引言

口溶膜（Orodispersible Film，ODF）是一種新型口服固體制劑，將藥物活性成分分散于成膜材料中，制成薄如紙片的膜狀制劑，置于舌上后無需飲水即可迅速溶解，經(jīng)口腔黏膜或胃腸道吸收。憑借服用方便、劑量準(zhǔn)確、適合兒童和老年患者等優(yōu)勢(shì)，口溶膜正成為制藥行業(yè)炙手可熱的新劑型。

然而，口溶膜從生產(chǎn)到患者手中，需要經(jīng)歷分切、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、取用等多個(gè)環(huán)節(jié)。如果膜的機(jī)械性能不足——拉伸強(qiáng)度過低，分切和包裝時(shí)容易斷裂；斷裂伸長率不足，取用時(shí)稍一用力就碎裂；彈性模量過高，膜片過硬，入口后無法迅速貼合舌面——任何一項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，都可能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢或患者使用體驗(yàn)不佳。

質(zhì)構(gòu)分析儀（Texture Analyzer） 的拉伸測(cè)試模式，正是量化口溶膜機(jī)械性能的核心工具。它通過模擬膜片在受力時(shí)的拉伸行為，將“柔韌度”“抗拉性”“脆性”等感官描述轉(zhuǎn)化為拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性模量等精確的力學(xué)數(shù)據(jù)。本文將從口溶膜的質(zhì)量要求出發(fā)，系統(tǒng)解析質(zhì)構(gòu)儀拉伸測(cè)試的原理、方法、參數(shù)設(shè)置與質(zhì)量控制應(yīng)用。

一、口溶膜的機(jī)械性能為什么如此重要？

1. 口溶膜全生命周期的力學(xué)挑戰(zhàn)

口溶膜從生產(chǎn)線到患者口中，需要經(jīng)受多種力學(xué)考驗(yàn)：

• 分切與包裝：膜片在分切機(jī)上被高速切割，在包裝機(jī)中被夾持、折疊、封入袋中——需要足夠的拉伸強(qiáng)度防止斷裂。

• 運(yùn)輸與儲(chǔ)存：膜片在包裝中可能受到擠壓、彎折——需要適當(dāng)?shù)?/span>柔韌性防止脆裂。

• 取用：患者從包裝中取出膜片時(shí)，手指施加的拉力可能使膜片變形或撕裂——需要斷裂伸長率與彈性模量的平衡。

• 口腔溶解：膜片置于舌上后需迅速潤濕、貼合、溶解——需要柔韌度與親水性的配合。

2. 藥典對(duì)膜劑機(jī)械性能的關(guān)注

2025年版《中國藥典》四部通則0125《膜劑》規(guī)定：膜劑應(yīng)“外觀完整光潔，色澤均勻，厚度一致，無明顯氣泡”，并明確要求進(jìn)行“機(jī)械性能”評(píng)價(jià)。雖然藥典未給出統(tǒng)一的拉伸強(qiáng)度數(shù)值限值，但明確要求企業(yè)建立基于產(chǎn)品特性的力學(xué)性能控制標(biāo)準(zhǔn)。

國際標(biāo)準(zhǔn)中，USP<1010> 和 EP 2.9.47 等對(duì)口溶膜的拉伸性能測(cè)試方法提供了參考框架。

二、質(zhì)構(gòu)儀拉伸測(cè)試的原理與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

1. 拉伸測(cè)試的基本原理

質(zhì)構(gòu)儀拉伸測(cè)試的核心原理是：將口溶膜樣品夾持在兩個(gè)夾具之間，以恒定速度向相反方向拉伸，記錄力-位移曲線直至膜片斷裂。從曲線中提取的關(guān)鍵參數(shù)包括：

• 拉伸強(qiáng)度（Tensile Strength）：膜片斷裂前承受的最大應(yīng)力，單位MPa

• 斷裂伸長率（Elongation at Break）：膜片斷裂時(shí)的形變量與原始標(biāo)距的百分比，單位%

• 彈性模量（Young‘s Modulus）：應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始線性段的斜率，單位MPa

