Производство ампул в заводских условиях

Лекция Виды упаковок. Ампулы

Производство ампул в заводских условиях

Инъекционные лекарственные формы выпускаются в сосудах из стекла (ампулы, флаконы), пластмассовых упаковках из полимерных материалов (флаконы, шприц-ампулы, гибкие контейнеры).

Сосуды для инъекционных лекарственных форм подразделяют на две группы:

— одноразовые, содержащие определенное количество препарата, предназначенное для однократной инъекции;

— многодозовые, обеспечивающие возможность многократного отбора из сосуда, содержащего определенное количество препарата, без нарушения стерильности.

К одноразовым сосудам относят шприц-ампулу. Это тюбики из полимерных материалов с инъекционной иглой, защищенной колпачком.

Многодозовые сосудоы — флаконы емкостью 50, 100, 250, 500 мл, изготовленные из стекла или полимерных материалов.

Перспективными сосудами для инфузионных растворов считают гибкие контейнеры, изготовленные из поливинил-хлорида (ПВХ).

Наиболее распространенной в группе одноразовых сосудов следует назвать ампулу.

Ампулы как вместилища для инъекционных растворов

Ампулы представляют собой стеклянные сосуды различной емкости (1, 2, 3, 5, 10, 20 и 50 мл) и формы, состоящие из расширенной части — корпуса (пульки), куда помещаются лекарственные вещества (в растворе или другом состоянии) и 1 — 2 капилляра («стебли»), служащие для наполнения и опорожнения ампул. Капилляры могут быть ровные или с пережимом.

Пережим на капилляре препятствует попаданию раствора в верхнюю его часть при запайке и улучшает условия вскрытия ампул перед инъекцией. Извещением 0712.1-98 об изменении ТУ У 480945-005-96 введены новые ампулы с цветным кольцом излома.

На поверхности и в толще стекла ампул не допускаются:

  • продавливаемые и непродавливаемые (шириной более 0,1 мм) капилляры;
  • свиль(волнистая прослойка), ощутимая рукой;
  • стекловидные включения, сопровождаемые внутренними напряжениями;
  • сколы;
  • посечки;
  • инородные включения.

Ампулы должны соответствовать форме и геометрическим размерам, указанным в НТД и комплекте технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Ампулы изготавливают обычно из бесцветного стекла, иногда — из желтого и очень редко из цветного, с плоским донышком, хотя по технологическим причинам донышко ампулы должно быть вогнуто вовнутрь. Это обеспечивает устойчивость ампулы и возможность осадить в этой «канавке» образовавшиеся при вскрытии осколки стекла. Дно должно обеспечивать устойчивость пустой ампулы с обрезанным стеблем на горизонтальной плоскости. Допускается вогнутость дна ампул не более 2,0 мм.

Выпускаются ампулы шприцевого и вакуумного наполнения с различной маркировкой.

Ампулы вакуумного наполнения: В — без пережима, ВП — с пережимом

ВПО — вакуумного наполнения с пережимом, открытая;

ВО — вакуумного наполнения без пережима, открытая.

Ампулы шприцевого наполнения: ШП — с пережимом

ШПР — с пережимом и раструбом

ШВ — с воронкой

ШПВ — с пережимом и воронкой

ИП-В — шприцевого наполнения, открытая;

ИП-С — шприцевого наполнения с раструбом, открытая;

Ампулы с точкой излома

С — вакуумного наполнения спаренная; Ампулы

 1 Г — для глицерина

ХЭ — ампулы для хлорэтила

Наряду с буквенным обозначением указывается вместимость ампул, марка стекла и номер нормативно-технической документации (стандарта). По качеству и размерам ампулы должны соответствовать требованиям ТУ или ОСТ .

Фармацевтические предприятия используют готовые ампулы, изготовленные стекольными заводами, или производят их в стеклодувных отделениях, работающих при ампульном цехе.

Медицинское стекло для инъекционных растворов. Получение, технические требования.

Стекло представляет собой твердый раствор, полученный в результате охлаждения расплавленной смеси силикатов, оксидов металлов и некоторых солей.

В состав стекла входят различные оксиды: SiО2, Na2O, CaO, MgO и др.

Среди видов неорганических стекол (боросиликатные, боратные и др.) большая роль в практике принадлежит стеклам, сплавленным на основе кремнезема — силикатного стекла.

Для понижения температуры плавления в состав стекла добавляют оксиды металлов, введение которых уменьшает его химическую устойчивость. Для повышения химической устойчивости в состав стекла вводят оксиды бора и алюминия. Намного увеличивает термическую устойчивость добавление в состав стекла магния оксида. Регулирование содержания бора, алюминия и магния оксидов повышает ударную прочность и снижает хрупкость стекла. Изменяя состав компонентов и их концентрацию, можно получить стекло с заданными свойствами.

К ампульному стеклу предъявляются следующие требования:

  • бесцветность и прозрачность — для контроля на отсутствие механических включений и возможности обнаружения признаков порчи раствора;
  • легкоплавкость — для осуществления запайки ампул;
  • водостойкость;
  • механическая прочность — для выдерживания нагрузок при обработке ампул в процессе производства, транспортировки и хранения (это требование должно сочетаться с необходимой хрупкостью стекла для легкого вскрытия капилляра ампул);
  • термическая стойкость — способность стекла не разрушаться при резких колебаниях температуры, в частности при стерилизации;
  • химическая стойкость, гарантирующая стабильность всех компонентов препарата.

Химическая стойкость стекла

Химическая стойкость характеризует сопротивляемость стекол разрушающему действию агрессивных сред. Стекло, будучи сложным сплавом, при длительном контакте с водой или водными растворами (особенно при нагревании) выделяет со своей поверхности отдельные составные части, т. е. подвергается процессу выщелачивания или растворению верхнего слоя стекла.

