ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ЗАПОЛНЕННЫЙ ПЛАСТМАССОВЫЙ ШПРИЦ И СПОСОБ ЕГО СТЕРИЛИЗАЦИИ Российский патент 1997 года по МПК A61M5/00 A61M5/24 

Настоящее изобретение относится к предварительно заполненным шприцам, а также к контейнерам или пробиркам, содержащим жидкие фармацевтический, биологический или ветеринарный препараты, а также к способу их завершающей стерилизации. В частности, настоящее изобретение касается предварительно заполненного шприца, содержащего жидкое контрастное вещество для парэнтерального введения, а также способа заключительной или завершающей их стерилизации.

Известны способы, устройства и контейнеры для стерилизации веществ и медицинских устройств, использующихся в области здравоохранения, где стерилизация является абсолютным требованием. Вообще такая стерилизация может быть осуществлена путем раздельной стерилизации контейнеров и их содержимого, сопровождающейся последующим размещением содержимого в контейнеры и их герметизацией для использования их в будущем. Однако такие способы сопряжены с опасностью загрязнения и попадания пироген в процессе перегрузки препаратов в контейнеры. Предпочтительный способ получения стерильного готового препарата или готового к использованию стерильного медицинского устройства заключается в завершающей стерилизации в автоклаве.

В соответствии со способом завершающей стерилизации предварительно заполненные контейнеры/упаковки помещаются в автоклав и подвергаются циклам обработки, включающим создание в автоклаве разрежения за счет откачки из него воздуха, подачу в автоклав пара так, чтобы температура в нем достигла порядка 132^oC, поддержание температуры в течение времени, достаточном для стерилизации содержимого автоклава, вакуумную сушку в течение около одного часа, поддерживая при этом температуру порядка 132^oC, охлаждение автоклава и удаление из него контейнеров. Типичные контейнеры, содержащие парэнтеральные композиции, как то стеклянные ампулы, закупоренные пробирки и бутылки, должны быть способны выдерживать перепады давлений между контейнерами и камерой автоклава, возникающие во время циклов обработки процесса стерилизации. Однако предварительно заполненные шприцы и патроны, изготовленные из пластмассы, не выдерживают значительных перепадов давлений, когда внутреннее давление больше, чем наружное, результатом таких перепадов давления является деформация и скручивание пластмассовых стенок, которая происходит или во время операции нагревания или охлаждения автоклава.

Следовательно, необходимо предусмотреть предотвращение деформации контейнерных стенок, так как в противном случае может произойти утечка содержимого из-за нарушения герметичности контейнера и загрязнение препарата окружающей средой во время завершающей стерилизации и последующего хранения.

Проблема, связанная с перепадом давлений, была решена с помощью способа, заявленного в патенте США N 4718463, который предусматривает поддержание давления на наружных поверхностях шприца, по крайней мере, равным давлению внутри шприца во время его обработки в автоклаве, т.е. за счет поддержания в автоклаве избыточного давления.

В основу изобретения положена задача создать стерилизацию паром предварительно заполненных пластмассовых шприцов, контейнеров и пробирок без необходимости создания избыточного давления в автоклаве, а также создать предварительно заполненные шприцы, контейнеры и пробирки, которые подвергаются стерилизации паром без всякого риска возникновения деформации, утечки содержимого и его загрязнения.

Помимо описанного здесь как предпочтительный вариант шприца для воплощения настоящего изобретения могут использоваться другие варианты, например пластмассовые контейнеры и пробирки.

Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению предусматривается предварительно заполненный пластмассовый шприц, контейнер или ампула, содержащие клапан одностороннего действия, установленный с возможностью снятия на наконечнике, торцевую крышку, установленную с возможностью снятия на проксимальном конце цилиндра, и удерживающее крышку устройство, установленное с возможностью снятия на проксимальном конце цилиндра поверх торцевой крышки.

