CN113041453A

CN113041453A - 医疗用注射器、适用于注射器的垫片和其制造方法

Info

Publication number: CN113041453A
Application number: CN202011398548.8A
Authority: CN
Inventors: 中野宏昭
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2021-06-29
Also published as: JP7445202B2; EP3842088A1; US11951290B2; US20210196897A1; JP2021104152A

Abstract

本发明提供一种垫片，其用于即使使垫片反复滑动等也可以维持高密封性而防止药液的泄漏的医疗用注射器。垫片(13)包含由弹性材料料构成的主体(14)和层合在该主体(14)的表面上的膜(15)，而且具有与注射筒(11)的内周表面(16)接触的圆周面部(17)的同时具有围绕该圆周面部(17)的圆环状沟槽(23)，圆环状沟槽(23)内设有固定在其内表面(24)并从膜(15)的表面突出、构成圆环状凸部(25)的环状体(22)。

Description

医疗用注射器、适用于注射器的垫片和其制造方法

技术领域

本发明涉及医疗用注射器、适用于注射器的垫片和其制造方法。

背景技术

作为医疗用注射器，橡胶制垫片的表面被膜覆盖的层合垫片正在普及。如果基于层合垫片，用膜覆盖其表面，可防止硫化橡胶的成分转移至药液中，而且可以确保比橡胶更良好的滑动性。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本实公平7-25953号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

即，已知：在硫化橡胶中添加硫化用的各种成分，这样的成分或其热分解产物会通过与药液接触从而转移入药液中。而且，还已知：对于一部分药液，这些转移物影响药液的效果、稳定性。

此外，使用注射器时，需要垫片平滑地滑动。通常，由硫化橡胶形成的垫片的滑动性低。因此，通常在注射筒(syringe)的内表面涂布硅油。但是，还已知：对于一部分药液，硅油影响药液的效果、稳定性。

从以上的观点出发，医疗用注射器中，多使用用滑动性良好的膜层合在橡胶制垫片的表面的层合垫片。

然而，层合垫片中有：层合在表面的膜不具有弹性而阻碍内部的硫化橡胶的弹性的课题。

垫片弹性是切实密封填充在注射筒内中的药液所必须的要件，垫片弹性不充分时，会导致注射筒内的药液泄漏这样的不良情况。

尤其是，预先填充有药液的注射器(称为“预充式注射器”)要求有作为长时间切实密封药液的容器所具有的性能，因此，必须尽可能地抑制药液的泄漏。

于是，对于该课题，发明人进行了进一步的研究，研究了在层合在垫片的圆周面部的膜上再形成微细的圆环状凸部。

但是，在使垫片反复滑动等苛刻使用条件下，在膜上形成的微细的圆环状凸部易于剥离，圆环状凸部剥离时，就有不能切实地密封药液而使药液泄漏的情况。

本发明基于上述背景而完成，其目的在于提供：即使使垫片反复滑动等，也可以维持高密封性而防止药液泄漏的医疗用注射器、用于该医疗用注射器的垫片和其制造方法。

【解决课题的手段】

本发明的适用于医疗用注射器的垫片为第1～5项发明中记载的内容。此外，本发明的医疗用注射器为第6、7项发明中记载的内容。进一步地，本发明的垫片的制造方法为第8～14项发明中记载的内容。

具体地，如下所述。

第1项发明为一种垫片，其为包括由弹性材料料构成的主体和层合在该主体表面的膜、适用于医疗用注射器的垫片，其特征在于，上述垫片具有与注射筒的内周表面接触的圆周面部，上述圆周面部具有围绕该圆周面部的至少一个圆环状沟槽，上述圆环状沟槽内设有固定在该圆环状沟槽的内表面并从上述膜表面突出、构成围绕上述圆周面部的至少一个圆环状凸部的环状体。

