Introducción a la selección de jeringas precargadas: aguja

Por Michael Song, Ph.D., AstraZeneca

En el corazón de cualquier producto combinado y productos biofarmacéuticos se encuentra el envase del fármaco. Los contenedores de medicamentos pueden ser viales, ampollas, jeringas precargadas o cartuchos. Cada tipo de contenedor principal tiene sus atributos, matices y áreas de consideración únicos. Comprender la tecnología detrás de cada uno es un elemento esencial para el desarrollo de un producto biofarmacéutico.

Hoy en día, con más y más productos farmacéuticos biológicos en desarrollo, el uso de jeringas precargadas (PFS) ha crecido. Este crecimiento también ha impulsado avances en la ciencia, la fabricación y el diseño de jeringas precargadas, desde la minimización de la tensión del vidrio durante la fabricación hasta un mejor control de los residuos de tungsteno. Si bien estas mejoras tecnológicas han mejorado drásticamente la calidad de las jeringas precargadas, todavía hay áreas a considerar al seleccionar y colocar su medicamento en una jeringa precargada.

Los dos tipos más comunes de jeringas precargadas son la PFS sin aguja y la PFS con aguja (PFS con aguja integrada/insertada). En general, las jeringas precargadas sin aguja se usan con mayor frecuencia para productos de vacunas, mientras que las PFS con aguja insertada se usan típicamente con productos farmacéuticos y biológicos. Las geometrías de estos dos tipos de PFS son comunes y siguen las normas ISO. Además, también hay otros tipos de PFS, como jeringas de doble cámara diseñadas para la administración conjunta de dos medicamentos o para facilitar su uso con productos farmacéuticos inyectables liofilizados. En los últimos años, también han surgido varios diseños novedosos de jeringas de doble cámara con atributos únicos para proporcionar a las compañías farmacéuticas flexibilidad y ventajas adicionales.

Este artículo de dos partes proporciona una introducción a estos tres tipos generales de PFS y compartirá factores importantes a tener en cuenta para su producto farmacéutico. En esta primera parte, analizamos el PFS sin aguja y el sistema de doble cámara. La Parte 2 cubre las jeringas precargadas con agujas insertadas y brindará algunas ideas sobre la selección de socios para el desarrollo de PFS.

Jeringa precargada sin aguja

Para empezar, examinemos las jeringas precargadas sin aguja. Estas jeringas generalmente incluyen un accesorio que actúa tanto como una tapa de barrera estéril como un accesorio de bloqueo Luer. El accesorio es de plástico y está asegurado en la boquilla de la jeringa. Los PFS destinados a la conexión Luer lock se fabrican normalmente con una ranura de banda circular en la boquilla. Esta banda es lo que se engancha y bloquea el accesorio de bloqueo Luer en su lugar. El accesorio de bloqueo Luer también incluye un elemento de tapa con un diseño de prevención de manipulaciones rompible, algo similar a las tapas de las botellas de refrescos. Para quitar la tapa, generalmente se debe torcer la tapa para romper el diseño de manipulación, liberando la tapa del resto del accesorio. Para mantener una barrera estéril, la boquilla de la jeringa está tapada con un tapón de elastómero. Antes del uso, la presión de la tapa es lo que mantiene el tapón en su lugar y mantiene el sello en la boquilla de la jeringa.

Si está utilizando una jeringa precargada sin aguja, se debe evaluar la capacidad de uso de la conexión del tapón Luer lock y la separación del tapón en relación con su área terapéutica (TA) y los datos demográficos del paciente.

Además, también debe tener en cuenta la geometría Luer lock porque, a menos que su producto se empaquete junto con una aguja suministrada compatible, el usuario final elegirá la aguja que utilizará con su dispositivo PFS. Esto puede representar un desafío, ya que hay varios fabricantes y marcas de agujas diferentes para elegir. Por esta razón, la mayoría de las agujas con accesorio Luer lock cumplen con los estándares ISO para garantizar la intercambiabilidad y la compatibilidad entre marcas. Dicho esto, debe prestar atención para asegurarse de que su conexión PFS Luer lock cumpla con los estándares ISO.

Además, el accesorio Luer lock es lo que ayuda a mantener la presión sobre el tapón elastomérico contra la boquilla de la jeringa al crear el sello. Siempre debe verificar y probar la capacidad/rendimiento de sellado del accesorio Luer lock de la jeringa en relación con el tapón elastomérico durante la evaluación para minimizar los problemas de integridad del cierre del contenedor en el futuro. Esto se puede lograr a través de una serie de métodos de prueba de detección de fugas y/o de integridad del cierre del contenedor.

Al seleccionar jeringas precargadas, es esencial considerar también su medicamento y cualquier posible interacción inmediata y a largo plazo entre el medicamento y el material de la jeringa. Estas interacciones pueden tomar muchas formas, desde la deslaminación del cilindro de vidrio de la jeringa hasta la agregación de proteínas. Además, los PFS sin aguja tienen dos elastómeros que entran en contacto con el medicamento, el émbolo de la jeringa y el tapón de la boquilla de la jeringa. La formulación y la composición del material de ambos componentes deben analizarse de cerca en términos de posibles lixiviables y su posible interacción con su producto farmacéutico.

