预灌封注射器（PFS）作为生物制剂肠外给药的首选方式，其性能在很大程度上依赖于精细的硅化工艺。本文介绍了注射器硅化工艺，其中，交联有机硅技术的应用，为硅油涂层提供了额外的稳定性和均匀性。
1. 介绍
预灌封注射器（PFS）是用于蛋白质治疗药物等生物制剂的肠外给药的优选方式。在PFS的应用中，确保注射器具备恰当的分离力和滑动力极为关键，而这背后的秘诀，就在于一个精细的制造工艺——“硅化”。
作为注射剂包装的理想润滑剂，有机硅基润滑剂因其极高的化学惰性和卓越的疏水性能而备受青睐。通过对注射器针筒内部喷涂、擦拭或浸涂一层薄薄的聚二甲基硅氧烷（PDMS）油或乳液，并经过“烘烤”过程，不仅使柱塞和塞子得以顺畅滑动，也显著减轻了注射时可能引起的疼痛，降低了对注射部位皮肤或周围组织造成损伤的风险。
玻璃材质因其稳定性和透明性，一直是注射器针筒的首选材料。然而，玻璃表面与药物活性成分（API）之间可能发生的相互作用，可能引发安全问题，影响API的有效性。
此时，硅化工艺的优势便凸显出来：
硅油润滑层不仅优化了注射器的功能，还在玻璃和原料药之间形成了一道屏障，有效防止了潜在的相互作用，确保了药品的稳定性和完整性。
在预灌封注射器的硅化过程中，常用的材料包括线性PDMS硅油（一种非反应性硅油）和Silbione™乳液（一种35%的PDMS油水非离子乳液），以及可反应的硅油液体。详细介绍见注射剂包装：聚二甲基硅氧烷（PDMS）的硅化
2. 注射器硅化技术
硅化操作由注射器制造商执行，通常采用高压空气雾化粘稠的硅油液体。这一过程可以通过固定针头或移动针头——即喷嘴潜水技术（nozzle diving），在注射器针筒内移动喷涂硅油来完成。
- 固定针技术指的是在硅化过程中，喷嘴固定在一个位置，不发生移动。
- 固定针技术适用于对注射器针筒内壁的特定区域进行硅油涂层，通常用于硅化过程的初步阶段，确保涂层的起始均匀性。然而，固定针可能无法为整个针筒内壁提供完全均匀的硅油分布。
- 喷嘴潜水技术是一种更为先进的硅化方法，其中喷嘴在硅化过程中沿着注射器针筒内部移动。这种技术可以提供更加均匀的硅油涂层，确保硅油喷涂的精确性和一致性，从而改善滑动力特性。
- 喷嘴潜水技术中，关键的工艺参数包括喷嘴喷射范围、喷嘴缩回速度、涂硅量以及空气对喷嘴的压力。这些参数的精确控制对于实现均匀的硅油分布至关重要。
随后的高温烘烤过程，用于固化硅油乳液或硅油液体。硅油作为玻璃预充填注射器（PFS）中的润滑剂，虽然有其优势，但也存在潜在的挑战。
3. 硅油应用的挑战
美国药典<1787>章指出，硅油颗粒被视为内在的，但同时强调了通过精心设计、控制和应用硅油，以实现与产品保质期相匹配的功能性的重要性。章节中还警告“ 蛋白质可能会被吸收进硅油滴中，形成亚可见（SbVPs）和可见颗粒 ”。这些颗粒可能通过形成蛋白质/硅油聚集体影响生物制剂的稳定性。
4. 交联硅化
为应对这些挑战，交联有机硅（Cross-coating Siliconization）的概念应运而生。交联通常是硅化过程的最后一步，通过催化诱导（如加热、等离子体或辐射）实现。
有机硅表面的交联会引起润滑剂层的物理化学结构改变，为有机硅提供更持久的附着力，有效防止其从注射器针筒表面迁移到药品中。
交联硅化技术的关键优势在于提供了一种更为稳定和均匀的硅油涂层，这有助于减少硅油的迁移和蛋白质吸附，从而提高药物的稳定性和注射器的可靠性。
研究表明，与传统硅化相比，交联硅化技术不仅减少了聚集体/亚可见颗粒的形成，还提升了注射器的整体功能性。这一创新的发展，为生物制剂的安全有效给药提供了新的保障。
5.总结
预灌封注射器（PFS）的硅化工艺是确保生物制剂如蛋白质药物有效递送的关键技术。通过精心设计的硅化步骤，不仅能够提升注射器的使用性能，降低注射时的不适感，还能够提高硅油涂层的稳定性，减少与药物的潜在反应，确保药物的长期稳定性和注射器的功能性。
随着生物制药行业的不断发展，对硅化技术的需求将持续增长，推动相关工艺的创新和优化。
