WO2013115331A1 - プレフィルドシリンジ用シリンジ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a syringe for a prefilled syringe.
- a prefilled syringe is a syringe filled with a medicine, and includes a syringe outer cylinder having a nozzle at the distal end and an opening at the proximal end, and a pusher capable of liquid-tight sliding on the inner peripheral surface of the syringe outer cylinder.
- the nozzle has a structure in which the tip of the nozzle is sealed with a sealing material, the sealing material is opened during use, and the plunger is pushed to dispense the medicine.
- the diameter of the gasket attached to the tip of the plunger is designed to be larger than the inner diameter of the syringe outer cylinder, and a lubricant such as silicone oil Is applied to the inner peripheral surface of the syringe outer cylinder and the surface of the gasket.
- the stability of the chemical solution is achieved by the fact that the lubricant used to make the plunger liquid-tight and slidable on the inner peripheral surface of the syringe outer tube dissolves and diffuses in the chemical solution filled in the syringe.
- the silicone oil dissolved in the chemical solution inside the syringe may adsorb to a low-molecular drug, which may adversely affect the long-term stability of the preparation.
- JP-A-2005-27831 As a technique for solving such a problem, JP-A-2005-27831 can be cited.
- a syringe main body provided with a nozzle on one end side, a plunger inserted into the syringe main body from the other end side, a liquid is stored in the syringe main body, and the plunger is pushed.
- a prefilled syringe comprising a liquid reservoir that discharges the liquid from the nozzle side by reducing the internal volume by pressure, a first engagement portion is formed inside the syringe body, A prefilled syringe is disclosed in which a second engagement portion that engages with the first engagement portion is formed in the direction of movement of the plunger inside the syringe body.
- the chemical solution is sealed in the chemical solution reservoir (bag 50), which is a bag-like film sheet body, so that foreign substances can be prevented from being mixed into the drug.
- JP-A-2006-167110 discloses a syringe in which a coating liquid is formed by applying a dispersion containing a fluorine-based resin, a silicon-based resin, a urethane-based resin, and fine particles to a syringe outer cylinder or a gasket surface.
- fluorine resin and silicon resin act as components that impart slidability
- urethane resins act as components that impart flexibility. It is said that this is a syringe that is stable and has high slidability.
- the prefilled syringe disclosed in JP-A-2005-27831 is applied to the inner peripheral surface of the syringe outer cylinder and the surface of the gasket because the chemical solution is sealed in the bag 50 as shown in FIGS.
- the problem that the lubricant that has been dissolved in the chemical solution is solved, the problem of the preservation of the chemical solution by the bag, that is, the problem of the relationship between the chemical solution and the bag newly occurs, the invention of JP-A-2005-27831, It does not fundamentally solve the problem that the lubricant dissolves in the chemical solution.
- a plurality of ratchet claws that mesh with the plunger are regularly arranged and formed inside the syringe body.
- the bag When towed, the bag may be damaged by the nail and the chemical solution may leak from the inside, and there remains concern about the stability of the chemical solution and the storage stability of the plastic container. Further, even if the problem of the bag breakage is ignored, in the present embodiment, since the protrusion which is a ratchet claw is formed inside the syringe body, the protrusion is inevitably, and in terms of slidability, it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006. One step inferior to the -167110 syringe.
- the inner peripheral surface of the syringe outer cylinder and the surface of the gasket of JP-A-2006-167110 are provided with a coating layer made of a composition containing a fluorine resin, a silicon resin, a urethane resin, and fine particles. Therefore, although the point contact effect from the rough surface structure caused by the fine particles and the slidability and flexibility from the characteristics of the respective resins can be expected to some extent, the slidability is still insufficient.
- the surface of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-167110 has a rough surface structure, the surface area of the portion that is in direct contact with the chemical solution inevitably increases, which causes a problem that the drug is easily adsorbed on the rough surface.
- an object of the present invention is to provide a syringe for a prefilled syringe that is unlikely to cause adsorption of a low molecular drug or protein for a long period of time.
- Another object of the present invention is to provide a syringe for a prefilled syringe that can obtain a higher slidability than that obtained by coating silicon oil and can be operated smoothly.
- the present invention is a prefilled syringe syringe having a plunger with a gasket attached to the tip and a syringe outer cylinder that slidably accommodates the plunger therein, and the inner wall of the syringe outer cylinder is bipolar ion
- a syringe for a prefilled syringe which is surface-modified with a polymer having
- Drawing 1 is a mimetic diagram showing an example of the syringe for prefilled syringes of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic view showing another example of the syringe for the prefilled syringe of the present invention.
- FIG. 3 is a front view of an example of the gasket of the present invention.
- FIG. 4 is a plan view of the gasket of the present invention shown in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the gasket of the present invention shown in FIG.
- FIG. 6 is a bottom view of the gasket of the present invention shown in FIG.
- FIG. 7 is a schematic view showing an embodiment in which a polymer having a bipolar ion according to the present invention is surface-modified.
- FIG. 8 is a schematic view showing an embodiment in which a polymer having a bipolar ion according to the present invention is surface-modified.
- FIG. 9 is a schematic view showing one embodiment in which a polymer having a bipolar ion according to the present invention is surface-modified.
- the syringe for prefilled syringe of the present invention has a low molecular weight drug for a long period of time without dissolving the lubricant inside the syringe because the brush-like polymer having a bipolar ion is immobilized on the surface at the site in contact with the drug solution. Adsorption and protein adsorption can be suppressed / prevented.
- a first aspect of the present invention is a prefilled syringe syringe having a plunger having a gasket attached to the tip and a syringe outer cylinder that slidably accommodates the plunger therein, the inner wall of the syringe outer cylinder being A syringe for a prefilled syringe, which is surface-modified with a polymer having a zwitterion ion.
- the syringe for prefilled syringes of the present invention has a brush-like polymer having bipolar ions on the surface thereof, particularly the inner wall of the syringe outer cylinder, which is in contact with the chemical solution, so that the lubricant does not dissolve inside the syringe.
- a brush-like polymer having bipolar ions on the surface thereof, particularly the inner wall of the syringe outer cylinder, which is in contact with the chemical solution, so that the lubricant does not dissolve inside the syringe.
- the surface of the gasket is preferably surface-modified with a polymer having a bipolar ion.
- the polymer having bipolar ions is immobilized not only on the pressure surface but also on the side surface of the gasket of the syringe for the prefilled syringe of the present invention, a higher slidability can be obtained than when silicon oil is coated.
- the surface of the gasket and the inner wall of the syringe outer cylinder are surface-modified with a polymer having a bipolar ion.
- This not only suppresses and prevents low-molecular-weight drug adsorption and protein adsorption in the syringe for a long period of time, but also provides higher slidability than when silicone oil is coated.
- the syringe for a prefilled syringe according to the present invention is not particularly limited, and any known syringe structure can be applied to the present invention.
- the example of the structure of the syringe for prefilled syringes which concerns on this invention is demonstrated using drawing below.
- the syringe 1 is mounted on the syringe outer cylinder 2 having a nozzle 23 serving as an injection needle mounting portion provided at the tip, a gasket 3 that can slide in the syringe outer cylinder 2, and the gasket 3.
- a plunger 4 for moving the gasket 3.
- preferable examples of each component will be described.
- the syringe outer cylinder 2 is composed of a bottomed cylindrical member having a bottom portion 21, and a reduced diameter portion 22 whose diameter is smaller than that of the body portion of the outer cylinder 2 is integrally formed at the center portion of the bottom portion 21.
- a hub of a needle tube for drug solution administration or blood collection, various connectors, a tube, a catheter or the like (not shown) is fitted to and attached to the reduced diameter portion 22.
- a storage space 24 for storing a chemical solution is formed in a portion surrounded by the inner peripheral surface of the syringe outer cylinder 2 and the gasket 3, and the storage space 24 is a nozzle 23 of the reduced diameter portion 22. Communicated with. Therefore, the chemical
- a desired chemical solution can be stored in the storage space 24 in advance.
- a plate-like flange 25 is integrally formed on the outer periphery of the base end of the syringe outer cylinder 2.
- the operation can be performed by putting a finger on the flange 25.
- the syringe outer cylinder 2 is preferably made of transparent (colorless and transparent), colored transparent or translucent resin, and the visibility of the storage space 24 is ensured.
- the constituent material of the syringe outer cylinder 2 according to the present invention is not particularly limited.
- polyester such as quartz glass, polyethylene terephthalate, copolymerized polyethylene terephthalate, acrylic such as polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polymethacrylic acid, etc.
- polyolefin such as polypropylene and polyethylene
- polyamide such as nylon
- polyvinyl chloride polystyrene
- polyethylene naphthalate polystyrene
- cyclic polyolefin for example, ethylene and tetracyclo [4.4.0.12.5.17.10] -3- Dodecene copolymer, etc.
- polystyrene polymethylpentene
- polycarbonate polysulfone and the like.
- polypropylene and cyclic polyolefin are preferable.
- the above-mentioned material is used as a constituent material of the syringe outer cylinder 2, it is preferable from the viewpoint of peeling resistance when the surface is modified with a polymer having a bipolar ion according to the present invention.
- the gasket 3 is accommodated (installed) in the syringe outer cylinder 2.
- the gasket 3 has a fitting portion (hollow portion) 31, and the head portion 43 of the plunger 4 is fitted into the fitting portion 31.
