JP2020096969A - 切り替え可能なプランジャー、フィルムコーテッドプランジャー及び関連のシリンジアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンジ筒の側壁に対する拡張状態と収縮状態とを切り替えることのできるプランジャーを提供する。【解決手段】医療用筒内に配置されるように構成される切り替え可能なプランジャーアセンブリ１０であって、切り替え可能なプランジャーアセンブリは、内部部分１６と、医療用筒壁の内部表面と接触するように構成される全体的にシリンダー状の外表面１８とを備え、外表面の少なくとも一部分は、内部部分の要因によって初期拡張状態に維持され、拡張状態は、要因を変更するためにプランジャーアセンブリの内部部分に加えられる動作によって、拡張状態と比較して、前記医療用筒壁に対する外表面の圧縮力を減少させるように構成された収縮状態まで縮小できる、切り替え可能なプランジャーアセンブリ。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１０月７日出願の米国仮特許出願第６１／８８７，８９９号明細書；２０１３年１２月６日出願の同第６１／９１２，７３４号明細書；２０１４年２月１０日出願の同第６１／９３８，０１１号明細書、及び２０１４年９月１０日出願の同第６２／０４８，６７５号明細書の優先権を主張する。

本発明は、概してプランジャーに関し、及び薬物送出装置、例えば（プレフィルドすなわち充填済みの、使用前に充填される又は空の）シリンジ、カートリッジ又はオートインジェクターにおけるプランジャーの使用に関する。より詳細には、本発明は、切り替え可能な（ｃｏｎｖｅｒｔｉｂｌｅ）プランジャーであって、プレフィルドシリンジの保存期間中は、拡張状態又は貯蔵モードにおいて容器クロージャーの完全性をもたらして維持し、かつ使用状態にあるときには、収縮状態又は投薬モードまで縮小して、シリンジの内容物を投薬するときのプランジャー力を比較的弱くし、かつ均すことができる切り替え可能なプランジャーに関する。

本開示は、主に、プレフィルドシリンジと関連して、本発明によるプランジャー及びプランジャーアセンブリの使用について説明する。しかしながら、当業者であれば、本発明は、プレフィルドシリンジに限定されず、他の薬物送出装置、例えば（プレフィルドの、使用前に充填される、又は空の）シリンジ、カートリッジ及びオートインジェクターすなわち自動注入器も含み得ることを容易に認識する。

プレフィルドの非経口容器、例えばシリンジ又はカートリッジは、一般に、患者又は介護者が使用前にシリンジを充填する必要がないように準備されて販売されている。シリンジ、より具体的にはシリンジの筒は、例えば、いくつかあるアイテムの中でも特に、食塩溶液、注入用色素、又は医薬活動製剤を含む、様々な異なる注射剤（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔ）がプレフィルドされ得る。

プレフィルドの非経口容器は、一般に、ゴムプランジャーで密封されており、容器の内容物の保存期間にわたってクロージャーの完全性をもたらしている。プレフィルドシリンジを使用するために、パッケージング及びキャップを取り外し、任意に皮下注射針又は別の送出導管を筒の近位端部に取り付け、送出導管又はシリンジを使用位置まで動かし（例えば患者の血管へ、又はシリンジの内容物ですすぎ流されるべき器具へ挿入することによって）、及びプランジャーを、筒の内容物を注入するために、筒内で適用点まで前進させる。

ゴムプランジャーによって筒にもたらされたシールすなわち密封は、一般に、プランジャーのゴムを筒に押し付けることを含む。一般に、ゴムプランジャーの直径は、筒の内径よりも小さい。それゆえ、注射剤をシリンジから投薬するときにゴムプランジャーを変位させるためには、ゴムプランジャーのこの押圧に打ち勝つ必要がある。さらに、プランジャーを最初に動かすときに、ゴムシールによってもたらされたこの押圧に一般に打ち勝つ必要があるだけでなく、注射剤を投薬する間、ゴムプランジャーが筒に沿って変位されるので、この押圧に打ち勝ち続ける必要もある。シリンジ内でプランジャーを前進させるために比較的強い力が必要であることは、使用者がシリンジから注射剤を投与する際の難しさを増大させてしまう。このことは、特に、シリンジが自動注入装置に配置されかつプランジャーが固定バネによって前進される自動注入システムにとって、問題となる。従って、プレフィルドの非経口容器におけるプランジャーの使用に関する主な検討事項は：（１）容器クロージャーの完全性（「ＣＣＩ」、下記で定義する）；及び（２）シリンジの内容物を投薬するために必要とされるプランジャー力（下記で定義する）を含む。

実際には、ＣＣＩ及びプランジャー力は、矛盾する検討事項となる傾向を有する。換言すると、他の要因がない場合、適切なＣＣＩを維持するためのプランジャーと容器の内部表面との間の嵌合がきついほど、使用時にプランジャーを前進させるために必要な力は大きくなる。医療用シリンジの分野では、プランジャーが、筒で前進させるときに、実質的に一定の速度で及び実質的に一定の力によって、動くことができることを保証することが重要である。さらに、プランジャーの動きを開始させ、かつその後、使用者によって快適に投与できるようにするために、プランジャーを前進させ続けるために必要な力は十分に弱い必要がある。

プランジャー力は、本質的に、接触している面のそれぞれ（すなわち、プランジャーの表面及びシリンジの内壁面）の摩擦係数と、シリンジの内壁に対してプランジャーによって加えられる法線力との関数である。それぞれの摩擦係数が大きいほど、及び法線力が大きいほど、プランジャーを前進させるために必要な力は大きくなる。従って、プランジャー力を改善するための努力は、摩擦を低減させ、かつ接触している面と面との間の法線力を弱くするように向けられるべきである。しかしながら、そのような努力は、上述のように、適切なＣＣＩを維持する必要があることによって、加減する必要がある。

摩擦を低減させ、それゆえプランジャー力を改善するために、プランジャー、容器の内部表面、又はそれら双方が潤滑にされ得る。液体又はゲルのような流動性の潤滑剤、例えば遊離シリコーンオイル（例えば、ポリジメチルシロキサン又は「ＰＤＭＳ」）が、所望レベルの潤滑性をもたらして、プランジャー力を最適にし得る。任意に、いくつかの実施形態において、プランジャー力を低下させるための、特に少量での遊離シリコーンオイルの使用は、本発明の範囲内にあるとし得る。しかしながら、本発明の好ましい実施形態を含むいくつかの適用例に関し、大量の流動性潤滑剤の使用は望ましくない。例えば、流動性潤滑剤は、シリンジ内の医薬品と混合しかつそれと相互作用し、薬物を劣化させるか又はそうでなければその有効性及び／又は安全性に影響を及ぼす可能性があり得る。そのような潤滑剤は、場合によっては、医薬品と一緒に患者に注入される場合には、問題となるかもしれない。さらに、流動性潤滑剤は、プレフィルドシリンジと一緒に使用されると、時間と共にプランジャーから移動することがあり、プランジャーと容器の内部表面との間に、潤滑性がほとんどない又は全くないスポットを生じ得る。これは、プランジャーと筒との間の接着性に関する業界用語である「スティックション（ｓｔｉｃｋｔｉｏｎ）」として公知の現象を生じることがあり、このスティックションに対し、プランジャーが筒から離脱して（ｂｒｅａｋ ｏｕｔ）動き始めることができるようにするために、打ち勝つ必要がある。

流動性潤滑剤の代替例として（又はそれに加えて）、プランジャーは、潤滑性を有する材料から作製され得るか、又はそれらの外表面に減摩コーティング又はラミネートを含み得る。そのようなプランジャーの例は、例えば：カナダ特許第１，３２４，５４５号明細書（その全体を参照することにより本書に援用する）に開示されているＴＥＲＵＭＯによるｉ−ＣＯＡＴＩＮＧ；ゴムプランジャー上のＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ延伸ＥＴＦＥフィルム；及びＷＥＳＴによるＣＺプランジャーを含む。これらの市販のプランジャーは、潤滑にされた筒を補足して、所望レベルのプランジャー力をもたらし得るが、被覆された又は被覆されていないプラスチック製非経口容器の筒に潤滑性コーティング又は流動性潤滑剤がない場合に、所望のプランジャー力をもたらすということは未だ分かっていない。

易流動性の液体（ｆｒｅｅ ｌｉｑｕｉｄ）潤滑剤の代替例として、潤滑性コーティングが容器の筒の内壁に適用され得る。例えば、米国特許第７，９８５，１８８号明細書（その全体を参照することにより本書に援用する）に開示されている方法による潤滑性コーティングは、非経口容器のプランジャーに所望レベルの潤滑性をもたらすのに特によく適している。そのような潤滑性コーティングは、好ましくはプラズマ促進化学蒸着（「ＰＥＣＶＤ」）を使用して適用され、かつ以下の原子比、Ｓｉ_wＯ_xＣ_y又はＳｉ_wＮ_xＣ_y（式中、ｗは１であり、ｘは約０．５〜２．４であり、及びｙは、約０．６〜約３である）のうちの一方を有し得る。そのような潤滑性コーティングの厚さは、１０〜５００ｎｍとし得る。そのようなプラズマコーティングされた潤滑性層の利点は、液体、噴霧又はミクロンコーティングされたシリコーンよりも、医薬品や患者へと移る移動可能性が低いことを含み得る。プランジャー力を低下させるためのそのような潤滑性コーティングの使用は、本発明の広範囲内にあることが考慮される。しかしながら、本発明の好ましい適用例を含むいくつかの適用例に関し、そのような潤滑性コーティングの使用は、最適ではない可能性がある。例えば、架橋密度が比較的低いことに起因して、潤滑性層は、シリンジの内容物と相互作用することがあり、潤滑性層からシリンジへ抽出されたケイ素イオンを生じる。さらに、潤滑性コーティングの適用は、容器の製造に追加的なステップを取り込むため、製造プロセスの複雑さ及びコストを増す。

それゆえ、非経口容器におけるプランジャー力を最適にする一方で、適切なＣＣＩを維持して、薬物の漏れを防止し、医薬品を保護し、かつ十分な製品すなわち注射剤保存期間を達成する必要性がある。さらに、所望のプランジャー力を達成するために適切な潤滑性をもたらす一方で、容器に保持される医薬品の抽出物及び医薬品との相互作用を最小にする必要がある。さらに、これらの要因を最適にする一方で、医療用筒に個別の潤滑性コーティングを塗布することに関連し得る製造コストを削減しかつ製造の複雑さを減少させる必要がある。

従って、本発明の任意選択的な一態様において、内部部分と全体的にシリンダー状の外表面とを有する、切り替え可能なプランジャーが提供される。外表面の少なくとも一部分は、内部部分のプロパティすなわち要因（ｐｒｏｐｅｒｔｙ）によって初期拡張状態に維持される。拡張状態は、要因を変更するためにプランジャーの内部部分に適用される動作によって、収縮状態に縮小できる。要因は、限定されるものではないが、ガスの圧力、機械的に生じた半径方向外向きの圧力（ｏｕｔｗａｒｄ ｒａｄｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、又はプランジャー内に配置された液体又はゼリー状圧縮材料によって生じた半径方向外向きの圧力を含み得る。

本発明の任意選択的な別の態様は、切り替え可能なプランジャーである。切り替え可能なプランジャーは、全体的にシリンダー状の外表面を含み、この外表面は、貯蔵モードにおいては筒壁の全体的にシリンダー状の内部表面に対して密封され、かつ投薬モードにおいては筒壁に沿って前進するように構成されている。プランジャー内のキャビティが、プランジャーの内部表面を画成する。内部表面及び外部密封表面は、それらの間に、プランジャーの全体的に環状の部分を画成する。圧縮材料（例えば、中実物品（例えば、全体的に球形状とし得る）、又は気体、液体又はゲルの充填物）が、少なくとも部分的にキャビティ内に配置され、かつ貯蔵モードにおいて内部表面の少なくとも一部分に半径方向外向きの圧力を加えて、外部密封表面と注射筒壁との間に密封力をもたらすように構成される。プランジャーは、加えられる半径方向外向きの圧力を低下させることによって、投薬モードに切り替わり、それにより、外表面と注射筒壁との間の密封力を低下させるように構成され得る。

本発明の任意選択的な別の態様は、プランジャーロッドとプランジャーとを含む、プランジャーアセンブリである。プランジャーロッドは、外部シャフト及び内部シャフトを含む。外部シャフトは、内部シャフトの少なくとも一部分を摺動式に挿入するように構成された内側部分を有する。内部シャフトは、外部シャフトに対して第１の位置から第２の位置へ変位されるように構成される。さらに、プランジャーは、プランジャーロッドに動作可能に接続され、かつ内部シャフトの少なくとも一部分の挿入を受け入れるように構成される。

本発明の任意選択的な別の態様は、第１のキャビティと、第２のキャビティと、少なくとも１つのリブとを有するスリーブを含む、二段階式プランジャーである。少なくとも１つのリブは、第１のキャビティと全体的に整列される。さらに、第１のキャビティは、第２のキャビティと連通する。上記の記載において、用語「と連通する」は、スリーブ内の構造が、例えば、開口部又はキャビティ間の通路を通じて、及び／又はプランジャーが作動されると破壊される、薄くて壊れやすい膜をキャビティ間に設けることによって、キャビティ間でのインサートの通過を容易にすることを意味する。インサートは、例えば、第２の位置へ内部シャフトを変位させることによって、第１のキャビティから第２のキャビティへ変位されるように構成されている。さらに、インサートが第１のキャビティ内に位置決めされるとき、インサートは、少なくとも１つのリブの圧縮を支持するように構成されている。しかしながら、いくつかの実施形態によれば、インサートが第２のキャビティに位置決めされるとき、インサートによってもたらされる少なくとも１つのリブの圧縮の支持は、弱められ得る及び／又は取り除かれ得る。

さらに、本発明の任意選択的な別の態様は、インサート、スリーブ、及びコネクタ本体を有する、二段階式プランジャーである。コネクタ本体の少なくとも一部分は、スリーブとインサートとの間でスリーブ内に位置決めされ、かつ筒の側壁の内面に対してスリーブの圧縮を維持するように構成される。さらに、いくつかの実施形態によれば、インサートは、プランジャー内で非活動位置から活動位置へ変位されるように構成される。さらに、スリーブは、インサートが活動位置にあるとき、スリーブの長さが伸長しかつスリーブの外幅が減少するように、構成される。そのような幅の減少は、スリーブの少なくとも一部分、例えばスリーブの少なくとも１つのリブが、隣接する表面、例えば、筒の側壁の内部表面に加える圧縮力又は半径方向圧力を低下させ得る。

さらに、本発明の任意選択的な別の態様は、フィルムコーテッドプランジャーを形成する方法である。この方法は、熱可塑性エラストマーのフィルムから、プレフォームコーティングを形成することを含む。さらに、プレフォームコーティングは、金型キャビティの側壁及び／又はベースに押し付けられて、プレフォームされたコーティングの外形を、プランジャーの形状にほぼ一致させる。この方法はまた、プランジャー材料を金型キャビティに射出させることを含む。射出されたプランジャー材料は、プレフォームコーティングの隣接する内面に位置決めされて、フィルムコーテッドプランジャーを形成し得る。

本発明の任意選択的な別の態様は、筒に挿入するように構成された、フィルムコーテッドプランジャーであり、筒は、製品すなわち注射剤収容領域を有する。フィルムコーテッドプランジャーは、筒の側壁の内面に対して圧縮力をもたらしてプランジャーと筒の側壁との間に圧縮シールを形成するように構成されるプランジャーを含む。フィルムコーテッドプランジャーは、さらに、プランジャーの少なくとも一部分の周りに位置決めされるフィルムコーティングを含む。フィルムコーティングは、フィルムコーテッドプランジャーと筒の側壁の内面との間の摩擦を減少させる及び／又はプランジャーと筒の注射剤収容領域に入れられた製品すなわち注射剤との間にバリアを設けるように構成される。

