(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンジアセンブリのためのストッパの所望の材料特性を満たす熱可塑性エラストマーストッパを提供する。【解決手段】近位端、遠位端、それらの間に延びる側壁を有するシリンジバレルであって、内部を有するチャンバを画定し、第１の材料から形成されたシリンジバレルと、前記シリンジバレルの前記チャンバの前記内部内に摺動可能に配置されたストッパ１６であって、前記シリンジバレルの前記側壁との封止係合を提供するように前記シリンジバレルの前記チャンバの前記内部に対してサイズを設定され、前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、前記第２の材料が、４％を超える前記第１の材料を含まない、ストッパ１６と、前記ストッパ１６の一部分と係合可能な第１の端部を有するプランジャロッドとを備えることを特徴とするシリンジアセンブリである。【選択図】図４
2019055229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近位端、遠位端、それらの間に延びる側壁を有するシリンジバレルであって、内部を有するチャンバを画定し、第１の材料から形成されたシリンジバレルと、
前記シリンジバレルの前記チャンバの前記内部内に摺動可能に配置されたストッパであって、前記シリンジバレルの前記側壁との封止係合を提供するように前記シリンジバレルの前記チャンバの前記内部に対してサイズを設定され、前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、前記第２の材料が、４％を超える前記第１の材料を含まない、ストッパと、
前記ストッパの一部分と係合可能な第１の端部を有するプランジャロッドと
を備えることを特徴とするシリンジアセンブリ。
【請求項２】
前記第２の材料が、１．５％を超える前記第１の材料を含まないことを特徴とする請求項１に記載のシリンジアセンブリ。
【請求項３】
前記第２の材料が、１％を超える前記第１の材料を含まないことを特徴とする請求項１に記載のシリンジアセンブリ。
【請求項４】
シリンジアセンブリのためのストッパであって、
下側部分と、
第１の厚さを有する屋根部分と、
第２の厚さを有する、前記屋根部分に隣接して配置されたせん断部分であって、せん断部分の前記第２の厚さは、前記屋根部分の前記第１の厚さの５２％未満であり３６％より大きい、せん断部分と
を備えることを特徴とするストッパ。
【請求項５】
前記せん断部分の前記第２の厚さは、前記屋根部分の前記第１の厚さの約４４％であることを特徴とする請求項４に記載のストッパ。
【請求項６】
受け容積を有するキャッチカン部分をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のストッパ。
【請求項７】
シリンジアセンブリのためのストッパであって、
下側部分と、
第１の厚さを有する屋根部分と、
第２の厚さを有する、前記屋根部分に隣接して配置されたせん断部分であって、せん断部分の前記第２の厚さは、前記屋根部分の前記第１の厚さの５２％未満であり３６％より大きい、せん断部分と、
受け容積を有するキャッチカン部分と
を備えることを特徴とするストッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、シリンジアセンブリのためのストッパに関する。より詳細には、本開示は、シリンジアセンブリのためのストッパの所望の材料特性を満たす熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）ストッパに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンジアセンブリは、医薬品など流体を分注するために医療分野で周知である。従来のシリンジは、一般に、一端に開口を有するシリンジバレルと、反対側の端部を通って配置されるプランジャ機構とを含む。プランジャ機構は、一般に、バレルを通って延びるプランジャロッドを含み、プランジャヘッドまたはストッパがシリンジバレル内でプランジャロッドの端部に配置され、プランジャロッドの他端にある指フランジがシリンジバレルから延びる。使用時には、プランジャロッドがシリンジバレルを通って引かれ、シリンジバレルを、医薬品などの流体を吸引、充填し、プランジャロッドはシリンジバレルの後端から延出する。医薬品を患者に送達するために、シリンジバレルの開口は、シリンジバレルの前端に嵌装された皮下針を通じて、または患者の流体ラインに取り付けるためにシリンジバレルから延びるルアータイプ継手を通じてなど、患者と流体連通するように適合される。使用者が力を加え、プランジャロッドおよびストッパを、シリンジバレルを通じてシリンジバレルの前端に向かって押下したとき、それによりシリンジの内容物が、前端にある開口を通ってシリンジバレルから、患者に吐出するために押し出される。そのような操作は医療分野で周知であり、医師は、標準的なシリンジを通じてそのような一般的な流体吐出手順の使用に十分慣れている。
【０００３】
シリンジアセンブリには、１つの表面の上での他の表面の、摺動動作のゆっくりの制御された動作の開始と維持が必要である。摺動関係を有する２つの静止した表面は、それらの表面の１つに加えられる、徐々に増大する圧力が、閾値圧力に達するまで移動を引き起こさない、動作の開始に対する十分な抵抗をしばしば示し、閾値圧力に達した点で、それらの表面の突然の摺動分離の動作が発生することが周知である。静止した表面からの、摺動関係へのこの突然の分離動作は、本明細書では「ブレークアウト（breakout）」と呼ばれる。
【０００４】
あまりよく知られていないが重要な摩擦力は「開放力（breakloose force）」であり、これは、滅菌（オートクレーブ滅菌または他のプロセスを含む）された、シリンジアセンブリの接触表面の一方または両方、たとえばシリンジバレルにわずかな変形を有し得るシリンジアセンブリの表面間の静摩擦を克服するために必要とする力を指す。オートクレーブ滅菌に加えて、アセンブリの「放置（parking）」が開放力をさらに増大し得る。
【０００５】
ブレークアウト力および開放力は、一方の表面を目盛りの付いた第２の表面の上で滑らかに増加的に線から線へ前進させることによって、正確に測定された少量の液体を吐出するために使用される、シリンジなど液体分注デバイスで特に厄介である。この問題は、流れを注意深く液滴ごとに制御することが望ましいビュレット、ピペット、添加漏斗などストップコックを使用するデバイスでも遭遇される。
【０００６】
ストッパの重要な性能要件は、高い漏れに対する耐圧力、すなわち低い開放力および持続力（sustaining force）を維持しながら漏れのないシリンジを維持するストッパの能力を達成することである。
【０００７】
過度のブレークアウト力および開放力の問題は、摩擦に関係する。摩擦は、一般に、１つの物質の表面が、それ自体または別の物質の隣接する表面の上で摺動する、または摺動しそうなとき生じる抵抗力と定義される。接触する固体の表面間には、２種類の摩擦、すなわち、（１）従来、静摩擦として知られる、１つの表面が別の表面の上で移動し始めるために必要とされる力に逆らう抵抗、および（２）従来、動摩擦として知られる、１つの表面を別の表面の上で、可変、固定、または所定の速度で移動させるために必要とされる力に逆らう抵抗があり得る。
【０００８】
静摩擦を克服し、ブレークアウトを誘発するために必要とされる力は、「ブレークアウト力」と呼ばれ、ブレークアウトまたは開放後、１つの表面の、別の表面の上での安定した摺動を維持するために必要とされる力は、「持続力」と呼ばれる。２つの主要なファクタが静摩擦に、したがってブレークアウト力または開放力に貢献する。本明細書で使用される「固着」という用語は、静止接触する２つの表面が互いに密着度を発達させる傾向を意味する。「慣性」という用語は、従来、質力を運動状態にするために克服されなければならない、運動に抵抗しようとすることと定義される。本発明の文脈では、慣性は、粘着を含まないブレークアウト力のその成分を意味すると理解される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ブレークアウト力または開放力、特に固着度は、表面の組成に従って変わる。一般に、弾性を有する材料は、特に表面が同様の成分のものであるときは、非弾性材料より大きな固着を示す。表面が互いに静止接触している時間の長さもまた、ブレークアウト力および／または開放力に影響を及ぼす。シリンジ技術では、「放置」という用語は、貯蔵時間、保管時間、または充填と放出の間の間隔を意味する。一般に、放置は、特にシリンジが放置中、冷蔵されている場合、ブレークアウト力または開放力を増大する。
