プレフィルドシリンジの選択の概要 - ニードル

アストラゼネカ、マイケル・ソング博士著

あらゆる配合製品およびバイオ医薬品製品の中心となるのは薬剤容器です。 薬剤容器には、バイアル、アンプル、プレフィルドシリンジ、カートリッジなどがあります。 プライマリ コンテナの各タイプには、独自の属性、ニュアンス、および考慮すべき領域があります。 それぞれの背後にあるテクノロジーを理解することは、バイオ医薬品の開発にとって不可欠な要素です。

現在、ますます多くの生物学的医薬品が開発されており、プレフィルドシリンジ (PFS) の使用が増加しています。 この成長は、製造中のガラス応力の最小化からタングステン残留物の制御の改善に至るまで、プレフィルドシリンジの科学、製造、設計の進歩にも拍車をかけています。 これらの技術的改良により、プレフィルドシリンジの品質は劇的に向上しましたが、医薬品を選択してプレフィルドシリンジに取り付ける際には、考慮すべき点がまだあります。

プレフィルドシリンジの最も一般的な 2 つのタイプは、無針 PFS と針付き PFS (一体型/固定針付き PFS) です。 一般に、ワクチン製品には針のないプレフィルドシリンジがより一般的に使用されますが、固定針 PFS は通常、生物製剤および医薬品製品に使用されます。 これら 2 種類の PFS の形状は共通であり、ISO 規格に従っています。 さらに、2 つの薬剤を同時に投与できるように設計されたデュアルチャンバーシリンジや、凍結乾燥された注射用医薬品との併用を容易にするために設計されたデュアルチャンバーシリンジなど、他のタイプの PFS もあります。 近年では、製薬会社にさらなる柔軟性と利点を提供する独自の特性を備えたいくつかの新しいデュアルチャンバーシリンジ設計も登場しました。

この 2 部構成の記事では、これら 3 つの一般的な PFS タイプについて紹介し、医薬品に関して考慮すべき重要な要素を共有します。 この最初の部分では、無針 PFS とデュアルチャンバー システムについて説明します。 パート 2 では、針が固定されたプレフィルドシリンジについて説明し、PFS 開発のためのパートナーの選択についていくつかの考えを示します。

無針プレフィルドシリンジ

まず、無針プレフィルドシリンジを調べてみましょう。 これらのシリンジには通常、滅菌バリア キャップとルアー ロック アタッチメントの両方として機能するアタッチメントが含まれています。 アタッチメントはプラスチック製で、シリンジのノズルに固定されています。 ルアーロック取り付け用の PFS は通常、ノズルに円形のバンド溝を付けて製造されています。 このバンドは、ルアー ロック アタッチメントと係合して所定の位置にロックします。 ルアー ロック アタッチメントには、炭酸飲料ボトルのキャップに似た、破損しやすい不正行為防止設計のキャップ要素も含まれています。 キャップを取り外すには、通常、キャップをひねってタンパーの設計を壊し、キャップを残りの取り付け部分から解放する必要があります。 無菌バリアを維持するために、シリンジのノズルにはエラストマー プラグが取り付けられています。 使用前は、キャップからの圧力によってプラグが所定の位置に保持され、シリンジ ノズルのシールが維持されます。

無針プレフィルドシリンジを使用している場合、ルアー ロック キャップの取り付けとキャップの分離の使いやすさを、治療領域 (TA) と患者の人口統計に関連して評価する必要があります。

さらに、ルアー ロックの形状も考慮する必要があります。これは、製品が互換性のある付属の針と同梱されていない限り、エンド ユーザーが PFS デバイスで使用する針を選択することになるためです。 針のメーカーやブランドは数多くあるため、選択するのが難しい場合があります。 このため、ほとんどのルアー ロック取り付け針は ISO 規格に準拠し、互換性とブランド間の互換性を確保しています。 そうは言っても、PFS ルアー ロック アタッチメントが ISO 規格に準拠していることを確認するように注意する必要があります。

さらに、ルアー ロック アタッチメントは、シールを作成する際にシリンジ ノズルに対するエラストマー プラグの圧力を維持するのに役立ちます。 将来の容器の密閉性に関する問題を最小限に抑えるために、評価中にエラストマープラグに関連したシリンジのルアーロックアタッチメントのシール能力/性能を常にチェックおよびテストする必要があります。 これは、多くの漏れ検出および/または容器の密閉性試験方法を通じて達成できます。

プレフィルドシリンジを選択するときは、医薬品と、医薬品とシリンジの材料の即時的および長期的な相互作用の可能性も考慮することが重要です。 これらの相互作用は、注射器のガラスバレルの層間剥離からタンパク質の凝集まで、さまざまな形をとる可能性があります。 さらに、無針 PFS には、医薬品、シリンジ プランジャー、およびシリンジ ノズル プラグと接触する 2 つのエラストマーがあります。 両方の成分の配合と材料組成は、潜在的な浸出物と医薬品との潜在的な相互作用の観点から綿密に検討する必要があります。

