从预充针注射器到组合灌装

 
 
 

28-02-2019

“在制药行业与预灌装注射器相关的一次性灌装系统的讨论越来越多。”

预充针已成为首选输液方式,因为这种注射器不仅容易处理药物,而且能够提高剂量的准确性。此外,生物制药行业的持续繁荣也促进了预灌装注射器市场的发展。同时,其他种类的预灭菌包装也在兴起,这给制药公司带来了新的挑战。因此,机器制造商纷纷致力于提供新的、更灵活的解决方案——并获得开创性成果。

与传统包装相比,预充针注射器不仅更容易使用,剂量更精确,现代预灌装注射器的特点还在于能减少产品损耗,这也是在昂贵的生物制药行业的一个主要优势。这些高度个性化的产品,如用于治疗自身免疫疾病,是最好的液体药物形式使用注射器的示例。

工艺流程:高度自动化

随着制造业变得越来越自动化,操作人员的人工操作所带来的颗粒物造成的细菌污染将降到最低(图1)。

至此,全自动打开无菌注射器包装已成为新型灌装生产线的标准要求。此外,隔离器的使用变得越来越普遍,它持续地将无菌区域与其周围环境隔开。

过程控制(IPCs)也是进一步提高灌装过程质量的一个重要因素。目前的重点是确定灌装重量和监测胶塞的存在。将来,可能还会直接在灌装前对包材质量进行下列检查:硅胶密封是否完好?是否有安全盖?是否安装正确?如果不是,则可以在灌装过程前对存在问题的注射器进行分类,从而减少产品损耗。

高度自动化灌装机配有灵活机械手可以精确地从蜂巢中取出注射器。最终,单个注射器可以被送到综合检测站。此外,现在有方法可以检查注射器内的硅胶层的厚度和分布,从而确保胶塞能够平稳滑动,这是自助注射中的一个特别重要的因素。

在这种情况下,值得一提的是,越来越多的无硅化系统用于塑料注射器。也有报道称玻璃注射器使用无硅化塞子,这可能会为无硅化玻璃系统打开一扇大门。

图1:蜂巢西林瓶灌装

灌装和封合:多种方法

与预充针注射器相关的一次性灌装系统在制药行业的讨论越来越多。这种方法无需清洗和验证与产品接触的部件,减少了生物技术产品方面的成本。在这点上,蠕动泵重新开始普及,因为它们不接触灌装材料。这也大大提高了机器的可用性,因为不需要花费时间对机器进行在线清洗或灭菌(CIP/SIP)。

一旦灌装过程完成,通过加塞杆对注射器进行加塞。由于生物技术的繁荣,镀膜胶塞变得越来越普遍,但它们的镀层不太适合这一方法。真空加塞提供了另一种选择:在注射器内形成一个真空,将胶塞吸到合适的位置。尽管这种较为复杂的方法能够在一定程度上将胶塞送到位,但这种方法却不像插塞法那样精确。精确加塞的要求和理想的剩余气泡大小,将会影响到设备的产能。

新包装类型:正在兴起

预充针注射器的趋势不可阻挡。无数的新项目都是基于预充针注射器——不仅仅是小批量生产,还有高产生产线。但对制药公司来说,其他预灭菌包装类型虽然发展缓慢,但一定会从小众产品转变为具有吸引力的预灌装注射器的替代品。

由玻璃材质的包材制造商——同时也是塑料包材制造商们正在努力促进这一转变,例如开发预灭菌、即灌即用的西林瓶和卡式瓶。

这里最大的区别在于蜂巢(nest)系统和托盘(tray)系统:托盘特别适用于传统的散装灌装机,而蜂巢则通常适用于注射器灌装机器,包括自动打开包装袋和包装盒,尽管可能需要根据包装的几何形状、材料和结构进行一些调整(图2)。由此产生的大范围的包装方式的改变将使机器制造商和制药商面临重大挑战。在这点上,类似ISO标准化工作的倡议是需要提倡的,但目前仍然没有标准方法。

图2:完成蜂巢容器的组合灌装线

“在一台机器上可以灌装和封合的包装类型越多,对用户来说就越节省空间。新的组合机器可以实现灵活处理各种类型的包材。”

正在被深入讨论的另一方面是预灭菌包装类型的进料。虽然电子束长期以来一直是配合隔离器高速生产线的净化标准解决方案,但通常情况下,对于小生产线来说过大。目前正在探索的替代方案包括:

  • 与等离子体结合使用的隧道或气锁
  • 紫外光
  • 二氧化氮
  • 过氧化氢

但是,目前还没有一家公司确立自己的标准。只要使用一种合适的、全自动开袋器,并对袋子进行喷雾消毒,无菌传送是可以通过限制进入隔离系统(RABS)或隔离器应用来实现的。在这点上,为增加安全性而设计的双重袋包装变得越来越普遍。

在一台机器上可以灌装和封合的包装类型越多,对用户来说就越节省空间。由于新的组合机器能够灵活处理各种类型的包材,这种情况是可以实现的。

通过将灌装工位和轧盖工位集中在一个单元中,单独的轧盖机将不再被需要(图3)。此外,各种灌装系统的相互兼容性是新的灌装和封合机器的一个先决条件。在这点上,组合灌装工位具有可重新配置灌装系统的特点,以适应各种不同的灌装要求,而不占用更多的空间。该系统已经迅速证明了它们的价值。它们允许制药商根据各自的药物和包装类型调整灌装工艺,同时确保所有灌装系统都处于无菌区。

图3:用于灌装和加塞注射器、西林瓶和卡式瓶的组合机器

更高效、更个性化

考虑到生物制药的成本很高,高效的灌装方法便成为重中之重。关键是要把产品损耗降到最低,而最新的灌装技术几乎可以完全灌装。这里,最重要的是关注启动和清空过程步骤。在生产过程中,通过统计或100%过程控制,确保所有容器离开机器时都能得到所需的液体量。

鉴于产品的个性化是当前行业的趋势,更加针对客户的、灵活的解决方案也变得越来越重要。临床研究尤其需要在一个非常紧致的空间中尽可能地保持灵活,这可以通过将人工、部分或完全自动化过程和不同包装类型相结合来实现。在这点上,进料可以通过人工或半自动化实现,以便适合各种新的包装类型,尤其是与外包装相关的类型,另一方面灌装将会完全自动化。为了确保各个工作步骤能够适应未来的包装类型,建议使用机械手,例如将包装从一个工位送到下一个工位,甚至是用于灌装(图4)。在将来增加一个预留工位也是值得考虑的。

图4:全自动注射器灌装

全系列概念

制药商对他们的系统或产品线的期望可能会有很大的不同,这取决于他们各自的治疗领域、区域和公司规模。但他们都应尽可能地保护产品及其机器操作员。因此,新的灌装和封合机器通常具有高度自动化的特点,并配备了限制进入隔离系统(RABS)或隔离器。当在上游自动开包和自动开盒中使用限制进入隔离系统(RABS)或隔离器,并结合下游工序步骤如检验、拧杆和贴标时,其结果就是一个完整的灌封生产线,在不久的将来,这种情况不仅只针对预灌装注射器,还将应用于越来越多的其他预灭菌容器。