Выщелачивание — это переход из структуры стекла, преимущественно оксидов щелочных и щелочноземельных металлов, в водный раствор, благодаря своей высокой подвижности по сравнению с высоким зарядом четырехвалентного кремния. При более глубоких процессах выщелачивания ионы щелочных металлов легко перемещаются из внутренних слоев стекла на место ионов, вступивших в реакцию.

На поверхности стекла всегда имеется слой, насыщенный ионами щелочных и щелочноземельных металлов. При контакте слабокислых и нейтральных растворов слой адсорбирует ионы водорода, а в раствор переходят ионы металлов, которые изменяют рН среды. Образуется гелевая пленка кремниевой кислоты, толщина которой постепенно увеличивается, что затрудняет выход ионов металлов из внутренних слоев стекла. В связи с этим процесс выщелачивания, начавшийся быстро, постепенно затухает и прекращается примерно через 8 мес.

При воздействии щелочных растворов пленка не образуется, а происходит растворение поверхностного слоя стекла с разрывом связи Si-0-Si и образованием групп Si-0-Na, в результате чего самый верхний слой стекла полностью переходит в раствор, подвергается гидролизу и приводит к изменению рН раствора.

Важно также учитывать удельную поверхность контакта раствора со стеклом ампулы. Так, в мелкоёмких ампулах она больше, поэтому их химическая стойкость должна быть более высокой. При этом возможно:

— выпадение свободных оснований алкалоидов из их солей;

— осаждение веществ из коллоидных растворов в результате изменения рН;

— осаждение гидроокисей или окислов металлов из их солей;

— гидролиз сложных эфиров, гликозидов и алкалоидов, имеющих сложноэфирное строение (атропин, скополамин и др.);

— оптическая изомеризация активных веществ с образованием физиологически неактивных изомеров, например, алкалоидов спорыньи;

— окисление веществ, чувствительных к действию кислорода в нейтральной или слабощелочной среде, например, морфина, адреналина и др.

Выщелачивание из стекла ионов кальция может привести к образованию осадков труднорастворимых кальциевых солей, что наблюдается в растворах, содержащих фосфаты (в случае использования буферов) или кислый сульфит, пиросульфит натрия (добавляемые ингибиторы окисления). В последнем случае после окисления ионов сульфита до сульфата образуются кристаллы гипса.

Известны случаи выделения чистого кремнезема в виде кристаллов и чешуек, иногда называемых блестками.

Особенно часто появляются новообразования при ампулировании солей магния, когда в осадок выпадают нерастворимые соли силикатов магния.

В связи с этим для водных растворов алкалоидов и других нестойких лекарственных веществ требуются ампулы из нейтрального стекла.

Для масляных растворов можно использовать ампулы из щелочного стекла.

Химическую стойкость внутренней поверхности ампул можно повысить, изменив ее поверхностную структуру. При воздействии на стекло водяным паром или двуокисью серы и водяным паром при повышенной температуре на стекле образуется слой сульфата натрия, а ионы натрия в стекле частично заменяются водородными ионами. Обогащенный Н-ионами, слой имеет повышенную механическую прочность и затрудняет дальнейшую диффузию ионов щелочных металлов. Однако такие слои имеют небольшую толщину и при длительном хранении препарата в ампуле процесс выделения щелочи может возобновиться.

Наиболее часто применяют способ обработки поверхности ампул силиконами. Силиконы — кремнийорганические соединения.

Характерная особенность силиконов — их химическая нейтральность и физиологическая безвредность.

В фармацевтической промышленности для покрытия стекла используют готовые полимеры в виде растворов или эмульсий. При погружении очищенного стекла в 0,5 — 2% раствор силиконового масла в органическом растворителе или в эмульсию силиконового масла, разбавленную водой в соотношении 1:50— 1:10 000, происходит абсорбция молекул масла на поверхности стекла. Для получения прочной пленки сосуды нагревают в течение 3—4 ч при температуре 250 °С или полчаса при температуре 300— 350 °С. Более простой способ — обработка ампул водной эмульсией силикона с последующей сушкой в течение 1—2 ч при 240 °С.

Силиконы способны покрывать стекло пленкой толщиной 6-10-7мм, обработанная поверхность становится гидрофобной, прочность изделия повышается.

Отрицательные свойства силиконирования:

  • силиконовая пленка несколько понижает миграцию щелочи из стекла, но не обеспечивает достаточной защиты стекла от коррозии
  • с помощью силикона нельзя предотвратить коррозию низкосортного стекла, так как одновременно со стеклом подвергается воздействию среды и тонкая силиконовая пленка
  • при запайке капилляров возможно разрушение пленки силикона, что может привести к образованию в инъекционном растворе взвеси.

Другие способы устранения процесса выщелачивания: использование неводных растворителей;

— раздельное ампулирование лекарственного вещества и растворителя;

— обезвоживание препаратов;

— замещение стекла другими материалами.

Однако силиконизированные и пластмассовые ампулы до сих пор не нашли широкого применения у нас в стране.

Таким образом, перечисленные выше факторы влияют на стабильность инъекционных растворов в ампулах.

Классы и марки ампульного стекла

В зависимости от качественного и количественного состава, а также получаемых свойств в настоящее время различают два класса и несколько марок стекла, используемого в производстве инъекционных лекарственных форм.