【００１０】
ブレークアウトを克服する従来の手法は、表面対表面の界面に潤滑剤を適用することであった。そのような従来の潤滑されたストッパは、薬剤を分注するために一般に使用される手段などとしては、様々な流体に可溶であるという欠点を有する。さらに、これらの潤滑剤は、空気酸化を受け、粘性変化、および不快な色の発現をもたらす。さらに、それらは、特に、表面対表面の界面から変質しやすい。そのような潤滑剤の変質は、一般に、放置における時間と共にブレークアウト力が増大することの原因と考えられる。
【００１１】
潤滑剤をストッパの表面に適用することに伴う追加の問題は、そのような潤滑ステップが、潤滑剤および潤滑器具のコスト、潤滑ステップを操作および実施するための時間およびエネルギーを必要とし、ストッパを自動化された組立てプロセスから、潤滑のために除く必要があることである。
【００１２】
これらの理由のため、高いブレークアウト力および開放力を克服し、それにより静止接触から摺動接触へ２つの表面の滑らかな移行を達成することができるよりよいシリンジアセンブリが求められており、必要とされる性能特性を示し、追加の潤滑ステップを必要としないストッパが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示は、シリンジアセンブリのためのストッパの所望の材料特性を満たす熱可塑性エラストマーストッパを提供する。これらの材料特性は、圧縮永久ひずみ、硬度、所与のひずみレベルでの応力、および所与のせん断速度での粘性である。本開示の熱可塑性エラストマーストッパを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは（ＡＳＴＭ  Ｄ３９５−０３、方法Ｂ）、５０％以下となり得る。本開示の熱可塑性エラストマーストッパの硬度は、４０〜７０ショアＡの範囲内（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０−０５）となり得る。所望のひずみ値での応力もまた、組み立てられたシリンジで良好な漏れおよび力性能を得るように、本開示の熱可塑性エラストマーストッパのために最適化されるべきである。本開示の熱可塑性エラストマーストッパの粘性は、２０５℃で細管レオメータ（ダイ：丸穴長さ２０ｍｍ／直径１ｍｍ／１８０度入口、ピストン：ｄ＝１５ｍｍ、および溶融時間＝７分）を使用して測定されたとき、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上となり得る。一実施形態では、本開示の熱可塑性エラストマーストッパは、ポリプロピレンまたはポリプロピレンコポリマーをベースとするシリンジバレルでスティクションのない性能を提供する。たとえば、本開示のストッパは、１０〜３５％の中密度から高密度のポリエチレン（１２０℃から１３０℃の範囲内の溶融温度での中密度から高密度）とブレンドされた、それだけには限らないが３０〜６５％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）コポリマーなど３０〜６５％のエラストマー、２０〜３５％の一般に入手可能な鉱油ならびに一般に入手可能な放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤を含む。エラストマーおよびポリエチレンの分子量は、上記のような所望の材料特性を得るように選択される。
【００１４】
また、本開示は、低い開放力および持続力と共に漏れのないシリンジを維持するストッパを提供する。一実施形態では、本発明は、シリンジアセンブリのために必要とされる機能性能ファクタを示す無潤滑ストッパを提供する。有利には、本開示のストッパは、ストッパに対する外部の潤滑剤適用を省きながら、必要な機能性能を提供する。このようにして、ストッパに対する外部の潤滑剤適用の負の結果が解消される。たとえば、ストッパに対する潤滑ステップは、潤滑剤および潤滑器具のコスト、潤滑ステップを操作および実施するための時間およびエネルギーを必要とし、ストッパを自動化された組立てプロセスから潤滑のために除く必要がある。また、本開示の無潤滑ストッパは、完全な自動ストッパ組立てプロセスを可能にするストッパを提供する。さらに、本開示のストッパは、硬質相として高溶融温度ポリマーを使用することによりシリンジアセンブリのためのオートクレーブ滅菌可能な無潤滑ストッパを可能にする。
【００１５】
本発明は、医療デバイスのチャンバの内側表面と封止可能に係合するように適合された外部表面を有するシリンジアセンブリのためのストッパを提供する。それぞれの表面は、摩擦係合することができる。医療デバイス内で使用されるとき、本発明のストッパは、ブレークアウト力、開放力、および／または持続力を達成するために必要とされる力を低減することができ、それにより静止接触から摺動接触への表面の移行が突然の急激な増加（サージ）なしに行われる。ブレークアウトまたは開放が完了し、表面が摺動接触しているとき、それらは非常に低い持続力で滑らかに摺動する。これらの利点は、ストッパの表面に適用される潤滑剤の使用なしに達成される。また、本発明は、高い漏れに対する圧力を達成するストッパを提供する。このようにして、本発明のストッパは、低い開放力および持続力と共に漏れのないシリンジを維持する。本開示のストッパ、および本発明の方法によって達成される効果は、放置期間全体を通じて漏れのない、低いブレークアウト力、低い開放力、および持続力の利点を提供することができる。本開示のストッパがシリンジアセンブリなど液体分注デバイスの一部であるとき、小さな、非常に正確な増分の液体が、突然のサージなしに繰り返し分注され得る。したがって、本開示のストッパを含むシリンジアセンブリは、サージの危険なしに薬剤を患者に投与するために使用することができ、それにより用量の正確な制御および非常に向上された患者の安全が実現される。これは、滅菌後、およびストッパの寿命、たとえば５年間にわたって達成および維持される。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、シリンジアセンブリのためのストッパが熱可塑性エラストマーを含み、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、５０％以下であり、熱可塑性エラストマーの硬度は、約４０〜７０ショアＡであり、熱可塑性エラストマーの粘性は、２０５℃で細管レオメータ（ダイ：丸穴長さ２０ｍｍ／直径１ｍｍ／１８０度入口、ピストン：ｄ＝１５ｍｍ、および溶融時間＝７分）を使用して測定されたとき、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上である。
【００１７】
一構成では、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、３５％以下である。他の構成では、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、約１０％〜３５％である。他の構成では、熱可塑性エラストマーの硬度は、約４５〜６５ショアＡである。一構成では、熱可塑性エラストマーの硬度は、約５３〜６３ショアＡである。他の構成では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ〜３２０．０Ｐａ・ｓである。他の構成では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で１００．０Ｐａ・ｓ〜１７０．０Ｐａ・ｓである。一構成では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ〜４６．０Ｐａ・ｓである。他の構成では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１０，０００秒-1で１６．０Ｐａ・ｓ〜２７．０Ｐａ・ｓである。他の構成では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ〜１２．０Ｐａ・ｓである。一構成では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度５０，０００秒-1で４．５Ｐａ・ｓ〜７．５Ｐａ・ｓである。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリは、近位端、遠位端、それらの間に延びる側壁を有するシリンジバレルであって、内部を有するチャンバを画定し、第１の材料から形成されたシリンジバレルと、シリンジバレルのチャンバの内部内に摺動可能に配置されたストッパであって、シリンジバレルの側壁との封止係合を提供するようにシリンジバレルのチャンバの内部に対してサイズを設定され、第１の材料とは異なる第２の材料から形成されたストッパとを含み、第２の材料が、４％を超える第１の材料を含まず、より好ましくは、第２の材料は、１．５％を超える第１の材料を含まず、さらに好ましくは、第２の材料は、１％を超える第１の材料を含まない。シリンジアセンブリは、ストッパの一部分と係合可能な第１の端部を有するプランジャロッドをさらに含む。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリは、近位端、遠位端、それらの間に延びる側壁を有するシリンジバレルであって、内部を有するチャンバを画定するシリンジバレルと、シリンジバレルのチャンバの内部内に摺動可能に配置されたストッパであって、シリンジバレルの側壁との封止係合を提供するようにシリンジバレルのチャンバの内部に対してサイズを設定され、無潤滑熱可塑性エラストマーから形成されたストッパとを含む。シリンジアセンブリは、ストッパの一部分と係合可能な第１の端部を有するプランジャロッドをさらに含む。