第2项发明的特征是，在第1项发明记载的垫片中，上述圆环状凸部的高度为1μm以上50μm以下。

第3项发明的特征是，在第1或2项发明记载的垫片中，上述圆环状凸部的宽度为1μm以上70μm以下。

第4项发明的特征是，在第1～3项发明中任一项记载的垫片中，上述膜的厚度为20μm以上50μm以下。

第5项发明的特征是，在第1～4项发明中任一项记载的垫片中，上述圆环状沟槽的深度为20μm以上200μm以下。

第6项发明为一种医疗用注射器，其特征在于，包括形成为筒状的注射筒；与上述注射筒组合、能够在上述注射筒内往复移动的活塞(plunger)；以及被安装在上述活塞的前端的第1～5项发明中任一项记载的垫片。

第7项发明的特征是，在第6项发明记载的医疗用注射器中，上述医疗用注射器为预先在上述注射筒内填充有药液的预充式注射器。

第8项发明为一种适用于医疗用注射器的垫片的制造方法，其特征在于，包括下述工序：准备垫片成型用模具的工序；在上述模具内将具有表面上层合有膜的圆周面部的垫片成型的工序；将垫片从模具中取出后，在垫片的圆周面部的圆周方向上形成圆环状沟槽的工序；在形成的上述圆环状沟槽中填充流动性原材料、并在垫片的圆周面部的圆周方向上层合上述流动性原材料的工序；和使所述流动性原材料固体化，形成固定在所述圆环状沟槽的内表面并从所述膜表面突出、构成圆环状凸部的环状体的工序。

第9项发明的特征是，在第8项发明记载的垫片的制造方法中，将上述垫片成型的工序包括：在上述膜的内表面重叠硫化前的橡胶而放入模具内并硫化成型的工序。

第10项发明的特征是，在第9项发明记载的垫片的制造方法中，将上述垫片成型的工序包括将上述膜的内表面在与橡胶重叠之前进行糙化的工序。

第11项发明的特征是，在第8项发明记载的垫片的制造方法中，上述形成圆环状沟槽的工序包括：在上述垫片的圆周面部用激光进行加工，按照上述圆环状沟槽的形状，至少除去上述膜的工序。

第12项发明的特征是，在第8项发明记载的垫片的制造方法中，上述流动性原材料包含氟树脂。

第13项发明的特征是，在第8项发明记载的垫片的制造方法中，上述流动性原材料包含金属糊。

第14项发明的特征是，在第8、12或13项发明记载的垫片的制造方法中，上述使流动性原材料固体化的工序包括加热工序。

【发明效果】

根据本发明，可以得到即使使垫片反复滑动等也可以维持高密封性的医疗用注射器的层合垫片。尤其是可以得到适宜于预充式注射器的层合垫片。

此外，根据本发明可以得到：即使长时间地与药液接触，也不影响药液的效果、稳定性，除此之外，即使使垫片反复滑动等也可以维持高密封性、防止药液的泄漏的医疗用注射器，尤其是预充式注射器。

进一步地，根据本发明，可以提供密封性优异的层合垫片的制造方法。

附图说明

【图1】图1为以分解状态显示本发明一实施方式的医疗用注射器的图。

【图2】图2为以截面显示本发明一实施方式的层合垫片的一半的图。

【图3】图3是图2的A部分的放大截面图。

【图4】图4是显示图2的A部分在制造过程中的状态的放大截面图。

【符号说明】

10 预充式注射器

11 注射筒

12 活塞

13 层合垫片

14 主体

15 膜

17 圆周面部

22 环状体

23 圆环状沟槽

24 内表面

25 圆环状凸部

具体实施方式

以下，参照说明书附图，具体地说明本发明的一个实施方式。

图1是以分解状态显示本发明一实施方式的医疗用注射器所谓的称为预充式注射器的注射器的图。图1中，以截面显示注射筒11和层合垫片13的一半。

参照图1，预充式注射器10包括：圆筒形状的注射筒11；与注射筒11组合，能够在注射筒11内往复移动的活塞12；以及安装在活塞12的前端的层合垫片13。层合垫片13包括由弹性材料(橡胶或弹性体等)构成的主体14和层合在主体14表面的膜15。层合垫片13中具备与注射筒11的内周表面16气密性地、液密性地接触的圆周面部17。

