之一[8-19]。尤其是注射制劑藥品，以注射的方式直接進入人體的組織結(jié)構(gòu)，對密封性的要求會更加嚴(yán)格。本試驗方法是將包裝封閉在真空試驗箱中，通過在真空狀態(tài)下測量從包裝中提取的質(zhì)量流失來檢測包裝泄漏。試驗系統(tǒng)是一個封閉系統(tǒng)，該封閉系統(tǒng)包括真空泵、真空貯罐、智能分子流量傳感器（IMFS）和真空試驗腔體。從被測試包裝中提取到真空測試室的質(zhì)量通過IMFS流到真空貯罐，以使系統(tǒng)壓力平衡。從真空室到真空貯罐的質(zhì)量流量由IMFS測量。基于質(zhì)量守恒定律，進入封閉系統(tǒng)的質(zhì)量等于測試包裝的質(zhì)量損失。測試系統(tǒng)能夠根據(jù)要求產(chǎn)生定量（可變數(shù)據(jù)）的數(shù)值，并可根據(jù)上述方法開發(fā)的臨界閾值差判定產(chǎn)生定性（通過/失敗）結(jié)果。該方法準(zhǔn)確可靠且可進行定性定量測試。

1 試驗

1.1 儀器

主要儀器：ATC ME2密封性檢漏儀（質(zhì)量提取法），Advanced Test。

1.2 樣品信息

1.2.1 試驗樣品及藥品包裝材料

試驗樣品及藥品包裝材料：注射用頭孢他啶，規(guī)格為15 mL、1.0 g，共6批，以下標(biāo)注為1、2、3、4、5、6；中硼硅玻璃管制注射劑瓶，規(guī)格為15 mL；注射用無菌粉末用鹵化丁基橡膠塞（溴化），規(guī)格為20-B2；抗生素用鋁塑組合蓋，規(guī)格為20 mm，顏色為綠色。以上樣品均由廠家提供。

1.2.2 陰性對照樣品

與試驗樣品包裝系統(tǒng)外尺寸一致的鋁制實心模具，尺寸按照由廠家提供的實際樣品定制，作為陰性對照。

1.2.3 陰性樣品

將注射用頭孢他啶的檢測樣品與陰性對照樣品進行泄漏率（μg/min）對比，將與陰性對照結(jié)果相近的樣品作為陰性樣品。

1.2.4 陽性對照樣品

1）2 μm陽性對照：陰性對照樣品+2 μm陽性標(biāo)準(zhǔn)漏孔。

2）在中硼硅玻璃管制注射劑瓶身上采用激光打孔的方法，制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格漏孔的陽性瓶，并對孔徑進行校準(zhǔn)。分別制備標(biāo)稱2、5、8 μm 3個陽性對照樣品。

1.2.5 大漏樣品

大漏陽性樣品A：剪去膠塞約1/6扇形面積后進行壓蓋的空包裝系統(tǒng)。

大漏陽性樣品B：壓蓋后插入內(nèi)徑0.9 mm中空針頭的空包裝系統(tǒng)。

大漏陽性樣品C：緊貼管制注射劑瓶頸內(nèi)側(cè)放入金屬絲后進行壓蓋的空包裝系統(tǒng)。

2 方法參數(shù)的設(shè)定

2.1 方法時間參數(shù)開發(fā)

為保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，需對質(zhì)量提取法中的測試周期進行設(shè)置。循環(huán)系統(tǒng)1和循環(huán)系統(tǒng)2用于檢測大泄漏量的樣品，通過對陰性樣品以及陰性對照樣品進行反復(fù)測試，設(shè)置循環(huán)系統(tǒng)1測試時間為3 s；循環(huán)系統(tǒng)2測試時間為4 s；循環(huán)系統(tǒng)3用于控制泄漏檢測的本底流量噪聲清除，設(shè)置其時間為15 s；循環(huán)系統(tǒng)4用于控制檢測出高于2 μm漏孔的微漏檢測階段，設(shè)置其時間為7 s。