本発明の他の態様は、本開示及び添付図面から明らかになる。

プランジャーアセンブリの斜視図を示す。 図示の実施形態によるプランジャーアセンブリの縦断面図を示す。 内部構造を明らかにするためにコネクタ本体が透明である、図２に示すプランジャーの隔離された部分的な断面図を示す。 シリンジの筒内に位置決めされた、図３のプランジャーの部分的な断面図を示す。 ３層コーティングセットが配置された、図４のシリンジの内面の代替的な第１の実施形態の拡大断面図である。 オルガノ−シロキサンコーティングが配置された、図４のシリンジの内面の代替的な第２の実施形態の拡大断面図である。 図示の実施形態によるプランジャーアセンブリの縦断面図を示す。 シリンジの筒内に位置決めされた、図５に示すプランジャーの部分的な断面図を示す。 図５及び図６に示すプランジャーの隔離された部分的な断面図を示す。 図示の実施形態によるフィルムコーティングを有するプランジャーの縦断面図を示す。 フィルムの一部分をフィルムコーティング用のコーティングプレフォームに変えるために使用されるフォーミングダイ及びフォーミングプラグの概略的な縦断面図を示す。 図９のフォーミングダイ及びフォーミングプラグによって形成されたフィルムコーティングのコーティングプレフォームを示す。 金型キャビティ内の真空にさらされ、かつプランジャー用の材料が金型キャビティ内へと、コーティングプレフォームに対して射出されている、コーティングプレフォームを示す。 フィルムからのコーティングのトリミング用工具による切断又はトリミング前の、フォームドプランジャー及びフィルムコーティングの断面図を示す。 図示の実施形態によるプランジャーアセンブリの縦断面図を示す。 実質的に球形のメッシュインサートの斜視図を示す。 内部構造を明らかにするためにコネクタ本体を透明にした、図２に示すアセンブリと同様に構成された代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示し、プランジャーは、その内部に、図１４に示す実質的に球形のメッシュインサートが配置されている。 実質的にシリンダー状のインサートの斜視図を示す。 内向きに潰された後の、図１６の実質的にシリンダー状のインサートの斜視図を示す。 内部構造を明らかにするためにコネクタ本体を透明にした、図２に示すアセンブリと同様に構成された代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示し、プランジャーは、その内部に、図１６に示す実質的にシリンダー状のインサートが配置されている。 図１３に示すアセンブリと同様に構成された、代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示す。 プランジャーロッドの内部シャフトから軸方向に延在する突起が部分的に挿入されたテーパ付きインサートの隔離された断面図を示す。 図１３に示すアセンブリと同様に構成された、代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示し、プランジャーは、その内部に、図１９に示すテーパ付きインサートが配置されている。 図１３に示すアセンブリと同様に構成された、代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示す。 図１３に示すアセンブリと同様に構成された、代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示す。 切り替え可能なプランジャーの外表面が拡張状態にある、図１３に示すアセンブリと同様に構成された、代替的なプランジャーアセンブリの隔離された断面図を示す。 切り替え可能なプランジャーの外表面が収縮状態にあることを除いて、図２３に示すものと同じ実施形態及び図を示す。 シリンジ内に配置された代替的なプランジャーの隔離された断面図を示す。 シリンジ内に配置された代替的なプランジャーの隔離された断面図を示す。 切り替え可能なフィルムコーテッドプランジャーの例示的な実施形態の隔離された部分的な断面図を示す。 図２６の切り替え可能なフィルムコーテッドプランジャーの側壁の拡大断面図を示す。 キャップで覆われた切り替え可能なプランジャーの例示的な実施形態の隔離された部分的な断面図を示す。 図２６の切り替え可能なフィルムコーテッドプランジャーの実施形態と同様のプランジャー試験サンプルから測定された解放力及び滑走力を示す表である。 ＣＣＩを試験するために、圧力低下に対するプランジャーの圧縮の影響を示す表である。 ４つの異なるシリンジ実施形態での、図２６の切り替え可能なフィルムコーテッドプランジャーの実施形態と同様のプランジャー試験サンプルから測定された解放力及び滑走力を示す表である。

本発明を、以下、いくつかの実施形態を示す添付図面を参照して、さらに十分に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で供されてもよく、及びここで説明する実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、特許請求の範囲の言語によって示される全範囲を有する本発明の例である。同様の符号は、全体にわたって同様の要素を指す。

定義
本発明の関連では、以下の定義及び略語を使用する：

本発明において、「有機ケイ素前駆体」は、結合：
の少なくとも一方を有する化合物であり、酸素原子又は窒素原子と有機炭素原子（有機炭素原子は、少なくとも１つの水素原子に結合された炭素原子である）とに接続された四価ケイ素原子である。ＰＥＣＶＤ器具において蒸気として供給され得るような前駆体と定義される揮発性有機ケイ素前駆体は、任意選択的な有機ケイ素前駆体である。任意に、有機ケイ素前駆体は、直鎖シロキサン、単環シロキサン、多環シロキサン、ポリシルセスキオキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）、アルキルトリメトキシシラン（ａｌｋｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、直鎖シラザン、単環シラザン、多環シラザン、ポリシルセスキアザン（ｐｏｌｙｓｉｌｓｅｓｑｕｉａｚａｎｅ）、及びこれらの前駆体のいずれか２つ以上の組み合わせからなる群から選択される。

ｗ、ｘ、ｙ、及びｚの値は、本明細書を通して、実験的組成（ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）Ｓｉ_wＯ_xＣ_yＨ_zに適用可能である。本明細書を通して使用されるｗ、ｘ、ｙ、及びｚの値は、分子中の原子の数又はタイプの限定ではなく、比率又は実験式（例えばコーティング又は層に対する）であると理解される。例えば、分子組成Ｓｉ₄Ｏ₄Ｃ₈Ｈ₂₄を有するオクタメチルシクロテトラシロキサンは、以下の実験式によって説明され、分子式のｗ、ｘ、ｙ、及びｚのそれぞれを４で割ることによって、最大共通因子：Ｓｉ₁Ｏ₁Ｃ₂Ｈ₆を達成することができる。ｗ、ｘ、ｙ、及びｚの値はまた、整数に限定されない。例えば、（非環式）オクタメチルトリシロキサン、分子組成Ｓｉ₃Ｏ₂Ｃ₈Ｈ₂₄は、Ｓｉ₁Ｏ_0.67Ｃ_2.67Ｈ₈に小さくできる。また、ＳｉＯ_xＣ_yＨ_zは、ＳｉＯ_xＣ_yと同等であると説明されるが、ＳｉＯ_xＣ_yの存在を示すために、どの比率においても水素の存在を示す必要はない。

用語「筒」は、例えば、液体製品すなわち液体注射剤を入れておりかつそれを投薬するための、シリンジなどの医療機器の一部として使用され得るような医療用筒を指す。

「摩擦抵抗」は、静止摩擦抵抗及び／又は動摩擦抵抗とし得る。

本発明に関連して、「プランジャー滑り力（ｓｌｉｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）」（この説明で同様に使用される「滑走力（ｇｌｉｄｅ ｆｏｒｃｅ）」、「維持力（ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｏｒｃｅ）」、又はＦ_mと同義語である）は、例えば吸引又は投薬の最中に、注射筒のプランジャーチップの動きを維持するために必要な力である。当該技術分野で公知のＩＳＯ７８８６−１：１９９３の試験を使用して決定されることが好都合であるとし得る。当該技術分野で使用されることが多い「プランジャー滑り力」の同義語は、「プランジャー力」又は「押す力」である。

「容器クロージャーの完全性」又は「ＣＣＩ」は、容器クロージャーシステム、例えば、プレフィルド注射筒に配置されたプランジャーが、容器に入れられた無菌注射剤（ｓｔｅｒｉｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔ）の保存期間にわたって、有効性及び無菌性を保護及び維持できる能力を指す。

本発明に関連して、「プランジャーブレークアウト力」（同様にこの説明で使用される「ブレークアウト力」、「解放力（ｂｒｅａｋ ｌｏｏｓｅ ｆｏｒｃｅ）」、「開始力」、Ｆ_iと同義語）は、シリンジ、例えばプレフィルドシリンジ内でプランジャーチップを動かすために必要な初期の力である。

「プランジャー滑り力」及び「プランジャーブレークアウト力」の双方、及びそれらの測定方法について、この説明の以下の部分においてより詳細に説明する。これら２つの力は、Ｎ、ｌｂｓ又はｋｇで表わすことができ、及び本明細書では、これら３つの単位を全て使用する。これらの単位は、以下の通り相関する：１Ｎ＝０．１０２ｋｇ＝０．２２４８ｌｂｓ（ポンド）。

「摺動式に」は、プランジャーチップ、クロージャー、又は他の取り外し可能な部分が、注射筒又は他のベッセル（ｖｅｓｓｅｌ）内で摺動できるようにされていることを意味する。

用語「シリンジ」は、機能的シリンジを提供するために、１つ以上の他の構成要素と組み立てられるように適合されたカートリッジ、「ペン」型注入器、及び他のタイプの筒又はリザバーを含むと広く定義される。「シリンジ」はまた、内容物を投薬する機構を提供するオートインジェクターなどの関連の物品を含むと広く定義される。

用語「半径方向外向きの圧力」は、プランジャーの中心軸から外向きの（又はそれから離れるような）方向にかけられる又は加えられる圧力を指す。

切り替え可能なプランジャー及びフィルムコーテッドプランジャー
図１〜２は、本発明の実施形態による２位置プランジャーアセンブリ１０を示す。プランジャーアセンブリ１０は、様々な異なる形状及びサイズを有し得る。例えば、図示の実施形態によれば、プランジャーアセンブリ１０の長さは、約７９ミリメートルとし得る。プランジャーアセンブリ１０は、プランジャー１２及びプランジャーロッド１４を含む。プランジャーロッド１４は、内部シャフト１６及び外部シャフト１８を含み得る。内部シャフト１６は、遠位端部２０、近位端部２２、及びロッキングタブ２４を含む。いくつかの実施形態によれば、内部シャフト１６の遠位端部２０は、アクチュエータ２６を形成するように構成されてもよく、アクチュエータは、プランジャーアセンブリ１０の使用中に、使用者によって、例えば、使用者の親指などによって、押され得る。外部シャフト１８は、第１の端部２８、第２の端部３０、第１の凹部３２、第２の凹部３４、及び内側部分３６を含み得る。いくつかの実施形態によれば、第１の端部２８は、プランジャー１２と螺合するように構成され得る。例えば、図示の通り、第１の端部２８は、プランジャー１２の雌ねじ４０とかみ合うように構成される雄ねじ３８を含み得る。

内部シャフト１６の少なくとも一部分は、外部シャフト１８の内側部分３６に沿って摺動式に変位するように構成される。さらに、ロッキングタブ２４は、内部シャフト１６の少なくとも一部分から突出し得る。図示の実施形態では、ロッキングタブ２４は、外部シャフト１８の内側部分３６に沿った内部シャフト１６の変位すなわち位置ずれの方向及びタイミングの制御を支援し得るテーパ付き面２５を有する。例えば、少なくとも図２は、外部シャフト１８に対して、ロッキングタブ２４が外部シャフト１８の第１の凹部３２の少なくとも一部分に突出する第１の位置にある内部シャフト１６を示す。ロッキングタブ３２のテーパ付き面２５の向きによって、アクチュエータ２６に十分な力が加えられると、ロッキングタブ３２のサイズが少なくとも一時的に圧縮されるか又は変形されることができるようにして、ロッキングタブ２５が第１の凹部３２から第２の凹部３４へと動く際にロッキングタブ２４が少なくとも一時的に内側部分２６へと入るようにする。しかしながら、十分な力がないと、ロッキングタブ３２は第１の凹部３２に留まり、それにより、内部シャフト１６を第１の位置に維持し得る。

ロッキングタブ２４が第１の凹部３２から第２の凹部３４まで移動する距離、それゆえ内部シャフト１６が第１の位置から第２の位置まで動くときに外部シャフト１８に対して変位する距離は、異なるプランジャーアセンブリによって異なり得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、内部シャフト１６は、約３〜５ミリメートル変位され得る。さらに、図２及び図５に示すように、いくつかの実施形態によれば、内部シャフト１６が第１の位置にあるとき、内部シャフト１６の近位端部２２は、外部シャフト１８の内部３６に収容されても、又はされなくもよい。

さらに、ロッキングタブ２４のテーパ付き面２５の向き及びサイズは、ロッキングタブ２４に十分な幅をもたらして、外部シャフト１８の第２の端部３０の一般的な方向において、ロッキングタブ２４を内側部分３６に引き入れないようにし得る。従って、ロッキングタブ２４が第２の凹部３４にあり、それゆえ内部シャフト１６が第２の位置にあるとき、ロッキングタブ２４のテーパ付き面２５の向き及びサイズは、ロッキングタブ２４に十分な幅をもたらして、ロッキングタブ２４が第１の凹部３２へ戻るように引き入れられるのに抵抗し得る。

少なくとも図２〜４に示すように、プランジャー１２は、筒５６（例えば、シリンジ）の内部領域５４に受け入れられるように構成される。内部領域５４は、一般的に、筒５６の側壁５８によって画成され、側壁５８は、内面６０を有し得る。さらに、内部領域５４は、プランジャー１２と筒５６の近位端部６１との間に、注射剤収容領域５９を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、図３に最もよく示すように、プランジャー１２は、インサートすなわち挿入体４２、スリーブ４４、及びコネクタ本体４５を含む。コネクタ本体４５は、例えば、いくつかある接続手段の中で特に、オーバーモールディング（ｏｖｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）、プラスチック溶接、接着剤、及び／又はスクリュー、ボルト、ピン、又はクランプなどの機械的な締結具を使用することなどによって、スリーブ４４に動作可能に接続され得る。前述の通り、コネクタ本体４５は、例えば、コネクタ本体４５の雌ねじ４０と外部シャフト１８の雄ねじ３８との螺合などによって、外部シャフト１８に接続されるように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、コネクタ本体４５は、いくつかある材料の中で特に、比較的硬い及び／又は剛体の材料、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンなどから成形され得る。

スリーブ４４は、第１のキャビティ４８及び第２のキャビティ５０を設けるように構成され得る。さらに、第１及び第２のキャビティ４８、５０は、互いに連通しており、かつインサート４２の可動式の挿入を受け入れるように構成される。スリーブ４４の外側部分４６は、一般的に、ノーズコーン９２（一般的に、シリンジの内容物に対面している）と、側壁９０（一般的に、筒５６の側壁５８に対面している）とを含む。用語「ノーズコーン」９２は、プランジャー１２のシリンジの内容物に対面する面を指し、かつ任意の好適な幾何学的形状（例えば、丸みを帯びている、円錐形、平坦など）のものとし得る。スリーブ４４の側壁９０は、好ましくは一般的に第１のキャビティ４８の少なくとも一部分に隣接する及び／又はそれと整列される少なくとも１つのリブ５２を含む貯蔵部シーリングセクション５１を含む。例えば、少なくとも図３に示すように、貯蔵部シーリングすなわち密封セクション５１の単一のリブ５２は、一般的に、第１のキャビティ４８に隣接する及び／又はそれと整列される。しかしながら、第１のキャビティ４８と整列される及び／又はそれに隣接する貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２の数は、変えてもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２は、第２のキャビティ５０に隣接して及び／又はそれと整列されて位置決めされなくてもよい。スリーブ４４は、いくつかある材料の中で特に、良好な気体遮断性を有する熱硬化性ゴム（例えば、ブチルゴム）、又は熱可塑性エラストマーから構築され得る。貯蔵部シーリングセクション５１の目的は、例えば、プランジャー１２が「貯蔵モード」にあるときに、ＣＣＩ、及び任意に１種以上の気体（例えば、酸素）に対する遮断性をもたらして、使用前の貯蔵時にプレフィルドシリンジの内容物を密封することである。ガスバリアは、製品すなわち注射剤の所望の保存期間中にシリンジ内に入れられた注射剤を劣化させ得る１種又は複数の気体の侵入を効果的に防ぐ必要がある。ガスバリアはまた、シリンジの注射剤収容領域５９内に好ましくは留まる１種又は複数の気体の流出を効果的に防ぐ必要がある。プランジャーが貯蔵モードにあるときに貯蔵部シーリングセクション５１が任意にバリアを提供する特定の１種又は複数の気体は、シリンジ内に入れられた注射剤に依存して、変わり得る。任意に（いずれかの実施形態において）、ガスバリアは、酸素バリアである。プランジャー１２が貯蔵モードから投薬モードへ切り替えられると、貯蔵部シーリングセクション５１によって最初にもたらされたシールは、小さくされるか又は完全に取り除かれるかのいずれかである（すなわち、貯蔵部シーリングセクション５１がもはや筒５６の側壁５８に物理的に接触しないようにする）。

インサート４２はまた、インサートがスリーブ４４よりも低い又は高い／それと同様の剛性を有することができるようにする製品を含む、様々な異なる製品から構築され得る。好ましくは、いずれかの実施形態において、インサートの剛性はスリーブよりも高い。さらに、インサート４２は、様々な形状を有し、かつ一般的に、第１及び第２のキャビティ４８、５０のうちの少なくとも一方を占有するように構成され得る。図２〜４に示す実施形態によれば、インサート４２は、ほぼ球形を有する。代替的なインサートの実施形態及び形状について、以下説明する。

図４に示すように、スリーブ４４、特に貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２、及びインサート４２は、リブ５２を筒５６の側壁５８に対して押し付けて圧縮するような力をもたらすように構成される。側壁５８に対する貯蔵部シーリングセクションのリブ５２のそのような圧縮によって、プランジャー１２と側壁５８との間に、筒５６に入れられた注射剤の無菌性及び／又は完全性を保護するシール、例えば「貯蔵モード」における圧縮シールをもたらす。典型的な圧縮は、例えば、プランジャー１２’が筒５６にシールを形成するように圧縮されるときには、リブ５２及び／又はスリーブ６４の全幅又は直径の１０％未満、任意に９％未満、任意に８％未満、任意に７％未満、任意に６％未満、任意に５％未満、任意に４％未満、任意に３％未満、任意に２％未満、任意に３％〜７％、任意に３％〜６％、任意に４％〜６％、任意に４．５％〜５．５％、任意に４．５％〜５．５％、任意に約４．８％とし得る。圧縮は、プランジャー及び注射筒の幾何公差だけでなく、プランジャーの材料特性（例えば、ゴムのデュロメータ）にも依存する。任意に、貯蔵部シーリングセクション５１の追加的なリブ５２が含まれてもよく、これら追加的なリブにより、シールの完全性を高め得る及び／又はプランジャー１２と筒５６の側壁５８との間に別個のシールを形成し得る。

