Тестер кислородопроницаемости блистерной упаковки измеряет прохождение кислорода через упаковочный материал или, если оборудование оснащено необходимыми средствами и валидировано для этой цели, внутрь собранной блистерной упаковки. Результат характеризует кислородный барьер упаковки при заданных условиях испытания; он не измеряет напрямую, как долго лекарственный препарат будет сохранять стабильность.

Это различие важно, когда блистерная плёнка соответствует спецификации материала, но готовая упаковка должна также защищать продукт, чувствительный к кислороду. Плёнка, покровный материал, швы и геометрия упаковки могут влиять на воздействие кислорода внутри ячейки. Для корректного испытания сначала необходимо определить, касается ли вопрос только материала или упаковочной системы в целом.

Что показывает измерение

Кислородопроницаемость — это перемещение кислорода через материал из области с более высоким парциальным давлением кислорода в область с более низким парциальным давлением. При типичном испытании плёнки образец разделяет две стороны испытательной ячейки. Одна сторона подвергается воздействию газа, содержащего кислород, а на другой стороне измеряется количество кислорода, прошедшего через образец.

Прибор обнаруживает кислород, достигший измерительной стороны, и рассчитывает скорость передачи на основании параметров испытательной установки. В зависимости от прибора и метода для обнаружения может использоваться датчик, реагирующий на кислород, поступивший на эту сторону ячейки. Полученное значение относится к испытанному образцу и условиям измерения.

При сопоставимых условиях более низкая скорость передачи обычно указывает на более эффективный кислородный барьер. Однако это не означает, что в полости блистера отсутствует кислород: после герметизации внутри может оставаться воздух, а кислород может проникать по путям, не охваченным испытанием плёнки.

Испытания материала и готовой упаковки отвечают на разные вопросы

Блистерная упаковка обычно состоит из сформированной полости и покровного материала. Её характеристики определяются не только номинальными свойствами каждого из этих компонентов. Перед интерпретацией результата необходимо определить, какой образец испытывался.

Плоская плёнка или лист

Испытание плоского образца измеряет передачу кислорода через открытую площадь образца материала. Оно подходит для сравнения поступающих материалов, проверки стабильности между партиями или оценки вариантов барьерной структуры. Результат характеризует образец в подготовленном и испытанном состоянии, но не готовый блистер автоматически.

Это особенно важно для термоформованных блистеров. Формование может изменить локальную толщину листа, в частности в области стенок полости и углов. Поэтому результат испытания плоского листа может служить полезной отправной точкой, но не полностью характеризовать барьерные свойства сформированной полости. Для испытания сформированного образца может потребоваться подходящее приспособление или иной метод.

Собранная блистерная упаковка

Испытание готовой упаковки, если оно поддерживается оборудованием и методом, оценивает проникновение кислорода в упаковку или полость заданной конфигурации. В зависимости от установки результат может учитывать вклад открытых материалов, швов и других элементов упаковки. Такое испытание ближе к конфигурации упаковки, используемой для продукта, но не обязательно позволяет определить, какой именно компонент вызвал измеренное проникновение.

Результаты испытания целой упаковки также зависят от способа её крепления, выбранных для испытания полостей, способа соединения внутреннего пространства с измерительной системой и герметичности самого крепления. Приспособление, создающее непредусмотренный путь проникновения, может исказить результат испытания упаковки. И наоборот, приспособление, закрывающее часть упаковки, может исключить значимую область воздействия.

Практическое различие: используйте результат испытания материала для оценки барьерных свойств материала, а правильно спроектированное испытание упаковки — для оценки собранной упаковки. Нельзя обозначать один результат как другой, не указав образец и метод.

Как читать единицы измерения, не смешивая результаты

Результаты испытания плёнки часто указывают как скорость передачи кислорода (OTR), выраженную в объёме кислорода на единицу площади за единицу времени, например см³/(м²·сут), при заданных условиях. В некоторых методах могут применяться другие единицы или указываться скорость, нормированная на заданную разность давлений. При сравнении результатов необходимо учитывать основу для расчёта объёма и условия по давлению.

Для готовой упаковки результат может указываться как скорость проникновения кислорода на упаковку, на полость или на другую определённую единицу испытания. Площадь упаковки, подвергнутая воздействию, и её геометрия являются частью этого результата. Скорость на упаковку нельзя напрямую сравнивать с нормированной по площади OTR плёнки, если неизвестны соответствующие площади, материалы и допущения, использованные при расчётах.

Термин «проницаемость» также употребляется в нескольких значениях. В техническом смысле коэффициент проницаемости связывает передачу кислорода с толщиной материала и разностью парциальных давлений кислорода в рамках применимой модели. OTR — это измеренная скорость передачи кислорода через образец при заданных условиях. Умножение или деление на номинальную толщину не всегда позволяет достоверно определить коэффициент проницаемости материала для многослойной плёнки, сформированной полости с неоднородной толщиной или упаковки с несколькими возможными путями проникновения.

