制藥級硅膠軟管的長處和局限性
　　軟管這些年頗受認(rèn)可，由于它的本錢低、運用方便，格外適用于一次性運用，能夠下降與確效、就地清潔（CIP）或就地滅菌（SIP）和污水處理有關(guān)的本錢。挑選適宜的軟管并不是一項簡略的任務(wù)：供貨商也許不會公開供給其軟管的成分（氟橡膠、聚氨酯、聚氯乙烯、有機(jī)硅、聚烯烴等），可是會供給對其規(guī)劃用處的觀念。
　　事實上，有機(jī)硅彈性體的機(jī)械強(qiáng)度有限，只代表了周圍所運用的聚合物的一小有些，但其間一些性質(zhì)使顯現(xiàn)了其在制藥運用方面的獨特性。硅膠管有關(guān)參數(shù)的具體清單，包含到達(dá)或達(dá)不到的參數(shù)。今日，硅膠管已被廣泛運用于很多操作程序以協(xié)助制藥出產(chǎn)，包含液體傳輸、蠕動泵送和灌裝操作。
　　有機(jī)硅的性質(zhì)
　　有機(jī)硅具有很多有意義的性質(zhì)，使其合適運用于各種軟管，其間一些性質(zhì)列出如下。有機(jī)硅聚合物。有機(jī)硅是很多商品的商業(yè)稱號，但大多數(shù)由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成。這些聚合物的特點是共價鍵強(qiáng)度高，抗均裂斷鏈（有機(jī)硅具有紫外線（UV）穩(wěn)定性；也具有熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，所以簡單滅菌）。其極性主鏈易發(fā)作異裂斷鏈，但鏈上的甲基基團(tuán)可供給維護(hù)作用。
　　因而，有機(jī)硅具有疏水性，水在聚二甲基硅氧烷（PDMS）模型外表的接觸角較高，為108°。由于這種疏水性，在缺少外表活性劑的情況下，有機(jī)硅與水介質(zhì)不發(fā)作反響，僅在強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的環(huán)境中才會發(fā)作反響。由于PDMS鏈之間的甲基-甲基分子間彼此作用較小，PDMS表現(xiàn)出十分低的玻璃化溫度（Tg為146K），這是有機(jī)硅變成彈性體的一項要害性質(zhì)。 PDMS與烴類“相容”（聚合物在這些非極性溶劑中溶解，而彈性體在這些溶劑中吸收并溶脹）。 PDMS對很多低分子量物質(zhì)/非極性物質(zhì)具有高通透性，例如上述烴類或氣體。這一性質(zhì)可用于細(xì)胞培育的氧合作用，例如用于Corning E-Cube培育系統(tǒng)。
　　有機(jī)硅聚合物的構(gòu)成現(xiàn)已過多方查看。關(guān)于此處所評論的運用，格外是關(guān)于雜質(zhì)，值得注意的是有機(jī)硅聚合物的構(gòu)成從蒸餾成分開端，并不觸及溶劑或重金屬。雜質(zhì)基本上是較短的直鏈或環(huán)狀低聚物，具有必定的揮發(fā)性。這些物質(zhì)常用作開始低聚物，或在聚合反響過程中生成。
　　有機(jī)硅彈性體。選用交聯(lián)反響（固化）簡單將有機(jī)硅聚合物轉(zhuǎn)化為立體網(wǎng)狀物或彈性體。關(guān)于軟管制造，首選兩種交聯(lián)反響：一種是以過氧化物致使，用過氧化物發(fā)作自由基 R'，致使鏈之間的鍵合；另一種是鉑催化，有機(jī)金屬鉑復(fù)合物在將SiH基團(tuán)參加乙烯基團(tuán)過程中起催化作用。這種反響的優(yōu)勢是無副商品（加成反響），只運用少數(shù)催化劑（10ppm鉑），無需進(jìn)行二次固化。

軟管在擠出成型后包裝供給，通常為50英尺線圈型，獨自裝在雙層密封聚乙烯袋中。值得一提的是，由于硅氧烷具有熱固性，它們不能被再加工好像熱塑性塑料。出于相同的要素，它們不能熱密封；因而，連接時，硅膠管套在軟管倒鉤接頭上，并用兩根扎帶從相反方向系牢，固定好軟管。共模壓成型是可行的，有時用于醫(yī)療器械范疇。
　　軟管挑選需求思考幾個重要要素。接下來的章節(jié)中將通過對比各種軟管資料的性質(zhì)以及它們在傳輸泵運轉(zhuǎn)中的功能來解決這些疑問。
　　軟管功能
　　這篇文章扼要概述了制藥出產(chǎn)中現(xiàn)在用于液體傳輸、蠕動泵和灌莊操作軟管（尤其是硅膠管）。這篇文章介紹了這種硅膠管的長處和局限性，并評論了需求思考的變量。
　　外觀和機(jī)械功能
