اگر در پر کردن مایع برای سرنگ‌های از پیش پر شده کار می‌کنید، قطعاً با آن لحظه «صبر کنید، این مایع خیلی داغ است» مواجه شده‌اید. چه در حال پر کردن مواد دارویی حساس به حرارت مانند واکسن‌های مایع، بیولوژیک‌های استریل یا حتی معرف‌های آزمایشگاهی تخصصی باشید که برای جریان یافتن باید مذاب بمانند، مقابله با مایعات بسیار داغ در سرنگ‌ها فقط یک دردسر جزئی نیست، بلکه بخش مهمی برای ایمن، دقیق و بدون آلودگی نگه داشتن محصولات است. من 8 سال گذشته را به عنوان بخشی از یک تیم تامین کننده پرکننده سرنگ گذرانده‌ام (ما افرادی هستیم که با آزمایشگاه‌ها، استارت‌آپ‌های بیوتکنولوژی و داروخانه‌ها کار می‌کنیم تا تجهیزات پرکننده‌شان را درست کنند)، و در طول این مدت، با اپراتورهای بیشتری صحبت کرده‌ام که خودشان را سوزانده‌اند، دسته‌ها را هدر داده‌اند، یا مواد را خراب کرده‌اند، زیرا آنها می‌توانستند مراحل کلیدی را از قبل بشمارند. بیایید این را تجزیه کنیم، مانند یک قهوه در کارگاه خود - بدون اصطلاحات خاص، فقط حرکت های عملی و علمی که واقعاً کار می کنند.
اول، بیایید یک چیز را واضح بگوییم: چرا مایعات داغ در وهله اول با پر کردن سرنگ آشفته می شوند. این فقط "گرم است" نیست - ما مایعاتی را صحبت می کنیم که بین 120 درجه فارنهایت (49 درجه سانتیگراد) و 180 درجه فارنهایت (82 درجه سانتیگراد) شناور هستند، گاهی اوقات حتی برای چیزهایی مانند مواد افزودنی ذوب شونده بالاتر. مواد داغ بسیار متفاوت از مایع دمای اتاق عمل می کنند، و این تفاوت ها سه قانون اصلی پر شدن را زیر پا می گذارد: ویسکوزیته، پایداری مواد و ثبات فشار. با گرم شدن مایع، ویسکوزیته کاهش می یابد، درست است؟ این بدان معناست که اگر مایع حتی کمی خنک شود، سرعت جریان شما در اواسط پر شدن تغییر می کند. سپس، سرنگ‌های پلاستیکی سازگاری مواد، لاستیک‌های معمولی در درپوش‌ها، و حتی پیستون‌های فلزی می‌توانند در صورت قرار گرفتن در معرض حرارت بیش از حد، مواد شیمیایی را منحرف یا شسته کنند، که برای محصولات استریل بی‌معنی است. و فشار؟ مایعات داغ منبسط می شوند، بنابراین اگر یک پیستون را خیلی سریع بکشید تا مایع گرم بیرون بیاید، حباب های هوا خواهید داشت که یک دسته را خراب می کند، یا بدتر از آن، سرریز سرنگ و ایجاد خطر آلودگی ایجاد می کند.
دیده‌ام که اپراتورهای جدید سعی می‌کنند این را مطرح کنند: "من فقط از یک سرنگ معمولی استفاده می‌کنم و سریع می‌مکم" یا "گرما را روی دستگاه پرکن قدیمی‌ام افزایش می‌دهم و به بهترین‌ها امیدوار هستم." هشدار اسپویلر: به ندرت جواب می دهد. سال گذشته، یک مشتری کوچک بیوتکنولوژی، وحشت زده به سراغش رفت، زیرا آن ها آنتی بادی حساس به حرارت را در دمای 160 درجه فارنهایت با یک پرکننده پایه پایه پر می کردند، و هر 5امین سرنگ دارای یک ترک یا پر شده بود. ما روند آنها را طی کردیم و آنها دو متغیر بزرگ را نادیده گرفتند: آماده سازی مواد و کنترل دما. بیایید با اصول اولیه ای شروع کنیم که نمی توانید قبل از اینکه حتی یک دستگاه پرکن را لمس کنید، از آنها بگذریم.
