ISO 8871-2:2020
(Main)Elastomeric parts for parenterals and for devices for pharmaceutical use — Part 2: Identification and characterization
Elastomeric parts for parenterals and for devices for pharmaceutical use — Part 2: Identification and characterization
This document specifies identification and characterization procedures applicable to elastomeric parts including coated stoppers used for drug containers and medical devices. The physical and chemical test procedures specified in this document permit the determination of the typical characteristics of elastomeric parts including coatings and surface treatments and can serve as a basis for agreements between manufacturer and user regarding the product consistency in subsequent supplies. Depending upon the type of elastomer and its application, an appropriate set of tests is selected.
Éléments en élastomère pour administration parentérale et dispositifs à usage pharmaceutique — Partie 2: Identification et caractérisation
Le présent document spécifie des modes opératoires d'identification et de caractérisation applicables aux éléments en élastomère, notamment les bouchons revêtus, utilisés pour les articles de conditionnement des médicaments et les dispositifs médicaux. Les modes opératoires d'essai physique et chimique présentés dans le présent document permettent de déterminer les caractéristiques types des éléments en élastomère, y compris les revêtements et les traitements de surface, et peuvent servir de base à des accords entre le fabricant et l'utilisateur en ce qui concerne la reproductibilité du produit lors des livraisons ultérieures. Un ensemble approprié d'essais est choisi en fonction du type d'élastomère et de l'application.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8871-2
Second edition
2020-05
Elastomeric parts for parenterals and
for devices for pharmaceutical use —
Part 2:
Identification and characterization
Éléments en élastomère pour administration parentérale et dispositifs
à usage pharmaceutique —
Partie 2: Identification et caractérisation
Reference number
ISO 8871-2:2020(E)
ISO 2020
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ISO 8871-2:2020(E)
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Published in Switzerland
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ISO 8871-2:2020(E)
Contents Page
Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv
Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v
1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1
2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1
3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1
4 Tests ................................................................................................................................................................................................................................... 2
4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2
4.2 Hardness ....................................................................................................................................................................................................... 2
4.3 Density ........................................................................................................................................................................................................... 2
4.4 Ash ..................................................................................................................................................................................................................... 3
4.5 Infrared spectrum ................................................................................................................................................................................ 3
4.5.1 Material .................................................................................................................................................................................... 3
4.5.2 Coating ...................................................................................................................................................................................... 3
4.6 Compression set ......... ............................................................................................................................................................................ 3
4.7 Swelling ......................................................................................................................................................................................................... 3
4.8 Development of a fingerprint by gas chromatography ........................................................................................ 3
4.9 Detection of volatile substances by gas chromatography .................................................................................. 4
4.10 Determination of residual moisture ..................................................................................................................................... 4
4.11 Determination of fingerprint by thermogravimetric analysis (TGA) ....................................................... 4
4.12 Determination of extractables in aqueous autoclavates ..................................................................................... 4
5 Preparation of samples for testing .................................................................................................................................................... 4
5.1 Treatment before testing ................................................................................................................................................................ 4
5.2 Number of samples needed for the tests .......................................................................................................................... 4
6 Reagents and materials ................................................................................................................................................................................. 5
Annex A (informative) Identification of elastomeric material by pyrolysis IR .........................................................6
Annex B (informative) Determination of compression set ........................................................................................................... 8
Annex C (informative) Swelling behaviour in oils ................................................................................................................................10
Annex D (informative) Development of a fingerprint by gas chromatography .....................................................12
Annex E (informative) Analysis of volatile components by headspace gas chromatography .................14
Annex F (informative) Determination of residual moisture .....................................................................................................16
Annex G (informative) Determination of a fingerprint by thermal gravimetry (TG) ......................................17
Annex H (informative) Determination of the elastomer identity and verification of the
presence of a coating by surface infrared spectroscopy [attenuated total reflection
(ATR)] ............................................................................................................................................................................................................................20
Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................23
© ISO 2020 – All rights reserved iii---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 8871-2:2020(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see
www .iso .org/ iso/ foreword .html.This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 76, Transfusion, infusion and injection,
and blood processing equipment for medical and pharmaceutical use, in collaboration with the European
Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 205, Non-active medical devices, in
accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8871-2:2003), which has been technically
revised. It also incorporates the Amendment ISO 8871-2:2003/Amd.1:2005. The main changes compared
to the previous edition are as follows:— expansion of the scope to include coated stoppers;
— addition of terms and definitions;
— addition of H.6 on the interpretation of results for ATR.
