يقيس جهاز اختبار معدل انتقال بخار الماء (WVTR) للعبوات الدوائية مدى سرعة مرور بخار الماء عبر العبوة أو مواد التغليف الخاصة بها في ظل ظروف اختبار محددة. ويساعد هذا القياس المصنّعين على تقييم الحماية من الرطوبة، ومقارنة خيارات التغليف، ودعم ثبات المنتج طوال مدة صلاحيته. ويُعد فهم ما يقيسه الاختبار، وكيف تؤثر درجة الحرارة والرطوبة وتصميم العبوة في النتائج، أمرًا أساسيًا عند تقييم عبوات الأدوية الحساسة للرطوبة.

تكمن أهمية هذا التمييز في أن الدواء قد يكون مُصاغًا ومُصنّعًا بعناية، ومع ذلك قد يتعرض للرطوبة أثناء التخزين. فالزجاجة أو شريط الأقراص أو الكيس أو نظام القارورة جزء من منظومة حمايته. ويوفر اختبار WVTR دليلًا على جانب واحد من هذه الحماية، وهو انتقال بخار الماء عبر حاجز التغليف الخاضع للاختبار.

ما الذي توضحه نتيجة WVTR فعليًا؟

يرمز WVTR إلىمعدل انتقال بخار الماء. ويصف كمية بخار الماء التي تمر عبر مادة أو عبوة خلال فترة محددة وفي ظل ظروف محددة. وبالنسبة إلى المواد المسطحة، يُطبَّع الناتج عادةً حسب مساحة السطح المعرّض، ويُعبَّر عنه بوحدات مثل غرام لكل متر مربع في اليوم (g/m²/day).

أما في حالة العبوة الكاملة، فقد يُعبَّر عن النتيجة بدلًا من ذلك بمقدار دخول الرطوبة لكل عبوة خلال مدة زمنية، مثل مليغرام لكل عبوة في اليوم. وتعتمد وحدة القياس على الطريقة والعينة التي يجري اختبارها. ولا ينبغي مقارنة نتيجة على مستوى العبوة مباشرةً بنتيجة على مستوى المادة من دون مراعاة اختلاف ترتيبات الاختبار ووحداتهما.

بوجه عام، يشير انخفاض معدل الانتقال أو دخول الرطوبة إلى حاجز أقوى أمام بخار الماء في ظل الظروف المحددة. لكنه لا يثبت بمفرده أن العبوة ستحمي كل دواء طوال مدة صلاحية معينة. إذ يعتمد المستوى المقبول على التركيبة، والحيز الهوائي المتاح، ووجود مادة مجففة، وظروف التخزين، ومدى حساسية المنتج للرطوبة.

أداء حاجز المادة أم أداء العبوة الكاملة؟

من أكثر الأسئلة فائدةً التي ينبغي طرحها قبل مراجعة نتيجة ما: ما الذي خضع للاختبار فعليًا؟ فالاختبار الذي يُجرى على صفيحة من مادة التغليف والاختبار الذي يُجرى على عبوة دوائية مغلقة يجيبان عن سؤالين مترابطين لكن مختلفين.

اختبار مادة التغليف

يقيّم اختبار المادة انتقال بخار الماء عبر مساحة محددة من غشاء أو صفيحة أو مادة مركّبة أو أي مادة حاجزة أخرى. ويفيد في مقارنة المواد المرشحة، والتحقق من اتساق غشاء مورّد، أو دراسة أثر تغيير في تركيب المادة.

على سبيل المثال، قد يبدو غشاءان لشريط الأقراص متشابهين، لكنهما يختلفان في بنية الحاجز. ويمكن لاختبار المادة المسطحة التمييز بين مقاومتهما للرطوبة في الظروف نفسها. لكنه لا يشمل تأثير التجاويف المشكلة أو معايير الإغلاق أو العيوب التي قد تظهر أثناء التغليف.

