JP2022514473A - 改善されたシリンジ及びガスケットシステム - Google Patents

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Abstract

適合されたシリンジ及びプランジャシステム、好ましくはプレフィルドプラスチックシリンジシステムで使用するための改善されたチャネルを備えたガスケットを製造するプロセス。特に、レーザー処理によってガスケットフィルムに連続チャネルを形成し、検査する改善されたプロセス。このガスケットは、高度で一貫した容器閉鎖完全性(CCI)、経時的に一貫した摺動降伏及び摺動平衡応力、及びシール性を備え、適合されたシリンジ及びプランジャシステムに有用である。

Description

本出願は、2018年12月7日に提出された米国仮特許出願第62/776,958号;2019年1月4日に提出された米国仮特許出願第62/788,168号;2019年1月7日に提出された米国仮特許出願第62/789,366号;2019年3月28日に提出された米国仮特許出願第62/825,166号;及び2011年7月26日に発行された米国特許第7,985,188 B2号を参照により完全な形で組み込む。本出願は、具体的には、SiOxCy又はSiOxCyHzのPECVDコーティングを塗布することによって潤滑されたシリンジバレルなどの開示内容について、及びそのようなシリンジバレルを作製、試験、及び使用する方法について、米国特許第7,985,188 B2号を参照により組み込む。
本開示は、適合されたシリンジ及びプランジャシステム、特にシリンジ内で使用されるガスケット、並びにガスケットのレーザーカットを形成及び検査する改善されたプロセスに関する。
シリンジ又はカートリッジなどのプレフィルド型非経口容器及びプランジャのシステムは、無菌製品(例えば、生理食塩水、注入用染料、薬学的に活性な調製物など)の迅速且つ正確な投与、投与ミスの最小化、生物学的汚染のリスクの低減、利便性と使いやすさの向上、製品の過剰充填の防止などを促すように開発されてきた(Yoshino et al.J Pharm Sci.2014;103(5):1520-8)。プレフィルド型非経口容器は、通常、遠位端でプランジャに固定されているゴム製ガスケットで密封され、これにより容器の内容物の保管寿命にわたって閉鎖完全性が提供される。プレフィルドシリンジを使用するために、パッケージ及びキャップを取り外し、任意選択的に皮下注射針又は別の送達導管をバレルの遠位端に取り付け、送達導管又はシリンジを使用位置に移動し(対象者の組織又はシリンジの内容物でリンスされる装置に挿入するなどして)、プランジャをバレル内で前進させて、バレルの内容物を適用点に注入する。
シリンジのバレル内のゴムガスケットによって提供されるシールは、通常、ガスケットのゴムがバレルに押し付けられることを伴う。通常、ゴムガスケットの最大直径は、バレルの最小内径よりも直径が大きい。したがって、シリンジから注入製品を分配するときにゴムガスケット及びそれに取り付けられたプランジャを変位させるために、ゴムガスケットのこの押圧力を克服する必要がある。さらに、ゴムシールによって提供されるこの押圧力は、通常、プランジャに固定されたガスケットを最初に移動するときに克服する必要があるだけでなく、この力は、注入製品の分配中にゴムガスケットがバレルに沿って変位されるときに克服され続ける必要もある。シリンジ内のガスケット及びプランジャを前進させるために比較的高い力が必要になると、シリンジから注入製品を投与する際のユーザの困難が増す可能性がある。これは、シリンジが自動注入装置に配置され、ガスケットが固定ばねによって前進する自動注入システムで特に問題になる。したがって、プレフィルド型非経口容器内のプランジャに固定されたガスケットの使用に関する主な考慮事項には、次のものが含まれる:(1)容器閉鎖完全性(「CCI」、以下に定義)及び液密性/気密性;並びに(2)シリンジの内容物を分配するために必要なプランジャ力(以下に定義)。
実用においては、CCI/液密性又は気密性を維持すること、及び望ましいプランジャ力を提供することは、競合する考慮事項になる傾向がある。換言すると、他の要因がない場合、適切なCCI/液密性又は気密性を維持するためにガスケットと容器の内面との間のフィットが密になるほど、使用中にガスケットを前進させるのに必要な力は大きくなる。シリンジの分野では、プランジャに固定されたガスケットが、バレル内で前進するときに、実質的に一定の速度で、実質的に一定で比較的低い力で移動できることを保証することが重要である。さらに、プランジャの動きを開始し、次いでプランジャの前進を継続するために必要な力は、ユーザによる快適な投与を可能にし、患者を不快にする可能性のある揺れ又は不必要に高い押圧力を防止するのに十分に低くなければならない。
摩擦を低減し、したがってプランジャ力を改善するために、潤滑が、従来、プランジャに固定されたガスケットのバレル接触係合面、バレルの内面、又はその両方に適用される。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」)などの液体又はゲル状の流動性潤滑剤は、プランジャとバレルとの間に所望のレベルの潤滑を提供して、プランジャ力を最適化し得る。実際、PDMSは、業界で使用されている標準的な流動性潤滑剤である。しかしながら、ガスケットとバレルの間に流動性潤滑剤を使用することは望ましくない。1つの理由は、流動性潤滑剤がシリンジ内の医薬品と混合して相互作用し、医薬品を劣化させたり、その有効性及び/又は安全性に影響を与えたりする可能性があることである。例えば、シリコーンオイルは、潤滑剤として使用されると、敏感なバイオ医薬品の凝集又は溶液の混濁を発生させる可能性がある液滴を発生し得る(Bee JS et al.PDA J Pharm Sci Technol.2014;68(5):494-503)、又は薬物相互作用及び粒子形成の増加を引き起し得る(Yamashita A et al.Adv Drug Deliv Rev.2013;65(1):139-47)。モノクローナル抗体、結合型ワクチン、及びタンパク質製剤は、シリコーンによって誘発されるタンパク質凝集及び粒子形成に対して特に脆弱である。(Majumdar et al.J Pharm Sci.2011 Jul;100(7):2563-73)。さらに、時間の経過とともに、シリコーンの移動が送達の一貫性に影響を与える可能性がある。摺動降伏及び摺動平衡応力(BLGF)、並びに注入時間を変える可能性があるためである(Thornton JD et al.,2015.ONdrugDelivery Magazine,Issue 61(Oct 2015),pp 10-15)。シリコーンオイルの製剤への移動によって引き起こされる目に見えない粒子は、非経口容器内の粒子のUSP制限の超過、吸着によって引き起こされるタンパク質の構造的不安定性、及び/又はシリコーン油によって誘発されるタンパク質凝集体又はシリコーン油/タンパク質複合体の注入によって引き起こされる免疫原性応答など、いくつかの製品品質の懸念をもたらす可能性があり、これは、薬物の有効性を低下させ、及び/又は患者に潜在的に危険な反応を引き起こして、製品を使用に適さないものにする可能性がある(Thornton JD et al.,2015.ONdrugDelivery Magazine,Issue 61(Oct 2015),pp 10-15.)。したがって、潤滑剤は、医薬品と一緒に患者に注入される場合、問題となる可能性がある。
さらに、流動性潤滑剤は、プレフィルドシリンジで使用される場合、時間の経過とともにガスケットから離れて移動する可能性があり、その結果、ガスケットと容器の内面との間に潤滑剤がほとんど又はまったくないスポットが生じる。これにより、「スティックション(sticktion)」と呼ばれる現象が発生する可能性があり、これは、プランジャとガスケットをブレイクアウトしてそれが動き始めることを可能にするために克服する必要があるガスケットとバレルの間の接着の業界用語である。これらの理由から、「オイルフリー」溶液、すなわち、ガスケットとバレルとの間に流動性潤滑剤を含まず、そのような流動性潤滑剤が医薬品の流れに存在しないガスケットが業界で必要とされている。
流動性潤滑剤の代替(又は追加)として、ガスケットは、潤滑特性を有する材料から、又はそれらの外面に摩擦低減コーティング又はフィルムを含むように開発されてきた。このようなフルオロポリマーフィルム、いくつかの実施形態ではラミネートは、ガスケットのシール完全性を維持しながら、製剤とプランジャとの間の相互作用を最小限に抑えるバリアを提供することができる(Christa Jansen-Otten 2019.Blog;Westpharma)。例:参照により完全な形で本明細書に組み込まれるカナダ国特許第1,324,545号明細書で言及されているTERUMOによるi-COATING;参照により完全な形で本明細書に組み込まれる欧州特許第2493534 B1号明細書に開示されているゴムストッパ上のW.L.GoreエキスパンドPTFEフィルム;及びWESTによるCZプランジャ。しかしながら、そのようなガスケットは、フィルムのしわのために、CCIの不良を経験しており、フィルムの欠陥及び/又はゴムガスケットからのフィルムの剥離はまた、劣ったガスバリア特性を有する可能性がある。したがって、従来のフルオロポリマーフィルムラミネート型ガスケットだけでは、特定のガスに敏感な製品を収容するプレフィルドシリンジの実行可能な解決策ではない可能性がある。さらに、そのようなシリンジ及びガスケットシステムは、劣ったCCIを有する。