A list of all parts in the ISO 8871 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.iv © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 8871-2:2020(E)
Introduction
The elastomeric parts specified in the ISO 8871 series are produced from rubber. However, rubber is not
a unique entity, since the composition of rubber materials can vary considerably. The base elastomer
and the type of vulcanization have a major influence on the principle characteristics of an individual
rubber material, as do additives such as fillers, softeners and pigments. These might have a significant
effect on the overall properties. Polymer coatings or films are often applied to either entire or partial
surface(s) of a rubber component to impart certain physical or chemical properties. The effectiveness,
purity, stability and safe handling of a drug preparation can be affected adversely during manufacture,
storage and administration if the rubber part used has not been properly selected and validated
(approved).© ISO 2020 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8871-2:2020(E)
Elastomeric parts for parenterals and for devices for
pharmaceutical use —
Part 2:
Identification and characterization
1 Scope
This document specifies identification and characterization procedures applicable to elastomeric parts
including coated stoppers used for drug containers and medical devices.The physical and chemical test procedures specified in this document permit the determination of
the typical characteristics of elastomeric parts including coatings and surface treatments and can
serve as a basis for agreements between manufacturer and user regarding the product consistency in
subsequent supplies. Depending upon the type of elastomer and its application, an appropriate set of
tests is selected.2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 48-4, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of hardness — Part 4: Indentation
hardness by durometer method (Shore hardness)ISO 247-1:2018, Rubber — Determination of ash — Part 1: Combustion method
ISO 2781:2018, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of density
ISO 8871-1, Elastomeric parts for parenterals and for devices for pharmaceutical use — Part 1: Extractables
in aqueous autoclavates3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
barrier coating
layer of a different polymer completely or partly covering the elastomeric part to reduce migration,
permeation and/or interactions of substances of rubber component to drug product and vice versa
Note 1 to entry: The coating can be applied by different techniques, such as spraying, tumbling or vapour-
depositing a liquid or vapour onto the rubber component or laminating a film onto the elastomeric surface during
the moulding process.Note 2 to entry: The presence of the coating can be verified by using the test method described in Annex H.
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ISO 8871-2:2020(E)
3.2
elastomer
base polymer that is converted into rubber by vulcanization
3.3
lubrication coating
layer of a different polymer completely or partly covering the elastomeric part to support functionality
in the final container closure systemNote 1 to entry: Certain lubrication coatings can also be used to eliminate the need for silicone oil in the container
closure system and/or enhancing other functionalities, such as gliding force, break loose force or removal force.
Note 2 to entry: The coating can be applied by different techniques, such as spraying, tumbling or vapour-
depositing a liquid or vapour onto the rubber component or laminating a film onto the elastomeric surface.
3.4rubber
vulcanized material obtained by crosslinking of elastomer
[SOURCE: ISO 11999-1:2015 3.75, modified]
3.5
surface treatment
treatment of the surface of rubber by physical or chemical means to get desired properties
EXAMPLE Siliconization, chlorination.Note 1 to entry: Surface treatments are applied to avoid sticking together and enhance machinability on
processing lines.4 Tests
4.1 General
Rubber is a complex material and it is not generally definable. The only property which all elastomeric
materials have in common is a special type of resilience or elasticity. When a strip of rubber is stretched,
it will extend by up to many times its original length without breaking. On release of the stretching
force, it snaps back to its original size and shape virtually unaltered. Similarly, one can squeeze it, twist
it or distort it in any direction comparatively easily, and it will virtually spring back again to its original
shape unchanged.Owing to its three-dimensional network, achieved by chemical cross-linking of the elastomer during
vulcanization, rubber is practically insoluble in solvents such as tetrahydrofuran, although considerable
reversible swelling may occur; this characteristic differentiates rubber from pseudo-elastic materials,
such as poly(vinyl chloride) and certain thermoplastic elastomers.In view of the complexity of rubber, a set of tests is needed for reliable identification.
The manufacturer shall guarantee that all elastomeric parts of current supplies have been produced
from the same formulation and that they exhibit the same characteristics as the initially supplied
samples.4.2 Hardness
Hardness shall be determined in accordance with ISO 48-4.
4.3 Density
Density shall be determined in accordance with the procedure described in ISO 2781:2018, Clause 4,
method A.2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 8871-2:2020(E)
4.4 Ash
The inorganic residue after combustion shall be determined as described in ISO 247-1:2018, 4.1,
method A.4.5 Infrared spectrum
4.5.1 Material
One method to create a fingerprint of a rubber material is to record an infrared (IR) spectrum. The two
common methods for obtaining an IR spectrum of a rubber material are pyrolysis IR and surface IR/
ATR (attenuated total reflectance)-technique.The pyrolysis IR can be obtained as described in Annex A. Alternatively, an aliquot of the pyrolysate can
be brought on an ATR crystal of an FTIR-spectrometer as described in Annex H. The surface IR/ATR can
be obtained as described in Annex H. The spectra should be compared with a spectrum obtained by the
same IR method on a reference sample of the material.In practice, pyrolysis IR requires a time-consuming sample preparation. In addition, it needs the
cautious handling of hazardous vapours and oils.In contrast to this, the surface IR/ATR offers the possibility to obtain a fingerprint from an elastomeric
part with minimum or no sample preparation.4.5.2 Coating
The presence of a coating (barrier and lubrication coating) can be verified by comparing FTIR spectra
of the surface and of the core material of the product (see Annex H). For measuring the coating, the
samples do not need to be cut.4.6 Compression set
The compression set indicates the degree of permanent deformation remaining after compression
at a constant deformation and defined temperature for a defined time. The compression set can be
determined in accordance with Annex B.4.7 Swelling
Elastomeric materials are subject to varying degrees of swelling when exposed to organic solvents.