いくつかの実施形態によれば、スリーブ４４及びインサート４２のサイズは、プランジャー１２が筒５６にあり、かつインサート４２が第１のキャビティ４８にあるとき、インサート４２が第１のキャビティ４８のサイズの減少を防止するか又は最小限にするようなサイズにされる。第１のキャビティ４８のサイズの減少をそのように最小限にする又は防止することは、筒５６の側壁５８とのリブ５２の係合によって減少されるかもしれない第１のキャビティ４８と通常は隣接する及び／又はそれと整列している貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２のサイズの大きさを、最小限にし得る。そのような実施形態によれば、リブ５２のサイズは、第１のキャビティ４８内のインサート４４の支持を受けて、リブ５２が、スリーブ４４と側壁５８との間で圧縮されるほど十分に大きく、プランジャー１２の貯蔵モードに対して圧縮シールを形成するようなサイズにされ得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、インサート４２は、リブ５２及び／又はスリーブ４４の圧縮を制限するように構成されて、プランジャー１２が、筒５６の貯蔵モードの期間中は、シールを形成するために使用されるとき、リブ５２及び／又はスリーブ４４がスリーブ４４の全幅の２０％未満、圧縮されるようにし得る。任意に、プランジャー１２が、筒５６にシールを形成するように圧縮されるとき、リブ５２及び／又はスリーブ４４は、リブ５２及び／又はスリーブ４４の全幅又は直径の１０％未満、任意に９％未満、任意に８％未満、任意に７％未満、任意に６％未満、任意に５％未満、任意に４％未満、任意に３％未満、任意に２％未満、任意に３％〜７％、任意に、３％〜６％、任意に４％〜６％、任意に４．５％〜５．５％、任意に４．５％〜５．５％、任意に約４．８％、圧縮される。

あるいは、他の実施形態によれば、インサート４２のサイズは、貯蔵部シーリングセクション５１の第１のキャビティ４８及びリブ５２のサイズを拡張させて、プランジャー１２の貯蔵モードの期間中に、側壁５８に対してリブ５２を押して又は押し付けて圧縮シールを形成するのに十分な支持をもたらすようなサイズにされ得る。

プランジャー１２は、プランジャー１２が外部シャフト１８に接続される前又は接続された後に、筒５６に位置決めされ得る。注射筒内、例えば筒５６の注射剤収容領域５９内にある注射剤が筒５６から投薬されるとき、使用者はアクチュエータ２６を押し下げて、前述の通り、内部シャフト１６を第１の位置から第２の位置へ変位させる。図１〜４に示す実施形態では、内部シャフト１６が第２の位置に変位されるとき、内部シャフト１６の近位端部２２は外部シャフト１８の第１の端部２８を出て、プランジャー１２に入る。ロッキングタブ２４を第２の凹部３４に動かすとき、内部シャフト１６はインサート４２を第１のキャビティ４８から第２のキャビティ５０へ押す。

インサート４２が第２のキャビティ５０にある状態では、貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２にインサート４２がもたらしていた／加えていた支持及び／又は力は低減される及び／又は除去される。それゆえ、そのような状況下では、筒５６の側壁５８に対してリブ５２によって以前加えられていた力も、少なくとも低減されるか、又は好ましくは除去される（すなわち、プランジャー１２が「投薬モード」にあるときには、シーリングセクション５１のリブ５２と筒５６の側壁５８との間に接触がない状態にある）。さらに、いくつかの実施形態によれば、リブ５２は、一般的に、スリーブ４４の第２のキャビティ５０に隣接しない及び／又はそれと整列されなくてもよいため、第２のキャビティ５０内にインサート４２が存在しても、側壁５８に対して別のリブ５２を支持したり又は押し付けたりすることはない。それゆえ、リブ５２によって側壁５８に対して加えられた力が、インサート４２を第２のキャビティ５０へ変位させることによって除去されるか又は削減される状態では、筒５６に沿ってプランジャー１２を変位させるために必要な力は、インサート４２を第１のキャビティ４８に留めていた力よりも弱い。それゆえ、プランジャー１２が注射剤の投薬ために変位させる必要があるとき、プランジャー１２によって側壁５８に対して加えられた力は、調整される、より具体的には削減される。さらに、力の削減の大きさは、注射剤の粘度及び／又は針のゲージによって生じる背圧に抗して、シリンジから完全に前方に注射剤が押し出され得るような大きさにされる。第２のキャビティ５０にインサート４２が、及び第２の位置に内部シャフト１６がある状態では、プランジャーアセンブリ１０は、注射剤収容領域のサイズを減少させるように変位され、それにより、筒５６から注射剤を投薬し得る。

さらに、いくつかの実施形態によれば、プランジャー１２は、任意に、第１のキャビティ４８がインサート４２によって占有されないときであっても、それにもかかわらず、リブ５２が筒５６の側壁５８との接触を維持するように、構成され得る。さらに、そのような条件下では、リブ５２が、ワイパー面となって、注射剤の投与／投薬を行っている最中に、プランジャーアセンブリ１０が変位されるときに、筒５６から注射剤を除去するのを支援するように構成され得る。

任意に、スリーブ４４の外側部分４６は、好ましくはスリーブ４４の側壁９０、任意にノーズコーン９２に隣接して、その遠位に又はそうでなければその近くに、液封セクション５３を含み得る。液封セクション５３は、液封セクション５３の少なくとも１つのリブ５５を含む。液封セクション５３の目的は、プランジャー１２が上述の通り貯蔵モードにあるとき、及びプランジャーが「投薬モード」へ移行されたとき、すなわち、貯蔵部シーリングセクション５１が筒壁５８に対する圧縮力を低減させて又はなくして、プランジャーを前進させるのを促してシリンジの内容物を投薬させるときの双方において、液密シールを提供することである。任意に、液封セクション５３はまた、ＣＣＩをもたらし得る。好ましくは、貯蔵部シーリングすなわち密封セクション５１を液封セクション５３から分離する窪み５７がある。

図５〜７は、プランジャーアセンブリ１０の代替的な実施形態、特に、代替的なプランジャー１２’を示す。プランジャー１２’は、インサート６２、コネクタ本体６３、及びスリーブ６４を含む。図５に示すように、いくつかの実施形態によれば、スリーブ６４は、内部シャフト１６の近位端部２２の配置を受け入れるように構成されたキャビティ６６を含む。インサート６２はまた、下記で説明するようなインサート６２の変位及び／又はプランジャー１２’の変形を支援する比較的剛性のシャフト６８を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、コネクタ本体６３は、比較的硬い及び／又は剛体の材料、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどから成形され得る。さらに、コネクタ本体６３は、第１のセクション６５、第２のセクション６７、及び第３のセクション６９を有し得る。コネクタ本体６３の第１のセクション６５は、外部シャフト１８と接続可能に係合するように構成される。例えば、少なくとも図７によって示すように、第１のセクション６５は、外部シャフト１８の雄ねじ３８とかみ合う雌ねじ４０を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、コネクタ本体６３の第２のセクション６７は、プランジャー１２’が筒５６に挿入されるときに、スリーブ６４の幅（図７の「Ｗ」）などのサイズの減少を最小にする及び／又は防止する内部構造をプランジャー１２’に提供し得る。そのような実施形態によれば、スリーブ６４のサイズは、プランジャー１２’が筒５６に位置決めされるときに、スリーブ６４が、第２のセクション６７の支持を受けて、筒５６の側壁５８とコネクタ本体６３の第２のセクション６７との間で圧縮されるようなサイズにされ得る。スリーブ６４のそのような圧縮によって、プランジャー１２’と筒５６との間に、例えば、圧縮シールなどのシールが形成され、このシールは、筒５６に貯蔵された注射剤の無菌性及び／又は完全性を維持するために使用され得る。いくつかの実施形態によれば、コネクタ本体６３の第２のセクション６７に加えて、インサート６２はまた、プランジャー１２’が筒５６に挿入されるときに、スリーブ６４及び／又はコネクタ本体６３に支持をもたらすように構成され得る。

さらに、いくつかの実施形態によれば、貯蔵部シーリングセクション５１の１つ以上のリブ５２が、スリーブ６４から延在し、かつ筒５６の側壁５８に対して押し付けられて圧縮され、例えばプランジャーが「貯蔵モード」にある期間中は、ＣＣＩをもたらして、使用前の貯蔵時のプレフィルドシリンジの内容物を密封し得る。プランジャー１２’は、さらに、液封セクション５３の少なくとも１つのリブ５５を含む液封セクション５３を含み得る。液封セクション５３の目的は、プランジャー１２が上述のような貯蔵モードにあるとき、及びプランジャーが「投薬モード」へ移行するとき、すなわち、貯蔵部シーリングセクション５１が筒壁５８に対する圧縮力又は半径方向圧力を低減させて又はなくしてプランジャーの前進を促してシリンジの内容物を投薬するときの双方において、液密シールをもたらすことである。好ましくは、貯蔵部シーリングセクション５１を液封セクション５３から分離する窪み５７がある。

あるいは、任意選択的な実施形態によれば、各リブ５２、５５は、筒５６の側壁５８に対して押し付けられて圧縮されるとき、別々のシールを形成し得る。例えば、図５〜７に示す実施形態では、スリーブ６４は、筒５６の側壁５８とスリーブ６４との間に１つ又は複数のシールを形成するために使用され得る２つのリブ５２、５５を含む。さらに、いくつかの実施形態によれば、第２のセクション６７及び／又はインサート４２は、リブ５２及び／又はスリーブ６４の圧縮を制限するように構成され、プランジャー１２’が圧縮されて筒５６にシールを形成するときに、リブ５２及び／又はスリーブ６４が、リブ５２及び／又はスリーブ６４の全幅又は直径の２０％超、圧縮されないようにし得る。任意に、リブ５２及び／又はスリーブ６４は、プランジャー１２’が筒５６にシールを形成するように圧縮されるとき、リブ５２及び／又はスリーブ６４の全幅又は直径の１０％未満、任意に９％未満、任意に８％未満、任意に７％未満、任意に６％未満、任意に５％未満、任意に４％未満、任意に３％未満、任意に２％未満、任意に３％〜７％、任意に、３％〜６％、任意に４％〜６％、任意に４．５％〜５．５％、任意に４．５％〜５．５％、任意に約４．８％、圧縮される。

コネクタ本体６３の第３のセクション６９は表面を提供し、インサート６２は、この表面に対して、下記で説明するように注射剤が筒５６から投薬されるときに、長さ（図７において「Ｌ」方向で示すような）を伸長させ、それによりプランジャー１２’の幅（「Ｗ」）を狭めることに抗する力を加え得る。

いくつかの実施形態によれば、図７に示すように、インサート６２の外面７０、コネクタ本体５３の第２のセクション、及びスリーブ６４の内面７６は、複数の凹部７２、７７、８０及び突起７４、７８、７９を有し得る。さらに、インサート６２の凹部７２及び突起７４によってもたらされた形状には、一般的に、コネクタ本体６３の凹部７７及び突起７９が続き、これらに、一般的に、スリーブ６４の凹部８０及び突起７８が続き得る。そのような凹部７２、７７、８０及び突起７４、７８、７９は、筒５６内で密封位置にインサート６２を維持するのを支援し得る。さらに、例えば図７に示すように、凹部７２、７７、８０及び突起７４、７８、７９は、インサート６２の時期尚早な変位を防止する障害物となり得る。そのようなアコーディオン形状の構成はまた、プランジャー１２’が、図７に示すような非活動位置から、スリーブ６４の長さを伸長させる活動位置へと筒５６内で変位されるときに、プランジャー１２’、及び特にコネクタ本体５３及びスリーブ６４の第２のセクション６７の伸長を支援し得る。

より具体的には、注射剤が筒５６から投薬されるとき、内部シャフト１６は、前述のように、図５に示すような第１の位置から第２の位置へ変位され得る。内部シャフト１６が第２の位置の方へ変位されるにつれ、内部シャフト１６の近位端部２２は、インサート６２に、例えば、インサート６２のシャフト６８などに押す力を加える。内部シャフト１６がインサート６２に力を加えるにつれ、インサート６２は、一般的に筒５６の近位端部６１の方向へスリーブ６４内で変位され、それゆえ、インサート６２の外面７０の少なくとも一部分は、コネクタ本体６３の第３のセクション６９を押圧する。インサート６２が変位されて第３のセクション６９を押圧するにつれて、コネクタ本体６３の第２のセクション６７は伸長され、それにより、第２のセクション６７の先のアコーディオン形状をほぼ直線の又は平坦な構成に変化させる。さらに、スリーブ６４はまた、スリーブ６４におけるインサート６２のこの変位によって伸長され、スリーブ６４、それゆえプランジャー１２’の幅（図７において「Ｗ」方向に示すような）を狭める。スリーブ６４／プランジャー１２’の幅を狭めることによって、プランジャー１２’と筒５６の側壁５８との間にシールを形成するために使用された圧縮力を削減する。換言すると、スリーブ６４をわずかに軸方向に伸張させる（任意に、インサート６２を非活動位置から活動位置への変位させることによって達成される）ことにより、同様に、スリーブ６４及びプランジャー１２’の幅を狭め、それゆえ、プランジャー１２’と筒５６の側壁５８との間にシールを形成するために使用された圧縮力を削減する。

それゆえ、スリーブ６４／プランジャー１２’の幅が狭められると、筒５６においてプランジャー１２’を変位させるために必要な力も、削減され得る。さらに、前述の通り、内部シャフト１６がロッキングタブ２４によって第２の位置にロックされるため、スリーブ６４は、注射剤が筒５６から投薬される間、細長い形状を維持し得る。

あるいは、いくつかの適用例には２位置プランジャーアセンブリが望まれ、ここでは、内部シャフトが、外部シャフトに対して第１の位置から第２の位置へ、プランジャーの方へではなく、プランジャーから離れる方向に、変位され得る。そのような構成は、プランジャーを筒内で前進させてシリンジの内容物を投薬させる時間まで、プランジャーに下向きの圧力を加えるのは避けた方がよいことが望ましいとし得る。例えば、図１３は、２位置プランジャーアセンブリ２１０を示し、これは、図２に示すアセンブリ１０と本質的に同様に機能するが、アセンブリ２１０は、使用者が、内部シャフト２１６を、プランジャー２１２の方へではなく、プランジャー２１２から離れるように変位させることによって、第１の位置から第２の位置へ動かすことを例外とする。図示の通り、図１３のアセンブリ２１０のプランジャー１２は、第１のキャビティに球形インサートが配置された状態の（例えば、図３のプランジャー１２のように）、第１のキャビティ及び第２のキャビティを含む。図示のプランジャーの実施形態は説明のためのものにすぎず、及び下記で説明する構成を含む様々なプランジャー構成が、任意に、図１３のプランジャーアセンブリ２１０の一部として使用され得ることを理解されたい。

プランジャーアセンブリ２１０は、プランジャー２１２及びプランジャーロッド２１４を含む。プランジャーロッド２１４は、内部シャフト２１６及び外部シャフト２１８を含み得る。内部シャフト２１６は、遠位端部２２０、近位端部２２２、及びロッキングタブ２２４を含む。いくつかの実施形態によれば、内部シャフト２１６の遠位端部２２０は、プランジャーアセンブリ２１０の使用中に、使用者によって、例えば、使用者の親指などによって押されるアクチュエータ２２６を形成するように構成され得る。外部シャフト２１８は、第１の端部２２８、第２の端部２３０、第１の凹部２３２、第２の凹部２３４、及び内側部分２３６を含み得る。いくつかの実施形態によれば、第１の端部２２８は、プランジャー２１２と螺合するように構成され得る。例えば、図示の通り、第１の端部２２８は、プランジャー２１２の雌ねじ２４０とかみ合うように構成された雄ねじ２３８を含み得る。

図１３は、ロッキングタブ２２４が外部シャフト２１８の第１の凹部２３２の少なくとも一部分に突出している状態の、外部シャフト２１８に対して第１の位置にある内部シャフト２１６を示す。ロッキングタブ２３２のテーパ付き面２２５の向きによって、十分な力がアクチュエータ２２６に加えられるとき、ロッキングタブ２３２のサイズを少なくとも一時的に圧縮させるか又は変形させて、ロッキングタブ２２５が第１の凹部２３２から第２の凹部２３４へ動く際にロッキングタブ２２４が内側部分２２６に少なくとも一時的に入り得るようにする。しかしながら、十分な力が存在しない場合、ロッキングタブ２３２は第１の凹部２３２に留まり、それにより、内部シャフト２１６を第１の位置に維持し得る。

ロッキングタブ２２４のテーパ付き面２２５の向き及びサイズは、ロッキングタブ２２４に十分な幅をもたらし、ロッキングタブ２２４が外部シャフト２１８の第１の端部２２８の一般的な方向において内側部分２３６へと押されないようにし得る。従って、ロッキングタブ２２４が第２の凹部２３４にあり、それゆえ内部シャフト２１６が第２の位置にあるとき、ロッキングタブ２２４のテーパ付き面２２５の向き及びサイズは、ロッキングタブ２２４に十分な幅をもたらして、ロッキングタブ２２４が第１の凹部２３２に押し戻されないようにし得る。そのようなものとして、アクチュエータ２２６を押すことにより、プランジャーアセンブリ２１０全体を、例えば、単一のユニットとして一緒にプレフィルドの注射筒内で動かして、そこに保持された内容物を投薬するようにする。