- the gasket 3 is composed of a substantially cylindrical member, and two ring-shaped convex portions 32 projecting toward the inner peripheral surface 26 of the syringe outer cylinder 2 are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction on the outer peripheral portion thereof.
- two substantially columnar members in which the bottom surfaces of a tapered cylindrical body symmetrical with respect to the axis are connected are connected as one unit.
- two units are connected, but a substantially cylindrical member connecting the bottom surfaces of a tapered cylindrical body symmetrical with respect to a plurality of axes is connected to form a bellows shape. Also good.
- the bellows structure gasket 3 as shown in FIG.
- an annular rib may be provided on the front end side and the rear end side of the gasket 3.
- 3 is a front view of the gasket 3
- FIG. 4 is a plan view of the gasket 3 in FIG. 3
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the gasket 3 in FIG. 3
- FIG. It is a bottom view of the said gasket 3.
- the core portion 51 of the gasket 3 includes a gasket main body portion 55 that extends to substantially the same outer diameter, and a gasket taper portion 56 that is provided on the front end side of the gasket main body portion 55 and decreases in a taper shape toward the front end side.
- a plunger mounting portion 54 provided inside from the base end of the gasket main body portion 55 toward the front end side, a front end side annular rib 7 a provided on a side surface of the front end portion of the gasket main body portion 55, and a gasket main body portion 55.
- a rear end side annular rib 7b provided on the side surface of the rear end portion is provided.
- the distal end side annular ribs 7 a and 7 b are made slightly larger than the inner diameter of the syringe outer cylinder 2, and therefore are compressed and deformed in the syringe outer cylinder 2.
- two annular ribs are provided, but three or more may be provided.
- a plunger 4 for moving the gasket 3 in the longitudinal direction within the syringe outer cylinder 2 is connected to the gasket 3.
- Examples of the constituent material of the gasket 3 according to the present invention include various rubber materials such as natural rubber, butyl rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and silicone rubber, polyurethane, polyester, polyamide, and olefin.
- Various thermoplastic elastomers such as styrene and styrene may be mentioned, among which natural rubber, butyl rubber and polyurethane thermoplastic elastomer are preferable.
- the above materials are used as the constituent material of the gasket 3, it is preferable from the viewpoint that the slidability is improved and smooth operation is possible when the surface is modified with the polymer having a bipolar ion according to the present invention.
- the plunger 4 according to the present invention is mainly composed of a member having a cross-sectional cross section, and a plate member 41 is integrally formed on the tip side thereof. Further, a plate-like (disc-like) flange 42 is integrally formed at the base end of the plunger 4. The plunger 4 is operated by placing a finger or the like on the flange 42.
- a mushroom-like head portion (connecting portion) 43 to be inserted and fitted into the fitting portion 31 of the gasket 3 is formed at the tip portion of the plunger 4.
- the method for fixing the plunger 4 to the gasket 3 may be, for example, a method such as caulking, fusing, bonding with an adhesive, or screwing instead of fitting.
- the gasket 3 and the plunger 4 are connected by fitting, and in FIG. 2, they are screwed and connected.
- the plunger mounting portion 54 is a substantially cylindrical recess extending from the base end to the vicinity of the distal end inside the gasket main body portion 55, and the distal end of the plunger is disposed on the side of the recess.
- a screwing portion 58 that can be screwed with a screwing portion formed in the portion is provided.
- the front end surface of the recess is formed substantially flat.
- the constituent material of the plunger 4 according to the present invention includes polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polystyrene, poly- (4-methylpentene-1), polycarbonate, acrylic resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyethylene terephthalate. Polyester, butadiene-styrene copolymer, and polyamide (for example, nylon 6, nylon 6,6, nylon 6,10, nylon 12), and polypropylene is most preferable.
- Examples of the chemical solution that can be used in the syringe for the prefilled syringe according to the present invention include blood, glucose injection solution such as glucose, electrolyte correction injection solution such as sodium chloride and potassium lactate, vitamin agent, vaccine, antibiotic injection solution, and contrast agent Steroids, proteolytic enzyme inhibitors, fat emulsions, anticancer agents, anesthetics, stimulants, liquids such as narcotics, or liquids such as distilled water, disinfectants, liquid foods, alcohol, and the like.
- the inner wall of the syringe outer cylinder according to the present invention is surface-modified with a polymer having bipolar ions, and preferably the inner wall of the syringe outer cylinder and the surface of the gasket are surface-modified with the polymer. That is, the polymer which has a bipolar ion is fix
- a syringe for a prefilled syringe that has a higher slidability and can be operated more smoothly than the case where silicon oil is applied by surface-modifying a polymer having bipolar ions in the gasket portion.
- silicon oil is applied by surface-modifying a polymer having bipolar ions in the gasket portion.
- a syringe for prefilled syringes that is less susceptible to low-molecular drug adsorption and protein adsorption for a long period of time and has high slidability It becomes possible to provide.
- the polymer having a bipolar ion according to the present invention may be a polymer having a betaine structure in which an anionic ion and a cationic ion coexist at positions that are not adjacent to each other (the anionic ion and the cationic ion coexist). In order to provide this, it is called a bipolar ion.)
- the betaine structure it is preferable that the anionic ion portion and the cationic portion are chemically bonded via a linking group.
- the anionic ion moiety include carboxylate ion (—COO ⁇ ), sulfate ion (—OSO 3 ⁇ ), and sulfonate ion (—SO 3 ⁇ ).
- Examples of the cationic ion moiety include Quaternary ammonium ion (—N (R x ) (R y ) 2 + :
- R x is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
- R y is independently a substituent other than a hydrogen atom.
- the linking group is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
- the polymer having a bipolar ion according to the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of the following chemical formulas (1) to (4).
- X a , Y a and Z a are each independent, and X a is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and Y a is —C (O) O—, or -C (O) NH- is preferably the Z a is, -OH group, -SH group, or preferably a -Si (oR) 3,, wherein R is a hydrogen atom, a methyl group, And at least one group selected from the group consisting of ethyl groups, X a is more preferably a methyl group, Y a is more preferably —C (O) O—, Z a is preferably a —SH group, where R a is preferably a betaine group, and the betaine group is preferably the following general formula 1,
- a 1 and A 2 are each independent, A 1 is preferably a quaternary ammonium ion (— (R x ) —N (R y ) 2 (R z ) —) + , wherein R x is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms And each R y is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R z is a single bond bond bonded to a linking group, A 2 is selected from the group consisting of carboxylate ion (—COO ⁇ ), phosphate ion (—OPO 3 2 ⁇ ), sulfate ion (—OSO 3 ⁇ ), and sulfonate ion (—SO 3 ⁇ ).
- L is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
- the polymerization degrees k and l are independent of each other, k is preferably an integer of 1 to 100,000, more preferably an integer of 1,000 to 35,000, l is preferably an integer of 1 to 18, and more preferably an integer of 6 to 12,
- the Ra is more preferably a sulfobetaine group or a carboxybetaine group, and the following chemical formula (A):
- X 1 , X 2 , Y 1 , and Y 2 are each independent, X 1 and X 2 are hydrogen atoms or methyl groups, and Y 1 and Y 2 are -C (O) O- or -C (O) NH-
- the polymerization degrees n1 and n2 are independent from each other, and n1 is preferably an integer of 1 to 100,000, more preferably an integer of 1,000 to 35,000, n2 is preferably an integer of 1 to 100,000, more preferably an integer of 1,000 to 35,000,
- the R 1 and R 2 are preferably a betaine group, the betaine group is more preferably the above general formula 1, more preferably a sulfobetaine group or a carboxybetaine group, and the following chemical formula ( A):
- X 3 and Y 3 are each independent, X 3 is a hydrogen atom or a methyl group, and Y 3 is —C (O) O— or —C (O) NH” -And
- the polymerization degree n1 is preferably an integer of 1 to 100,000, more preferably an integer of 1,000 to 35,000,
- R 3 is preferably a betaine group, more preferably the above general formula 1, more preferably a sulfobetaine group or a carboxybetaine group, and the following chemical formula (A):
- X b , Y b , and Z b are each independent, X b is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and Y b is —C (O) O—, or — C (O) NH— is preferable, and Z b is preferably —OH group, —SH group, or —Si (OR) 3 , where R is a hydrogen atom, methyl group, ethyl group It is preferably at least one group selected from the group consisting of groups, The X b is preferably a methyl group, the Y b is preferably —C (O) O—, and the Z b is preferably a —SH group,
- R b is preferably a betaine group, the betaine group is more preferably the above general formula 1, more preferably a sulfobetaine group or a carboxybetaine group, and the polymerization degrees a and c are: Each is independent, preferably an integer of
- Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms according to the present invention include methylene, ethylene, propylene, isopropylene, butylene, isobutylene, sec-butylene, tert-butylene, pentylene, iso-pentylene, hexylene and the like. It is done.
- Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms according to the present invention include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl.
- the polymer having a bipolar ion according to the present invention is more preferably a polymer having a bipolar ion represented by the chemical formulas (1) and (4), more preferably a carboxybetaine having a carboxyl group bonded to the terminal.
- Carboxybetaine is particularly preferred because it is less likely to destroy the water cluster structure than other betaines, and because milder hydration has occurred, it has further improved protein non-adsorption and drug non-adsorption. This is because it can be realized.
- the inner wall surface (and / or gasket surface) of the syringe outer cylinder is surface-modified with a polymer having a bipolar ion
- the inner wall surface (and / or gasket surface) of the syringe outer cylinder is The polymers described in the above chemical formulas (1) to (4) are chemically bonded or immobilized directly on the surface or directly to the primer layer described later, and are substantially described in the above chemical formulas (1) to (4).