The degree of volume and/or mass increase is primarily influenced by the type of elastomer. Swelling
requires special care when the rubber components are in contact with emulsions or oily vehicles.
The relevant procedure is specified in Annex C.4.8 Development of a fingerprint by gas chromatography
The elastomeric materials under examination are extracted in a solvent which does not dissolve but
might swell the rubber. The extract is injected into a gas chromatograph. The chromatogram obtained
exhibits a typical profile and can be used as a fingerprint for identification purposes. Furthermore,
GC-coupling techniques, for example gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS), may provide
additional information about the composition of the extract.The relevant procedure is specified in Annex D.
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ISO 8871-2:2020(E)
4.9 Detection of volatile substances by gas chromatography
Elastomeric materials may release volatile substances. These may originate from one of the following
categories of material:— oligomers or process aids present in the base polymer;
— stabilizers or antioxidants;
— softeners.
The relevant procedure is specified in Annex E.
4.10 Determination of residual moisture
While undergoing treatments which are typical in the pharmaceutical industry, elastomeric parts can
absorb moisture in considerable quantities. During storage of the pharmaceutical product, the trapped
moisture may be released and absorbed by the pharmaceutical product, thus reducing its effectiveness
(critical case: Iyophilized drugs). The nature of the absorption and desorption processes is affected by
the composition of the rubber, the type of treatment (e.g. steam autoclaving) and the efficiency of any
subsequent drying process.The relevant procedure is specified in Annex F.
4.11 Determination of fingerprint by thermogravimetric analysis (TGA)
Elastomeric parts are composed of components which can be classified relative to their performance
under thermal treatment, as follows:— base polymers;
— inorganic fillers;
— substances volatile at elevated temperatures;
— carbon black.
The relevant procedure is specified in Annex G.
4.12 Determination of extractables in aqueous autoclavates
Elastomeric materials may release substances of undetermined nature in water. For the general
assessment of the chemical cleanliness of closures ISO 8871-1 applies.5 Preparation of samples for testing
5.1 Treatment before testing
The various test procedures may require different pretreatments, see Annexes A to H.
It is generally assumed that samples of rubber parts will be provided in a clean state in accordance with
the state of the art. In order to avoid contamination, they shall be contained in a suitable packaging. Any
particular treatment or method of packaging to be carried out by the manufacturer shall be subject to
agreement between the manufacturer and the customer.5.2 Number of samples needed for the tests
Due to the large number of tests in this document and their complexity, usually not all of the tests are
performed in each investigation. For this reason, the number of samples needed shall be agreed on
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ISO 8871-2:2020(E)
between the manufacturer and the test laboratory. Each annex specifies the number of samples that are
needed to perform that specific test.6 Reagents and materials
6.1 Use only reagents of recognized analytical grade, for example water Grade 1 or 2 of ISO 3696 or
any comparable water quality according to current USP and Ph Eur.6.2 All glass equipment shall be made from borosilicate glass.
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ISO 8871-2:2020(E)
Annex A
(informative)
Identification of elastomeric material by pyrolysis IR
A.1 General
When rubber parts are exposed to dry heat with restricted access to oxygen, the elastomeric matrix is
thermally disintegrated and the rubber is converted into polymer fragments which appear in the form
of vapour or oils of various viscosities.These oily products are used to produce an IR spectrum which can serve to identify the original rubber
material.A.2 Reagents and materials
A.2.1 Dry, filtered acetone, to clean the potassium bromide (KBr) discs.
A.2.2 Indicator paper.
A.2.3 Copper wire.
A.2.4 Acetone.
A.2.5 Trichloromethane.
A.2.6 Sodium sulfate, anhydrous.
A.3 Apparatus
−1 −1
A.3.1 IR spectrometer, to produce IR spectra in the range from 700 cm to 3 800 cm and from 0 %
to 100 % transmission.A.3.2 KBr discs, including spacers and clamps.
A.3.3 Desiccator.
A.3.4 Bunsen burner.
A.3.5 Test tubes, for the pyrolysis process.
A.3.6 Soxhlet extraction apparatus (optional).
A.4 Sample preparation
Cut about 3 g of a rubber part into pieces of about 3 mm × 3 mm.
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ISO 8871-2:2020(E)
Optionally, extract the rubber pieces thus produced with acetone in a Soxhlet extractor under reflux
for 8 h.A.5 Pyrolysis
Place 0,2 g to 2 g of the rubber pieces in a test tube. Heat with a bunsen burner, carefully driving off
any water which may initially condense above the sample. Subsequently, with the test tube in a nearly
vertical position, expose the rubber pieces to the blue area of the flame. The pyrolysis products
condense as an oil in the cool zone of the test tube. During the pyrolysis, the pH of the vapour released
may be checked with wet indicator paper. An acidic reaction indicates the presence of halogen in the
rubber [parallel to this pH check, a Beilstein (copper wire) test can be performed].
The reproducibility of the procedure specified above is good enough to obtain spectra for qualitative
interpretation. The pyrolysis does not have to be performed under nitrogen at constant temperature.
