薬物送達デバイスおよび容器の試験
シリンジ、カートリッジ、バイアルの試験ガイド
医薬品に対する世界的な需要は、慢性疾患の発生率の上昇、高齢化社会、将来のパンデミックの脅威により増加しています。患者と医師は、薬物送達容器が欠陥がなく、輸送および使用を通じて医薬品を確実に保護できることを期待しています。不具合は患者に深刻なリスクをもたらすか、大量の必要な供給品の廃棄につながる可能性があります。これらの理由から、薬物送達容器およびデバイスは、意図したとおりに機能することを保証するため、世界的な規制機関によって施行される厳格な評価が必要です。さまざまな状況下で医薬品を保管および送達するために設計された複数のタイプの薬物容器が存在します。このページでは、さまざまな容器を区別し、それぞれに関連する独自の試験目的と課題を特定します。その他の生物医学的用途の詳細については、生物医学産業のページをご覧ください。
注射器試験
さまざまな環境でさまざまな薬物を送達する役割を担っているため、シリンジはいくつかの種類で製造されています。ガラス製シリンジが市場の最大の割合を占め、プラスチック製がそれに続き、ステンレス鋼製シリンジの市場は小規模です。本質的にシンプルであるにもかかわらず、これらの製品は容器と薬物送達デバイスの両方として機能するため、製造時には何百もの設計上の考慮事項があります。機械的試験は、これらの多くに対処し、製造業者が最適な性能を達成し、生産品質を維持するのを支援することを目的としています。
デバイスの使いやすさは、最も重要な設計上の考慮事項の1つです。シリンジの場合、これはプランジャーを使用して液体を分注する容易さを意味します。最適な性能を達成するには、バレルの幾何公差、内面粗さ、シリコン化プロセス、プランジャーストッパーの形状などの変更が必要になる場合があります。製造業者は、すべての設計決定を検証および評価するために、研究開発プロセス中に機械的試験に依存する必要があります。
もう1つの重要な考慮事項は、デバイスの閉鎖および安全機構です。一部のガラス針は、バレルの円錐部に埋め込まれたステーク針を備えており、針シールドが必要ですが、ほとんどのシリンジは、ルアー接続を使用してキャップと別の針を取り付けます。安全機構は、ユーザーの操作に応じて、能動的または受動的に分類できます。能動的安全機構では、露出した針の上にシールドを配置するなど、オペレーターによる明確な動作が必要です。受動的機構は通常、スプリングを使用して、使用後に針を隠したり覆ったりして、鋭利物による負傷を防ぎます。どちらのタイプの機構でも、主な試験上の課題の1つはアライメントです。同心度の誤差は、測定の力とトルクの値に影響を与える可能性があります。自己センタリンググリップはこれらの用途に理想的であり、オペレーターエラーの機会を排除します。
プレフィルドガラスシリンジとカートリッジの両方を、自動薬物送達デバイスに直接配置できます。これらのデバイスは、患者がボタンを押すか針シールドを作動させた後、機械的に薬物送達を開始するように設計されています。作動中、装填されたスプリングが容器上のプランジャーを押し下げ、液体を分注します。自動薬物送達デバイスは患者にとっての使いやすさを劇的に向上させますが、多くのサブコンポーネントと機能の評価を必要とする設計上の複雑さも伴います。多くのお客様は、排出量や針の挿入深さなど、それぞれ異なる評価用に指定された複数の試験システムでこれらに対処しています。製造業者は、必要なすべての機能試験を実行するために単一のターンキーソリューションを利用することで、処理能力を向上させ、オペレーターの影響を低減し、試験ワークフローを簡素化できます。
プラスチック製シリンジ、ガラス製シリンジ、オートインジェクター、ペン型注入器の試験ソリューション
カートリッジ試験