さらに、そのようなプレフィルドシリンジシステムでは、ガスケットは、投与中及び薬物保管期間中に、封入された滅菌製品と接触している。滅菌製品とそのパッケージとの間の相互作用は、製剤の純度と劣化、及びその製品を投与された患者の安全性に大きな影響を与える可能性がある(Christa Jansen-Otten 2019.Blog;Westpharma)。したがって、シリンジシステム、特にプレフィルドシリンジシステムに適したガスケットの選択は、製薬及びバイオ医薬品業界にとって重要な考慮事項である。
参照により完全な形で本明細書に組み込まれる米国特許出願第15/445,108号明細書は、医療用シリンジ内で使用するためのラミネート加工されたガスケットを開示している。このようなガスケットは、弾性材料で作られた本体と、本体の表面に提供されたフィルムとを含む。シリンジシステムでは、シリンジは、通常、シリンジバレルと、シリンジバレル内で往復移動可能なプランジャとを含む。ガスケットはプランジャの遠位端に取り付けられる。この用途では、ガスケットの中心軸を中心にガスケットの円周面部分を回転させながら、円周面部分に対して斜めにレーザービームをガスケットの円周面部分に適用することにより、ガスケットをさらにレーザー処理プロセスにかけ、それにより、ガスケット上のフィルムの少なくとも表面部分に円周方向に環状溝を形成する。このようなレーザーカットされた溝又はチャネルは、ガスケットの弾性を維持し、プレフィルドシリンジからの液体の漏れを最小限に抑えながら、シリンジ内のラミネート加工されたガスケットの滑り性及びシール性を改善する。
米国特許出願第15/445,108号明細書に開示されているプロセスにおいて、ガスケットの内部キャビティは、ねじ付きプランジャロッドを取り付けるためのねじ山を含み、ねじ付きプランジャロッドは、次に、レーザーカットプロセス中に回転される。しかしながら、レーザープロセス中にガスケットを固定するこの方法は、ガスケットを回転させてレーザーカット溝を形成している間にガスケットの壁が変形又はたるむ可能性があるため、いくつかの欠点を有する。これにより、ガスケットフィルムのレーザーカット又は溝の一貫性が低下する。米国特許出願第15/445,108号明細書のプロセスによって製造されたガスケットを組み込んだシリンジシステムはまた、液体又はガスの漏れをより起こしやすく、劣ったCCIを有する。
したがって、その外面にフィルムが存在するガスケットの表面上に1つ又は複数のチャネルを形成するための改善されたプロセス、並びに、例えば、必要とする対象者へ医薬品を送達するためのシリンジ-ガスケットシステムで使用するための改善されたガスケットの必要性が存在する。得られたガスケットは、液体又はガスの漏れの防止を改善し、適合されたシリンジ及びプランジャシステムで使用される場合に優れたCCIを備える。本開示の改善されたガスケットと一緒に組み立てられたシリンジは、その中に含有される製品の保護を改善し、改善された製品の保管寿命によって特徴付けられる。
本出願は、適合されたシリンジ及びプランジャ-ガスケットシステムで使用するためのガスケットの外面に存在するフィルムに、いくつかの実施形態ではガスケット自体の中に延びる、1つ又は複数の連続チャネルを形成するための改善されたプロセスを提供し、これにより優れた容器閉鎖完全性及びシール性及び最小限の液体/ガス漏れがもたらされる。
いくつかの実施形態では、本出願の開示は、適合されたシリンジ-プランジャシステムで使用するための改善されたチャネルを備えたガスケットを提供する。本開示のいくつかの実施形態のシリコーン油フリーのシリンジ及びガスケットシステム、好ましくはプレフィルドプラスチックシリンジシステムは、優れた容器閉鎖完全性(CCI)を有し、高い摺動降伏応力及び液体/ガス漏れを回避し、経時的に一貫した送達パフォーマンスを実現し、封入された製品の保護を提供し、製品との相互作用を最小限に抑え、製品の保管寿命の間、有効性と無菌性を維持し、改善された保管寿命を有する。いくつかの実施形態のシリンジ及びガスケットシステムはまた、目に見えない粒子の生成が減少し、シリンジ内に含有される複雑な又は敏感な生物材料を、シリコーン油によって誘導される凝集及び粒子化から保護することができる。いくつかの実施形態における本開示はまた、レーザーカットによってガスケット及びその外面に存在するフィルムに連続チャネルを形成するための改善されたプロセスを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示はまた、光遮蔽(LO)又はマイクロフローイメージング(MFI)を使用して測定された、2ミクロンサイズ以上の300個未満の粒子を有するシリコーン油フリーのシリンジ及びガスケットシステムを製造するための改善されたプロセスを提供する。さらに、いくつかの実施形態では、本開示のシリンジシステムは、潤滑されたシリンジバレルを使用する必要性を排除する、ガスケット上のビルトイン潤滑フィルムによって提供されるシール性を改善するプロセスを組み込む。他の実施形態では、本開示は、ガスケット及び対応するシリンジ及びチャネルの厳密な寸法制御を提供する最先端の製造プロセス制御及び100%検査システムを組み込み、それにより、組み立てられたシリンジ及びガスケットシステムの高度に一貫した圧縮が、容器閉鎖完全性とプランジャ力のために最適化されることを可能にする。
本開示の特定の実施形態は、以下の番号が付けられたパラグラフに記載されている:
1.ガスケットの少なくとも円周外面部分に存在するフィルムに1つ又は複数の連続チャネルを形成するためのプロセスであって、ガスケットは、弾性材料で作られた本体を含み、本体は円周面部分とその中心に内部キャビティとを有し、キャビティはガスケットの内面部分によって画定され、一端で開放し、プロセスは、
(a)マンドレルの一端の一部をキャビティの開放端に挿入するステップ;
(b)ガスケットをマンドレルに固定するステップ;
(c)マンドレル及び固定されたガスケットをレーザーの近くに配置するステップ;及び
(d)マンドレル及び固定されたガスケットをマンドレルの長手方向軸に沿って回転させながら、ガスケットの円周外面部分に存在するフィルムの表面部分上の1つ又は複数の選択された位置にレーザーから放出されたレーザービームを適用して、フィルムに1つ又は複数のチャネルを形成するステップであって、チャネルはガスケットの円周外面の全周囲に延びるステップ、
を含むプロセス。
2.ステップ(d)の前のガスケットの表面上のフィルムの厚さが、約10~30ミクロン、約15~35ミクロン、約20~50ミクロン、又は約20ミクロンである、パラグラフ1に記載のプロセス。
3.フィルムが良好な滑り性及び化学的安定性の1つ又は複数を有する、パラグラフ1又は2に記載のプロセス。
4.フィルムがガスケットの弾性材料からの構成要素の移動を防止することができる、パラグラフ1~2のいずれか1つに記載のプロセス。
5.ガスケットが圧入アセンブリによってマンドレルに固定される、パラグラフ1~4のいずれか1つに記載のプロセス。
6.ガスケットの内部キャビティに挿入されるマンドレル部分の少なくとも一部の直径が、キャビティの内径よりも大きい、パラグラフ5に記載のプロセス。
7.複数のチャネルが形成される場合、チャネルは軸方向に間隔をおいて配置される、パラグラフ1~6のいずれか1つに記載のプロセス。
8.1つ又は複数のチャネルが、軸方向に対向する第1及び第2の側壁と床とを有する、パラグラフ1~7のいずれか1つに記載のプロセス。
9.1つ又は複数のチャネルがそれぞれ独立して、1~100ミクロン、5~50ミクロン、10~30ミクロン、及び15~25ミクロンから選択される側壁間の軸方向幅を有する、パラグラフ1~8のいずれか1つに記載のプロセス。
10.1つ又は複数のチャネルがそれぞれ独立して、0~100ミクロン、5~50ミクロン、10~30ミクロン、及び15~25ミクロンから選択される半径方向深さを有する、パラグラフ1~9のいずれか1つに記載のプロセス。
11.1つ又は複数のチャネルがそれぞれ独立して、20~80ミクロン、30~60ミクロン、40~50ミクロン、50~60ミクロン、40~45ミクロン、45~50ミクロン、50~55ミクロン及び55~60ミクロンから選択されるレーザーカット深さを有する、パラグラフ1~10のいずれか1つに記載のプロセス。
12.1つ又は複数のチャネルがフィルムを貫いてガスケットの外面部分内に延びる、パラグラフ1~11のいずれか1つに記載のプロセス。
13.1つ又は複数のチャネルが、チャネルの第1の側壁に隣接して配置され、フィルムの上に半径方向に延びる第1の円周方向に延びるリップを備える、パラグラフ1~12のいずれか1つに記載のプロセス。
14.1つ又は複数のチャネルが、第2の側壁に隣接して配置され、フィルムの上に半径方向に延びる第2の円周方向に延びるリップをさらに備える、パラグラフ13に記載のプロセス。
15.第1及び第2のリップが独立して、10~100ミクロン、15~60ミクロン、20~50ミクロン、又は30~40ミクロンから選択されるピーク高さを有する、パラグラフ13又は14に記載のプロセス。
16.1つ又は複数のチャネルのそれぞれの第1及び第2のリップが、独立して、200~1,000ミクロン、275~550ミクロン、300~400ミクロン、又は450~500ミクロンから選択されるピーク幅を有する、パラグラフ13~15のいずれか1つに記載のプロセス。