مرحله 1: تنظیم سرنگ و قطعه مناسب را بدون استثناء انتخاب کنید. همه سرنگ ها برای مایعات داغ ساخته نشده اند. سرنگ‌های معمولی پلی پروپیلن (PP) ممکن است حداکثر تا 140 درجه فارنهایت را نگه دارند، اما اگر به بالاتر (150 درجه فارنهایت +) فشار می‌آورید، به سرنگ‌های پلی پروپیلن با حرارت بالا یا حتی پلیمر الفین حلقوی (COP) نیاز دارید-COP نسبت به حرارت مقاوم‌تر است و احتمال تاب‌خوردگی کمتری دارد، به‌علاوه، برای عصاره‌گیری‌های کلیدی کم است. در مورد مهر و موم پیستونی هم: درپوش های لاستیکی معمولی می توانند در دمای بالای 130 درجه فارنهایت ذوب یا شسته شوند، بنابراین به مهر و موم های سیلیکونی یا EPDM نیاز دارید که برای دمای مایع خاص خود درجه بندی شده باشند. من نمی توانم به اندازه کافی تاکید کنم که چند نفر برای صرفه جویی در هزینه از این مرحله صرف نظر می کنند، فقط به دلیل سرنگ های ترک خورده یا محصول آلوده، 10 هزار دلار را به صورت دسته ای دور می اندازند.
مرحله 2: دمای مایع را از مخزن به سرنگ کنترل کنید، نه فقط در شیر. اینجاست که اکثر مردم اشتباه می‌کنند: مایع را در یک مخزن مخلوط‌کن حرارت می‌دهند، سپس آن را مستقیماً به پرکننده پمپ می‌کنند، و زمانی که به سرنگ برخورد می‌کند، 20 درجه فارنهایت خنک‌تر می‌شود، سرعت جریان تمام می‌شود و در نهایت با پر شدن ناهموار می‌شوند. راه حل یک مخزن نگهدارنده روکش دار با یک کنترل کننده دمای حلقه بسته است - این مایع را در دمای ثابت نگه می دارد تا ویسکوزیته تغییر نکند. شما همچنین به لوله عایق بین مخزن و پرکننده نیاز دارید. حتی یک خط بدون عایق 1 فوتی می تواند اجازه دهد مایع در 10 ثانیه بیش از حد خنک شود. برای دسته‌های کوچک یا تحقیق و توسعه، حتی سرنگ‌های عایق‌بندی‌شده‌ای وجود دارد که در طول پر کردن دما را حفظ می‌کنند، که یک تغییر بازی برای کار روی میز است.
اکنون، وقتی نوبت به فرآیند پر کردن واقعی می‌رسد، ماشینی که استفاده می‌کنید تفاوت را ایجاد می‌کند. من همه چیز را دیده ام، از سرنگ های دستی گرفته تا خطوط کاملاً خودکار، اما همه پرکننده ها برای مایعات داغ ساخته نشده اند. به عنوان مثال، اگر با مایعات داغ با ویسکوزیته بالا سر و کار دارید (به پایه های شیاف مذاب یا مواد بیولوژیکی غلیظ فکر کنید که با گرم شدن نازک تر می شوند)، یک پرکننده استاندارد بیش از حد فشار می آورد و منجر به سرریز شدن یا حباب های هوا می شود. تیم ما با تعداد زیادی مشتری در تنظیمات پر کردن سفارشی کار می کند، و یکی از محبوب ترین ابزارها برای مواد داغ و با ویسکوزیته بالا، دستگاه پرکننده مایع با ویسکوزیته بالا است که در اینجا پیوند داده شده است. این دستگاه با پیستون‌های کنترل‌شده با دما و مسیرهای جریان مهر و موم شده طراحی شده است که دمای مایع را در حین تخلیه و توزیع ثابت نگه می‌دارد، بنابراین شما در هر بار پر شدن دقیق، بدون چکه یا حباب را دریافت می‌کنید. این یک نجات دهنده برای مشتری واکسنی بود که یک ادجوانت فعال شده با گرما را در دمای 170 درجه فارنهایت پر می کرد - پس از تعویض، ضایعات دسته ای خود را تا 40 درصد کاهش دادند.