多くのベンダーは、エラストマーに関する何らかの形式の強制抽出研究を行っていることが多く、プラグやプランジャーの適合性を初期評価する際の優れたデータ源となる可能性があります。 亜鉛抽出物を多く含む元素は、一部の薬剤製剤と相互作用し、凝集物を生成する可能性があることが知られています。 ベンダーのデータを活用する場合は、使用する溶媒の種類、テスト成分とその供給源の場所 (エラストマーの場合はさらに重要)、抽出条件に注意を払う必要があります。

同様に、タングステンの残留も注意すべき領域です。 タングステン残留物は、シリンジ ノズル上にチャネルを作成するためにシリンジ形成プロセス中に使用されるタングステン ピンから発生します (パート 2 で詳細に説明します)。 製造と技術の改善により、注射器メーカーはタングステン残留物をより適切に制御し、削減することに成功しました。 それにもかかわらず、これは、医薬品で使用する PFS を評価および選択する際に注意すべき領域です。

無針 PFS には針が組み込まれていないため、ほとんどの場合、シリンジバレルのシリコン処理は焼き付けによって行われます。 これは、固定針 PFS とはまったく異なり、インスリン カートリッジを彷彿とさせます。 ベークオンシリコン処理プロセスでは、通常、純粋な液体シリコーンではなくシリコーンエマルジョンが使用されます。 そのため、使用するシリコーンの種類とグレード、エマルションの作り方、シリコンの希釈率などに注意を払う必要があります。シリコーンは常に医療グレードであり、適切な純度およびセンチポアズ (cP) のものである必要があります。 この情報は、医薬品適合性評価の一環として適切なシリコーン添加研究を設計する際に不可欠です。

すべてのプレフィルドシリンジと同様に、プランジャー/ストッパーの選択は最終製品の性能に大きな影響を与える可能性があります。 現在では、さまざまなプランジャー設計が多数提供されています。 選択したプランジャーに応じて、いくつか例を挙げると、容器の密閉性、性能、充填機の適合性など、さまざまな観点から評価する必要があります。 主要なコンテナやデバイスのエンジニアリングの観点から見落とされがちな領域の 1 つは、プロセス エンジニアリングの観点からはさらに重要ですが、プランジャーのシリコン処理の量です。 プランジャーはすぐに使用できる袋に入っており、充填作業中に栓付きボウルに注がれます。 振動により、ストッパーボウルはプランジャーを分類および方向付けし、薬物を充填した PFS をストッパーするための供給トラックにプランジャーをロードします。 ストッパーボウルに残ったシリコンは、検証された洗浄方法で洗浄する必要があります。 シリコーンの洗浄は通常、医薬品と医療機器の両方にとって課題であり、医薬品の品質に直接影響を与える可能性があるため、使用できる洗浄剤が大幅に制限されます。 (クリーニングとクリーニングの検証については、今後の記事で詳しく説明します。)

最後に、ほとんどの無針 PFS には針安全装置が取り付けられていないため、採用する PFS フランジのタイプを決定する必要があります。 ユーザー エクスペリエンスを支援するデバイス製品の一部としてフィンガー フランジ アクセサリを PFS に追加することを計画している場合、カット フランジとタイプ C の小さな円形フランジのどちらを選択するかは、充填操作だけでなく、充填作業にも依存します。 、シリンジプラットフォームのステータスに影響する可能性があります。 ほとんどの充填操作では、小さな丸いフランジを従来のカット フランジと同じくらい簡単に処理できますが、プログラム全体で同じシリンジを使用すると、最大の規模の経済が達成され、複数の在庫管理単位 (SKU) の必要性が最小限に抑えられます。 シリンジのフィンガー フランジ タイプの選択が重要になる領域の 1 つは、追加のフィンガー フランジ付属品を使用せずにプランジャー ロッドのみを PFS に組み込む場合です。 このような場合、PFS に固有のローリング防止機能が提供されるため、カット フランジを選択する方が適切な場合があります。

デュアルチャンバーシリンジ

近年、利用可能なデュアルチャンバー技術の数が増加しています。 従来のデュアル チャンバー シリンジを検討している場合でも、標準 ISO シリンジ設計を使用するものなどの新しいデュアル チャンバー テクノロジーを検討している場合でも、製品に適切なテクノロジーを選択する際には、信頼性、使いやすさ、およびパフォーマンスを評価することが重要な領域です。

デュアルチャンバーシリンジは、2 つの分割チャンバーを備えているという点で独特であり、前チャンバーに凍結乾燥製剤を充填し、後チャンバーにその希釈剤を充填することも、両方のチャンバーに同時送達を目的とした医薬品を充填することもできます。