　　與一些有機(jī)熱塑性塑料對比，有機(jī)硅的透明度最佳描繪為“半透明”。這一成果是由于制造軟管的有機(jī)硅彈性體由有機(jī)硅聚合物和無定形二氧化硅構(gòu)成。由于這兩種資料具有不一樣的折射率，并且沒有特定混合法來使它們般配，因而一切硅膠管都是半透明的。
　　固化后，有機(jī)硅彈性體表現(xiàn)出有意義的機(jī)械功能，這包含中等硬度和高開裂伸長率，但拉伸強(qiáng)度比聚氨酯（PU）低。與聚四氟乙烯（PTFE）對比，它們具有發(fā)粘的外表和較高的摩擦系數(shù)，但剛性要小得多。
　　由于具有疏水性并且是優(yōu)秀的電絕緣體，所以它們會招引灰塵。它們的工作溫度規(guī)模比聚氯乙烯（PVC）更大。
　　硅膠管也許存在的各種缺點包含：擠出線或凝膠（也許是在擠出機(jī)中過早固化致使）；氣泡（固化過程中濕氣也許被雙輥磨的冷卻輥筒吸收構(gòu)成水蒸氣，或 H-Si≡與鉑固化商品中的羥基物質(zhì)發(fā)作副反響構(gòu)成氫氣）；微粒污染。
　　斷定這些缺點的限值不是一件簡單的事，但它們應(yīng)在供貨商的出售規(guī)范中得到具體闡明。與軟管擠出用有機(jī)硅彈性體有關(guān)的 ISO規(guī)范乃至也參閱了一些目視查看。與機(jī)械功能有關(guān)的別的疑問觸及占地面積和轉(zhuǎn)移。這兒的疑問是運用最小的占地面積來“辦理”制藥出產(chǎn)中的軟管，一起防止扭結(jié)等疑問。需求思考的變量包含曲折半徑（在曲折有些最內(nèi)外表測得的軟管曲折有些的半徑）和曲折力（曲折至規(guī)則半徑所需的應(yīng)力）。
　　硅膠管有時可通過外部印刷符號，但由于其外表能較低，油墨粘附性不太好，運用常用溶劑進(jìn)行清潔過程中即可簡單擦除。有機(jī)硅也可混色。硫酸鋇常用作白色填料進(jìn)行基底混色，或用于X-射線不透性醫(yī)療器械的共擠出條。
　　操作溫度
　　由于低玻璃化溫度和高熱穩(wěn)定性，有機(jī)硅的操作溫度規(guī)模較廣。有機(jī)硅引證的操作溫度規(guī)模是-80~215°C，對任何商用彈性體來說，這個操作規(guī)模都是最廣的。
　　耐化學(xué)性格
　　雖然它們不太也許存在于發(fā)酵或灌注操作等制藥加工過程中，但有兩個要素約束了有機(jī)硅的耐化學(xué)性格：某些有機(jī)溶劑致使溶脹，以及強(qiáng)堿或強(qiáng)酸致使化學(xué)降解。
　　有機(jī)硅的溶脹出現(xiàn)在甲苯等烴類非極性有機(jī)溶劑中。在溶脹時，分量比（w/w）會添加 200%，致使彈性體的機(jī)械功能減弱，但鍵實際上并未開裂，而是彈性體被“稀釋”。溶脹取決于時刻和分子量，由于它受分散的操控。低分子量有機(jī)硅的硅膠管溶脹很快，而高分子量有機(jī)硅則較慢（表2）。
　　另一方面，有機(jī)硅在富含強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的情況下會發(fā)作降解，致使硅氧烷鍵的水解并致使的硅氧烷主鏈的解聚。這構(gòu)成了各種“衡量”表（表2），由于測驗條件和評定并不老是具有可比性，其間有時會包含彼此對立的信息。此外，組構(gòu)成分也許顯現(xiàn)出比單一成分更強(qiáng)效。例如，水、酒精和強(qiáng)堿混合物能夠從實驗室玻璃器皿上“洗去”有機(jī)硅，而獨自成分則無作用。因而，毫無疑問，有必要逐一評價相容性。
　　純度和溶出物
　　藥品檢驗人員現(xiàn)在將軟管和容器中物質(zhì)搬遷的疑問分為“分出物”和“溶出物”。前者是指在正常運用條件下搬遷的物質(zhì)，而后者則需求過高的溫度或強(qiáng)效溶劑（“最壞情況”）。溶出物應(yīng)當(dāng)包含分出物，而這一術(shù)語將在這兒作進(jìn)一步評論。
　　在這兩種情況下，用增塑劑制成的軟管估計也許會比無添加劑的軟管發(fā)作更多的溶出物。有機(jī)硅自身不需求增塑劑、穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑或抗氧化劑。因其出產(chǎn)方法的影響，有機(jī)硅的重金屬含量很少，通常少于10ppm。鉑復(fù)合物用作交聯(lián)反響的催化劑，但量很少（10ppm鉑）；一旦固化，即便運用了強(qiáng)效溶劑，溶出物中也檢測不出可量化水平的鉑。關(guān)于有機(jī)硅，溶出物大有些由短鏈低聚物6-(SiMe2O)n-構(gòu)成，因而其可接受殘留量可通過危險評價斷定。
