一文詳解:預灌封注射器為何成為生物制劑的首選?
聲明:因水平有限,錯誤不可避免,或有些信息非最及時,歡迎留言指出。本文僅作醫(yī)療健康相關(guān)藥物介紹,非治療方案推薦(若涉及);本文不構(gòu)成任何投資建議。
摘 要
預灌封注射器廣泛應(yīng)用于生物制品、生化類產(chǎn)品、抗血栓藥、美容產(chǎn)品等高產(chǎn)值產(chǎn)品的包裝。更重要的是,隨著價值較高的國產(chǎn)新型生物制品和消費類生物制品的崛起,預灌封注射器(尤其是國產(chǎn)預灌封注射器)的滲透率有望持續(xù)提高。預灌封注射器因其體積小,便于攜帶,能夠可靠地提供精確的藥物劑量、污染風險低等優(yōu)點,使它們在醫(yī)藥市場的需求急劇增長。
預灌封注射器的歷史
注射藥物的想法源于對蛇咬傷的觀察,以及威廉·哈維(William Harvey)在1600年初記錄的對循環(huán)系統(tǒng)的了解。在最初的100年里,克里斯托弗·雷恩(Christopher Wren)等科學家進行了一些實驗,用粗糙的儀器和不純藥物和非無菌溶液給狗和人服用止痛藥。雖然一些人和動物可能在這一經(jīng)歷中幸存下來,但可以肯定的是,許多人之所以沒有幸存下來,是因為缺乏對微生物的了解。然而,嚴重疼痛的緩解和接種疫苗的知識創(chuàng)造了對該技術(shù)更好理解的需要和動力。第二次世界大戰(zhàn)產(chǎn)生了對體外藥物方便包裝的需求,這些藥物可以很容易地攜帶到戰(zhàn)場,并提供疼痛所需藥物的快速給藥。在20世紀80年代之前,預填充注射器被視為相對微不足道的利基產(chǎn)品。Sanofi和Rhone Poulenc-Rorer推出了肝素預充注射器,并使這種輸送方法非常成功。
預灌封注射器(Prefilled Syringe)又稱預充式注射器或預充針,是近年來發(fā)展起來的新型藥包材,它不屬于醫(yī)療器械,而是藥品包裝系統(tǒng)的組成部分,具有儲存藥品和普通注射兩種作用。全球第1支預灌封注射器于1984年誕生于美國BD公司,此后,逐漸為美國、歐洲市場熟悉并接受。預灌封注射器主要用于疫苗、生物制品、生化類產(chǎn)品、抗血栓藥、美容產(chǎn)品等高產(chǎn)值產(chǎn)品的包裝,也可用于眼科、耳科、骨科、婦科等手術(shù)沖洗。國內(nèi)的預灌封注射器研究起步較晚,中國的第一支玻璃預灌封注射器2005年誕生于山東威高集團。2019年,全球預灌封注射器市場規(guī)模達到了46億美元,是所有形式的包裝容器中增長速度最快的。目前,包括國藥集團中國生物所屬的武漢生物制品研究所和北京生物制品研究所以及北京科興生物等生產(chǎn)新型冠狀病毒疫苗企業(yè)均廣泛使用到預灌封注射器,預灌封注射器在疫苗制劑上的應(yīng)用前景廣闊。
預灌封注射器的應(yīng)用領(lǐng)域與優(yōu)勢
預灌封注射器指的是是現(xiàn)在注射器中灌注進藥液,以方便醫(yī)護人員以及患者隨時注入藥物的一種“藥械合一”的器械。預充式注射器代表產(chǎn)品主要有胰島素預灌封注射器,隨著現(xiàn)代生物醫(yī)藥技術(shù)的快速發(fā)展,自我給藥治療慢性疾病患者得到普遍應(yīng)用,當前在抗血栓藥、疫苗、血液刺激劑、干擾素、類風濕性關(guān)節(jié)炎等藥物等領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。預灌封注射器具有如下優(yōu)勢:
1. 用藥劑量更準確
在使用過程中殘留藥液較多,預灌封注射器可以最大限度的減少藥液殘留,用藥劑量更加準確。
2. 直接注射
避免了工作人員在配藥過程中對自身造成傷害或造成用藥劑量不準確,以及減少藥物使用錯誤幾率。
3. 使用方便,無污染
預灌封的藥液使用時僅需將針帽取下,直接注射,無交叉污染,空氣接觸不到藥品,做到真正安全注射。
4. 可以自我給藥
慢性疾病等患者可以在家進行自我給藥。
5. 便于運輸儲存
預充式注射器易于處理、儲存、運輸?shù)葍?yōu)點,有效降低成本。
預灌封注射器的分類和組成
預灌封注射器主要有兩種類型,分別為玻璃預充注射器以及聚合物預充注射器,產(chǎn)品主要分為帶注射針和不帶注射針兩類,玻璃產(chǎn)品的規(guī)格有0.5~20mL,塑料產(chǎn)品的規(guī)格有5~50mL。預灌封注射器一般為組合件,主要由管套、活塞、推桿、錐頭和護帽組成,見圖1、圖2。帶注射針的為針頭嵌入式,由針管,針頭護帽,活塞和推桿組成;不帶針的分為錐頭式和螺旋頭式,錐頭式由針管,錐頭頭護帽,活塞和推桿組成,螺旋頭式由針管,螺旋頭護帽,螺旋頭,活塞和推桿組成。