カートリッジは、オートインジェクター、ペンインジェクター、ウェアラブルを含む自動薬物送達システム内で最も一般的に使用されています。これらは、シリンジよりも製造が簡単で、保管効率を向上させるためにコンパクトであるという、製薬会社にとって独自の利点を提供します。また、設計もシンプルで、エラストマーシールとストッパーを備えたホウケイ酸ガラス容器で構成され、アルミニウムキャップで密閉されています。カートリッジは、医薬品を送達するために2つの外部機構に依存しています。プランジャーを作動させる手動または自動の動作と、医薬品を体内に送り込むための取り付け可能な針です。カートリッジに対するほとんどの試験は前者を評価し、液体を分注するために必要な力がデバイス内で達成できることを保証します。
シリンジと同様に、アライメントは再現性のある試験結果を達成するための主要な課題です。アライメントの懸念は、自己調整治具とワークスペースへのXY調整を行う機能を使用することで軽減できます。カートリッジの形状は、試験に必要な治具における重要な違いを示しています。フィンガーフランジがないため、すべてのグリップ力を容器の側面に適用する必要があります。クランプ力は、ガラス製の容器への損傷を防ぐために較正する必要があります。カートリッジの底部を支えるインサートを使用すると、横荷重の適用を制限し、試験の再現性を向上させることができます。
バイアル試験
バイアルは医薬品の保管容器であり、実際の薬物送達の一部ではありません。通常、ガラス容器、ゴムシール、アルミニウムクリンプキャップで構成されています。シリンジを使用してゴムシールに穴を開け、投与に必要な正確な用量を引き出します。バイアル製造業者にとって懸念されるのは、容器閉鎖完全性(CCI)です。これは、閉鎖が外部の微粒子による製品の汚染を防ぐことを検証するための一連の評価です。これらの試験自体は機械的な性質のものではなく、電気的または加圧された手段を使用して閉鎖完全性を判定します。
インストロンのシステムは、CCI性能に相関するエラストマーシールおよびクリンプ手順の主要な機械的パラメータを特定する実証的証拠を提供するのに役立ちます。残留シール力(RSF)は、実行される主要な試験の1つであり、バイアルとキャップの間の接触を維持するエラストマーシールの内部力を克服するために必要な力を決定します。この試験は、最終的にCCIに影響を与える可能性のある多くの変数を評価するために不可欠です。
- シーリングからの時間
- 保管温度
- 保管湿度
- ストッパー設計
- ストッパー材料
- クリンプ技術
RSF試験に関連する主な課題は、デバイスの適切なアライメントを確保することと、荷重変位曲線上のRSFポイントの評価です。多くのオペレーターは曲線上のポイントを手動で選択しますが、Bluehill Universal®ソフトウェアを使用すると、オペレーターは1次および2次導関数測定を追加でき、RSFに関連する変曲点の自動認識と選択が可能になります。
医師の使用とラベリングに関連する追加の試験が実施されます。インストロンのカスタム製品グループは、プラスチックキャップを取り外し、ラベルを剥がすための専用治具を設計しました。高温、低温、または変動する保管温度を通じて接着強度を維持できることを確認することが重要です。
効率と再現性の向上
製品の商業化に向けて進むにつれて、試験の量は必然的に増加します。効率と再現性は、量の増加によって影響を受ける可能性のある2つの重要なパラメータです。これに対処するために、プロセスフローを改善し、オペレーターエラーを削減するために利用できる多くのソリューションがあります。これらのソリューションには次のものが含まれます。
- 協働ロボット
- 自動XYステージ
- バーコーディング
- 自動試験片測定装置
- Bluehill Universalワークフロー
実際のシナリオ:たとえば、設計検証試験は製品承認を受ける前の最終段階ですが、年に数回しか発生しない場合があります。必要なすべての試験を完了し、文書化と分析を作成するための適切な人員をラボに確保することは課題となる可能性があります。自動化を利用することで、これらの課題に対処でき、オペレーターがシステムの前に立つ必要がなくなり、代わりに他の必要なタスクに同時に取り組むことができます。CT-6コボットのような自動化は、ラボの効率を最適化するのに役立ち、試験室管理者が作業負荷を適切に分散し、製品リリースに関連する厳しい期限を満たすことを可能にします。