- the said gasket surface means the pressurization surface located in the front-end
- any one of the OH groups bonded to the benzene ring of the catechol structure is a chemically bonded site, and all four OH groups are directly on the inner wall surface of the syringe outer cylinder or on the primer layer described later. Direct chemical bonding is preferred.
- the Zb group at the end of the polymer is a chemical bond.
- the dipolar ion in the polymer of the present invention can be localized on the surface in contact with the chemical solution, the dipolar ion can also act as an acceptor functional group of a proton (intermolecular hydrogen bonding). ), It is thought that protein adsorption can be effectively suppressed / prevented.
- the molecular weight (number average molecular weight) of the polymer having a bipolar ion according to the present invention is preferably 200 to 2,000,000, more preferably 20,000 to 1,000,000, and 200,000 to 800. Is particularly preferred.
- the molecular weight of the polymer having a bipolar ion is preferably in the range of 20,000 to 80,000 from the viewpoint of low molecular drug adsorption and protein adsorption.
- the molecular weight of the polymer having a bipolar ion is preferably in the range of 200,000 to 800,000 from the viewpoint of high slidability and smooth operability.
- Examples of the method for measuring the number average molecular weight include GPC, light scattering method, viscosity measurement method, and mass spectrometry (TOFMASS etc.).
- the polymer having a bipolar ion according to the present invention is GPC (device name: Waters 2695).
- the number average molecular weight is measured by Separation Module).
- the polymer having bipolar ions according to the present invention is immobilized on the inner wall surface of the syringe outer cylinder or the surface of the gasket, the polymer is directly immobilized on the surface of the gasket or the inner wall surface of the syringe outer cylinder, or indirectly.
- the primer layer may be fixed, or when indirectly fixed, a primer layer may be formed on the surface of the gasket and / or the inner wall surface of the syringe outer cylinder.
- the primer layer according to the present invention is appropriately selected according to the material of the gasket to be used and the material of the syringe outer cylinder.
- the coupling agent, polylysine solution, Ti thin film, silicon thin film, and Au thin film are used as the gasket. And / or the inner wall surface of the syringe outer cylinder is preferable.
- the Ti thin film, the TiO 2 thin film, the silicon thin film, the silicon oxide thin film, and the Au thin film may be formed on the surface of the gasket and / or the inner wall surface of the syringe outer tube by any method. It can be carried out by a physical vapor deposition method such as a method, an ion plating method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a chemical vapor deposition (CVD) method such as plasma polymerization, an electroplating method, an electroless plating method or the like. Moreover, when using a coupling agent, it performs by the film-forming by a solution process.
- it refers to a method in which the coupling agent is dissolved in a solvent that can be dissolved, and a film is formed using the solution.
- casting method blade coating method, wire bar coating method, spray coating method, dipping (dipping) coating method, bead coating method, air knife coating method, curtain coating method, ink jet method, spin coating method, Langmuir- A usual method such as a Langmuir-Blodgett (LB) method can be used.
- a known pretreatment may be performed before forming the primer layer, if necessary.
- the surface is treated with plasma treatment and DUV (DeepUV). , Far infrared) irradiation treatment.
- the thickness of the primer layer is preferably 0.001 to 1 ⁇ m, and more preferably 0.002 to 0.2 ⁇ m.
- the primer layer thickness is preferably in the range of 0.002 to 0.2 ⁇ m from the viewpoint of peel resistance.
- the contact angle between the inner wall of the syringe outer cylinder surface-modified with the polymer having bipolar ions according to the present invention and water is preferably, for example, 0 to 90 °, more preferably 0 to 30 °.
- the contact angle is in the range of 0 to 30 °, it is preferable from the viewpoint of suppressing and preventing protein adsorption due to a hydrophilic surface.
- the contact angle between the pressure surface located at the tip of the gasket surface-modified with the polymer having a bipolar ion according to the present invention and water is preferably 0 to 90 °, for example, and more preferably 0 to 30 °.
- the contact angle is in the range of 0 to 30 °, it is preferable from the viewpoint of suppressing and preventing protein adsorption due to a hydrophilic surface.
- the contact angle between the side surface of the gasket in contact with the inner wall of the syringe outer cylinder surface-modified with the polymer having a bipolar ion according to the present invention and water is, for example, preferably 0 to 90 °, more preferably 0 to 30 °.
- the contact angle is in the range of 0 to 30 °, it is preferable from the viewpoint of suppressing and preventing protein adsorption due to a hydrophilic surface.
- the contact angle of the present invention For the measurement of the contact angle of the present invention, a known method or apparatus can be used. In the present invention, the contact angle is measured using a contact angle meter (DM301) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
- DM301 contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
- the amount (density) of the surface modification per unit area of the polymer having a bipolar ion according to the present invention is appropriately selected depending on the portion to be modified, and when the surface modification is performed on the inner wall of the syringe outer cylinder, the unit
- the density of the polymer having zwitterions per area is preferably 0.5 ⁇ g to 5 mg / cm 2 , more preferably 1 ⁇ g to 100 ⁇ g / cm 2 .
- the inner wall of the syringe outer cylinder suppresses / prevents the adsorption of chemicals and proteins in the prefilled syringe, and because it is in direct contact with the gasket, it also affects the slidability of the gasket. It is preferably 2 ⁇ g to 50 ⁇ g / cm 2 .
- the density of the polymer having bipolar ions per unit area is preferably 0.5 ⁇ g to 5 mg / cm 2. More preferably, it is ⁇ 100 ⁇ g / cm 2 .
- the pressure surface located at the tip of the gasket does not come into contact with the inner wall of the syringe outer cylinder, and mainly suppresses or prevents the adsorption of chemicals, proteins, etc., so the polymer density is 2 ⁇ g to It is preferably 50 ⁇ g / cm 2 .
- the polymer density having a bipolar ion per unit area is preferably 0.5 ⁇ g to 100 mg / cm 2. More preferably, it is 10 ⁇ g to 50 mg / cm 2 .
- the side surface of the gasket is not mainly in contact with the chemical solution and is mainly in direct contact with the inner wall of the syringe outer cylinder, so that the slidability of the gasket with respect to the syringe outer cylinder is also affected, so the polymer density is 50 ⁇ g to 25 mg. / Cm 2 is preferable.
- the polymer having bipolar ions according to the present invention is “the molecular chain length (a) of a polymer having bipolar ions surface-modified on the inner wall of the syringe outer cylinder” ⁇ “tip of the gasket among the gasket surfaces”
- the molecular chain length (b) of the polymer having a bipolar ion whose surface is modified on the pressure surface positioned at ⁇ “the bipolar whose surface is modified on the side of the gasket in contact with the inner wall of the syringe outer cylinder among the gasket surfaces”
- the length is preferably in the order of “molecular chain length (c) of polymer having ions”.
- the molecular chain length (a), (b), (c) is represented by the following formula:
- a syringe outer cylinder, a plunger, and a gasket that have been manufactured by a known method are prepared.
- the molecular chain length (a) of the polymer having bipolar ions surface-modified on the inner wall of the syringe outer cylinder, on the pressure surface located at the tip of the gasket among the gasket surfaces The molecular chain length (b) of a polymer having a bipolar ion whose surface is modified on the surface, and the molecular chain length of a polymer having a bipolar ion whose surface is modified on the side of the gasket in contact with the inner wall of the syringe outer cylinder among the gasket surfaces
- the relationship of (c) is shown.
- the syringe outer cylinder is a synthetic resin, it is the same as the above step except that the surface is subjected to plasma treatment before applying a silane coupling agent (for example, an ethanol solution containing the above chemical formula (5)).
- a silane coupling agent for example, an ethanol solution containing the above chemical formula (5).
- NHS is N-hydroxysuccinimide
- TBDMS is t-butyl chlorodimethylsilane
- DCC is dicyclohexylcarbodiimide
- TBAF is tetrabutylammonium fluoride
- DIEA is N, N-diisopropyl. Abbreviation for ethylamine.
- references detailing such production methods include Langmuir 2005, 21, 640-646, TiO 2 (20 nm) by physical vapor deposition using reactive magnesium sputtering (PSI, Villigen, Switzerland).
- a gasket whose surface is modified with a polymer having a bipolar ion (chemical formula (4)) shown in FIG. 9 can be produced.
- References detailing such production methods include Zheng Zhang, et. al. , Blood compatibility of surfaces with super protein advertisement. Reference is made to Biomaterials 29 (2008), 4285-4291.
- the molecular chain length (a), (b), (c) is represented by the following formula:
- the chain length of the inner wall surface (a) of the syringe outer cylinder may be uniform, if necessary, the inner wall surface of the syringe outer cylinder is cleaned with an acid or subjected to pretreatment such as plasma treatment, and then the desired surface.
- a metal thin film is appropriately formed by the above-described method using the polymer having the bipolar ion to be treated, and the polymer having the bipolar ion is surface-treated.
- the chain lengths of (b) and (c) may be uniform.
- a metal thin film is appropriately formed by the above-described method using a polymer having a dipolar ion to be surface-treated, and the polymer having a dipolar ion is surface-treated.
- the method of changing the chain length between the gasket side surface (b) and the taper portion surface (c) of the gasket is, for example, the case where a polymer having a dipolar ion is directly immobilized on the surface as in chemical formulas (2) and (3) If necessary, after performing the above pretreatment, prepare polymers with different chain lengths in advance. First, mask either the gasket side surface or the taper surface of the gasket with a resist resin, etc. After immobilizing a polymer having a zwitterion, the mask is removed to immobilize polymers having different chain lengths.
