玻璃包装材料的潜在对手:COC与COP材料

2021-06-23 07:08 岳小管

    在岳岭的多期分享中,我们主要偏重于玻璃包装材料,胶塞等材质,因为这是在整个注射剂药品中的大头。作为一种阻隔性好,透明度高,价格合理,法规要求明确,有长时间应用经历的材质,短期内是无法被替换的。但是,随着对于玻璃包装材料的一些弱点,比如易碎,运输成本大,及去年今年以来因为疫情造成的缺货恐慌,一些聚合物的方案也渐渐以更加高调的动作进入市场。

     今天,我们就来聊一聊与注射剂相关的一些药包材产品。



常见的材质及特点



       目前在市场上,比较常见的材质,有COC与COP[文献1]。有时,不了解这块的朋友们可以一头蒙逼,什么意思?那得从它们的结构说起。

  • Cyclic Olefin Copolymer (COC)   环烯烃共聚物

从名字上看,它是一种“共聚物”,也就是说,从聚合的角度来看,它不仅仅是单一的单体,而是有2种(或者是多种)的单体经过聚合而成的。举个简单的例子,就好像幼儿园排队,如果都是男的小朋友,那就是均聚物(大家都是一样的性别);但是如果有男有女,那就是共聚物,当然了,共聚物,还分嵌段共聚物与随机共聚合,交替共聚物等(如图1)。通常,在药包材行业中,这一种是属于第一种:嵌段共聚物(block copolymer)。


图1   不同的共聚方式


那么,它是由什么与什么聚合而成的呢?比如这种商品名为TOPAS的材质,它的聚合过程示意如图2 [文献 2]:



图2   COC材质的聚合过程及结构


  • Cyclic Olefin Polymer (COP) 环烯烃聚合物

           与上面不同的时,COP材质则是独孤求聚,它是一个人的故事,采用的聚合方式叫ROMP(开环复分解),反正这意思不懂也没关系,就只要明白,它是均聚物即可。



图3   COP材质的聚合过程及结构


那么,它们有一些什么特点呢?   这里在表1中进行了对比,其中的合并项,表示两者都具备相应的特征。


表1   COP与COC材质的特点对比

COC材质COP材质
高阻隔
高透明
与药物的相容性
低吸附水平
化学耐受性
低蛋白吸附
高刚性
高抗冲
耐氧化性
可塑性

      除上述之外,还要考虑其它的一些潜在的溶剂问题。从图2与图3看,两个聚合的过程不一样,通常像COC,用的溶剂为苯,甲苯等;而后者则会涉及丙酮,这个可以向厂家索取相应的一些数据报告;另外,因为原料中的降冰片烯价格较贵,此外因为工艺方面等的一些差距,造成COP的价格比COC要高(2倍左右),这种聚合物材料的差异,最终也会传递到医药包装的产品中。





目前国内可供选择的产品




     在CDE网站上,用“环烯烃”,“COC”与“COP”为关键字,可以有如下一些登记号(其中还有有复合膜产品,请忽略):

表2 CDE网站上的环烯烃聚合物登记号

      总结一下,目前多数的状态为I,其中只有一个为A(SCHOTT PFS),但具体的情况要与企业进行确认(考虑到注册制转登记制过程中的信息滞后,可能有些产品实际应该为A,但是转之后显示是I,没有及时更新)。
     目前进口的有大成化工株式会社,格雷斯海姆,肖特,泰尔茂;国产的有山东威高,江苏永兴,河北鑫富达等。至于相应的产品信息,需要及时与供应商联系。目前来看,永兴似乎偏重于化妆品应用[文献3];河北鑫富达则强调医用包装,同时还有PFS产品[文献4]。

图4   两家国内COP瓶产品(来自网站)


      对于一些产品,结构也有自己的特点,比如说格雷斯海姆,据说有种产品结构如下[文献5]。

图5   具有多层结构的COP瓶


     




COC/COP可能可以解决的问题



     

       相比玻璃材料,COC与COP的包装材料,在医美领域得到了进一步的应用,另外,对于一些对破裂很敏感,需要有很高安全系数的病毒类产品,COC/COP有自己的优势;再者,比如说一些碱性的药品,受制于玻璃对碱的敏感,这样的情况下,也可以选择这一类聚合物的产品。具体可以根据药品特征作出适合的选择,同时也要作一些初步的研究,以免出现其它的问题。     

      今天就分享到这,帮助大家初步了解COC与COP的产品区别 。

   

参考文献


1.   T. Bauer,Encyclopedia of Modern Optics,2005, Pages 480-488

2.https://www.ondrugdelivery.com/polymer-syringe-considerations-for-drug-applications-and-administration/

3.http://www.jsyxmp.net/news/addnews3_5.html

4.https://www.xfdyb.com/list-14.html

5.https://www.plastics.gl/packaging/viable-for-vials/