اختبار العبوة أو التغليف النهائي

يفحص الاختبار على مستوى العبوة النظام المركّب وفق ترتيب الاختبار الخاص به. وبحسب الطريقة، قد تدخل الرطوبة عبر جدار العبوة وكذلك عبر الغطاء أو منطقة الإغلاق أو غيرها من نقاط الاتصال. وهذا يجعل النتيجة ذات صلة بطريقة استخدام العبوة، لكن قد يكون من الأصعب عزل مساهمة مكوّن واحد فيها.

لنأخذ زجاجة بلاستيكية مزودة بغطاء وختم حثي. لا تكفي نتيجة اختبار مادة جدار الزجاجة وحدها لإثبات أداء الغطاء والختم. وفي المقابل، لا تحدد نتيجة دخول رطوبة مرتفعة للزجاجة الكاملة تلقائيًا المكوّن أو نقطة الاتصال المسؤولة. وقد يلزم إجراء اختبارات إضافية لتقصي السبب.

وينطبق التمييز نفسه على عبوات الشرائط: يصف اختبار الغشاء مادة الحاجز، بينما يمكن لاختبار مصمم على نحو مناسب للعبوة تقييم التكوين المشكّل والمغلق. وينبغي لهدف الاختبار أن يحدد أي القياسين يُجرى أولًا.

كيف يقيس جهاز اختبار WVTR انتقال بخار الماء؟

تعتمد معظم الطرق على إحداث فرق في الرطوبة على جانبي العينة، ثم قياس انتقال بخار الماء من الجانب الأعلى رطوبة إلى الجانب الأقل رطوبة. ويتحكم جهاز الاختبار في الظروف ذات الصلة أو يراقبها أثناء إجراء القياس. وبحسب التقنية والعينة، قد يستخدم الجهاز كاشفًا حساسًا للرطوبة، أو قد يحدد الاختبار امتصاص الرطوبة عن طريق وزن مادة مجففة أو مادة أخرى مناسبة.

في الاختبار الآلي للمواد، تُثبّت العينة عادةً بين حجرتين. ويُعرّض أحد الجانبين لبيئة رطبة محددة، بينما يُحافظ على رطوبة أقل في الجانب الآخر. ويُكشف عن بخار الماء الذي يعبر المساحة المعرّضة ويُستخدم لحساب معدل الانتقال. ويعتمد الترتيب الدقيق ومتطلبات الغاز الحامل وطريقة الحساب على الجهاز والطريقة.

أما الطريقة الوزنية فتتبع مبدأً مختلفًا، إذ يُستدل على انتقال الرطوبة من التغير في الكتلة بمرور الوقت. وفي اختبار العبوات، قد توضع مادة جافة داخل العبوة المغلقة قبل تعريضها لبيئة مضبوطة ووزنها على فترات محددة. ويؤثر تحضير العينة وإغلاقها ودقة الوزن وتصحيح آثار المناولة كلها في موثوقية النتيجة.

لا تصل جميع المواد الحاجزة إلى حالة مستقرة قابلة للقياس بالسرعة نفسها. فقد تتطلب المادة ذات المقاومة العالية اختبارًا أطول، كما يجب أن يكون الجهاز حساسًا بما يكفي لمستوى الانتقال المتوقع. ولا تكون القراءة السريعة مفيدة بالضرورة إذا لم تُمكّن الطريقة القياس من الاستقرار أو بلوغ نقطة النهاية المحددة.

لماذا يجب إرفاق ظروف الاختبار بكل نتيجة؟

يصعب تفسير قيمة WVTR من دون معرفة ظروفها. فانتقال بخار الماء لا يعتمد على الحاجز وحده، بل أيضًا على البيئة وطريقة تحضير العينة.