Открытый или проксимальный конец цилиндра имеет фланец для соединения торцевой крышки и удерживающего ее устройства к нему. Клапан одностороннего действия (в дальнейшем "односторонний клапан") установлен на наконечнике для уменьшения давления, образующегося в шприце в процессе обработки в автоклаве. Подвижный плунжер удерживает стерилизуемый материал и перемещается к проксимальному или дистальному концу в цилиндре в ответ на перепад давлений внутри цилиндра и камеры автоклава.

Желательно, чтобы торцевая крышка имела полужесткое основание с выполненным на нем фланцем для возможности разъемного соединения с фланцем цилиндра, дающего возможность герметизировать проксимальный конец цилиндра для поддержания стерильности во время скользящего перемещения плунжера, а также содержала сжимаемое утолщение из высокоэластомерного материала, направленное в цилиндр, которое сжимается или расширяется в зависимости от давления плунжера, чтобы сдержать перемещение плунжера во время стерилизации. Для взаимодействия с фланцем на проксимальном конце цилиндра с помощью крючков устанавливают удерживающее торцевую крышку устройство, которое служит для предотвращения выталкивания плунжера и торцевой крышки под действием повышенного давления в шприце.

В предпочтительном варианте выполнения вирусный/микробный фильтр, в дальнейшем "фильтр", устанавливается на одностороннем клапане для предотвращения обратной миграции вирусов и бактерий в случае открытия клапана при повышенном давлении внутри шприца.

Поставленная задача также решается тем, что способ завершающей стерилизации материала для химического/фармацевтического использования в шприце, контейнере или ампуле согласно изобретению включает следующие операции:
устанавливают клапан одностороннего действия на наконечник цилиндра,
размещают цилиндр проксимальным концом вверх,
заполняют цилиндр жидким материалом, подлежащим стерилизации,
устанавливают плунжер в цилиндр,
закрывают проксимальный конец цилиндра за счет взаимодействия фланца торцевой крышки с фланцем цилиндра,
закрепляют торцевую крышку на цилиндре путем закрытия его проксимального конца устройством, удерживающим торцевую крышку,
обрабатывают в автоклаве предварительно заполненный собранный шприц для стерилизации находящегося в нем жидкого материала.

Предпочтительно, чтобы материал, содержащийся в шприце, контейнере или пробирке, являлся жидкостью, точнее контрастирующим веществом, для диагностического исследования с помощью рентгенографии.

В соответствии со способом, использующим предпочтительный вариант настоящего изобретения, фильтр устанавливается на односторонний клапан до заполнения цилиндра жидким материалом. Или же односторонний клапан и фильтр могут предварительно собираться перед монтажом одностороннего клапана на наконечнике цилиндра. После этого шприц загружается в автоклав своим дистальным концом вверх.

При нагревании давление в шприце увеличивается, так же как повышается в нем температура. Когда перепад давлений внутри шприца и камеры автоклава превысит давление срабатывания или открытия одностороннего клапана или контрольного клапана, то избыточное давление в шприце снижается до тех пор, пока снова не будет достигнуто давление срабатывания клапана. Одновременное взаимодействие с односторонним клапаном является выравнивающей давление особенностью плунжера. Если перепад давлений внутри шприца в камеры автоклава больше, чем сопротивление между плунжером и цилиндром, то плунжер будет двигаться или в сторону дистального конца, или проксимального конца цилиндра в зависимости от давления внутри или снаружи шприца. Если давление внутри шприца больше, чем сопротивление, обеспечиваемое плотной посадкой плунжера в цилиндре, но меньше давления срабатывания одностороннего клапана, то плунжер будет двигаться назад к проксимальному концу цилиндра и остановится, когда достигнет торцевой крышки на проксимальном конце цилиндра. И наоборот, если давление снаружи шприца, т. е. в камере автоклава, больше, чем давление в шприце и этот перепад давлений больше, чем сопротивление между плунжером и цилиндром, то плунжер будет двигаться в сторону дистального конца цилиндра.