Марки и состав ампульного стекла

НС-3 — нейтральное стекло для изготовления ампул и флаконов для растворов веществ, подвергающихся гидролизу, окислению и подобным изменениям (растворы солей алкалоидов);

НС-1 — нейтральное стекло для изготовления ампул для растворов веществ, менее чувствительных к щелочам (растворов кальция хлорида, магния сульфата);

СНС-1 — светозащитное нейтральное стекло для производства ампул с растворами светочувствительных веществ;

АБ-1 — ампульное безборное, щелочное стекло для ампули-рования устойчивых веществ в масляных растворах;

ХТ-1 — химически и термически стойкое стекло для производства шприцев, бутылок для хранения крови, инфузионных и трансфузионных препаратов;

МТО — медицинское тарное обесцвеченное стекло для флаконов, банок и предметов ухода за больными;

ОС и ОС-1 — оранжевое тарное стекло для флаконов и банок;

НС-2 и НС-2А — нейтральное стекло для изготовления флаконов для крови, трансфузионных и инфузионных препаратов.

Термическая стойкость. Ампулы должны обладать термической стойкостью, т. е. не разрушаться при резких колебаниях температуры (при стерилизации). Проверку термической стойкости проводят по ГОСТу 17733 -89: 50 ампул выдерживают при температуре 18°С 30 мин, затем помещают в сушильный шкаф не менее чем на 15 мин при температуре, указанной в ГОСТе. После этого ампулы погружают в воду с температурой 20±1 °С и выдерживают не менее 1 мин.

Термостойкими должны быть не менее 98% ампул от взятых на проверку. Ампулы должны выдерживать перепад температур:

Марка стекла

Перепад темиератур, °С, не менее

АБ-1

110

НС-1

130

УСП-1

130

СНС-1

150

НС-3

160

Химическая стойкость. 1. Официнальный метод определения химической стойкости ампульного стекла — метод определения с помощью рН-метра, принятый ОСТом 64-2-485-85. Ампулы, дважды промытые горячей водой, дважды ополаскивают водой деминерализованной и заполняют водой очищенной, имеющей рН 6,0±2,0 и температуру 20±5 °С до номинальной вместимости. Запаянные ампулы стерилизуют в автоклаве при 0,10—0,11 МПа (120±1 °С) в течение 30 мин. Затем ампулы охлаждают до температуры 20±5 °С, проверяют их герметичность и вскрывают капилляры. При помощи рН-метра определяют сдвиг рН воды, извлеченной из ампул, по отношению к рН исходной воды. Установлены нормы изменения значения рН для ампул: стекла УСП-1 — не более 0,8; НС-3 — 0,9; СНС-1 - 1,2; НС-1 - 1,3; АБ-1 - 4,5.Количество сосудов из одной партии для проверки химической стойкости должно соответствовать данным таблицы .

Номинальная вместимость, мл

Количество сосудов, шт.

1,0

60

От 1,0 до 5,0 (вкл.)

50

От 5,0 до 20,0 (вкл.)

20

Свыше 20,0

10

2. Метод определения химической стойкости ампульного стекла с помощью кислотно-основного индикатора фенолфталеина (предложен Д. И. Поповым и Б. А. Клячкиной). Ампулы заполняют водой для инъекций с добавлением 1 капли 1% раствора фенолфталеина на каждые 2 мл воды, запаивают и стерилизуют при 120 °С в течение 30 мин. Ампулы, в которых вода после стерилизации не окрасилась, относятся к первому классу. Содержимое окрашенных ампул титруют 0,01н раствором кислоты хлористоводородной, по количеству которой определяется химическая стойкость ампульного стекла. Если на титрование до обесцвечивания раствора ее израсходовано менее 0,05 мл — ампулы относятся ко второму классу, более 0,05 мл — ампулы считаются непригодными для хранения инъекционных растворов.

3. Метод определения химической стойкости ампульного стекла по изменению окраски метилового красного: ампулы заполняют кислым раствором метилового красного до

необходимого объема, запаивают и стерилизуют в стерилизаторе при 120 °С в течение 30 мин. Если после охлаждения окраска всех ампул не изменилась в желтую, то такие ампулы пригодны для использования.

Типы ампул. Выделка ампул из дрота, стадии. Подготовка стеклянного дрота, способы мойки, сушка, контроль качества мойки дрота. Полуавтоматы для производства ампул. Получение безвакуумных ампул. Вскрытие ампул. Отжиг ампул.

Изготовление ампул на полуавтоматах

Производство ампул осуществляется из стеклянных трубок (дрота медицинского) и включает следующие основные стадии:

  • изготовление стеклодрота
  • мойка
  • сушка дрота
  • выделка ампул.

Стеклодрот выпускается на стекольных заводах из медицинского стекла. Качество дрота регламентируется следующими показателями:

  • конусность,
  • равностенность,
  • прямолинейность,
  • отмываемость загрязнений.

Дрот должен быть однородным (без пузырьков воздуха и механических включений), правильной формы в разрезе (круг, а не эллипс) и одинакового диаметра по всей длине.

Изготовление стеклодрота и требования к его качеству.

Дрот производится из жидкой стеклянной массы фирмы «Тунгсрам» (Венгрия) путем вытягивания на специальных линиях AT 2-8-50, установленных на стекловаренных печах. Длина трубок должна составлять 1500±50 мм, наружный диаметр от 8,0 до 27,00 мм, что регулируется изменением количества стекломассы на формовочные устройства, изменением величины давления воздуха и скорости вытягивания.

Основные требования, предъявляемые к стеклодроту:

  • отсутствие различных включений (изъянов)
  • чистота наружной и внутренней поверхностей
  • стандартность по размеру
  • трубки должны быть цилиндрическими и прямолинейными.

