用于医药包装手段的复合材料、其制备方法和该复合材料的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医药包装用复合材料和涉及制造这种复合材料的方法，所述复合材料 由向其施加了保护层的玻璃或COC或COP基底所制成。本发明还涉及由这种复合材料制成 的容器，和涉及所述复合材料用于防止基底分层和作为阻隔物的用途。
【背景技术】
[0002] 当在医药包装诸如小瓶、安瓿、灌流器或注射器中储存液体产品或液体药物制剂 时，与产品接触的材料必须满足高标准的耐化学性。尤其重要的是，没有物质从包装的壁材 中脱出，其可能污染其中储存的产品。
[0003] 然而，由玻璃制成的包装，当用于储存或施用诸如磷酸盐或柠檬酸盐缓冲液或含 盐溶液的产品时，易于发生玻璃分层。在此情况下，可能释放出玻璃片。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种如下的医药包装用材料，其具有对医疗或医药产品的改 进的耐化学性和耐机械性。
[0005] 这一目的由独立权利要求的主题以非常令人预料不到地简单的方式实现。在从属 权利要求中限定了有利的实施方式和改进。只要在技术上合理，可以组合实施方式的特征。
[0006] 本发明的一个方面涉及一种医药包装用复合材料。医药包装指容器、或小瓶、或注 射器、或灌流器、或安瓿、或管。
[0007] 所述复合材料可包含基底和保护层。所述保护层可视作是用于保护基底和用于防 止基底分层的阻挡层或阻隔层。
[0008] 所述基底可具有与所述保护层接触的接触区域。所述接触区域可包含在基底和保 护层之间的接触区和所述基底的接近表面的区域。因此，所述接触区域具有沿着基底和保 护层之间的接触区的横向延伸，以及垂直于基底和保护层之间的接触区的在基底的深度方 向上的纵向延伸。
[0009] 所述接触区域的纵向延伸或厚度可以为基底厚度的至少0. 0001 %、至少0. 01%、 至少0. 1 %、至少1 %、至少10%或至少50%。纵向延伸也可相当于基底的厚度。
[0010] 所述接触区域的横向延伸可相当于基底表面的至少2ΧΚΓ13%、至少2ΧΚΓ 11%、 至少2ΧΚΓ6%、至少2ΧΚΓ4%、至少0. 01%、至少0. 1%、至少1%、至少10%、至少40%或 者至少50 %的面积。
[0011] 所述基底可由玻璃制成。所述基底可完全由玻璃制成，或仅所述基底的对应于基 底和保护层之间的接触区的区域可由玻璃制成。
[0012] 所述基底在接触区域中的构成可不同于所述基底在接触区域外的构成。构成在此 是指基底的化学和/或物理性质。
[0013] 可以以平基底例如玻璃片的形式或以弯曲的基底例如容器的内表面的形式提供 所述基底。
[0014] 所述保护层可包含陶瓷材料，这意味着其可以形成为晶态陶瓷涂层。
[0015] 所述保护层也可形成为陶瓷材料的非晶涂层，例如形成为陶瓷材料的如下的非晶 层：
[0016] -碳化硅，
[0017] -氧化的碳化硅，
[0018] -氮化的碳化硅，或
[0019] -氧化的氮化的碳化硅，或
[0020] -氮化硅，
[0021] -氮氧化硅，
[0022]-氧化铝，
[0023]-氮化错，或 [0024]-氮氧化铝，或 [0025]-氧化错，或
[0026] -氧化硅，即非晶石英层。
[0027] 此外，所述层可包含氢，且可例如包含氢化的碳化硅、氢化的氧化硅、或上文列出 的其它化合物中任一种的氢化形式。
[0028] 当在玻璃容器中储存液体产品时，可能在储存期间发生玻璃分层，即玻璃片的部 分释放。
[0029] 所述保护层能够将基底密封。如果储存液体产品的容器由所述复合材料制成，则 这有利地允许实现抗分层效果和改进层抗性。
[0030] 所述保护层和其对接触区域或不均质带的表面的共价键合能够有利地抑制离子 扩散出液体产品。这能够防止因产品和基底之间的化学反应造成的基底组分的释放。
[0031] 因此，所述复合材料与常规玻璃基底相比具有增加的耐腐蚀性。
[0032] 本发明的另一方面涉及用于制造包含基底和保护层的复合材料的方法。
[0033] 所述基底可由玻璃制成。基底的在接近基底表面的区域中的构成可不同于基底的 在接近表面的区域外的构成。
[0034] 可使用等离子体、优选在乙硅烷前体的分解下将所述保护层沉积到所述基底上。 所述保护层可由陶瓷材料制成。
[0035] 本发明的另一方面涉及用于制造根据本发明的复合材料的组合方法。
[0036] 在一个方法步骤中，可通过等离子体蚀刻将来自基底的氧转化为气相。
[0037] 在另一个方法步骤中，可通过等离子体沉积将氧沉积在保护层中。
[0038] 在另一个步骤中，在等离子体沉积后，可通过暴露于含氧和/或氮的气体混合物 中，对所述保护层进行后处理。
[0039] 该组合方法允许以非常简单的方式将氮引入层表面中，由此简化制造工艺。
[0040] 本发明的一个方面涉及用于医疗或医药产品的容器。该产品例如包含碱性药物、 蛋白基药物或称作表面活性剂的表面活化剂。