Во время цикла охлаждения работы автоклава плунжер будет двигаться в сторону дистального конца цилиндра, поскольку сжатие жидкости и газов, содержащихся в шприце, приводит к образованию разрежения, тем самым существенно уменьшая давление в шприце. Такое отрицательное давление или вакуум в цилиндре частично снимается за счет перемещения плунжера в сторону дистального конца цилиндра. Во время цикла охлаждения контрольный клапан или односторонний клапан закрыт под действием наружного давления или давления в автоклаве, которое больше, чем давление срабатывания контрольного клапана.

Когда плунжер движется в сторону дистального конца цилиндра, то стерильность внутри цилиндра поддерживается за счет торцевой крышки, установленной на проксимальном конце цилиндра. Кроме того, торцевая крышка через свое сжимаемое утолщение служит для замедления перемещения плунжера в сторону проксимального конца цилиндра, когда давление внутри цилиндра увеличивается. Во время стерилизации удерживающее торцевую крышку устройство гарантирует предотвращение выталкивания плунжера и, следовательно, нарушения стерильности.

После завершения обработки в автоклаве шприц хранится для будущего использования его содержимого. На месте использования односторонний клапан, удерживающее торцевую крышку устройство и торцевая крышка удаляются и после этого шприц готов к применению обычным способом.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает вид в сечение предварительно заполненного шприца в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 изображает сечение другого варианта предварительно заполненного пластмассового шприца в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - сечение одностороннего клапана, использующегося в вариантах настоящего изобретения, представленных на фиг. 1 и 2; фиг. 4 сечение другого варианта одностороннего клапана, использующегося в вариантах изобретения, представленных на фиг. 1 и 2; фиг. 5 сечение комбинации из фильтра и одностороннего клапана, использующейся в варианте изображения на фиг. 1; фиг. 6 сечение торцевой крышки; фиг. 7 сечение удерживающего торцевую крышку устройства.

Как показано на фиг. 1 и 2, предварительно заполненный пластмассовый шприц 1 содержит цилиндр 2 с наконечником 3 на его дистальном конце и открытый или проксимальный конец 4. Цилиндр содержит круглый направленный наружу фланец 5, предназначенный для приема торцевой крышки. Наконечник 3 закрыт с помощью съемно установленного одностороннего клапана 6, а в конструкции на фиг. 1 последний снабжен фильтром 7. Цилиндр 2 содержит подвижный плунжер или поршень 8, установленный возле его открытого или проксимального конца 4. На открытом конце 4 также съемно установлены торцевая крышка 9, более подробно показанная на фиг. 6, а также устройство 10 для ее удержания, служащее для предотвращения выталкивания плунжера 8 и торцевой крышки 9.

Цилиндр 2 шприца изготавливается из полимерных материалов, таких как полипропилен или сополимеры полиэтилена и полипропилена, известным в данной области способом, например литьем под давлением. Односторонний клапан 6 может быть любым контрольным клапаном для высокого давления, обеспечивающим прохождение жидкости только в одном направлении и предотвращающим обратный поток, предназначенный для использования в области медицины, таким, как показан на фиг. 3 и 4. Такие односторонние клапаны хорошо известны в данной области, например как описан в патенте США N 4535820.

С устройством настоящего изобретения предпочтительно используется вирусный/микробный фильтр 7. Последний служит для предотвращения обратной миграции вирусов и бактерий в тот период, когда односторонний клапан 6 находится в открытом положении. Вирусные/микробные фильтры имеются в продаже и служат для герметического закрытия одностороннего клапана 6, как показано на фиг. 5.

Плунжер 8 предварительно заполненного шприца 1 содержит эластомерное основание 11, которое инертно к жидкости, содержащейся в шприце, или имеет покрытие из инертного полимерного материала 12, например из тефлона. Плунжер должен иметь плотную посадку в цилиндре 2 шприца и обеспечивать герметичность так, чтобы жидкий химический или медицинский препарат не мог проходить за плунжер, когда избыточное давление или разрежение внутри цилиндра 2 перемещает плунжер или к проксимальному, или дистальному концу цилиндра.