Muchos proveedores a menudo habrán realizado algún tipo de estudio de extracción forzada del elastómero, que puede ser una buena fuente de datos en la evaluación inicial de la idoneidad del tapón o émbolo. Se sabe que los elementos con extractos de zinc más altos interactúan potencialmente con algunas formulaciones de medicamentos, lo que da como resultado agregados. Al aprovechar los datos del proveedor, se debe prestar atención al tipo de solventes utilizados, los componentes de prueba y su ubicación de origen (más importante para los elastómeros) y las condiciones de extracción.

De manera similar, el residuo de tungsteno es otra área a la que se debe prestar atención. El residuo de tungsteno proviene del pasador de tungsteno utilizado durante el proceso de formación de la jeringa para crear el canal en la boquilla de la jeringa (que se analizará en detalle en la Parte 2). Con mejoras tecnológicas y de fabricación, los fabricantes de jeringas han logrado controlar mejor y reducir el residuo de tungsteno. No obstante, esta es un área a tener en cuenta al evaluar y seleccionar un PFS para usar con su medicamento.

Debido a que el PFS sin aguja no tiene una aguja integrada, en la mayoría de los casos, la siliconización del cilindro de la jeringa se realiza mediante horneado. Esto es bastante diferente de un PFS con aguja clavada y recuerda más a los cartuchos de insulina. El proceso de siliconización horneado generalmente usa emulsión de silicona en lugar de silicona líquida pura. Como tal, se debe prestar atención al tipo y grado de silicona que se utilice, así como a la forma en que se elabora la emulsión, la proporción de dilución del silicio, etc. La silicona siempre debe ser de grado médico y de la pureza y el centipoise (cP) apropiados. Esta información es esencial para diseñar el estudio de adición de silicona apropiado como parte de la evaluación de compatibilidad del producto farmacéutico.

Al igual que con todas las jeringas precargadas, la selección del émbolo/tapón puede tener un impacto significativo en el rendimiento del producto final. Hoy en día hay varios diseños de émbolo diferentes disponibles. Según el émbolo seleccionado, debe evaluarse desde varias perspectivas, como el cierre del contenedor, el rendimiento y la compatibilidad con la máquina llenadora, por nombrar algunas. Un área que a menudo se pasa por alto desde la perspectiva de la ingeniería de dispositivos o contenedores primarios, y más aún desde el punto de vista de la ingeniería de procesos, es la cantidad de siliconización en el émbolo. Los desatascadores vienen en bolsas listas para usar que se vierten en un recipiente de tapado durante las operaciones de llenado. A través de la vibración, el recipiente de taponamiento clasifica y orienta los émbolos y los carga en las pistas de alimentación para taponar los PFS llenos de fármaco. La silicona que quede en el recipiente de taponamiento deberá limpiarse mediante un método de limpieza validado. Limpiar la silicona suele ser un desafío tanto para los productos farmacéuticos como para los dispositivos médicos, y el posible impacto directo en la calidad del producto farmacéutico limita significativamente los agentes de limpieza disponibles que se pueden usar. (Discutiremos la limpieza y la validación de la limpieza con más detalle en artículos futuros).

Finalmente, dado que la mayoría de los PFS sin aguja no estarán equipados con un dispositivo de seguridad de aguja, será necesario tomar decisiones sobre el tipo de brida de PFS que se adoptará. Si planea agregar un accesorio de brida para dedos a su PFS como parte de su oferta de dispositivos para ayudar en la experiencia del usuario, entonces su elección entre una brida cortada y una brida redonda pequeña tipo C dependerá de su operación de llenado, así como de , potencialmente, en el estado de su plataforma de jeringas. La mayoría de las operaciones de llenado pueden manejar la brida redonda pequeña tan fácilmente como la brida cortada más tradicional, pero el uso de la misma jeringa en todos los programas logrará las mejores economías de escala y minimizará la necesidad de múltiples unidades de almacenamiento (SKU). Un área en la que la elección del tipo de brida para el dedo de la jeringa será importante es si tiene la intención de incorporar solo una varilla de émbolo en su PFS sin ningún accesorio adicional de brida para el dedo. En tal caso, la elección de una pestaña cortada puede ser más adecuada, ya que proporciona una función antivuelco inherente a su PFS.

Jeringas de doble cámara

En los últimos años ha habido un aumento en el número de tecnologías bicamerales disponibles. Ya sea que esté considerando la jeringa tradicional de doble cámara o las tecnologías más nuevas de doble cámara, como las que utilizan diseños de jeringa ISO estándar, la confiabilidad, la facilidad de uso y el rendimiento son áreas esenciales para evaluar al seleccionar la tecnología adecuada para su producto.