　　引薦的條件可使溶出物從商品中別離，并盡也許削減溶脹，由于溶劑回收率較小，且溶出物墮入溶脹的彈性體網(wǎng)狀物中，這也許會影響數(shù)據(jù)的解說。
　　在運用的溶劑中，丙酮取得了最高濃度的溶出物（分量比約2%），而乙醇、水或其它水介質(zhì)取得了較低濃度的萃取物。依據(jù)這項研討的目的，丙酮也許是“過度”研討的抱負(fù)溶劑。硅膠管樣本結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，由于硅膠管樣本厚度越厚，溶出率越低。正如意料的那樣，儲存時或滅菌后，溶出物削減。
　　清潔與滅菌
　　軟管以“擠出成型”方法包裝。一篇對與浮游生物孵化有關(guān)的有機(jī)硅與別的軟管的對比的文章提到了運用前清潔的重要性：有機(jī)硅未施加顯著影響，而別的軟管則下降了浮游植物的成長速度，闡明在某些情況下清潔后影響被消除。一些人在運用前用打針用水（WFI）清潔，隨后在空調(diào)房內(nèi)用緊縮空氣干燥，但供給的細(xì)節(jié)很少。因其穩(wěn)定性，有機(jī)硅簡單滅菌。通常滅菌程序包含：
　　運用高壓滅菌器（蒸汽）達(dá)一個規(guī)范重力蒸汽滅菌周期（30min，15psi，121℃）或高速蒸汽滅菌周期（15min，30psi，132℃）。注意，有機(jī)硅資料比熱塑性塑料等資料更難加熱，由于它們具有絕熱性質(zhì)，因而也許需求更多的時刻加熱。
　　伽瑪輻射，高達(dá)2.5Mrad（25kGy）的劑量不會對機(jī)械功能發(fā)作負(fù)面影響（更高的劑量也許會致使一些改變）。
　　環(huán)氧乙烷（ETO），給予足夠時刻徹底鏟除殘留環(huán)氧己烷氣體。已研討了不一樣軟管滅菌后環(huán)氧乙烷的殘留水平，與聚氯乙烯或聚酯-聚氨酯軟管對比，有機(jī)硅吸收較少環(huán)氧乙烷且能更快開釋。
　　泵操作中的軟管功能
　　蠕動泵送的長處很明顯（關(guān)閉系統(tǒng)，無來自泵的空氣或潤滑劑造成外界污染的危險）。這項技能不只用于制藥加工，并且還用于心肺轉(zhuǎn)流術(shù)或血液透析中體外血液循環(huán)血液泵。這些都是請求最高的軟管運用。它們不只請求耐“化學(xué)品”，并且請求在運用過程中抗變形（如在軟管變平常下降流速），以及抗災(zāi)難性毛病/走漏（上泵的運用壽命）。上泵的運用壽命取決于很多要素，例如泵的設(shè)置、泵送商品，以及軟管資料自身。整體而言，只思考上泵的運用壽命時，雖然有很多對立數(shù)據(jù)，但某些有機(jī)熱塑性塑料的功能好像比有機(jī)硅十分好。
　　彈性體的恢復(fù)才能或回彈性十分重要，能夠通過實驗進(jìn)行測量，例如緊縮形變（通過永久性緊縮后，還有多少“回憶”保留在彈性體中）或遲滯（“低應(yīng)力-松懈”周期之間有多少能量被消散）。
　　剝裂是指蠕動泵送過程中但在災(zāi)難性毛病或走漏前于管壁發(fā)作的降解并開釋的顆粒量。剝裂取決于管道組分：已有對氟橡膠的低剝裂性報道，這個疑問已在血液泵送運用中進(jìn)行屢次研討。此外，已證實泵的設(shè)置是至關(guān)重要的。閉合力減小時，硅膠管的剝裂也大大下降。有意義的是，具有較低遲滯的鉑固化有機(jī)硅彈性體（如上所述）再次表現(xiàn)出比規(guī)范等級鉑管十分好的功能（表3）。
　　小結(jié)
　　現(xiàn)在生物技能有了重大的開展，而不銹鋼反響釜的才能也許會有所缺乏。此外，還有一個更簡略/更迅速的解決方案開展趨勢，即從帶有管件的軟管，到帶有軟管、過濾器、適配器并連接穩(wěn)當(dāng)?shù)难b備齊全的即用型“組配設(shè)備”。這完成了質(zhì)料和氣體供給、過濾、取樣或液體運送。配有軟管“組配設(shè)備”的一次性塑料現(xiàn)在正在替代一些反響釜。
　　跟著對資料理化性質(zhì)的正確理解，軟管挑選也請求把握：本錢，不只僅是取得本錢，也包含運用本錢；危險辦理；例如對所選供貨商請求的質(zhì)量或操控水平，比方 GMP 或別的規(guī)范的規(guī)則，對終端用戶（病人）的運用安全性，了解純度和溶出物特征，以及這些與毒理學(xué)研討之間的聯(lián)絡(luò)；總歸，有機(jī)硅看起來十分合適上述請求。