一態様では、本発明は、広範に、切り替え可能なプランジャー及びそれを含むアセンブリに関する。本発明による切り替え可能なプランジャーは、プレフィルドシリンジ又はカートリッジの筒の側壁に対して十分な圧縮力をもたらして、貯蔵中に筒を効果的に密封しかつ筒の内容物の保存期間を保つように適合される。あるいは、切り替え可能なプランジャーが、貯蔵中に筒を効果的に密封しかつ筒の内容物の保存期間を保つのに適切な容器クロージャーの完全性（ＣＣＩ）をもたらす場合、プランジャー（又はその外表面の少なくとも一部分）は、拡張状態又は貯蔵モードにあると特徴付けられ得る。拡張状態又は貯蔵モードは、例えば、プランジャーの注射筒接触面の少なくとも一部分の広げられた外径又はプロファイル及び／又はプランジャーが配置される注射筒の内壁にプランジャーが加える法線力の積とし得る。あるいは、切り替え可能なプランジャー（又はその外表面の少なくとも一部分）は、収縮状態又は投薬モードと特徴付けられ得る程度まで縮小でき、ここでは、筒の側壁に対する圧縮力が削減され、使用者が、より簡単に筒内でプランジャーを前進させ、それゆえシリンジ又はカートリッジの内容物を投薬することができるようにする。収縮状態又は投薬モードは、例えば、プランジャーの注射筒接触面の少なくとも一部分の減少された外径（拡張状態の外径と比較して）及び／又はプランジャーによって加えられる注射筒の内壁に対する削減された法線力の積とし得る。拡張状態対収縮状態を構成する他の例を、下記で説明する。

従って、一態様では、本発明は、内部部分と全体的にシリンダー状の外表面とを含む、切り替え可能なプランジャーである。本明細書では、「全体的にシリンダー状の」プランジャー外表面は、幾何学的形状に重要でない障害物又は変化を含んでもよく（例えば、リブ、窪みなどによる）、プランジャーはそうでなければシリンダー形状である。例えば、プランジャーの全体的にシリンダー状の外表面は、１つ以上の環状リブを含み得る。外表面の少なくとも一部分は、内部部分のプロパティすなわち要因によって、初期拡張状態に維持される。拡張状態は、要因を変更するためにプランジャーの内部部分に適用される動作によって、収縮状態まで縮小できる。プランジャーは、様々な方法を用いて拡張状態から収縮状態まで縮小されてもよく、プランジャーは、例えば、上述の通り２位置構成を含んでも、又は含まなくてもよい。本明細書では、「拡張状態」及び「収縮状態」は、比較寸法測定（例えば、拡張状態は収縮状態よりも幅広である）及び／又はプランジャーの内向きの圧縮に対する比較抵抗力（「拡張状態」は、内向きの圧縮に対する抵抗力が大きく、及び「収縮状態」は、内向きの圧縮に対する抵抗力が小さい）及び／又はプランジャーの外表面の少なくとも一部分によって加えられる比較半径方向外向きの圧力（「拡張状態」にあるプランジャーの外表面は、より大きな半径方向外向きの圧力を加え、及び「収縮状態」にあるときには、より小さな半径方向外向きの圧力を加える）を指す。

例えば、拡張状態にあるプランジャーの外表面の少なくとも一部分を維持するプロパティすなわち要因は、例えば、ガスの圧力、機械的に生じた半径方向外向きの圧力、又はプランジャー内の１つ以上のキャビティ内に配置された液体又はゼリー状の圧縮材料によって生じた半径方向外向きの圧力を含み得る。要因がガスの圧力である場合、要因は、１つ又は複数のキャビティから少なくともある程度の圧力を解放することによって、変更され得る。要因が、固体圧縮材料によって生じたような、機械的に生じた半径方向外向きの圧力の場合、要因は、例えば、潰れ、押し潰し、変形、破壊、又はそうでなければ固体圧縮材料の構造を全体的に又は部分的に変更すること、又は半径方向外向きの圧力を削減するために固体圧縮材料を変位させることによって、変更され得る。要因が、液体又はゼリー状材料によって生じた半径方向外向きの圧力である場合、要因は、キャビティから少なくともある程度の材料を除去することによって、変更され得る。

任意に、切り替え可能なプランジャーは、プランジャーアセンブリの構成要素、例えば、上述のプランジャーアセンブリのいずれかとし得る。アセンブリは、外部シャフトと内部シャフトとを含むプランジャーロッドを含む。外部シャフトは、内部シャフトの少なくとも一部分を摺動式に挿入するように構成された内側部分を有し、及び内部シャフトは、外部シャフトに対して第１の位置から第２の位置へ変位されるように構成されている。アセンブリは、さらに、プランジャーロッドに動作可能に接続された切り替え可能なプランジャーを含み、切り替え可能なプランジャーは、内部シャフトの少なくとも一部分の挿入を受け入れるように構成されている。適用例に依存して、内部シャフトは、プランジャーに向かう方向において（例えば、図２又は図５に示すアセンブリを使用して）、又はプランジャーから離れる方向において（例えば、図１３に示すアセンブリを使用して）、第１の位置から第２の位置へ変位可能とし得る。

図１４を参照すると、実質的に球形のメッシュインサート３００が示されている。図１５に示すように、球形メッシュインサート３００は、切り替え可能なプランジャー１２ａのキャビティ４８ａ内に配置され得る。メッシュインサートは、機械的に生じた半径方向外向きの圧力をもたらして、プランジャー１２ａの外表面を初期拡張状態に維持するように構成される。プランジャー１２ａが、図２に示すアセンブリ１０などの、プランジャーアセンブリの構成要素である場合、外部シャフト１８に対する、プランジャー１２ａの方へ向かう内部シャフト１６の変位によって、内部シャフト１６を球形メッシュインサート３００に接触させて押す。十分な圧力が球形メッシュインサート３００に加えられると、その構造的な完全性が損なわれ、それを潰したり又は変形させたりする原因となる。これにより、プランジャー１２ａにおける半径方向外向きの圧力を低下させ、それにより、プランジャー１２ａの外表面の少なくとも一部分を収縮状態まで縮小させる。ひとたびプランジャー１２ｅの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド２１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。球形メッシュインサート３００は、例えば、金属又はプラスチックから作製され得る。当業者は、本発明が、メッシュインサート、例えば他の潰れることができる又は壊すことができる材料及び構成ではなく、固体材料を使用して実装し得ることを容易に認識する。

例えば、図１６を参照すると、実質的にシリンダー状のインサート３０２が示されている。シリンダー状インサート３０２は、例えば、潰れることができるメッシュの形態にあるとし得る。あるいは、シリンダー状インサート３０２は、軸方向に加えられる圧力に対して内向きの半径方向圧力よりも機械的に抵抗力が劣る、固体又は実質的に固体の圧縮材料、例えば、ポリマーとし得る。このタイプのインサートには実質的にシリンダー状の幾何学的形状が好ましいが、軸圧力が加わると内向きに潰れることができる又は変形できる他の幾何学的形状も利用され得ることが考慮される。シリンダー状インサート３０２は、中心部分３０３を含む。中心部分３０３に十分な圧力が加えられると、インサート３０２は、内向きに（中心軸の方へ）潰れる。インサート３０２が内向きに潰れる前、インサート３０２は、第１の直径Ｄ１を有する。インサート３０２が内向きに潰れた後、インサート３０２は、図１６Ａに示すように、収縮された第２の直径Ｄ２まで縮小される。

図１７を参照して説明すると、シリンダー状インサート３０２は、切り替え可能なプランジャー１２ｂのキャビティ４８ｂ内に配置され得る。インサート３０２は、機械的に生じた半径方向外向きの圧力をもたらして、プランジャー１２ｂの外表面を初期拡張状態に維持するように構成される。プランジャー１２ｂが、図２に示すアセンブリ１０などのプランジャーアセンブリの構成要素であるとき、外部シャフト１８に対する、プランジャー１２ｂの方へ向かう内部シャフト１６の変位によって、内部シャフト１６上の細いチップ１６’をインサート３０２の中心部分３０３と接触させて押す。十分な圧力が中心部分３０３に加えられると、インサート３０２の構造的な完全性が損なわれ、インサートを内向きに潰すか又は変形させる。これにより、プランジャー１２ｂにおける半径方向外向きの圧力を低下させ、プランジャー１２ｂの外表面の少なくとも一部分を、収縮状態まで縮小させる。ひとたびプランジャー１２ｂの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

図１８を参照すると、図１３に示すアセンブリ２１０の基本構成を用いるプランジャーアセンブリの代替的な実施形態が示されている。この実施形態は、外部シャフト２１８に固定されたプランジャー１２ｃと、外部シャフト２１８に対して軸方向に変位可能な内部シャフト２１６とを含む。プランジャー１２ｃは、プランジャー１２ｃの頂部に開口部３０５が設けられていて、プランジャー１２ｃの中心軸に沿って、細く、実質的にシリンダー状のキャビティ４８ｃを有する。内部シャフト２１６の近位端部２２２から軸方向に、細くて、実質的にシリンダー状の突起３０４が延在し、この突起は、プランジャー１２ｃのキャビティ４８ｃと相補的な又は対となる幾何学的形状を有する。プランジャー１２ｃの外表面の少なくとも一部分は、キャビティ４８ｃが突起３０４と対となると又は占有されると、初期拡張状態に維持される。換言すると、突起３０４は、機械的に生じた半径方向外向きの圧力をもたらして、プランジャー１２ｃの外表面を拡張状態に維持する。

突起３０４がもはやキャビティ４８ｃを占有しなくなり、それゆえ、もはや機械的に生じた半径方向外向きの圧力をプランジャー１２ｃ内にもたらさなくなるまで、内部シャフト２１６をプランジャー１２ｃから離れる方向に変位させて開口部３０５から突起３０４を引っ込めることによって、突起３０４はキャビティ４８ｃから除去できる。この位置では、空のキャビティ４８ｃは、突起３０４によって占有されていたときにしていたようには、内向きの圧縮に抵抗しないため、プランジャー１２ｃの外表面は収縮状態まで縮小される。任意に、突起３０４及び／又はキャビティ４８ｃは、例えば、下記で説明するものなどのシリコーン油又は滑らかなフィルムコーティングによって潤滑にされて、キャビティ４８ｃから突起３０４を簡単に除去するのを促す。ひとたびプランジャー１２ｃの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド２１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

図１９を参照すると、プラスターアンカーそっくりに構成された固着装置、又はテーパ付きインサート３０６が示されている。プラスターアンカーは中空であり、一般に、スクリュー又は別の細い突起を受け入れると拡張するように適合されるテーパ付きのチューブ状部材である。スクリュー又は他の細い突起を除去すると、プラスターアンカーは、少なくとも一部には、その初期の非拡張状態に戻り得る。同様に、１つ以上の軸方向にテーパが付けられたウィング３０７を周辺に及び細い軸方向キャビティ３０４ａの周りに含み得るインサート３０６は、突起３０４ｂがキャビティ３０４ａに挿入されるときには、拡張状態にある。キャビティ３０４ａから突起３０４ｂが除去されると、インサート３０６は、あまり拡張していない状態に縮小される。インサート３０６の実施形態をテーパ付きで示すが、例えば、実質的に平行のウィング又は側面を備える非テーパ付きの構成は、本発明の範囲内である。

図２０を参照すると、図１３に示すアセンブリ２１０の基本構成を用いるプランジャーアセンブリの代替的な実施形態が示されている。この実施形態は、外部シャフト２１８に固定されたプランジャー１２ｄと、外部シャフト２１８に対して軸方向に変位可能である内部シャフト２１６とを含み得る。プランジャー１２ｄは、プランジャー１２ｄの頂部に開口部３０５ａが設けられていて、任意に、プランジャー１２ｄの中心軸に沿って実質的にテーパ付きのキャビティ４８ｄを有する。インサート３０６は、キャビティ４８ｄ内に配置され、かつプランジャー１２ｄと一体的（例えば、プランジャー内に成形される）としても、又はプランジャーキャビティ４８ｄ内に挿入される別個の構成要素としてもよい。内部シャフト２１６の近位端部２２２から軸方向に、細くて、実質的にシリンダー状の突起３０４ｂが延在し、この突起は、インサート３０６のキャビティ３０４ａと相補的な又は対となる幾何学的形状を有する。キャビティ３０４ａが突起３０４ｂと対となると又はそれによって占有されると、プランジャー１２ｄの外表面の少なくとも一部分は、初期拡張状態に維持される。換言すると、突起３０４ｂは、インサートのウィング３０７を拡張させて、機械的に生じた半径方向外向きの圧力を生じ、プランジャー１２ｄの外表面を拡張状態に維持する。突起３０４ｂがもはやキャビティ３０４ａを占有しなくなるまで内部シャフト２１６をプランジャー１２ｄから離れる方向に変位させ、開口部３０５ａから突起３０４ｂを引っ込めることによって、突起３０４ｂはキャビティ３０４ａから除去できる。ひとたび突起３０４ｂがキャビティ３０４ａから除去されたら、ウィング３０７はインサートの中心軸の方へわずかに内向きに引っ込み、それにより、プランジャー１２ｄ内の半径方向外向きの圧力を低下させ、それゆえ、プランジャー１２ｄの外表面が収縮状態まで縮小できるようにする。ひとたびプランジャー１２ｄの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド２１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

実質的に図１３に示すアセンブリ２１０に関して上述したように、突起３０４ｂは、任意に、内部シャフト２１６を第１の位置から第２の位置へと引くことによって、キャビティ３０４ａから除去され得る。あるいは、内部シャフト２１６は、外部シャフト２１８に対して回転可能とし得る、又はその逆もまた同様である。そのような構成では、突起３０４ｂはネジ山が付けられ、かつキャビティ３０４ａ内の相補的なネジ山とかみ合う。キャビティ３０４ａからインサート３０４ｂを除去するために、使用者は、外部シャフト２１８に対して内部シャフト２１６を回転させ（又はその逆もまた同様である）、それにより、内部シャフト２１６を第１の位置（インサート３０４ｂがキャビティ３０４ａを占有する）から第２の位置（インサート３０４ｂがキャビティ３０４ｂから除去される）へ変位させ得る。

ここで図２１を参照すると、図１３に示すアセンブリ２１０の基本構成を用いるプランジャーアセンブリの代替的な実施形態が示されている。この実施形態は、外部シャフト２１８に固定されたプランジャー１２ｅと、外部シャフト２１８に対して軸方向に変位可能な内部シャフト２１６とを含み得る。プランジャー１２ｅの内部部分の一部は、多孔質材料３０８、例えば気泡ゴムを含む。あるいは、プランジャー１２ｅの内部部分の一部は、空間スペースを含む。プランジャー１２ｅは、さらに、その頂部に１つ以上の開口部３０５ｂを含み、多孔質材料３０８（又は場合によっては空間スペース）への導管を提供する。内部シャフト２１６の近位端部は、任意にゴム又はポリマーで作製されたストッパー３０９を含む。ストッパー３０９は、１つ以上の開口部３０５ｂと外部シャフト２１８の内側部分２３６との間に気密シールを提供する。従って、内部シャフト２１６が、例えば、第１の位置から第２の位置へ、プランジャー１２ｅから離れるように変位されると、ストッパーは、多孔質材料３０８（又は空間スペース）から効果的に空気を吸引し、そこに少なくとも部分的な真空を生じる。これにより、次に、多孔質材料３０８（又は空間スペース）を潰し、それにより、プランジャー１２ｅの外表面を拡張状態から収縮状態まで少なくとも部分的に縮小させる。ひとたびプランジャー１２ｅの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド２１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

ここで図２２を参照すると、ガス状、ゼリー状又は液体の圧縮材料３１０ａを含む、密封された内側キャビティ３１０及び／又は密封されたインサートを有する切り替え可能なプランジャー１２ｆが示されている。密封された内側キャビティ３１０及び／又は密封されたインサートは、インサート内に圧縮材料３１０ａを効果的に密封する内面又は膜３１２を含む。圧縮材料３１０ａは、半径方向外向きの圧力をもたらして、プランジャー１２ｆの外表面の少なくとも一部分を初期拡張状態に維持するように構成される。プランジャー１２ｆが、図２に示すアセンブリ１０などのプランジャーアセンブリの構成要素であるとき、内部シャフト１６の近位端部は、そこから軸方向に延在する実質的に鋭いチップ３１１を含む。プランジャー１２ｆの方へ向かって外部シャフト１８に対して内部シャフト１６を変位させることにより、チップ３１１をプランジャー１２ｆの頂部と接触させて押す。十分な圧力がプランジャー１２ｆの頂部に加えられるときにはチップ３１１が膜３１２を穿孔するようにし、それゆえ、少なくともある程度の圧縮材料３１０ａがキャビティ３１０から出ることができるようにする。これにより、プランジャー１２ｆにおいて半径方向外向きの圧力を低下させ、それにより、プランジャー１２ｆの外表面の少なくとも一部分を収縮状態まで縮小させる。ひとたびプランジャー１２ｆの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

図２３を参照すると、例えば、図１３に示すアセンブリ２１０の基本構成を用いる、プランジャーアセンブリの代替的な実施形態が示されている。この実施形態は、外部シャフト２１８に固定された切り替え可能なプランジャー１２ｇと、外部シャフト２１８に対して軸方向に変位可能な内部シャフト２１６とを含む。プランジャー１２ｇは、その内部部分にキャビティ４８ｅを有する。内部シャフト２１６の近位端部の端部からキャビティ４８ｅまで、少なくとも２つの対向する突出物（ｊｕｔ）３１４が延在する。任意に３〜８（又はそれよりも多い）突出物３１４を使用し得る。内部シャフト２１６が第１の位置にあるとき、突出物３１４はキャビティ４８ｅの内部表面を押し、それにより、機械的に生じた半径方向外向きの圧力をもたらして、プランジャー１２ｇの外表面を拡張状態に維持する。図２３Ａに示すように、内部シャフト２１６が、プランジャー１２ｇから離れる方向に、外部シャフト２１８に対する第２の位置まで変位されるとき、突出物３１４は、内部シャフト２１６の中心軸の方へ内向きに引っ込む。その際、突出物３１４は、もはやキャビティ４８ｅの内部表面に接触せず、それゆえ、もはや、プランジャー１２ｃ内に、機械的に生じた半径方向外向きの圧力をもたらさない。この位置では、突出物３１４は、内向きの圧縮に抵抗するキャビティ４０８ｅを支持しないため、プランジャー１２ｇの外表面は収縮状態まで縮小される。ひとたびプランジャー１２ｇの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド２１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

