随着生物制药行业的快速发展，预充注射器（PFS）市场正迅速增长。然而，传统硅油和钨残留物对蛋白质药物稳定性和疗效构成挑战。Gerresheimer和Injecto合作推出了一种创新解决方案，开发了无硅油、无涂层、无钨的预充注射器，以减少蛋白质吸附和聚集，提高药物稳定性和疗效。
引言
随着生物制药行业的蓬勃发展，预充注射器（PFS）市场正迅速扩张。预计从2021年的66亿欧元增长至2028年的131亿欧元，年复合增长率达到10.7%。
在2019年，就有超过8800种注射药物在研发管线中，其中超过2500种是基于蛋白质的大分子药物。这些药物产品对初级包装的要求极高，需要精心规划以确保产品在其整个生命周期中的稳定性和疗效。
预充注射器的优势
预充注射器作为液体注射剂的包装和输送系统，具有多项显著优势：
- 患者安全性：减少了病原体暴露的风险。
- 剂量准确性：确保药物剂量的精确。
- 成本效益：简化了产品存储和给药所需的时间。
- 自我给药的便利性：便于患者自行给药。
硅油和钨的挑战
在生物制药领域，预充注射器作为药物的初级包装，其材料选择对药物的稳定性和疗效至关重要。玻璃是预充注射器最常用的材料，因其众多优势而广受欢迎，然而，硅化玻璃注射器会增加蛋白质损失，其中硅油和钨残留物是影响蛋白质药物稳定性的两个主要因素。
硅油的影响
硅化处理的玻璃注射器内壁通常使用硅油以减少摩擦，但研究表明，硅油会增加蛋白质的表面吸附能力，导致蛋白质形成不溶性聚集体，从而造成单体的丢失。
蛋白质在硅油表面结合时，可能形成异质成核点，导致蛋白质发生不可逆的构象变化，影响药物的治疗效果，并可能增加免疫原性反应的风险。
钨残留物的影响：
玻璃注射器针孔的制造过程中，可能使用含钨的针来形成针孔，这可能留下钨残留物。
钨残留物也是蛋白质聚集的一个已知来源，可能对药物的稳定性和安全性构成威胁。
创新解决方案
为了解决上述挑战，Gerresheimer（格雷斯海姆）和Injecto联合提出了一种创新解决方案，开发了无硅油、无涂层、无钨的预充注射器。
无硅油：
Gerresheimer提供的玻璃注射器不使用硅油进行硅化处理，从而减少了蛋白质吸附和聚集的风险。
无涂层：
Injecto开发的lubrigone TM柱塞采用特殊的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)配方，这种材料是生物相容的，无需额外涂层来抑制可能产生风险的可提取物"。
无钨：
注射器针孔的制造过程中使用陶瓷针替代传统的钨针，从而消除了钨残留物，进一步降低了蛋白质聚集的风险。
设计突破
Injecto通过复杂的建模和材料性能分析，确定了无需对容器或柱塞进行润滑即可解决存储和输送问题的设计特性。
- 材料特性：包括压缩永久变形、摩擦系数、应变和应力特性。
- 设计特性：设计了一个具有陡峭攻击角的密封元件，这减少了与容器壁的接触面积，与玻璃之间的低摩擦系数相结合，实现了容器封闭完整性与操作力之间的平衡。
- 内质减少系统：为了适应注射器内腔尺寸的全范围，开发了lubrigone专利的内部质量减少系统，减少了过度的外向力，提供了更均匀的力量分布。
- 精确注射成型：采用精确的注射成型技术，确保了柱塞的低公差，从而减少了整体公差累积。
结论
结合无硅油、无涂层、无钨的Gerresheimer RTF®玻璃注射器和Injecto的lubrigone3柱塞，为敏感药物产品提供了一种高质量的预充注射器解决方案。这种创新的包装方法不仅提高了药物的稳定性和疗效，还减少了对环境的影响，是未来生物制药包装的发展方向。
参考
- https://www.gerresheimer.com/en/home
- Krayukhina E et al, “Effects of Syringe Material and Silicone Oil Lubrication on the Stability of Pharmaceutical Proteins”. J Pharm Sci, 2015, Vol 104(2), pp 527–535.
- Jiang Y et al, “Tungsten-induced protein aggregation: solution behavior”. J Pharm Sci, 2009, Vol 98(12), pp 4695–4710.
- Liu W et al, “Root Cause Analysis of Tungsten-Induced Protein Aggregation in Pre-filled Syringes”. PDA J Pharm Sci Technol, 2010, Vol 64(1), pp 11-19.