- Protein adsorption evaluation method A method for evaluating protein adsorption will be briefly described below for the gasket and syringe outer cylinder obtained by the above method and having a surface-modified polymer having a bipolar ion. Whether or not protein adsorption is performed on the surface of the gasket and syringe outer cylinder whose surface is modified with a polymer having a zwitterion ion is determined by a known measurement method such as infrared spectroscopy, ESCA, contact angle measurement, and surface plasmon resonance angle measurement. Etc. It is preferable to measure protein adsorption by surface plasmon resonance angle measurement from the viewpoint that the surface can be observed in situ in a solution.
- the inside of the syringe outer cylinder and the gasket surface on which the polymer having a bipolar ion according to the present invention is surface-modified are washed with a phosphate buffer solution and distilled water and dried, and a part of the surface of the syringe outer cylinder Further, a part of the gasket surface is cut into a predetermined size to obtain chip-shaped pieces.
- the fragment is set in a surface plasmon resonance angle device, and after filling the flow cell with a phosphate buffer solution (physiological conditions, etc.), a solution containing a known protein such as fibrinogen, lysozyme (0.1-100 mg / mL) As an analyte and observe the change in resonance angle.
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Abstract
【課題】本発明は、長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着が起こりにくいプレフィルドシリンジ用シリンジを提供することを目的とする。 【解決課題】本発明は、先端にガスケットが取り付けられたプランジャと、 前記プランジャを内部で摺動可能に収容するシリンジ外筒と、を有するプレフィルドシリンジ用シリンジであって、 前記ガスケットの表面および前記シリンジ外筒の内壁が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたことを特徴とする、プレフィルドシリンジ用シリンジにより上記目的を達成する。
Description
本発明は、プレフィルドシリンジ用シリンジに関する。
プレフィルドシリンジは、薬剤充填済み注射器をいい、先端にノズルを備え、かつ基端には開口部を備えるシリンジ外筒と、当該シリンジ外筒の内周面を液密に摺動可能な押子であるプランジャとから構成されており、当該ノズルの先端はシール材で封口され、使用時に当該シール材を開口し、かつプランジャを押して薬剤を注出させる構造である。また、シリンジ外筒の内周面を液密かつ摺動可能にするためには、プランジャの先端に取り付けられたガスケットの径はシリンジ外筒の内径より大きく設計され、かつシリコンオイルなどの潤滑材をシリンジ外筒の内周面やガスケットの表面に塗布されている。
一般に、アンプルやバイアル入りの注射薬を患者に投与する際には、一旦シリンジで薬液を吸引しなければならないが、日本薬学会によれば、プレフィルドシリンジの場合、この操作が省略されることによって、「医療現場における業務の効率化」、「薬液の取違え・誤投与などの医療事故防止」、「異物混入・細菌汚染のリスクの軽減」が期待できるとされている。しかし、プレフィルドシリンジの製品化にあたり、薬液の安定性やプラスチック容器による保存性などの検討が重要となるとされている。
なかでも、プランジャがシリンジ外筒の内周面を液密かつ摺動自在にするために使用されている潤滑剤が、シリンジ内に充填されている薬液に溶解や拡散することにより薬液の安定性が損なわれるという問題がある。すなわち、例えば潤滑剤としてシリコンオイルを使用した場合、シリンジ内部の薬液に溶け込んだシリコンオイルが、低分子の薬剤に吸着することにより製剤の長期安定性へ悪影響を及ぼす虞がある。
かかる問題点を解決する技術としては、特開2005-27831号が挙げられる。当該特開2005-27831号では、一端側にノズルが設けられたシリンジ本体と、他端側からシリンジ本体内部に挿入されたプランジャと、当該シリンジ本体内部において液体を貯留すると共に、プランジャからの押圧力により内容積が縮小されることで前記ノズル側から前記液体を吐出する液貯留器とを備えるプレフィルドシリンジであって、シリンジ本体内部には第一の係合部が形成され、プランジャには、シリンジ本体内部における当該プランジャの移動方向で前記第一の係合部と係合する第二の係合部が形成されている構成とするプレフィルドシリンジが開示されている。当該特開2005-27831号のプレフィルドシリンジでは、袋状のフィルムシート体である薬液貯留器(バッグ50)内に薬液が密封されているため、薬剤への異物混入が回避できるとされている。
また、薬剤への異物混入を回避するその他の技術としては、特開2006-167110号が挙げられる。当該特開2006-167110号では、フッ素系樹脂、ケイ素系樹脂、ウレタン系樹脂、および微粒子を含む分散液を、シリンジ用外筒やガスケット表面に塗布して被膜層を形成したシリンジが開示されている。特開2006-167110号のシリンジでは、フッ素系樹脂およびケイ素系樹脂が摺動性を付与する成分として、ウレタン系樹脂が柔軟性を付与する成分として作用するために、薬剤への異物混入が回避でき、かつ安定して高い摺動性を備えたシリンジであるとされている。
確かに、上記特開2005-27831号のプレフィルドシリンジは、図1および図7でも示すように、薬液がバッグ50内に密封されているため、シリンジ外筒の内周面やガスケットの表面に塗布されている潤滑剤が薬液に溶け込む問題点は解決されるが、バッグによる薬液の保存性、すなわち薬液とバッグとの関係の問題が新たに生じるため、当該特開2005-27831号の発明は、潤滑剤が薬液に溶け込むという問題点を根本的に解決するものではない。また例えば、特開2005-27831号の図1に示す形態では、シリンジ本体の内部にプランジャと噛合するラチェット爪が複数個規則的に配置形成されているため、万が一術者などが誤ってプランジャを牽引した場合、バッグが当該爪により破損して内部から薬液が漏れだす虞があり、薬液の安定性やプラスチック容器による保存性に不安が残る。さらに、仮にバッグの破損の問題を無視したとしても、当該実施形態ではシリンジ本体の内部にラチェット爪である突起が形成されているため、どうしても突起がある分、摺動性の面では特開2006-167110号のシリンジより一歩劣る。
また、上記特開2006-167110号のシリンジ用外筒の内周面やガスケットの表面は、フッ素系樹脂、ケイ素系樹脂、ウレタン系樹脂、および微粒子を含む組成物からなる被覆層を備えているため、当該微粒子に起因する粗面構造からの点接触効果と、それぞれの樹脂の特性からの摺動性および柔軟性とはある程度期待できるものの、実際はまだ摺動性が不十分である。また、当該特開2006-167110号の表面が粗面構造であるため、どうしても薬液と直接接触する部分の表面積が高くなり、薬剤が粗面に吸着しやすくなるという問題が生じる。
そこで、本発明は、長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着が極めて起こりにくいプレフィルドシリンジ用シリンジを提供することを目的とする。本発明の他の目的としてはシリコンオイルをコートした場合よりも高い摺動性が得られ、円滑な操作が可能なプレフィルドシリンジ用シリンジを提供することを目的とする。
本発明は、先端にガスケットが取り付けられたプランジャと、前記プランジャを内部で摺動可能に収容するシリンジ外筒と、を有するプレフィルドシリンジ用シリンジであって、前記シリンジ外筒の内壁が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたことを特徴とする、プレフィルドシリンジ用シリンジにより上記目的を達成する。
(発明の効果)
本発明のプレフィルドシリンジ用シリンジは、薬液と接触する部位に双極性イオンを有するブラシ状のポリマーを表面に固定化されているため、シリンジ内部に潤滑剤が溶け込むことなく、長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着を抑制・防止することができる。
本発明のプレフィルドシリンジ用シリンジは、薬液と接触する部位に双極性イオンを有するブラシ状のポリマーを表面に固定化されているため、シリンジ内部に潤滑剤が溶け込むことなく、長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着を抑制・防止することができる。
本発明のプレフィルドシリンジ用シリンジのガスケット側面に双極性イオンを有するポリマーが固定化されているため、シリコンオイルをコートした場合よりも高い摺動性が得られる。
以下、本発明の詳細を次に説明する。さらに、本出願は、2012年1月31日に出願された日本国特許出願番号2012-018878号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
本発明の第一は、先端にガスケットが取り付けられたプランジャと、前記プランジャを内部で摺動可能に収容するシリンジ外筒と、を有するプレフィルドシリンジ用シリンジであって、前記シリンジ外筒の内壁が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたことを特徴とする、プレフィルドシリンジ用シリンジである。
これにより、シリンジ内の長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着を抑制・防止することができる。