図２４を参照すると、注射筒内に配置された、拡張又は貯蔵状態にある切り替え可能なプランジャー１２ｈが示されている。プランジャー１２ｈは、ガス、例えば、窒素、二酸化炭素、空気又はブタンなどで満たされたキャビティ４８ｆを有する内部部分を含む。キャビティ４８ｆ内のガスの圧力は、大気圧を上回って、プランジャーの外表面の少なくとも一部分を初期拡張状態に維持する必要がある。キャビティ４８ｆは弁３１６を含んでもよく、この弁は、キャビティ４８ｆ内のガスの圧力を維持するが、圧力を解放するようにトリガされるように動作可能である。例えば、実質的に図２に示すアセンブリに対して上述したように、弁は、例えば、プランジャーロッドの内部シャフト１６を作動させることによって、トリガされ得る。弁が解放されると、キャビティ４８ｆ内のガスの圧力は、例えば、大気圧まで低下される。このようにして、プランジャー１２ｈは、効果的にガスが抜かれる（しかしながら十分ではない）ため、外表面のプロファイルが拡張状態から収縮状態まで縮小される。ひとたびプランジャー１２ｈの外表面が収縮状態になると、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

図２５を参照すると、注射筒内に配置された切り替え可能なプランジャー１２ｉが示されている。プランジャー１２ｉは、互いに軸方向に離間した環状溝３２２を備える、軸方向キャビティ４８ｇを有する内部部分を含む。プランジャー１２ｉは、その軸に沿って変位可能である摺動シャフト３１８を有するアセンブリの構成要素である。摺動シャフト３１８は、互いに軸方向に離間した環状リング３２０を含む。リング３２０は、溝３２２とかみ合うように適合されている。図２５に示す第１の位置では、リング３２０は、溝３２２を占有しないが、その代わりに、キャビティの内部表面を圧迫して半径方向外向きの圧力をもたらし、プランジャー１２ｉの隣接するリブ１５２を拡張状態に維持する。摺動シャフト３１８がさらにプランジャー１２ｉ内へと変位されると、リング３２０は、第２の位置にあるそれぞれの溝３２２にかみ合う。この第２の位置では、リブ１５２の後ろ側での半径方向外向きの圧力が低下されるため、プランジャー１２ｇの外表面が収縮状態まで縮小される。ひとたびプランジャー１２ｉの外表面が収縮状態になったら、例えばプレフィルドシリンジの構成要素としてのプランジャーロッド１４は、シリンジの内容物を投薬するように作動される準備が整う。

フィルムコーティング及び成形キャップ
別の態様では、本発明は、プランジャーに、例えば、切り替え可能であるか否かに関わらず、本明細書で説明されたプランジャーのいずれかに適用される新規のフィルムコーティングに関する。図面（図８〜１２、図２６及び図２６Ａ）に示すようなフィルム及びフィルムコーティングは、単に明瞭にするために、厚さを誇張して示すことを理解されたい。フィルム及びフィルムコーティングは、実際には、任意に、関連の図面に示されるよりも遥かに薄い（例えば、１００マイクロメートル未満）。

例えば、図８は、フィルムコーテッドプランジャー、より具体的には、少なくとも１つのリブ１５２、より具体的には３つのリブ１５２を有するプランジャー１２”、ならびにプランジャー１２”の外表面８６上のフィルムコーティング８８の断面図を示す。いくつかの実施形態によれば、プランジャー１２”の側壁９０は、注射剤の投薬中にプランジャー１２”が筒５６内において変位されるときのプランジャー１２”と筒５６の側壁５８との間の摩擦を最小限にする材料で被覆され得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、プランジャー１２”のノーズコーン９２は、プランジャー１２”、より具体的にはプランジャー１２”の材料及びその上にあるいずれかの汚染物質を、筒５６の注射剤収容領域５９に入れられた注射剤から隔離する材料で被覆され得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、フィルムコーティング８８は、例えば、側壁９０に沿ったフィルムコーティング８８の層よりも厚みのあるフィルムコーティング８８の層を有するノーズコーン９２など、プランジャー１２”の外表面８６の異なる部分に異なる厚さを有してもよい。例えば、いくつかの実施形態によれば、ノーズコーン９２の周りのフィルムコーティング８８の厚さは、約５０マイクロメートル（μｍ）とし得る一方、側壁に沿ったフィルムコーティング８８の厚さは、約２５〜３５マイクロメートル（μｍ）とし得る。コーティングの厚さにおけるそのような差によって、筒５６の側壁５８に対して圧縮力を行使するプランジャー１２”の能力へフィルムコーティング８８がもたらす干渉を制限し得る一方で、プランジャー１２”の材料と注射剤収容領域５９に貯蔵された注射剤との間に十分に厚いバリアをもたらしもする。さらに、他の実施形態によれば、フィルムコーティング８８は、ノーズコーン９２に適用されるが、側壁９０には適用されない、又はその逆もまた同様である。

いくつかあるコーティングの中で特に、例えば、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及びペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）を含む非活動フルオロポリマーなどの様々な異なる材料をフィルムコーティング８８に用い得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、フィルムコーティング８８に使用される材料は、延伸フルオロポリマーではなくてもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、添加剤、例えばプランジャー１２”へのフィルムコーティング８８の接着性を高め得る及び／又はプランジャー１２”と筒の側壁５８との間の摩擦を低下させ得る添加剤を、フィルムコーティング８８用の材料に添加し得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、例えば、コロナ処理などの、接着性を高めるコーティング又はプロセスを用い得る。

いくつかの適用例に関し、フィルムを形成するために、異なる材料を共押出することが望ましいとし得る。例えば、共押出フィルムの組み合わせは、いくつかある組み合わせの中で特に、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）とＡｃｌａｒ、ポリエチレン（ＰＥ）とＡｃｌａｒ、及びＦＥＰとＰＥを含み得る。

例えば、いくつかの実施形態によれば、ポリ（テトラフルオロエチレン）（ＰＴＦＥ）又はＴｅｆｌｏｎ（登録商標）粉末などの潤滑性添加剤は、熱成形フィルムと一緒に使用されて、フィルムコーティング８８の潤滑性を高め得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、ＰＴＦＥなどの添加剤は、プランジャー１２”のフィルムコーティング８８に使用されることになるフィルム内へと適用され得る及び／又は圧入され得る。いくつかの実施形態によれば、ＰＴＦＥなどの添加剤は、添加剤がプランジャー１２”と筒５６の側壁５８との間の摩擦を低下させる場合に側壁と接触するフィルムの側面、又はフィルムをプランジャー１２”に接着するのを支援するフィルムの側面など、添加剤が適用性を有するフィルムの側面にのみ適用され得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、フィルムが、プランジャー１２”に適用されるフィルム形態に生成される前に、添加剤はフィルムに適用され得る。

フィルムコーティング８８は、様々な異なる方法で、プランジャー１２”、又はプランジャー１２”の一部分に適用され得る。例えば、図９を参照すると、フィルムコーティング８８は、プランジャー１２’，’に適用される前に、（上述の添加剤を用いて又は用いずに）フィルム９４、例えば熱成形ＦＥＰ又は他の熱成形可能なフルオロポリマーのフィルムの形態にあり、１つ以上のフォーミングダイ９６上に配置され得る。図示の通り、フォーミングダイ９６の所望形状にフィルム９４を成形するのを支援するために、フィルム９４の少なくとも一部分に熱を加え得る。しかしながら、この例では、プランジャー１２”の側壁９０は、ノーズコーン９２を被覆する層よりも薄いフィルムコーティング８８の層で被覆され得る。この異なる厚さは、一部には、側壁９０とノーズコーン９２との間でのフィルム９４の延伸の程度が異なるゆえに、獲得できる。しかしながら、任意に、この異なる厚さは、少なくともフォーミングプラグ９８のフィルム９４に接触する部分、例えば基底壁１００などを比較的冷たくし得るようにすることによって、増され得る。いくつかの実施形態によれば、フォーミングプラグ９８の冷却されたフォーミングプラグ９８及び／又は基底壁１００の温度は、フィルム９４の材料に依存し得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、フォーミングプラグ９８の冷却された部分の温度は、フィルム９４の溶融温度よりも約２５〜５０℃低温に冷却され得る。フォーミングプラグ９８を比較的低い温度、又は冷温度に維持することによって、フォーミングプラグ９８がフィルム９４の一部分をフォーミングダイ９６に圧入するときに生じ得るフィルム９４の伸張は、最終的にはプランジャー１２”の側壁９０に沿うフィルム９４の部分において、大きな程度で生じ得る。さらに、例えば図１０に示すようなフォーミングダイ９６に関し、フォーミングプラグ９８を比較的低い温度又は冷温度に維持することによって、フォーミングダイ及びプラグ９６、９８を使用して、フィルムコーティング８８のコーティングプレフォーム１０６を形成し、ここでは、フォーミングダイ９６の底部１０２に圧入されたフィルム９４の部分は、フォーミングダイ９６の側壁１０４に沿ったフィルム９４の部分に比べて厚いままとし得る。

いくつかの実施形態によれば、フォーミングプラグ９８及びフォーミングダイ９６の複数の部分は、金型の空洞に基づいて配置される。それゆえ、コーティング８８の複数のコーティングプレフォーム１０６は、フィルム９４の一体成形上又はウェブ上に維持され得る。それゆえ、フィルム９４上のフィルムコーティング８８の各コーティングプレフォーム１０６は、フィルム９４の位置に維持され得る。これらコーティングプレフォーム１０６は、各ステップでインデクシングすなわち割送りする（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）ことによって、プロセス全体を通してフィルム９４上に一緒に送られ得る。しかしながら、他の実施形態によれば、フィルム９４に接続されているこれらコーティングプレフォーム１０６を介して、これらコーティングプレフォーム１０６を一緒に送るのではなく、これらコーティングプレフォーム１０６は、他の動作の前に、例えば、下記で説明する通りコーティングプレフォーム１０６が金型キャビティ１０８に配置される前などに、フィルムから除去され得る。

任意に、フルオロポリマー製キャップが形成され、フィルム材料が金型に挿入された後、及びプランジャー材料が金型に射出される前に、金型に挿入され得る。それゆえ、最終製品では、プランジャーは、プランジャー材料と、プランジャー材料のチップに配置されたフルオロポリマー製キャップと、キャプ及びプランジャー材料を被覆するフィルムとを含み得る。キャップは、フルオロポリマー、例えば、いくつかある中で特に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、又はＰＴＦＥなどから作製され得る。

任意に、プランジャー材料の表面にＰＴＦＥ粉末が埋め込まれ得る。これは、例えば、金型キャビティをＰＴＦＥ粉末で被覆し、かつプランジャー材料を金型に射出してプランジャーを形成することによって、達成され得る。ＰＴＦＥは、プランジャーをカートリッジ又は注射筒に挿入しかつ動作させるために必要な潤滑性をもたらす。

あるいは、高デュロメータの滑らかなＴＰＥ材料をプランジャー材料として使用し、かつそこにフィルムを配置しなくてもよい。

図１１は、コーティングプレフォーム１０６が金型１０７の金型キャビティ１０８に入れられ、及び真空が適用されて、コーティングプレフォーム１０６を金型キャビティ１０８の側壁１１０及び底壁１１２に引き寄せた後の、フィルム１０４から形成されたコーティングプレフォーム１０６を示す。それゆえ、いくつかの実施形態によれば、フィルムコーティング８８の形状は、プランジャー１２”の所望の外形に適合する輪郭を有し得る。金型１０７を閉じた状態で、プランジャー１２”用の材料、例えば、熱硬化性ゴム（例えば、ブチルゴム）や熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などを、射出成形プロセスを介して金型キャビティ１０８に射出するため、プランジャーは、コーティングプレフォーム１０６及び金型コア１０３に対して及び／又はそれへと成形され得る。その後、金型１０７を開けて、金型コア１０３を除去し得る。その後、フィルムコーティング８８（依然としてフィルム９４に取り付けられていてもよい）を備える成形プランジャー１２”が、金型１０７から除去され得る。

図１２は、トリミング用工具１１４がフィルムコーティング８８をフィルム９４の残りの部分から切断又はトリミングする前の、フォームドプランジャー１２”及びフィルムコーティング８８を示す。トリミング用工具１１４を機械的な切断装置として示すが、様々な異なる切断装置、例えば、いくつかあるカッターの中で特に、レーザなどを使用し得る。さらに、少なくともコーティングプレフォーム１０６及び／又はフィルムコーティング８８がフィルム９４からトリミングされるタイミングは、様々とし得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、コーティングプレフォーム１０６及び／又はフィルムコーティング８８は、フィルム９４に接続されたままとし得るため、コーティングプレフォーム１０６及び／又はフィルムコーティング８８を使用して、製造プロセスの最中に複数のコーティングプレフォーム１０６及び／又はフィルムコーティング８８を運び得る（プランジャー１２”を用いて又は用いずに）。そのような実施形態によれば、１つ又は複数のコーティングプレフォーム１０６及び／又は１つ又は複数のフィルムコーティング８８は、１つ又は複数のコーティングプレフォーム１０６及び／又は１つ又は複数のフィルムコーティング８８がフィルム９４からトリミングされるときまで、フィルム９４に取り付けられたままとし得る。

フィルムコーティング８８に使用された材料は、前述の通り、筒５６のシーリング機能に必要なコンプライアンスをもたらし得る。さらに、例えば、フルオロポリマーフィルムなど、フィルムコーティング８８にある種の材料を使用できることによって、ノーズコーン９２に適用されるフィルムコーティング８８がプランジャー１２”の材料と筒５６に入れられた注射剤との間にバリアを提供するため、プランジャー１２”を形成するために使用される材料に広範な選択が可能になり得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、プランジャー１２”は、プランジャー１２”が筒５６に挿入されるときに、１つ又は複数のリブ５２及び／又はプランジャー１２”が圧縮される程度を制限するように、構成され得る。例えば、いくつかの実施形態によれば、１つ又は複数のリブ５２及び／又はプランジャー１２”は、筒５６にシールを形成するようにプランジャー１２”が使用されているときに、リブ５２及び／又はプランジャー１２”の全幅の２０％超、圧縮されないように、構成される。圧縮の百分率の代替的なオプションは、上記で提供されている。

図２６を参照すると、本発明によるフィルムコーテッドプランジャー１２が示されている。フィルムコーテッドプランジャー１２は、フィルムコーテッドプランジャー１２のノーズコーン９２と側壁９０の一部分とにわたってフィルムコーティング８８が装着されたプランジャースリーブ４４（例えば、図３と同じ）を含む。好ましくは、図示の通り、フィルムコーティング８８は、ノーズコーン９２全体を被覆する。フィルムコーティング８８はまた、任意に、液封セクション５３のリブ５５を、及び任意に、リブ５５に隣接する窪み５７の小さなセクションを被覆する。任意に、図２６Ａに示すように、窪み５７は、液封セクション５３から遠位に延在する下り勾配５７ａを含み、下り勾配５７ａは床５７ｂにつながり、床５７ｂは、貯蔵部シーリングセクション５１へ向かう上り勾配５７ｃにつながる。任意に、フィルムコーティング８８は、貯蔵部シーリングセクション５１の前、任意に上り勾配５７ｃの前、任意に床５７ｂの前で終わる。いずれにしても、好ましくは、貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２を被覆するフィルムコーティング８８はない。なぜなら、熱硬化性ゴム（リブ５２の材料である場合）は、考えられるフィルム材料よりも良好な酸素バリアであるためである。フィルムコーティング８８は、フィルムコーティングに好適である、例えば、本明細書で開示される任意の材料、例えば、非活動フルオロポリマー、任意にポリエチレン又はポリプロピレンから作製され得る。

任意に、図２６のフィルムコーテッドプランジャーは、本明細書で説明しかつ図２又は図１３に示すプランジャーアセンブリ１０、２１０の一部とし得る。任意に、図２６のフィルムコーテッドプランジャーは、本明細書で説明しかつ図３、図７、図８、図１５、図１７、図１８、図２０、図２１、図２２、図２３、図２４又は図２５に示すプランジャーの実施形態のいずれか１つとし得る。任意に、図２６のフィルムコーテッドプランジャーは、筒壁の内部表面に対して、貯蔵モードにおいて第１の密封力、及び投薬モードにおいて第２の密封力（第１の密封力を下回る）をもたらす。任意に、第１の密封力は、プランジャー１２内に入れられかつ少なくとも一部には貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２と整列された圧縮材料によってもたらされる。圧縮材料は、半径方向外向きの力をもたらすように構成される。第２の密封力は、例えば、本明細書で説明する多くの方法で圧縮材料を変位及び／又は修正することによって、達成できる。

