CN105082684A - 一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，该医用输液膜采用七层膜复合结构，包括由外向内依次排列的A/B/C/D/E/F/G层，其中A层为共聚酯醚PCCE和聚萘二甲酸乙二醇酯反应共混酯化而成的混合树脂外层，B层为乙烯甲基丙烯酸酯共聚物组成的第一粘合层，C层为茂金属线性聚乙烯组成的次芯层，D层为耐高温乙烯-乙烯醇共聚物组成的芯层，E层为茂金属线性聚乙烯组成的次芯层，F层为茂金属线性聚乙烯接枝马来酸酐组成的第二粘合层，G层为乙烯-丙烯共聚物组成的内层；该医用输液膜具有环境友好、透明度良好、热焊封性优良、耐高温、耐化学性及高阻隔性等特点，可广泛应用于高阻隔医用输液包装领域。

Description

一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜

技术领域

本发明属于医用高分子材料领域，具体涉及一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜。

背景技术

我国大输液年需求量已达到100多亿（瓶）袋，并以每年15～20%的速度递增，位居世界首位。玻璃瓶和塑料瓶输液包装材料由于存在诸多缺陷，将逐步被新产品所取代，致使使用率呈下降趋势。但目前市场上大量的PVC输液软袋中含有增塑剂DEHP，这种增塑剂会从输液软袋中溶出混入药液中，不少患者因此而出现热原反应，破坏男童的生殖机能，甚至对孕妇腹中的胎儿造成伤害。国家药品监督管理局也曾于2000年11月明文指出新上或改造输液生产项目时应该考虑不宜采用PVC袋子灌装输液。不仅如此，含PVC的输液膜处理也非常麻烦，无论是焚烧还是深埋都会造成环境污染。而二噁英是世界医学界所公认的强致癌物质，对人类生殖系统、内分泌系统和神经系统都会造成严重伤害。我国国家环保总局也明确规定不得使用PVC医疗包装袋。再加上PVC膜对氧气和水蒸气的透过率高、温度适应性差（-30℃即脆裂），高温灭菌时易变形（不能高于109℃），抗拉强度较低等，种种缺陷限制了其作为药包材料尤其是输液包装材料的进一步推广使用。

目前我国大部分多层共挤输液软袋灌装生产线都使用美国希锐尔公司生产的M312膜，这种膜的结构为五层共挤(改性乙烯-丙烯聚合物／聚乙烯／聚乙烯／乙烯甲基丙烯酸酯聚合物／多酯共聚物)，价格昂贵、供货周期长，资金占用量大。巨大的输液包装材料高端市场完全为外国公司所垄断。美国希锐尔公司生产的M312输液软袋包装膜，是目前世界上公认的最先进的多层共挤输液软袋包装膜，具有无毒，无污染，耐高温，等性能，在121℃、15分钟消毒，仍能保持完好状态。通过生物、物理、化学等主要技术指标的测试，都达到了安全使用的要求。因此垄断着我国90%以上的多层共挤输液软袋包装膜市场。但是，目前国内外使用的多层共挤输液软袋包装膜，其阻湿阻氧性能只能满足葡萄糖、盐水及一般治疗性药物制剂的包装，不能满足脂肪乳、氨基酸、血浆代用输液和治疗性输液等制剂对高阻隔包装材料的要求。因此，这些药物制剂的包装大部分还在沿用传统的玻璃瓶包装，少数采用多层共挤输液软袋包装的，也必须使用外加袋及吸氧剂包装，这种方式不仅增加了成本，也增大了在包装、运输及使用过程中，由于外袋的破损而造成的高阻隔性能的下降，从而导致药物制剂的失效变质。另外，现有的多层共挤输液包装膜泡沫实验不合格也是困扰国内外输液行业多年的技术难题，产生泡沫的原因主要由两方面，一方面是由于采用了辐射交联生产工艺，中间层的超低密度聚乙烯分子链发生断链，产生了大量的小分子游离到薄膜表面，并迁移到药物中，从而产生泡沫；另一方面是加工过程中聚酯树脂发生了热氧降解，产生的小分子迁移到药液产生泡沫。

21世纪是环保世纪，环境题目日趋重要，构筑循环经济社会，走可持续发展道路已成为全球关注焦点和迫切的任务。为适应新时代的要求，塑料包装材料除要求能满足市场的要求外，其发展必须以节省资源，节约能源，用后易回收利用，易处置或被易环境消纳或降解为技术开发的出发点。随着环境治理标准IS14000系列的实施，其中环境友好、易回收再利用的新兴的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)绿色塑料包装材料备受关注。PEN的机械性能较PET高，具有耐高温性、高透明度和高阻隔性等。PEN不像EVOH(乙烯-乙烯醇聚物)和尼龙的阻隔性受环境湿气影响很大，其阻隔性可与PVDC(聚偏二氯乙烯)相匹敌，PEN树脂可以反复使用20余次，没有任何环保方面的问题。但因为PEN结构中的萘环比PET结构中的苯环具有更大共轭性和刚直性，因此单独使用PEN制多层共挤输液膜的外层，柔软度、耐化学性和耐UV性较差。而PCCE共聚酯醚（1，4-环己烷二羧酸、1，4-环己烷二甲醇和聚1，4-丁二醇的共聚物）是一种脂环族聚酯弹性体，与芳香族聚酯PEN相比，PCCE弹性体具有良好的耐UV性、耐化学性和较低的模量，同时还具有优异的强度、韧性和透明度。通过对现有技术文献的检索发现，尚未见到PCCE共聚酯醚作为外层相关的报道。

