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導(dǎo)語

 

預(yù)灌封注射器、筆式注射器、自動(dòng)注射筆~~，這些越來越多見到的注射劑包裝與給藥裝置，它們的出現(xiàn)、迭代、創(chuàng)新的背后，有著不少有趣的來龍去脈，正是這些特定的背景與因素，推動(dòng)著行業(yè)不斷發(fā)展。

 

1. 注射劑給藥裝置的過去

 

藥物劑型按形態(tài)分類可以分為固體劑型（如散劑、丸劑、顆粒劑、膠囊劑、片劑等），半固體劑型（如軟膏劑、糊劑等），液體劑型（如溶液劑、芳香水劑、注射劑等）和氣體劑型（如氣霧劑、吸入劑等）。

其中注射劑需要注射器等給藥裝置將藥物遞送到患者體內(nèi)，在沒有注射器的時(shí)候，藥劑治療只能通過口服。正如《后漢書·華佗傳》記載的那樣：“若疾發(fā)結(jié)于內(nèi)，針?biāo)幩荒芗罢?，乃令先以酒服麻沸散?rdquo;即我國“針灸”療法不能抵達(dá)的體內(nèi)頑疾，在需要?jiǎng)邮中g(shù)解決時(shí)，術(shù)前的準(zhǔn)備不是“打麻藥”而是“喝麻藥”。

早在17世紀(jì)60年代，德國便出現(xiàn)了關(guān)于靜脈輸液的專著。當(dāng)時(shí)，極少數(shù)醫(yī)生曾用動(dòng)物膀胱制成靜脈注射工具，用中空的樹枝插入人體，嘗試輸血。這種方法雖然挽救過一些生命，卻帶來致命的并發(fā)癥，1670年巴黎議會(huì)禁止輸血，動(dòng)物膀胱注射的技術(shù)就絕跡了。到了19世紀(jì)初期，制藥技術(shù)發(fā)展起來，為了把藥物送入體內(nèi)，醫(yī)生們嘗試了從木鉤子到柳葉刀的各種器具，企圖通過用沾有藥物的器具，刺穿皮膚以將藥物送入體內(nèi)，正是這種需求，促成了針頭的誕生。

直到1844年，愛爾蘭醫(yī)生弗朗西斯發(fā)明了空心針，并用它做了第一次有史記錄的皮下注射，將治療神經(jīng)痛的鎮(zhèn)靜劑注入患者體內(nèi)，才宣布了注射器的終端——注射針頭的姍姍來到。

十年以后，法國醫(yī)師查爾斯·普拉瓦茲和愛丁堡醫(yī)師亞歷山大·伍德（1817~1884）合作，第一次將針頭和針筒結(jié)合在一起，這一創(chuàng)新也就成為了現(xiàn)代注射器的鼻祖。這種新型注射器初期是給予神經(jīng)痛的患者以嗎啡和鴉片制劑，那時(shí)人們對于嗎啡成癮還沒有完全認(rèn)識(shí)，許多患者在治療過程中成了“癮君子”。 

伍德從中吸取了注射過量的教訓(xùn)，為針筒加上了精確刻度（圖1），從此能方便精確控制用藥，注射器的細(xì)節(jié)又一次在歷史中得以完善。

圖1

進(jìn)入20世紀(jì)后，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展給醫(yī)療用具帶來了新的生機(jī)。1949年，澳大利亞發(fā)明家查理斯·羅塞在他的阿德萊德工廠創(chuàng)建了世界上第一個(gè)塑料制品的一次性注射器（圖2）。塑料注射器具有不易損壞、便于回收、滅菌方便、造價(jià)低廉、運(yùn)輸成本低等特點(diǎn)，使得其成為一次性注射器的首選方案，一次性注射器的出現(xiàn)大大減少了消毒不嚴(yán)格帶來的血液傳播疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2

到了上世紀(jì)八十年代前后，在一次性注射器的基礎(chǔ)上一種新型的藥品包材形式（預(yù)灌封注射器）出現(xiàn)，預(yù)灌封注射器（圖3）是藥品包裝系統(tǒng)的組成部分，具有儲(chǔ)存藥品和普通注射兩種作用。