Условия, которые могут повлиять на результат

Два достоверных результата могут различаться, если образцы испытывались в разных условиях. Прежде чем считать разницу изменением барьерных свойств, проверьте протокол испытания.

• Температура: Передача кислорода может меняться с температурой. Не следует полагать, что результат, полученный при одной температуре, без изменений применим к другим условиям хранения.
• Относительная влажность: Влага может сильнее влиять на одни барьерные слои, чем на другие. Зафиксируйте влажность с соответствующих сторон образца и учтите кондиционирование, предусмотренное методом.
• Движущая сила переноса кислорода: Концентрация и давление кислорода влияют на разность парциальных давлений по обе стороны образца. Для сравнения необходимы совместимые условия по газу и правила представления результатов.
• Состояние образца: Различия толщины, ориентация, складки, повреждения и формование могут влиять на измеряемые барьерные свойства. Для многослойной структуры укажите, какая сторона была обращена к каждой испытательной среде.
• Продолжительность испытания: Кислороду может потребоваться время, чтобы пройти через образец, прежде чем измеряемая скорость приблизится к стабильному значению. Слишком раннее показание может не отражать скорость в установившемся режиме.

Кондиционирование и продолжительность испытания особенно важны для материалов с высокими барьерными свойствами. Для различения очень слабого сигнала и фонового сигнала прибора может потребоваться больше времени. Метод должен определять критерии стабильности, а не полагаться только на произвольно выбранное время измерения.

Проницаемость — это не то же самое, что утечка через шов

Проницаемость — это прохождение газа через материал. Утечка — это поток через непредусмотренный путь, например через канал в шве или физическое повреждение упаковки. Оба явления могут способствовать проникновению кислорода в блистер, но это разные механизмы, для обнаружения или характеристики которых могут потребоваться разные испытания.

Испытание материала на OTR, как правило, не оценивает целостность шва покровного материала. Испытание готовой упаковки на проникновение кислорода, в зависимости от конфигурации и чувствительности, может учитывать как утечки, так и проницаемость, однако общий результат сам по себе может не указывать путь проникновения. Если собранная упаковка работает хуже, чем ожидалось исходя из свойств материалов, логичным следующим шагом будет проверка качества шва и целостности упаковки.

Верно и обратное: упаковка может пройти выбранное испытание на герметичность, но при этом пропускать кислород через материалы. Поэтому испытание на утечки и измерение передачи кислорода дают взаимодополняющие, а не взаимозаменяемые данные. У каждого метода есть свои пределы обнаружения и условия испытания.

От результата по кислороду к решению по упаковке

Измерение проникновения кислорода может быть полезно при оценке стабильности, но оно отражает только одну часть общей картины воздействия. Важны также кислород, уже находящийся в полости, количество продукта и его чувствительность, свободный объём полости, условия хранения и любая вторичная упаковка. Кроме того, продукт может потреблять кислород, поэтому его концентрация внутри упаковки не обязательно прямо показывает общее количество проникшего кислорода.

Поэтому одного значения OTR недостаточно для определения срока годности. Для оценки воздействия на основе данных о барьерных свойствах необходима подходящая модель и обоснованные допущения; подтверждение стабильности продукта требует соответствующих данных по продукту и его упаковке. Расчётную оценку следует отличать от фактического результата испытания стабильности.

При сравнении двух вариантов блистерной структуры сначала определите, на какой вопрос должно ответить сравнение. Если речь идёт об изменении поставляемой плёнки, испытывайте эквивалентные образцы в одинаковых условиях. Если важно определить защиту, обеспечиваемую готовой упаковкой, задайте конфигурацию полости и испытайте собранные упаковки подходящим методом. Если изменился только один результат, это может помочь сузить круг причин, хотя само по себе не доказывает первопричину.

Какие сведения должен содержать полезный протокол испытания

Численный результат гораздо полезнее, если его можно соотнести с образцом и процедурой. Для испытания материала в протоколе следует указать структуру или образец, измеренную или заданную толщину, площадь воздействия, кондиционирование, температуру испытания, влажность, условия по газу и единицы измерения результата. Также следует указать количество образцов и описать любые существенные различия между ними.

Для собранного блистера укажите конфигурацию упаковки, испытанную полость или полости, был ли блистер пустым или содержал заменитель, если это допускает метод, а также способ его соединения с приспособлением. В протоколе должно быть ясно указано, относится ли результат к одной полости, упаковке или нормирован на другую величину. Особые условия подготовки образца, повреждённые образцы и отклонения от предусмотренной процедуры следует зафиксировать вместе с результатом.

Наконец, проверьте, находится ли измеренная скорость в рабочем диапазоне прибора и метода. Показание вблизи предела обнаружения или количественного определения может обосновывать лишь ограниченный вывод. Представление такого показания как точного сравнения образцов с очень высокими барьерными свойствами может создавать впечатление большей достоверности, чем обеспечивает измерение.