发明内容

本发明的目的在于设计提供一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜的技术方案，该医用输液膜具有环境友好、透明度良好、热焊封性优良、耐高温、耐化学性及高阻隔性等特点，满足国内外对高阻隔医用输液包装材料的使用需要。

为解决上述目的本发明提供一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，该医用输液膜采用七层膜复合结构，由外向内依次为A/B/C/D/E/F/G层，其特征在于：所述的A层为外层，材料为由1,4-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二甲醇和聚1,4-丁二醇的共聚而成的共聚酯醚PCCE和聚萘二甲酸乙二醇酯反应共混酯化而成的混合树脂；B层为第一粘合层，材料为乙烯甲基丙烯酸酯共聚物；C层为次芯层，材料为茂金属线性聚乙烯；D层为芯层，材料为耐高温乙烯-乙烯醇共聚物；E层为次芯层，材料为茂金属线性聚乙烯；F层为第二粘合层，材料为茂金属线性聚乙烯接枝马来酸酐；G层为内层，材料为乙烯-丙烯共聚物。

所述A层中的共聚酯醚PCCE与聚萘二甲酸乙二醇酯的重量比为80/20。

所述的A/B/C/D/E/F/G各层所采用的材料均为医用级。

所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为18μm、10μm、40μm、50μm、40μm、10μm、18μm。

所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为20μm、8μm、45μm、52μm、45μm、8μm、20μm。

所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为19μm、12μm、40μm、60μm、40μm、12μm、19μm。

本发明中，A层为外层，材料为共聚酯醚PCCE（1,4-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二甲醇和聚1,4-丁二醇的共聚物）和聚萘二甲酸乙二醇酯PEN按80/20的重量比反应共混酯化而成，提供优良的热焊性、保护性和高阻氧阻湿性；

B层为第一粘合层，材料为乙烯甲基丙烯酸酯共聚物，提供A层与C层间的粘合作用；

C层为次芯层，材料为茂金属线性聚乙烯，提供水汽阻隔性和柔软性；

D层为芯层，材料为耐高温乙烯-乙烯醇共聚物，提供氧气阻隔性和柔软性；

E层为次芯层，材料为茂金属线性聚乙烯，提供水汽阻隔性和柔软性；

F层为第二粘合层，材料为茂金属线性聚乙烯接枝马来酸酐，提供E层与G层间的粘合作用；

的G层为内层，材料为乙烯-丙烯共聚物，该层为封口层，具有良好的输液产品的相容性，优秀的热焊封性和优良的缓冲外界撞击性。

本发明研由于采用了分子设计和反应共混改性技术，研制微观结构均匀、环境友好、透明度良好、热焊封性优良、耐高温、耐化学性及高阻隔性能柔软的新型多酯共聚物PCCE/PEN材料，并结合独特的多层结构设计，组成最佳交叉用结构材料，结合工艺配方设计，输液膜多层共挤采用全密闭充氮工艺，避免了辐射交联改性导致分子链断链及聚酯材料的热氧降解所产生的小分子迁移至药液中，从而导致泡沫实验不合格的问题，解决困扰国内外输液行业多年的技术难题。本发明研制的“一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜”，起步水平高，将填补我国乃至世界在该领域的空白，也解决了相关企业的急需。

本发明的有益效果是由于采用了独特的多层结构设计，组成优异的交叉用结构材料，结合工艺配方设计，不仅具备现有医用输液膜所有的特性，而且所使用的材料均为环境友好型惰性医用高分子材料，不含氯乙烯单体，使用废弃燃烧后不会产生二噁英，不会对人体产生潜在的危害；输液膜多层共挤采用全密闭充氮工艺，避免了辐射交联改性导致分子链断链及聚酯材料的热氧降解所产生的小分子迁移至药液中，从而导致泡沫实验不合格的问题；此外对氧和水汽阻隔性得到显著提高，完全能替代玻璃输液瓶满足脂肪乳、氨基酸、血浆代用输液和治疗性输液等制剂对高阻隔包装材料的要求。