17.各リップがフィルム材料を含む、パラグラフ13~16のいずれか1つに記載のプロセス。
18.各リップが、チャネルが形成されるときにレーザービームによってチャネルから変位されたフィルム材料を含む、パラグラフ13~16のいずれか1つに記載のプロセス。
19.少なくとも1つのリップが、バレルの内面に対してシールを形成するように管状シリンジバレル内に配置することができる、パラグラフ13~18のいずれか1つに記載のプロセス。
20.マンドレル及び固定されたガスケットに対するレーザーの位置がサーボモータによって制御される、パラグラフ1~19のいずれか1つに記載のプロセス。
21.フィルムがフルオロポリマーフィルムである、パラグラフ1~20のいずれか1つに記載のプロセス。
22.フルオロポリマーフィルムがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である、パラグラフ21に記載のプロセス。
23.弾性材料がブロモブチルゴムを含む、パラグラフ1~22のいずれか1つに記載のプロセス。
24.フィルムの内面が、ガスケットの外面部分への接着を促進するように前記外面部分に適用される前に処理される、パラグラフ1~23のいずれか1つに記載のプロセス。
25.フィルムの内面がコロナ処理される、パラグラフ24に記載のプロセス。
26.フィルムの内面が化学的に処理される、パラグラフ24に記載のプロセス。
27.プロセスで使用できるガスケットの寸法公差が、±100ミクロン、±50ミクロン、±35ミクロン、±25ミクロン、±20ミクロン、±15ミクロン、±10ミクロン、±5ミクロン、又は±3ミクロンから選択される、パラグラフ1~26のいずれか1つに記載のプロセス。
28.ガスケットが、光遮蔽(LO)又はマイクロフローイメージング(MFI)を使用して測定された、2ミクロンサイズ以上の300個未満の粒子を有する、パラグラフ1~27のいずれか1つに記載のプロセス。
29.適合されたシリンジ及びプランジャシステムであって、
(a)管状シリンジバレル;
(b)シリンジバレルの内側に配置され、バレル内で長手方向に往復移動可能なプランジャ;及び
(c)プランジャの遠位端に取り付けられたガスケットを備え、ガスケットは、弾性材料で作られた本体を含み、本体は円周外面部分とその中心に内部キャビティとを有し、キャビティはガスケットの内面部分によって画定され、一端で開放し、ガスケットは、
(i)マンドレルの一端の一部をキャビティの開放端に挿入するステップ;
(ii)ガスケットをマンドレルに固定するステップ;
(iii)マンドレル及び固定されたガスケットをレーザーの近くに配置するステップ;及び
(iv)マンドレル及び固定されたガスケットをマンドレルの長手方向軸に沿って回転させながら、ガスケットの円周外面部分に存在するフィルムの表面部分上の1つ又は複数の選択された位置にレーザーから放出されたレーザービームを適用して、フィルムに1つ又は複数の連続チャネルを形成するステップであって、チャネルはガスケットの円周外面の全周囲に延びるステップ、
を含むプロセスに従って形成された1つ又は複数の連続チャネルによって特徴付けられる、適合されたシリンジ及びプランジャシステム。
30.ガスケットが圧入アセンブリによってプランジャに取り付けられる、パラグラフ29に記載のシステム。
31.シリンジバレルがガスケットの遠位に注入可能な流体を含む、パラグラフ30に記載のシステム。
32.6シグマ以下の不良率の容器閉鎖完全性(CCI)を有する、パラグラフ29~31のいずれか1つに記載のシステム。
33.プランジャ及び取り付けられたガスケットが4~20ニュートン(N)の摺動降伏応力を有する、パラグラフ29~32のいずれか1つに記載のシステム。
34.プランジャ及び取り付けられたガスケットが4~20ニュートン(N)の摺動平衡応力を有する、パラグラフ29~33のいずれか1つに記載のシステム。
35.摺動降伏応力又は摺動平衡応力の変化が2年間の保管寿命にわたって約10~30%未満である、パラグラフ33又は34に記載のシステム。
36.シリンジバレルが、X線光電子分光法(XPS)で測定された、1原子のSi:0.5~2.4原子のO:0.6~3原子のCの原子比を有する潤滑層でコーティングされた内面を有する壁を含む、パラグラフ29~35のいずれか1つに記載のシステム。
37.シリンジバレルが、壁の内面と潤滑性コーティングとの間に3層コーティングをさらに含み、3層がタイコーティング、バリアコーティング、及びpH保護コーティングを含み;
(a)タイコーティングはSiOxy又はSiNxyを含み、ここでxは約0.5~約2.4であり、yは約0.6~約3であり、タイコーティングは壁の内面に面する外面を有し、シリンジバレルの内腔に面する内面を有し、
(b)バリアコーティングはSiOxを含み、ここでxは1.5~2.9であり、バリアコーティングは2~1000nmの厚さであり、タイコーティングの内面に面する外面を有し、シリンジバレルの内腔に面する内面を有し、
(c)pH保護コーティングはSiOxy又はSiNxyを含み、ここでxは約0.5~約2.4であり、yは約0.6~約3であり、pH保護コーティングは、バリアコーティングの内面に面する外面とシリンジバレルの内腔に面する内面とを有する、
パラグラフ36に記載のシステム。
38.潤滑層が、潤滑層のないバレル内のガスケットのスティックション及び滑り摩擦の一方又は両方と比較して、バレル内のガスケットのスティックション及び滑り摩擦の一方又は両方を低減することができる、パラグラフ36又は37に記載のシステム。
39.フィルムがフルオロポリマーフィルムである、パラグラフ29~38のいずれか1つに記載のシステム。
40.フルオロポリマーフィルムがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である、パラグラフ29~39のいずれか1つに記載のシステム。
41.前記プロセスによって形成されたチャネルを含まない他の点では実質的に同様のプレフィルドシリンジと比較した場合、前記チャネルの1つ又は複数が、組み立てられてプレフィルドシリンジを形成した場合にシリンジ構成要素の容器閉鎖完全性を改善する、パラグラフ29~40のいずれか1つに記載のシステム。
42.改善がより長い保管寿命である、パラグラフ41に記載のシステム。
43.改善が真空崩壊漏れ検出法によって測定される、パラグラフ41又は42に記載のシステム。
44.改善が液体CCI試験法によって測定される、パラグラフ41又は42に記載のシステム。
45.シリンジバレルが、ほぼ円筒形の内腔を画定する内面を含む壁を有し、バレルが内径を有し;
ガスケットが先行面、側面、追従部分、及び外径を有し;
ガスケットは、ガスケットの外径がバレルの内径内に配置され且つバレルの内径に対して移動可能である状態で、任意のバレル内に受け入れられるように構成され;
システムのバレル及びガスケットは、組み立てられると、公称間隔から±100ミクロン、±50ミクロン、±35ミクロン、±25ミクロン、±20ミクロン、±15ミクロン、±10ミクロン、±5ミクロン、又は±2ミクロン以下のずれで、最小バレル内径と最大ガスケット外径の間の間隔を提供するようにそれぞれサイズ決めされる、
パラグラフ29~44のいずれか1つに記載された、適合されたシリンジ及びプランジャシステム。
46.ガスケットであって、
(a)弾性材料で作られた本体であって、本体は円周面部分と内部キャビティとを有し、キャビティはガスケットの内面部分によって画定され、一端において開放端である本体と;
(b)ガスケットの少なくとも円周方向の外側部分に存在するフィルムと;
(c)フィルム内の1つ又は複数の連続チャネルであって、チャネルは対象の円周外面全体の周りに延びるチャネルとを含み;
ガスケットは、以下の特徴:
(i)6シグマ以下の不良率の、適合されたシリンジ及びプランジャシステム内に組み付けられた場合の容器閉鎖完全性(CCI);
(ii)適合されたシリンジ及びプランジャシステム内に組み付けられた場合の4~20ニュートン(N)の摺動降伏応力;
(iii)適合されたシリンジ及びプランジャシステム内に組み付けられた場合の4~20ニュートン(N)の摺動平衡応力、
のうちの1つ又は複数を有し;
摺動降伏応力又は摺動平衡応力は2年間の保管寿命にわたって約10~30%未満変化する、ガスケット。
プランジャ26に取り付けられたガスケット14と組み立てられたシリンジバレル12を含むシリンジ10の断面図を示す。 図1のシリンジの断片的な詳細図を示し、それらの間の所定の公差内にあるように適合されたバレル12の内径(ID)及びガスケット14の外径(OD)を示し、また、ガスケットコア18の外面上のフィルム16と、ガスケットコア18の円周外面部分に存在するフィルム内の連続チャネル20とを示し、チャネル20はガスケット14を取り囲む。チャネルは図3Bに示されるようにリップ22及び24を有する。 図2の断面線3A-3Aに沿って取られた概略断面図を示し、内部キャビティ(IC)内にあるガスケットコア18と、フィルム16と、フィルムの表面の(いくつかの実施形態では、チャネル20はフィルムを貫いてガスケットの外面内に延びる(図示せず))、ガスケット14の円周外面部分を取り囲むチャネル20とを示す。 図3Aの構造の断片的な詳細図を示し、チャネル20と、チャネル20のそれぞれの側にあるリップ22及び24との一実施形態を示す。 ガスケット14及びガスケットの内部キャビティに挿入されたマンドレル28のアセンブリを示す。この図はまた、マンドレル28及びガスケット14がマンドレルの長手方向軸に沿って回転している間に、マンドレル28に固定されたガスケット14の円周外面部分に存在するフィルム16の外側部分に斜めにレーザービームを適用して、ガスケット20の円周外側部分に存在するフィルム16内に連続チャネル20を形成することを示す。 図4Aの断面線4B-4Bに沿って取られたガスケットの一実施形態の概略断面図を示し、ガスケット内部キャビティに固定されたマンドレル28と、フィルム16と、ガスケット20の円周外面部分に存在し、それを取り囲むフィルム16の外面のチャネル20とを示す。他の実施形態では、チャネルは、フィルムを貫いてガスケットの外面内に延びる。 フィルム16内にチャネル20を有するフィルム16を備えたガスケット14を示す。 図5Aの構造の断片的な詳細図を示し、チャネル20のそれぞれの側にリップ22及び24を有し、チャネル20及びリップ22及び24の様々な寸法(ピーク幅、軸方向幅、レーザーカット深さ、及び半径方向深さ)を有するフィルムの表面のチャネル20の実施形態を示す。他のより好ましい実施形態では、チャネル20は、ガスケット(図示せず)の外面内に延びる。