フィルムコーティング８８は、様々な方法でプランジャースリーブ４４に装着され得る。例えば、平らなフィルム片を、フォーミングブロックの第１の面上に配置してもよく、このフォーミングブロックは、フォーミングブロックの別の側面上の第２の面に至る、丸みを帯びた通路を有する。フォーミングブロックの第２の面に至る、丸みを帯びた通路の少なくとも端部部分は、プランジャーとほぼ同じ直径を有する。プランジャーホルダーが、プランジャーのかなりの部分をその後部から把持する（例えば、フィルムで被覆されるべきプランジャーのその部分を、被覆されないままにする）。プランジャーホルダーは、例えば、（好ましくは自動）押出棒によって、フォーミングブロックの通路を通って軸方向に駆動され得る。任意に、押出棒は、プランジャーキャビティ（例えば、図２６のプランジャー１２の４８及び任意に５０）に突出し、プランジャーをわずかに伸張させる。任意に、プランジャー及びプランジャーホルダーを、通路を通して軸方向に挿入する前に、プランジャーを、例えば、１００℃〜２００℃、任意に１１０℃〜１９０℃、任意に１２０℃〜１８０℃、任意に１３０℃〜１７０℃、任意に１３５℃〜１６０℃、任意に１４５℃〜１５５℃、任意に約１５０℃に加熱する。

任意選択的な加熱ステップ（行われる場合には）の後に、プランジャー及びプランジャーホルダーは、通路を通して軸方向に挿入され、それにより、フィルム片をプランジャーに装着する。フィルム片の余分なセクションをプランジャーからトリミングし得る。大量生産では、例えば、各プランジャーのための個々のフィルムシートには、平坦な連続的フィルム条片が好ましいとし得る。あるいは、連続的フィルム条片は、円形パターンに穿孔されるか又はそうでなければ薄くされて、予めサイズ決定された円形フィルムをプランジャーの装着用に提供する。好ましくは、そのような予めサイズ決定された円形フィルムは、ひとたびプランジャーに装着されたら、トリミングするための余分なフィルムを残さないようにサイズ決定される。このようにして、プランジャーホルダー及びプランジャーは、円形パターンに整列されて、プランジャーが通路に挿入されたらそれらを打ち抜き、予めサイズ決定された円形フィルムをプランジャーに装着し得る。任意に、フィルムは、冷間成形（好ましくは）又は熱成形によって適用され、ここでは、プランジャースリーブ自体を熱成形において使用し得る（例えば、ゴムプランジャースリーブを成形してから、ゴムにフィルムを熱成形する）。

図２７を参照すると、キャップ１９４がプランジャー１２のノーズコーン９２と側壁９０の一部分とに装着された、図３のプランジャースリーブ４４が示されている。好ましくは、図示の通り、キャップ１９４は、ノーズコーン９２全体を被覆している。キャップ１９４はまた、液封セクション５３のリブ５５と、リブ５５に隣接する窪み５７の小さなセクションとを被覆する。好ましくは、キャップ１９４は、貯蔵部シーリングセクション５１のリブ５２を被覆しない。任意に、図２６Ａに示すように、キャップ１９４は、窪み５７の、フィルムコーティング８８に関して上述したものと同じ場所で、終わる。キャップ１９４は、フルオロポリマー、例えば、いくつかある中で特に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、又はＰＴＦＥなどから作製され得る。キャップ１９４の厚さは、上述のフィルム９４の厚さよりも厚いことが考慮されるが、キャップ１９４の厚さは、図２７に示すように、縮尺通りではなく、明瞭にするために誇張されていることを理解されたい。

キャップ１９４は、好ましくは、スリーブ４４との二段階射出成形プロセスで使用され得る射出成形部分である。換言すると、任意に、キャップ材料（例えばポリマー）が射出成形され、その後、スリーブ材料（例えばゴム）が、キャップ材料と同じ金型キャビティに二段階プロセスで射出成形される。任意に、成形では、キャップ１９４及びスリーブ４４は、締まり嵌めなどの機械的な嵌合によって互いにかみ合う。キャップは、熱可塑性材料又は熱硬化性材料のいずれかから作製され得ることが好都合である。さらに、成形キャップは、比較的薄いフィルムよりも、製造を管理することが簡単な構成要素である。

液体シリコーンゴムプランジャー
フルオロポリマー粉末の使用は、熱可塑性エラストマー／ゴムプランジャー材料とより接着適合性があるポリエチレン又はポリプロピレンフィルムのような非フルオロポリマーフィルムと組み合わせて使用され得る。ＦＥＰのようなフルオロポリマーフィルムの課題は、完全にはプランジャーに接着しない可能性があり、かつ注射筒に関わるときに、しわが寄ることがあることである。

本発明人らによって考慮された、フィルム接着性及びしわの問題の考えられる解決法は、プランジャーを、液体シリコーンゴム、好ましくは液体フルオロシリコーンゴムから作製することである。液体フルオロシリコーンゴムは、例えば、プレフィルドのカートリッジ又はシリンジの長期貯蔵のために、ブチルゴムと同様の、良好な圧縮永久ひずみ特性を保有する射出成形可能な材料である。さらに、それらは、フルオロポリマーにうまく接着する。そのようなものとして、本発明の一態様によれば、フルオロポリマーフィルムが配置されている、液体フルオロシリコーンゴムプランジャー（任意に、本明細書で開示する任意のプランジャーの実施形態の特徴を組み込む）が提供される。液体フルオロシリコーンゴムプランジャーは、フルオロポリマーフィルムとの強化結合をもたらし、それゆえ、フィルムのしわに抵抗する。この強化結合及び防しわ性は、プランジャーを、シリンジ又はカートリッジ内での取り扱い及びそこへの挿入に関し、より頑強にする。追加的に考えられる利点は、液体フルオロシリコーンゴムは、ブチルゴムから作製されたものなどの伝統的な圧縮成形されたプランジャーよりも、良好な寸法公差を達成するために、射出成形され得ることである。

別の実施形態では、フィルムが配置されていない液体フルオロシリコーンゴムプランジャーが提供される。いくつかの適用例に関し、液体フルオロシリコーンゴムを含むプランジャーは、それ自体（フィルムがない）、適切な圧縮永久ひずみ特性を有し、及びカートリッジ又は注射筒内への挿入及びそこでの取り扱いに対し十分に滑らかであることが考慮される。

本発明の態様によるプランジャーにおいて使用されるのに潜在的に好適な液体フルオロシリコーンゴム材料の例は、いくつかある中で特に、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）、及びＷａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧから市販されているＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＦＬＲを含む。

液体フルオロシリコーンポリマー製プランジャーは、標準的な、例えば、ブチルゴムプランジャーと比較して、いくつかの点で（例えば、圧縮永久ひずみ、フィルム接着性、プランジャー力、及びプランジャー抽出物の点で）、同等又は優れた特性を有し得ることが考慮される。

本明細書において説明されかつ図面に示される切り替え可能なプランジャーのいずれかは、任意に、本明細書で説明されるようなフィルムコーティング又は成形キャップを含み得ることが考慮される。

さらに、本明細書で説明されるプランジャーのいずれかは、それらがフィルムコーティングを含むか否かに関わらず、限定されるものではないが、熱硬化性ゴム（例えば、ブチルゴム）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、液体シリコーンゴム及び液体フルオロシリコーンゴムを含む、１つ以上の材料から作製され得ることが考慮される。さらに、設計要件及び／又は機能ニーズに依存して、フィルムのない本明細書で説明されるプランジャーの実施形態のいずれかは、フィルムを含んでもよいこと、及びフィルムを備える本明細書で説明されるプランジャーの実施形態のいずれかは、フィルムを用いずに使用されてもよいことが考慮される。

プランジャー試験方法及び規格
プランジャーの圧縮永久ひずみ性の試験は、当該技術分野で公知の方法、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ３９５を使用して実施される。

フィルムとプランジャーとの間の接着性又は結合強度の試験は、当該技術分野で公知の方法を使用して、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１９９５−９２（２０１１）又はＤ１８７６−０８に従って、実施される。

プランジャー滑り力は、例えば吸引又は投薬の最中に、シリンジ又はカートリッジ筒内におけるプランジャーの動きを維持するために必要な力である。例えば、当該技術分野で公知のＩＳＯ７８８６−１：１９９３試験、又はＩＳＯ１１０４０−４に組み込まれる予定の、現在審理中の公開されている試験方法を使用して判断されることが好都合とし得る。プランジャー滑り力の試験と同じ方法を使用して試験され得るプランジャーブレークアウト力は、シリンジ又はカートリッジ筒内でプランジャーの定常の動きを開始するために必要な力である。プランジャーの滑り力及びブレークアウト力の試験において有用な機械は、例えば、５０Ｎのトランスデューサを使用するＩｎｓｔｒｏｎ機である。

抽出物、すなわち、プランジャーからシリンジ又はカートリッジ内の液体へ移動する材料の量の試験は、例えば、Ｐｈ．Ｅｕｒ．２．９．１７ Ｔｅｓｔ ｆｏｒ Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ Ｐａｒｅｎｔｅｒａｌ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓに記載される方法を使用して実施され得る。

容器クロージャーの完全性（ＣＣＩ）の試験は、真空崩壊漏出検出方法を使用して行われ、ここでは、真空は、試験体積内に維持され、及び圧力上昇が経時的に測定され得る。十分に大きい圧力上昇は、システムへの流入があることの表示であり、これは、漏出すなわちリークの証拠である。任意に、真空崩壊試験は、２つの別々のサイクルにわたって実施される。第１のサイクルは、非常に短期間にわたる、大量の漏出を検出することに専念する。第１のサイクルに関しては、比較的弱い真空が引かれる。なぜなら、グロスリークが検出される場合、大きな圧力上昇を検出するためには、圧力差は大きい必要がないためである。説明したような第１のサイクルの使用は、グロスリークが存在する場合に、総試験時間を短くするのを助ける。第１のサイクルにおいて漏出が検出されない場合、ＡＳＴＭ Ｆ２３３８−０９ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅａｋｓ ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅｓ ｂｙ Ｖａｃｕｕｍ Ｄｅｃａｙ Ｍｅｔｈｏｄに従う第２のサイクルが実行される。第２のサイクルは、圧力上昇測定における信号対雑音比を下げるために、システム評価から始める。第２のサイクルでは、長期間、比較的強い真空が引かれて、システムにおける圧力上昇を検出する機会を増やす。

シリンジ実施形態及びＰＥＣＶＤコーティング
別の態様では、本発明は、ＰＥＣＶＤコーティング又はＰＥＣＶＤコーティングセットを有するシリンジにおいて、本発明によるプランジャーのいずれかの実施形態（又は実施形態の組み合わせ）を使用することを含む。シリンジは、例えば、ガラス又はプラスチックから作製され得る。任意に、任意の実施形態による注射筒は、最終的な形態において透明かつガラスのように見える射出成形可能な熱可塑性材料、例えば、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）又はポリカーボネートから作製され得る。そのような材料は、例えば、射出成形によって、非常に厳しくかつ正確な公差（一般的にガラスで達成できるよりも遥かに厳しい）に製造され得る。これは、プランジャー設計におけるシール緊密性及びプランジャー力が低いことの、矛盾する検討事項を釣り合わせようとするときに、利点である。

本開示のこのセクションは、主に、本発明の任意選択的な態様の好ましい実装例として、プレフィルドシリンジに注目する。しかしながら、ここでも、本発明は、プランジャーを利用する任意の非経口容器、例えばシリンジ、カートリッジ、オートインジェクター、プレフィルドシリンジ、プレフィルドのカートリッジ又はバイアルを含み得ることを理解されたい。

いくつかの適用例に関し、非経口容器の内壁に１つ以上のコーティング又は層を提供し、その容器の特性を修正することが望ましいとし得る。例えば、１つ以上のコーティング又は層は、非経口容器に追加されて、例えば、容器のバリア性すなわち遮断性を高め、かつ容器壁（又は下層のコーティング）と容器内に保持される医薬品との間の相互作用を防止し得る。

例えば、図４の注射筒５４の拡大断面図の代替的な第１の実施形態である図４Ａに示すように、注射筒５４の側壁５８は、１つ以上のコーティング又は層を含むコーティングセット４００を含み得る。筒５４は、少なくとも１つの結合コーティング（ｔｉｅ ｃｏａｔｉｎｇ）又は層４０２、少なくとも１つのバリアコーティング又は層４０４、及び少なくとも１つのオルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６を含み得る。オルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６は、好ましくは、ｐＨ保護特性を有する。本明細書では、コーティングセット４００のこの実施形態を、「３層コーティングセット」と称し、ここでは、ＳｉＯ_xのバリアコーティング又は層４０４が、ｐＨ保護オルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６と結合コーティング又は層４０２との間に挟まれることによって内容物から保護され、そうでなければ、その内容物は、バリアコーティングが除去され得るほど十分に高いｐＨを有する。考慮されるそれぞれの層の厚さ（ｎｍ）（丸括弧内は好ましい範囲）は、以下の３層の厚さの表で与えられている：

３層コーティングセットを構成するコーティングのそれぞれの特性及び組成について、以下説明する。

結合コーティング又は層４０２は、少なくとも２つの機能を有する。結合コーティング又は層４０２の１つの機能は、基材（例えば、筒５４の側壁５８）、特に熱可塑性基材へのバリアコーティング又は層４０４の接着性を高めることであるが、結合層は、ガラス基材又は別のコーティング又は層への接着性を高めるために使用され得る。例えば、接着層又はコーティングとも称する結合コーティング又は層は基材に適用され、及びバリア層は、基材へのバリア層又はコーティングの接着性を高めるために接着層に適用され得る。

結合コーティング又は層４０２の別の機能が発見されている：バリアコーティング又は層４０４の下側に適用された結合コーティング又は層４０２は、バリアコーティング又は層４０４の上側に適用されたｐＨ保護オルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６の機能を高め得る。

結合コーティング又は層４０２は、ＳｉＯ_xＣ_y（式中、ｘは０．５〜２．４及びｙは０．６〜３である）で構成され得る、それを含み得る、又は本質的にそれからなり得る。あるいは、原子比が式Ｓｉ_wＯ_xＣ_yとして表わされ得る。結合コーティング又は層２８９におけるＳｉ、Ｏ、及びＣの原子比は、いくつかのオプションとして：
Ｓｉ １００：Ｏ ５０〜１５０：Ｃ ９０〜２００（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．５〜１．５、ｙ＝０．９〜２）；
Ｓｉ １００：Ｏ ７０〜１３０：Ｃ ９０〜２００（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．７〜１．３、ｙ＝０．９〜２）
Ｓｉ １００：Ｏ ８０〜１２０：Ｃ ９０〜１５０（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．８〜１．２、ｙ＝０．９〜１．５）
Ｓｉ １００：Ｏ ９０〜１２０：Ｃ ９０〜１４０（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．９〜１．２、ｙ＝０．９〜１．４）、又は
Ｓｉ １００：Ｏ ９２〜１０７：Ｃ １１６〜１３３（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．９２〜１．０７、ｙ＝１．１６〜１．３３）
である。

原子比は、ＸＰＳによって決定され得る。それゆえ、ＸＰＳによって測定されないＨ原子を考慮すると、結合コーティング又は層４０２は、一態様においては、式Ｓｉ_wＯ_xＣ_yＨ_z（又はその等価物ＳｉＯ_xＣ_y）を有し、例えば、ここでは、ｗは１であり、ｘは約０．５〜約２．４であり、ｙは、約０．６〜約３であり、及びｚは、約２〜約９である。従って、一般に、結合コーティング又は層４０２は、炭素と酸素とケイ素の元素の総原子数を１００％として標準化された、３６％〜４１％の炭素を含む。

本明細書で定義された任意の実施形態に対するバリアコーティング又は層は（特定の場合において他に特に規定がなければ）、任意に、米国特許第７，９８５，１８８号明細書に示されているようなＰＥＣＶＤによって適用されるコーティング又は層である。バリアコーティングは、好ましくは、「ＳｉＯ_x」コーティングとして特徴付けられ、及びケイ素、酸素、及び任意に他の要素を含み得る（式中、酸素対ケイ素原子の比であるｘは、約１．５〜約２．９である）。ＳｉＯ_x又は他のバリアコーティング又は層の厚さは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定され、及びその組成は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定され得る。バリア層は、酸素、二酸化炭素、又は他の気体が容器に入らないようにする及び／又は医薬材料が容器壁へ又はそれを通して浸出しないようにするのに効果的である。

再度図４Ａを参照して説明すると、ＳｉＯ_x（式中、ｘは１．５〜２．９である）のバリアコーティング又は層４０４は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって直接又は間接的に筒５４の熱可塑性側壁の壁５８に適用される（この例では、結合コーティング又は層４０２が、それらの間に置かれている）ため、満たされた注射筒５４において、バリアコーティング又は層４０４は、筒５４の側壁５５の内面又は内部表面と筒５４内に入れられた注入可能な薬との間に配置される。

本明細書で定義するようなＳｉＯｘなどのいくつかのバリアコーティング又は層４０４は、特にバリアコーティング又は層が直接内容物に接触する場合、本明細書の他の箇所で説明するような、被覆されたベッセルの、比較的ｐＨの高いある種の内容物によって攻撃される結果、六カ月未満でバリア向上因子が非常に低下しがちである特徴を有することが分かっている。この問題は、本明細書で説明されるようなオルガノ−シロキサンコーティング又は層を使用することによって対処され得る。

筒５４の内面にバリア層及び結合層を適用する好ましい方法は、例えば、米国特許出願公開第２０１３０２９１６３２号明細書（その全体を参照することにより本書に援用する）に説明されているような、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）による方法である。