• درجة الحرارة: يتغير النفاذ لدى كثير من البوليمرات بتغير درجة الحرارة. لذلك قد تختلف النتائج التي تُحصل عليها في درجات حرارة مختلفة حتى عند اختبار المادة نفسها.
• الرطوبة النسبية: تؤثر الرطوبة على جانبي العينة في القوة الدافعة لانتقال البخار. كما يتغير أداء الحاجز لدى بعض المواد عند امتصاصها للرطوبة.
• المساحة المعرّضة والسماكة: تلزم المساحة في اختبارات المواد لحساب معدل الانتقال المطبّع حسب المساحة. وقد تؤثر السماكة والتركيب أيضًا في النتيجة، لذا تهم تفاصيل العينة عند مقارنة المواد.
• تحضير العينة: قد تؤدي التجاعيد أو الثقوب أو التلوث أو التثبيت غير الجيد إلى تشويه نتيجة اختبار الغشاء. وبالنسبة إلى العبوات، لا تقل أهمية تركيب الغطاء وتحضير الختم.
• مدة الاختبار ونقطة النهاية: يختلف الوقت اللازم للحصول على نتيجة ممثلة باختلاف المادة والعبوة والطريقة. وقد لا تصف القياسات المأخوذة في مراحل مختلفة السلوك نفسه.

عند مقارنة بيانات الموردين أو المختبرات، تحقّق من توافق طريقة الاختبار ودرجة الحرارة وظروف الرطوبة وتكوين العينة والوحدات. ولا تعني القيمة الأقل في تقرير ما تلقائيًا أن الحاجز أفضل، إذا كانت قد حُصل عليها في ظروف أقل صرامة أو باستخدام نوع مختلف من العينات.

ما الذي يمكن أن تخبر به هذه القياسات فرق الصناعات الدوائية؟

تكون بيانات WVTR أكثر قيمة عندما ترتبط بقرار بشأن التغليف. ففي حالة قرص حساس للرطوبة، قد يكون السؤال هو ما إذا كان نظام الزجاجة والغطاء المقترح يوفر مقاومة كافية لبخار الماء خلال فترة التخزين المقصودة. أما عند اختيار المواد، فقد يكون السؤال المباشر هو أي غشاء يستحق مزيدًا من التقييم.

تشمل الاستخدامات الشائعة ما يلي:

• مقارنة مواد التغليف أو تكوينات العبوات في ظل ظروف الاختبار نفسها.
• التحقق الأولي من تغيير مقترح في الغشاء أو راتنج العبوة أو سماكة الجدار أو الغطاء أو عملية الإغلاق.
• دراسة الاختلافات بين دفعات الإنتاج أو موردي مواد التغليف.
• إنشاء بيانات تغليف لدعم دراسات التطوير والثبات.
• التحقق من استمرار اتساق أداء الحاجز مع مواصفة معتمدة، عند تحديد طريقة وحدود مناسبة.

لا تتطلب هذه التطبيقات كلها الاختبار نفسه. فقد يحتاج مختبر يفحص أغشية واردة إلى حامل عينات ونطاق قياس مختلفين عما يحتاجه فريق يقيّم زجاجات مغلقة. ويساعد البدء بالقرار المطلوب اتخاذه على تفادي نتيجة صحيحة من الناحية الفنية لكنها تجيب عن السؤال الخطأ.

لا يعادل WVTR التنبؤ بمدة الصلاحية أو اختبار التسرب

من المغري تحويل معدل الانتقال إلى تقدير بسيط لمدة الصلاحية. لكن العلاقة في الواقع أكثر تعقيدًا. فاستجابة الدواء تعتمد على كمية الرطوبة الموجودة فيه في البداية، وطريقة امتصاصه للماء، ومستوى التغير الذي يؤثر في جودته. وقد تكون سعة المادة المجففة وسجل التخزين مهمين أيضًا. ويمكن لبيانات WVTR أو دخول الرطوبة أن تسهم في التقييم، لكن ينبغي النظر إليها إلى جانب أدلة الثبات الخاصة بالمنتج.

وبالمثل، لا يعادل نفاذ بخار الماء وجود تسرب كبير. فقد تمر الرطوبة تدريجيًا عبر جدار بوليمري سليم، بينما قد ينشئ عيب في الختم أو الغطاء مسارًا غير مقصود لدخول الرطوبة. ويمكن لاختبار دخول الرطوبة على مستوى العبوة أن يعكس الأثر المشترك لهذه الآليات، بحسب الطريقة، لكنه قد لا يحدد موضع العيب أو يصف كل أنواع التسرب.