اگر با مایعات حتی داغ‌تر کار می‌کنید و همچنین نیاز دارید که ویال‌ها را در کنار سرنگ‌ها قرار دهید، یک دستگاه مفید وجود دارد که می‌تواند هر دو را انجام دهد. ما مشتریانی با خطوط چند محصولی داشته‌ایم که هم سرنگ‌ها و هم ویال‌های از پیش پرشده را پر می‌کنند (مانند برخی از فرمول‌های انسولین که از ویال‌ها به صورت عمده و سرنگ‌ها برای استفاده بیماران استفاده می‌کنند). دستگاه درپوش بستن بطری ویال با سرهای پرکننده قابل تطبیق ساخته شده است که برای مایعات داغ کار می کند، بنابراین برای محصولات مشابه به دو دستگاه جداگانه نیاز ندارید. این یک صرفه جویی در هزینه برای داروخانه های کوچک تا متوسط است که بودجه ای برای خطوط اختصاصی چندگانه ندارند.
برای تیم‌های تحقیق و توسعه یا دسته‌های کوچکی که نیازی به خط کاملاً خودکار ندارید، دستگاه پرکننده سرنگ بنچاپ عالی است. جمع و جور است، تنظیم آن آسان است و دارای افزودنی های کنترل دما است که برای حجم های کوچک کار می کنند. ما یک آزمایشگاه راه‌اندازی داشتیم که از این پپتید برای آزمایش‌های اولیه خود در مورد یک پپتید پایدار در برابر حرارت استفاده می‌کرد و آنها توانستند 10 تنظیمات دمایی مختلف را در یک روز بدون هدر رفتن محصول آزمایش کنند، که به آنها اجازه می‌داد سریع‌تر از آنچه برنامه‌ریزی کرده بودند به تولید کامل بروند.
صبر کنید، بیایید در مورد بخشی صحبت کنیم که به راحتی نمی توان آن را از دست داد: فشار و سرعت پیستون. هنگامی که در حال کشیدن مایع داغ هستید، با کشیدن سریع پیستون خلاء در بشکه سرنگ ایجاد می‌شود که باعث می‌شود مایع در دمای پایین‌تری تبخیر شود (که به آن جوشیدن در علم فشار کاهش یافته 101 می‌گویند، درست است؟). این بخار به حباب‌های هوا تبدیل می‌شود که باعث به هم ریختگی سرنگ می‌شود و حتی می‌تواند باعث نشت یا شکستن سرنگ هنگام درپوش زدن شود. راه حل ساده است: سرعت کشش را روی فیلر خود تنظیم کنید تا با دمای مایع مطابقت داشته باشد. برای مایع 150 درجه فارنهایت، 20 تا 30 درصد سرعتی که برای مایع دمای اتاق استفاده می کنید بکشید. اکثر پرکننده‌های خوب (مخصوصاً آنهایی که توصیه می‌کنیم) دارای تنظیمات سرعت قابل تنظیم هستند که این کار را آسان و بدون حدس زدن انجام می‌دهند.
یک نکته حرفه ای دیگر: قبل از شروع همه چیز را از قبل گرم کنید. سرنگ‌ها، لوله‌ها، حتی سرهای پرکننده - اگر دمای اتاق باشند، وقتی مایع داغ به آنها برخورد می‌کند، لایه نازکی از بخار متراکم می‌شود و منجر به حباب‌های هوا می‌شود که در سرنگ گیر می‌کند. فقط کافی است مقدار کمی مایع داغ را قبل از اینکه تولید شما انجام شود، ابتدا از پرکننده و سرنگ ها عبور دهید تا همه قطعات از قبل آماده شوند. 2 دقیقه طول می کشد و 90 درصد مشکلات حباب هوا را که با پر کردن مایع داغ می بینیم، از بین می برد.
من می دانم که برخی از مردم در اینجا نگران عقیمی هستند - هیچ کس محصول آلوده را نمی خواهد، به خصوص برای داروها. خبر خوب این است که اگر از مواد درجه بندی شده استفاده می کنید، تمام مراحل فوق با محیط های اتاق تمیز سازگار است. نکته کلیدی این است که مطمئن شوید هر جزء (سرنگ، مهر و موم، لوله) قبل از شروع کار از قبل استریل شده است و مخازن و پرکننده های پوشش دار با ضدعفونی کننده های مقاوم در برابر حرارت ضدعفونی می شوند. ما با بسیاری از مشتریان برای تأیید فرآیندهای پر کردن آنها کار می کنیم، و این مراحل همه بخشی از دستورالعمل های استاندارد USP <797> برای ترکیب استریل هستند، بنابراین شما فقط حدس نمی زنید، بلکه از قوانین صنعت پیروی می کنید.