Торцевая крышка 9, как показано на фиг. 6, предназначена для съемного взаимодействия с фланцем 5 цилиндра 2 и содержит полужесткое основание 13, снабженное фланцем 14, предназначенным для взаимодействия с фланцем 5 цилиндра в сопряженной взаимосвязи для герметизации проксимального конца 4 цилиндра 2, и сжимаемое утолщение 15, изготовленное из высокоэластомерных материалов. Она сжимается или расширяется в ответ на положение плунжера. Торцевая крышка 9 служит для поддержания стерильной целостности шприца во время скользящего перемещения плунжера в ответ на внутреннее избыточное давление или разрежение внутри цилиндра.

Удерживающее торцевую крышку устройство 10 содержит жесткий кольцевой формы корпус 16, предназначенный для взаимодействия с фланцем 5 цилиндра с помощью крюков 17 для гарантирования удержания плунжера 8 и торцевой крышки 9, когда внутри шприца в процессе цикла стерилизации создается избыточное давление.

Торцевая крышка и удерживающее ее устройство изготавливаются отдельно с помощью обычного способа формования пластмассы, используя хорошо известные в данной области подходящие полимерные материалы.

При осуществлении способа настоящего изобретения перед стерилизацией предварительно заполненных шприцов все детали тщательно очищаются и проверяются в соответствии с установленной практикой. Затем односторонний клапан 6 устанавливается на наконечник 3 цилиндра 2 и последний размещается своим проксимальным концом 4 направленным вверх, после этого цилиндр заполняется стерилизуемой жидкостью 18 и плунжер 8 вставляется в цилиндр, а вслед за ним устанавливается торцевая крышка 9 на цилиндр 2 за счет взаимодействия фланца 5 цилиндра с фланцем 14 торцевой крышки, и наконец, осуществляется окончательное закрытие проксимального конца цилиндра 2 с помощью удерживающего торцевую крышку устройства 10 за счет взаимодействия фланца 5 цилиндра 2 с крючками 17, после чего предварительно заполненный собранный шприц загружается в автоклав своим дистальным концом вверх. При добавлении нагретого пара/воздуха в автоклав давление в шприце увеличивается. Когда перепад давления между внутренней частью шприца 1 и камеры автоклава превысит давление открытия контрольного клапана 6, то избыточное давление в шприце выпускается до тех пор, пока оно не достигнет давления в камере автоклава.

Взаимодействуя одновременно с односторонним клапаном 6, плунжер 8 служит также для выравнивания давления. Если давление внутри шприца 1 больше, чем сопротивление, обеспечиваемое посадкой плунжера 8 в цилиндре, но меньше, чем давление срабатывания однопутевого клапана 6, то плунжер 8 будет скользить к проксимальному концу 4 цилиндра 2, остановится у торцевой крышки 9 и будет сжимать утолщение 15. И наоборот, если давление в автоклаве больше, чем давление внутри шприца 1, а перепад давления больше, чем сопротивление между плунжером 8 и цилиндром 2, то плунжер будет перемещаться к дистальному концу цилиндра 2.

Во время нагревания и охлаждения процесса обработки в автоклаве сжимаемое утолщение 15 торцевой крышки 9 сжимается и расширяется в ответ на перемещение плунжера 8, обусловленное образованием в цилиндре 2 избыточного давления или разрежения.

Удерживающее торцевую крышку устройство 10 гарантирует предотвращение выталкивания плунжера 8, когда плунжер под действием внутреннего давления смещается к проксимальному концу цилиндра 2.

Хотя в предпочтительном варианте, показанном и описанном, шприц имеет фланец для взаимодействия с торцевой крышкой и удерживающим ее устройством, однако могут использоваться другие средства для крепления, как то резьбовые средства или зажимы. В этом случае торцевая крышка и удерживающее ее устройство будут предназначены для взаимодействия с резьбовыми средствами и зажимами шприца.

