吹灌封技术是一种高度自动化的无菌制剂生产工艺,集成吹塑、灌装和密封流程,显著降低污染风险。本文介绍其核心技术特点与无菌生产优势,对比国内外监管要求,结合行业趋势,展望其在智能化生产、高阻隔材料应用及个性化医疗等方向的发展潜力。
BFS设备及技术特点
吹灌封(Blow-Fill-Seal, BFS)技术通过一体化设备,在同一系统内完成塑料容器的吹塑成型、药液灌装与密封,实现全过程无菌保障。该技术自1963年欧洲提出专利以来,于1964年推出首台设备,20世纪70年代起应用于制药领域,80年代广泛推广。我国于80年代尝试引入,初期因缺乏规范发展受限,2000年后随法规完善逐步复苏。
BFS适用于0.1~1500 mL容量的无菌液体制剂生产,包括注射剂、滴眼剂、吸入制剂和冲洗剂等,常用包装形式为聚丙烯输液袋、塑料安瓿,材质以聚丙烯和聚乙烯为主。
其核心工艺分为五步:①挤出管坯;②模具合拢并吹塑成型;③精确计量后灌装药液;④头模合拢完成封口;⑤模具打开输出成品。整个过程在封闭环境中进行,极大减少微生物与微粒污染风险,尤其对小粒径不溶性微粒控制效果优于传统工艺。
BFS设备按模具类型分为往复式与旋转式。往复式适合小批量、多规格产品,换模快但效率较低;旋转式配备多工位,可连续作业,适用于大规模高速生产,但投资高、占地广、换模时间长。
目前,滴眼剂瓶可采用两种模具,通常为非最终灭菌;大容量注射剂如内封式聚丙烯输液袋多用往复式模具,采用最终灭菌方式,并需配合组合盖使用。
国内外相关法规
欧洲
作为BFS技术发源地,欧盟早在2005年将其纳入GMP体系,2009年明确要求BFS设备应配备A级空气风淋装置,可在C级洁净区运行(操作人员着装符合A/B级要求),最终灭菌产品则至少置于D级环境。
2022年版欧盟GMP将BFS相关条款增至16条,较2020年版扩展约2.5倍,新增重点包括:关键灌装区虽难实施动态粒子监测,但须提供数据证明设备设计可维持A级环境;设备确认需与污染控制策略(CCS)一致;明确关键工艺参数并在生产中持续监控记录;建立异常处理程序,对不合格品进行调查;组件添加需去污并受控;制定针对性维护计划,确保密封完整性与无菌性。
此外,欧洲配套有《EMEA直接接触塑料包装材料指导原则》《灭菌方法选择决策树》等技术文件,表明其法规体系成熟、覆盖全面。
美国
美国FDA在无菌药品指南中详细规定了BFS设备的设计、空气质量、验证及生产监控要求,环境标准与欧盟基本一致。USP〈1116〉指出,BFS从成型到封口连续作业,药品暴露少,污染率可低至0.001%。PDA第77号技术报告《运用吹-灌-封技术制造无菌药品》为全球企业提供权威操作指引,助力企业理解和落实国际监管要求。
中国
我国2010年版GMP首次纳入BFS技术,明确设备所在洁净区等级及环境控制要求,并强调设备设计、验证、人员培训与关键操作管理。2025年3月,国家药监局发布《GMP无菌药品附录(征求意见稿)》,大幅增加BFS相关内容,监管重点与欧盟2022年版趋于一致。
政策层面,2012年工信部《医药工业“十二五”发展规划》鼓励引进BFS技术。2017年中国医药包装协会发布《吹灌封一体化(BFS)输液技术指南》,规范输液产品各环节;2022年中国医药设备工程协会发布团体标准《采用吹灌封(BFS)技术生产无菌产品通用技术要求》,对标PDA报告,细化设备分类、设计、确认、运行与风险评估要求。
2025年版《中华人民共和国药典》四部通则9624也纳入BFS技术定义、应用范围及原料要求,体现国家对技术创新的支持。总体来看,我国BFS法规体系正加快与国际接轨。
未来发展方向
高阻隔性包装系统
当前BFS产品多采用单一材质,如低密度聚乙烯安瓿,对氧气敏感药物保护不足。国外已开发共挤工艺,制备多层复合材料容器,显著提升水蒸气与气体阻隔性能,满足高敏感制剂包装需求。
温度敏感类制剂包装系统
生物制剂常对温度敏感,而BFS工艺中塑料熔融温度高达160℃。尽管工艺周期仅数秒,热影响有限,已有研究证实其不影响疫苗等生物制品效力。国外研发Cool-BFS技术,通过冷却刚成型容器,进一步降低高温冲击,保护热敏药物。实际应用中仍需验证产品全生命周期稳定性。
特殊形制包装系统
除常规瓶、袋外,BFS可生产波纹管等特殊结构包装,兼具容器与涂抹器功能,适用于阴道、直肠等部位给药。其易压缩特性适配凝胶、软膏定量使用,具备操作便捷、卫生安全等优势,拓展了在专科用药领域的应用前景。
结语
BFS技术凭借高度自动化与优异的无菌保障能力,已在制药行业广泛应用。欧美法规体系完善,监管细致深入;我国近年来法规持续升级,逐步与国际标准趋同。随着智能化、高阻隔材料、Cool-BFS及特殊形态包装的发展,BFS技术在个性化医疗与高端制剂领域的潜力将进一步释放。加强技术推广与监管引导,将有力推动我国无菌药品生产工艺整体提升。