【００２０】
一構成では、ストッパは、スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレンを含む。他の構成では、ストッパは、ポリエチレンブロックを含むオレフィンブロックコポリマーを含む。ストッパ組成は、鉱油、放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤をも含むことができる。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリは、近位端、遠位端、それらの間に延びる側壁を有するシリンジバレルであって、内部を有するチャンバを画定し、バレル材料から形成されたシリンジバレルを含む。シリンジアセンブリは、熱可塑性エラストマーを含むストッパをさらに含み、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、５０％以下であり、熱可塑性エラストマーの硬度は、約４０〜７０ショアＡであり、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上であり、ストッパは、それだけには限らないがスチレンブロックコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、ＳＢＲゴム、またはポリイソプレンなどエラストマー相を含む配合を含み、ポリオレフィンなど硬質ポリマー相、たとえばそれだけには限らないが、ポリオレフィンと、エチレンテトラフルオロエチレンおよびフッ化エチレンプロピレンポリマーなど他のより高い溶融温度ポリマー（１７０℃超）とを、鉱油など炭化水素液および放射安定剤ならびに／または他の加工助剤と共に有してもよく、ストッパは、シリンジバレルのチャンバの内部内に摺動可能に配置され、ストッパは、シリンジバレルの側壁との封止係合を提供するようにシリンジバレルのチャンバの内部に対してサイズ設定され、ストッパは、無潤滑熱可塑性エラストマーから形成される。シリンジアセンブリは、ストッパの一部分と係合可能な第１の端部を有するプランジャロッドをさらに含み、ストッパの配合は、バレル材料とは異なり、たとえば、ストッパの配合のための硬質相は、バレル材料がポリプロピレンから形成される、またはポリプロピレンをベースとするバレルである場合、ポリプロピレンをベースとするものであるべきでない。
【００２２】
本発明の他の実施形態によれば、本発明のストッパは、製造および／または成形に関する利点を提供する。たとえば、一実施形態では、本発明のストッパは、金型キャビティ内の金型ゲーティング点において、せん断特徴部（フィーチャー）、すなわち薄い壁セクションを含む。本発明のストッパのせん断特徴部は、金型ゲート点においてせん断熱を加える。このようにして、本発明のストッパは、冷えた材料が金型キャビティに入ることを解消し、ストッパ成形に一般的な流線および／または溶接線を解消し、ひけを解消し、ゲート品質の制御を改善し、金型サイクル時間を改善し、表面および／または視覚的不完全部を解消する。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリのためのストッパは、下側部分と、第１の厚さを有する屋根部分と、屋根部分に隣接して配置されたせん断部分(シャーエレメント)であって、第２の厚さを有するせん断部分とを含み、せん断部分の第２の厚さは、屋根部分の第１の厚さの５２％未満であり３６％より大きい。
【００２４】
一構成では、せん断部分の第２の厚さは、屋根部分の第１の厚さの約４４％である。他の構成では、ストッパは、受け容積を有するキャッチカン部分を含む。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリのためのストッパは、下側部分と、屋根部分と、屋根部分に隣接して配置された芯部分であって、半楕円形状を有する芯部分と、屋根部分に隣接して配置された第１の封止リブと、下側部分に隣接して配置された第２の封止リブとを含む。
【００２６】
一構成では、第１の封止リブは、流体圧力が増大するにつれて第１の封止リブにおいて増大された接触圧力を提供するように構成される。一実施形態では、保管寿命中、第１のリブ幅が、より低いブレークアウト力および持続力を、許容される圧縮永久ひずみと共にもたらす。他の構成では、スリップ添加剤が熱可塑性エラストマーに加えられる。
【００２７】
本発明の他の実施形態によれば、本開示のストッパは、スリップ剤で修正された潤滑されないバレルと共に使用され得る。スリップ剤は、長期性能のための遅い結晶化（ブルーミング）成分と、摩擦特性をより速く低減する速い結晶化（ブルーミング）成分の組合せであってもよい。
【００２８】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリのためのストッパは、下側部分と、第１の厚さを有する屋根部分と、第２の厚さを有する、屋根部分に隣接して配置されたせん断部分であって、せん断部分の第２の厚さは、屋根部分の第１の厚さの５２％未満であり３６％より大きい、せん断部分と、受け容積を有するキャッチカン部分とを含む。
【００２９】
本発明の他の実施形態によれば、シリンジアセンブリは、近位端、遠位端、それらの間に延びる側壁を有するシリンジバレルであって、内部を有するチャンバを画定し、バレル材料配合を有するシリンジバレルと、熱可塑性エラストマーを含むストッパであって、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、５０％以下であり、熱可塑性エラストマーの硬度は、約４０〜７０ショアＡであり、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上であり、高溶融温度１７０℃超を有する硬質ポリマー相を有する配合を含み、シリンジバレルのチャンバの内部内に摺動可能に配置され、シリンジバレルの側壁との封止係合を提供するようにシリンジバレルのチャンバの内部に対してサイズを設定され、無潤滑熱可塑性エラストマーから形成されたストッパとを含むストッパと、ストッパの一部分と係合可能な第１の端部を有するプランジャロッドとを含み、ストッパの配合は、バレル材料配合とは異なる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
添付の図面と共に本開示の実施形態の以下の説明を参照することによって、本開示の上述の、および他の特徴および利点、ならびにそれらを達成する方法はより明らかになり、本開示それ自体はよりよく理解されよう。
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による、第１の位置にあるストッパを含むシリンジアセンブリの組立て後平面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、ストッパが第２の位置にある図１のシリンジアセンブリの断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、シリンジバレルの内部表面と接触するストッパの一部分の詳細図である。