圖2 | 預灌封注射器示意圖
預灌封注射器注射針一般為不銹鋼材料,其余材質(zhì)全部采用高品質(zhì)玻璃、塑料和橡膠,確保了產(chǎn)品的安全可靠,另一方面,預灌封注射器省去了藥品從包裝到針筒的轉(zhuǎn)移,有效減少了因吸附造成的浪費并避免了藥品的交叉污染和二次污染。此外,預灌封注射器采用定量加注藥液的方式,比醫(yī)護人員手工灌注更加精確。
預灌封注射器的技術(shù)標準
預灌封注射器各類配件均有單獨的標準(如預灌封注射器用硼硅玻璃針管YBB00062012、預灌封注射器用不銹鋼注射針YBB10072012、預灌封注射器用氯化丁基橡膠活塞YBB30012012、預灌封注射器用溴化丁基橡膠活塞YBB30022012、預灌封注射器用聚異戊二烯橡膠針頭護帽YBB30032012等)。國內(nèi)執(zhí)行的標準為YBB00112004-2015,主要技術(shù)指標有以下幾個:
預灌封注射器器身密合性:預灌封注射器器身密合性直接影響其使用適應(yīng)性能,是各生產(chǎn)企業(yè)重點關(guān)注的指標之一。
預灌封注射器應(yīng)力值:玻璃預灌封注射器生產(chǎn)過程中要經(jīng)過退火的過程,預灌封注射器內(nèi)應(yīng)力一旦超標,會有不定時的自爆和受到輕微外力誘導即破裂的可能,給使用造成很大的安全隱患。對預灌封注射器內(nèi)應(yīng)力進行科學的檢測可以幫助企業(yè)進行分析和改進產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力指標,有效降低市場風險。
預灌封注射器活塞滑動性:活塞滑動性是檢測預灌封注射器的一項重要檢測指標,因為推動活塞時,活塞和玻璃針管內(nèi)壁會產(chǎn)生一定的阻力,在實際使用中力值過大會造成注射困難,力值過小會注射過快過猛造成危險。
預灌封注射器注射針鋼性測試項目:不銹鋼針在應(yīng)用過程中,要求其具備一定的剛性,保證在使用過程中鋼針不易彎曲,減小醫(yī)療事故發(fā)生的可能性。
另外,國際上預灌封注射器還有ISO 11040系列標準,如ISO 11040-4(預灌封注射器用玻璃針管,見表1),ISO 11040-5(預灌封注射器用活塞),ISO 11040-6(預灌封注射器用塑料針管),ISO 11040-7(預灌封注射器組合件的包裝系統(tǒng)),ISO 11040-8(預灌封注射器組合件的要求和測試方法)。
表1 | 玻璃預填充注射器ISO 11040-4標準尺寸

預灌封注射器的主要廠家
預灌封注射器配件生產(chǎn)廠家眾多生物制品、單抗及血液制品領(lǐng)域迅速發(fā)展,預灌封產(chǎn)品市場發(fā)展空間巨大,全國預灌封注射器約有3.5億支的市場空間。根據(jù)國家藥品監(jiān)督管理局(CDE)原輔包登記信息公示的數(shù)據(jù),預灌封注射器組合件的主要進口廠商有:BD、Gerresheimer Buende GmbH、SCHOTT Schweiz AG、Nipro Pharma Packaging International、株式會社愛爾特、泰爾茂株式會社、大成化工株式會社等。預灌封注射器組合件國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)主要有:山東威高集團醫(yī)用高分子制品股份有限公司、山東威高普瑞醫(yī)藥包裝有限公司、山東淄博民康藥業(yè)包裝有限公司、山東省藥用玻璃股份有限公司、山東永聚醫(yī)藥科技有限公司、寧波正力藥品包裝有限公司。
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康日百奧灌裝生產(chǎn)線具備可調(diào)節(jié)的灌裝速度,在連續(xù)生產(chǎn)時,灌裝量執(zhí)行在線稱重控制。擁有可操作限制進入隔離系統(tǒng)(oRABS)的全自動灌裝和軋蓋生產(chǎn)線(B級背景下的A級環(huán)境),以及全自動洗瓶和去熱源設(shè)備。所有的產(chǎn)品接觸面均采用一次性/拋棄型的元件以防止交叉污染。預充針無菌灌裝的智能機器人無菌預灌封系統(tǒng)實現(xiàn)了灌裝的高精度以及穩(wěn)定的無菌保障,灌裝規(guī)格范圍:0.2mL至5.0mL,單次批量最大:100,000支,灌裝速度:12,000支/h,見圖3。

圖3. 康日百奧含智能機器人預灌封系統(tǒng)的預充針灌裝產(chǎn)線
總 結(jié)
預灌封注射器具備減少醫(yī)護人員配藥時的劑量差錯、避免取藥液時產(chǎn)生的濃度不均情況、提高患者順應(yīng)性,保證無菌,且對于運輸以及儲存而言,預充式注射器易于處理、儲存、運輸?shù)葍?yōu)點,有效降低成本。由于預充式注射器優(yōu)點明顯,因此在生物醫(yī)藥領(lǐng)域備受青睞,市場需求持續(xù)攀升。