本発明のプレフィルドシリンジ用シリンジは、薬液と接触する部位、特にシリンジ外筒の内壁に双極性イオンを有するブラシ状のポリマーを表面に固定化されているため、シリンジ内部に潤滑剤が溶け込むことなく、長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着を抑制・防止することができる。
また、本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジにおいて、前記ガスケットの表面が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されていることが好ましい。
これにより、本発明のプレフィルドシリンジ用シリンジのガスケットの加圧面だけでなく側面にも双極性イオンを有するポリマーが固定化されるため、シリコンオイルをコートした場合よりも高い摺動性が得られる。
そのため、本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジにおいて、前記ガスケットの表面および前記シリンジ外筒の内壁が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたことがより好ましい。
これにより、シリンジ内の長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着を抑制・防止できるだけでなく、シリコンオイルをコートした場合よりも高い摺動性が得られる。
本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジは特に制限されることなく、公知のシリンジの構造であれば本発明に適用することができる。本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジの構成の例を、以下図面を用いて説明する。図1に示すように、シリンジ1は、注射針取付部であるノズル23が先端に設けられたシリンジ外筒2と、当該シリンジ外筒2内で摺動し得るガスケット3と、ガスケット3に装着され、ガスケット3を移動操作するプランジャ4とを備えている。また、必要により図2に示すシリンジ外筒のノズル23を封止する封止部材18や、注射針(図示せず)を取り付けてもよい。以下、各構成要素の好ましい例について説明する。
シリンジ外筒2は、底部21を有する有底筒状の部材で構成され、この底部21の中央部には、外筒2の胴部より縮径した縮径部22が一体的に形成されている。この縮径部22には、例えば、薬液投与用、採血用等の針管のハブ、各種コネクタ、チューブ、カテーテル等(図示せず)が嵌合、装着されて使用される。
このシリンジ外筒2には、当該シリンジ外筒2の内周面とガスケット3とで囲まれる部分に薬液を貯留する貯留空間24が形成され、この貯留空間24は、縮径部22のノズル23と連通している。そのため、ガスケット3をノズル23方向に押し出すことにより貯留空間24中の薬液は、シリンジ外筒2内部からノズル23を通って外部に吐出される。また、貯留空間24内には、予め所望の薬液を貯留することができる。
さらに、シリンジ外筒2の基端外周には、板状のフランジ25が一体的に形成されていることが好ましい。プランジャ4をシリンジ外筒2に対し相対的に移動操作する際などには、このフランジ25に指を掛けて操作を行うことができる。
このシリンジ外筒2は、好ましくは透明(無色透明)、有色透明または半透明の樹脂で構成され、貯留空間24の視認性が確保されている。
本発明に係るシリンジ外筒2の構成材料としては、特に限定されず、例えば、石英ガラス、ポリエチレンテレフタレート、共重合ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタアクリレート、ポリメタアクリル酸等のアクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、環状ポリオレフィン(例えば、エチレンとテトラシクロ[4.4.0.12.5.17.10]-3-ドデセン共重合体等)、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート、ポリスルホンなどが挙げられるが、中でもポリプロピレン、環状ポリオレフィンが好ましい。
シリンジ外筒2の構成材料として、上記材料を使用すると、本発明に係る双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾した際の耐剥離性の観点で好ましい。
シリンジ外筒2内には、ガスケット3が収納(設置)されている。このガスケット3は、嵌入部(中空部)31を有し、この嵌入部31には、プランジャ4のヘッド部43が嵌合する。
ガスケット3は、略円柱状の部材で構成され、その外周部には、シリンジ外筒2の内周面26に向かって突出する2つのリング状の凸部32が長手方向に所定間隔おいて形成されている。すなわち、図1では、軸に対して対称なテーパー状の円筒体の底面同士を接続した略円柱状の部材を1ユニットとして2個接続したものである。また、図1では当該ユニットを2つ接続しているが、複数個の軸に対して対称なテーパー状の円筒体の底面同士を接続した略円柱状の部材を接続して、蛇腹状にしてもよい。また、図1に示すような蛇腹構造のガスケット3は、軸方向の力に対して、凹部33が内側に変形することにより、軸方向の長さが収縮される。これらの凸部32がシリンジ外筒2の内周面26に対し密着しつつ摺動することで、液密性をより確実に保持するとともに、摺動性の向上が図れる。
本発明に係るガスケット3の他の実施形態としては、図3~6に示すように、ガスケット3の先端側と、後端側とに環状リブが設けられているものでもよい。図3は、当該ガスケット3の正面図であり、図4は、図3の当該ガスケット3の平面図であり、図5は、図3の当該ガスケット3の断面図であり、図6は図3の当該ガスケット3の底面図である。具体的には、ガスケット3のコア部51は、ほぼ同一外径に延びるガスケット本体部55と、ガスケット本体部55の先端側に設けられ先端側に向かってテーパー状に縮径するガスケットテーパー部56と、ガスケット本体部55の基端から先端側に向かって内部に設けられたプランジャ取付部54と、ガスケット本体部55の先端部側面に設けられた先端側環状リブ7aと、ガスケット本体部55の後端部側面に設けられた後端側環状リブ7bを備えている。また、前記先端側環状リブ7a,7bは、シリンジ外筒2内径より若干大きく作製されているため、シリンジ外筒2内で圧縮変形するものとなっている。また、図において環状リブは、2つ設けられているが、3つ以上設けられていてもよい。
このようなガスケット3には、ガスケット3をシリンジ外筒2内で長手方向に移動操作するプランジャ4が連結されている。
本発明に係るガスケット3の構成材料としては、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、シリコーンゴムのような各種ゴム材料や、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、オレフィン系、スチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられるが、中でも天然ゴム、ブチルゴム、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーが好ましい。
ガスケット3の構成材料として、上記材料を使用すると、本発明に係る双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾した際に、より摺動性が向上し円滑な操作が可能になる観点で好ましい。
本発明に係るプランジャ4は、主に、横断面が十文字状をなす部材で構成され、その先端側には、板部材41が一体的に形成されている。また、プランジャ4の基端には、板状(円盤状)のフランジ42が一体的に形成されている。このフランジ42に指等を掛けてプランジャ4を操作する。
また、プランジャ4の先端部には、ガスケット3の嵌入部31に挿入、嵌合されるきのこ状のヘッド部(連結部)43が形成されている。なお、プランジャ4のガスケット3に対する固定方法は、嵌合に代わり、例えば、カシメ、融着、接着剤による接着、螺合等の方法が挙げられる。図1では、嵌合によりガスケット3とプランジャ4とを接続しており、図2ではネジ式で螺合して接続している。より詳細には、図5、6において、プランジャ取付部54は、ガスケット本体部55の内部において基端から先端部付近まで延びる略円柱状の凹部となっており、凹部側面には、プランジャの先端部に形成された螺合部と螺合可能な螺合部58が設けられている。凹部の先端面は、ほぼ平坦に形成されている。
本発明に係るプランジャ4の構成材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ-(4-メチルペンテン-1)、ポリカーボネート、アクリル樹脂、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリアミド(例えば、ナイロン6、ナイロン6・6、ナイロン6・10、ナイロン12)が挙げられるが、ポリプロピレンが最も好ましい。
本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジに使用できる薬液としては、血液、ブドウ糖等の糖質注射液、塩化ナトリウムや乳酸カリウム等の電解質補正用注射液、ビタミン剤、ワクチン、抗生物質注射液、造影剤、ステロイド剤、蛋白質分解酵素阻害剤、脂肪乳剤、抗癌剤、麻酔薬、覚せい剤、麻薬のような各種薬液、あるいは、蒸留水、消毒薬、流動食、アルコール等の液体などが挙げられる。
本発明に係るシリンジ外筒の内壁は、双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されており、好ましくは当該ポリマーによりシリンジ外筒の内壁およびガスケットの表面に表面修飾されている。すなわち、本発明に係る前記シリンジ外筒の内壁の表面および/または前記ガスケットの表面に、双極性イオンを有するポリマーが直接または間接的に化学結合で固定化されている。オリゴエチレングリコール鎖で表面修飾された表面はタンパク質吸着をほぼ完全に防止することができると解されており(Ostuni, E., Chapman, R.G., Holmlin, R.E., Takayama, S.,Whitesides, G.M.: A Survey of Structure-Property Relationship of Surfaces that Resist the Adsorption of Protein. Langmuir (2001), 17(18), 5605-5620))、その理由としては、溶液中でのオリゴエチレングリコール鎖中のエーテル部への水素結合による水和、およびオリゴエチレングリコール鎖が昆布のようにふらふら漂っていることによる立体的斥力の寄与(排除体積効果)でタンパク質の吸着を阻害していると考えられている。したがって、本発明では、上記の2つの効果に加えて、さらにイオン性の水和を期待することができ、より高いタンパク非吸着能、薬剤非吸着能を有する双極性イオンを有するポリマーを表面修飾するものであり、これにより長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着をより起こりにくくする。その上本発明では、ガスケット部にも双極性イオンを有するポリマーを表面修飾することで、シリコンオイルを塗布した場合に比べて、より高い摺動性を備え円滑な操作が可能なプレフィルドシリンジ用シリンジを提供することができる。さらに、双極性イオンを有するポリマーの種類や表面密度をより厳密にコントロールすることで、長期間低分子の薬剤吸着やタンパク吸着がより起こりにくく、かつ高い摺動性を備えたプレフィルドシリンジ用シリンジを提供することが可能となる。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーは、アニオン性イオンとカチオン性イオンとが隣接しない位置で共存するベタイン構造を備えたポリマーであれば良く(アニオン性イオンとカチオン性イオンとを共存して備えるため双極性イオンと称している。)、当該ベタイン構造としては、アニオン性イオン部分とカチオン性部分が連結基を介して化学結合していることが好ましい。前記アニオン性イオン部分としては、例えば、カルボン酸イオン(-COO-)、硫酸イオン(-OSO3