2.2 臨界閾值限值的確認(rèn)

針對陰性樣品測試不少于90次；測試時間為3 d；每天測試3次，每次測試10瓶，測試間隔不少于1 h。計算平均值和中間精密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差（1）。

進行2 μm陽性對照（陰性樣品+2 μm標(biāo)準(zhǔn)漏孔），測試不少于90次；測試時間為3 d；每天測試3次，每次測試10瓶，測試間隔不少于1 h。計算最終流量平均值和中間精密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差（2）。臨界閾值的確認(rèn)見表1。

表1 臨界閾值的確定

Tab.1 Determination of critical threshold

臨界閾值的計算見式（1）。

式中：1為陰性樣品中間精密度標(biāo)準(zhǔn)偏差；2為陽性對照中間精密度標(biāo)準(zhǔn)偏差；max為臨界閾值，μg/min；r為2 μm陽性對照平均值，μg/min；為陰性樣品平均值，μg/min。

2.3 大泄漏流量限值的確認(rèn)

取臨界閾值確認(rèn)試驗中3 d陰性樣品最大泄漏量的數(shù)值。大泄漏流量的確認(rèn)見表2。

表2 大泄漏流量的確定

Tab.2 Determination of large leakage flow

大泄漏流量限值計算見式（2）。

式中：d為大泄漏流量限值，μg/min；t為陰性樣品大泄漏流量均值，μg/min。

2.4 測試壓力最大值限值的確認(rèn)

將測試壓力最大值設(shè)定為1.000，用陰性對照運行5次測試，陰性樣品運行5次測試，用測試腔體空腔體和原包裝系統(tǒng)使用的中硼硅管制注射劑瓶空瓶運行各5次測試。經(jīng)測定測試壓力的最大值限制為434.63 Pa，測試數(shù)據(jù)見表3。

測試壓力的最大值計算見式（3）。

式中：max為測試壓力最大值，Pa；ave為1和2平均值；ave為1和2平均值；1為陰性對照測試壓力；2為陰性樣品測試壓力；1為空腔體測試壓力；2為包裝系統(tǒng)使用的中硼硅管制注射劑瓶空瓶樣品的測試壓力。

3 方法驗證

3.1 系統(tǒng)適應(yīng)性確認(rèn)

陰性對照測試3瓶/次，測試結(jié)果應(yīng)為通過“Pass”；打開驗證閥，進行2 μm標(biāo)準(zhǔn)漏孔泄漏挑戰(zhàn)，測試3瓶/次，測試結(jié)果應(yīng)為失敗“Fail”。試驗結(jié)果見表4。

3.2 檢出限的確認(rèn)

首先對已知完好的陰性樣品隨機測試9瓶樣品，測試結(jié)果應(yīng)為通過“Pass”；隨機測試3組，每組3瓶，總計9次測試結(jié)果。然后打開2 μm標(biāo)準(zhǔn)漏孔驗證閥，對已知完好的陰性樣品隨機測試9瓶樣品，進行2 μm標(biāo)準(zhǔn)漏孔泄漏挑戰(zhàn)測試，測試結(jié)果應(yīng)為失敗“Fail”；每次隨機測試3瓶樣品，測試3組，總計9次測試結(jié)果。最后取陽性樣品泄漏挑戰(zhàn)各5瓶（3個標(biāo)準(zhǔn)尺寸分別為2 μm±1 μm、5 μm±1 μm和8 μm±1 μm的孔徑泄漏的陽性樣品），每瓶陽性樣品測試3組，每組每瓶連續(xù)測試2次，總計30次。測試結(jié)果見表5。

3.3 大漏樣品泄漏挑戰(zhàn)

大漏樣品泄漏挑戰(zhàn)（型式缺陷），對1.2.5節(jié)下的大漏樣品A、B、C進行測試，每瓶各測試3組，每組3次，計各9次結(jié)果。試驗結(jié)果見表6。