預(yù)灌封注射器主要用于疫苗、生物制品、生化類產(chǎn)品、抗血栓藥、美容產(chǎn)品等高產(chǎn)值產(chǎn)品的包裝，也可用于眼科、耳科、骨科、婦科等手術(shù)沖洗。

預(yù)灌封注射器的出現(xiàn)減少了配藥等專業(yè)操作步驟，同時(shí)具有劑量準(zhǔn)確度高、便利快捷等特點(diǎn)，使得其可以實(shí)現(xiàn)非專業(yè)人士進(jìn)行給藥操作。

圖3

 

2. 注射劑給藥裝置的現(xiàn)在

 

進(jìn)入21世紀(jì)后，美國頒布了《針刺安全與預(yù)防法案》，相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，也促進(jìn)了預(yù)灌封注射器保護(hù)裝置（圖4）的應(yīng)用。預(yù)灌封注射器保護(hù)裝置通常有二或三個(gè)塑料零件加彈簧組成，當(dāng)推桿將預(yù)灌封注射器內(nèi)的藥液注射完畢后，推桿尾部邊緣結(jié)構(gòu)解鎖預(yù)灌封注射器保護(hù)裝置，內(nèi)部彈簧彈力釋放，彈出零件將預(yù)灌封注射器的針尖遮蔽，同時(shí)設(shè)有結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低誤觸帶來的針刺風(fēng)險(xiǎn)。

圖4

說起了預(yù)灌封注射器這種新型的藥品包裝系統(tǒng)，不得不提卡式瓶（圖5），卡式瓶出現(xiàn)同時(shí)極大程度地帶動(dòng)了筆式注射器產(chǎn)品的發(fā)展，尤其是胰島素治療糖尿病大范圍使用筆式注射器（圖6），使得自我注射理念深入到非專業(yè)醫(yī)療人員領(lǐng)域。

由于胰島素用藥的特殊性，使得筆式注射器劑量調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性成為其關(guān)鍵功能，機(jī)械式的筆式注射器在使用時(shí)通常有如下關(guān)鍵步驟：1）裝載卡式瓶，2）安裝注射針，3）排氣，4）設(shè)定劑量，5）按壓注射。

推注力由注射人員手動(dòng)按壓，注射劑量一定程度上由筆內(nèi)部螺旋前進(jìn)機(jī)構(gòu)、鎖定機(jī)構(gòu)零件精度決定，因此對生產(chǎn)制造提出了很高的要求。

隨著相關(guān)產(chǎn)品的不斷迭代，用藥管理系統(tǒng)和電子注射筆也相繼上市，通過存儲(chǔ)、記憶、通信和電機(jī)傳動(dòng)等手段幫助患者用藥，在提醒患者用藥、降低劑量調(diào)節(jié)誤操作、注射便易性上都做出了突出貢獻(xiàn)。

圖5

 

圖6

 

當(dāng)前社會(huì)生活節(jié)奏越來越快，許多慢性病患者通常需要定期注射生物制劑，相較于糖尿病，該類藥品注射頻率低、劑量精準(zhǔn)度要求低，如果去專業(yè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)注射會(huì)造成一定資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)成本增高。

自動(dòng)注射筆由于其操作步驟簡單，注射深度可控等特點(diǎn)使得其在該領(lǐng)域應(yīng)用迅速發(fā)展。目前國內(nèi)已經(jīng)有多款藥物搭配自動(dòng)注射筆上市銷售，按照其核心操作步驟可以分為四步式（圖7）、三步式（圖8）和兩步式（圖9），根據(jù)其進(jìn)針方式又可分為手動(dòng)進(jìn)針和自動(dòng)進(jìn)針。

圖 7

 

圖 8

 

圖 9

自動(dòng)注射筆以彈簧為動(dòng)力，減少了人手推助的操作，通常還設(shè)有聲音和視覺提示，方便使用者感知注射過程，使用后自鎖，整個(gè)使用過程在視覺上對患者隱針，降低了患者恐針情緒，提高了患者自我使用的成功率。

通常四步式和三步式自動(dòng)注射筆需要人為按壓尾部的激發(fā)按鈕啟動(dòng)注射，而兩步式自動(dòng)注射筆，通常在前端的針頭保護(hù)套筒后退后，自動(dòng)解鎖啟動(dòng)注射，使用更為便捷，使得在急救領(lǐng)域的注射筆通常采用兩步式操作方案。