デュアルチャンバーシリンジと標準のプレフィルドシリンジの間には、多くの特有の違いがあります。 1 つは、使用開始時に、デュアルチャンバーシリンジのキャップまたはニードルシールドを取り外すべきではありません。 代わりに、ユーザーは最初にプランジャー ロッドを前方に押して、後部チャンバーの内容物を前部チャンバーに押し込む必要があります。 このメカニズムは、薬剤を連続的に投与することが意図されているまれなケースをサポートしません。

後室の内容物が前室に導入されると、シリンジ内の圧力が高まります。 圧力によってプランジャー/プランジャー ロッドが押し戻されるのを防ぐために、プランジャー ロッドには、後部チャンバーの内容物が前部チャンバーに導入された後、プランジャー ロッドを所定の位置に保持する中間ロックが付いているか、またはプランジャー ロッドの前半分が備えられていることがよくあります。プランジャーロッドにはネジが付いており、ユーザーエクスペリエンスを向上させるとともに、シリンジ内の圧力の蓄積によってプランジャー/プランジャーロッドが押し戻されるのを防ぎます。

さらに、デュアルチャンバーシリンジでは、標準的なブレークルーズおよび押出力試験方法は適用されません。 これは、チャンバーを使用する際に多くの付加的な力の変数が存在するためです。 従来のデュアルチャンバー注射器の場合、プランジャーロッドが前方に押されると、この動きによって後部チャンバー内に圧力が生じ、2つのチャンバーの間にチャネルが形成されるまで中央のプランジャーが前方に駆動されます。 これは、複数の可動部品と競合する力により、標準のプレフィルドシリンジとは非常に異なる力プロファイルを持ちます。 力のプロファイル全体を調べる場合には、細心の注意を払う必要があります。

デュアルチャンバーシリンジでは、充填操作も困難になる可能性があります。 現在の充填ライン機器を変更したり、新しい充填機器を購入したり、充填場所を制限したりする必要がある可能性があるため、これは慎重に検討する必要がある領域です。 その他の考慮すべき要素には、製造プロセス、メディア充填アプローチなどが含まれます。

さらに、デュアルチャンバーシリンジはユーザーにとってさらに複雑な問題を引き起こします。 たとえば、デュアルチャンバーシリンジでは、ユーザーは注射前にさらに多くの準備手順を実行し、適切な順序で実行する必要があります。 たとえば、ユーザーが 2 つのチャンバーを混合する前にキャップを外すと、薬剤が失われる危険性が高くなります。 または、ユーザーが 2 つのチャンバーの内容物を混合した後にキャップを取り外すときに、シリンジをわずかに下向きで体から遠ざけると (従来のプレフィルドシリンジのニードル シールド キャップを取り外す方法と同様)、次のような症状が発生する可能性があります。シリンジ内の圧力の上昇による薬剤の損失。

高電圧漏れ検出 (HVLD) CCIT などの決定論的容器閉鎖完全性試験 (CCIT) 方法を導入しようとしている企業、または採用している企業にとって、たとえ両方のチャンバーが十分な量で満たされている場合でも、バイパス付きデュアルチャンバーシリンジは課題となります。導電性の液体。 これは、HVLD テスターは移動プローブを利用し、完全なカバレッジを達成するためにシリンジを回転させ、従来のデュアル チャンバー シリンジをバイパスすると両方のシリンジに干渉するためです。 (CCIT については今後の記事で詳しく説明します。)

これらは、デュアル チャンバーおよびニードルフリー PFS 設計で考慮すべき要素の一部にすぎません。 パート 2 では、針が埋め込まれたプレフィルドシリンジと、PFS 開発のための優れたパートナーを選択するための考慮事項に注目します。

免責事項:この記事で表明された意見は著者のものであり、必ずしも著者の雇用主の意見を代表するものではありません。

著者について：

Michael Song 博士は、アストラゼネカの生物デバイス開発において、生物デバイスの機能、安全性、およびデジタル接続グループを率いています。 現在の役割では、デバイスの機能と安全性、一次容器の科学技術、生体適合性、容器閉鎖の完全性戦略とテスト、デジタル接続開発を監督しています。 現在の役職に就く前は、Adello Biologics (Amneal Pharmaceuticals の一部) でデバイス、パッケージング、およびプロセス エンジニアリング部門の責任者を務めていました。 彼は、Stryker、Amgen、Kavlico Corporation で重要な技術職を歴任し、複合製品と 510(k) 医療機器の開発を主導してきました。 彼はバロー神経研究所 / セント ジョセフ病院および医療センター (ディグニティ ヘルスの一部) で博士課程の研修を受け、パデュー大学で電気工学の学士号を取得し、博士号を取得しています。 アイオワ州立大学で神経科学と毒物学の博士号を取得。

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