活塞12例如由横截面为交叉状的树脂制板片构成，其前端部具备安装有层合垫片13的头部18。头部18由与活塞12一体地形成的树脂制得，被加工成外螺纹形状。

层合垫片13为短轴的大致圆柱形状，其前端面19为例如轴中心部突出的钝角的山形形状。而且，形成有从后端面20在轴方向上刻入的内螺纹形状的嵌合凹部21。活塞12的头部18被拧入层合垫片13的嵌合凹部21，从而层合垫片13被安装在活塞12的前端。

另外，填充在注射筒11中的药液不受硅油或者固化型硅酮影响时，通常也可以将使用的硅油或者固化型硅油涂布在注射筒11的内周表面16或者层合垫片13的表面，从而得到更高的滑动性。

图2是仅放大绘制图1所示的层合垫片13的图，以截面显示层合垫片13的一半。

参照图2，对该实施方式的层合垫片13的构成进行更详细的说明。

层合垫片13包括主体14和层合在主体14表面的膜15。主体14可以由弹性材料构成，对于该材料，无特别限定。例如，可以由硫化性的橡胶、热塑性弹性体构成。其中，从耐热性优异的角度考虑，更优选硫化性的橡胶、热塑性弹性体中具有硫化点的动态硫化型热塑性弹性体。这些聚合物成分也无特别限定，如果非要说的话，优选成型性优异的乙烯-丙烯-二烯橡胶、丁二烯橡胶。此外，也优选耐气体渗透性优异的丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶。

将层合在主体14表面上的膜15能够阻止成分从硫化橡胶(主体14)转移，而且，滑动性比橡胶也优异，即，如果是摩擦系数小于橡胶的膜，其种类就无特别限定。作为一例，可列举在医疗用途取得实际成绩的超高分子量聚乙烯、氟系树脂的膜。其中，氟系树脂的滑动性优异，而且表面的化学稳定性优异，因此优选。作为氟系树脂，如果是含氟的树脂，则只要使用公知的树脂即可，作为例子，可列举PTFE、改性PTFE、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、全氟烷基醚(PFA)等。PTFE、改性PTFE的滑动性和化学稳定性均优异，因而优选。ETFE对γ射线灭菌的耐性良好，因此优选。从与主体14的粘合性的观点考虑，也可以使用这些树脂的混合物或者层合形成的膜。

优选在层合主体14的膜的内表面侧(被层合侧)进行粘合处理。粘合处理的方法无特别限定。作为粘合处理，优选粘合处理带来的膜的化学变化少而且不使用粘合剂的方法，例如通过离子束处理进行的糙化。

图3是图2的圆周面部17中的1个环状体22的局部放大截面图。即，图2的A部分的放大截面图。

图4是显示形成图2的圆周面部17中的1个环状体22之前的状态的局部放大截面图。即，显示图2的A部分的制造过程中状态的放大截面图。

层合垫片13具备与注射筒11的内周表面16气密性地、液密性地接触的圆周面部17，在该圆周面部17的表面形成有圆环状沟槽23。

圆环状沟槽23中以与其内表面24接触的方式嵌合有环状体22，同时环状体22固定在该内表面24。

环状体22在圆周面部17的整个圆周方向上从膜15的表面突出，在圆周面部17上，构成有沿着其圆周方向的圆环状凸部25。

由圆环状沟槽23和嵌合在圆环状沟槽23的环状体22构成的圆环状凸部25，正如其名称所示，围绕圆周面部17，在该圆周面部17的圆周方向上形成其起点和终点一致的圆环状。其理由为：在圆周面部17的整个圆周方向上，由于圆环状凸部25，在药液的密封性方面可获得均匀的效果。另外，展开考虑层合垫片13的圆周面部17时，局部的方向性消失，因此圆环状沟槽23和圆环状凸部25优选为大概直线状。

该实施方式中，显示了设置有1本的圆环状沟槽23和圆环状凸部25的例子。但是，圆环状沟槽23、圆环状凸部25的根数为1根以上即可，可以在层合垫片13的轴方向上以规定的间隔设置多根，没有必要特别设定上限。

圆环状沟槽23的深度D优选20μm以上200μm以下，更优选35μm以上100μm以下。

本发明中，通过由固定在圆环状沟槽23的内表面24的环状体22构成圆环状凸部25，从而可以提高对层合垫片13的圆环状凸部25的粘合力。因此，即使使垫片反复滑动，也难以剥离圆环状凸部25，可以维持高密封性而防止药液的泄漏。