表3 測試壓力最大值試驗結(jié)果

Tab.3 Test results of maximum test pressure

表4 系統(tǒng)適用性試驗結(jié)果

表5 檢出限確認(rèn)

Tab.5 Detection limit confirmation

表6 大漏樣品檢測范圍確認(rèn)

Tab.6 Detection range confirmation of sample with large leakage

3.4 方法驗證小結(jié)

系統(tǒng)適用性驗證中陰性對照及2 μm標(biāo)準(zhǔn)孔徑陽性對照的檢測準(zhǔn)確率均為100%，表明系統(tǒng)適用性符合要求。檢測限確認(rèn)中陰性樣品、2 μm標(biāo)準(zhǔn)孔徑陽性對照，以及2 μm、5 μm和8 μm陽性樣品檢測準(zhǔn)確率均為100%；大漏樣品檢測準(zhǔn)確率為100%。故針對本次試驗樣品，質(zhì)量提取法可有效檢出2 μm及以上漏孔的泄漏。

4 樣品測定

在溫度為（40±2）℃、相對濕度為（75±5）%的加速條件下，對存放了0月、3月和6月的注射用頭孢他啶樣品進行測試，試驗結(jié)果見表7。

本試驗對注射用頭孢他啶產(chǎn)品進行包裝系統(tǒng)密封完整性驗證。對在加速條件下存放的0月、3月、6月的6批樣品進行測試，加速條件為溫度（40±2）℃、相對濕度（75±5）%。試驗結(jié)果表明，6批藥品包裝系統(tǒng)均無2 μm及以上泄漏，說明生產(chǎn)過程中包裝工藝穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品密封性能良好。

5 試驗結(jié)果小結(jié)

本試驗所采用的質(zhì)量提取法為《化學(xué)藥品注射劑包裝系統(tǒng)密封性研究技術(shù)指南（試行）》推薦的確定性方法，驗證了2、5、8 μm陽性對照（激光打孔樣品）的檢驗準(zhǔn)確性，并對1個藥品規(guī)格的6批樣品在0月、3月、6月加速儲存時間點進行了抽樣檢測，其產(chǎn)品合格率為100%，試驗結(jié)果表明，6批藥品均無2 μm及以上泄漏，說明生產(chǎn)過程中包裝工藝穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品密封性能良好。

在測試過程中發(fā)現(xiàn)，由于質(zhì)量提取法的檢測限較低，而對試驗結(jié)果的影響因素眾多，如果藥品包裝系統(tǒng)外表面帶有標(biāo)簽，標(biāo)簽?zāi)z水層可能含有少量的水分，對測試結(jié)果會有較大的影響，甚至導(dǎo)致假陽性結(jié)果，因此建議在測試之前去除外包裝標(biāo)簽。另外，本次試驗的陽性對照樣品為激光打孔，對于測試易堵塞的陽性微孔的黏性藥液，該方法不適用。

表7 樣品試驗結(jié)果

Tab.7 Sample test results

6 結(jié)語

本研究采用了質(zhì)量提取法對注射用頭孢他啶藥品包裝系統(tǒng)進行了密封完整性驗證。該方法的檢測限為2 μm，符合《化學(xué)藥品注射劑包裝系統(tǒng)密封性研究技術(shù)指南（試行）》中3級要求，該方法的檢測限度高于微生物挑戰(zhàn)法（4級），且耗時更短。另外，該檢測過程為無損檢測，這對昂貴且樣本量較小的樣本尤為重要。綜上所述，文中方法的檢測靈敏度高，且方法簡單有效、操作方便，可建議作為企業(yè)在商業(yè)生產(chǎn)中密封性抽樣檢測放行方法。

[1] 鄒文博, 馮艷春, 胡昌勤. 注射用頭孢他啶中頭孢他啶、水分和精氨酸近紅外定量模型的更新[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2014, 34(10): 2617-2622.