-)、スルホン酸イオン(-SO3
-)が挙げられ、前記カチオン性イオン部分としては、例えば、第4級アンモニウムイオン(-N(Rx)(Ry)2
+:Rxは炭素数1~6個のアルキレン基であり、Ryはそれぞれ独立して水素原子以外の置換基であり、好ましくは、炭素数1~6個のアルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基である)が挙げられる。また、連結基としては炭素数1~6個のアルキレン基が好ましい。
また、本発明に係る双極性イオンを有するポリマーは、以下の化学式(1)~(4)のからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
「上記式中、Xa、Ya、およびZaは、それぞれ独立であり、前記Xaは、水素原子またはメチル基であることが好ましく、前記Yaは-C(O)O-、または-C(O)NH-であることが好ましく、前記Zaは、-OH基、-SH基、または-Si(OR)3であることが好ましく、ここでRは、水素原子、メチル基、およびエチル基からなる群から選択される少なくとも一つの基が好ましく、前記Xaは、メチル基であることがより好ましく、前記Yaは-C(O)O-であることがより好ましく、前記Zaは、-SH基であることが好ましく、ここでRaは、ベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は以下の一般式1であることが好ましく、
上記一般式1中において、A1およびA2はそれぞれ独立であって、
A1が第4級アンモニウムイオン(-(Rx)-N(Ry)2(Rz)-)+であることが好ましく、この際、当該Rxは炭素数1~6個のアルキレン基であり、当該Ryはそれぞれ独立して、炭素数1~6個のアルキル基であり、当該Rzは連結基と結合する単結合の結合手であり、
A2がカルボン酸イオン(-COO-)、リン酸イオン(-OPO3 2-)、硫酸イオン(-OSO3 -)、およびスルホン酸イオン(-SO3 -)からなる群から選択される一つであることが好ましく、
Lは炭素数1~6のアルキレン基であることが好ましく、
重合度であるkおよびlはそれぞれ独立であって、
kは、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、lは、1~18の整数が好ましく、6~12の整数がより好ましく、
前記Raは、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがより好ましく、下記化学式(A):
A1が第4級アンモニウムイオン(-(Rx)-N(Ry)2(Rz)-)+であることが好ましく、この際、当該Rxは炭素数1~6個のアルキレン基であり、当該Ryはそれぞれ独立して、炭素数1~6個のアルキル基であり、当該Rzは連結基と結合する単結合の結合手であり、
A2がカルボン酸イオン(-COO-)、リン酸イオン(-OPO3 2-)、硫酸イオン(-OSO3 -)、およびスルホン酸イオン(-SO3 -)からなる群から選択される一つであることが好ましく、
Lは炭素数1~6のアルキレン基であることが好ましく、
重合度であるkおよびlはそれぞれ独立であって、
kは、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、lは、1~18の整数が好ましく、6~12の整数がより好ましく、
前記Raは、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがより好ましく、下記化学式(A):
または下記化学式(B):
のいずれかであることが特に好ましい。」
「上記式中、X1、X2、Y1、およびY2はそれぞれ独立であり、前記X1および前記X2は、水素原子またはメチル基であって、前記Y1および前記Y2は、-C(O)O-、または-C(O)NH-であり、
重合度であるn1およびn2はそれぞれ独立であって、n1は、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、
n2は、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、
また、前記R1およびR2は、ベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は上記一般式1であることがより好ましく、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがさらに好ましく、下記化学式(A):
重合度であるn1およびn2はそれぞれ独立であって、n1は、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、
n2は、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、
また、前記R1およびR2は、ベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は上記一般式1であることがより好ましく、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがさらに好ましく、下記化学式(A):
または下記化学式(B):
のいずれかであることが特に好ましい。」
「上記式中、X3およびY3はそれぞれ独立であり、前記X3は、水素原子またはメチル基であって、前記Y3は、-C(O)O-、または-C(O)NH-であり、
重合度であるn1は、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、
また、前記R3は、ベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は上記一般式1であることがより好ましく、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがさらに好ましく、下記化学式(A):
重合度であるn1は、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、
また、前記R3は、ベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は上記一般式1であることがより好ましく、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがさらに好ましく、下記化学式(A):
または下記化学式(B):
のいずれかであることが特に好ましい。」
「上記式中、Xb、Yb、およびZbはそれぞれ独立であり、前記Xbは、水素原子またはメチル基であることが好ましく、前記Ybは-C(O)O-、または-C(O)NH-であることが好ましく、前記Zbは、-OH基、-SH基、または-Si(OR)3であることが好ましく、ここでRは、水素原子、メチル基、エチル基からなる群から選択される少なくとも一つの基であることが好ましく、
前記Xbはメチル基であることが好ましく、前記Ybは-C(O)O-であることが好ましく、前記Zbは、-SH基であることが好ましく、
ここでRbはベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は上記一般式1であることがより好ましく、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがさらに好ましく
重合度であるaおよびcは、それぞれ独立であって、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、また、Rbは、下記化学式(A):
前記Xbはメチル基であることが好ましく、前記Ybは-C(O)O-であることが好ましく、前記Zbは、-SH基であることが好ましく、
ここでRbはベタイン基であることが好ましく、当該ベタイン基は上記一般式1であることがより好ましく、スルホベタイン基またはカルボキシベタイン基であることがさらに好ましく
重合度であるaおよびcは、それぞれ独立であって、1~100,000の整数が好ましく、1,000~35,000の整数がより好ましく、また、Rbは、下記化学式(A):
または下記化学式(B):
のいずれかであることが特に好ましい。」
なお、本発明に係る炭素数1~6個のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、sec-ブチレン、tert-ブチレン、ペンチレン、iso-ペンチレン、へキシレンなどが挙げられる。本発明に係る炭素数1~6個のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、1,3-ジメチルブチル基、1-イソプロピルプロピル基等が挙げられる。
なお、本発明に係る炭素数1~6個のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、sec-ブチレン、tert-ブチレン、ペンチレン、iso-ペンチレン、へキシレンなどが挙げられる。本発明に係る炭素数1~6個のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、1,3-ジメチルブチル基、1-イソプロピルプロピル基等が挙げられる。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーは、化学式(1)および化学式(4)で示される双極性イオンを有するポリマーがより好ましく、末端にカルボキシル基が結合したカルボキシベタインがさらに好ましい。特にカルボキシベタインが好ましい理由としては、他のベタインと比べて水のクラスター構造を破壊しにくく、よりマイルドな水和が起きていることにより、さらに良好なタンパク非吸着性、ならびに薬剤非吸着性を実現することが可能であることによる。
本発明における「シリンジ外筒の内壁表面(および/またはガスケット表面)が、双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されている」ということは、シリンジ外筒の内壁表面(および/またはガスケット表面)に、上記化学式(1)~(4)に記載のポリマーが、当該表面に直接または後述するプライマー層に直接化学結合または固定化されており、実質的に上記化学式(1)~(4)に記載のポリマー残基が(および/またはガスケット表面)に存在していることをいう。また、前記ガスケット表面とは、ガスケット表面のうちガスケットの先端に位置する加圧面と、ガスケット表面のうち前記シリンジ外筒の内壁と接するガスケット側面と、をいう。
