在藥物灌裝過程中，可能由許多不同的原因?qū)е庐a(chǎn)生玻璃微粒Glass particles。其中，灌裝線上的西林瓶破損
Breakage，被普遍公認(rèn)為是顆粒產(chǎn)生和污染的來源之一。但事實上，在常規(guī)的灌裝操作中，西林瓶之間的玻璃間接觸 glass-to-glass
contact也可能會是產(chǎn)生顆粒的直接原因。在PDA的文章中，康寧公司Corning的科學(xué)家認(rèn)為，大量顆粒生成是灌裝線上西林瓶之間摩擦滑動接觸和碰撞事件的結(jié)果。

摩擦滑動

在藥物灌裝操作期間，大量西林瓶受到固定導(dǎo)軌的限制，彼此保持不斷地滑動接觸，導(dǎo)致低速相互作用，例如常用的理瓶轉(zhuǎn)臺(如下圖)。在這種情況下，由于西林瓶堆積量比較多，伴隨較大質(zhì)量，從而產(chǎn)生的力可能也會相對較強(qiáng)。低速與施加的高壓作用力在已經(jīng)相互接觸的西林瓶上相結(jié)合，會導(dǎo)致很大程度上的相互摩擦滑動作用，而西林瓶之間的摩擦可能會在瓶子表面產(chǎn)生明顯的劃痕，進(jìn)而飛濺出玻璃顆粒。這個過程被稱為摩擦滑動接觸。

相互碰撞

除了摩擦滑動接觸外，生產(chǎn)線中西林瓶之間的碰撞也可能是微粒產(chǎn)生的重要來源。這種情況常發(fā)生在“有動力區(qū)”和“無動力區(qū)”相接的過渡位置上，例如一些洗瓶機(jī)和隧道的連接處，洗瓶機(jī)出料星輪或螺桿將瓶子推至連接“死板”上(Dead
plate)，如下圖。在這種情況下，星輪或螺桿通常會以恒定速度，讓西林瓶進(jìn)入前面靜止或緩慢移動的大量累積的西林瓶群組中，導(dǎo)致西林瓶之間發(fā)生碰撞。

機(jī)械接觸造成的玻璃表面損傷是壓痕斷裂力學(xué)領(lǐng)域的一個常見課題。理論上在高載荷下，當(dāng)施加的應(yīng)力超過材料的局部強(qiáng)度時，機(jī)械接觸造成可能會造成玻璃表面損傷。在接觸區(qū)域，施加的應(yīng)力會導(dǎo)致廣泛的微破裂和顆粒生成，并導(dǎo)致表面粗糙。而接觸軌跡中產(chǎn)生的張力和接觸區(qū)域的應(yīng)力都與施加的載荷和材料之間的摩擦系數(shù)(Coefficient
of friction，COF)成正比。

從宏觀(a)和微觀(b)兩個角度，說明西林瓶之間滑動接觸時產(chǎn)生的力和應(yīng)力。拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力的大小都與材料之間的COF成正比。

與許多材料系統(tǒng)相比，清潔玻璃表面之間的COF特別高。而生產(chǎn)過程，在進(jìn)入灌裝線的隔離器或RABS之前，通常要進(jìn)行清洗和干熱滅菌去熱原，這使得瓶子表面非常干凈，COF范圍為0.9至1.0。作為參考，該水平與干燥條件下柏油路面上輪胎的水平相當(dāng)。這種高COF水平導(dǎo)致局部接觸(剪切)應(yīng)力和拉伸應(yīng)力成比例升高，這是顆粒生成的理想條件。

如果知道灌裝線上西林瓶玻璃間接觸是顆粒物的風(fēng)險來源之一。企業(yè)就應(yīng)有義務(wù)識別、理解和控制關(guān)鍵工藝因素，并實施控制、記錄和檢查，以降低外來顆粒物風(fēng)險。當(dāng)然，這些步驟并不能完全解決問題的根本原因。

通過對根本原因的深入了解，知道低COF外表面可以對產(chǎn)品質(zhì)量和安全產(chǎn)生重大的積極影響。那么探索新的材料和方法，就可以大大減少玻璃顆粒污染的產(chǎn)生機(jī)制，從而降低藥品的污染風(fēng)險。因此，提供西林瓶低COF外表面為解決玻璃顆粒污染帶來了一個解決思路和方案。