ZOU Wen-bo, FENG Yan-chun, HU Chang-qin. Update of Near-Infrared Models for Testing Ceftazidime, Water and Arginine in Ceftazidime for Injection[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2014, 34(10): 2617-2622.

[2] 陳莉, 錢嘯, 朱乃軍. 拉曼光譜法快速測定注射用頭孢他啶溶液的含量[J]. 中國藥事, 2015(8): 874-878.

CHEN Li, QIAN Xiao, ZHU Nai-jun. Rapid Determination of Ceftazidime Solution for Injection by Raman Spectroscopy[J]. Chinese Pharmaceutical Affairs, 2015(8): 874-878.

[3] 李進, 姚尚辰, 尹利輝, 等. 注射用頭孢他啶阿維巴坦鈉的聚合物雜質(zhì)分析[J]. 中國新藥雜志, 2021, 30(12): 1117-1125.

LI Jin, YAO Shang-chen, YIN Li-hui, et al. Analysis of Polymer Impurities in Ceftazidime Averbatan Sodium for Injection[J]. Chinese Journal of New Drugs, 2021, 30(12): 1117-1125.

[4] 肖燕, 龔浩, 易秋艷, 等. 注射用頭孢他啶中吡啶的檢測方法研究[J]. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生, 2015, 31(12): 1773-1776.

XIAO Yan, GONG Hao, YI Qiu-yan, et al. Study of Pyridine Detection Method in Ceftazidime for Injection[J]. Journal of Modern Medicine & Health, 2015, 31(12): 1773-1776.

[5] USP, Package Integrity Testing in the Product Life Cycle-Test Method Selection and Validation <1207. 1>[S]. 2016.

[6] USP, Package Integrity Leak Test Technologies <1207. 2> S].

[7] USP, Package Seal Quality Test Technologies <1207. 3>[S].

[8] 駱鴻談, 張才賢, 馮鳳桃. 真空衰減法應(yīng)用于頂空無菌藥品包裝密封性檢測[J]. 海峽藥學(xué), 2022, 34(5): 74-76.

LUO Hong-tan, ZHANG Cai-xian, FENG Feng-tao. Studies on Tightness of Sterile Drug Packaging with Headspace Gas by Vacuum Decay Method[J]. Strait Pharmaceutical Journal, 2022, 34(5): 74-76.

[9] 王穎, 楊夢雨, 趙霞, 等. 質(zhì)量提取法測試直立式聚丙烯輸液袋包裝的葡萄糖注射液密封完整性[J]. 藥學(xué)研究, 2022, 41(5): 299-302.

WANG Ying, YANG Meng-yu, ZHAO Xia, et al. Mass Extraction Method for the Closure Integrity Testing of Upright Polypropylene Infusion Bag[J]. Journal of Pharmaceutical Research, 2022, 41(5): 299-302.

[10] 陸維怡, 蔡榮. 國內(nèi)外藥品包裝系統(tǒng)密封完整性研究與保障藥品質(zhì)量安全的思考[J]. 中國藥事, 2021, 35(7): 828-834.

LU Wei-yi, CAI Rong. Research on Sealing Integrity of Pharmaceutical Packaging System at Home and Abroad and Consideration on Ensuring Drug Quality and Safety[J]. Chinese Pharmaceutical Affairs, 2021, 35(7): 828-834.

[11] 姚琳, 咸富榮, 張芳芳. 質(zhì)量提取法測試西林瓶包裝系統(tǒng)密封性[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2022, 53(7): 1013-1017.

YAO Lin, XIAN Fu-rong, ZHANG Fang-fang. Mass Extraction Method for the Package Integrity Testing of Vials[J]. Chinese Journal of Pharmaceuticals, 2022, 53(7): 1013-1017.