Изъяны стеклянных трубок определяются качеством стекломассы. Стекло, изготовляемое в промышленных печах, всегда имеет те или иные включения, классифицируемые на три вида:

  • газовые
  • стекловидные
  • кристаллические.

Газовые включения характеризуются наличием в стекле различных газов — в виде пузырьков (видимые включения) и растворенные в стекломассе (невидимые включения). Размеры видимых невооруженным глазом пузырьков колеблются от десятых долей до нескольких миллиметров. Мельчайшие пузырьки называются «мошкой». В

пузырьках могут содержаться различные газы или их смеси:О2, СО, CО2и др. В стекле иногда образуются сильно вытянутые пузырьки, называемые полыми капиллярами. Причинами газовых включений могут быть: неполное удаление газообразных продуктов разложения элементов шихты при ее варке, попадание воздуха в стекломассу и др. Такие компоненты стекломассы, как карбонаты, сульфаты, нитраты вызывают обменные и другие реакции с выделением газов, которые остаются внутри стекломассы.

К мерам предупреждения возникновения пузырьков газа относятся: правильный подбор материалов, использование оптимального количества стеклобоя, соблюдение технологического режима варки стекломассы.

Стеклодрот не должен содержать продавливающихся стальной иглой капилляров и пузырей, размер их допускается не более 0,25 мм.

Кристаллические включения (камни) — главный изъян стекломассы, понижающие механическую прочность и термическую устойчивость изделия из стекла, ухудшающие его внешний вид. Размер их колеблется в пределах нескольких миллиметров. Под действием высокой температуры они могут расплавляться, образуя стекловидные капли.

По внешнему виду эти включения представляют собой одиночные камни или пучкообразные нити в толще стекломассы. Нити придают стеклу слоистость, образуя свили. Основной причиной образования свилей считают попадание в стекломассу инородных веществ и недостаточную гомогенизацию стекломассы.

На стеклянных трубках не допускается попадание шихтных камней размером свыше 2 мм (грубая, ощутимая рукой свиль).

Калибровка дрота. Для получения ампул одной партии (серии) необходимо применять трубки одного диаметра и с одинаковой толщиной стенок, чтобы ампулы одной серии имели заданную вместимость. Точность калибровки определяет стандартность ампулы и имеет большое значение для механизации и автоматизации ампульного производства. С этой целью дрот калибруют по наружному диаметру на машине Н. А. Филипина (рис. 1).

Стеклянные трубки 7, попадая в машину по направляющим 1, скатываются до упора 6. Откуда при помощи захватов 5 подаются на калибры 3. На вертикальной раме машины 4 укреплено пять калибров. Если диаметр трубки больше отверстия калибра, трубка поднимается выше захватами вверх на следующие калибры с большим зазором. Трубки, диаметр которых соответствует размеру калибра, по наклонным направляющим скатываются в накопитель 2, откуда поступают на мойку.

Рис. Схема установки для калибровки дротов по наружному диаметру.

Мойка и сушка дрота. Известно несколько способов мойки дрота, самый распространенный из них — камерный способ. Установка для промывки представляет собой две герметически закрывающиеся камеры, загружаемые вертикально стоящими пучками дрота. Камеры заполняются горячей водой или раствором моющего средства, после чего производится подача пара или сжатого воздуха через барботер. Затем жидкость из камеры сливается и дрот промывается душированием обессоленной водой под давлением. Для сушки внутрь камеры подается горячий фильтрованный воздух. К недостаткам камерного способа мойки трубок относят большой расход воды, малую скорость подачи воды (около 10 см/с при необходимых 100 см/с) для преодоления адгезивных сил. Повысить эффективность данного способа возможно струйной подачей воды, созданием турбулентных потоков, за счет усовершенствования барботажа.

Более эффективным считают способ мойки с помощью ультразвука. Установка мойки трубок работает следующим образом. Трубки в горизонтальном положении подаются на транспортные диски, подходят к газовым горелкам для оплавления с одной стороны и погружаются в барабан ванны, заполненной горячей водой очищенной. На дне ванны расположен ряд магнитострикционных генераторов ультразвука. Дополнительно в отверстия трубок из сопел подается струя воды. Таким образом воздействие ультразвука сочетается со струйной мойкой. Вымытые трубки сушат в воздушных сушилках при температуре 270 °С.

Значительно улучшает эффективность мойки контактно-ультразвуковой способ, так как в данном случае к специфическим воздействиям ультразвука (кавитация, давление, ветер) добавляется механическая вибрация трубок с высокой частотой.

Выделка ампул. Ампулы выпускаются вместимостью от 0,3 до 50 мл и с разной формой и размером капилляра в зависимости от назначения, способа наполнения и свойств ампулируемых препаратов. В европейских странах и в нашей стране ампулы изготавливают на стеклоформующих автоматах роторного типа при вертикальном положении трубок и непрерывном вращении ротора. Ампула формуется на специальном автомате «Амбег».

Производительность автоматов, формующих ампулы, колеблется в пределах 2000—5000 ампул в час. Наибольшее применение имеют шестнадцати- и тридцатишпиндельные автоматы. Шестнадцатишпиндельные автоматы имеют автоматическую систему подачи трубок в рабочую зону, благодаря ему один рабочий может одновременно обслуживать две или три машины.