为了提高粘合力，圆环状沟槽23越深越优选。另一方面，圆环状沟槽23过深的话，在减少对层合垫片13的损坏方面不优选。或者，也优选通过取层合的膜15的厚度T(大约20μm左右)以内的深度从而形成主体14的硫化橡胶不出现在表面的状态。

圆环状沟槽23的宽度W2优选与圆环状凸部25的宽度W1为同等程度或者比后者大，也可以比圆环状凸部25的宽度W1小。

圆环状凸部25的高度H优选1μm以上50μm以下，更优选15μm以上45μm以下。此外，圆环状凸部25的宽度W1优选1μm以上70μm以下，更优选15μm以上45μm以下。

本发明中，在圆环状凸部25的附近，仅有圆环状凸部25与注射筒11的内周表面16接触，从而可以提高层合垫片13和注射筒11的接触压力。为了提高接触压力，圆环状凸部25越小越优选。另一方面，超出需要的微细成型在工序上不优选。

接下来，对该实施方式的层合垫片13的制造方法进行说明。

该实施方式的层合垫片13优选通过以下制造工序制造。

(1)准备垫片成型用的模具的工序。

(2)在模具内，将具有在表面上层合有膜15的圆周面部17的层合垫片13成型的工序。

(3)将层合垫片13从模具中取出后，在层合垫片13的圆周面部17的圆周方向形成圆环状沟槽23的工序。

(4)在形成的圆环状沟槽23中填充流动性原材料，同时在层合垫片13的圆周面部17的圆周方向上层合流动性原材料的工序。

(5)形成通过使上述流动性原材料固体化从而使其以与上述圆环状沟槽23的内表面24接触的方式嵌合而固定在该内表面24、并从上述膜15的表面突出、构成圆环状凸部25的环状体22的工序。

在模具内，将在表面上层合有膜15的层合垫片13成型的工序中，使硫化前的橡胶在膜15的内表面上重叠，放入模具内，硫化成型。

例如，使膜15重叠在混合有硫化剂的硫化前的橡胶片等上，通过成型模具硫化成型，加工成规定形状的层合垫片13。

此时，优选对重叠有膜15的橡胶的内表面进行预先糙化处理。通过对膜15的内表面进行糙化处理，从而可以不使用粘合剂等的情况下，通过硫化成型将膜15和橡胶牢固地固定。该固定由硫化的橡胶进入糙化的膜15的内表面的锚固效果而产生。

膜15的内表面的改质例如可采用通过照射离子束从而破坏内表面附近的内部分子结构而进行糙化的方法(参照例如日本专利第4908617号公报)。

在成型的层合垫片13的圆周面部17的圆周方向上形成圆环状沟槽23的工序中，作为圆环状沟槽的形成方法，只要使用公知方法即可。虽然无特别限定，但是，例如优选通过将照射范围缩小到圆环状沟槽23的宽度W2的激光进行的加工。可以容易地加工前述的微细加工尺寸的圆环状沟槽23。作为激光，无特别限定，但优选分解效果大的短波长侧的激光。

通常通过切削、激光而加工沟槽形状时，有在沟槽的左右形成微小凸部的情况。这就是，沟槽部中的材料被挤压出至沟槽左右从而产生所谓的毛刺。

本发明中，不需要这样的凸部。后加工中，该凸部的高度超过由环状体22构成的圆环状凸部25的高度H时，就有物理干渉的情况，不优选。通过加工产生的凸部优选小于圆环状凸部25的高度H。为了抑制通过加工产生的高度，只要仅选用高度超过圆环状凸部25的高度H的、不产生不作为目标的凸部的样品即可。

使用流动性原材料作为包含圆环状凸部25的环状体22的材料时，优点为：在填充入圆环状沟槽23时以及在层合在圆周面部17的圆周方向上时，可以使用涂布等简便方法。涂布(填充和层合)的方法，使用公知方法即可，可列举印刷法、喷涂法等。