[12] 郭滌亮, 董武軍, 馬駿威, 等. 《美國藥典》〈1207〉無菌藥品包裝系統(tǒng)密封性評估的介紹與解讀[J]. 中國新藥雜志, 2021, 30(10): 880-885.

GUO Di-liang, DONG Wu-jun, MA Jun-wei, et al. Introduction and Interpretation of USP〈1207〉package Integrity Evaluation for Sterile Products[J]. Chinese Journal of New Drugs, 2021, 30(10): 880-885.

[13] 姚振, 盧志明, 余濤濤, 等. 卡貝縮宮素注射液容器密封性方法學(xué)驗證[J]. 中國藥業(yè), 2022, 31(3): 84-86.

YAO Zhen, LU Zhi-ming, YU Tao-tao, et al. Methodology Validation for Container Closure of Carbetocin Injection[J]. China Pharmaceuticals, 2022, 31(3): 84-86.

[14] PELáEZ S S, MAHLER H C, HERDLITSCHKA C, et al. Comparing Physical Container Closure Integrity Test Methods and Artificial Leak Methodologies[J]. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 2019, 73(3): 220-234.

[15] MOGHIMI N, SAGI H, PARK S I. Leakage Analysis of Flexible Packaging: Establishment of a Correlation between Mass Extraction Leakage Test and Microbial Ingress[J]. Food Packaging and Shelf Life, 2018, 16: 225-231.

[16] BROWN H, MAHLER H C, MELLMAN J, et al. Container Closure Integrity Testing-Practical Aspects and Approaches in the Pharmaceutical Industry[J]. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 2017, 71(2): 147-162.

[17] MATHAES R, MAHLER H C, ROGGO Y, et al. Influence of Different Container Closure Systems and Capping Process Parameters on Product Quality and Container Closure Integrity (CCI) in GMP Drug Product Manufacturing[J]. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 2016, 70(2): 109-119.

[18] YOON S Y, SAGI H, GOLDHAMMER C, et al. Mass Extraction Container Closure Integrity Physical Testing Method Development for Parenteral Container Closure Systems[J]. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 2012, 66(5): 403-419.

[19] 楊夢雨, 賈菲菲, 趙霞, 等. 質(zhì)量提取法檢測直立式聚丙烯輸液袋密封完整性研究[J]. 中國藥學(xué)雜志, 2022, 57(18): 1565-1570.

YANG Meng-yu, JIA Fei-fei, ZHAO Xia, et al. Container Closure Integrity of Upright Polypropylene Infusion Bags by Mass Extraction Method[J]. Chinese Pharmaceutical Journal, 2022, 57(18): 1565-1570.

Container Closure Integrity of Packaging System of Ceftazidime for Injection by Mass Extraction Method

GUO Yan-yan,ZHANG Wan-ying, QIU Yi-ting, REN Kun, WANG Xiao-lan, JIANG Yan*, PU Xiao-cong*

(Sichuan Institute for Drug Control, Chengdu 611731, China)

The work aims to establish a complete set of mass extraction method to study the container closure integrity of the packaging system of ceftazidime for injection (specification: 15 mL; 1.0 g). The experimental parameters were optimized by testing the negative control samples, negative samples and positive samples to complete system suitability confirmation, detection limit confirmation and methodological confirmation of mass extraction method, and test the 6 batches of samples after storage at acceleration conditions (temperature: 40 ℃±2 ℃ and relative humidity 75%±5%）for 0, 3 and 6 months. This method had a detection limit of 2 μm, which was sensitive and convenient and the container enclosure integrity of the product complied with the requirements. The mass extraction method can be used to study the container closure integrity of ceftazidime for injection in the headspace aseptic packaging system.

mass extraction method; ceftazidime for injection; container closure integrity; headspace aseptic packaging system

TB487

A

1001-3563(2023)21-0273-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.21.034

2023-02-20

四川省科技廳重點研發(fā)項目（2021YFG0089）

通信作者

責(zé)任編輯：曾鈺嬋