SPRITZEN UND SCHEIBENWISCHER
gepostet 24. August 2022
Kennen Sie das schreckliche, ruckelnde Geräusch, das die Scheibenwischer manchmal machen? Es wird durch das abwechselnde Kleben und Rutschen des Gummis auf dem Glas verursacht. Dasselbe Phänomen tritt bei dem Gummikolben einer Glasspritze auf, wenn auch mit schwerwiegenderen Folgen wie unbequemen Injektionen, variabler Dosierung und Verschwendung von Medikamenten.
Jedes Jahr werden Milliarden von Spritzen verwendet, und eines haben sie alle gemeinsam: die Notwendigkeit einer geringen und konstanten Reibung zwischen Spritze und Kolben. Der Trend zum Einbau von Spritzen in Autoinjektoren macht dies noch wichtiger.
Viele vorgefüllte Spritzen müssen aus Glas hergestellt werden, um die Kompatibilität und Sterilität der Medikamente zu gewährleisten. Gummikolben haben eine hohe und variable Reibung mit Glas, so dass Glasspritzen fast immer mit einer Silikonschicht geschmiert werden.
Aufgespritztes Silikonöl leidet unter den Problemen, eine gleichmäßige Beschichtung der Spritze zu gewährleisten, der Migration des Silikonöls während der Lagerung und der möglichen Wechselwirkung mit dem Medikament.
Eine Möglichkeit, diese Probleme mit aufgesprühtem Silikon zu lösen, besteht darin, die Innenseite des Glases mit einer Schicht aus Silikonölemulsion zu überziehen. Diese kann dann bei etwa 300 °C eingebrannt werden, um eine chemische Reaktion zwischen dem Silikon und dem Glas einzuleiten, so dass eine dünne, gleitfähige Silikonschicht entsteht, die gut mit der Oberfläche verbunden ist. Dies ist wichtig, um nachteilige Wechselwirkungen mit Arzneimitteln zu vermeiden.
Das Problem dabei ist, dass diese Temperatur weit über der Höchsttemperatur von ca. 150 °C der UV-Klebstoffe liegt, die zur Befestigung oder "Verankerung" einer Nadel in der Spritze verwendet werden. Daher ist diese Behandlung auf Spritzen ohne gestochene Nadel beschränkt, so dass die Hersteller die Wahl haben zwischen (i) einer klebrigen Spritze mit einer bequem gestochenen Nadel und (ii) einer Spritze, die zwar gleitfähig ist, aber den Endverbraucher bei der Auswahl der richtigen Nadel stärker belastet.
Wenn diese Wahl für Ihr Medikamentenverabreichungssystem inakzeptabel ist, gibt es glücklicherweise einige andere Optionen.
Eine völlige Umgestaltung des Herstellungsprozesses, um das Silikon vor dem Einkleben der Nadel aufzutragen, ist möglicherweise keine praktikable Option, aber die Plasmaaktivierungstechnologie wird seit mehreren Jahrzehnten im Bereich der Mikrofluidik eingesetzt, um die Haftung zwischen Silikon und Glas zu fördern, und könnte auch bei Spritzenbeschichtungen angewendet werden. Durch die Behandlung des Glases mit Plasma werden reaktive Radikale auf der Oberfläche erzeugt, die mit Silikonmolekülen reagieren und sich mit ihnen verbinden können, um einen haftenden Film zu erzeugen, ohne dass höhere Temperaturen erforderlich sind.
Zum Beispiel, Stevanatos Alba Spritzensysteme von Stevanato beispielsweise verwenden eine ähnliche Technologie, um eine gebundene Silikonbeschichtung zu erzielen, und sind jetzt auch mit gestapelten Nadeln erhältlich.
Natürlich ist die Umstellung auf ein neues Spritzensystem und einen anderen Herstellungsprozess mit Risiken verbunden, ganz zu schweigen von den höheren Kosten. Je nach Anwendung können für Ihr Gerät alternative Ansätze zur Verklebung von Silikonbeschichtungen, wie z. B. ein UV-aktiviertes Ozonverfahren, oder auch eine ungebundene Silikonölbeschichtung von Vorteil sein.
Wenn die Plasmabehandlung keine zufriedenstellende Lösung bietet, gibt es andere Optionen, wie z. B. Cycloolefin-Polymerspritzen mit verschiedenen Barriere- und Gleitbeschichtungen, wie die von SiO2 Werkstoffkunde oder Mitsubishi Gas and Chemical.
Geschrieben von Omar ShahBeratender Ingenieur (Werkstoffe und Mechanik).
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