作为流动性原材料，无特别限定，如果是能够耐受之后的固体化工序的材料即可。氟树脂的固体化后的摩擦系数小，结果，垫片在注射筒内的滑动阻力变小，优选。作为一例，可列举：含氟树脂的乳液，或者悬浮在有机溶剂中的糊。作为氟树脂，可列举PTFE、改性PTFE、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、全氟烷基醚(PFA)等。PTFE、改性PTFE的滑动性、化学稳定性均特别优异，因而优选，ETFE对γ射线灭菌的耐性良好，因此优选。此外，金属糊的热稳定性优异，另一方面固化温度比较低，因此优选金属糊。

作为使涂布的流动性原材料固体化的工序，无特别限定，但优选通过加热的方法。这是由于：通过加热，环状体22被固定在圆环状沟槽23的内表面24，从而在注射筒11内滑动时不存在发生剥离的情况。作为加热的方法，可列举与层合垫片13一同投入加热炉的方法。

作为加热的温度，优选200℃以下，更优选150℃以下，以减少对层合垫片13的损坏。或者作为减少对层合垫片13的损坏的方法之一，可以考虑仅加热环状体22的方法。虽无特别限定，但可列举例如通过将照射范围仅限定在环状体22内的激光进行的加热。作为激光，无特别限定，但优选加热效果大、分解效果小的长波长侧的激光。此时，也可以在将流动性原材料以比所期望的圆环状凸部25更宽地涂布之后，通过激光局部地加热，仅使所期望的部位固体化，通过洗涤除去剩余部分，从而可以得到所望的圆环状凸部25。

作为另外的方法，可列举加热热塑性树脂形成流动性原材料之后，进行填充和层合，通过冷却而固体化的方法。

【实施例】

[实施例和比较例的方法]

用各种膜和未硫化橡胶硫化成形为垫片形状。此时，通过层合糙化后的膜，从而得到由层合的膜和橡胶的复合体形成的层合垫片。紧接着，在层合垫片的圆周面部形成圆环状沟槽，得到在圆环状沟槽中填充流动性原材料的同时在圆周面部层合流动性原材料而固体化后的产品(实施例)，以及不形成圆环状沟槽地在圆周面部层合流动性原材料而固体化后的产品(比较例)。

实施例、比较例均在高压蒸气灭菌机内在121℃下保持1小时，作为洗涤工序。

[制造方法]

膜：使用PTFE膜〔氟树脂、圣戈班株式会社制造的CHEMFILM DF1200〕的无色产品和着色产品。

用日本专利第4908617号公报中记载的方法实施膜的糙化。对膜的双面实施糙化。使用的膜的厚度记载于表1。另外，成型后的膜厚度减少，总得来说，变为原本厚度的约三分之一。

未硫化橡胶片使用卤化丁基橡胶。

交联剂使用2-二-正丁基氨基-4,6-二巯基-s-三嗪〔三协化成株式会社制，ZISNET(注册商标)DB〕。

制造条件：硫化温度180℃，硫化时间8分钟，处理压力20Mpa

作为制品形状，将垫片的最大径

成形为6.60mm。

圆环状沟槽的加工，使用Spectronix株式会社制造的紫外线激光加工机实施多次加工，从而得到所期望的深度和宽度的圆环状沟槽。

加工后，使用数码显微镜〔Leica Microsystems株式会社制造的Leica DVM5000〕，用倍率50倍的物镜确认，仅选择使用在圆环状沟槽以外未产生不作为目标的凸部的样品。圆环状沟槽的深度和宽度记载于表1。

在得到上述制品形状之后实施圆环状沟槽的填充、圆环状凸部的层合和固体化。

[形成圆环状凸部的流动性原材料和填充、层合方法]

作为流动性原材料，使用下述中的任一种。

·PTFE：大金工业株式会社制，氟树脂分散体，POLYFLON PTFE D210-C

·金属糊：大研化学工业株式会社制，含银粒子的热固化型的导电性糊，CA-6178

均使用微型分配器(兵神装备株式会社制)，使垫片在圆周方向旋转同时涂布。通过使排出量恒定，改变垫片的旋转速度，得到实施例1～5、比较例1、2。

[加热工序]