【図３】本発明の一実施形態によるストッパの平面図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による、図３の線５−５に沿った断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるストッパの平面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による、図６の線７−７に沿った断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態による、図６の線８−８に沿った断面図である。
【図９】スティクションを示す従来のストッパのグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態による、スティクションを示さないストッパのグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態による様々なストッパの応力−ひずみ特性を比較する表である。
【図１２】本発明の一実施形態による様々なストッパの機能特性を比較する表である。
【図１３】本発明の一実施形態による様々なストッパの機能特性を比較する表である。
【図１４Ａ】本発明の一実施形態による様々なストッパの粘度およびせん断速度のグラフである。
【図１４Ｂ】本発明の一実施形態による様々なストッパの手動操作特性の表である。
【図１５】従来のストッパの接触圧力値を、本発明の一実施形態によるストッパの第１の封止リブにおけるそのストッパと比較する表である。
【図１６】本発明の一実施形態による様々な熱可塑性エラストマーストッパの表である。
【図１７】本発明の一実施形態による様々な熱可塑性エラストマーストッパのポリプロピレン（ＰＰ）含有量の表である。
【図１８】本発明の一実施形態による熱可塑性エラストマーストッパのポンプ力プロファイルのグラフである。
【図１９】本発明の一実施形態による熱可塑性エラストマーストッパのポンプ力プロファイルのグラフである。
【図２０】本発明の一実施形態による様々な熱可塑性エラストマーストッパのポリプロピレン（ＰＰ）含有量、ポリエチレン（ＰＥ）含有量、圧縮永久ひずみ、および漏れ性能の表である。
【図２１】本発明の一実施形態による様々な熱可塑性エラストマーストッパのポリプロピレン（ＰＰ）含有量、ポリエチレン（ＰＥ）含有量、圧縮永久ひずみ、特定のせん断速度での粘性、および手動操作の表である。
【図２２】本発明の一実施形態による、異なるレベルのエルカミドスリップ剤を有する熱可塑性エラストマーストッパの力性能の表である。
【図２３】本発明の一実施形態による、ＦＥＡシミュレーションによって予測される熱可塑性エラストマーストッパについての漏れ圧力および持続力ランキングの表である。
【図２４】本発明の一実施形態による熱可塑性エラストマーストッパについての漏れ圧力および持続力ランキングの表である。
【図２５】本発明の一実施形態による熱可塑性エラストマーストッパについての材料特性の表である。
【図２６】本発明の一実施形態による、異なるレベルのエルカミドスリップ剤を有する熱可塑性エラストマーストッパの手動操作の表である。
【図２７】本発明の一実施形態による、熱可塑性エラストマーストッパおよびホットランナシステムのホットチップ部分の断面図である。
【図２８】本発明の一実施形態による、熱可塑性エラストマーストッパおよびホットランナシステムのホットチップ部分の断面図である。
【００３２】
対応する符号は、いくつか図を通じて対応する部分を示す。本明細書に記載の例示は、本開示の例示的な実施形態を示し、そのような例示は、決して本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきでない。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
動作例におけるもの、または別段示されている場合を除き、明細書および特許請求の範囲および図において使用される成分、材料特性などの量を表すすべての数は、あらゆる場合において、「約」という用語によって修飾されるものと理解されるべきである。したがって、そうでないと示されていない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲内に記載の数値パラメータは、本発明によって得られることが求められる所望の特性に応じて変わり得る近似値である。少なくとも、また特許請求の範囲に対する均等物の原則の適用を限定しようと試みるものとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも報告されている有効数字の数に照らして、また通常の丸め技法を適用することによって解釈されるべきである。
【００３４】
本発明の広い範囲について説明する数値範囲およびパラメータは近似値であるが、特定の例内に記載の数値は、可能な限り正確に報告されている。しかし、どの数値も、それぞれのテスト装置に見出される標準偏差に必然的に起因するある誤差を本質的に含む。さらに、範囲の変化する数値範囲が本明細書に記載されているとき、記載の値を含むこれらの値の任意の組合せが使用されてよいことが企図されている。
【００３５】
以下の説明のために、「上側」「下側」「右」「左」「垂直」「水平」「上部」「下部」「横方向」「長手方向」という用語、およびそれらの派生語は、図面の図内で配向されているまま本発明に関係するものとする。しかし、本発明は、そうでないと明示的に指定されている場合を除いて、様々な代替的変形形態を想定し得ることを理解されたい。また、添付の図面に示され、以下の明細書に記載の特定のデバイスは、本発明の例示的な実施形態にすぎないことを理解されたい。したがって、本明細書に開示されている実施形態に関係する特定の寸法および他の物理特性は、限定するものとみなされるべきでない。
【００３６】
以下の考察では、「遠位」は、患者に接触する、および／または針アセンブリもしくはＩＶ接続アセンブリなど別個のデバイスと係合するように適合されたシリンジアセンブリの一端に概して向かう方向を指し、「近位」は、遠位の反対方向、すなわち別個のデバイスと係合するように適合されたシリンジアセンブリのその端部から離れた方を指す。本開示では、上述の参照が、本開示によるシリンジアセンブリの構成要素の説明に使用される。
【００３７】
本開示は、シリンジアセンブリのためのストッパの所望の材料特性を満たす熱可塑性エラストマーストッパを提供する。これらの材料特性は、圧縮永久ひずみ、硬度、所与のひずみレベルでの応力、および所与のせん断速度での粘性である。本開示の熱可塑性エラストマーストッパの圧縮永久ひずみは、７０℃で２２時間の間、２５％圧縮（ＡＳＴＭ  Ｄ３９５−０３、方法Ｂ）で測定されたとき、５０％以下となり得る。本開示の熱可塑性エラストマーストッパの硬度は、４０〜７０ショアＡの範囲内（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０−０５）となり得る。所望のひずみ値での応力もまた、組み立てられたシリンジで良好な漏れおよび力性能を得るように、本開示の熱可塑性エラストマーストッパのために最適化されるべきである。本開示の熱可塑性エラストマーストッパの粘性は、２０５℃で細管レオメータ（ダイ：丸穴長さ２０ｍｍ／直径１ｍｍ／１８０度入口、ピストン：ｄ＝１５ｍｍ、および溶融時間＝７分）を使用して測定されたとき、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上となり得る。一実施形態では、本開示の熱可塑性エラストマーストッパは、ポリプロピレンまたはポリプロピレンコポリマーをベースとするバレルでスティクションのない性能を提供する。たとえば、本開示のストッパは、それだけには限らないが１０〜３５％の中密度から高密度のポリエチレン（１２０℃から１３０℃の範囲内の溶融温度での中密度から高密度）とブレンドされた３０〜６５％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）コポリマーなど３０〜６５％のエラストマー、２０〜３５％の一般に入手可能な鉱油ならびに一般に入手可能な放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤を含む。エラストマーおよびポリエチレンの分子量は、上記のような所望の材料特性を得るように選択される。
【００３８】