На отечественных заводах фармацевтической промышленности широко применяются автоматы ИО-8 «Тунгсрам» (Венгрия). Внутри станины — основания автомата, расположен привод непрерывно вращающейся карусели, несущей на себе 16 пар вертикальных верхних и нижних шпинделей (патронов). На верхней плите карусели установлены накопительные барабаны для автоматической загрузки трубками верхних шпинделей, внутри карусели закреплены неподвижные горелки. Карусель охватывает кольцо, совершающее качательное движение вокруг ее оси, на котором расположены направленные внутрь подвижные горелки. Кольцо несет на себе также приспособления для формирования пережима капилляра ампул и другой необходимый инструмент. В центральной зоне карусели смонтирована труба для отсоса и отвода горячих газов, образующихся при работе автомата. В нижней его части у места выхода готовых ампул могут быть расположены приспособления для резки, сортировки и набора в кассеты готовых ампул. На рис. 2 представлена схема получения ампул на автоматах этого типа.

Трубки загружаются в накопительные барабаны и последовательно проходят 6 позиций:

1) Трубки подаются из накопительного барабана внутрь патрона и с помощью ограничительного упора устанавливается их длина. Верхний патрон сжимает трубку, оставляя ее на постоянной высоте.

2) К трубке подходят оттяжная горелка с широким пламенем и разогревает ее участок, подлежащий растяжке. В это время нижний патрон, двигаясь по копиру, поднимается вверх и зажимает нижнюю часть трубки.

3) После разогрева стекла нижний патрон опускается вниз и размягченный участок трубки растягивается, образуя капилляр ампулы.

4) и 5) Далее отрезная горелка с острым пламенем отрезает уже готовую ампулу, одновременно формуя (запаивая) донышко последующей ампулы.

6) При дальнейшем вращении ротора (карусели) раскрываются зажимы нижнего патрона и готовые ампулы сбрасываются в накопительный лоток. Трубка с запаянным донышком приближается к ограничительному упору 1-й позиции, и цикл работы автомата повторяется.

Недостаток данного способа — образование внутри ампул вакуума при охлаждении их до комнатной температуры. При вскрытии капилляра образующиеся осколки и стеклянная пыль засасываются внутрь ампулы. Для решения проблемы обеспечения вскрытия ампулы без образования стеклянной пыли на Московском химико-фармацевтическом заводе № 1 было предложено наносить на капилляр ампулы кольцевую риску (надрез) с последующим покрытием ее специальным составом для удержания осколков.

Рис. Принцип работы полуавтомата для выделки ампул: 1 — верхний патрон; 2 — горелка; 3 — ограничительный упор; 4 — нижний патрон; 5 — ролик; б — копир; 7 — горелка с острым пламенем; 8 — стеклянная трубка; 9 — готовая ампула

Другой вариант решения задачи предусматривает производство ампул, в свободном объеме которых находится инертный газ под небольшим давлением. Предполагается, что при вскрытии ампулы выходящий газ отбросит осколки стекла и пыль и они не попадут в инъекционный раствор.

В последнее время для получения безвакуумных ампул в момент отреза ампулы дополнительно нагревают специально установленной горелкой. Расширяюшийся при нагреве воздух, заключенный в ампуле, прокалывает стекло в месте отпайки и вакуум в такой ампуле при ее охлаждении не образуется. Существует еще один метод: в момент отпайки ампулы нижний патрон открывается и под действием силы тяжести ампулы в месте отпайки вытягивается очень тонкая капиллярная трубочка, обламывающаяся при падении ампулы в сборник, благодаря чему вакуум не создается.

Для формования на ампулах пережима применяют приспособления с профилированными роликами.

Производительность автомата ИО-80 при изготовлении ампул вместимостью 1 —10 мл при выработке спаренных ампул — 3500— 4000 ампул в час. Конструкция автомата позволяет изготовлять одинарные, двойные ампулы и ампулы сложной конфигурации.

Среди способов изготовления ампул из трубок можно выделить технологию, применяемую на предприятиях Японии. Этот способ заключается в следующем: на специальных машинах горизонтально расположенная трубка в нескольких участках по длине одновременно разогревается горелками и затем растягивается, образуя участки с пережимами (будущими капиллярами ампул). Затем стеклянную трубку разрезают на отдельные заготовки по средней части пережимов. Каждая заготовка, в свою очередь, разрезается термическим способом на две части с одновременным формованием дна у обеих получающихся при этом ампул.

По описанному технологическому способу с использованием специального оборудования достигается производительность от 2500 штук в час крупноемких до 3500 штук в час мелкоемких ампул.

На указанных выше автоматах получают герметически запаянные ампулы, у которых тут же обрезается капилляр с помощью специальных приставок. Затем ампулы устанавливаются «капилляром вверх» в металлическую тару и направляются на стадию отжига.Американской фирмой «Корнинг Гласс»( Corning Glass) разработан новый метод изготовления ампул, без промежуточного изготовления трубок. Фирмой создана серия высокопроизводительных ленточных («риббок») машин, на которых происходит струйно-вьвдувной процесс формования стекла, обеспечивающий высокую степень равномерности его распределения по стенкам готовых изделий. Выработка изделий на ленточных машинах требует поддержания температурного режима и регулирования давления с высокой точностью, для чего используется высокоточная измерительная аппаратура. Ленточные машины при диаметре изделий 12,7—43,18 мм могут работать с высокой производительностью — до 9000 штук в час.

Подготовка ампул к наполнению. Данная стадия включает следующие операции: вскрытие капилляров, отжиг ампул, их мойка, сушка и стерилизация.Вскрытие капилляров. В настоящее время на заводах капилляры ампул обрезают в процессе их изготовления на стеклоформующих автоматах, для чего применяют специальные приспособления (приставки), монтируемые непосредственно на автоматах или рядом с ними. На рис.3 схематически изображена приставка к ампулоформирующему автомату для резки, оплавки и набора ампул в кассеты.