A.6 Recording the spectrumA.6.1 The liquid pyrolysis product obtained as described in A.5 is best dried while still in the test tube
over Na SO in a desiccator. Then place it between two clean polished KBr discs. Usually, a thin layer (up
2 4to 0,03 mm) is sufficient to give a transmission spectrum in the range from 0 % to 80 %. If necessary,
produce a thicker layer of pyrolysed material by using suitable spacers. The pyrolysed material should
be evenly distribution without any included air bubbles. Alternatively, an aliquot of the pyrolysate can be
brought on an ATR crystal of an FTIR-spectrometer as described in Annex H.−1 −1
A.6.2 Record the spectrum as a transmission spectrum ranging from 700 cm to 3 800 cm .
A.7 InterpretationA.7.1 General
The pyrolysis process is a very complex one, which means that no two spectra produced will be
identical, even if the sample preparation is the same. For this reason, particular features of the spectrum
which are typical of the type of rubber are selected for identification purposes. Since the influence of
oxygen during the pyrolysis cannot be excluded, those features of the spectrum produced by oxidation
products (alcohols, ethers, aldehydes and acids) are disregarded.A.7.2 Expression of results
Taking into consideration the limitations set out in A.7.1, compare the spectrum obtained with reference
spectra at the wavelengths characteristic of the features of interest.Record the result as the spectrum obtained, together with the results of the analysis of the spectrum.
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ISO 8871-2:2020(E)
Annex B
(informative)
Determination of compression set
B.1 General
Determination of the compression set provides information about the performance of elastomeric
materials when exposed to constant deformation over an extended time at room temperature or at
elevated temperature. For details, see ISO 815-1.B.2 Apparatus
B.2.1 Compression apparatus, consisting of two or more parallel, flat, highly polished chromium-
plated steel or stainless-steel plates between the faces of which the test pieces are compressed. The
surface roughness Ra of the compression plates shall not exceed 0,4 µm. The plates shall be sufficiently
rigid to withstand the stress produced without bending, and of sufficient size to ensure that all the
compressed test pieces remain within the area of the plates. The plates shall be held together by bolts
of suitable size. Steel spacers, preferably in the form of rings, of thickness between 4,7 mm and 4,8 mm,
shall be used to ensure the required compression. The spacers shall be of such a width that contact with
the compressed test pieces is avoided. While the spacer thickness may be between 4,7 mm and 4,8 mm,
the thickness of the spacers used in a series of related tests shall not vary by more than 0,01 mm.
B.2.2 Oven: Any well-designed, uniformly heated air oven capable of maintaining the compression
apparatus and test pieces at the required temperature within the tolerance limits given in B.4 is suitable.
B.3 SamplesAs the test cannot be performed on the closures themselves, use type B test pieces [discs with a
diameter of (13 ± 0,5) mm and a thickness of (6,3 ± 0,3) mm] prepared as specified in ISO 815-1.
B.4 Test conditionsCarry out the test under the following conditions (selected from those in ISO 815-1):
— compression: ≈25 %— duration of test:
24 h
— temperature: (70 ± 1) °C
B.5 Procedure
B.5.1 The compression apparatus shall be at standard laboratory temperature and its operating
surfaces carefully cleaned before use. If a lubricant is applied, it shall consist of a thin coating of a
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lubricant having substantially no action on rubber. For most purposes, a silicone or fluorosilicone fluid is
suitable.Lubrication of the operating surfaces of the compression apparatus is optional. While giving more
reproducible results, lubrication may somewhat alter the compression set values. If a lubricant is not
employed, the test piece surfaces shall be free from mould lubricants or dusting powder.
B.5.2 Measure the thickness of each test piece.B.5.3 Place the test pieces between the pairs of plates together with the necessary spacers. Tighten the
screws so that the plates are drawn together uniformly until they are in contact with the spacers while
the rubber pieces are squeezed. The use of test pieces with a thickness of (6,3 ± 0,3) mm in combination
with spacers of thickness between 4,7 mm and 4,8 mm ensures that the compression applied to the
rubber discs is approximately 25 % of the initial thickness of the test pieces.B.5.4 Without delay, introduce the compression apparatus containing the test pieces into the central
part of the oven which is operating at (70 ± 1) °C. After 24 h, remove the apparatus from the oven, loosen
the bolts and transfer the test pieces quickly to a wooden surface. Leave them to recover at the standard
laboratory temperature for (30 ± 3) min, then measure their thickness.B.5.5 Cut the test pieces along two diametrical lines. If any internal defects such as gas bubbles are
found, discard the test piece.B.6 Expression of results
The compression set C, expr
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8871-2
Deuxième édition
2020-05
Éléments en élastomère pour
administration parentérale et
dispositifs à usage pharmaceutique —
Partie 2:
Identification et caractérisation
Elastomeric parts for parenterals and for devices for
pharmaceutical use —
Part 2: Identification and characterization
Numéro de référence
ISO 8871-2:2020(F)
ISO 2020
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ISO 8871-2:2020(F)
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 8871-2:2020(F)
Sommaire Page
Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv
Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v
1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1
2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1
3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1
4 Essais ................................................................................................................................................................................................................................ 2
4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2
4.2 Dureté ............................................................................................................................................................................................................. 3
4.3 Masse volumique................................................................................................................................................................................... 3
4.4 Cendres .......................................................................................................................................................................................................... 3
4.5 Spectre infrarouge................................................................................................................................................................................ 3
4.5.1 Matériau .................................................................................................................................................................................. 3
4.5.2 Revêtement ........................................................................................................................................................................... 3
4.6 Déformation rémanente après compression ................................................................................................................ 3