また、本開示は、低い開放力および持続力と共に漏れのないシリンジを維持するストッパを提供する。一実施形態では、本発明は、シリンジアセンブリのために必要とされる機能性能ファクタを示す無潤滑ストッパを提供する。有利には、本開示のストッパは、ストッパに対する外部の潤滑剤適用を省きながら、必要な機能性能を提供する。このようにして、ストッパに対する外部の潤滑剤適用の負の結果が解消される。たとえば、ストッパに対する潤滑ステップは、潤滑剤および潤滑器具のコスト、潤滑ステップを操作および実施するための時間およびエネルギーを必要とし、ストッパを自動化された組立てプロセスから潤滑のために除く必要がある。また、本開示の無潤滑ストッパは、完全な自動ストッパ組立てプロセスを可能にするストッパを提供する。さらに、本開示のストッパは、硬質相として高溶融温度ポリマーを使用することによりシリンジアセンブリのためのオートクレーブ滅菌可能な無潤滑ストッパを可能にする。たとえば、図１６を参照すると、本開示のストッパの複数の異なる配合が提供されており、これらは、本開示を通じて参照される。これらの配合は、オレフィンブロックコポリマー、スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレン、スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリプロピレン、およびＥＰＤＭ  ＴＰＶとブレンドされたポリエチレンなど様々なＴＰＥ化学的性質を含む。これらのＴＰＥ配合は、一般に入手可能な放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤を含んでもよい。
【００３９】
第１の例示的な実施形態では、本開示のストッパは、オレフィンブロックコポリマー、たとえばＴＰＥ−１実施形態から形成される。第２の例示的な実施形態では、本開示のストッパは、第１の組成を有するスチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレン、たとえばＴＰＥ−２実施形態から形成される。第３の例示的な実施形態では、本開示のストッパは、第２の組成を有するスチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレン、たとえばＴＰＥ−３実施形態から形成される。第４の例示的な実施形態では、本開示のストッパは、ＴＰＥ−１実施形態およびＴＰＥ−２実施形態より低い粘性を有するスチレンブロックコポリマー配合とブレンドされたポリプロピレン、たとえばＴＰＥ−４実施形態から形成される。第５の例示的な実施形態では、本開示のストッパは、第３の組成を有するスチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレン、たとえばＴＰＥ−５実施形態から形成される。他の例示的な実施形態では、本開示のストッパは、他の材料および／または配合から形成され、たとえば、本開示のストッパの複数の異なる例示的な配合が図１６に提供されている。
【００４０】
本発明の他の実施形態によれば、本開示のストッパは、スリップ剤で修正された潤滑されないバレルと共に使用され得る。スリップ剤は、長期性能のための遅い結晶化（ブルーミング）成分と、摩擦特性をより速く低減する速い結晶化（ブルーミング）成分の組合せであってもよい。
【００４１】
図１および図２Ａを参照すると、シリンジアセンブリ１０は、シリンジバレル１２、プランジャロッド１４、およびストッパ１６を含む。シリンジアセンブリ１０は、流体の分注および吐出、ならびに／または流体の収集のために適合され得る。たとえば、シリンジアセンブリ１０は、医薬品など流体を注射または注入するために使用されてもよい。シリンジアセンブリ１０は、シリンジアセンブリ１０を別個の針アセンブリ（図示せず）に接続することによってなど、針と共に使用することが、あるいは静脈（ＩＶ）接続アセンブリ（図示せず）と接続することが企図されている。本開示は、任意のタイプのシリンジアセンブリと共に使用され得ることを理解されたい。これらのタイプのシリンジは、従来のプレフィルドシリンジアセンブリ、定量シリンジ、患者から流体を、または容器から医薬品を引き出すための吸引シリンジなどを含む。
【００４２】
図１および図２Ａを参照すると、シリンジバレル１２は、概して、第１の端部または遠位端３２と第２の端部または近位端３４との間に延在するバレル本体または側壁３０を含む。側壁３０は、シリンジバレル１２の細長い開口部または内部チャンバ３６を画定する。一実施形態では、内部チャンバ３６は、シリンジバレル１２がその長さ全体に沿ってカニューレ挿入されるようにシリンジバレル１２の範囲にわたってよい。一実施形態では、シリンジバレル１２は、皮下シリンジの一般的な形状で当技術分野で知られている細長い円筒形バレルの一般的な形態であってもよい。代替的実施形態では、シリンジバレル１２は、たとえば細長い矩形バレルの一般的な形態など、吐出するために流体を含むための他の形態であってもよい。シリンジバレル１２は、ガラスから形成されてもよく、または当業者に知られている技法に従って、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、脂環式ポリオレフィン、ポリエステル、またはポリカーボネートなど熱可塑性材料から射出成形されてもよいが、シリンジバレル１２は、他の好適な材料から、また他の適用可能な技法に従って作られてもよい。構成によっては、シリンジバレル１２は、近位端３４の少なくとも一部分周りで外向きに延びるフランジ４０を含んでもよい。フランジ４０は、医師によって容易に把持されるように構成されてよい。
【００４３】
シリンジバレル１２の遠位端３２は、チャンバ３６と流体連通する出口開口３８を含む。出口開口３８は、針アセンブリまたはＩＶ接続アセンブリなど別個のデバイスと係合するようにサイズ設定および適合されてよく、したがって、従来知られているようにそのような係合のための機構を含んでもよい。たとえば、遠位端３２は、概してテーパ形のルアーチップ４２を、それと取り付けるための別個のデバイス（図示せず）の、任意選択の別個のテーパ形のルアー構造と係合するために含んでもよい。一構成では、テーパ形のルアーチップ４２と別個のテーパ形のルアー構造は共に、シリンジアセンブリ１０を備えてもよい。そのような構成では、別個のテーパ形のルアー構造には、別個のデバイス（図示せず）との対応する係合のために、ねじ係合など取付け機構が装着されてもよい。別の構成では、テーパ形のルアーチップ４２は、別個のデバイス（図示せず）と直接係合するために提供されてもよい。さらに、内部ねじ山を含むルアーカラーまたはルアーロックなど、それらの間のロッキング係合のための機構もまた、テーパ形のルアーチップ４２および／または別個のテーパ形のルアー構造の少なくとも１つと共に提供されてもよい。そのようなルアー接続およびルアーロッキング機構は、当技術分野で周知である。
【００４４】
シリンジバレル１２の近位端３４は、概して開放端であるが、本明細書で論じられているように外部環境に対して閉じられることが意図されている。シリンジバレル１２は、シリンジバレル１２の内部チャンバ３６内に含まれる流体のレベルまたは量について示すために、側壁３０上に位置する目盛りなどマーキング４４を含んでもよい。そのようなマーキング４４は、側壁３０の外表面、側壁３０の内表面上に設けられても、一体に、または他の方法でシリンジバレル１２の側壁３０内に形成されてもよい。他の実施形態では、あるいは、またはそれに加えて、マーキング４４は、シリンジの内容の説明、または最大および／もしくは最小充填線など当技術分野で知られていることがあり得る他の識別情報を提供してもよい。
【００４５】
シリンジアセンブリ１０は、プレフィルドシリンジとして有用となり得、したがって、製造者によって予め充填される、シリンジバレル１２の内部チャンバ３６内に含まれる医薬品または薬物など流体の最終使用のために提供されてもよい。このようにして、シリンジアセンブリ１０は、最終使用者が使用前に別個のバイアルからの医薬品でシリンジを充填する必要なしに、吐出、貯蔵、および最終使用者によって使用されるように製造し、医薬品で予め充填し、滅菌することができる。そのような実施形態では、シリンジアセンブリ１０は、シリンジバレル１２の内部チャンバ３６内の医薬品など流体を封止するために、シリンジバレル１２の遠位端３２に配置されたキャップまたは封止部材を含んでもよい。
【００４６】
図１〜図２Ｂを参照すると、シリンジアセンブリ１０は、内部チャンバ３６内に移動可能または摺動可能に配置され、シリンジバレル１２の側壁３０の内表面と封止接触するストッパ１６を含む。ストッパ１６は、シリンジバレル１２の側壁３０の内表面との封止係合を提供するようにシリンジバレル１２の内部に対してサイズ設定される。プレフィルドシリンジアセンブリでは、ストッパ１６は、液体または医薬品がシリンジバレル１２から漏れ出すのを防止するようにシールをも提供する。さらに、一実施形態では、ストッパ１６は、ストッパ１６とシリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との間の封止係合を増大するために、ストッパ１６の周辺周りに延在する１または複数の環状リブを含んでもよい。代替の実施形態では、側壁３０の内部表面との封止係合を増大するために、唯一のＯリングまたは複数のＯリングがストッパ１６周りに周方向で配置されてもよい。
