Введение
В сфере первичной упаковки фармацевтических препаратов выбор подходящей системы тары является крайне важным решением, которое напрямую влияет на стабильность лекарственных средств, безопасность пациентов, эффективность производства и общие затраты на весь жизненный цикл продукта. К числу наиболее широко используемых во всем мире форматов упаковки относятся флаконы (широко известные на китайском рынке как ампулы «Силин») и картриджи (также называемые «картриджными флаконами» или «двухкамерными картриджами»). Каждый из этих форматов обладает своими преимуществами и имеет определенные ограничения, зависящие от лекарственного препарата, способа введения и требований рынка.
В данной статье представлено подробное, основанное на фактических данных сравнение флаконов и картриджей, в ходе которого рассматриваются их конструктивные особенности, эксплуатационные характеристики, особенности производства и сценарии применения. Опираясь на стандарты международных фармакопей, передовой опыт отрасли и техническую литературу, мы стремимся помочь производителям фармацевтической продукции принимать обоснованные решения в области упаковки. На сайте Чжэнчжоу ФарГласс, мы специализируемся на решениях для первичной упаковки как в виде флаконов, так и картриджей, предлагая высококачественную стеклянную тару, резиновые пробки и алюминиево-пластиковые крышки, соответствующие международным нормативным требованиям.
Часть 1: Флаконы (флаконы Xilin) — незаменимый инструмент в отрасли
1.1 Определение и построение
Флаконы — это небольшие стеклянные или пластиковые ёмкости с горлышком, закрытым резиновой пробкой и алюминиевой или пластиковой накладной пломбой. В фармацевтической сфере термин “флакон” почти исключительно относится к стеклянным флаконам, которые, как правило, изготавливаются из боросиликатного или натриево-кальциевого стекла. Флаконы используются для жидких инъекционных препаратов, лиофилизированных (высушенных путём замораживания) порошков, жидких препаратов для перорального применения и диагностических реагентов. Наиболее распространённым типом является трубчатый стеклянный флакон, изготовленный из стеклянной трубки, хотя для больших объёмов также доступны формованные флаконы.
Чжэнчжоу ФарГласс предлагает широкий ассортимент фармацевтических стеклянных флаконов объемом от 2 мл до 100 мл, изготовленных из боросиликатного стекла I типа или натриево-кальциевого стекла III типа, с резьбовыми горлышками или без них (для жидких препаратов для перорального применения) и с различными видами горлышек (в соответствии со стандартом ISO 8362).
1.2 Преимущества флаконов
(1) Передовые производственные технологии и проверенная эффективность
Флаконы являются одним из старейших и наиболее устоявшихся форматов первичной упаковки в фармацевтической промышленности. Технологии производства стеклянных флаконов — как трубчатых, так и формованных — совершенствовались на протяжении десятилетий, что позволило добиться высокой стабильности габаритов, предсказуемых механических свойств и надежной химической стойкости. В соответствии со стандартом ISO 8362-1 («Контейнеры для инъекционных препаратов — стеклянные флаконы») размеры флаконов, формы горлышек и совместимость укупорочных средств стандартизированы на глобальном уровне, что обеспечивает их беспроблемную интеграцию в высокоскоростные линии розлива.
Производство трубчатых флаконов состоит из двух этапов: сначала производится вытяжка прецизионных стеклянных трубок (по методам Vello или Danner), а затем трубки преобразуются в флаконы на автоматических формовочных машинах. В результате этого процесса получаются флаконы с тонкими однородными стенками, превосходной точностью размеров и гладкими внутренними поверхностями, что сводит к минимуму взаимодействие между лекарственным средством и контейнером. В случае лиофилизированных препаратов тонкая стеклянная стенка трубчатых флаконов способствует эффективной теплопередаче во время циклов лиофилизации.
Физическая прочность флаконов — обеспечиваемая такими мерами контроля качества, как отжиг (для снятия внутренних напряжений) и обработка поверхности (например, обработка серой для повышения прочности поверхности) — гарантирует, что флаконы способны выдерживать суровые условия автоматизированного розлива, укупорки, маркировки и транспортировки. Фармацевтические флаконы проходят испытания на сопротивление вертикальной нагрузке, сопротивление внутреннему давлению, термоударную стойкость и гидролитическую стойкость в соответствии со стандартами USP , EP 3.2.1 и ChP.