以下の参照文字が、いずれかの実施形態による図面で使用される。
Figure 2022514473000002
定義
本開示の文脈において、以下の定義及び略語が使用される。
いずれかの実施形態による「含む(comprising)」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、別段の指示がない限り、複数を除外しない。パラメータ範囲が示されるときは常に、範囲の限界として与えられたパラメータ値及び前記範囲内にあるパラメータのすべての値を開示することを意図している。本明細書における値又はパラメータの「約」への言及は、その値又はパラメータ自体に向けられた実施形態を含む(及び記載する)。例えば、「約X」に言及する記載は、「X」の記載を含む。数値範囲には、範囲を確定する数値が含まれる。本明細書で使用される場合、「約」という用語は、有効桁の範囲内で±10%の変動を許容する。
態様又は実施形態がマーカッシュグループ又は他の代替のグループに関して記載される場合、本出願は、全体としてリストされたグループ全体だけでなく、グループの各メンバーを個別に、及びメイングループのすべての可能なサブグループを、及びグループメンバーの1つ又は複数を欠くメイングループを包含する。本出願はまた、具体化された開示におけるグループメンバーのいずれかの1つ又は複数の明示的な除外を想定している。
例示的な方法及び材料が本明細書に記載されているが、本明細書に記載されているものと同様又は均等の方法及び材料も、様々な態様及び実施形態の実施又は試験において使用することができる。材料、方法、及び例は例示にすぎず、限定することを意図したものではない。
本開示をより容易に理解できるように、特定の用語が最初に定義される。これらの定義は、本開示の残りの部分に照らして、当業者によって理解されるように読まれるべきである。別段に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的及び科学的用語は、当業者によって共通に理解される意味と同じ意味を有する。追加の定義は、詳細な説明全体を通して記載される。
本明細書で使用される場合、「シリンジ」という用語は、カートリッジ、注射ペン、及び機能的なシリンジを提供するために1つ又は複数の他の構成要素と組み立てられるように適合された他のタイプのバレル又はリザーバを含むように広く定義される。「シリンジ」はまた、内容物を分配するためのメカニズムを提供する自動インジェクタなどの関連物品を含むように広く定義される。好ましくは、「シリンジ」は、プレフィルドシリンジを含み得る。本明細書で使用される「シリンジ」は、ワクチンを包含する製品スペースを備えるワクチン分配シリンジも指し得る。本明細書で使用される「シリンジ」はまた、診断、例えば、診断薬(例えば、造影剤)などが事前に満たされた医療用バレルを含むサンプリング装置における用途を有し得る。概して、本明細書で使用される「シリンジ」は、1つ又は複数の他の構成要素(例えば、ガスケット及びプランジャ)と組み立てられると、流動性製品の容器/ディスペンサとして機能するいずれかの医療用バレルである。本開示は必ずしも特定の容量のシリンジに限定されないが、内腔が、例えば、0.5~50mL、任意選択的に1~10mL、任意選択的に0.5~5mL、任意選択的に1~3mLの空隙容量を有するシリンジが企図される。本開示のシリンジは、中空円筒形シリンジバレル12、シリンジバレルと組み合わされ、シリンジバレル12内で往復移動可能なプランジャ26、及びプランジャ26の遠位端に取り付けられたガスケット14を含む。図1を参照されたい。
本明細書で使用される場合、本開示の文脈における「ガスケット」という用語は、シリンジバレルの2つの対向する内面の間の空間を機械的に密封するために使用できるエラストマー材料で作られた成形部品又はリングである。ガスケットは、好ましくは、短軸を有する円筒形である。ガスケットは、シリンジバレルの内周面と実質的に気密及び液密に接触した状態で維持される円周面部分を有する。本開示のガスケットは、エラストマー材料で作られた本体と、本体の少なくとも円周面に存在するフィルムとを含むガスケットであり、ガスケットは円周面部分とその中心に内部キャビティ(IC)とを有し、キャビティはガスケットの内面によって画定され、一端が開放している。図2及び3Aを参照されたい。好ましい実施形態では、ガスケットの内部キャビティはねじ切りされていない。
「エラストマー材料」は、ゴム又はエラストマーであり得る。特に、好ましいタイプのゴムには、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、及び臭素化ブチルゴムが含まれる。他のタイプのエラストマー材料には、熱硬化性ゴム、及びそれらを耐熱性にする架橋部位を有する動的に架橋可能な熱可塑性エラストマーが含まれ得る。このようなエラストマーのこれらのポリマー成分には、エチレン-プロピレン-ジエンゴム及びブタジエンゴムが含まれる。
本明細書で使用される場合、「フィルム」という用語は、ガスケットの本体の少なくとも円周方向の外面部分に存在する材料である。好ましくは、それは、ガスケットの実質的にすべての外面をコーティングするか、又はその上に存在する。フィルムは、約100マイクロメートル(μm又はミクロン)未満、任意選択的に約10~30ミクロン、約15~35ミクロン、又は約20~50ミクロンの任意選択の厚さを有し得る。最も好ましくは、フィルムは約20ミクロンの厚さである。例えば、他のコーティングのなかでもとりわけ、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)、エチレンパーフルオロエチレンプロピレン(EFEP)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、ポリクロロトリフルオロエテン(PCTFE)、パーフルオロアルコキシ(PFA)を含む不活性フルオロポリマーなど、様々な異なる材料をフィルムに使用することができる。好ましくは、フィルムは、超高分子量ポリエチレンフィルム(UHMWPE)又はフルオロポリマーフィルムである。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフルオロポリマーフィルムは、その優れた滑りやすさと化学的安定性のために好ましい。ガスケット本体の表面に提供されるフィルムの種類は、フィルムが架橋ゴムからの物質(本体)の移動を防止することができ、滑りやすさを有する、すなわちガスケット本体に比べて摩擦係数が小さい限り、特に限定されない。
任意選択的に、フィルムは、CPTフルオロポリマーを含み得る。CPTは、変性パーフルオロアルコキシ(PFA)であり、一般に、重合中にPCTFE側鎖をPFA主鎖に付加することを含む。
任意選択的に、添加剤、例えば、ガスケットの下にある部分へのフィルムの接着を改善して液体シールセクションを作り、及び/又はそのセクションとシリンジバレルの側壁との間の摩擦を低減し得る添加剤を、フィルムのフィルム材料に添加することもできる。さらに、特定の実施形態によれば、例えば、コロナ処理又は化学処理などの接着促進コーティング又はプロセスを使用することができる。コロナ処理又は空気プラズマは、低温コロナ放電プラズマを使用して表面の特性に変化を与える表面改質技術である。コロナプラズマは、先端が鋭利な電極に高電圧を印加することで発生する。用途によっては、異なる材料を共押出してフィルムを形成することが望ましい場合がある。例えば、共押出フィルムの組み合わせは、他の組み合わせの中でもとりわけ、アクラー(Aclar)との環状オレフィンコポリマー(COC)、アクラーとのポリエチレン(PE)、及びPEとのFEPを含み得る。
