注射用粉针剂中高风险纳米颗粒污染物的显微评估与颗粒污染研究

本研究针对注射用粉针剂中颗粒污染这一关键质量问题，通过显微评估、FTIR和SEM等技术，系统分析了27种头孢曲松钠粉针剂中的可见/不可见颗粒污染物。研究发现60%样品存在玻璃纤维等高风险颗粒，14%样品亚可见颗粒超标，揭示了制药过程中橡胶塞脱落等污染途径，为提升注射剂安全性提供了重要数据支撑。

　　

在医疗实践中，注射用粉针剂的质量直接关系到患者安全。然而近年来，美国FDA数据显示2008-2012年间22%的注射剂召回事件源于可见颗粒污染。这些微小颗粒一旦进入人体循环系统，可能引发血栓、炎症甚至器官损伤。尤其令人担忧的是，头孢曲松钠作为WHO基本药物目录收录的第三代头孢菌素，其全球年使用量巨大，但关于其粉针剂中纳米级颗粒污染的系统研究仍属空白。

澳门圣若瑟大学健康科学学院的研究团队联合巴基斯坦、沙特阿拉伯等多国机构，在《Scientific Reports》发表了突破性研究。研究人员选取巴基斯坦市场27个获批品牌的头孢曲松钠粉针剂（1000mg/瓶），通过创新的多模态分析技术，首次全面揭示了粉针剂中颗粒污染的组成、来源及风险特征。

研究采用四大关键技术：1）光学显微镜结合2000-3750 lx光照条件进行可见颗粒筛查；2）PAMAS S40液体颗粒计数器检测10μm/25μm亚可见颗粒；3）傅里叶变换红外光谱（FTIR）鉴定污染物化学成分；4）原子力显微镜（AFM）和扫描电镜（SEM）解析颗粒表面形貌。所有样品均来自巴基斯坦正规渠道，每个品牌取3个独立样本进行平行实验。

颜色与pH检测

通过芒塞尔比色法和欧洲药典色标评估发现，51%样品重构后呈无色，其余呈浅黄色（表1）。pH检测显示所有品牌均符合药典标准（5.2-8.2），但X9（5.2±0.2）和X17（5.4±0.2）接近下限，提示部分产品缓冲体系存在差异。

颗粒污染特征

视觉检查发现60%样品含可见污染物，包括：

• 玻璃碎片：SEM显示源自瓶体磨损和橡胶塞摩擦（图4D）

• 有机纤维：FTIR在1690 cm^-1处检出C=C键特征峰（图6）

• 白色无定形颗粒：AFM三维形貌显示其表面粗糙度显著高于原料药（图7）

亚可见颗粒分布

PAMAS检测显示14%样品10μm颗粒超标（限值<6000个），其中X16高达6489±2个（表3）。动态光散射（DLS）进一步揭示100-2000 nm纳米颗粒的存在（图8），这些颗粒可能源于橡胶塞材料降解。

污染机制解析

通过SEM观察到橡胶塞颗粒脱落现象（图4A-B），证实机械振动会使橡胶塞产生50-200 nm碎片。FTIR在1000 cm^-1处检测到Si-O-Si键（图6），证实玻璃瓶内壁剥落也是重要污染源。

这项研究首次系统量化了注射用粉针剂的颗粒污染风险：

1. 揭示橡胶塞-玻璃瓶相互作用会产生危险纳米颗粒

2. 建立多技术联用的颗粒溯源方法学体系

3. 为修订USP<788>标准提供实验依据

研究团队建议制药企业优化橡胶塞配方、改进灌装工艺，并呼吁监管部门将纳米颗粒纳入注射剂质控标准。该成果对保障全球每年数亿次注射治疗的安全性具有里程碑意义，特别是对巴基斯坦等发展中国家规范仿制药质量提供了关键技术支撑。