4.7 Gonflement ................................................................................................................................................................................................. 3
4.8 Développement d'une «empreinte» par chromatographie en phase gazeuse ................................. 4
4.9 Détection des substances volatiles par chromatographie en phase gazeuse .................................... 4
4.10 Détermination de l'humidité résiduelle ............................................................................................................................ 4
4.11 Détermination d'une «empreinte» par analyse thermogravimétrique .................................................. 4
4.12 Détermination des substances extractibles par autoclavage en milieu aqueux ............................. 4
5 Préparation des échantillons pour essais .................................................................................................................................. 5
5.1 Traitement préalable ......................................................................................................................................................................... 5
5.2 Nombre d'échantillons nécessaires pour les essais ................................................................................................ 5
6 Réactifs et appareillage ................................................................................................................................................................................. 5
Annexe A (informative) Identification de l'élastomère par pyrolyse IR ..........................................................................6
Annexe B (informative) Détermination de la déformation rémanente après compression .......................8
Annexe C (informative) Gonflement dans l'huile ..................................................................................................................................10
Annexe D (informative) Développement d'une «empreinte» par chromatographie en phase
gazeuse ........................................................................................................................................................................................................................12
Annexe E (informative) Analyse des substances volatiles par chromatographie en phase
gazeuse selon la méthode de l'espace de tête .....................................................................................................................14
Annexe F (informative) Détermination de l'humidité résiduelle ........................................................................................16
Annexe G (informative) Détermination d'une «empreinte» par thermogravimétrie.....................................17
Annexe H (informative) Détermination de l'identité de l'élastomère et vérification de
la présence d'un revêtement par spectroscopie à infrarouge en surface (ATR,réflexion totale atténuée) ........................................................................................................................................................................20
Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................23
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ISO 8871-2:2020(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 76, Appareils de transfusion, de
perfusion et d'injection et appareils destinés au traitement du sang à usage médical et pharmaceutique, en
collaboration avec le comité technique CEN/TC 205, Dispositifs médicaux non-actifs, du Comité européen
de normalisation (CEN) conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord
de Vienne).Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8871-2:2003), qui a fait l'objet
d'une révision technique. Elle incorpore également l'ISO 8871-2:2003/Amd.1:2005. Les principales
modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:— élargissement du domaine d'application pour inclure les bouchons revêtus;
— ajout de termes et définitions;
— ajout de l'Article H.6 concernant l'interprétation des résultats pour l'ATR.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 8871 se trouve sur le site web de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 8871-2:2020(F)
Introduction
Les éléments en élastomère spécifiés dans la série ISO 8871 sont produits à partir de caoutchouc.
Toutefois, le caoutchouc n'est pas une entité unique, car la composition des caoutchoucs peut varier
considérablement. L'élastomère de base et le type de vulcanisation ont une influence majeure sur
les principales caractéristiques d'un caoutchouc donné, tout comme les additifs tels que les charges,
les plastifiants et les pigments. Ceux-là peuvent avoir des effets non négligeables sur les propriétés
générales. Des revêtements ou films polymériques sont souvent appliqués sur la totalité ou une partie
d'une ou plusieurs surfaces d'un composant en caoutchouc afin de lui conférer certaines propriétés
physiques ou chimiques. Si l'élément en caoutchouc n'a pas été correctement choisi et validé (approuvé),
cela peut avoir une incidence négative sur l'efficacité, la pureté, la stabilité et la sécurité de la
manipulation d'une préparation pharmaceutique pendant les opérations de fabrication, de stockage et
d'administration.© ISO 2020 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 8871-2:2020(F)
Éléments en élastomère pour administration parentérale
et dispositifs à usage pharmaceutique —
Partie 2:
Identification et caractérisation
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie des modes opératoires d'identification et de caractérisation applicables
aux éléments en élastomère, notamment les bouchons revêtus, utilisés pour les articles de
conditionnement des médicaments et les dispositifs médicaux.Les modes opératoires d'essai physique et chimique présentés dans le présent document permettent
de déterminer les caractéristiques types des éléments en élastomère, y compris les revêtements et
les traitements de surface, et peuvent servir de base à des accords entre le fabricant et l'utilisateur en
ce qui concerne la reproductibilité du produit lors des livraisons ultérieures. Un ensemble approprié
d'essais est choisi en fonction du type d'élastomère et de l'application.2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).ISO 48-4, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la dureté — Partie 4: Dureté par
pénétration par la méthode au duromètre (dureté Shore)ISO 247-1:2018, Caoutchouc — Détermination du taux de cendres — Partie 1: Technique de combustion sèche
ISO 2781:2018, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la masse volumique
ISO 8871-1, Éléments en élastomère pour administration parentérale et dispositifs à usage
pharmaceutique — Partie 1: Substances extractibles par autoclavage en milieu aqueux
3 Termes et définitionsPour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/© ISO 2020 – Tous droits réservés 1
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ISO 8871-2:2020(F)
3.1
revêtement barrière
couche composée d'un polymère différent couvrant totalement ou partiellement l'élément en élastomère
pour réduire la migration, la perméation et/ou les interactions entre les substances d'un composant en
caoutchouc et le produit pharmaceutique, et inversementNote 1 à l'article: Le revêtement peut être appliqué par le biais de techniques différentes, comme par pulvérisation,
application au tonneau ou dépôt en phase vapeur de liquide ou de vapeur sur le composant en caoutchouc, ou par
application d'un film sur la surface en élastomère lors du procédé de moulage.Note 2 à l'article: La présence du revêtement peut être vérifiée à l'aide de la méthode d'essai décrite à l'Annexe H.