本出願人は、ＳｉＯ_xのバリア層又はコーティングは、例えばｐＨが約５を上回る水性組成物などの、いくつかの流体によって、腐食又は溶解されることを見出した。化学蒸着によって適用されるコーティングは、非常に薄い−厚さ数十〜数百ナノメートル−とし得るため、腐食速度が比較的遅くても、バリア層の有効性を取り除き得るか又は製品パッケージの所望の保存期間よりも短い時間にバリア層の有効性を低下させ得る。これは、特に、液体医薬組成物に関し問題である。なぜなら、それらの多くのｐＨが約７であり、又はより広範には、血液及び他のヒト又は動物の体液のｐＨと同様の５〜９の範囲であるためである。医薬品のｐＨが高いほど、ＳｉＯ_xコーティングをより迅速に腐食又は溶解させる。任意に、この問題は、バリアコーティング又は層４０４、又は他のｐＨの影響を受けやすい材料を、ｐＨ保護オルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６によって保護することによって、対処され得る。

任意に、ｐＨ保護オルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６は、Ｓｉ_wＯ_xＣ_yＨ_z（又はその等価のＳｉＯ_xＣ_y）又はＳｉ_wＮ_xＣ_yＨ_z（又はその等価のＳｉＮ_xＣ_y）で構成され得る、それを含み得る又は本質的にそれからなり得る。Ｓｉ：Ｏ：Ｃ又はＳｉ：Ｎ：Ｃの原子比は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）によって決定され得る。それゆえ、Ｈ原子を考慮すると、一態様において、ｐＨ保護コーティング又は層は、式Ｓｉ_wＯ_xＣ_yＨ_z、又はその等価のＳｉＯ_xＣ_y（例えば式中、ｗは１であり、ｘは約０．５〜約２．４であり、ｙは約０．６〜約３であり、及びｚは約２〜約９である）を有し得る。

一般に、式Ｓｉ_wＯ_xＣ_yとして表わされるように、Ｓｉ、Ｏ、及びＣの原子比は、いくつかのオプションとして：
Ｓｉ １００：Ｏ ５０〜１５０：Ｃ ９０〜２００（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．５〜１．５、ｙ＝０．９〜２）；
Ｓｉ １００：Ｏ ７０〜１３０：Ｃ ９０〜２００（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．７〜１．３、ｙ＝０．９〜２）
Ｓｉ １００：Ｏ ８０〜１２０：Ｃ ９０〜１５０（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．８〜１．２、ｙ＝０．９〜１．５）
Ｓｉ １００：Ｏ ９０〜１２０：Ｃ ９０〜１４０（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．９〜１．２、ｙ＝０．９〜１．４）
Ｓｉ １００：Ｏ ９２〜１０７：Ｃ １１６〜１３３（すなわちｗ＝１、ｘ＝０．９２〜１．０７、ｙ＝１．１６〜１．３３）、又は
Ｓｉ １００：Ｏ ８０〜１３０：Ｃ ９０〜１５０
である。

あるいは、オルガノ−シロキサンコーティング又は層は、炭素、酸素、及びケイ素の元素の総原子数を１００％として標準化され、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって決定されたように、５０％未満の炭素及び２５％超のケイ素の、原子濃度を有し得る。あるいは、原子濃度は、２５〜４５％の炭素、２５〜６５％のケイ素、及び１０〜３５％の酸素である。あるいは、原子濃度は、３０〜４０％の炭素、３２〜５２％のケイ素、及び２０〜２７％の酸素である。あるいは、原子濃度は、３３〜３７％の炭素、３７〜４７％のケイ素、及び２２〜２６％の酸素である。

任意に、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって決定されたように、炭素、酸素、及びケイ素の元素の総原子数を１００％として標準化された、ｐＨ保護コーティング又は層４０６における炭素の原子濃度は、有機ケイ素前駆体の原子式における炭素の原子濃度を上回り得る。例えば、炭素の原子濃度が１〜８０原子百分率だけ、あるいは１０〜７０原子百分率だけ、あるいは２０〜６０原子百分率だけ、あるいは３０〜５０原子百分率だけ、あるいは３５〜４５原子百分率だけ、あるいは３７〜４１原子百分率だけ上昇する実施形態が考慮される。

任意に、ｐＨ保護コーティング又は層４０６における炭素対酸素の原子比は、有機ケイ素前駆体と比較して高くなり、及び／又は酸素対ケイ素の原子比は、有機ケイ素前駆体と比較して低くなり得る。

本発明によるｐＨ保護コーティングの例示的な実験的組成は、ＳｉＯ_1.3Ｃ_0.8Ｈ_3.6である。

任意に、いずれかの実施形態において、ｐＨ保護コーティング又は層４０６は、ＰＥＣＶＤで適用された炭化ケイ素を含む、本質的にそれからなる、又はそれからなる。

任意に、いずれかの実施形態において、シランを含む、本質的にそれからなる、又はそれからなる前駆体を用いることによって、ｐＨ保護コーティング又は層４０６は適用される。任意に、いずれかの実施形態において、シラン前駆体は、非環状又は環状シランのいずれか１つ以上を含み、本質的にそれからなり、又はそれからなり、任意に、シラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、Ｓｉ２−Ｓｉ４シラン、トリエチルシラン、テトラエチルシラン、テトラプロピルシラン、テトラブチルシラン、又はオクタメチルシクロテトラシラン、又はテトラメチルシクロテトラシランのいずれか１つ以上を含む、本質的にそれらからなる、又はそれらからなる。

任意に、いずれかの実施形態において、ｐＨ保護コーティング又は層４０６は、ＰＥＣＶＤで適用された非晶質又はダイヤモンドのような炭素を含む、本質的にそれからなる、又はそれからなる。任意に、いずれかの実施形態において、非晶質又はダイヤモンドのような炭素は、炭化水素前駆体を使用して適用される。任意に、いずれかの実施形態において、炭化水素前駆体は、飽和又は不飽和である直鎖、分岐鎖、又は環状アルカン、アルケン、アルカジエン、又はアルキン、例えばアセチレン、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ブタン、プロピン、ブチン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロペンタジエン、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む、本質的にそれらからなる、又はそれらからなる。任意に、いずれかの実施形態において、非晶質又はダイヤモンドのような炭素コーティングの水素原子百分率は、０．１％〜４０％、あるいは０．５％〜１０％、あるいは１％〜２％、あるいは１．１〜１．８％である。

任意に、いずれかの実施形態において、ｐＨ保護コーティング又は層４０６は、ＰＥＣＶＤで適用されたＳｉＮｂを含む、本質的にそれからなる、又はそれからなる。任意に、いずれかの実施形態において、ＰＥＣＶＤで適用されたＳｉＮｂは、シラン及び窒素含有化合物を前駆体として使用して適用される。任意に、いずれかの実施形態において、シランは、非環状又は環状シランであり、任意に、シラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、Ｓｉ２−Ｓｉ４シラン、トリエチルシラン、テトラエチルシラン、テトラプロピルシラン、テトラブチルシラン、オクタメチルシクロテトラシラン、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む、本質的にそれらからなる、又はそれらからなる。任意に、いずれかの実施形態において、窒素含有化合物は、窒素ガス、亜酸化窒素、アンモニア又はシラザンのうちのいずれか１つ以上を含む、本質的にそれらからなる、又はそれらからなる。任意に、いずれかの実施形態において、シラザンは、直鎖シラザン、例えばヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＺ）、単環シラザン、多環シラザン、ポリシルセスキアザン（ｐｏｌｙｓｉｌｓｅｓｑｕｉａｚａｎｅ）、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含む、本質的にそれからなる、又はそれからなる。

任意に、いずれかの実施形態において、ｐＨ保護コーティング又は層４０６用のＰＥＣＶＤは、酸化気体が実質的に存在しない又は完全に存在しない状態で実施される。任意に、いずれかの実施形態において、ｐＨ保護コーティング又は層４０６用のＰＥＣＶＤは、キャリアガスが実質的に存在しない又は完全に存在しない状態で実施される。

任意に、ｐＨ保護コーティング又は層４０６、ＳｉＯｘＣｙＨｚのＦＴＩＲ吸光度スペクトルは、約１０００〜１０４０ｃｍ−１の間に通常あるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ対称伸縮ピーク（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ ｓｔｒｅｔｃｈ ｐｅａｋ）の最大振幅と、約１０６０〜約１１００ｃｍ−１の間に通常あるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ非対称伸縮ピーク（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｓｔｒｅｔｃｈ ｐｅａｋ）の最大振幅との比が、０．７５を上回る。あるいは、いずれかの実施形態において、この比は、少なくとも０．８、又は少なくとも０．９、又は少なくとも１．０、又は少なくとも１．１、又は少なくとも１．２とし得る。あるいは、いずれかの実施形態において、この比は、多くても１．７、又は多くても１．６、又は多くても１．５、又は多くても１．４、又は多くても１．３とし得る。代替的な実施形態として、ここで述べたいずれかの最小比を、ここで述べたいずれかの最大比と組み合わせることができる。

任意に、いずれかの実施形態において、ｐＨ保護コーティング又は層４０６は、薬剤が存在しない状態で、油分を含んでいない外見を有する。この外見は、ある場合には、有効ｐＨ保護コーティング又は層４０６を、場合よっては油分の多い（すなわち光沢のある）外見を有するように観察された潤滑性層（例えば、米国特許第７，９８５，１８８号明細書に説明されているような）から区別するために観察された。

ｐＨ保護コーティング又は層４０６は、任意に、非環状シロキサン、単環シロキサン、多環シロキサン、ポリシルセスキオキサン、単環シラザン、多環シラザン、ポリシルセスキアザン、シラトラン（ｓｉｌａｔｒａｎｅ）、シルクアシラトラン（ｓｉｌｑｕａｓｉｌａｔｒａｎｅ）、シルプロアトラン（ｓｉｌｐｒｏａｔｒａｎｅ）、アザシラトラン（ａｚａｓｉｌａｔｒａｎｅ）、アザシルクアシアトラン（ａｚａｓｉｌｑｕａｓｉａｔｒａｎｅ）、アザシルプロアトラン（ａｚａｓｉｌｐｒｏａｔｒａｎｅ）、又はこれら前駆体のいずれか２つ以上の組み合わせを含む前駆体供給物のプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって適用され得る。そのような使用に考えられるいくつかの特定の非限定的な前駆体は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）を含む。

任意に、組成物ＳｉＯｘＣｙＨｚのｐＨ保護コーティング又は層４０６のＦＴＩＲ吸光度スペクトルは、約１０００〜１０４０ｃｍ−１のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ対称伸縮ピークの最大振幅と、約１０６０〜約１１００ｃｍ−１のＳｉ−Ｏ−Ｓｉ非対称伸縮ピークの最大振幅との比が、０．７５を上回る。

他の前駆体及び方法を使用して、ｐＨ保護コーティング又は層４０６又は不動態化処理を適用できる。例えば、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＺ）を前駆体として使用できる。ＨＭＤＺは、その分子構造に酸素を含有しないという利点を有する。この不動態化処理は、ＨＭＤＺによるＳｉＯｘバリア層の表面処理であると考慮される。シラノール結合部位における二酸化ケイ素コーティングの分解の速度を落とす及び／又は分解を中止にするために、コーティングは不動態化される必要がある。ＨＭＤＺによる表面の不動態化（及び任意に、ＨＭＤＺ由来のコーティングのいくつかの単層の適用）は、溶解に対して表面を強化させ、分解を減少させることが考慮される。ＨＭＤＺは、二酸化ケイ素コーティングに存在する−ＯＨ部位と反応し、ＮＨ３を発生させ、かつＳ−（ＣＨ３）３をケイ素に結合させることが考慮される（水素原子が発生され、及びＨＭＤＺからの窒素と結合して、ＮＨ３を生じることが考慮される）。

ｐＨ保護コーティング又は層４０６を適用する別の方法は、ｐＨ保護コーティング又は層４０６として、非晶質炭素又はフルオロカーボンコーティング、又はこれら２つの組み合わせを適用することを含む。

非晶質炭素コーティングは、プラズマ重合のために、飽和炭化水素（例えばメタン又はプロパン）又は不飽和炭化水素（例えばエチレン、アセチレン）を前駆体として使用するＰＥＣＶＤによって形成され得る。フルオロカーボンコーティングは、フルオロカーボン（例えば、ヘキサフルオロエチレン又はテトラフルオロエチレン）から生じ得る。いずれのタイプのコーティング、又はそれらの組み合わせも、真空ＰＥＣＶＤ又は大気圧ＰＥＣＶＤによって堆積され得る。非晶質炭素及び／又はフルオロカーボンコーティングは、シラノール結合を含まないため、非晶質炭素及び／又はフルオロカーボンコーティングは、シロキサンコーティングよりも良好なＳｉＯｘバリア層の不動態化をもたらすことが考慮される。

さらに、フルオロシリコン前駆体を使用して、ＳｉＯｘバリア層の上側を覆ってｐＨ保護コーティング又は層４０６を提供することが考慮される。これは、前駆体としてフッ素化シラン前駆体、例えばヘキサフルオロシランを使用し、かつＰＥＣＶＤプロセスを使用することによって、実施され得る。その結果生じるコーティングはまた、非湿潤性コーティングであると期待される。

ＳｉＯｘバリア層を保護又は不動態化するために考えられるさらに別のコーティングモダリティは、ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂によってバリア層を被覆することである。例えば、バリア被覆部分は、流動ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂の溶融物、溶液又は分散物において浸漬被覆され、及び６０〜１００℃の温度でオートクレーブ又は他の加熱によって硬化され得る。ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂のコーティングは、ｐＨ５〜８の水性の環境において優先的に使用され得ることが考慮され、これは、そのような樹脂は、そのｐＨ範囲において、紙において高い湿潤強度をもたらすことが知られているためである。湿潤強度は、長期間、完全に水浸しにされる紙の機械的強度を維持する能力であるため、ＳｉＯｘバリア層上のポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂のコーティングは、水媒質での溶解に同様に抵抗することが考慮される。また、ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂は、紙の潤滑性を向上させるため、同様に、例えば、ＣＯＣ又はＣＯＰで作製された熱可塑性面にコーティングの形態の潤滑性をもたらすことが考慮される。

ＳｉＯｘ層を保護するためのさらに別の手法は、ｐＨ保護コーティング又は層４０６として、ポリフルオロアルキルエーテルの液体適用コーティングを塗布し、それに続いてｐＨ保護コーティング又は層４０６を大気プラズマ硬化することである。例えば、商標ＴｒｉｂｏＧｌｉｄｅ（登録商標）下で実施されるプロセスを使用して、同様に潤滑性をもたらすｐＨ保護コーティング又は層４０６を提供し得ることが考慮される。

それゆえ、本発明の態様による熱可塑性シリンジ壁用のｐＨ保護コーティングは、以下：式ＳｉＯｘＣｙＨｚ（式中、ｘは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定されるように、０〜０．５、あるいは０〜０．４９、あるいは０〜０．２５であり、ｙは、ＸＰＳによって測定されるように、約０．５〜約１．５、あるいは約０．８〜約１．２、あるいは約１であり、及びｚは、Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＲＢＳ）によって、あるいはＨｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＨＦＳ）によって測定されるように、０〜２である）を有する、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）で適用された炭化ケイ素；又はＰＥＣＶＤで適用された非晶質又はダイヤモンドのような炭素、ＣＨｚ（式中、ｚは０〜０．７、あるいは０．００５〜０．１、あるいは０．０１〜０．０２である）；又はＰＥＣＶＤで適用されたＳｉＮｂ（式中、ｂは、ＸＰＳによって測定されるように、約０．５〜約２．１、あるいは約０．９〜約１．６、あるいは約１．２〜約１．４である）のうちのいずれか１つを含み得る、本質的にそれからなり得る、又はそれからなり得る。

ｐＨ保護オルガノ−シロキサンコーティング − コーティングセットの一部としてではない
ここで図４Ｂを参照すると、図４の注射筒５４の拡大断面図の代替的な第２の実施形態が示されている。図４Ｂに示すように、注射筒５４は、例えば、コーティングセットの最上層としてではなく、注射筒５４の壁５８に直接配置されたオルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６を含み得る。任意に、オルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６は、ｐＨ保護特性を有する。それゆえ、本発明の態様は、オルガノ−シロキサンコーティング又は層がコーティングセットの最上層であるか、又はそれ自体によって直接筒壁に配置されるかに関わらず、オルガノ−シロキサンコーティング又は層をプランジャー接触面として使用することを含む。

ＰＥＣＶＤ器具
結合コーティング又は層４０２、バリアコーティング又は層４０４又はオルガノ−シロキサンコーティング又は層４０６を含む、本明細書において説明されるＰＥＣＶＤコーティング又は層のいずれかを適用するのに好適なＰＥＣＶＤ器具が、米国特許第７，９８５，１８８号明細書及び米国特許出願公開第２０１３０２９１６３２号明細書において示され、かつ説明されている。この器具は、任意に、ベッセルホルダー、内側電極、外側電極、及び電源装置を含む。ベッセルホルダーに載置されたベッセルは、プラズマ反応チャンバーを画成し、任意にそれ自体の真空チャンバーの機能を果たす。任意に、真空源、反応ガス源、ガス供給物又はこれらの２つ以上の組み合わせが供給され得る。任意に、真空源を必ずしも含まないガスドレーンが設けられて、閉鎖チャンバーを画成するようにポートに載置されたベッセルの内部へ又はそこからガスを送る。

