硅膠管常用于醫(yī)藥生產(chǎn)過程的物料轉(zhuǎn)移,硅膠材質(zhì)本身以其優(yōu)越的生物相容性,在醫(yī)藥和醫(yī)療器械(包括植入型)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
硅膠管材質(zhì)組成
為了合理評估硅膠管的風(fēng)險,深入了解硅膠管的材料組成至關(guān)重要。USP<383>“醫(yī)藥包裝與生產(chǎn)組件用硫化硅膠彈性體”與EP3.1.9“硅膠彈性體密封件與管子”對醫(yī)藥級硅膠均有明確描述。大體分兩類,一種是鉑金硫化硅膠管,具有柔軟、透明、內(nèi)壁光滑、蛋白質(zhì)附著率低、蛋白質(zhì)滲透率低等特點(diǎn),適用于醫(yī)藥、生物等領(lǐng)域。另一種是過氧化硅膠管,具有柔軟、透明、光滑、成本低、可輸送腐蝕性流體等特殊性能的流體的特質(zhì)。硅膠管的主體材料為聚二甲基硅氧烷聚合物(PDMS)。
相容性研究
根據(jù)2020年10月21日國家藥監(jiān)局藥審中心發(fā)布的《化學(xué)藥品注射劑生產(chǎn)所用塑料組件系統(tǒng)相容性研究技術(shù)指南(試行)》指出“組件系統(tǒng)生產(chǎn)商應(yīng)對所選材料的質(zhì)量充分把關(guān),避免使用有毒有害的添加劑,做到從源頭控制風(fēng)險?!保@是藥審中心對于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)理念的重申,并提出要關(guān)注“硅橡膠低聚物成分(如D3,D4,D5,D6環(huán)硅氧烷類)”,以及“還需關(guān)注對未知提取物質(zhì)的分析研究?!边@些要求講硅膠管的相容性要求較2018年的彈性體相容性研究指導(dǎo)原則2又提高了一個層次。
毒理學(xué)風(fēng)險評估
相容性研究需要最終對可提取物譜/浸出物譜開展基于臨床給藥場景的安全性評估。硅膠彈性體主要由未硫化的硅膠(PDMS)、填充劑、硫化劑及其它少量添加劑在加熱條件下硫化形成。以下是主要成分的基本毒理學(xué)性質(zhì)。
(1)PDMS硅膠
PDMS毒性非常低。據(jù)研究,除了小分子的硅油組分(非聚合物)對于皮下注射、肌肉注射、腹腔注射,硅油(PDMS)在實(shí)驗(yàn)室動物幾乎不產(chǎn)生反應(yīng)。
(2)硫化劑/催化劑
硅膠管的硫化劑有兩種,過氧化物硫化(催化)劑和鉑金硫化劑。過氧化物催化劑化學(xué)性質(zhì)非常活潑,即熱后極易分解,2,4-二氯過氧化苯甲酰降解產(chǎn)生的2,4-二氯苯甲酸常在硅膠管(類型I)的可提取物譜/浸出物譜中被報道。有一定的毒性,并且相比于鉑金硫化硅膠管Pt催化劑的添加量(ppm級別)較高,出現(xiàn)在料液里可能影響產(chǎn)品的雜質(zhì)譜。因此從該添加劑降解產(chǎn)物的浸出方面講,鉑金硫化硅膠管在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用上更具優(yōu)越性。
(3)硅橡膠低聚物成分
根據(jù)丹麥環(huán)境保護(hù)局,小分子硅氧烷,例如HMDS(六甲基二硅氧烷)或環(huán)狀聚合二甲基硅氧烷cPDMS較易揮發(fā)且脂溶性強(qiáng),與大分子聚二甲基硅氧烷(PDMS)相比,毒性較強(qiáng)——經(jīng)皮吸收、口服、注射、吸入均有致死劑量可導(dǎo)致動物死亡。有文獻(xiàn)指出,D4有弱雌激素或雌激素拮抗作用,導(dǎo)致小鼠促黃體激素LH高峰來臨推遲,可能推遲排卵24h,降低小鼠生育率。然而由于人類生理周期一個月左右,較小鼠生理周期長,這個毒性終點(diǎn)很難對人造成類似影響。其它幾個小分子硅氧烷的毒理學(xué)研究表明, 較HDMS毒性較小。硅膠管中未檢出毒性較強(qiáng)的HDMS。
生物安全性
生物安全性是藥物安全性的重要一方面,常規(guī)藥品包裝材料、給藥系統(tǒng)以及藥品生產(chǎn)系統(tǒng)均需要開展生物安全性方面測試。例如USP<87>體外生物反應(yīng)性測試關(guān)于細(xì)胞毒性方面的測試等。
細(xì)胞毒性測試是非常靈敏的測試,在2022年發(fā)布的《上市藥品包裝變更等同性/可替代性及相容性研究指南》中指出,安全性評估是否可以豁免需要兩方面的證據(jù):1)化學(xué)等同;2)體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)可接受(玻璃等無機(jī)材料除外)。而USP<87>屬于藥典規(guī)定的材料符合性測試,是應(yīng)用于生產(chǎn)藥品包裝系統(tǒng)、給藥系統(tǒng)、以及中高風(fēng)險的生產(chǎn)系統(tǒng)的最低標(biāo)準(zhǔn)。參考ISO10993-5的細(xì)胞毒性方法和可接受標(biāo)準(zhǔn)(e.g70%viability以下表明存在細(xì)胞毒性),對華致林的硅膠管的細(xì)胞毒性研究,表明硅膠管在四種常見的細(xì)胞體系(MRC-5、CV-1、A9、CHO)均表現(xiàn)了良好的體外生物安全性。
結(jié)論
為了確保在生物安全性和毒理學(xué)兩方面的最低風(fēng)險,山東華致林醫(yī)藥科技有限公司的控股子公司山東三贏醫(yī)藥科技有限公司生產(chǎn)的斯瑞渶品牌主營醫(yī)藥用硅膠傳輸管、高精度超耐用蠕動泵管等硅橡膠類產(chǎn)品、TPE熱塑管等。硅膠管目前只能選擇國際一線品牌的硅膠原料來生產(chǎn)鉑金硫化硅膠管。鉑金硫化硅膠管明顯優(yōu)于過氧化物硫化硅膠管,醫(yī)藥級硅膠管均采用鉑金硫化的方式固化,這樣的硫化方式使成型過程中不會生成任何副產(chǎn)物,同比過氧硫化的成本更高,能夠完全滿足生物制藥行業(yè)對于硅膠管的要求。鉑金硫化的硅膠管純度高,在高要求的制藥行業(yè)被廣泛推薦使用,而過氧化物硫化硅膠管通常表現(xiàn)出更好的機(jī)械強(qiáng)度。鉑金硫化硅膠管更適合在藥品生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。