3.2élastomère
polymère de base qui est converti en caoutchouc par vulcanisation
3.3
revêtement lubrifiant
couche composée d'un polymère différent couvrant totalement ou partiellement l'élément en élastomère
pour assurer la fonctionnalité dans le système de fermeture de l'article de conditionnement final
Note 1 à l'article: Certains revêtements lubrifiants peuvent aussi être utilisés pour éviter d'employer de
l'huile de silicone dans le système de fermeture de l'article de conditionnement et/ou pour améliorer d'autres
fonctionnalités telles que la force de glissement, la force d'activation ou la force d'arrachement.
Note 2 à l'article: Le revêtement peut être appliqué par le biais de techniques différentes, comme par pulvérisation,
application au tonneau ou dépôt en phase vapeur de liquide ou de vapeur sur le composant en caoutchouc, ou par
application d'un film sur la surface en élastomère.3.4
caoutchouc
matériau vulcanisé obtenu par réticulation d'un élastomère
[SOURCE: ISO 11999-1:2015, 3.75, modifiée]
3.5
traitement de surface
traitement de la surface du caoutchouc par des moyens physiques ou chimiques pour obtenir les
propriétés souhaitéesEXEMPLE Siliconage, chloration.
Note 1 à l'article: Les traitements de surface sont appliqués pour éviter tout phénomène d'adhérence et pour
améliorer l'usinabilité sur les lignes de traitement.4 Essais
4.1 Généralités
Le caoutchouc est un matériau complexe qui n'est pas définissable d'une manière générale. La seule
propriété commune à tous les élastomères est une aptitude spéciale à la résilience ou à l'élasticité.
Quand une bande de caoutchouc est étirée, elle peut s'allonger de plusieurs fois sa longueur initiale
sans se casser. Si l'on relâche cette force, cette bande revient à ses dimensions et à sa forme initiales
qui restent pratiquement inchangées. De même, on peut serrer, tordre ou déformer la bande en toutes
directions relativement facilement, et elle reprendra pratiquement sa forme initiale.
En raison de son réseau tridimensionnel obtenu par réticulation chimique de l'élastomère pendant la
vulcanisation, le caoutchouc est pratiquement insoluble dans les solvants tels que le tétrahydrofurane,
bien qu'un gonflement important et réversible puisse survenir; cette caractéristique différencie
le caoutchouc des matériaux pseudo-élastiques, tels que les polychlorures de vinyle et certains
élastomères thermoplastiques.2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 8871-2:2020(F)
Du fait de la complexité du caoutchouc, un ensemble d'essais est nécessaire pour procéder à une
identification fiable.Le fabricant doit garantir que tous les éléments en élastomère des livraisons en cours proviennent
de la même formulation et qu'ils présentent les mêmes caractéristiques que les échantillons donnés
initialement.4.2 Dureté
La dureté doit être déterminée conformément à l'ISO 48-4.
4.3 Masse volumique
La masse volumique doit être déterminée conformément au mode opératoire décrit dans la méthode A
de l'ISO 2781:2018, Article 4.4.4 Cendres
Le résidu minéral obtenu après combustion doit être déterminé tel que décrit dans la méthode A de
l'ISO 247-1:2018, 4.1.4.5 Spectre infrarouge
4.5.1 Matériau
Pour produire une «empreinte» d'un caoutchouc, une méthode consiste à enregistrer une signature
spectrale infrarouge (IR). Deux méthodes courantes permettent d'obtenir cette signature spectrale IR,
à savoir la pyrolyse IR et la technique IR/ATR (réflexion totale atténuée) en surface.
La pyrolyse IR peut être effectuée comme décrit à l'Annexe A. Une autre possibilité consiste à apporter
une aliquote du pyrolysat sur un cristal ATR d'un spectromètre IRTF, comme décrit dans l'Annexe H. La
technique IR/ATR en surface peut être appliquée suivant la description donnée à l'Annexe H. Il convient
de comparer les spectres à un spectre obtenu selon la même méthode IR sur un échantillon de référence
du matériau.Dans la pratique, la pyrolyse IR nécessite une longue préparation de l'échantillon. De plus, les vapeurs
et huiles dangereuses doivent être manipulées avec prudence.En revanche, la technique IR/ATR en surface offre la possibilité d'obtenir une «empreinte» d'un élément
en élastomère avec un minimum de préparation de l'échantillon, voire sans préparation.