そのため、上記化学式(1)においては、当該ポリマー末端のZaがガスケットの表面やシリンジ外筒の内壁表面に直接または後述するプライマー層に直接化学結合される部位であり、上記化学式(2)および(3)においては、カテコール構造のベンゼン環に結合したOH基のいずれか1つが化学結合される部位であり、4つ全てのOH基がシリンジ外筒の内壁表面に直接または後述するプライマー層に直接化学結合されていることが好ましい。また、上記化学式(4)においては、当該ポリマー末端のZb基が化学結合される部位である。
これにより、溶液中において運動性のあるポリマー鎖をガスケットの表面および/またはシリンジ外筒の内壁表面に固定化することができるため、立体的反発により薬剤吸着やタンパク吸着を抑制・防止することができるだけでなく、本発明のポリマーにおける双極性イオンを薬液と接触する表面に局在化できるため、当該双極性イオンがプロトンのアクセプター性の官能基として作用することも可能になり(分子間水素結合)、タンパク吸着を効果的に抑制・防止できると考えられる。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーの分子量(数平均分子量)は、200~2,000,000であることが好ましく、20,000~1,000,000がより好ましく、200,000~800,000が特に好ましい。
双極性イオンを有するポリマーの分子量が20,000~80,000の範囲であると低分子の薬剤吸着やタンパク吸着の観点で好ましい。
また、双極性イオンを有するポリマーの分子量が200,000~800,000の範囲であると高い摺動性、円滑な操作性の観点で好ましい。
尚、数平均分子量の測定方法は、GPC、光散乱法、粘度測定法、質量分析法(TOFMASSなど)が挙げられ、本発明に係る双極性イオンを有するポリマーは、GPC(装置名:Waters 2695 Separation Module)により数平均分子量を測定している。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーが、シリンジ外筒の内壁表面やガスケットの表面に固定化する場合、ガスケットの表面またはシリンジ外筒の内壁表面に当該ポリマーを直接固定化、または間接的に固定化してもよく、間接的に固定する場合、ガスケットの表面および/またはシリンジ外筒の内壁表面にプライマー層を形成してもよい。
本発明に係るプライマー層としては、使用するガスケットの材料およびシリンジ外筒の材料に応じて適宜選択されるものであるが、カップリング剤、ポリリシン溶液、Ti薄膜、シリコン薄膜、およびAu薄膜をガスケットの表面および/またはシリンジ外筒の内壁表面に被覆したものが好ましい。
前記Ti薄膜、TiO2薄膜、シリコン薄膜、酸化シリコン薄膜、およびAu薄膜を、ガスケットの表面および/またはシリンジ外筒の内壁表面に形成する方法としては、いかなる方法でも良いが、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子ビームエピタキシー(MBE)法などの物理気相成長法あるいはプラズマ重合などの化学気相蒸着(CVD)法、電気めっき法、無電解めっき法等によって行うことができる。また、カップリング剤を使用する場合は、溶液プロセスによる成膜により行われる。すなわち、当該カップリング剤を溶解させることができる溶媒中に溶解させ、その溶液を用いて成膜する方法をさす。具体的には、キャスト法、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング(浸漬)コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、インクジェット法、スピンコート法、ラングミュア-ブロジェット(Langmuir-Blodgett)(LB)法などの通常の方法を用いることができる。
また、必要によりプライマー層を形成する前に、公知の前処理を行ってもよく、特にガスケットの材料およびシリンジ外筒の材料として合成樹脂を採用する場合は、その表面をプラズマ処理及びDUV(DeepUV、遠赤外)照射処理してもよい。
当該プライマー層の厚さは、0.001~1μmが好ましく、0.002~0.2μmがより好ましい。
プライマー層の厚さが0.002~0.2μmの範囲であると耐剥離性の観点で好ましい。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたシリンジ外筒の内壁と水との接触角は、例えば0~90°が好ましく、0~30°がより好ましい。
接触角が0~30°の範囲であれば、親水性表面となりタンパク質の吸着を抑制・防止する観点で好ましい。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたガスケットの先端に位置する加圧面と水との接触角は、例えば0~90°が好ましく、0~30°がより好ましい。
接触角が0~30°の範囲であれば、親水性表面となりタンパク質の吸着を抑制・防止する観点で好ましい。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたシリンジ外筒の内壁と接するガスケット側面と水との接触角は、例えば0~90°が好ましく、0~30°がより好ましい。
接触角が0~30°の範囲であれば、親水性表面となりタンパク質の吸着を抑制・防止する観点で好ましい。
本発明の接触角の測定は、公知の方法や装置を使用することができ、本発明では協和界面科学株式会社製の接触角計(DM301)を使用して測定している。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーの単位面積当たり表面修飾の量(密度)は、修飾する箇所によって適宜選択されるものであり、シリンジ外筒の内壁上に表面修飾される場合は、単位面積当たり双極性イオンを有するポリマー密度が、0.5μg~5mg/cm2であることが好ましく、1μg~100μg/cm2であることがより好ましい。
シリンジ外筒の内壁は、プレフィルドシリンジ用シリンジでは薬液の薬剤やタンパク質などの吸着を抑制・防止するものであり、かつガスケットと直接接するためガスケットの摺動性にも影響が生じるためポリマー密度が、2μg~50μg/cm2であることが好ましい。
また、ガスケット表面のうちガスケットの先端に位置する加圧面上に表面修飾される場合は、単位面積当たり双極性イオンを有するポリマー密度が、0.5μg~5mg/cm2であることが好ましく、1μg~100μg/cm2であることがより好ましい。
ガスケット表面のうちガスケットの先端に位置する加圧面は、シリンジ外筒の内壁と接触しないため、主に薬液の薬剤やタンパク質などの吸着を抑制・防止するものであるため、ポリマー密度が、2μg~50μg/cm2であることが好ましい。
さらに、ガスケット表面のうち前記シリンジ外筒の内壁と接するガスケット側面上に表面修飾される場合は、単位面積当たり双極性イオンを有するポリマー密度が、0.5μg~100mg/cm2であることが好ましく、10μg~50mg/cm2であることがより好ましい。
ガスケット側面は、主に薬液との接触がなく、主にシリンジ外筒の内壁と直接接する箇所であるため、シリンジ外筒に対するガスケットの摺動性にも影響が生じるためポリマー密度が、50μg~25mg/cm2であることが好ましい。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーは、「前記シリンジ外筒の内壁上に表面修飾される双極性イオンを有するポリマーの分子鎖長(a)」≦「前記ガスケット表面のうち前記ガスケットの先端に位置する加圧面上に表面修飾される双極性イオンを有するポリマーの分子鎖長(b)」≦「前記ガスケット表面のうち前記シリンジ外筒の内壁と接するガスケット側面上に表面修飾される双極性イオンを有するポリマーの分子鎖長(c)」の順の長さであることが好ましい。
本発明に係る双極性イオンを有するポリマーにおいて、前記分子鎖長(a)、(b)、(c)が、下記式:
で示されるが、特に(a)=(b)<(c)を満たす場合、タンパク非吸着、薬剤非吸着と摺動性向上の両立の観点で最も好ましい。
以下、本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジの好ましい実施形態を表面修飾方法と併せて説明する。公知の方法でそれぞれ製造しておいたシリンジ外筒、プランジャ、ガスケットを用意する。
図1、図2、および図5において、シリンジ外筒の内壁上に表面修飾される双極性イオンを有するポリマーの分子鎖長(a)、ガスケット表面のうち前記ガスケットの先端に位置する加圧面上に表面修飾される双極性イオンを有するポリマーの分子鎖長(b)、前記ガスケット表面のうち前記シリンジ外筒の内壁と接するガスケット側面上に表面修飾される双極性イオンを有するポリマーの分子鎖長(c)の関係を示している。
(シリンジ外筒の第1の好ましい表面修飾方法)
シリンジ外筒がガラス製の場合は、NaOH溶液に1晩浸漬し蒸留水で洗浄した後、UV照射を行い、エタノールおよび蒸留水で洗浄し、窒素ガスで乾燥した後、公知のシランカップリング剤(例えば、下記の化学式(5)を含むエタノール溶液)をシリンジ外筒の内壁に塗布する。次いで減圧下で所定温度(100℃)にシランカップリング剤を塗布したシリンジ外筒を加熱する。さらに、CuBr、2,2’‐ビピリジン、および下記の化学式(6)のSBMA、または下記の化学式(7)のCBMAを水とメタノール溶媒に添加した溶液をシリンジ外筒の内壁に塗布して原子移動ラジカル重合を行う。
シリンジ外筒がガラス製の場合は、NaOH溶液に1晩浸漬し蒸留水で洗浄した後、UV照射を行い、エタノールおよび蒸留水で洗浄し、窒素ガスで乾燥した後、公知のシランカップリング剤(例えば、下記の化学式(5)を含むエタノール溶液)をシリンジ外筒の内壁に塗布する。次いで減圧下で所定温度(100℃)にシランカップリング剤を塗布したシリンジ外筒を加熱する。さらに、CuBr、2,2’‐ビピリジン、および下記の化学式(6)のSBMA、または下記の化学式(7)のCBMAを水とメタノール溶媒に添加した溶液をシリンジ外筒の内壁に塗布して原子移動ラジカル重合を行う。
当該シリンジ外筒が合成樹脂の場合は、シランカップリング剤(例えば、上記の化学式(5)を含むエタノール溶液)を塗布する前に、表面をプラズマ処理する以外は前記の工程と同様である。
かかる操作により、図7で示す双極性イオンを有するポリマー(化学式(1))により表面修飾されたシリンジ外筒を製造することができる。かかる製造方法を詳細に示す参考文献としては、Zheng Zhang, et.al., Surperlow Fouling Sulfobetaine and Carboxybetaine Polymers on Glass Slides. Langmuir (2006), 22, 10072-10077が参照される。
(シリンジ外筒の第2の好ましい表面修飾方法)
下記の反応式(1)および(2)で得られた化学式(2)および/または化学式(3)の双極性イオンを有するポリマーを溶媒(水およびTHF)に添加した溶液を調製した後、CVD法により内壁が酸化チタン薄膜(20μm)で被覆されたシリンジ外筒の当該内壁に当該溶液を塗布して乾燥することで、図8で示すDOPA末端の双極性イオンを有するポリマー(化学式(2、3))でコートすることにより表面修飾(固定化)されたシリンジ外筒を製造することができる(図8参照)。