• 斷裂功（Work to Break）：曲線下面積，反映膜片斷裂所需的總能量

2. 標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

三、口溶膜拉伸測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化流程

1. 樣品制備

樣品尺寸：將口溶膜裁切成啞鈴形或長條形試樣，通常尺寸為50mm×10mm或60mm×15mm。裁切時(shí)應(yīng)使用鋒利的刀具或?qū)Ｓ貌们心＞?，確保邊緣光滑無缺口——邊緣缺口會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn)，導(dǎo)致膜片在缺口處提前斷裂。

樣品平衡：測(cè)試前將樣品在23℃±2℃、50%±5%RH標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中平衡不少于24小時(shí)。口溶膜對(duì)濕度極為敏感，環(huán)境濕度的波動(dòng)會(huì)顯著改變其力學(xué)性能。

樣品數(shù)量：每個(gè)批次至少測(cè)試5-10個(gè)平行試樣，取平均值。

2. 夾具選擇與安裝

質(zhì)構(gòu)儀拉伸測(cè)試需配備專用拉伸夾具。對(duì)于口溶膜這類薄而柔軟的樣品，推薦使用氣動(dòng)夾具或帶橡膠面的夾具，避免夾持力過大導(dǎo)致樣品在夾口處斷裂，或夾持力不足導(dǎo)致樣品滑脫。

標(biāo)距設(shè)置：兩個(gè)夾具之間的初始距離（標(biāo)距）通常設(shè)為20-30mm。標(biāo)距過短，樣品易在夾口處斷裂；標(biāo)距過長，樣品在拉伸過程中易發(fā)生卷曲或偏移。

3. 測(cè)試參數(shù)設(shè)置

測(cè)試速度的選擇：速度過快會(huì)產(chǎn)生慣性效應(yīng)使測(cè)得的拉伸強(qiáng)度偏高；速度過慢則可能因應(yīng)力松弛使結(jié)果偏低?？谌苣ねǔ２捎?/span>5-10 mm/min的測(cè)試速度。

四、力-位移曲線的解讀：從曲線讀懂口溶膜的力學(xué)性格

1. 曲線的典型形態(tài)

一條典型的口溶膜拉伸力-位移曲線通常呈現(xiàn)以下特征：

• 初始段：曲線呈近似線性上升，斜率反映彈性模量

• 屈服段：曲線偏離線性，膜片開始發(fā)生塑性變形

• 上升段：力值繼續(xù)上升至最大值——拉伸強(qiáng)度

• 斷裂點(diǎn)：力值驟降，膜片斷裂——對(duì)應(yīng)的位移為斷裂伸長率

2. 關(guān)鍵參數(shù)的質(zhì)量含義

3. 不同配方口溶膜的曲線差異

• HPMC基口溶膜：斷裂伸長率通常較高（>20%），柔韌性好，但拉伸強(qiáng)度可能偏低

• PVA基口溶膜：拉伸強(qiáng)度較高，但斷裂伸長率可能較低，脆性較大

• 淀粉基口溶膜：力學(xué)性能介于兩者之間，但易受濕度影響

通過對(duì)比不同配方口溶膜的力-位移曲線，研發(fā)人員可以精準(zhǔn)評(píng)估增塑劑種類與用量、成膜材料配比對(duì)力學(xué)性能的影響，實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)試錯(cuò)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的配方優(yōu)化。

五、口溶膜拉伸測(cè)試的常見問題與解決方案

問題一：樣品在夾口處斷裂

原因：夾具夾持力過大，或樣品邊緣有缺口。
解決方案：使用氣動(dòng)夾具并調(diào)節(jié)夾持壓力；裁切樣品時(shí)確保邊緣光滑；在夾口處墊入橡膠墊。