Привод транспортирующего устройства приставки осуществляется непосредственно от автомата. В качестве режущего инструмента здесь используется дисковый стальной нож, приводимый во вращение специальным высокоскоростным электродвигателем. Ампулы, подлежащие резке, поступают из лотка автомата на транспортные линейки приставки, которые их последовательно переносят от одного рабочего узла к другому и после обработки заталкивают в питатель (бункер). С помощью рычага ампулы плавно подводятся во вращение роликом. Откол части капилляра осуществляется термоударом с помощью горелки, затем обрезанный конец оплавляется. Для непрерывной работы приставка имеет два питателя, работающих попеременно.

Рис.3. Приставка к стеклоформующему автомату для резки ампул: 1-станина, 2-вход ампул в приставку, 3 – дисковый нож; 4 -рычаг поджима ампул к ножу; 5 -горелка термоудара для отлома надрезанной части капилляра; 6 - горелка для оплавления капилляра; 7 - транспортный орган; 8 - неподвижная линейка с ячейками для ампул; 9 - бункер для сбора обрезанных и оплавленных капилляров ампул

Для резки капилляров ампул применяют и самостоятельные автоматы, например , предложенный П. И. Резепиным, изображен на рис. 4. Кассету с ампулами вставляют в бункер автомата.Ампулы поступают в отверстие вращающегося барабана 2, который подводит каждую ампулу к бруску для подрезки капилляров 3. При этом вращающийся в обратном направлении барабана зубчатый резиновый диск 4 придает ампуле вращательное движение и брусок наносит на капилляр ровный штрих. Затем капилляр обламывается обламывателем 5 и вскрытая ампула поступает в приемник для набора в кассеты.

В момент вскрытия капилляров ампул происходит засасывание внутрь образующихся при разломе стекла частиц стеклянной пыли и окружающего воздуха с содержащимися в нем механическими частицами, что связано с разрежением внутри ампулы. Для предотвращения данного явления в машинах для резки ампул необходимо обеспечить их предварительный подогрев, подавать в зону резки чистый профильтрованный воздух и установить в месте нанесения риски узел обмыва капилляра ампулы фильтрованной обессоленной водой. Эти мероприятия позволяют снизить загрязнение ампулы и облегчают в дальнейшем процесс их внутренней мойки. Дальнейшее развитие ампульного производства идет по пути создания специального оборудования, автоматических поточных линий ампулирования; в этих условиях целесообразно вскрытие ампул производить непосредственно в линии, так как при этом возможно сохранить практически стерильную среду внутри ампулы, полученную благодаря нагреву стекла до высокой температуры в процессе формования.

Рис. 4. Автомат Резепина для отрезки капилляров: 1 — бункер; 2 — вращающийся наборный барабан; 3 — брусок для подрезки капилляров; 4 — зубчатый резиновый диск; 5 — обламыватель; 6 — лоток

Отжиг ампул. Изготовленные на стеклоформующих автоматах и набранные в кассеты ампулы подвергают отжигу для снятия внутренних напряжений в стекле, образующихся из-за неравномерного распределения массы стекла и неравномерного охлаждения ампул в процессе изготовления. Напряжения, возникающие в стекле, тем больше, чем сильнее при охлаждении перепад температуры между наружным и внутренним слоями стекла. Таким образом, при резком охлаждении напряжения в сокращающемся внешнем слое стекла могут превысить предел прочности, в стекле возникнут трещины, и изделие разрушится.

Вероятность возникновения микротрещин в стекле ампул повышается при тепловой стерилизации.

Процесс отжига состоит из следующих стадий:

  • нагрева до температуры, близкой к размягчению стекла,
  • выдержки при этой температуре
  • медленного охлаждения.

Наиболее опасными для ампул являются напряжения, возникающие на границах резкого перехода тонких и толстых стенок и приводящие к растрескиванию ампул во время их хранения. Для контроля ампул на наличие напряжений в стекле используют прибор — полярископ, на экране которого места, имеющие внутреннее напряжение, окрашены в желто-оранжевый цвет. По интенсивности окраски можно приблизительно судить о величине напряжений в стекле. Ампулы отжигают в специальных печах с газовым или электрическим нагревом.

Устройство туннельной печи Мариупольского завода технологического оборудования изображено на рис. 5.

Печь состоит из трех камер: нагрева, выдержки (отжига) и охлаждения ампул. На верхнем своде камеры нагрева и выдержки в тоннеле установлены газовые горелки инфракрасного излучения типа ГИИВ-2, под нижними чугунными плитами, образующими пол печи, помещены горелки инжекторного типа. Для отжига ампулы загружаются в металлические контейнеры капиллярами вверх; в одном контейнере помещается около 500 ампул вместимостью 10 мл. Кассеты в туннеле перемещаются с помощью цепного конвейера.

Рис.5. Устройство печи с газовыми горелками для отжига ампул: 1 — корпус; 2 — камера нагрева; 3 — камера выдержки; 4 — камера охлаждения; 5 — стол загрузки; 6 — стол выгрузки; 7 — газовые горелки; 8 — конвейер; 9 — кассета с ампулами

В камерах нагрева и выдержки ампулы нагреваются до температуры 560—580 °С с выдержкой при этой температуре около 10 мин. Зона охлаждения разделена на две части: в первую часть (по ходу движения) подается противотоком воздух, прошедший вторую часть и имеющий температуру около 200 °С. В первой зоне этой камеры происходит постепенное охлаждение ампул в течение 30 мин. Во второй зоне ампулы быстро охлаждаются воздухом до 60 °С за 5 мин, затем до комнатной температуры и проходят к столу выгрузки.