(2) Превосходная герметичность
Флаконы закрываются эластомерными пробками (например, из хлорбутилового или бромбутилового каучука) и фиксируются алюминиевыми или алюминиево-пластиковыми откидными крышками. Такая система укупорки, при правильном подборе и применении, обеспечивает превосходную защиту от проникновения кислорода, влаги и микроорганизмов. Пробка образует герметичное уплотнение при прижатии к горлышку флакона, а обжимная алюминиевая крышка фиксирует пробку на месте.
Целостность уплотнения имеет решающее значение для стерильных инъекционных препаратов, особенно для тех, которые чувствительны к окислению или влаге. Системы флаконов позволяют обеспечить показатели утечки, значительно ниже порога, обнаруживаемого с помощью испытаний на проникновение красителя (как правило, <10⁻⁶ мбар·л/с). Для лиофилизированных препаратов, хранящихся в вакууме или под слоем азота, системы пробок для флаконов разработаны таким образом, чтобы поддерживать условия в надфлаковном пространстве на протяжении всего срока хранения.
Чжэнчжоу ФарГласс предлагает пробки с различными составами, в том числе пробки с покрытием (например, барьерные пленки, аналогичные FluroTec®), предназначенные для снижения уровня выщелачиваемых веществ и адсорбции, а также готовые к использованию (RTU) вложенные пробки для высокоскоростной асептической розлива.
(3) Широкий выбор размеров и высокая адаптивность
Флаконы выпускаются в широком диапазоне объемов — от 2 мл (для небольших образцов) до 100 мл и более. К стандартным объемам относятся 2 мл, 5 мл, 7 мл, 10 мл, 15 мл, 20 мл, 30 мл, 50 мл и 100 мл. Такой широкий диапазон позволяет фармацевтическим производителям точно выбирать объем тары, подходящий для конкретной формы выпуска препарата, сводя к минимуму объем свободного пространства над содержимым (которое может вызывать окисление) и избегая при этом чрезмерного переполнения.
Кроме того, флаконы могут изготавливаться с горлышками различного диаметра (например, 13 мм, 20 мм, 28 мм, 32 мм) для использования с пробками разных размеров и системами укупорки. Наличие прозрачного (флинт) и янтарного (с УФ-защитой) стекла ещё больше расширяет возможности применения. Флаконы, изготовленные методом литья, которые обычно используются для больших объемов (20 мл и более), имеют более толстые стенки и более высокую механическую прочность, что делает их подходящими для жидких препаратов для перорального применения или парентеральных препаратов большого объема.
Стандартизация размеров флаконов означает, что линии розлива, укупорочные машины, оборудование для наклеивания этикеток и системы визуального контроля широко представлены на рынке различными поставщиками, что позволяет сократить капитальные затраты и упростить передачу технологий.
1.3 Недостатки флаконов
(1) Хрупкость и вес
Стеклянные пробирки по своей природе являются хрупкими. Хотя стекло средней борасиликатной и натриево-кальциевой прочности обладает значительной механической прочностью при надлежащем отжиге, оно подвержено разбиванию при ударе, чрезмерной вертикальной нагрузке или термическом шоке. Разбивание может произойти во время:
- Автоматическое наполнение и укупорка (из-за механического смещения или чрезмерного давления в патроне)
- Лиофилизация (если флаконы размещены неправильно или если термические градиенты слишком велики)
- Транспортировка и погрузочно-разгрузочные работы (вибрация, давление при штабелировании или падения)
Разбитые флаконы приводят к потере продукта, загрязнению соседних флаконов (в случае разбрызгивания жидкости) и потенциальным простоям, связанным с очисткой линий розлива. Вес стеклянных флаконов также приводит к более высоким транспортным расходам по сравнению с некоторыми альтернативными материалами (например, контейнерами на полимерной основе). При отгрузке больших партий наполненных флаконов совокупный вес стекла может быть значительным, что сказывается на экономике перевозки.