本明細書で使用される場合、「マンドレル」という用語は、マンドレルの本体を安定及び固定された状態に維持するが、マンドレルがその長手方向軸に沿って回転することを可能にするベースにその遠位端で取り付けられ得るデバイス又はツールを指す。マンドレルの近位部分は、ガスケットの内部キャビティ(対応するメス部分)内に挿入して固定できる、2つ割り型のオス部分に似た形状を有する。いくつかの実施形態では、マンドレルは、円筒形のロッドなどの金属又は鋼の成形されたバーである。マンドレルの近位端は、マンドレルの本体と連続していてもよく、又はマンドレルの遠位セクションよりも小さい又は大きい円周部分を有していてもよい。好ましい実施形態では、マンドレルの近位端は、「圧入アセンブリ」を使用してガスケットに固定され、この際ガスケットは、部品が一緒に押し込まれた後、他の結合手段(ねじ込みなど)ではなく、摩擦によってマンドレルに固定される。いくつかの実施形態では、ガスケットの内部キャビティに挿入されるマンドレル部分の少なくとも一部の直径は、キャビティの内径よりも大きい。マンドレルに対して「ガスケットを固定する」とは、離れたり、緩んだり、マンドレルから独立して移動したりしないようにガスケットがマンドレルの近位端に確実に固定又は結合されることを指す。マンドレルに固定されたガスケットは、その内壁と外壁の形状を維持し、レーザー切断プロセス中に崩壊も変形もしない。レーザーの近くにマンドレルと固定されたガスケットを「配置」することは、マンドレルのベースをレーザービームに対して所望の位置に固定し、その結果、本開示のレーザービームプロセス中にマンドレルのベースが動かない不動位置にあることを指す。しかしながら、マンドレルはその長手方向軸に沿って依然として回転することができる。図4Aを参照されたい。
本明細書で使用される場合、「チャネル」という用語は、レーザーカットによるガスケットの表面上にあるフィルムのカットを指す。チャネルという用語は、「カット」という用語と交換可能に使用することができる。本開示では、「カット」という用語はまた、1つ又は複数のレーザービームを使用して、ガスケットの少なくとも円周外面部分に存在するフィルムの刻み目又は分離を形成するプロセスを指すこともある。いくつかの実施形態では、チャネルは、フィルムの表面部分でカットされる。より好ましい実施形態では、チャネルは、フィルムを貫いてガスケットの外面内に延びる。それぞれがガスケットを取り囲む、1つ又は複数のそのようなチャネルを形成することができる。複数のチャネルが存在する場合、それらは好ましくは互いに軸方向に離間している。各チャネルは2つのリップを有する。「リップ」という用語は、レーザービームカットによって形成されたチャネルの両側に沿ってフィルム材料が積み重なることによって形成された構造を指す。チャネルリップ22及び24が図3B及び図5Bに示されている。各リップは、バレルの内面をシールするように配置された隆起リブである。したがって、各チャネルは、2つのシールリブ又はピークを備える2つのリップを有する。本開示では、「リップ」、「リブ」、「ピーク」及び「微小突起」という用語は交換可能である。
レーザーカット及び結果として生じるチャネルは、レーザーカット深さ、半径方向深さ、ピーク幅、軸方向幅、及びピーク高さを含む、様々な寸法によって特徴付けられる。「レーザーカット深さ」は、カットされていないガスケットフィルムの表面からチャネルのトラフの最低点まで測定される。図5Bを参照されたい。1つ又は複数のチャネルのレーザーカット深さは、次の範囲から独立して選択される:20~80ミクロン、30~60ミクロン、40~50ミクロン、50~60ミクロン、40~45ミクロン、45~50ミクロン、50~55ミクロン及び55~60ミクロン。「半径方向深さ」は、ガスケットのカットされていない外面からチャネルの最も低いトラフまで測定される。図5Bを参照されたい。次の範囲から独立して選択され得る1つ又は複数のチャネルの半径方向深さ:0~100ミクロン、5~50ミクロン、10~30ミクロン、及び15~25ミクロン。「ピーク幅」は、チャネルの両側にある2つのリップの2つのピーク間の距離である。ピーク幅は、ピークの頂部から測定される。図5Bを参照されたい。ピーク幅は、以下の範囲の1つであり得る:200~1,000ミクロン、275~550ミクロン、300~400ミクロン、及び450~500ミクロン。
本開示の円周方向連続チャネルは、軸方向に対向する「第1及び第2の側壁」及び「床」を有する。チャネルの床は、フィルムの厚さ及びカットの深さに応じて、フィルム表面又はより好ましくはガスケット表面のいずれかであり得る。「軸方向の幅」は、チャネルの床の幅を横切って、チャネルの第1の側壁から第2の側壁まで測定される。換言すると、「軸方向の幅」は、ベースラインレベル、すなわち、フィルム又はガスケットのレーザーでカットされていない外面レベルで、チャネルの一端からチャネルの他端までの幅にわたって測定される。1つ又は複数のチャネルは、独立して、以下の範囲の1つの側壁間の軸方向幅を有する:1~100ミクロン、5~50ミクロン、10~30ミクロン、及び15~25ミクロン。
「ピーク高さ」は、カットされていないガスケットフィルムの表面から、ピークの中心軸に沿って、すなわちフィルムの表面に垂直に、レーザービームによって形成されたリップの最高ピークまで測定される。チャネルの1つ又は複数のリップのピーク高さは、10~100ミクロン、15~60ミクロン、20~50ミクロン、及び30~40ミクロンの範囲の1つから独立して選択される。
本明細書で使用される場合、「容器閉鎖完全性(Container closure integrity)」又は「CCI」という用語は、容器閉鎖システム、例えば、シリンジバレル、好ましくはプレフィルドシリンジバレル内に配置されたガスケットに取り付けられたプランジャの、容器に含まれる滅菌製品の保管寿命の間、保護を提供し、及び有効性と無菌性を維持する能力を指す。いくつかの実施形態では、容器閉鎖完全性は、本開示のシリンジシステムの密封性に関連している。フィルム内のレーザーによって形成された1つ又は複数のチャネルは、フィルムの欠陥(層間剥離、亀裂、又はしわなど)がガスケットとシリンジの間のシール完全性に悪影響を与えることを防止するフィルムの物理的な破損を提供することにより、プレフィルドシリンジに組み立てられたときにガスケットに取り付けられたプランジャのCCIを強化することを目的としている。容器閉鎖完全性(CCI)は、本開示のシリンジの保管寿命を通して実質的に維持されなければならない。CCIは、シリンジ内に含まれる非経口医薬品用のプレフィルドシリンジの重要な特性である。CCIの重要な要素の1つは、無菌バリアを維持することである。フィルム上に1つ又は複数のチャネルを形成するための本開示の改善されたプロセスは、CCIの不具合(無菌状態の崩壊)の可能性を低減し、及び/又はより長い保管寿命を促進する。
本明細書で使用される場合、「摺動降伏応力(break loose force)」という用語は、シリンジ、例えばプレフィルドシリンジ内のガスケットに取り付けられたプランジャの動きを開始するのに必要な力を指す。これは、プランジャに取り付けられたガスケットの静止摩擦を壊すのに必要な最大の力である。本開示の文脈において、摺動降伏応力は、「プランジャ力」、「プランジャブレイクアウト力」、「ブレイクアウト力」、「開始力」及び「Fi」と同義である。
本明細書で使用される場合、「摺動平衡応力(glide force)」という用語は、静止摩擦が克服された後、例えば、吸引又は分配中、シリンジバレル内の(プランジャが本開示のガスケットに取り付けられている場合)プランジャの動きを維持するために必要な力を指す。摺動平衡応力は、本開示の文脈において、「プッシュ力」、「プランジャスライド力」、「維持力」、及び「Fm」と同義である。
本明細書で使用される場合、「摺動降伏応力」「摺動平衡応力」という用語は、集合的に「BLGF力」、すなわち、本開示のプランジャ及び取り付けられたガスケットの様々な力と呼ばれる。BLGF力は、ISO 7886-1:1993などの当技術分野で周知の任意の試験を使用して測定することができる。例えば、BLGF力は、本開示のシリンジに1mlの液体(水など)を充填し、その後、ストッパに真空負荷をかけることによって試験することができる。プランジャ力は、300mm/分でプラスチック製のねじロッドを用いて試験することができる。本開示において、ガスケットの表面上にチャネルを形成する改善されたプロセスは、プランジャ力の経年変化(すなわち、時間の経過に伴う摺動降伏応力の増加)を防止する。本開示の適合されたシリンジ-プランジャシステムは、4~20ニュートン(N)の間の摺動降伏応力及び摺動平衡応力を維持し、これは、2年間の保管寿命にわたって約10%~30%未満しか変化しない。本開示のプロセスは、製造プロセス制御及び100%検査システムを組み込むことにより、一貫した摺動降伏及び摺動平衡応力を提供する。
本明細書で使用される場合、「スティックション(sticktion)」という用語は、バレルに取り付けられたプランジャをブレイクアウトしてそれが移動し始めることを可能にするために克服する必要があるプランジャ(ガスケットに取り付けられた)とシリンジバレルとの間の接着についての業界用語である現象を指す。「滑り摩擦」又は「動摩擦」という用語は、2つの物体が互いに滑り合うことによって生じる抵抗を指す。滑り摩擦は、物体の動きを止めるように意図される。本開示では、シリンジバレル内の潤滑層は、潤滑層がないバレル内のガスケットのスティックション及び滑り摩擦の一方又は両方と比較して、バレル内のガスケットのスティックション及び滑り摩擦の一方又は両方を低減することができる。