Принятый двухступенчатый процесс охлаждения исключает возможность возникновения повторных напряжений в стекле ампул. Над верхним сводом печи установлен вентилятор подачи воздуха для охлаждения ампул. Боковые стены печи имеют смотровые окна для наблюдения за работой горелок.

На ряде заводов ампулы отжигают в специальных печах с электронагревом, устройство которых не имеет принципиальных отличий от вышеописанных печей с газовыми горелками. Отжигаемые в этой печи ампулы нагреваются с помощью электрических нагревателей, расположенных в зонах нагрева и выдержки. Для транспортирования контейнеров с ампулами печь имеет цепной конвейер, под и над которым установлены нагревательные спирали из хромоникелевой проволоки. Внутри печь выложена фасонным огнеупорным кирпичом. На выходе в печь подается воздух, движущийся в направлении, противоположном движению контейнеров с ампулами.

На операции отжига ампул заканчивается первая часть технологического процесса ампульного производства.

Последующие операции обработки ампул совершаются во второй его части, а именно — в процессе ампулирования, и выполняются на участках ампульного цеха.

Наполнение ампул, флаконов, определение герметичности, целостности, контроль качества.

Ампулирование состоит из следующих операций:

  • наполнение ампул (сосудов) раствором,
  • запайка ампул или укупорка сосудов ,
  • проверка качества.

Наполнение ампул раствором производится в помещениях первого или второго классов чистоты с соблюдением всех правил асептики. Фактический объем наполнения ампул должен быть больше номинального, чтобы обеспечить нужную дозу при наполнении шприца. ГФ устанавливает нормы наполнения сосудов.

Применяют три способа наполнения ампул:

  • вакуумный,
  • шприцевой
  • пароконденсационный.

Вакуумный способ распространен в отечественной промышленности, по сравнению со шприцевым, являясь групповым, обладает более чем в 2 раза большей производительностью при точности дозирования ±10—15%. Ампулы в кассетах помещают в герметичный аппарат, в емкость которого заливают раствор, подлежащий наполнению, и создают вакуум; при этом воздух из ампул отсасывается, и после сброса вакуума раствор заполняет ампулы. Дозирование раствора в ампулы производится с помощью изменения глубины разрежения, т. е. фактически регулируется объем, подлежащий заполнению, при этом сама ампула является дозирующей емкостью. Ампулы с разными объемами заполняются при соответственно созданной глубине вакуума в аппарате.

Недостатки вакуумного метода:

  • невозможность точного дозирования раствора
  • ампулы при наполнении погружаются капиллярами в дозируемый раствор, через него при создании вакуума проходят пузырьки отсасываемого воздуха, и в ампулы попадает только часть раствора, большая часть которого остается в аппарате и после цикла наполнения сливается из аппарата на перефильтрацию; все это приводит к дополнительному загрязнению и неэкономному расходу раствора.
  • при наполнении загрязняются капилляры ампул, в результате чего при запайке образуются нежелательные «черные» головки от пригара раствора на конце капилляра
  • после наполнения до проведения операции запайки ампул проходит значительный, по сравнению со шприцевым методом наполнения, интервал времени, отрицательно сказывающийся на чистоте раствора и требующий применения специальных устройств для заполнения капилляра инертным газом. Между наполнением и запайкой ампул проходит более 3 мин., что создает дополнительные условия для загрязнения раствора в ампулах механическими частицами и микрофлорой из окружающей среды.

Преимущества вакуумного способа:

  • высокая производительность,до 25 тыс.амп./ч
  • универсальность размеров и форм капилляров наполняемых ампул.

За рубежом вакуумный способ, наполнения ампул применяется только для недорогих препаратов и питьевых растворов.

Полуавтомат для наполнения ампул (рис. 1)

Процесс работы автоматизирован. В емкость устанавливают кассету с ампулами, закрывают крышку и в аппарате создают вакуум, при этом клапаном на нижнем спуске герметизируют аппарат. Подают раствор. Под воздействием вакуума раствор струями поступает из щелей насадки и, омывая верхнюю поверхность ложного дна, стекает под ложное дно, смывая туда механические частицы. Затем в аппарате создают требуемое разрежение, соответствующее дозе раствора, заполняемого в ампулу, и гасят вакуум. Оставшийся в аппарате раствор сливается в приемную емкость и идет на перефильтрацию. Производительность полуавтомата — 60 кассет в час. Длительность цикла наполнения 50 с.

После наполнения ампул вакуумным способом в капиллярах ампул остается раствор, что мешает качественной запайке и загрязняет инъекционный раствор продуктами сгорания.

Растворы из капилляров ампул можно удалить:

— отсасыванием раствора под вакуумом;

— продавливанием раствора стерильным воздухом или инертным газом— обработкой струей пара или водой апирогенной.

Шприцевой способ наполнения ампул получил широкое распространение за рубежом и осуществляется при помощи установок со специальными дозаторами (поршневыми, мембранными и др.). Метод имеет более сложное аппаратурное ампул. оформление, чем вакуумный и более жесткие требования к размерам и форме капилляров .

Рис.2 Шприцевой метод наполнения ампул: 1— ампулы; 2 — поршневой дозатор; 3 — фильтр; 4— шланг; 5 — емкость с раствором для наполнения ампул; 6 — транспортер

Преимущества шприцевого метода:

  • наполнение и запайка производятся в одном автомате.
  • возможность точного дозирования раствора (±2%) и небольшой промежуток времени наполнением и запайкой (5—10 с), что позволяет эффективно использовать наполнение их свободного объема инертным газом, значительно увеличивающим срок годности препарата.
  • при наполнении в ампулу вводится необходимое количество раствора, при этом капилляр ампулы остается чистым, благодаря чему улучшаются условия запайки ампул. Особенно это важно для густых и вязких растворов.

