“在生物制药领域,冻干制剂因其卓越的稳定性备受青睐。然而,一个常见的“颜值”问题——冻干后玻璃瓶内壁出现白色雾状附着物(即“小瓶雾化”),却时常困扰着制药企业。这虽不影响药效,但可能引发对包装完整性的担忧,导致产品报废率上升,从而增加成本。因此制药行业正积极寻求有效方法来解决药瓶雾化的问题。最近,来自药明生物的研究团队在《European Journal of Pharmaceutical Sciences》上发表了最新成果,揭示了小瓶雾化的关键影响因素,并提出了前瞻性的解决方案。这也是小编目前看到的关于小瓶雾化最完善的研究,特总结分享给大家,希望能为大家在后续开发中提升冻干产品外观质量提供一些创新策略。”
1 什么是“小瓶雾化”?为何需要关注?
冻干完成后,我们期望得到一块均匀、完整的“蛋糕”。但现实是,蛋糕可能出现塌陷、开裂、回融等多种外观缺陷,“小瓶雾化”就是其中一种颇具挑战性的问题。它表现为瓶壁上一层顽固的白雾。

别以为这只是“面子问题”!雾化现象会让人怀疑瓶子的密封性是否完好,从而在严格的质量检查中增加产品的不合格率,直接推高生产成本。
雾化的“元凶”到底是谁?
表面能?
表面张力?
2 表面能 vs. 表面张力
传统理论认为,雾化与“马兰戈尼效应”有关,即溶液在表面张力梯度的驱动下爬升并附着在瓶壁上。本研究则通过精密实验,量化了两个核心参数的影响:
● 小瓶的“表面能”:可以理解为瓶壁的“粘附力”。表面能越高,瓶壁越容易“抓住”溶液;
● 药液的“表面张力”:药液表面收缩的能力。表面张力越低,药液越容易铺展和润湿。
研究发现,雾化的严重程度与小瓶的表面能成正比,与药液的表面张力成反比。也就是说,瓶壁越“粘”,药液越“散”,雾化就越严重。
3 关键发现:如何从源头控制雾化?
① 小瓶类型是决定性因素
研究对比了不同品牌和工艺的小瓶(如涂层瓶 vs. 未涂层瓶)。结果一目了然:

● 涂层小瓶(如Schott、Ompi涂层瓶):表面能极低(<32 mN/m),能有效防止溶液爬升,几乎不雾化;
●未涂层小瓶:表面能较高(>60 mN/m),雾化现象非常明显。甚至不同厂商的未涂层瓶,表面能和雾化程度也有差异。
结论:选择低表面能的涂层小瓶是解决雾化问题最直接有效的方法。
② 去热源工艺是“隐形推手”
小瓶在灌装前需进行高温去热源处理。研究发现,这个必要的工艺也会改变瓶壁性质:

●未经清洗和去热源处理的小瓶,表面能最低,雾化最轻。
●经过250°C/1小时处理后,表面能升高,雾化加重。
●经过更剧烈的350°C/0.5小时处理后,表面能最高,雾化也最严重。
启示:在满足无菌保证的前提下,应谨慎评估和选择去热源工艺参数。
③ 处方中的表面活性剂是“双刃剑”
表面活性剂(如PS80、PS20)对维持蛋白药物的稳定性至关重要,但它们会显著降低药液的表面张力。

研究显示:
●表面活性剂浓度越高,表面张力降得越低;
● PS20降低表面张力的效果比PS80更强;
●相应地,使用PS20或更高浓度表面活性剂的处方,冻干后雾化也更严重。

策略:在保证药物长期稳定性的前提下,应优化表面活性剂的种类和浓度,寻找稳定性和外观之间的最佳平衡点。
4 总结
这项研究清晰地指出,通过调控 “小瓶表面能”和 “药液表面张力”这两个关键变量,可以有效预测和管理冻干产品的雾化问题。高表面张力、低表面能的组合是抑制雾化的理想条件。
这为制药企业在研发早期(如处方筛选、包材选择、工艺设计)提供了一种基于科学数据的决策思路,无需等到冻干终点再被动应对,从而节省大量时间和成本。
文献来源: Impact of surface energy and surface tension on vial fogging within lyophilized drug products.
声明: 本文内容是对已发表学术论文的解读,旨在传播科研信息,不构成任何医疗或投资建议。
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