Las jeringas de doble cámara son únicas porque tienen dos cámaras divididas, donde la cámara frontal se puede llenar con el producto farmacéutico liofilizado y la cámara posterior con su diluyente, o ambas cámaras se pueden llenar con productos farmacéuticos destinados a la administración conjunta.

Hay una serie de diferencias únicas entre las jeringas de doble cámara y las jeringas precargadas estándar. Por un lado, al comienzo del uso, no se debe quitar la tapa o el protector de la aguja de una jeringa de doble cámara. En su lugar, el usuario primero debe empujar el émbolo hacia adelante, forzando el contenido de la cámara trasera hacia la cámara delantera. Este mecanismo no es compatible con los raros casos en los que la medicación está destinada a administrarse secuencialmente.

La introducción del contenido de la cámara posterior en la cámara frontal genera presión dentro de la jeringa. Para evitar que la presión empuje hacia atrás el émbolo/vástago del émbolo, el émbolo suele tener un bloqueo intermedio que mantiene el émbolo en posición después de introducir el contenido de la cámara trasera en la cámara delantera, o la mitad delantera de la el émbolo está roscado para mejorar la experiencia del usuario y evitar que el émbolo/vástago del émbolo sea forzado hacia atrás por la acumulación de presión dentro de la jeringa.

Además, con las jeringas de doble cámara, no se aplica el método estándar de prueba de fuerza de extrusión y desprendimiento. Esto se debe a que hay una serie de variables de fuerza aditivas cuando se usa una cámara. En el caso de una jeringa tradicional de doble cámara, cuando el émbolo se empuja hacia adelante, este movimiento induce presión dentro de la cámara trasera que impulsa el émbolo central hacia adelante hasta que se forma un canal entre las dos cámaras. Tiene un perfil de fuerza muy diferente al de una jeringa precargada estándar, debido a las múltiples piezas en movimiento y las fuerzas en competencia. Se debe prestar especial atención al examen del perfil de fuerza en su totalidad.

Con jeringas de doble cámara, la operación de llenado también puede ser un desafío. Esta es un área que se debe considerar cuidadosamente, ya que es posible que deba modificar su equipo de línea de llenado actual, comprar un nuevo equipo de llenado o restringir los sitios de llenado. Otros factores a considerar incluyen el proceso de fabricación, el enfoque de llenado de medios, etc.

Además, las jeringas de doble cámara plantean una mayor complejidad para el usuario. Por ejemplo, una jeringa de doble cámara requiere que el usuario realice más pasos de preparación antes de la inyección y los realice en el orden correcto. Si el usuario quita la tapa antes de mezclar las dos cámaras, por ejemplo, existe un alto riesgo de pérdida de medicamento. O bien, si el usuario orienta la jeringa ligeramente hacia abajo y lejos de su cuerpo al quitar la tapa después de mezclar el contenido de las dos cámaras (similar a cómo quitaría la tapa protectora de la aguja en una jeringa precargada tradicional), también puede provocar pérdida de fármaco debido a la acumulación de presión dentro de la jeringa.

Para aquellos cuyas empresas se están moviendo hacia o han adoptado métodos deterministas de prueba de integridad del cierre del contenedor (CCIT), como CCIT de detección de fugas de alto voltaje (HVLD), las jeringas de doble cámara con derivación representarán un desafío, incluso cuando ambas cámaras están llenas con suficiente líquido conductor. Esto se debe a que el probador HVLD utiliza una sonda móvil y gira la jeringa para lograr una cobertura total, y el bypass en las jeringas tradicionales de doble cámara interferirá con ambos. (CCIT se discutirá más adelante en artículos futuros).

Estos son solo algunos de los factores a considerar en los diseños de PFS de doble cámara y sin aguja. En la Parte 2, centramos nuestra atención en las jeringas precargadas con agujas clavadas y en las consideraciones para seleccionar un buen socio para el desarrollo de PFS.

Descargo de responsabilidad:Las opiniones expresadas en este artículo son las del autor y no representan necesariamente las del empleador del autor.

Sobre el Autor:

Michael Song, Ph.D., lidera el grupo de conectividad digital, seguridad y funcionalidad de dispositivos biológicos dentro del desarrollo de dispositivos biológicos de AstraZeneca. En su cargo actual, supervisa la funcionalidad y la seguridad de los dispositivos, la ciencia y la tecnología de los contenedores primarios, la biocompatibilidad, la estrategia y las pruebas de integridad del cierre de los contenedores y el desarrollo de la conectividad digital. Antes de su cargo actual, Song fue jefe del Departamento de Ingeniería de Dispositivos, Empaques y Procesos en Adello Biologics (parte de Amneal Pharmaceuticals). Ha ocupado puestos técnicos clave en Stryker, Amgen y Kavlico Corporation y ha liderado el desarrollo de productos combinados y dispositivos médicos 510(k). Recibió su formación posdoctoral en el Instituto Neurológico Barrow/Hospital y Centro Médico St. Joseph (parte de Dignity Health) y tiene una licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad de Purdue y un Ph.D. en neurociencia y toxicología de la Universidad Estatal de Iowa.

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