Чтобы снизить уязвимость, Чжэнчжоу ФарГласс осуществляет строгий контроль качества, включая автоматизированный контроль на наличие трещин, сколов и дефектов размеров. Мы также предлагаем флаконы с внешним покрытием (например, на основе силикона или полимеров), которое обеспечивает определенную степень защиты от царапин и повреждений поверхности, хотя и не исключает риск разбития полностью.
(2) Фиксированная форма, ограниченная гибкость проектирования
В отличие от пластиковых контейнеров, которые можно изготовить методом выдувного формования практически любой формы, производство стеклянных флаконов ограничено особенностями технологического процесса. Трубчатые флаконы представляют собой, по сути, цилиндр с формованным горлышком — их геометрия цилиндрическая, что ограничивает возможности создания эргономичных рукояток, уникальных контуров или элементов брендинга непосредственно на поверхности стекла. Формованные флаконы предлагают несколько большее разнообразие форм (например, овальное поперечное сечение), но все же гораздо меньше, чем полимерные альтернативы.
Такая фиксированная форма может стать недостатком для продуктов, ориентированных на дифференцированное позиционирование на рынке или разработанных с учетом потребностей пациентов. Например, для жидких препаратов для перорального применения может быть удобнее использовать флакон со встроенной мерной чашкой или нескользящей ручкой — такие особенности трудно реализовать в стандартных стеклянных флаконах. Хотя этикетки и термоусадочные рукава позволяют усилить брендинг, сама по себе стеклянная тара по-прежнему представляет собой простой цилиндр.
Кроме того, форма горлышка флаконов стандартизирована, а это означает, что любое отклонение от размеров, установленных стандартом ISO, приведет к несовместимости флакона со стандартными пробками и крышками. Таким образом, индивидуальная адаптация формы флаконов редко возможна при производстве фармацевтической упаковки в промышленных масштабах.
Часть 2: Бутылки с картриджами (картриджи) — современная альтернатива
2.1 Определение и построение
Картриджи (их часто называют картриджными флаконами, картриджами для шприцев или просто “картриджами”) представляют собой цилиндрические стеклянные ёмкости, открытые с обоих концов: один конец закрыт резиновым поршнем, а другой — резиновым диском и алюминиевой крышкой. Картриджи в основном используются в ручные инжекторы и автоинжекторы для препаратов, предназначенных для самостоятельного введения, таких как инсулин, гормоны роста, антикоагулянты (например, эноксапарин) и моноклональные антитела. Картридж вставляется в многоразовую или одноразовую инъекционную ручку; при нажатии на кнопку ручки поршень сдвигается вперед, выдавливая препарат через иглу, прикрепленную к перегородке картриджа.
Картриджи изготавливаются практически исключительно из боросиликатного стекла типа I ввиду высокой химической чувствительности биотехнологических препаратов и необходимости обеспечения точности размеров (внутренний диаметр должен быть точным, чтобы обеспечить плавное движение поршня). Чжэнчжоу ФарГласс производит стеклянные картриджи стандартных размеров (1,5 мл, 3 мл, 5 мл, 10 мл, 20 мл, 50 мл), соответствующие требованиям стандарта ISO 11040-4.
2.2 Преимущества картриджей
(1) Превосходная прозрачность и эстетическая привлекательность
Как и любое фармацевтическое стекло, картриджи из боросиликатного стекла отличаются исключительной прозрачностью. Однако, поскольку картриджи, как правило, имеют меньшие размеры и используются непосредственно в инъекционных ручках, с которыми работают пациенты, прозрачность приобретает дополнительное значение: она позволяет пациентам видеть оставшийся объём препарата, проверять его на наличие изменения цвета или посторонних частиц, а также убедиться, что препарат не замерз и не утратил свои свойства.
Изящная цилиндрическая форма картриджей в сочетании с прозрачностью стекла типа I создает ощущение точности и современности. Многие инъекционные ручки на основе картриджей оснащены смотровым окошком, через которое виден стеклянный картридж, что позволяет пользователю непосредственно наблюдать за препаратом. Это укрепляет доверие пациента к качеству продукта.