附图说明

图1是本发明实施例各层结构示意图。

图2是本发明各具体实施例情况表。

图3是本发明各具体实施例物理化学性能检验结果表。

图中序号：1、外层；2、第一粘合层；3、芯层；4、芯层；5、次芯层；6、第二粘合层；7、内层物。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1，如图1所示，一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，该医用输液膜采用七层膜复合结构，由外向内依次为A/B/C/D/E/F/G层，：所述的A层为外层2，材料为由1,4-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二甲醇和聚1,4-丁二醇的共聚而成的共聚酯醚PCCE和聚萘二甲酸乙二醇酯反应共混酯化而成的混合树脂；B层为第一粘合层⑵，材料为乙烯甲基丙烯酸酯共聚物；C层为次芯层3，材料为茂金属线性聚乙烯；D层为芯层4，材料为耐高温乙烯-乙烯醇共聚物；E层为次芯层5，材料为茂金属线性聚乙烯；F层为第二粘合层6，材料为茂金属线性聚乙烯接枝马来酸酐；G层为内层⑺，材料为乙烯-丙烯共聚物；所述的外层中的共聚酯醚PCCE与聚萘二甲酸乙二醇酯的重量比为80/20；所述的A/B/C/D/E/F/G各层所采用的材料均为医用级；所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为18μm、10μm、40μm、50μm、40μm、10μm、18μm。

实施例2，所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为20μm、8μm、45μm、52μm、45μm、8μm、20μm，余同实施例1。

实施例3，所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为19μm、12μm、40μm、60μm、40μm、12μm、19μm，余同实施例1。

三个具体实施例情况见图2，本发明各具体实施例情况表。除了A层材料为反应共混自制外，本发明所用的其它材料均为市场采购，所有生产制备过程均在万级洁净区域进行，而七层共挤出医用输液膜在万级净化氮气或氩气条件下采用七层共挤出吹膜技术生产。

将上述三个具体实施例制备的七层共挤出医用输液膜进行性能测试。

泡沫实验为取供试液5ml，置于具塞试管（内径15mm，高度200mm）中，剧烈振摇3min，产生的泡沫应在3min内消失。所述供试液取七层共挤出医用输液膜平整部分内表面积600cm²，切成5cm×0.5cm的小块，经水洗并室温干燥后，置于500ml的锥形瓶中，加水200ml密封后，置于高压蒸汽灭菌器中121℃加热30min，放冷至室温，作为供试液；另取水同法操作，作为空白对照液。

另外参照标准《最终灭菌医疗器械的包装》GB19633-2005、《药品包装用复合膜、袋通则》YBB0013-2002和《国家药品包装容器（材料）标准》YBB0011-2005进行力学性能、水蒸气和氧气阻隔性能和透光率等性能的检测。具体测试结果如图3，本发明各具体实施例物理化学性能检验结果表所示。

七层共挤出医用输液膜符合中华人民共和国药典2010年版二部XIXC原料药与药物制剂稳定性试验指导原则及美国药典USP6级的相关要求，通过ISO10993相关检测，特别是生物活性USP测试，如体外细胞毒性试验、刺激和皮肤致敏试验、全身毒性试验和溶血试验等均完全符合要求；环境友好型高阻隔七层共挤膜与脂肪乳和氨基酸注射液的相容性均达到《卫生部药品标准》98版的标准规定要求；在121℃、20min高温蒸汽消毒后膜的核心层无白化现象，无游离物析出和热降解现象发生，极低的抽出率，且共挤膜材质与所盛装药液不发生任何反应，且高温蒸汽消毒后的用膜光学性能、热封合强度均无大的变化；可任意折叠，不发生折痕，柔软的用膜包装袋盛装药液后，在外界大气压作用下，即可排净药液；耐低温（-30℃）储存性能好，避免药液低温条件下运输储存过程中挤压、冲撞而发生泄漏，低温抗冲击性、耐穿刺性较高。

Claims (6)

1.一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，该医用输液膜采用七层膜复合结构，由外向内依次为A/B/C/D/E/F/G层，其特征在于：所述的A层为外层⑴，材料为由1,4-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二甲醇和聚1,4-丁二醇的共聚而成的共聚酯醚PCCE和聚萘二甲酸乙二醇酯反应共混酯化而成的混合树脂；B层为第一粘合层⑵，材料为乙烯甲基丙烯酸酯共聚物；C层为次芯层⑶，材料为茂金属线性聚乙烯；D层为芯层⑷，材料为耐高温乙烯-乙烯醇共聚物；E层为次芯层⑸，材料为茂金属线性聚乙烯；F层为第二粘合层⑹，材料为茂金属线性聚乙烯接枝马来酸酐；G层为内层⑺，材料为乙烯-丙烯共聚物。

2.根据权利1所述的一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，其特征在于：所述的A层中的共聚酯醚PCCE与聚萘二甲酸乙二醇酯的重量比为80/20。

3.根据权利1所述的一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，其特征在于：所述的A/B/C/D/E/F/G各层所采用的材料均为医用级。

4.根据权利1或2或3所述的一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，其特征在于：所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为18μm、10μm、40μm、50μm、40μm、10μm、18μm。

5.根据权利1或2或3所述的一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，其特征在于：所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为20μm、8μm、45μm、52μm、45μm、8μm、20μm。

6.根据权利1或2或3所述的一种环境友好型高阻隔多层共挤出医用输液膜，其特征在于：所述的A/B/C/D/E/F/G各层的厚度依次为19μm、12μm、40μm、60μm、40μm、12μm、19μm。