問題二：同一樣品多次測(cè)試結(jié)果差異大

原因：樣品厚度不均勻，或環(huán)境濕度波動(dòng)。
解決方案：測(cè)量并記錄樣品厚度，剔除厚度異常樣品；嚴(yán)格控制測(cè)試環(huán)境濕度。

問題三：拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)偏高或偏低

原因：測(cè)試速度不當(dāng)，或觸發(fā)力設(shè)置不合理。
解決方案：優(yōu)化測(cè)試速度（推薦5-10 mm/min）；調(diào)整觸發(fā)力至0.05-0.1N。

六、西奧機(jī)電的質(zhì)構(gòu)儀口溶膜拉伸測(cè)試解決方案

濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）的TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀，為口溶膜拉伸測(cè)試提供了從標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)到數(shù)據(jù)洞察的完整解決方案。

專用拉伸測(cè)試模式：TEX系列支持拉伸測(cè)試模式，配備氣動(dòng)拉伸夾具和橡膠面夾具，可穩(wěn)定夾持口溶膜薄片，避免夾口斷裂或滑脫。測(cè)試速度在0.1-500 mm/min范圍內(nèi)無級(jí)可調(diào)，覆蓋口溶膜推薦的5-10 mm/min速度范圍。

高精度力學(xué)測(cè)量：采用高精度力量感應(yīng)元，力值測(cè)量精度優(yōu)于0.5% F.S.，位移分辨率達(dá)0.01mm。能夠精準(zhǔn)捕捉口溶膜從彈性變形、屈服到斷裂的全過程力學(xué)響應(yīng)。

力-位移曲線實(shí)時(shí)分析：測(cè)試過程中實(shí)時(shí)采集并顯示力-位移曲線，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性模量、斷裂功等關(guān)鍵參數(shù)。多條曲線可疊加對(duì)比，直觀評(píng)估不同配方或不同批次之間的力學(xué)性能差異。

數(shù)據(jù)合規(guī)與可追溯：支持多級(jí)用戶權(quán)限管理、電子簽名及完整審計(jì)追蹤功能，滿足GMP及FDA 21 CFR Part 11的數(shù)據(jù)完整性要求。

西奧機(jī)電的材料測(cè)試解決方案還廣泛應(yīng)用于包裝材料測(cè)試、醫(yī)療器械材料及包裝測(cè)試、藥品測(cè)試、膠粘劑測(cè)試、紡織品測(cè)試、紙張和紙板容器測(cè)試及質(zhì)構(gòu)分析等領(lǐng)域，并可針對(duì)特殊測(cè)試需求提供定制化服務(wù)和自動(dòng)化改造方案。

七、結(jié)語

口溶膜的“柔韌度”，曾經(jīng)只能通過手指捏取、彎折來主觀判斷。質(zhì)構(gòu)儀拉伸測(cè)試的出現(xiàn)，將這一主觀感受轉(zhuǎn)化為拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性模量等客觀、可量化的力學(xué)數(shù)據(jù)。

從啞鈴形試樣的標(biāo)準(zhǔn)化制備，到5-10 mm/min測(cè)試速度的精準(zhǔn)設(shè)定；從力-位移曲線的三段式解讀，到拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性模量的定量提取——質(zhì)構(gòu)儀正在為口溶膜的機(jī)械性能評(píng)價(jià)提供一套完整的“力學(xué)指紋圖譜”。

濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀，以專用拉伸夾具、高精度力學(xué)測(cè)量、力-位移曲線實(shí)時(shí)分析、數(shù)據(jù)合規(guī)與審計(jì)追蹤為核心優(yōu)勢(shì)，為制藥行業(yè)口溶膜的研發(fā)與質(zhì)量控制提供了從配方篩選到成品放行的全鏈條拉伸測(cè)試解決方案，助力企業(yè)以精準(zhǔn)的量化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)口溶膜產(chǎn)品品質(zhì)持續(xù)提升。