Кроме того, картриджи могут изготавливаться из прозрачного или янтарного стекла, причем янтарный вариант обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения для светочувствительных биологических препаратов. Оптические свойства боросиликатного стекла гарантируют минимальные искажения, в отличие от некоторых полимерных картриджей.
(2) Превосходные герметизирующие свойства с защитой от окисления и влаги
Системы уплотнения картриджей отличаются высокой степенью сложности. Плунжер (резиновая пробка в задней части) и заглушка (резиновый диск с алюминиевым обжимным кольцом) обеспечивают двойное уплотнение. При правильной конструкции и сборке картриджи обладают превосходными барьерными свойствами, защищающими содержимое от воздействия кислорода и влаги.
Для препаратов, обладающих высокой чувствительностью к окислению (например, многих биотехнологических молекул, содержащих остатки метионина или цистеина), низкая скорость пропускания кислорода (OTR) стекла — практически равная нулю при прямой пермеации — в сочетании с эластомерными уплотнениями обеспечивает практически герметичное уплотнение. Скорость проникновения водяного пара (MVTR) также незначима, что позволяет сохранить содержание воды в лекарственном средстве или предотвратить попадание влаги в лиофилизированные препараты, восстанавливаемые непосредственно в картридже (двухкамерные картриджи).
Кроме того, система уплотнения в картриджах специально разработана таким образом, чтобы выдерживать многократные проколы инъекционными ручками (в случае многодозовых картриджей) без ущерба для стерильности и без проникновения микроорганизмов. Эластомерная перегородка самовосстанавливается после каждого прокола иглой, благодаря чему картриджи идеально подходят для многодозовых схем лечения.
(3) Легкий, удобный в использовании и ударопрочный
Одним из наиболее часто упоминаемых преимуществ картриджей является их небольшой вес по сравнению с ампулами аналогичного объёма. Картридж объёмом 3 мл весит значительно меньше, чем ампула объёмом 3 мл вместе с внешней упаковкой. Такое снижение веса приводит к сокращению расходов на доставку, уменьшению углеродного следа и облегчению использования препарата для пациентов.
Картриджи также менее подвержены поломкам по сравнению с флаконами по нескольким причинам. Во-первых, картриджи часто используются внутри жесткого пластикового корпуса инъектора-ручки, что обеспечивает их физическую защиту. Во-вторых, картриджи, как правило, короче и имеют более высокое соотношение толщины стенки к диаметру по сравнению с флаконами аналогичного объема, что повышает их механическую прочность. В-третьих, отсутствие горлышка (картриджи имеют равномерный диаметр) исключает точки концентрации напряжений, которые являются частыми местами разрушения в ампулах.
Удобство использования имеет первостепенное значение для пациентов, самостоятельно делающих инъекции, особенно для тех, кто страдает хроническими заболеваниями, такими как диабет или ревматоидный артрит. Шприц-ручки с картриджами не требуют ручного обращения со стеклянным шприцем — пользователю достаточно присоединить иглу, набрать дозу и сделать инъекцию. Это снижает риск травм от укола иглой, поломки шприца при наборе препарата и ошибок в дозировке.
2.3 Недостатки картриджей
(1) Более высокая себестоимость производства и сложность технологического процесса
Производство картриджей обходится значительно дороже, чем производство флаконов. Среди причин можно назвать следующие:
- Требования к прецизионным трубкам: Для производства картриджей требуются стеклянные трубки с чрезвычайно узкими допусками по внутреннему (ID) и внешнему (OD) диаметрам — как правило, ±0,01 мм — чтобы обеспечить плавное движение поршня и герметичность уплотнения. Это требует использования высококачественных стеклянных трубок от специализированных поставщиков.
- Двойная обработка с открытыми концами: В отличие от флаконов, которые имеют закрытое дно и открытое горлышко, картриджи открыты с обоих концов. Точное формование обоих концов, нанесение силиконовой смазки на внутреннюю поверхность (для обеспечения скольжения поршня) и сборка двух отдельных резиновых компонентов (поршня и заглушки) увеличивают количество этапов производства.
- Нанесение силикона: Для обеспечения стабильной силы скольжения внутренняя поверхность картриджей покрывается контролируемым количеством силиконового масла (путем распыления, нанесения салфеткой или сшивания). Это требует использования специального оборудования и проведения контроля качества, чтобы избежать попадания избыточного количества частиц силикона в лекарственное средство.