【００４７】
図１および図２Ａを参照すると、シリンジアセンブリ１０は、シリンジバレル１２の内部チャンバ３６内に含まれる流体を、出口開口３８を通じて分注するための機構を提供するプランジャロッド１４をさらに含む。プランジャロッド１４は、ストッパ１６を前進させるように適合される。一実施形態では、プランジャロッド１４は、下記でより詳細に論じられるように、シリンジバレル１２の内部チャンバ３６内で移動するようにサイズ設定され、概して、ストッパ１６の一部分と係合可能な第１の端部または遠位端６０と、第２の端部または近位端６２と、第１の端部６０と第２の端部６２の間に延在するプランジャロッド本体６４と、第２の端部６２に隣接して配置されたフランジ６６とを含む。
【００４８】
図１および図２Ａを参照すると、プランジャロッド１４は、ストッパ１６の一部分と係合可能な遠位端６０を含む。一実施形態では、プランジャロッド１４およびストッパ１６は、プランジャロッド１４をストッパ１６に固定するための係合部分を含んでもよい。たとえば、これらの係合部分は、プランジャロッド１４をストッパ１６に固定するために対応するねじ山付き部分を含んでもよい。他の実施形態では、これらの係合部分は、スナップ嵌め機構、押し嵌め機構、ボール戻り止め、ロッキングタブ、ばね荷重式のロッキング機構、ラッチ、接着剤、または他の同様の機構を含んでもよい。他の実施形態では、プランジャロッド１４およびストッパ１６は、同時押出によってなど同時形成されてもよい。このようにして、プランジャロッド１４はストッパ１６にロックされる。すなわち、プランジャロッド１４とストッパ１６の間の著しい相対移動が防止され、プランジャロッド１４の動きがストッパ１６に伝達され、シリンジバレル１２内の位置間でストッパ１６を摺動させることができる。他の実施形態では、プランジャロッド１４およびストッパ１６は、プランジャアセンブリとして一体形成されてもよい。
【００４９】
シリンジアセンブリ１０の構成要素のすべてが、任意の知られている材料から構築されてもよく、医療グレードのポリマーから構築されることが望ましい。
【００５０】
本開示のストッパ１６は、漏れに対するより高い抵抗力、低減されたポンプ力および開放力などシリンジ力、およびよりよい成形品取出しを有するストッパを提供する構造上の特徴を有する。これは、滅菌後、およびシリンジの寿命、たとえば５年間にわたって達成および維持される。
【００５１】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、一実施形態では、本開示のストッパ１６は、支持されたストッパ設計を含む。たとえば、ストッパ１６は、ストッパ屋根部分７０Ａに隣接する第１の封止リブ５６Ａを含む。一実施形態では、ストッパ１６の第１の封止リブ５６Ａは、図２Ｂに示されているように、バレル側壁３０の内壁表面と、プランジャロッド１４の遠位端６０の先端６８との間に挟まれる。一実施形態では、本開示のストッパ１６は、支持された１０ｍｌシリンジストッパ設計である。
【００５２】
他の実施形態では、本開示のストッパ１６は、支持されないストッパ設計を含む。たとえば、ストッパ１６の第１の封止リブ５６Ａは、シリンジバレル１２とプランジャロッド１４の間に挟まれない。
【００５３】
図３〜図５を参照すると、一実施形態では、ストッパ１６は、上側部分５０と、下側部分５２と、上側部分５０と下側部分５２の間の中間部分５４とを含む。ストッパ１６は、上側部分５０に隣接して位置する第１の封止リブ５６と、下側部分５２に隣接して位置する第２の封止リブ５８とを含む。また、ストッパ１６は、屋根部分７０と、屋根部分７０に隣接して配置された芯部分７２とを含む。図３〜図５に示されているストッパ１６の実施形態は、オープンゲートシステムで熱可塑性エラストマーストッパを成形することを可能にするせん断部分７４およびキャッチカン部分７６を含む。一実施形態では、キャッチカン部分７６は、成形部品の他の特徴の制約内に収まるように構成され、せん断部分７４が容易な部品解放を可能にする。キャッチカン部分７６の容積は、特定の成形機およびツーリング設計の属性に基づいて変わることがある。キャッチカン部分７６は、成形適用中に以前のショットから残された残留材料の少なくともその体積である受け容積を有する。
【００５４】
図４および図５を参照すると、第１の封止リブ５６は、漏れに対するより高い抵抗力をもたらす能動的な封止リブを提供するようにサイズ設定され形作られる。たとえば、図２Ｂを参照すると、本開示のストッパは、シリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との第１の接触領域９６を提供する第１の封止リブ５６Ａと、シリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との第２の接触領域９８を提供する第２の封止リブ５８とを含む。
【００５５】
図１５を参照すると、ストッパの第１の封止リブの接触圧力は、流体漏れに対する抵抗力を示す。より高い第１の封止リブ接触圧力は、漏れに対するより高い抵抗力に通じる。本開示の能動的な封止リブ、すなわち第１の封止リブ５６設計では、流体圧力が増大するにつれて、ストッパ封止リブでの接触圧力が増大する。したがって、本開示のストッパは、漏れに対するより高い抵抗力を提供する。図１５は、上記の封止リブ設計により従来のストッパより高い漏れに対する抵抗力を提供する本開示のストッパを示す。
【００５６】
図４および図５を参照すると、第２の封止リブ５８は、厚さが削減されている。このようにして、図２Ｂを参照すると、第２の接触領域９８、すなわち第２の封止リブ５８とシリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との間の接触領域が削減される。そのような削減された第２の接触領域９８は、ポンプ力および開放力などシリンジを動作する力の減少をもたらす。
【００５７】
図４および図５を参照すると、屋根部分７０は、改善された漏れ性能をもたらす増大された屋根厚さを含む。たとえば、本開示のストッパ１６の増大された屋根厚さは、漏れ圧力の２０％の増大をもたらす。ストッパ１６の屋根部分７０は、流体圧力が加えられたときより高い接触圧力に貢献する助けとなり、これは、図１５に示されているように漏れに対するより高い抵抗力に通じる。
【００５８】
図４および図５を参照すると、芯部分７２は、ストッパ１６のよりよい成形品取出しをもたらす半楕円形状を含む。芯部分７２の角度のある設計は、ストッパの破断を防止し、芯ピンの機械的強度を増大する。
【００５９】
図６〜図８を参照すると、一実施形態では、ストッパ１６Ｂは、上側部分８０と、下側部分８２と、上側部分８０と下側部分８２の間の中間部分８４とを含む。ストッパ１６Ｂは、上側部分８０に隣接して位置する第１の封止リブ８６と、下側部分８２に隣接して位置する第２の封止リブ８８とを含む。また、ストッパ１６Ｂは、屋根部分９０、および芯部分９２を含む。ストッパ１６Ｂは、バルブゲートシステム上で成形可能であり得る。
【００６０】
図８を参照すると、第１の封止リブ８６は、漏れに対するより高い抵抗力をもたらす能動的な封止リブを提供するようにサイズ設定され形作られる。たとえば、図２Ｂを参照すると、本開示のストッパは、シリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との第１の接触領域９６Ｂを提供する第１の封止リブ８６と、シリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との第２の接触領域９８Ｂを提供する第２の封止リブ８８とを含む。
【００６１】
上記で論じたように、本開示のストッパのより高い第１の封止リブ接触圧力は、漏れに対するより高い抵抗力に通じる。本開示の能動的な封止リブ、すなわち第１の封止リブ８６設計では、流体圧力が増大するにつれて、ストッパ封止リブでの接触圧力が増大する。したがって、本開示のストッパは、漏れに対するより高い抵抗力を提供する。図１５は、上記の封止リブ設計により従来のストッパより高い漏れに対する抵抗力を提供する本開示のストッパを示す。
【００６２】
図８を参照すると、第２の封止リブ８８は、削減された厚さを含む。このようにして、図２Ｂを参照すると、第２の接触領域９８Ｂ、すなわち第２の封止リブ８８とシリンジバレル１２の側壁３０の内部表面との間の接触領域が削減される。そのような削減された第２の接触領域９８Ｂは、ポンプ力および開放力などシリンジを動かす力の減少をもたらす。
