國產(chǎn)自動無針粉末(單次)注射器樣機(jī)研制及其性能評價.pdf

1、無針粉末注射器是利用壓力氣體膨脹產(chǎn)生超音速氣流加速藥物粉末,使之穿透至皮內(nèi)或皮下組織的一種新型給藥器械,具有無針、無痛、無交叉感染,便捷、高效的特點,適用于包括兒童、具有恐針感患者和需長期給藥的慢性病患者的藥物治療,還特別適合重大事件(戰(zhàn)爭、地震、洪災(zāi)、烈性傳染病)以及邊遠(yuǎn)地區(qū)、大規(guī)模野外作業(yè)等條件下的醫(yī)療預(yù)防保障。本文在課題組前期研究基礎(chǔ)上,嘗試開發(fā)可自動操作的無針粉末(單次)注射器,并對其性能進(jìn)行綜合評價,主要研究結(jié)果如下:

2、　　 1、首次研制了自動無針粉末(單次)注射器:針對前期無針粉末注射器不能自動操作的缺陷,本課題利用我國軍工技術(shù)優(yōu)勢,首次設(shè)計開發(fā)了全新結(jié)構(gòu)的自動無針粉末(單次)注射器(發(fā)明專利申請?zhí)?01010153045.4),并加工樣機(jī)3臺。該裝置采用新型扭簧驅(qū)動球閥機(jī)構(gòu)實現(xiàn)自動給藥操作,驅(qū)動輕便,瞬間完成給藥,重復(fù)性好、可靠性高,且有效規(guī)避國外專利；采用大通氣量設(shè)計,提高給藥效率；采用高氣密性球閥,延長貯存期限;采用可重復(fù)使用機(jī)構(gòu),降低使用成

3、本；采用多聯(lián)減速消音器,降低注射嘯音；采用可更換式間隔罩,可調(diào)節(jié)注射參數(shù);特別設(shè)計保險鎖裝置,避免誤擊發(fā),保障安全性；增加防滑手感設(shè)計、內(nèi)陷槽式排氣孔設(shè)計等,外形美觀、結(jié)構(gòu)緊湊,符合人體工學(xué),適合單人單手操作。
　　 2、較系統(tǒng)考察了自制樣機(jī)的機(jī)械可靠性:為了評估自制樣機(jī)的可靠性和對使用環(huán)境的要求,對裝置的可耐受壓力、低溫、高溫、浸水,跌落試驗、疲勞試驗,以及不同人群的操作效果等進(jìn)行考察,結(jié)果表明:自制樣機(jī)在充氣10MPa壓力時

4、仍安全、無漏氣；在-40℃至60℃的環(huán)境溫度下或落入水中后均不影響機(jī)械機(jī)構(gòu)操作；從75cm高度處跌落仍安全無損；連續(xù)給藥48次未見機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)械疲勞現(xiàn)象；不同性別、年齡(18—60歲)人群均可有效操作。
　　 3、考察并確定了自制樣機(jī)的安全操作條件:采用正交試驗設(shè)計考察自制樣機(jī)的皮膚損傷及其影響因素,確定了影響樣機(jī)皮膚損傷的因素:注射壓力>氣瓶容積>注射間距>加速長度；結(jié)合理論計算及數(shù)值模擬,確定了決定主要影響因素的氣動力學(xué)參數(shù)和

5、機(jī)制；以皮膚完全無可見損傷為要求,確定在同一部位皮膚連續(xù)注射的間隔應(yīng)>24h,交替部位給藥的間隔應(yīng)>12h。
　　 4、以胰島素為模式藥,考察了自制樣機(jī)遞送治療藥物的效果:采用四氧嘧啶致糖尿病家兔模型,考察了以不同鹽類為載體的胰島素?zé)o針粉末注射劑的降血糖效果,與常規(guī)針頭皮下注射對比,以血糖曲線上面積(area above the curve,AAC)計算相對生物利用度(relative bioavailability,FR),結(jié)

6、果表明:1)以各種鹽類為載體的胰島素?zé)o針粉末注射劑均有降血糖作用,而胰島素原粉經(jīng)無針粉末注射幾乎無降血糖作用,提示粉末載體材料對無針粉末注射的效果有較大影響;2)在相同制備條件下,以碳酸鈣為載體者較差,FR僅有16.9±4.5％,以磷酸鹽為載體者FR相對較高,達(dá)到38.6±8.2％;3)將胰島素-磷酸鹽粉末用生理鹽水復(fù)溶后皮下針頭注射,FR為44.7±9.6％％,僅比相應(yīng)無針粉末注射組高13.4％,提示自制無針粉末注射器遞送胰島素-磷酸

7、鹽粉末的實際效率達(dá)到70％,同時說明目前相對粗放的胰島素粉末化工藝的活性損失較大,需繼續(xù)優(yōu)化提高；4)對比在家兔不同部位(股部、臀部、背部、腹部),通過無針粉末注射遞送胰島素-磷酸鹽粉末的降糖效果,結(jié)果提示家兔不同部位給藥效果無差異。
　　 5、以破傷風(fēng)疫苗為模式藥,考察了自制樣機(jī)遞送疫苗的免疫效果:以豚鼠血清破傷風(fēng)IgG抗體濃度為指標(biāo),考察自動無針粉末注射器的免疫效果,結(jié)果表明:1)不同劑量的無針粉末注射組豚鼠血清IgG抗體濃

8、度存在劑量依賴關(guān)系；2)在接種后3、6、9周,相同劑量的無針粉末注射組豚鼠血清IgG抗體濃度與常規(guī)針頭注射組相當(dāng)；3)本研究首次考察了中藥佐劑聯(lián)合無針粉末免疫注射給藥的免疫增強(qiáng)效果,結(jié)果顯示中藥佐劑可輔助疫苗粉末化,且能增強(qiáng)破傷風(fēng)疫苗無針粉末注射的血清IgG抗體濃度,尤以人參多糖佐劑為佳,接種9周后其血清IgG抗體濃度比無佐劑組提高29.75％。該研究為國內(nèi)外首次報道,目前已申請中國發(fā)明專利(申請?zhí)?01110063283.0)和PCT