- Очистка и стерилизация: Оба конца картриджей необходимо защищать от загрязнения во время транспортировки и наполнения. Картриджи часто поставляются в вложенных друг в друга контейнерах или лотках, что увеличивает расходы на упаковку и логистику.
По оценкам представителей отрасли, стоимость картриджной системы в полностью собранном виде (стекло + резина + крышка + узел) может превышать стоимость системы на основе флаконов аналогичной вместимости в 2–3 раза. Для дженериков или продукции с низкой рентабельностью такая разница в стоимости может оказаться непосильной.
Чжэнчжоу ФарГласс оптимизирует производство картриджей с помощью автоматизированных систем контроля (измерение внутреннего и внешнего диаметров с помощью камер, контроль равномерности толщины стенок, обнаружение дефектов поверхности), что позволяет сократить количество отходов и обеспечить стабильное качество, однако себестоимость данного продукта по-прежнему выше, чем у флаконов.
(2) Ограниченный диапазон мощностей и негибкость при подборе размеров
Картриджи выпускаются в более узком диапазоне объемов по сравнению с флаконами. Наиболее распространенные объемы — 1,5 мл, 3 мл, 5 мл, 10 мл, 20 мл и 50 мл. Объемы менее 1 мл представляют сложность из-за необходимости использования прочного поршня и обеспечения достаточной точности введения препарата. Объёмы свыше 50 мл становятся нецелесообразными, поскольку картридж будет слишком длинным для эргономичной конструкции инъектора-ручки.
Кроме того, картриджи не позволяют легко регулировать объем наполнения без переналадки оборудования. Флакон заданного размера может вмещать различные объемы наполнения (например, флакон объемом 10 мл можно наполнить 5 мл, 7 мл или 10 мл без смены контейнера). В отличие от этого, конструкция картриджа тесно связана с предполагаемым объемом дозы — ход поршня должен точно соответствовать вводимому объему. Изменение объема наполнения, как правило, требует использования картриджа другой длины и соответствующих модификаций инъектора-ручки.
Такая негибкость является существенным недостатком для разработчиков лекарственных средств, которые планируют выпускать препарат в различных формах или находятся на ранних этапах клинических испытаний, когда объем наполнения может изменяться. Флаконы обеспечивают гораздо большую гибкость при проведении клинических испытаний на ранних этапах, а также при применении препаратов с переменной дозировкой (например, дозировка в зависимости от веса пациента, требующая использования флаконов разного размера).
Часть 3: Факторы, которые следует учитывать при выборе оборудования фармацевтическими производителями
При выборе между флаконами и картриджами, Чжэнчжоу ФарГласс рекомендует проанализировать следующие факторы:
| Фактор | Флаконы | Картриджи |
|---|---|---|
| Основное показание | Инъекционные препараты, вводимые в стационаре, лиофилизированные препараты, препараты в больших объемах | Самостоятельное ведение лечения хронических заболеваний, шприц-ручки/автоинжекторы, малые объемы (≤5 мл) |
| Частота приема | Однодозовые или многодозовые (с консервантами) | Многодозовые системы в виде шприц-ручек (до 30 дней) |
| Себестоимость производства | От низкого до умеренного | Высокий |
| Гибкость в выборе объема наполнения | Высокий (2 мл–100 мл) | Низкий (в основном 1,5–5 мл) |
| Риск поломки | От умеренного до высокого | Низкий (при использовании в ручках) |
| Удобство для пациентов | Требуется ручное наполнение шприца | Шприц-ручка с готовым раствором, не требует всасывания |
| Нормативно-правовой прецедент | Широкий спектр международных сертификатов | Широко применяется в производстве биологических препаратов и инсулина |
| Скорость работы упаковочной линии | До 600 флаконов в минуту | Как правило, работает медленнее (требуется более аккуратное обращение с картриджами) |
Что касается новых методов лечения, таких как мРНК-вакцины (которые часто выпускаются в лиофилизированном виде и требуют использования многодозовых флаконов), флаконы по-прежнему остаются наиболее популярным выбором. Для моноклональных антител, вводимых подкожно при лечении хронических аутоиммунных заболеваний, картриджи с инъекторами-ручками стали предпочтительным форматом для пациентов.