Описывается предварительно заполненный пластмассовый шприц, содержащий жидкий препарат, для завершающей стерилизации, включающий цилиндр, снабженный контрольным клапаном и подвижным плунжером для выравнивания перепада давлений, дополнительный фильтр, взаимодействующий с контрольным клапаном для предотвращения обратного попадания вирусов и бактерий, торцевую крышку, закрывающую открытый конец цилиндра для поддержания стерильности, и крепежное устройство торцевой крышки для предотвращения выталкивания плунжера. 3 с. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Предварительно заполненный пластмассовый шприц для автоклавирования содержащегося в ней стерилизуемого вещества, содержащий цилиндр с дистальным концом, заканчивающимся наконечником, и с открытым или проксимальным концом, выполненный с возможностью скольжения в цилиндре плунжер, расположенный вблизи открытого конца цилиндра, отличающийся тем, что шприц, контейнер или ампула дополнительно содержит клапан одностороннего действия, установленный с возможностью снятия на наконечник, торцевую крышку, прикрепленную с возможностью снятия к проксимальному концу цилиндра, и удерживающее торцевую крышку устройство, установленное с возможностью снятия на проксимальном конце цилиндра поверх торцевой крышки. 2. Шприц по п.1, отличающийся тем, что проксимальный конец цилиндра содержит фланец, и торцевая крышка имеет основание с фланцем. 3. Шприц по п. 2, отличающийся тем, что торцевая крышка дополнительно содержит сжимаемое утолщение, выполненное с возможностью сдерживания перемещения плунжера при стерилизации. 4. Шприц по п.1, отличающийся тем, что удерживающее торцевую крышку устройство установлено на проксимальный конец цилиндра посредством крючков. 5. Шприц по п.1, отличающийся тем, что проксимальный конец цилиндра имеет фланец, при этом клапан одностороннего действия выполнен с возможностью снижения давления в шприце при автоклавировании, а способный скользить плунжер выполнен с возможностью удержания стерилизуемого вещества и для скольжения к проксимальному концу или к дистальному концу цилиндра при перепаде давления внутри цилиндра и камеры автоклава, а торцевая крышка имеет основание с фланцем и сжимаемым утолщением на нем, герметично соединенным с фланцем на проксимальном конце цилиндра, выполненного с возможностью поддержания стерильности при скользящем перемещении плунжера, и удерживающее торцевую крышку устройство имеет крючкообразное средство для сцепления с фланцем на проксимальном конце цилиндра, чтобы предотвратить выталкивание плунжера. 6. Шприц по п.5, отличающийся тем, что торцевая крышка содержит полужесткое основание с фланцем, выполненное с возможностью сцепления с фланцем на проксимальном конце цилиндра в сопряженную связь и для герметичного уплотнения проксимального конца цилиндра, и сжимаемое утолщение из высокоэластичного материала, выступающее в цилиндр, которое выполнено с возможностью сжатия или расширения в ответ на давление плунжера, действующее на упомянутое утолщение. 7. Шприц по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что он содержит вирусный/микробный фильтр, установленный с возможностью снятия на клапане одностороннего действия для предотвращения обратной миграции вирусов и бактерий, когда упомянутый одноходовой клапан открыт для снижения давления в шприце, контейнере или ампуле. 8. Способ завершающей стерилизации вещества для химического/фармацевтического использования в шприце по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что он содержит следующие операции: устанавливают клапан одностороннего действия на наконечник цилиндра, размещают цилиндр его проксимальным концом вверх, заполняют цилиндр подлежащим стерилизации жидким веществом, вводят плунжер в цилиндр, закрывают проксимальный конец цилиндра путем сцепления фланца торцевой крышки с фланцем цилиндра, обеспечивают удержание торцевой крышки в цилиндре путем закрытия его проксимального конца удерживающим торцевую крышку устройством и автоклавируют предварительно заполненный собранный шприц, контейнер или ампулу для стерилизации содержащегося в нем жидкого вещества. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что вещество является жидкостью. '
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что жидкость является контрастной средой для рентгенографии.