【００６３】
図８を参照すると、屋根部分９０は、改善された漏れ性能をもたらす増大された屋根厚さを含む。たとえば、本開示のストッパ１６Ｂは、漏れ圧力の２０％の増大をもたらす。図８を参照すると、芯部分９２は、矩形の形状を含む。他の実施形態では、芯部分９２は、他の形状を有してもよいことが企図されている。たとえば、芯部分９２は、ストッパの射出成形中に成形品取出しの助けとなる楕円形状を有してもよい。
【００６４】
一実施形態では、例示的な実施形態のストッパ１６は、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を提供する材料製である。たとえば、ストッパ１６は、熱可塑性エラストマーから形成されてもよい。一実施形態では、ストッパ１６は、ポリエチレンをベースとする熱可塑性エラストマーを含む。一実施形態では、シリンジアセンブリ１０のシリンジバレル１２とのスティクションを低減するために、ストッパ１６は、最適化された材料特性、たとえば硬度、圧縮永久ひずみ、応力、およびひずみを有する少なくとも２０％ポリエチレンを含むポリエチレンをベースとする熱可塑性エラストマーを含む。
【００６５】
一実施形態、たとえばＴＰＥ−２実施形態では、ストッパ１６は、スチレンブロックコポリマーなど熱可塑性エラストマーとブレンドされたポリエチレンから形成されてもよい。他の実施形態では、ストッパ１６は、ポリエチレンブロックとブレンドされたオレフィンブロックコポリマーから形成されてもよい。ポリエチレン、またはそれだけには限らないがオレフィンブロックコポリマーなど同様の構造を有する実施形態もまた、シリンジアセンブリ１０のシリンジバレル１２とのスティクションを低減する。
【００６６】
本開示のストッパ１６は、シリンジアセンブリのシリンジバレルとのスティクションが低減された熱可塑性エラストマーを提供する。さらに、本開示のストッパ１６は、開放力、ブレークアウト力、および持続力など、低いシリンジ力と、保管寿命、すなわち製品製造日と満期の間の期間中の許容される漏れ性能とを提供する。本開示のストッパ１６は、低い圧縮永久ひずみと共に低いシリンジ力を提供し、その結果、ストッパ１６は、ストッパの外表面が潤滑されることを必要としない。
【００６７】
本開示の例示的な実施形態では、熱可塑性エラストマー組成は、３０から６５重量％の熱可塑性エラストマーと、１０から３５重量％のポリオレフィンまたは他の高溶融温度ポリマーと、炭化水素液、たとえば鉱油など２０から３５重量％の他の添加剤とを含むことになる。他の実施形態では、他の添加剤は、必要とされる量がストッパ上およびその内側に確実に存在するように高い沸騰温度を有する他の疎水性液を含んでもよい。他の実施形態では、ポリエチレン硬質相（４０から８０％）を有するオレフィンブロックコポリマーが、熱可塑性エラストマーおよびポリオレフィンまたは高溶融温度ポリマーと置き換わってもよい。
【００６８】
本開示のストッパ１６は、ストッパ表面上の鉱油など炭化水素液のセグリゲーションにより、ストッパの外表面が潤滑されることを必要としない。このようにして、ストッパ表面のセグリゲーションされた炭化水素液は、潤滑剤として働き、その必要に置き換わり、シリンジの操作力を低減する。高い炭化水素液表面のセグリゲーションは、エネルギーと混合のエントロピーとの間の競合によって決定される。本開示のストッパにより高い粘性をもたせる、または熱可塑性エラストマーの分子量を増大させることにより、配合内の炭化水素液の混合の程度が減少し、より多くの量の炭化水素液がストッパ表面にセグリゲーションする。このようにして、表面のセグリゲーションされた炭化水素液は、潤滑剤として働き、その必要に置き換わり、シリンジの操作力を外部潤滑されたストッパで観察されるレベルに低減する。したがって、本開示のストッパは、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を有し、それにより潤滑剤をストッパの表面に適用することに伴う問題を解消するストッパを提供する。そのような潤滑ステップに伴う問題は、潤滑剤および潤滑器具の必要とされるコスト、潤滑ステップを操作および実施するための時間およびエネルギー、潤滑されるように自動化された組立てプロセスから除去することを必要とするストッパの要件を含む。本開示のストッパは、ストッパの組立て中の外部潤滑ステップを省くことによって、組立て中のストッパの完全な自動化を可能にする。
【００６９】
一実施形態では、ストッパの表面にポリエチレンが存在することは、ストッパの表面エネルギーと組み合わされて、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずに必要とされる機能特性を有し、それにより潤滑剤をストッパの表面に適用することに伴う問題を解消するストッパを可能にする。たとえば、ポリエチレンとスチレンブロックコポリマーのブレンド内のポリスチレン（約４１ｍＪ／ｍ2）に比べて、ポリエチレンのより低い表面エネルギー（約３５ｍＪ／ｍ2）は、表面に対するポリエチレンの選択的なセグリゲーション、ストッパとバレル材料の間の低減された相互作用、およびスティクションのない性能をもたらすことができる。ＴＰＥ−２実施形態では、ストッパ１６は、スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレンから形成されてもよい。スチレンブロックコポリマーの硬質相は、軟質相に化学結合されるので、ポリエチレンは、表面に対して選択的にセグリゲーションされる。ポリプロピレンは、スティクションをもたらし得るストッパとバレルのポリプロピレンの間の増大された相互作用により、ポリプロピレンまたはポリプロピレンコポリマーのバレルを有するシリンジにおけるストッパのポリオレフィンほど望ましくない。
【００７０】
さらに、粘性要件を達成するために増大された熱可塑性エラストマーの分子量を有するストッパもまた、シリンジアセンブリ応用例のための多数の以前のストッパで遭遇した高い圧縮永久ひずみ問題を解決する。鉱油など低粘性炭化水素液を本開示のストッパに加えることもまた、熱可塑性エラストマー処理温度でストッパブレンドの組成の流れ特性を改善する。一実施形態では、シリンジストッパの熱膨張係数を、シリカまたは炭酸カルシウムなど無機充填剤の追加によって、そのような無機充填剤の低い熱膨張係数、およびＴＰＥマトリクスの結晶アーキテクチャに対するそれらの影響により、低減することができる。このようにして、無機充填剤の追加は、熱可塑性エラストマーの高い熱膨張係数を補償する。
【００７１】
上記のように、ストッパ１６は、無潤滑熱可塑性エラストマーから形成されてもよい。そのようなストッパ１６は、低い圧縮永久ひずみを提供する。たとえば、無潤滑熱可塑性エラストマーのストッパ１６は、２２時間、７０℃において、２５％圧縮で３５％以下の圧縮永久ひずみを提供する。本開示のストッパは、高分子量成分の使用を通じて、必要とされる圧縮永久ひずみを提供する。
【００７２】
本開示の一実施形態では、シリンジアセンブリのためのストッパは、熱可塑性エラストマーの圧縮永久ひずみが、７０℃で２２時間の間、２５％圧縮で測定されたとき、５０％以下である熱可塑性エラストマーを含む。他の実施形態では、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、約３５％以下である。他の実施形態では、熱可塑性エラストマーを２５％の圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは、約１０％〜３５％である。
【００７３】
バレルとのストッパの界面によってシリンジ使用力と漏れ性能が共に決まるので、低い圧縮永久ひずみは、シリンジストッパ応用例にとって望ましい。高い圧縮永久ひずみの場合、シリンジの漏れおよび力性能は、組立て後には申し分のないものとなるが、漏れ性能は、図２０に示されているようにシリンジ保管寿命中に損なわれることになる。図２０は、５０％（ＡＳＴＭ  Ｄ３９５−０３、方法Ｂ、７０℃で２２時間）を超える圧縮永久ひずみレベルを有するＴＰＥストッパ材料は、シリンジ保管寿命中、不十分な漏れ性能を有することを示す。
【００７４】