بگذارید یک داستان ترسناک را به اشتراک بگذارم که واقعاً این خانه را هدایت کرد. یک مشتری چند سال پیش سعی کرد با استفاده از سرنگ های شیشه ای دستی، فرمول قطره چشم داغ را پر کند. آنها سرنگ ها را از قبل گرم نکردند، پیستون را خیلی سریع کشیدند و در نهایت 30 درصد سرنگ ها حباب هوا داشتند. بدتر از آن، یک سرنگ شیشه ای ترک خورد زیرا مایع داغ به بشکه سرد برخورد کرد و مایعی با دمای 150 درجه فارنهایت روی یکی از اپراتورهای آن ریخت. آنها مجبور شدند تولید را به مدت یک هفته در حالی که تنظیمات خود را تعمیر می کردند متوقف کنند و 25 هزار دلار در محصول هدر رفته و زمان خرابی از دست دادند. به همین دلیل است که ما در این مراحل بسیار چنگ می زنیم - این چیزها فقط در مورد کارایی نیست، بلکه در مورد ایمنی است.
اکنون، اگر تازه شروع به پر کردن مایعات داغ کرده اید، بزرگترین اشتباه این است که فکر کنید می توانید یک پرکننده استاندارد قدیمی را تطبیق دهید. ما متوجه شدیم که هیچ‌کس نمی‌خواهد 50 هزار دلار بر روی یک دستگاه جدید کم کند، اگر بتواند دستگاه قدیمی خود را کار کند، اما وقتی نوبت به سرنگ‌های داغ می‌رسد، تطبیق منجر به ضایعات و خطرات بیشتر می‌شود. ماشین‌هایی که در بالا به آنها اشاره کردیم به‌طور خاص برای مقابله با چالش‌های منحصربه‌فرد مایعات داغ ساخته شده‌اند: کنترل دمای ثابت، مواد سازگار، فشار و سرعت قابل تنظیم.
در پایان روز، پر کردن سرنگ های داغ یک علم موشکی نیست، اما نیاز به توجه به جزئیات کوچکی دارد که اکثر مردم نادیده می گیرند. اجزای مناسب را تهیه کنید، دما را سرتاسر کنترل کنید، پرکننده ای را انتخاب کنید که برای مایعات داغ طراحی شده است، با پیستون عجله نکنید و همه چیز را از قبل گرم کنید. اگر هنوز گیر کرده اید، تیم ما با آزمایشگاه ها و تولیدکنندگان در هر اندازه همکاری می کند تا بهترین راه اندازی را برای محصول خاص خود بیابد. ما یک اندازه کار نمی‌کنیم، هر مایعی دما، ویسکوزیته و نیازهای خاص خود را دارد، بنابراین توصیه‌های خود را تنظیم می‌کنیم (از جمله اشاره به ماشین‌هایی که برای حجم و مورد استفاده شما بهترین کار را دارند).
اگر در حال حاضر با پر شدن سرنگ مایع داغ سر و کار دارید و به مشکل برخورد می کنید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. چه یک آزمایشگاه تحقیق و توسعه کوچک در حال آزمایش فرمولاسیون جدید باشید یا یک تولید مقیاس متوسط دارویی، ما می‌توانیم گزینه‌های شما را راهنمایی کنیم، به سؤالات مربوط به سازگاری مواد، کنترل دما پاسخ دهیم یا حتی به شما کمک کنیم فرآیند موجود خود را برای کاهش ضایعات تغییر دهید. اجازه ندهید فرآیندهای بد منجر به هدر رفتن محصول یا خطرات ایمنی شود - برای رفع نیازهای خاص خود تماس بگیرید.
مراجع:
- USP <797> ترکیب دارویی – آماده سازی استریل، کنوانسیون داروسازی ایالات متحده
- ویسکوزیته و رفتار جریان مایعات دارویی در دماهای بالا، مجله علوم دارویی، 2021
- سازگاری مواد سرنگ برای فرآیندهای پر کردن حرارتی، مجله PDA PDA Pharmaceutical Science and Technology، 2019