下記の反応式(1)および(2)で得られた化学式(2)および/または化学式(3)の双極性イオンを有するポリマーを溶媒(水およびTHF)に添加した溶液を調製した後、CVD法により内壁が酸化チタン薄膜(20μm)で被覆されたシリンジ外筒の当該内壁に当該溶液を塗布して乾燥することで、図8で示すDOPA末端の双極性イオンを有するポリマー(化学式(2、3))でコートすることにより表面修飾(固定化)されたシリンジ外筒を製造することができる(図8参照)。
なお、上記反応式(1)および(2)において、NHSはN-ヒドロキシスクシンイミド、TBDMSはt-ブチル クロロジメチルシラン、DCCはジシクロヘキシルカルボジイミド、TBAFはテトラブチルアンモニウムフルオライド、DIEAはN,N-ジイソプロピルエチルアミンの略語である。
かかる製造方法を詳細に示す参考文献としては、Langmuir 2005,21,640-646,TiO2 (20nm) by physical vapor deposition using reactive magnetron sputtering(PSI,Villigen,Switzerland)が参照される。
(ガスケットの第1の好ましい表面修飾方法)
NaOH溶液にガスケットを1晩浸漬し蒸留水で洗浄した後、UV照射を行い、エタノールおよび蒸留水で洗浄、窒素ガスで乾燥し、ガスケット表面をプラズマ処理した後、公知のシランカップリング剤(例えば、上記の化学式(5)を含むエタノール溶液)をガスケット表面に塗布する。次いで減圧下で所定温度(100℃)にシランカップリング剤を塗布したガスケットを加熱する。さらに、CuBr、2,2’-ビピリジン、および上記の化学式(6)のSBMA、または上記の化学式(7)のCBMAを水とメタノール溶媒に添加した溶液をガスケットの表面に塗布して原子移動ラジカル重合を行う。かかる操作により、図7で示す双極性イオンを有するポリマー(化学式(1))により表面修飾されたガスケットを製造することができる。かかる製造方法を詳細に示す文献としては、上記と同様である。
NaOH溶液にガスケットを1晩浸漬し蒸留水で洗浄した後、UV照射を行い、エタノールおよび蒸留水で洗浄、窒素ガスで乾燥し、ガスケット表面をプラズマ処理した後、公知のシランカップリング剤(例えば、上記の化学式(5)を含むエタノール溶液)をガスケット表面に塗布する。次いで減圧下で所定温度(100℃)にシランカップリング剤を塗布したガスケットを加熱する。さらに、CuBr、2,2’-ビピリジン、および上記の化学式(6)のSBMA、または上記の化学式(7)のCBMAを水とメタノール溶媒に添加した溶液をガスケットの表面に塗布して原子移動ラジカル重合を行う。かかる操作により、図7で示す双極性イオンを有するポリマー(化学式(1))により表面修飾されたガスケットを製造することができる。かかる製造方法を詳細に示す文献としては、上記と同様である。
(ガスケットの第2の好ましい表面修飾方法)
上記の反応式(1)および(2)で得られた化学式(2)および/または化学式(3)の双極性イオンを有するポリマーを溶媒(水およびTHF)に添加した溶液を調製した後、CVD法により表面が酸化チタン薄膜で被覆されたガスケットの表面に当該溶液を塗布して乾燥することで、図8で示す双極性イオンを有するポリマー(化学式(2、3))により表面修飾されたガスケットを製造することができる。かかる製造方法を詳細に示す文献としては、上記と同様である。
上記の反応式(1)および(2)で得られた化学式(2)および/または化学式(3)の双極性イオンを有するポリマーを溶媒(水およびTHF)に添加した溶液を調製した後、CVD法により表面が酸化チタン薄膜で被覆されたガスケットの表面に当該溶液を塗布して乾燥することで、図8で示す双極性イオンを有するポリマー(化学式(2、3))により表面修飾されたガスケットを製造することができる。かかる製造方法を詳細に示す文献としては、上記と同様である。
(ガスケットの第3の好ましい表面修飾方法)
下記化学式(8)のω-メルカプトウンデシル-ブロモイソブチレートを溶媒(エタノール)に添加した溶液を調製した後、CVD法により表面が金薄膜で被覆されたガスケットの当該表面に当該溶液を塗布して乾燥した後CuBr、2,2’-ビピリジン、および上記の化学式(6)のSBMA、または上記の化学式(7)のCBMAを水とメタノール溶媒に添加した溶液をガスケットの表面に塗布して原子移動ラジカル重合を行う。
下記化学式(8)のω-メルカプトウンデシル-ブロモイソブチレートを溶媒(エタノール)に添加した溶液を調製した後、CVD法により表面が金薄膜で被覆されたガスケットの当該表面に当該溶液を塗布して乾燥した後CuBr、2,2’-ビピリジン、および上記の化学式(6)のSBMA、または上記の化学式(7)のCBMAを水とメタノール溶媒に添加した溶液をガスケットの表面に塗布して原子移動ラジカル重合を行う。
かかる操作により、図9で示す双極性イオンを有するポリマー(化学式(4))により表面修飾されたガスケットを製造することができる。かかる製造方法を詳細に示す文献としては、Zheng Zhang, et.al., Blood compatibility of surfaces with superlow protein adsorption. Biomaterials 29(2008),4285-4291が参照される。
また、本発明の範囲には、上記3つの参考文献を全て包含するものである。
本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジにおいて、前記分子鎖長(a)、(b)、(c)は、下記式:
を満たすことが好ましく、特に(a)=(b)<(c)を満たす場合、タンパク非吸着、薬剤非吸着と摺動性向上の両立の観点で最も好ましい。このように、本発明に係るプレフィルドシリンジ用シリンジにおいて、シリンジ外筒内壁表面と、ガスケットの加圧面と、ガスケット側面とに、異なる鎖長の双極性イオンを有するポリマーを表面修飾する方法としては、シリンジ外筒内壁表面(a)とガスケット(b)、(c)は別々に処理を行う。具体的には、シリンジ外筒の内壁表面(a)の鎖長は均一で良いため、必要によりシリンジ外筒の内壁表面を酸で洗浄またはプラズマ処理などの前処理を行った後、所望の表面処理する双極性イオンを有するポリマーによって上述した方法で適宜金属薄膜を形成し、双極性イオンを有するポリマーを表面処理する。また、ガスケット側面(b)とガスケットのテーパー部表面(c)とで鎖長が同じ場合も、(b)および(c)の鎖長は均一で良いため、同様に必要により前処理を行った後、所望の表面処理する双極性イオンを有するポリマーによって上述した方法で適宜金属薄膜を形成し、双極性イオンを有するポリマーを表面処理する。
ガスケット側面(b)とガスケットのテーパー部表面(c)とで鎖長を変える方法は、例えば、化学式(2)および(3)のように直接双極性イオンを有するポリマーを表面に固定化する場合は、必要により上記した前処理を行った後、予め鎖長の違うポリマーを用意し、まず、ガスケット側面またはガスケットのテーパー部表面のいずれか一方の面をレジスト樹脂などでマスクして、他方に双極性イオンを有するポリマーを固定化した後、当該マスクを除去して当該鎖長の違うポリマーを固定化する。また、表面からCBMAやSBMAをグラフト重合させる場合にも、同様に、片方をマスクして、順次グラフト重合を行うことでガスケット側面(b)とガスケットのテーパー部表面(c)とで鎖長を変えることが可能である。
(タンパク質吸着の評価方法)
上記方法で得られた、双極性イオンを有するポリマーが表面修飾されたガスケットおよびシリンジ外筒について、タンパク質吸着の評価方法を以下簡単に説明する。双極性イオンを有するポリマーが表面修飾されたガスケットおよびシリンジ外筒表面にタンパク質吸着がされているか否かは、公知の測定方法、例えば赤外分光法、ESCA、接触角測定、表面プラズモン共鳴角測定など挙げられる。溶液中で当該表面をin situで観測できる観点から表面プラズモン共鳴角測定によりタンパク質吸着を測定することが好ましい。
上記方法で得られた、双極性イオンを有するポリマーが表面修飾されたガスケットおよびシリンジ外筒について、タンパク質吸着の評価方法を以下簡単に説明する。双極性イオンを有するポリマーが表面修飾されたガスケットおよびシリンジ外筒表面にタンパク質吸着がされているか否かは、公知の測定方法、例えば赤外分光法、ESCA、接触角測定、表面プラズモン共鳴角測定など挙げられる。溶液中で当該表面をin situで観測できる観点から表面プラズモン共鳴角測定によりタンパク質吸着を測定することが好ましい。
例えば、本発明に係る双極性イオンを有するポリマーが表面修飾されたシリンジ外筒内およびガスケット表面を、リン酸緩衝溶液および蒸留水などで洗浄して乾燥して、当該シリンジ外筒表面の一部およびガスケット表面の一部を所定の大きさに切り出しチップ状断片とする。次いで、当該断片を表面プラズモン共鳴角装置にセットし、フローセルをリン酸緩衝溶液(生理条件など)で満たした後、フィブリノーゲン、リゾチームなどの公知のタンパク質を含む溶液(0.1~100mg/mL)をアナライトとして流し、共鳴角の変化を観測する。
Claims (5)
- 先端にガスケットが取り付けられたプランジャと、
前記プランジャを内部で摺動可能に収容するシリンジ外筒と、を有するプレフィルドシリンジ用シリンジであって、
前記シリンジ外筒の内壁が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されたことを特徴とする、プレフィルドシリンジ用シリンジ。 - 前記ガスケットの表面が双極性イオンを有するポリマーにより表面修飾されている、請求項1に記載のプレフィルドシリンジ用シリンジ。
- 前記双極性イオンを有するポリマーは以下の化学式(1)~(4):
重合度であるlおよびkはそれぞれ独立であって、lは、1~18の整数であり、kは、1~100,000の整数であり、
前記Raは、下記一般式1で示されるベタイン基である:
A1が第4級アンモニウムイオン(-(Rx)-N(Ry)2(Rz)-)+であり、この際、当該Rxは炭素数1~6個のアルキレン基であり、当該Ryはそれぞれ独立して、炭素数1~6個のアルキル基であり、当該Rzは連結基と結合する単結合の結合手であり、
A2がカルボン酸イオン(-COO-)、リン酸イオン(-OPO3 2-)、硫酸イオン(-OSO3 -)、およびスルホン酸イオン(-SO3 -)からなる群から選択される一つであり、
Lは炭素数1~6のアルキレン基である。」
重合度であるn1およびn2はそれぞれ独立であって、n1は、1~100,000の整数であり、n2は、1~100,000の整数であり、
また、前記R1およびR2は、それぞれ独立して、上記一般式1で示されるベタイン基である。」
重合度であるn1は、1~100,000の整数であり、
また、前記R3は、上記一般式1で示されるベタイン基である。」
重合度であるaおよびcは、それぞれ独立であって、aは1~100,000の整数であり、cは1~18の整数であり、
また、Rbは、上記一般式1で示されるベタイン基である」
からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項1~3のいずれか1項に記載のプレフィルドシリンジ用シリンジ。
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