4.5.2 RevêtementLa présence d'un revêtement (revêtement barrière ou lubrifiant) peut être vérifiée par comparaison des
spectres IRTF de la surface et du matériau au cœur du produit (voir Annexe H). Il n'est pas nécessaire
de découper les échantillons pour mesurer le revêtement.4.6 Déformation rémanente après compression
La déformation rémanente après compression indique le degré de déformation qui persiste après
décompression d'un échantillon ayant subi une déformation constante, à une température et pendant
un temps définis. La déformation rémanente après compression peut être déterminée conformément à
l'Annexe B.4.7 Gonflement
Lorsque les élastomères sont exposés à des solvants organiques, ils sont sujets à un gonflement, à des
degrés divers. Le type d'élastomère est le principal facteur qui influe sur le degré d'augmentation de
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volume et/ou de masse. Le gonflement nécessite une attention particulière lorsque les composants en
caoutchouc sont en contact avec des émulsions ou des substances huileuses.Le mode opératoire correspondant est spécifié à l'Annexe C.
4.8 Développement d'une «empreinte» par chromatographie en phase gazeuse
Les élastomères examinés sont extraits dans un solvant qui ne dissout pas le caoutchouc, mais pourrait
le faire gonfler. L'extrait est injecté dans un chromatographe en phase gazeuse. Le chromatogramme
obtenu présente un profil type et peut être utilisé comme empreinte d'identification. En outre,
les techniques associant la chromatographie en phase gazeuse à d'autres méthodes, par exemple
chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse, peuvent fournir des informations
supplémentaires sur la composition de l'extrait.Le mode opératoire correspondant est spécifié à l'Annexe D.
4.9 Détection des substances volatiles par chromatographie en phase gazeuse
Les élastomères peuvent rejeter des substances volatiles. Elles peuvent provenir de l'une des catégories
de matériaux suivantes:— oligomères ou agents de mise en œuvre présents dans le polymère de base;
— stabilisants et antioxydants;
— plastifiants.
Le mode opératoire correspondant est spécifié à l'Annexe E.
4.10 Détermination de l'humidité résiduelle
Lors des traitements types de l'industrie pharmaceutique, les éléments en élastomère peuvent absorber
des quantités importantes d'humidité. Pendant le stockage du produit pharmaceutique, l'humidité
emmagasinée peut être rejetée et absorbée par le produit pharmaceutique, nuisant ainsi à son efficacité
(cas critique: les médicaments lyophilisés). La composition du caoutchouc, le type de traitement (par
exemple autoclavage à la vapeur) et l'efficacité de tout procédé de séchage ultérieur influent sur la
nature de l'absorption et de la désorption.Le mode opératoire correspondant est spécifié à l'Annexe F.
4.11 Détermination d'une «empreinte» par analyse thermogravimétrique
Les éléments en élastomère sont constitués de composants qui peuvent être classés, en fonction de leur
performance face au traitement thermique, de la manière suivante:— polymères de base;
— charges minérales;
— substances volatiles à température élevée;
— noir de carbone.
Le mode opératoire correspondant est spécifié à l'Annexe G.
4.12 Détermination des substances extractibles par autoclavage en milieu aqueux
Les élastomères peuvent rejeter dans l'eau des substances de nature indéterminée. Pour procéder à
l'évaluation générale de la propreté chimique des fermetures, l'ISO 8871-1 s'applique.
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ISO 8871-2:2020(F)
5 Préparation des échantillons pour essais
5.1 Traitement préalable
Les divers modes opératoires d'essai pouvant nécessiter des prétraitements différents, voir les
Annexes A à H.Il est généralement admis par hypothèse que les échantillons d'éléments en caoutchouc fournis sont
propres selon l'état de l'art. Ils doivent être contenus dans un système d'emballage approprié afin
d'éviter toute contamination. Tout traitement ou emballage particulier incombant au fabricant doit
faire l'objet d'un accord entre le fabricant et le client.5.2 Nombre d'échantillons nécessaires pour les essais
Eu égard à la multiplicité et à la complexité des essais présentés dans le présent document, la totalité
des essais ne sera généralement pas réalisée lors de chaque recherche. C'est pourquoi le nombre
d'échantillons nécessaires doit faire l'objet d'un accord entre le fabricant et le laboratoire d'essai.
Chaque annexe particulière spécifie le nombre d'échantillons nécessaires pour réaliser l'essai concerné.
6 Réactifs et appareillage6.1 Utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue, par exemple de qualité d'eau 1
ou 2 selon l'ISO 3696, ou toute qualité d'eau comparable selon la Pharmacopée américaine (USP) et la
Pharmacopée européenne (Ph Eur).6.2 Toute la verrerie doit être en verre borosilicaté.