[0041] 至少所述容器的内部可由本发明的复合材料制成。
[0042] 本发明的另一方面涉及本发明复合材料在中空体中用于防止中空体分层或防止 中空体被产品化学侵蚀的用途，所述中空体在其内表面处与液体产品接触。
[0043] 所述中空体可以形成为管或容器，例如液体产品的医药包装或小瓶。
[0044] 所述中空体还可以构造成液体产品的注射器、或灌流器、或安瓿。如果以管的形式 提供中空体，则产品可经过中空体流通。如果中空体被构造成产品的容器，则产品可以保留 或储存在中空体中。
[0045] 本发明的以下改进和实施方式可以与本发明的上述方面组合。
[0046] 在本发明的一个实施方式中，所述基底可由水解级I~V的玻璃制成。
[0047] 特别地，所述基底可由水解级I的硼硅酸盐玻璃制成，所述硼硅酸盐玻璃与其它 玻璃相比具有更好的耐腐蚀性。这一优点可通过用保护层涂布而进一步提高。
[0048] 所述基底在接触区域中的构成可指表面粗糙度。所述基底在接触区域中的表面粗 糙度可不同于所述基底在接触区域外的表面粗糙度。
[0049] 所述基底在接触区域中的构成可指化学组成。所述基底在接触区域中的化学组成 可不同于在所述基底在接触区域外的化学组成。
[0050] 根据一个有利的实施方式，所述接触区域可包含玻璃的化学元素，其中接触区域 的组成在至少一种元素上不同于基底的组成。接触区域可优选地包含：
[0051] -Si 和 O ;或
[0052] -Na、B中的至少一种；或
[0053] -Al、K、Ca、Mg、Ba、Cl 中的至少一种。
[0054] 所述基底在接触区域中的构成可指表面能。所述基底在接触区域中的表面能可不 同于所述基底在接触区域外的表面能。
[0055] 所述基底在接触区域中的构成可指化学蚀刻速率。所述基底在接触区域中的化学 蚀刻速率可不同于所述基底在接触区域外的化学蚀刻速率。
[0056] 根据一种实施方式，所述保护层可通过范德华力和/或共价地连接至基底的表 面。
[0057] 所述保护层可以是非晶的，或可以任选地是部分结晶的、结晶的或纳米结晶的。可 优选地从气相沉积所述保护层。
[0058] 优选地，所述保护层可具有低密度的结构缺陷例如内边界面、孔或微裂纹，或仅很 少的空间延伸的结构缺陷，例如垂直于基底表面取向的内边界面，并由此为腐蚀性侵蚀提 供短的扩散路径。
[0059] 所述保护层可具有波长依赖性吸收率，消光系数随着波长在500nm~250nm范围 内降低而增加，其中所述增加优选是比线性更加陡峭的或更大的。
[0060] 这种吸收特性能够减少或防止基底对短波长光的透过率。鉴于短波长光对药物有 损害效果，如果将复合材料用在医药包装、容器、注射器等中，则这种吸收特性是非常有益 的。提到的吸收特性还在防止伪造（'防伪'）方面是有利的。
[0061] 所述保护层的折射率η在250nm~1000 nm的波长范围内稳定降低，从250nm处 的〈2. 8、优选n 25(lnm~〈2. 5稳定降低至1000 nm处的最终值η ~ 1. 5、优选 ni_nm> ~ 1. 6、更优选~ L 65。此处，"η ~〈X"是指η约为X但小于X，且"η> ~ X" 是指η约为X但大于X。
[0062] 与微晶层相比，非晶保护层的优点可能在于非晶保护层没有晶界的事实。这种晶 界可在扩散造成的腐蚀性侵蚀中形成扩散路径。气相沉积有利地使得形成具有低缺陷密度 和关联的高阻隔效果的层。
[0063] 所述保护层可至少在其子区域或部分中不含二氧化硅SiO2。这可以是特别有利 的，因为在二氧化硅层的情况下，二氧化硅网络特别是被碱性溶液侵蚀和溶解。因此，较低 比例的310 2是优选的。特别地，在层的表面处，优选具有与纯SiOji成不同的层。
[0064] 所述保护层可包含一种或多种以下物质或键：
[0065] -碳化娃 SiC ;
[0066] -氢化的氧化的碳化硅SiC: OH ;
[0067] -氮化的氧化的氢化的碳化硅SiC: OHN ;
[0068] -氮 N ;
[0069] -N-H键，或C-N键，其中这些键可优选地由包含这些键的物质或者N2和含氢的有 机前体生成。
[0070] 在所述保护层中的氮成分的优点在于所述基底变得更耐化学侵蚀。此外，可以进 一步改进层的表面性质例如机械强度。
[0071] 所描述的保护层组成可具有抗分层效果，由此当所述复合材料与液体产品接触 时，例如当产品储存在由所述复合材料形成的容器中时，防止形成玻璃片状粒子。
[0072] 所描述的保护层组成还可产生对碱性产品例如洗涤剂的抗性。这允许防止在基底 表面上的侵蚀，以及在保护层上的水解侵蚀。
[0073] 所述保护层的组成特别是能够大幅地改进对如下的抗性：
[0074] -酸性和碱性溶液；
[0075] -在pH为7到pH为12的范围内的碱性溶液；
[0076] -磷酸盐或柠檬酸盐缓冲液；
[0077] -氯化铵-氨缓冲溶液；
[0078] -乙酸盐缓冲溶液；
[0079] -含有氨基乙酸（甘氨酸）或戊二酸的溶液；
[0080] -含盐溶液，例如含有氯化钠或氯化钾的溶液；