При технологии ампулирования в токе инертных газов ампула, подлежащая наполнению, предварительно заполняется газом и раствор при наполнении практически не соприкасается с окружающей средой (атмосферой) помещения. Это приводит к повышению стабильности многих инъекционных растворов. Несколько полых игл опускаются внутрь ампул, расположенных на конвейере. Вначале в ампулу подается инертный газ, вытесняя воздух, затем подается раствор с помощью поршневого дозатора, и вновь — струя инертного газа, после чего ампула тотчас поступает на позицию запайки.

Недостаток метода:

  • невысокую производительность — до 10 тыс. ампул в час.

Запайка ампул -известно два основных способа запайки ампул с использованием газовых горелок:

— оплавлением кончиков капилляров, когда у непрерывно вращающейся ампулы нагревают кончик капилляра, и стекло, размягчаясь, само заплавляет отверстие капилляра;

— оттяжкой капилляров, когда у капилляра ампулы отпаивают с оттяжкой часть капилляра и в процессе отпайки запаивают ампулу.Для равномерного разогрева капилляра ампулу вращают при запайке. Выбор способа запайки определяется диаметром капилляра. При вакуумном наполнении, когда капилляр ампулы тонкий и хрупкий, наиболее приемлемой технологией до настоящего времени был способ запайки оплавлением. При использовании шприцевой технологии наполнения, когда применяют широкогорлые ампулы с раструбом и способ запайки закаткой неприемлем, используют способ оттяжки части капилляра ампулы.

При тонком капилляре запайка сопровождается образованием крючка на конце капилляра, что считается браком. При капилляре большого диаметра оплавка не происходит в полной мере, так как имеет капиллярное отверстие в месте запайки. Способ требует, чтобы ампулы были строго одной длины. При разбросе длины ампул больше ±1 мм качество запайки резко ухудшается, и брак по запайке может быть значительным. При запайке ампул, наполненных раствором, образуется пригар «черные головки». Капилляры ампул перед запайкой промывают с помощью распылительной форсунки, направляющей распыленную воду для инъекций в отверстие капилляров запаиваемых ампул.

За рубежом, благодаря применению шприцевой технологии мойки и наполнения, запайку выполняют способом оттяжки части капилляра ампул. Вначале разогревают капилляр непрерывно вращающейся ампулы, а затем отпаиваемую часть капилляра захватывают специальными щипцами и, оттягивая, отпаивают и отбрасывают в отходы. Процесс запайки ведется, как правило, по жесткому временному циклу. Для качественной запайки ампулы специально рассортировывают при изготовлении по диаметру капилляра на группы, и настройку операции запайки выполняют в зависимости от используемой в производстве группы ампул. В хорошо организованном производстве брак при использовании этого способа не превышает 1 %.

Запайка с оттяжкой обеспечивает красивый внешний вид ампулы и высокое качество благодаря одинаковой толщине стенки запаянной части и стенки капилляра ампулы. В последние годы разрабатываются другие способы запайки, обеспечивающие высокое качество и производительность.

Для укупорки ампул с огне- и взрывоопасными растворами используется запайка нагревом с помощью электрического сопротивления. Капилляр ампулы вводят снизу в электрический нихромовый нагреватель, стекло размягчается, а капилляр оттягивается и оплавляется.

В тех случаях, когда нельзя запаивать термическим способом, ампулы укупориваются пластмассой, например поливинилбутиролом.

Для укупорки флаконов с инъекционными лекарственными формами используют пробки специальных сортов резины: ИР-21 (силиконовая); 25 П (натуральный каучук); 52-369, 52-369/1, 52-369/2 (бутиловый каучук); ИР-119, ИР-119А (бутиловый каучук).

Резиновые пробки специально обрабатывают с целью удаления с их поверхности серы, цинка и других веществ в соответствии сНТД. Флаконы, укупоренные резиновыми пробками, дополнительно «обкатывают» металлическими колпачками.

Полуавтомат типа ЗП-1 предназначен для закатки алюминиевых колпачков и крышек при укупорке сосудов вместимостью от 50 до 500 мл. Производительность — до 500 флаконов в час.

Контроль качества укупорки (запайки) проходят все сосуды. Для определения герметичности сосудов используют 3 метода.

Применяя первый метод, кассеты с ампулами помещают в вакуум-камеру капиллярами вниз. В капилляре создают разрежение, при этом из негерметично запаянных ампул раствор выливается. Такие ампулы отбраковываются.

Герметичность ампул можно проверить с помощью окрашенного раствора метиленового синего (0,0005%). Если инъекционный раствор подвергают тепловой стерилизации, то горячие ампулы помещают в ванну с окрашенным раствором. При резком остывании в ампулах создается разрежение и окрашенная жидкость проникает вовнутрь негерметичных ампул, которые отбраковываются. Если же инъекционный раствор не подвергают тепловому воздействию, то в аппарате с ампулами, погруженными в окрашенный раствор, создают давление 100±20 кПа, затем его снимают. Ампулы и флаконы с подкрашенным раствором отбраковывают.

Для определения герметичности ампул с масляными растворами используют воду или водный раствор мыла. При попадании такого раствора внутрь ампулы происходит изменение прозрачности и цвета масляного раствора за счет образования эмульсии и продуктов реакции омыления.

Третий метод основан на визуальном наблюдении за свечением газовой среды внутри ампулы под действием высокочастотного электрического поля 20—50 МГц. В зависимости от величины остаточного давления внутри ампулы наблюдается разный цвет свечения. Определение проводят при 20 °С и диапазоне измерений от 10 до 100 кПа.

Производство ампул в заводских условиях