目前在國內(nèi)上市的一款藥物搭載了手動(dòng)推助注射器（圖10），其具備注射過程全程隱針、聲音視覺提示、用后針頭保護(hù)套筒自鎖等功能，但是其注射力通過操作者手提供，操作者在注射過程中需要按壓手柄，這種注射方式可以實(shí)現(xiàn)注射流速自主控制。

 

圖 10

該藥物相較于同等療效藥物，其使用間隔周期更長，目前通常由醫(yī)護(hù)人員完成操作。

 

3. 注射劑給藥裝置的未來

 

注射筆由于其出色的功能為患者帶來很多收益，但是由于其需要人手控制，保持與人體組織的接觸等原因，造成其不適用進(jìn)行大劑量生物制劑的注射。

目前自動(dòng)注射筆上市情況來看，其最大注射劑量通常在2.25mL以內(nèi)，雖然有5mL 自動(dòng)注射筆的產(chǎn)品開發(fā)、藥代動(dòng)力學(xué)和人因工程的研究，但是目前筆者還未發(fā)現(xiàn)相關(guān)藥品上市信息。

由于大劑量、高粘度注射劑采用注射筆注射時(shí)，對使用者的握持能力有要求，整個(gè)系統(tǒng)對彈簧彈力要求非常大，自動(dòng)注射筆由于成本控制因素，通常采用高分子材料注塑生產(chǎn)零件，在彈簧彈力過大時(shí)，塑料零件長時(shí)間受較大的作用力會(huì)造成材料蠕變等不利情況發(fā)生，從而導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

那么如何解決大劑量、高粘度注射劑自我注射問題呢？給藥裝置開發(fā)技術(shù)人員提出了他們的解決方案，例如貼敷泵等可穿戴式給藥裝置（圖11）進(jìn)行給藥。

 

圖 11

該類產(chǎn)品通常采用電路控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等方式進(jìn)行注射，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量給藥、注射速度可調(diào)可控、用藥信息收集管理、報(bào)警提示全面高效等，并且隱私性好，不會(huì)影響使用者生活、學(xué)習(xí)、工作。

并且該類產(chǎn)品不需要人為進(jìn)行過多操作，也不對使用者握持能力有任何要求，因此非常適合大劑量、高粘度藥物的注射。

目前已有應(yīng)用貼敷泵廣泛有，如在胰島素領(lǐng)域的 Omnipod （圖12），它讓更多患者接受這類產(chǎn)品，幫助相關(guān)慢性病患者享受高質(zhì)量的生活。

圖12

說到了這么多給藥裝置，還有一類產(chǎn)品非常特殊，其可以實(shí)現(xiàn)無針注射，因?yàn)槿说目轴樞睦硗环帜挲g、性別。

在1966年，法國科學(xué)家們首次提出“無針注射器”的理念， 經(jīng)過反復(fù)論證之后加以實(shí)踐，開啟了想象力成為現(xiàn)實(shí)的探索之路。僅僅二十多年后，1992年德國研制出世界上第一支無針高壓注射器，獲批專門用于胰島素注射的治療。

無針注射器（圖13）利用壓力射流的原理來完成藥液的皮下注射。

圖 13

 

即通過無針注射器內(nèi)部的壓力裝置產(chǎn)生的壓力，推動(dòng)藥管中的藥液經(jīng)過微孔形成藥液柱，使藥液瞬間穿透人體表皮到達(dá)皮下，藥液在皮下呈彌散狀被吸收。

目前該類產(chǎn)品產(chǎn)生壓力的動(dòng)力源通常有彈簧機(jī)械力、氣體壓力和電磁力，無針注射器也被廣泛應(yīng)用在胰島素注射、生長激素注射、疫苗注射和醫(yī)美注射中。

 

小結(jié)

注射劑給藥裝置多種多樣，由于篇幅有限不一一列舉，筆者相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)有越來越多的產(chǎn)品涌現(xiàn)，為患者提供更好的自我注射解決方案，讓注射變得更安全、更簡單、更高效。