本明細書で使用される場合、「寸法公差」、「寸法精度」又は「寸法一貫性」という用語は、部品の寸法に対する制御の程度である(技術セクターの品質管理(2000)142~158)。寸法公差は、ガスケット及びシリンジバレルなどの本開示の様々な部品の物理的寸法の変動の許容限界である。「公差」は、シリンジシステムの適切な機能を可能にする、本開示のガスケット又はシリンジバレルの任意の所与のサイズに対する許容可能な変動である。換言すると、寸法公差は、以下の特性の1つ又は複数を損なうことのない、本開示のシリンジ又はガスケットの寸法に対する許容可能な変動である:容器閉鎖完全性、BLGF力、密封性、漏れ特性、滑りやすさなど。本開示のプロセスで使用することができるガスケット間の寸法公差は、±100ミクロン、±50ミクロン、±35ミクロン、±25ミクロン、±20ミクロン、±15ミクロン、±10ミクロン、±5ミクロン、又は±3ミクロンから選択される。本開示のシリンジシステムにおける「公称間隔」という用語は、寸法公差に関連している。本開示のシステムのバレル及びガスケットにおいて、組み立てられると、公称間隔から±100ミクロン、±50ミクロン、±35ミクロン、±25ミクロン、±20ミクロン、±15ミクロン、±10ミクロン、±5ミクロン、又は±2ミクロン以下のずれで、最小バレル内径と最大ガスケット外径との間に間隔を提供するようにそれぞれサイズ決めされる。
詳細な説明
これより、いくつかの実施形態における本開示を、添付の図面を参照して、より完全に記載する。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、ここに記載された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例であり、本開示は特許請求の範囲の文言によって示される全範囲を有する。同様の番号は、全体を通して同様の要素又は対応する要素を指す。
レーザープロセスの実施形態
図4Aは、本開示の一実施形態のレーザー処理プロセスの図である。図4Aを参照すると、レーザービームは、マンドレル28に固定されたガスケット14の円周面部分に所望の角度で適用される。ガスケットの円周面部分にチャネルを形成するために、レーザービーム源がガスケット14の円周面部分に対して固定され、この際フィルム16がガスケットの外面にあり、レーザービームは、マンドレル28に固定されたガスケット14がその長手方向軸を中心に回転している間に円周面部分に適用される。したがって、レーザービームは、円周面部分の任意の角度位置に対して所定の入射角αで適用することができ、それにより、チャネルが均一に形成される。
レーザービームが円周面部分に対して斜めに適用されている間、ガスケットは回転方向に回転し、円周面部分はレーザービームが適用されるレーザービーム適用位置から離れるように移動する(図4Aでは、ガスケットは時計回りに回転する)。
したがって、本開示のこの実施形態のレーザー処理プロセスを実行することにより、チャネルはフィルムに実質的に均一に形成され、より好ましくはガスケットの円周面部分内に延び、同時に外縁部分22及び24が形成される(図5B)。
シリンジ及びプランジャシステムの実施形態
図1に、本開示の一態様に従って構築されたガスケット14及びプランジャ26を含む、本開示の適合されたシリンジ及びプランジャシステムの1つの例示的な実施形態が示されている。「遠位」及び「近位」という用語は、概ね所与の基準点に対する空間的又は位置的関係を指し、「近位」は、その基準点にあるか又はその基準点に比較的近い位置であり、「遠位」は、その基準点から遠い位置である。本明細書でプランジャ26に適用される場合、例えば、関連する基準点はプランジャ26の底端であり、遠位端はガスケット14に取り付けられている。本明細書でシリンジバレル12に適用される場合、例えば、関連する基準点はバレル12の底端であり、遠位端は送達導管又はシリンジに取り付けられている。
シリンジ10は、一般に従来の構造及び材料のものであり、好ましくはプラスチックが、中心長手方向軸Aを有する中空バレル12を含む。バレルは、内面14を有し、その中に注入可能な液体を保持するように構成される。シリンジ又は送達導管は、バレルの遠位端に配置され、バレルと流体連通している。プランジャ26もまた、一般に従来の構造及び材料のものである。本開示のガスケット14は、プランジャの遠位端に取り付けられている。
ガスケットの製造とレーザーカットプロセス
本開示のいくつかの実施形態では、ガスケットは以下の2つの材料を含む:ブロモブチルゴムベースのガスケット、及び、外面に存在するフィルム、好ましくはPTFEフィルム。ブロモブチルゴムの例には、住友LAG 5010-50及びウェスト4023が含まれる。好ましい実施形態におけるPTFEフィルムは、ガスケットの外面を実質的に覆う。ガスケットの製造は、本開示のいくつかの実施形態に関係する以下のプロセスを含む:
(a)成形:PTFEフィルムはガスケットのブロモブチルゴムとの接着を促進するように処理される。典型的な処理はコロナ処理である。いくつかの実施形態では、化学処理を使用することもできる。PTFEフィルムは多キャビティガスケットモールドに配置される。ブロモブチルゴムを多キャビティモールドに流し込む/注入する。モールドを閉じ、PTFEフィルムとブロモブチルゴムをガスケットに成形する。モールドを開き、ガスケットをモールドから取り出す。このようにして製造されたガスケットは、実質的に均一な壁厚を有し、ゴム及びPTFEを含む。ガスケットは、余分な材料を取り除くためにダイカッティングによってトリミングされる。いくつかの実施形態では、多キャビティモールドは、内部キャビティ内にねじ込まれていないガスケットを製造する。
(b)PTFE又は他のフィルムのレーザーカット:本開示の改善されたプロセスは、以下のステップを含む:(1)ステップ(a)で製造されたガスケットのガスケットキャビティの開放端にマンドレルの一端の一部を挿入するステップ;(2)ガスケットをマンドレルに固定するステップ;(3)マンドレルと固定されたガスケットをレーザーの近くに配置するステップ;及び(4)マンドレル及び固定されたガスケットをマンドレルの長手方向軸に沿って回転させながら、ガスケットの円周外面部分にあるフィルムの表面部分上の1つ又は複数の選択された位置に精密レーザーから放出されたレーザービームを適用し、フィルム内に1つ又は複数の連続チャネルを形成するステップであって、チャネルはガスケットの円周外面の全周囲に延びるステップ。このプロセスにより、ガスケットの外面の円周方向にPTFE又は他のフィルムに1つ又は複数の連続チャネルが形成される。レーザービームによって形成されるチャネルの精度は、マンドレルへのガスケットの固定、レーザービームの位置、及びプロセスで使用されるガスケットの寸法公差に直接関係する。
得られた1つ又は複数のチャネルは、ガスケット上のPTFE又は他のフィルムに物理的分離を作り出す。特に、理論にとらわれることなく、レーザー処理はPTFE又は他のフィルムを溶融し、PTFE材料をチャネルの両側に押すと考えられる。レーザー処理中、PTFE又は他のフィルム材料はチャネルの両側に「積み上げ」られ、2つのシールリブ又はピーク(微小突起)を形成する。チャネルの両側にあるPTFE又は他のフィルムのシールリブは、液体バリアと滅菌バリアの両方でCCIを維持することができる。しかしながら、PTFEフィルムの厚さが均一で「欠陥がない」と仮定すると、シールリブの高さと角度は、(マンドレル上の回転するガスケットに対する)レーザービームの位置合わせと位置制御に依存する。シールリブの変動の最大の原因は、PTFE又は他のフィルムによるものである、すなわち(1)フィルムの厚さの変動及び(2)フィルムの欠陥(例:吸蔵)。
さらに、フルオロポリマーフィルムは一般的に、最初のフィルムを形成するとき、製造の過程で伸張される。この伸張プロセスは、フィルム内に微細チャネル又は微細孔を形成し(「微細チャネル」又は「微細孔」という用語は、本明細書中、交換可能に使用される)、これは特定の製造条件に依存してサイズ及び寸法が変わる。これらの微細チャネル又は微細孔は、少なくともいくつかの例では、シリンジのシールされた部分の外側にあるプレフィルドシリンジのガスケットの後ろから、シリンジを充填する材料を包含するシリンジの内腔に至るフルオロポリマー又は他のフィルムに沿った経路を提供すると考えられている。これにより、適合されたシリンジ-プランジャシステムのCCIが低下し、保管寿命が短くなる。
フィルムに1つ又は複数のチャネルをカットすることがこれらの微細チャネルによって引き起こされる容器閉鎖完全性の低下及び保管寿命の短縮のいくつかを軽減し得る一方、チャネルを形成するプロセスそのものが、CCI及び保管寿命を低下させる他の問題を同様に引き起こし得る。例えば、理論に拘束されることを望まないが、レーザーカットプロセス中にガスケットが適切に固定されない限り、ガスケットはその外面でたるむか、又はさもなければ変形してチャネルの不整合及び変動を引き起こす可能性がある。また、形成後にガスケットとチャネルを注意深く個別に検査しない限り、シリンジプランジャシステムで使用される場合のガスケットの不良率は許容できないだろう。
本開示の改善されたプロセス、ガスケット及びシリンジ-プランジャシステムは、これらの問題を克服する。さらに、本開示の厳密な検査プロセスは、シリンジ-プランジャシステムで使用される場合のガスケットの不良率が低いことを保証する。
改善されたガスケット検査システム:ガスケット製造後、及びいくつかの実施形態では本開示のレーザー処理プロセス後のガスケット特性の検査は、以下を含むがこれらに限定されない:(1)ガスケットの全体高さ及び外径の寸法チェック;(2)シールリブの形状のカメラ検査;(3)レーザーカットのカメラ検査、例えば、ピーク及びレーザーカットの寸法(ピーク高さ、ピーク幅、軸方向幅、レーザーカット深さ、及び半径方向深さ(存在する場合))の確認;及び(4)しわ、亀裂、又はゴムに対する剥離性(接着力の欠如)のエビデンスに関するPTFEフィルムのカメラ検査。本開示のシリンジ及びガスケットシステムの特性を検査するためのさらなる試験、例えば、容器閉鎖完全性試験(CCIT)、プランジャの摺動降伏及び摺動平衡応力試験、無菌性保証及び目に見えない粒子試験も実施される。