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Annexe A
(informative)
Identification de l'élastomère par pyrolyse IR
A.1 Généralités
Lorsque des éléments en caoutchouc sont exposés à une chaleur sèche avec un apport réduit d'oxygène,
la matrice élastomère est désintégrée thermiquement, et le caoutchouc se transforme en fragments de
polymère qui apparaissent sous la forme de vapeur ou d'huiles de différentes viscosités.
Ces fragments huileux sont utilisés pour développer un spectre IR qui peut servir à identifier le
caoutchouc initial.A.2 Réactifs
A.2.1 Acétone anhydre filtrée, pour le nettoyage des disques en bromure de potassium (KBr).
A.2.2 Papier indicateur de pH.A.2.3 Fil de cuivre.
A.2.4 Acétone.
A.2.5 Trichlorométhane.
A.2.6 Sulfate de sodium, anhydre.
A.3 Appareillage
A.3.1 Spectromètre IR, destiné à développer des spectres IR dans la gamme comprise entre 700 cm
et 3 800 cm , l'émission allant de 0 % à 100 %.A.3.2 Disques en KBr, avec pièces d'écartement et fixations.
A.3.3 Dessiccateur.
A.3.4 Bec Bunsen.
A.3.5 Tubes à essai, pour la pyrolyse.
A.3.6 Appareil d'extraction Soxhlet (facultatif).
A.4 Préparation de l'échantillon
Découper environ 3 g d'un élément en caoutchouc en morceaux d'environ 3 mm x 3 mm.
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ISO 8871-2:2020(F)
Facultativement, extraire les pièces de caoutchouc ainsi préparées à l'acétone dans un extracteur Soxhlet
pendant 8 h sous reflux.A.5 Pyrolyse
Placer entre 0,2 g et 2 g de pièces de caoutchouc dans un tube à essai. Chauffer à l'aide d'un bec Bunsen,
en retirant soigneusement l'eau condensée qui peut s'être déposée au-dessus de l'échantillon. Ensuite,
en maintenant le tube à essai en position quasiment verticale, exposer les pièces de caoutchouc à la
partie bleue de la flamme. Les produits de pyrolyse se condensent sous forme d'huile au niveau de la
zone froide du tube à essai. Au cours de la pyrolyse, le pH de la vapeur rejetée peut être contrôlé à l'aide
d'un papier indicateur humide. Une réaction acide indique la présence d'halogène dans le caoutchouc [il
est possible de réaliser un test de Beilstein (fil de cuivre) parallèlement à ce contrôle de pH].
La reproductibilité du mode opératoire spécifié ci-dessus est suffisamment bonne pour permettre
d'obtenir des spectres permettant une interprétation qualitative. Il n'est donc pas nécessaire d'effectuer
la pyrolyse sous azote et à température constante.A.6 Enregistrement du spectre
A.6.1 Le séchage du liquide de pyrolyse obtenu comme décrit en A.5 est optimal lorsqu'il s'effectue
dans le tube à essai sur du Na SO dans un dessiccateur. Le produit est ensuite placé entre deux disques
2 4en KBr polis et propres. Généralement, une mince couche (épaisseur inférieure ou égale à 0,03 mm) suffit
pour donner un spectre d'émission compris entre 0 % et 80 %. Si nécessaire, une couche plus épaisse
de pyrolysat peut être obtenue à l'aide de pièces d'écartement appropriées. Il convient d'assurer une
répartition uniforme du pyrolysat sans inclusion de bulles d'air. Une autre possibilité consiste à apporter
une aliquote du pyrolysat sur un cristal ATR d'un spectromètre IRTF, comme décrit dans l'Annexe H.
−1 −1A.6.2 Le spectre est enregistré sous la forme d'un spectre d'émission allant de 700 cm à 3 800 cm .
A.7 InterprétationA.7.1 Généralités
La pyrolyse est une réaction très complexe, ce qui signifie que deux spectres mesurés ne seront pas
parfaitement identiques malgré l'homogénéité de la préparation de l'échantillon. C'est pourquoi
certains segments du spectre caractéristiques du type de caoutchouc sont choisis pour l'identification.
L'influence de l'oxygène pendant la pyrolyse ne pouvant être exclue, tous les segments du spectre
provoqués par des produits d'oxydation (alcools, éthers, aldéhydes et acides) ne sont pas pris en compte.
A.7.2 Expression des résultatsEn tenant compte des limites établies en A.7.1, comparer le spectre obtenu aux spectres de référence
aux longueurs d'onde caractéristiques des éléments recherchés.Noter les résultats sous la forme du spectre obtenu, avec les résultats de l'analyse du spectre.
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ISO 8871-2:2020(F)
Annexe B
(informative)
Détermination de la déformation rémanente après compression
B.1 Généralités
La détermination de la déformation rémanente après compression fournit des informations sur les
performances des élastomères exposés à une déformation constante sur une période prolongée, à
température ambiante ou à température élevée. Pour plus de détails, voir l'ISO 815-1.
B.2 AppareillageB.2.1 Appareil de compression, se composant de deux plaques planes et parallèles, en acier
chromé parfaitement poli ou en acier inoxydable parfaitement poli, entre lesquelles les éprouvettes
sont comprimées. La rugosité d...
Questions, Comments and Discussion
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