وبالنسبة إلى المنتجات المعقمة، يقيّم اختبار سلامة إغلاق العبوة ما إذا كانت العبوة تحافظ على سلامتها المطلوبة في مواجهة مسارات التلوث المحتملة. ويمكن أن يكمل اختبار WVTR اختبار السلامة، لكن لا ينبغي اعتبار أحدهما بديلًا عن الآخر تلقائيًا.

كيفية تقييم طريقة اختبار WVTR

قد يصعب على من يبدأ حديثًا في اختبار التغليف تفسير مواصفات الأجهزة من دون تطبيق واضح. قبل اختيار جهاز اختبار أو طلب خدمة، حدّد العينة والنتيجة المتوقعة بأكبر قدر ممكن من الدقة.

1. حدّد العينة. هل الهدف اختبار غشاء مسطح، أو شريط أقراص مشكّل، أو زجاجة مع غطائها، أو عبوة نهائية أخرى؟ تأكد من أن الطريقة والتجهيزات تستوعب شكلها وحجمها.
2. قدّر نطاق القياس المطلوب. قد لا تنفذ المواد ذات الحواجز العالية إلا مقدارًا ضئيلًا جدًا من الرطوبة. لذا يجب أن يتوفر للجهاز والطريقة قدر كافٍ من الحساسية للنطاق المتوقع، مع مدة اختبار مناسبة.
3. حدّد الظروف ذات الصلة. قرر ظروف درجة الحرارة والرطوبة اللازمة لمقارنة المواد أو اختبار المواصفات أو إجراء التحقيق. وسجّلها مع كل نتيجة.
4. اختر أساس الإبلاغ عن النتيجة. حدّد ما إذا كان القرار يتطلب معدل مادة مطبّعًا حسب المساحة أم مقدار دخول الرطوبة لكل عبوة. وبيّن الوحدات وعدد العينات.
5. راجع الطريقة وجودة البيانات. استخدم معيارًا موثقًا قابلًا للتطبيق أو إجراءً معتمدًا عند الاقتضاء. واسأل عن كيفية التحقق من النظام، وطريقة تحضير العينات، وكيفية تقييم قابلية التكرار.

قد تنطبق طرق معترف بها لقياس انتقال بخار الماء ونفاذ الرطوبة إلى العبوات على أنواع مختلفة من العينات وأغراض مختلفة. ولا ينبغي افتراض ملاءمة طريقة مصممة لغشاء مسطح لعبوة دوائية نهائية من دون التحقق من نطاقها. وينبغي مراعاة متطلبات دساتير الأدوية والمعايير ذات الصلة وإجراءات الجودة الداخلية للمنظمة بحسب التطبيق المقصود.

تحويل القياس إلى سؤال أفضل بشأن التغليف

ينبغي أن يتيح تقرير WVTR مفيد فهم القيمة والظروف المحيطة بها معًا: ما الذي خضع للاختبار، وكيف جرى تحضيره، وما الظروف المستخدمة، وكيف حُسبت النتيجة. وإذا كانت النتيجة غير متوقعة، فاحتفظ بهذه المعلومات قبل تغيير تصميم العبوة. فقد تكون المشكلة في المادة أو الختم أو إعداد الاختبار أو التباين الطبيعي بين العينات.

تطوّر شركة Paratronix Instruments Co., Ltd. أجهزة اختبار التغليف وتورّدها لتغليف المستحضرات الدوائية ومواد التغليف البلاستيكية والمواد عالية الحاجزية. وعند استكشاف حلول الاختبار، تتمثل نقطة البداية العملية في مناقشة نوع العينة ونطاق الحاجز المتوقع والظروف المطلوبة والطريقة المناسبة. وتساعد هذه التفاصيل في تحديد ما إذا كانت الحاجة إلى اختبار مادة أو قياس على مستوى العبوة أو الجمع بين النهجين.

في نهاية المطاف، يقيس جهاز اختبار WVTR مرور بخار الماء في ظل ظروف محددة، ولا يقيس جودة الدواء بحد ذاته. وعند استخدامه بطريقة مناسبة وتفسير نتيجته إلى جانب معلومات الثبات وسلامة العبوة، يساعد هذا القياس على تحويل خطر الرطوبة الذي يصعب ملاحظته إلى أدلة تستند إليها قرارات التغليف.