ガスケット検査(ダイカット及び微小突起):ビジョンシステムを使用して、プランジャをインラインで検査する(100%検査)。プランジャの高速検査システムの一例は、Simac(Netherlands)によって製造されている。カメラ検査システムは次の属性を有する:(1)13プランジャ/秒;(2)幅広いプランジャカラーをサポート;(3)上面、底面、外面、及び内面の検査を実施;(4)微小突起を検査;(5)スタンピング及び形状の欠陥を検査;(6)100μmの最小欠陥検出による100%品質管理。拒絶された部品は個別の容器に分類され、統計的に追跡される。良好な部品は正確に数えられ、自動的に梱包される。
レーザーマイクロメータによる寸法測定:本開示の完成した各ガスケットは、寸法の一貫性について測定される。好ましくは、これはインラインシステムである。好ましい実施形態では、走査型レーザーマイクロメータを使用してこれらの測定を実行する。走査型レーザーマイクロメータの例は、Keyence製のLS-3000シリーズである。走査型レーザーマイクロメータは、回転する光学素子を使用して、測定領域を通過し、測定対象の経路を横切ってレーザービームを反射又は屈折させる。部品はレーザー光を遮り、部品のサイズに比例した時間持続する影を作る。レシーバの光学部品は、遮られないレーザー光を収集し、フォトセル上にそれを収束する。フォトセルの出力は、レーザーが各部品のエッジを横切る正確な時間を検出するために、電子機器によって分析される。ソフトウェアはタイミングデータを意味のある測定値に変換する。
分類:寸法測定値を使用して、本開示のガスケットは、各ガスケットが特定の寸法公差を保証にするように分類され得る。公差は、±100ミクロン、より具体的には±50ミクロン、より具体的には±35ミクロン、より具体的には±25ミクロン、より具体的には±20ミクロン、より具体的には±15ミクロン、より具体的には±10ミクロン、より具体的には±5ミクロン、より具体的には±3ミクロンであり得る。
プレフィルドシリンジバレルの寸法は、シリンジとガスケットとの間の正確で一貫したフィットが達成されるように、同様の方法で測定される。これにより、組み立てられたシリンジのガスケット圧縮を正確に制御することができる。組み立てられたシリンジの品質属性は以下を含むが、それらに限定されない:(1)染料の侵入による容器閉鎖完全性の測定;(2)真空崩壊法による容器閉鎖完全性の測定;(3)プランジャ力プロファイル(Fi/Fm)の一貫性(経年変化及びロット間の変動)。
いくつかの実施形態では、本開示の潤滑ガスケットは、少なくとも6シグマの欠陥不良率で容器閉鎖完全性を維持する。システム要素は次のものを含み得る:成形されたプランジャの100%検査;プランジャのフルオロポリマーのレーザーカット又はチャネルの100%検査;プランジャ直径の100%検査;シリンジバレルIDの100%測定;及び低ドラフトシリンジバレル。
本開示の改善されたレーザープロセスのいくつかの実施形態では、以下の100%検査がある:(a)ステンレス鋼マンドレルに固定されたガスケットの周囲の深さ;(b)レーザーの動きを制御するためにサーボモータを使用してレーザーカット又はチャネルによって形成されたフィルムエッジの形状。いくつかの実施形態では、プラズマ及び/又は化学処理を使用したゴムガスケットに対するフィルムの接着が最適化される。
容器閉鎖完全性(CCI)の試験は、真空が試験体積内に維持され、圧力上昇が経時的に測定される、真空崩壊漏れ検出法を使用して行うことができる。十分に大きな圧力上昇は、システムへの流れが存在することを示し、これは漏れの証拠である。任意選択的に、真空崩壊試験は2つの別々のサイクルで実行される。第1のサイクルは、非常に短い期間で大きな漏れを検出することに専念する。第1のサイクルでは比較的弱い真空が引かれる。甚だしい漏れが検出される場合、大きな圧力上昇を検出するために大きな圧力差は必要ないためである。記載されているように第1のサイクルを使用すると、甚だしい漏れが存在する場合に合計試験時間を短縮するのに役立つ。第1のサイクルで漏れが検出されない場合、第2のサイクルが実行され、これは真空崩壊法によるパッケージ内の漏れの非破壊検出のためのASTM F2338-09標準試験方法に準拠している。第2のサイクルは、圧力上昇測定で信号対雑音比を下げるためのシステム評価から始まる。システム内の圧力上昇を検出する可能性を高めるために、第2のサイクルで比較的強い真空が長時間引かれる。
実施例1:液体CCI試験方法
本開示のシリンジ及びガスケットシステムは水で満たされ、ストッパは真空負荷に曝される。シリンジは4℃で針先まで保管される。各シリンジは特定の時点(0日、1日、4日、7日、1か月、及び3か月)で取り出され、室温に達した後、ストッパのリブ間の空間に水が入った兆候について目視検査される。各エラーの説明文が記録され、各エラーの写真が撮影される。本開示のシリンジの漏れ特性は、ガスケットフィルム(ラミネート加工されたフィルムなど)を備えた他のシリンジの漏れ特性と比較される。本開示のシリンジは、本開示の改良されたレーザー及び検査プロセスによって製造されなかったシリンジと比較して、経時的に優れたCCIを有する。

Claims (46)

  1. ガスケットの少なくとも円周外面部分に存在するフィルムに1つ又は複数の連続チャネルを形成するためのプロセスであって、前記ガスケットは、弾性材料で作られた本体を含み、前記本体は円周面部分とその中心に内部キャビティとを有し、前記キャビティは前記ガスケットの内面部分によって画定され、一端で開放し、前記プロセスは、
    (a)マンドレルの一端の一部を前記キャビティの前記開放端に挿入するステップ;
    (b)前記ガスケットを前記マンドレルに固定するステップ;
    (c)前記マンドレル及び固定されたガスケットをレーザーの近くに配置するステップ;及び
    (d)前記マンドレル及び前記固定されたガスケットを前記マンドレルの長手方向軸に沿って回転させながら、前記ガスケットの前記円周外面部分に存在する前記フィルムの表面部分上の1つ又は複数の選択された位置に前記レーザーから放出されたレーザービームを適用して、前記フィルムに1つ又は複数の連続チャネルを形成するステップであって、前記チャネルは前記ガスケットの円周外面の全周囲に延びるステップ、
    を含むプロセス。
  2. ステップ(d)の前の前記ガスケットの表面上の前記フィルムの厚さが、約10~30ミクロン、約15~35ミクロン、約20~50ミクロン、又は約20ミクロンである、請求項1に記載のプロセス。
  3. 前記フィルムが良好な滑り性及び化学的安定性の1つ又は複数を有する、請求項1又は2に記載のプロセス。
  4. 前記フィルムが前記ガスケットの前記弾性材料からの構成要素の移動を防止することができる、請求項1~2のいずれか一項に記載のプロセス。
  5. 前記ガスケットが圧入アセンブリによって前記マンドレルに固定される、請求項1~4のいずれか一項に記載のプロセス。
  6. 前記ガスケットの前記内部キャビティに挿入される前記マンドレル部分の少なくとも一部の直径が、前記キャビティの内径よりも大きい、請求項5に記載のプロセス。
  7. 複数のチャネルが形成される場合、前記チャネルは軸方向に間隔をおいて配置される、請求項1~6のいずれか一項に記載のプロセス。
  8. 前記1つ又は複数のチャネルが、軸方向に対向する第1及び第2の側壁と床とを有する、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロセス。
  9. 前記1つ又は複数のチャネルがそれぞれ独立して、1~100ミクロン、5~50ミクロン、10~30ミクロン、及び15~25ミクロンから選択される側壁間の軸方向幅を有する、請求項1~8のいずれか一項に記載のプロセス。
  10. 前記1つ又は複数のチャネルがそれぞれ独立して、0~100ミクロン、5~50ミクロン、10~30ミクロン、及び15~25ミクロンから選択される半径方向深さを有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のプロセス。
  11. 前記1つ又は複数のチャネルがそれぞれ独立して、20~80ミクロン、30~60ミクロン、40~50ミクロン、50~60ミクロン、40~45ミクロン、45~50ミクロン、50~55ミクロン及び55~60ミクロンから選択されるレーザーカット深さを有する、請求項1~10のいずれか一項に記載のプロセス。
  12. 前記1つ又は複数のチャネルが前記フィルムを貫いて前記ガスケットの外面部分内に延びる、請求項1~11のいずれか一項に記載のプロセス。
  13. 前記1つ又は複数のチャネルが、前記チャネルの前記第1の側壁に隣接して配置され、前記フィルムの上に半径方向に延びる第1の円周方向に延びるリップを備える、請求項1~12のいずれか一項に記載のプロセス。
  14. 前記1つ又は複数のチャネルが、前記第2の側壁に隣接して配置され、前記フィルムの上に半径方向に延びる第2の円周方向に延びるリップをさらに備える、請求項13に記載のプロセス。
  15. 前記第1及び第2のリップが独立して、10~100ミクロン、15~60ミクロン、20~50ミクロン、又は30~40ミクロンから選択されるピーク高さを有する、請求項13又は14に記載のプロセス。