潤滑性を有するｐＨ保護オルガノ−シロキサンコーティング
別々の個別の潤滑性コーティングのない、又は流動性潤滑剤が実質的に存在しない、オルガノ−シロキサンコーティングを含むプランジャー接触内面を有するシリンジは、依然として、プランジャーの前進に適切な潤滑性をもたらし得ることが考慮される。本明細書では、「流動性潤滑剤が実質的に存在しない」は、プランジャー−シリンジシステムの潤滑性に寄与する量で流動性潤滑剤（例えば、ＰＤＭＳ）が注射筒に提供されていないことを意味する。シリンジに組み立てる前に、プランジャーを取り扱うときに流動性潤滑剤を使用することは習慣であることもあるため、「流動性潤滑剤が実質的に存在しない」は、場合によっては、そのような取扱いの習慣の結果、そのような潤滑剤が微量で存在することを考慮し得る。

従って、一態様では、本発明は、許容範囲のプランジャーの動作につながる潤滑性をもたらす非経口容器の内面上のオルガノ−シロキサンコーティングに関する。オルガノ−シロキサンコーティングは、例えば、上述のｐＨ保護コーティングの任意の実施形態とし得る。オルガノ−シロキサンコーティングは、容器の内壁に直接、又は多層コーティングセット、例えば、上述の３層コーティングセット上の最上層として、適用され得る。好ましくは、この実施形態は、例えば、米国特許第７，９８５，１８８号明細書に説明されているような個別の潤滑性コーティング、又は流動性潤滑剤、例えば、シリコーン油の必要性をなくす。

オルガノ−シロキサンコーティングは、任意に複数の機能：（１）ｐＨ４〜１０、任意に５〜９の医薬品から、下位層又は下位ポリマー基材を保護するｐＨ耐性層；（２）凝集、抽出及び浸出を最小限にする薬物接触面；（３）タンパク質をベースにした薬物の場合には、容器表面上でのタンパク質結合の低減；及び（４）例えば、シリンジ内の内容物を投薬するときにプランジャーの前進を促す潤滑層をもたらし得る。

プランジャー用の接触面としての、ポリマーベースの容器上でのオルガノ−シロキサンコーティングの使用は、明白な利点をもたらす。プラスチックシリンジ及びカートリッジは、それらのガラスの相手方部品よりも厳しい公差に射出成形され得る。射出成形によって達成可能な寸法精度は、シリンジの内径の最適化を可能にして、一方では、プランジャーにＣＣＩのための十分な圧縮をもたらすが、医薬品の投与の際に所望のプランジャー力をもたらすために、プランジャーを圧縮しすぎないことが考慮される。これによって、シリンジ又はカートリッジを流動性潤滑剤又は個別の潤滑性コーティングによって潤滑にする必要性をなくすか又は劇的に減らし、それゆえ、製造の複雑さを減少させ、かつシリコーン油に関連する問題を回避することが最適である。

本発明を、以下の実施例を参照して、より詳細に説明するが、本発明がそれらに限定されるとはみなされないことを理解されたい。

実施例１ − プランジャー力
図２６の切り替え可能なフィルムコーテッドプランジャーの実施形態と同様の３つの切り替え可能なプランジャーサンプル（サンプルＡ（５００）、Ｂ（５０２）及びＣ（５０４））が、プランジャー力試験を受けた。サンプルは、３．４５ｍｍ直径の球形インサートを使用した。所望の結果は、１５Ｎ未満、好ましくは１０Ｎ未満、さらに一層好ましくは５Ｎ以下の滑走力であった。サンプルは、例えば、図４Ａに示すような及び本明細書で説明されるような、３層コーティングセットの一部としてＴＭＤＳＯ前駆体から作製されたｐＨ保護コーティングを含むプランジャー接触面を有するシリンジ内で試験された。サンプルプランジャースリーブはブチルゴムから作製され、及びフィルムは、厚さ２５ミクロンのＣＨＥＭＦＩＬＭ（登録商標）ＤＦ１１００ＰＴＦＥから作製された。注射筒の直径は、６．３５ｍｍであった。

図２８の表に示すように、３つのサンプルの解放力は、約３．５Ｎ〜５．５Ｎであった。滑走力は、比較的一定であり、かつ各サンプルに対して一貫しており、及び約２．５Ｎ〜約５Ｎであった。それゆえ、試験は、所望のプランジャー力の達成及び各サンプルの力プロファイルにおける一貫性の点で成功であるとみなされた（すなわち、所与のサンプルに対して、滑走力に急激な変化がない）。

実施例２ − ＣＣＩ
ＣＣＩ試験方法（真空崩壊試験）は上記で説明されている。この試験を使用して、及び図２９の表を参照すると、全て６．３５ｍｍ直径のシリンジ内にある３組のプランジャー（セットＡ、Ｂ及びＣ）を使用した。セットＡ５１０は、全くインサートのないプランジャーを含み、その結果、プランジャー貯蔵部シーリングセクションと注射筒との間で全く圧縮がなかった。セットＢ５１２は、３．４５ｍｍ直径の球形インサートを備えるプランジャーを含み、それにより、それらそれぞれの貯蔵部シーリングセクション上で、プランジャー直径に、わずかに３％に満たない圧縮を生じた。セットＣ５１４は、３．５８ｍｍの球形インサートを備えるプランジャーを含み、それにより、それらそれぞれの貯蔵部シーリングセクション上で、プランジャー直径の約４．８％の圧縮を生じた。プレフィルドシリンジに対して適切なＣＣＩを維持するために、約２０Ｐａ以下の圧力低下は許容範囲である。

図２９の表は、真空崩壊試験を受けるプランジャーセットＡ、Ｂ及びＣの圧力低下を示す。セットＡ５１０は、２０Ｐａを遥かに上回る圧力低下を示した一方、セットＢ５１２及びセットＣ５１２は、約２０Ｐａ以下、圧力が低下し、これは、良い結果であった。この試験は、球形インサート（図３及び図２６のインサート４２と同様）は、プランジャー１２の貯蔵部シーリングセクション５１に圧縮をもたらし、許容範囲のＣＣＩを生じたことを示す。対照的に、インサートの全くないセットＡ５１０は、適切なＣＣＩをもたらさなかった。

実施例３ − 注射筒の４つの実施形態を使用する比較例のプランジャー力
この実施例は、図２６の切り替え可能なフィルムコーテッドプランジャーの実施形態と同様の、いくつかの切り替え可能なプランジャーサンプルのプランジャー力試験を説明する。サンプルは、３．４５ｍｍ直径の球形インサートを使用した。この試験の結果を図３０に示す。

４つ又は５つのプランジャーサンプルが、以下の４つの異なる注射筒のそれぞれにおいて、試験された：（ａ）内壁を有し、プランジャーと内壁との間に流動性潤滑剤が配置されていない、ＣＯＰ注射筒（力試験の結果が参照符号５１６で特定される、「ベアＣＯＰシリンジ」）；（ｂ）３層コーティングセットが内壁に適用され、プランジャーと３層コーティングセットとの間に流動性潤滑剤が配置されていない、ＣＯＰ注射筒（力試験の結果が参照符号５１８で特定される、「３層シリンジ」）；（ｃ）プランジャーと筒の内壁との間に流動性潤滑剤が全く配置されていない、ガラス注射筒（力試験の結果が参照符号５２０で特定される、「ベアガラスシリンジ」）；及び（ｄ）プランジャーと筒の内壁との間に流動性潤滑剤（ＰＤＭＳ）が配置されている、ガラス注射筒（力試験の結果が参照符号５２２で特定される、「ＰＤＭＳを備えるガラスシリンジ」）。

所与のシリンジに関する、図３０に示す解放力及び最大滑走力は、各シリンジを用いる、５つのプランジャーサンプルからの４つのプランジャーサンプルの試験結果の平均を表す。平均解放力は以下の通りであった：（ａ）ベアＣＯＰシリンジ５１６では、６〜７Ｎ；（ｂ）３層シリンジ５１８では、５Ｎをわずかに上回る；（ｃ）ベアガラスシリンジ５２０では、７〜８Ｎ；及び（ｄ）ＰＤＭＳ５２２を備えるガラスシリンジでは、１１〜１２Ｎ。平均最大滑走力は以下の通りであった：（ａ）ベアＣＯＰシリンジ５１６では、４Ｎをわずかに下回る；（ｂ）３層シリンジ５１８では、４Ｎ；（ｃ）ベアガラスシリンジ５２０では、６〜７Ｎ；及び（ｄ）ＰＤＭＳ５２２を備えるガラスシリンジでは、１０〜１１Ｎ。

特に、３層シリンジ５１８の累積的な力の結果は、他のシリンジとは異なり、解放力及び最大滑走力の双方の平均が約５Ｎ以下であり（これは、好ましいプランジャー力である）、最適であった。さらに、３層シリンジ５１８の解放力と最大滑走力との差は、約１Ｎにすぎず、これは、ベアＣＯＰシリンジ５１６の解放力と最大滑走力との間の約２．５Ｎの差を大きく下回る。従って、本発明によるプランジャーを備える３層シリンジは、３層シリンジ自体に関する利点（例えば、ｐＨ保護、厳しいシリンジ公差、バリア性）、ならびに使用中にＣＣＩ及び所望のプランジャー力の双方をもたらす、流動性潤滑剤のない（又は実質的に流動性潤滑剤のない）プランジャーシステムをもたらす。

本発明を詳細に、及びその具体的な実施例を参照して、説明したが、当業者には、その趣旨及び範囲から逸脱せずに、様々な変更及び修正を行い得ることが明白である。

以下の参照符号を図面で使用する。
１０、２１０ プランジャーアセンブリ
１２、２１２ プランジャー
１２ａ〜１２ｉ 切り替え可能なプランジャー
１４、２１４ プランジャーロッド
１６、２１６ 内部シャフト
１６’ チップ
１８、２１８ 外部シャフト
２０、２２０ 遠位端部
２２、２２２ 近位端部
２４、２２４ ロッキングタブ
２５、２２５ テーパ付き面
２６、２２６ アクチュエータ
２８、２２８ 第１の端部
３０、２３０ 第２の端部
３２、２３２ 第１の凹部
３４、２３４ 第２の凹部
３６、２３６ 内側部分
３８、２３８ ネジ山（外部シャフト１８、２１８の）
４０、２４０ ネジ山（プランジャー１２、２１２の）
４２ インサート
４４ スリーブ
４５ コネクタ本体
４６ 外側部分
４８ 第１のキャビティ
４８ａ〜ｇ キャビティ
５０ 第２のキャビティ
５１ 貯蔵部シーリングセクション
５２ 貯蔵部シーリングセクションのリブ
５３ 液封セクション
５４ 内部領域
５５ 液封セクションのリブ
５６ 筒
５７ 窪み
５８ 側壁
５９ 注射剤収容領域
６０ 内面
６１ 近位端部（筒５６の）
６２ インサート
６３ コネクタ本体
６４ スリーブ
６５ 第１のセクション（コネクタ本体６３の）
６６ キャビティ
６７ 第２のセクション（コネクタ本体６３の）
６８ シャフト
６９ 第３のセクション（コネクタ本体６３の）
７０ 外面（インサート６２の）
７２ 凹部（インサート６２の）
７４ 突起（インサート６２の）
７６ 内面（スリーブ６４の）
７７ 凹部（コネクタ本体６３の）
７８ 突起（スリーブ６４の）
７９ 突起（コネクタ本体６３の）
８０ 凹部（スリーブ６４の）
８２ 底部（外面７０の）
８４ 下方部分（内面７６の）
８６ 外表面
８８ フィルムコーティング
９０ 側壁（プランジャー１２の）
９２ ノーズコーン（プランジャー１２の）
９４ フィルム
９６ フォーミングダイ
９８ フォーミングプラグ
１００ 基底壁（フォーミングプラグ９８の）
１０２ 底部（フォーミングダイ９６の）
１０４ 側壁（フォーミングダイ９６の）
１０６ コーティングプレフォーム
１０７ 金型
１０８ 金型キャビティ
１１０ 側壁（金型キャビティ１０８の）
１１２ 底壁（金型キャビティ１０８の）
１１３ 金型コア
１１４ トリミング用工具
１５２ リブ
１９４ キャップ
３００ 球形メッシュインサート
３０２ シリンダー状インサート
３０３ 中心部分
３０４ 突起
３０４ａ キャビティ
３０４ｂ 突起
３０５ 開口部
３０５ａ、ｂ 開口部
３０６ インサート
３０７ ウィング
３０８ 多孔質材料
３０９ ストッパー
３１０ 密封された内側キャビティ
３１０ａ 圧縮材料
３１１ チップ
３１２ 膜
３１４ 突出物
３１６ 弁
３１８ 摺動シャフト
４００ コーティングセット
４０２ 結合コーティング又は層
４０４ バリアコーティング又は層
４０６ ｐＨ保護コーティング又は層
５００ サンプルＡ
５０２ サンプルＢ
５０４ サンプルＣ
５１０ セットＡ
５１２ セットＢ
５１４ セットＣ
５１６ ベアＣＯＰシリンジの結果
５１８ ３層シリンジの結果
５２０ ベアガラスシリンジの結果
５２２ ＰＤＭＳを備えるガラスシリンジの結果

Claims (12)

1. 医療用筒内に配置されるように構成される切り替え可能なプランジャーであって、前記切り替え可能なプランジャーは、内部部分と、医療用筒壁の内部表面と接触するように構成される全体的にシリンダー状の外表面とを備え、前記外表面の少なくとも一部分は、前記内部部分の要因によって初期拡張状態に維持され、前記拡張状態は、前記要因を変更するために前記プランジャーの前記内部部分に加えられる動作によって、前記拡張状態と比較して、前記医療用筒壁に対する前記外表面の圧縮力を減少させるように構成された収縮状態まで縮小できる、切り替え可能なプランジャー。
2. 前記要因が、機械的に生じた半径方向外向きの圧力である、請求項１に記載の切り替え可能なプランジャー。
3. 前記内部部分に内側面を有するキャビティを含み、前記切り替え可能なプランジャーは、さらに、前記キャビティ内に少なくとも部分的に配置される固体圧縮材料を含み、前記固体圧縮材料の少なくとも一部分は、前記内部部分の前記内側面に前記半径方向外向きの圧力を加えて、前記外表面の前記少なくとも一部分を前記初期拡張状態に維持する、請求項２に記載の切り替え可能なプランジャー。
4. 初期拡張状態に維持されている前記外表面の前記少なくとも一部分が、少なくとも１つの貯蔵部封止リブを有する貯蔵部シーリングセクションを含み、前記切り替え可能なプランジャーは、その近位端部上のノーズコーンと、前記ノーズコーンから遠位に延在する側壁とを含み、前記切り替え可能なプランジャーは、さらに、前記切り替え可能なプランジャーと筒の側壁の内面との間の摩擦を減少させる及び／又は前記切り替え可能なプランジャーと前記筒の製品収容領域に収容された製品との間に障壁を設けるように構成されたフィルムコーティングを含み、前記フィルムコーティングは、前記ノーズコーン全体と前記ノーズコーンに対して遠位の前記側壁の一部分とを覆い、前記フィルムコーティングは、前記貯蔵部シーリングセクションの前で終わる、請求項１に記載の切り替え可能なプランジャー。
5. 前記プランジャーは、医療用筒内に配置されるときに、前記プランジャーが前記拡張状態から前記縮小状態に縮小した後に医療用筒を下方に進めるように構成される、請求項１に記載の切り替え可能なプランジャー。
6. 前記プランジャーは、医療用筒内に配置されるときに、前記プランジャーに軸方向の圧力を加えることによって前記拡張状態から前記縮小状態に縮小して前記プランジャーを前記筒に対して下方に進めることができるように構成される、請求項５に記載の切り替え可能なプランジャー。
7. 前記要因が機械的に生じた半径方向外向きの圧力であり、前記プランジャーは、前記内部部分に内部表面を有するキャビティを含み、前記切り替え可能なプランジャーは、さらに、前記キャビティ内に少なくとも部分的に配置される固体圧縮材料を含み、前記固体圧縮材料の少なくとも一部分は、前記内部部分の前記内部表面に対して前記半径方向外向きの圧力を加えて、前記外表面の前記少なくとも一部分を前記初期拡張状態に維持する、請求項６に記載の切り替え可能なプランジャー。
8. 動作が、前記プランジャーの前記内部部分内の前記固体圧縮材料の軸方向下方の変位を含む、請求項７に記載の切り替え可能なプランジャー。
9. 前記固体圧縮材料がプランジャーロッドには接続されていない部品であるインサートである、請求項８に記載の切り替え可能なプランジャー。
10. ａ． 貯蔵モードにおいて筒壁の全体的にシリンダー状の内部表面に対してシールされかつ投薬モードにおいて前記筒壁に沿って前進するように構成された、全体的にシリンダー状の外部密封表面と；
    ｂ． 前記プランジャーの内部表面を画定する前記プランジャー内のキャビティと；
    ｃ． 前記プランジャーの略環状部分を間に画定する前記内部表面及び外部密封表面と；
    ｄ． 少なくとも部分的に前記キャビティ内に配置されかつ前記貯蔵モードにおいて前記内部表面の少なくとも一部分に半径方向外向きの圧力を加えて前記外部密封表面と注射筒壁との間に密封力をもたらすように構成された圧縮材料と
    を含む、切り替え可能なプランジャーであって、
    前記プランジャーは、前記加えられる半径方向外向きの圧力を低下させることによって、前記投薬モードに切り替えられ、それによって前記外部密封表面と注射筒壁との間の前記密封力を与えるように構成されている、切り替え可能なプランジャー。
11. 前記圧縮材料が中実物品である、請求項１０に記載の切り替え可能なプランジャー。
12. 前記中実物品が球形インサートである、請求項１１に記載の切り替え可能なプランジャー。