填充流动性原材料，层合后，在80℃下实施1小时的预干燥。加热工序通过下述任一种方法实施。

A.在烘箱中的加热：通过设置在设定为规定温度(200℃或者130℃)的烘箱内实施1小时。

B.通过激光的加热：使用株式会社Allied Laser制造的多用途手动机。使用混合激光器作为发射器，照射波长1064nm的激光。以光斑直径10μm实施加工。

[试验方法]

(圆环状凸部的尺寸测定)

对使流动性原材料固体化后的制品，使用激光显微镜(株式会社Keyence制造的VK-X100)，用倍率50倍的物镜测定表面形状。根据图像选择圆环状凸部的最大高度部分和宽度部分，得到数值。测定制品上的4处，显示其算术平均值。

(圆环状凸部的耐久性)

将成型后的制品插入到注射筒后，在注射筒内往复移动10次。此后，使用数码显微镜〔Leica Microsystems株式会社制造的Leica DVM5000〕以倍率50倍的物镜观察注射筒内的圆环状凸部与注射筒的内周表面的接触部。观察15个制品，记录圆环状凸部脱落而不与注射筒的内周表面接触的制品的个数。3以下设定为良好。

【表1】

[试验结果]

垫片成形后，与不形成圆环状沟槽地形成圆环状凸部的比较例1、2相比较，实施例1～5的圆环状凸部的脱落均显著减少，因而为优选结果。

Claims

1.一种垫片，其包含由弹性材料料构成的主体和层合在该主体表面上的膜，适用于医疗用注射器，其特征在于，

所述垫片具有与注射筒内周表面接触的圆周面部，

所述圆周面部具有围绕该圆周面部的至少一个圆环状沟槽，

所述圆环状沟槽内设有固定在该圆环状沟槽内表面并从所述膜表面突出、构成围绕所述圆周面部的至少一个圆环状凸部的环状体。

2.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述圆环状凸部的高度为1μm以上50μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的垫片，其特征在于，所述圆环状凸部的宽度为1μm以上70μm以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的垫片，其特征在于，所述膜的厚度为20μm以上50μm以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的垫片，其特征在于，所述圆环状沟槽的深度为20μm以上200μm以下。

6.一种医疗用注射器，其特征在于，包括

筒状注射筒、

组合在所述注射筒且能够在所述注射筒内往复移动的活塞，和

安装在所述活塞前端的权利要求1～5中任一项所述的垫片。

7.根据权利要求6所述的医疗用注射器，其特征在于，所述医疗用注射器为预先在所述注射筒内填充有药液的预充式注射器。

8.一种适用于医疗用注射器的垫片的制造方法，其特征在于，包括：

准备垫片成型用的模具的工序，

在所述模具内将具有表面层合有膜的圆周面部的垫片成型的工序，

将垫片从模具中取出后，在垫片圆周面部的圆周方向上形成圆环状沟槽的工序，

在形成的所述圆环状沟槽中填充流动性原材料，并在垫片圆周面部的圆周方向上层合所述流动性原材料的工序，和

使所述流动性原材料固体化，形成固定在所述圆环状沟槽的内表面并从所述膜表面突出、构成圆环状凸部的环状体的工序。

9.根据权利要求8所述的垫片的制造方法，其特征在于，将所述垫片成型的工序包括：将硫化前的橡胶重叠在所述膜的内表面、放入模具内并硫化成型的工序。

10.根据权利要求9所述的垫片的制造方法，其特征在于，将所述垫片成型的工序包括将所述膜的内表面在与橡胶重叠之前进行糙化的工序。

11.根据权利要求8所述的垫片的制造方法，其特征在于，形成所述圆环状沟槽的工序包括：在所述垫片的圆周面部用激光进行加工，按照所述圆环状沟槽的形状，至少除去所述膜的工序。

12.根据权利要求8所述的垫片的制造方法，其特征在于，所述流动性原材料包含氟树脂。

13.根据权利要求8所述的垫片的制造方法，其特征在于，所述流动性原材料包含金属糊。

14.根据权利要求8、12或13所述的垫片的制造方法，其特征在于，所述使流动性原材料固体化的工序包括加热工序。