  16. 前記1つ又は複数のチャネルのそれぞれの前記第1及び第2のリップが、独立して、200~1,000ミクロン、275~550ミクロン、300~400ミクロン、又は450~500ミクロンから選択されるピーク幅を有する、請求項13~15のいずれか一項に記載のプロセス。
  17. 各リップがフィルム材料を含む、請求項13~16のいずれか一項に記載のプロセス。
  18. 各リップが、前記チャネルが形成されるときに前記レーザービームによって前記チャネルから変位されたフィルム材料を含む、請求項13~16のいずれか一項に記載のプロセス。
  19. 少なくとも1つのリップが、前記バレルの内面に対してシールを形成するように管状シリンジバレル内に配置することができる、請求項13~18のいずれか一項に記載のプロセス。
  20. 前記マンドレル及び固定されたガスケットに対する前記レーザーの位置がサーボモータによって制御される、請求項1~19のいずれか1つのプロセス。
  21. 前記フィルムがフルオロポリマーフィルムである、請求項1~20のいずれか一項に記載のプロセス。
  22. 前記フルオロポリマーフィルムがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である、請求項21に記載のプロセス。
  23. 前記弾性材料がブロモブチルゴムを含む、請求項1~22のいずれか一項に記載のプロセス。
  24. 前記フィルムの内面が、前記ガスケットの外面部分への接着を促進するように前記外面部分に適用される前に処理される、請求項1~23のいずれか一項に記載のプロセス。
  25. 前記フィルムの前記内面がコロナ処理される、請求項24に記載のプロセス。
  26. 前記フィルムの前記内面が化学的に処理される、請求項24に記載のプロセス。
  27. 前記プロセスで使用できるガスケットの寸法公差が、±100ミクロン、±50ミクロン、±35ミクロン、±25ミクロン、±20ミクロン、±15ミクロン、±10ミクロン、±5ミクロン、又は±3ミクロンから選択される、請求項1~26のいずれか一項に記載のプロセス。
  28. 前記ガスケットが、光遮蔽(LO)又はマイクロフローイメージング(MFI)を使用して測定された、2ミクロンサイズ以上の300個未満の粒子を有する、請求項1~27のいずれか一項に記載のプロセス。
  29. 適合されたシリンジ及びプランジャシステムであって、
    (a)管状シリンジバレル;
    (b)前記シリンジバレルの内側に配置され、前記バレル内で長手方向に往復移動可能なプランジャ;及び
    (c)前記プランジャの遠位端に取り付けられたガスケットを備え、前記ガスケットは、弾性材料で作られた本体を含み、前記本体は円周外面部分とその中心に内部キャビティとを有し、前記キャビティは前記ガスケットの内面部分によって画定され、一端で開放し、前記ガスケットは、
    (i)マンドレルの一端の一部を前記キャビティの前記開放端に挿入するステップ;
    (ii)前記ガスケットを前記マンドレルに固定するステップ;
    (iii)前記マンドレル及び固定されたガスケットをレーザーの近くに配置するステップ;及び
    (iv)前記マンドレル及び前記固定されたガスケットを前記マンドレルの長手方向軸に沿って回転させながら、前記ガスケットの前記円周外面部分に存在する前記フィルムの表面部分上の1つ又は複数の選択された位置に前記レーザーから放出されたレーザービームを適用して、前記フィルムに1つ又は複数のチャネルを形成するステップであって、前記チャネルは前記ガスケットの円周外面の全周囲に延びるステップ、
    を含むプロセスに従って形成された1つ又は複数の連続チャネルによって特徴付けられる、適合されたシリンジ及びプランジャシステム。
  30. 前記ガスケットが圧入アセンブリによって前記プランジャに取り付けられる、請求項29に記載のシステム。
  31. 前記シリンジバレルが前記ガスケットの遠位に注入可能な流体を含む、請求項30に記載のシステム。
  32. 6シグマ以下の不良率の容器閉鎖完全性(CCI)を有する、請求項29~31のいずれか一項に記載のシステム。
  33. 前記プランジャ及び取り付けられたガスケットが4~20ニュートン(N)の摺動降伏応力を有する、請求項29~32のいずれか一項に記載のシステム。
  34. 前記プランジャ及び取り付けられたガスケットが4~20ニュートン(N)の摺動平衡応力を有する、請求項29~33のいずれか一項に記載のシステム。
  35. 前記摺動降伏応力又は摺動平衡応力の変化が2年間の保管寿命にわたって約10~30%未満である、請求項33又は34に記載のシステム。
  36. 前記シリンジバレルが、X線光電子分光法(XPS)で測定された、1原子のSi:0.5~2.4原子のO:0.6~3原子のCの原子比を有する潤滑層でコーティングされた内面を有する壁を含む、請求項29~35のいずれか一項に記載のシステム。
  37. 前記シリンジバレルが、前記壁の内面と前記潤滑性コーティングとの間に3層コーティングをさらに含み、前記3層がタイコーティング、バリアコーティング、及びpH保護コーティングを含み、
    (a)前記タイコーティングはSiOxy又はSiNxyを含み、ここでxは約0.5から約2.4であり、yは約0.6から約3であり、前記タイコーティングは前記壁の前記内面に面する外面を有し、前記シリンジバレルの内腔に面する内面を有し、
    (b)前記バリアコーティングはSiOxを含み、ここでxは1.5から2.9であり、前記バリアコーティングは2から1000nmの厚さであり、前記バリアコーティングは前記タイコーティングの内面に面する外面を有し、前記バリアコーティングは前記シリンジバレルの前記内腔に面する内面を有し、
    (c)pH保護コーティングはSiOxy又はSiNxyを含み、ここでxは約0.5から約2.4であり、yは約0.6から約3であり、前記pH保護コーティングは、前記バリアコーティングの内面に面する外面と前記シリンジバレルの前記内腔に面する内面とを有する、請求項36に記載のシステム。
  38. 前記潤滑層が、前記潤滑層のない前記バレル内の前記ガスケットのスティックション及び滑り摩擦の一方又は両方と比較して、前記バレル内の前記ガスケットの前記スティックション及び滑り摩擦の一方又は両方を低減することができる、請求項36又は37に記載のシステム。
  39. 前記フィルムがフルオロポリマーフィルムである、請求項29~38のいずれか一項に記載のシステム。
  40. 前記フルオロポリマーフィルムがポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である、請求項29~39のいずれか一項に記載のシステム。
  41. 前記プロセスによって形成されたチャネルを含まない他の点では実質的に同様のプレフィルドシリンジと比較した場合、前記チャネルの1つ又は複数が、組み立てられてプレフィルドシリンジを形成した場合にシリンジ構成要素の容器閉鎖完全性を改善する、請求項29~40のいずれか一項に記載のシステム。
  42. 前記改善がより長い保管寿命である、請求項41に記載のシステム。
  43. 前記改善が真空崩壊漏れ検出法によって測定される、請求項41又は42に記載のシステム。
  44. 前記改善が液体CCI試験法によって測定される、請求項41又は42に記載のシステム。
  45. 前記シリンジバレルが、ほぼ円筒形の内腔を画定する内面を含む壁を有し、前記バレルが内径を有し、
    前記ガスケットが先行面、側面、追従部分、及び外径を有し、
    前記ガスケットは、前記ガスケットの外径が前記バレルの内径内に配置され且つ前記バレルの内径に対して移動可能である状態で、任意の前記バレル内に受け入れられるように構成され、
    前記システムの前記バレル及びガスケットは、組み立てられると、公称間隔から±100ミクロン、±50ミクロン、±35ミクロン、±25ミクロン、±20ミクロン、±15ミクロン、±10ミクロン、±5ミクロン、又は±2ミクロン以内のずれで、最小バレル内径と最大ガスケット外径の間の間隔を提供するようにそれぞれサイズ決めされる、
    請求項29~44のいずれか1つに記載された、適合されたシリンジ及びプランジャシステム。
  46. ガスケットであって、
    (a)弾性材料で作られた本体であって、前記本体は円周面部分と内部キャビティとを有し、前記キャビティは前記ガスケットの内面部分によって画定され、一端において開放端である本体と、
    (b)前記ガスケットの少なくとも円周方向の外側部分に存在するフィルムと、
    (c)前記フィルム内の1つ又は複数の連続チャネルであって、前記チャネルは対象の円周外面全体の周りに延びる連続チャネルとを含み、
    前記ガスケットは、以下の特徴:
    (i)6シグマ以下の不良率の、適合されたシリンジ及びプランジャシステム内に組み付けられた場合の容器閉鎖完全性(CCI)、
    (ii)適合されたシリンジ及びプランジャシステム内に組み付けられた場合の4~20ニュートン(N)の摺動降伏応力、
    (iii)適合されたシリンジ及びプランジャシステム内に組み付けられた場合の4~20ニュートン(N)の摺動平衡応力、
    のうちの1つ又は複数を有し、
    前記摺動降伏応力又は摺動平衡応力は2年間の保管寿命にわたって約10~30%未満変化する、ガスケット。
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