Часть 4: Возможности компании «Чжэнчжоу ФарГласс»
На сайте Чжэнчжоу ФарГласс, мы поставляем как высококачественные фармацевтические флаконы, так и стеклянные картриджи, изготовленные в соответствии со стандартами ISO 9001 и ISO 15378 (GMP для материалов первичной упаковки). В наш ассортимент входят:
- Флаконы: Боросиликатное стекло типа I и натриево-кальциевое стекло типа III, объёмом от 2 мл до 100 мл, прозрачные или янтарного цвета, с горлышками диаметром от 13 мм до 32 мм. Мы поставляем совместимые резиновые пробки (хлорбутиловые, бромбутиловые, с покрытием) и алюминиевые/пластиковые крышки (откидные, защелкивающиеся, стерильные или нестерильные).
- Картриджи: Боросиликатные пробирки типа I, объемом от 1,5 мл до 50 мл, с готовыми к использованию системами гнезд и ванночек. Уровень силиконовой смазки можно настроить (стандартный или с низким содержанием силикона для биологических препаратов, чувствительных к силикону). Полные комплекты уплотнений, включающие поршни и колпачки с алюминиевыми обжимными кольцами.
Мы предлагаем услуги по индивидуальной настройке в рамках моделей OEM/ODM, включая печать на флаконах (керамическими чернилами), изготовление флаконов нестандартных размеров и изменение длины картриджей. Возможна доставка по всему миру с использованием соответствующей защитной упаковки.
Если вам нужна техническая консультация по выбору оптимальной первичной упаковки для вашего лекарственного препарата, обратитесь к нашей команде. По запросу мы предоставляем данные об экстрагируемых и выщелачиваемых веществах, чертежи с размерами и результаты исследований совместимости.
Заключение
И флаконы, и картриджи занимают устоявшееся место в фармацевтической упаковке, и ни один из этих форматов не является безусловно лучшим. Флаконы отличаются непревзойденной универсальностью, низкой стоимостью и налаженной глобальной цепочкой поставок, что делает их стандартным выбором для инъекционных препаратов, предназначенных для использования в больницах, лиофилизированных продуктов и парентеральных препаратов большого объема. Их недостатки — хрупкость, вес и фиксированная форма — можно устранить с помощью бережного обращения и соответствующей вторичной упаковки.
С другой стороны, картриджи идеально подходят для применения, ориентированного на пациента, где самовведение препарата, удобство и точность дозирования имеют первостепенное значение. Их более высокая стоимость и ограниченный диапазон размеров оправдываются клиническими преимуществами систем инъекционных ручек, особенно при лечении биологическими препаратами и хронических заболеваний.
В конечном счете, выбор между флаконом и картриджем должен определяться физико-химическими свойствами лекарственного препарата, целевой группой пациентов, схемой дозирования и коммерческой стратегией. Чжэнчжоу ФарГласс готова оказать поддержку производителям фармацевтической продукции в использовании обоих форматов упаковки, опираясь на технический опыт, соблюдение нормативных требований и приверженность качеству.
Ссылки
- ISO 8362-1:2018 — Контейнеры для инъекционных препаратов — Стеклянные флаконы
- ISO 11040-4:2015 — Шприцы с готовым раствором. Часть 4. Стеклянные цилиндры для шприцев с готовым раствором (картриджи)
- USP — Тара — стекло
- USP — Эластомерные пробки для инъекционных препаратов
- Технический отчет PDA № 77 — Проверка герметичности крышек контейнеров
- Выбор первичной упаковки для парентеральных препаратов, «Фармацевтическая технология», 2021 г.
- Отраслевые сравнительные данные по показателям поломки на линиях розлива в флаконы (опрос PDA, 2022 г.)
Для получения дополнительной информации о Чжэнчжоу ФарГласс Что касается флаконов и картриджей, ознакомьтесь с нашим каталогом продукции или обратитесь в нашу службу технической поддержки.
RU 
EN 
FR 
AR 
DE 
ES 
PT 
FA