さらに、本開示のストッパ１６は、複数の異なる流体を有するシリンジのよりよい手の感触を提供する。たとえば、針が取り付けられていない状態でシリンジを流体で充填する手動操作性が改善され、シリンジアセンブリと共に本開示のストッパ１６を使用することは、液滴レベルで、たとえば血液の液滴を評価するためにスライド上に置くとき良好な制御を提供する。シリンジアセンブリの手動操作性を改善することによって、臨床医は流体を患者に滑らかに吐出することができ、それにより患者の不快感を低減する。さらに、シリンジアセンブリの手動操作性を改善することによって、汚染に通じる流体の噴出が解消される。本開示のストッパは、高分子量成分の使用を通じて改善された手動操作特性を提供する。さらに、本開示のストッパは、ＴＰＥのより高い粘性を使用し、ストッパ上の外部潤滑剤を省きながらシリンジアセンブリのための上記の機能性能ファクタを提供するストッパを提供する。たとえば、本開示のＴＰＥ−２実施形態より低い粘性で形成されたストッパは、イソプロパノールおよび血液の吹き出しを伴い不十分な制御を有することがある。したがって、本開示のＴＰＥ−２実施形態のより高い粘性は、良好な手動操作性ファクタのために重要なファクタである。
【００７５】
図１４Ｂを参照すると、オレフィンブロックコポリマーから形成された本開示のストッパ、たとえばＴＰＥ−１の実施形態、およびスチレンブロックコポリマーでブレンドされたポリエチレンから形成された本開示のストッパ、たとえばＴＰＥ−２の実施形態の改善された手動操作特性を示す表が提供されている。ＴＰＥ−１の実施形態およびＴＰＥ−２の実施形態より低い粘性を有するスチレンブロックコポリマー配合とブレンドされたポリプロピレンであるＴＰＥ−４の実施形態は、吹き出しを伴い不十分な液体制御を示す（図１４Ａ）。ＴＰＥ−２と同様の、しかしより低い粘性のスチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレンにやはり基づくＴＰＥ−５の実施形態（図１４Ａに示されているものなど）もまた、吹き出しを伴い不十分な液体制御を示す。本開示における実施形態について記録されているＴＰＥ配合の最小粘性が、シリンジ応用例で使用されるストッパの配合の良好な手動操作性のために必要とされる。
【００７６】
図１４Ｂを参照すると、本開示のストッパは、ストッパ上の外部潤滑剤はなし、および従来のストッパに優る改善された手動操作など、追加の利点を提供する高い粘性を有するＴＰＥから形成される。本開示のストッパは、流体を有するシリンジの手動操作の改善された、および／もしくは好ましい維持、ならびに／または制限された賦形剤の相互作用を提供する。高粘性ＴＰＥから形成された本開示のストッパは、異なる流体でのよりよい手動操作性を達成する助けとなる。高粘性ＴＰＥから形成された本開示のストッパは、流体を有するシリンジの改善された、および／または好ましい賦形剤相互作用または手動操作性を提供する。液滴レベルでの良好な制御（最良の制御）、良好な制御であるが液滴ではない流体の流れがプランジャ運動の開始時に出る、開始時に液滴レベルで良好な制御であるが流体注射の途中で吹き出す、吹き出しを伴って開始されるが後に制御が改善される、および、吹き出しを伴って開始し、流体注射中に制御できず、または吹き出しを伴う不十分な制御（最悪の制御）など、流体の様々な手動操作が観察され得る。
【００７７】
摩擦係数を減ずるために、一般にスリップ添加剤がＴＰＥ配合に加えられる。ＴＰＥストッパ配合内にスリップ添加剤があることによって、予期せぬ効果が（図１４Ａに示されているこの性能に対する配合粘性の影響と共に）シリンジ手動操作で観察された。それだけには限らないがエルカミド、オレアミド、またはベヘンアミドなどスリップ添加剤を１％未満の濃度で加えることによって、手動操作は、図２６に示されているように、スリップ添加剤の臨界濃度を超えて著しく改善する。ＴＰＥストッパ配合内にスリップ添加剤があることもまた、図２２に示されている摩擦係数の減少によって予想されるように、シリンジ力に影響を及ぼす。
【００７８】
図２１を参照すると、本開示のストッパは、高粘性ＴＰＥから形成される。臨界レベルより低い粘性は、注射中に流体の吹き出しを伴い、不十分な賦形剤手動操作に通じる。本開示の一実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、２０５℃で細管レオメータ（ダイ：丸穴長さ２０ｍｍ／直径１ｍｍ／１８０度入口、ピストン：ｄ＝１５ｍｍ、および溶融時間＝７分）を使用して測定されたとき、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上である。一実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓから３２０．０Ｐａ・ｓである。他の実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で１００．０Ｐａ・ｓから１７０．０Ｐａ・ｓである。他の実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１０，０００秒-1で１２０．０Ｐａ・ｓから４６．０Ｐａ・ｓである。他の実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度１０，０００秒-1で１６．０Ｐａ・ｓから２７．０Ｐａ・ｓである。他の実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓから１２．０Ｐａ・ｓである。一実施形態では、熱可塑性エラストマーの粘性は、せん断速度５０，０００秒-1で４．５Ｐａ・ｓから７．５Ｐａ・ｓである。
【００７９】
応力−ひずみ曲線は、特定の材料の挙動を特徴付ける材料特性である。応力−ひずみ曲線の直線部分は、フックの法則として知られる関係によって支配される。ストッパの場合、この応力−ひずみ関係は、設計プロセス中にＦＥＡ(有限要素解析)への入力の１つとして適切な材料モデルに変換される。
【００８０】
一実施形態では、所望のひずみ値での応力もまた、組み立てられたシリンジで良好な漏れおよび力性能を得るように、本開示の熱可塑性エラストマーストッパのために最適化される。図１１を参照すると、所望の応力値を有する表が提供されている。
【００８１】
図１１〜図１４Ｂを参照すると、一実施形態、たとえばＴＰＥ−１の実施形態では、ストッパ１６は、オレフィンブロックコポリマーから形成されてもよい。他の実施形態、たとえばＴＰＥ−２の実施形態、ＴＰＥ−３の実施形態、またはＴＰＥ−５の実施形態では、ストッパ１６は、スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレンから形成されてもよい。他の実施形態、たとえばＴＰＥ−４の実施形態では、ストッパ１６は、スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリプロピレンから形成されてもよい。従来のベースとするストッパは、スチレンをベースとする、またはポリイソプレンをベースとする材料から形成されてもよい。
【００８２】
本開示は、シリンジアセンブリのためのストッパの所望の材料特性および設計を満たす熱可塑性エラストマーストッパを提供する。図１２および図１３を参照すると、本開示のストッパの材料のための設計および所望の物理特性の重要性を実証する表が提供されている。本明細書では、図１２に示されているテスト方法「ＩＴ」はＩＳＯ標準７８８６−１：１９９３を守ることに留意されたい。一実施形態では、材料特性は、圧縮永久ひずみ、硬度、所与のひずみレベルでの応力、および所与のせん断速度での粘性を含むことがある。一実施形態では、本開示の熱可塑性エラストマーストッパを２５％圧縮で７０℃、２２時間保持したときの圧縮永久ひずみは（ＡＳＴＭ  Ｄ３９５−０３、方法Ｂ）、５０％以下となり得る。一実施形態では、本開示の熱可塑性エラストマーの硬度は、４０〜７０ショアＡの範囲内（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０−０５）にあるべきである。所望のひずみ値での応力もまた、組み立てられたシリンジで良好な漏れおよび力性能を得るように、本開示の熱可塑性エラストマーストッパのために最適化されるべきである。一実施形態では、本開示の熱可塑性エラストマーストッパの粘性は、せん断速度１，０００秒-1で７０．０Ｐａ・ｓ以上、せん断速度１０，０００秒-1で１２．０Ｐａ・ｓ以上、およびせん断速度５０，０００秒-1で３．０Ｐａ・ｓ以上となり得る。一実施形態では、本開示の熱可塑性エラストマーストッパは、ポリプロピレンまたはポリプロピレンコポリマーをベースとするバレルでスティクションのない性能を提供する。たとえば、本開示のストッパは、１０〜３５％ポリオレフィンまたはそれだけには限らないが１０〜３５％の中密度から高密度のポリエチレン（１２０℃から１３０℃の溶融温度での中密度から高密度）などより高い溶融温度のポリマーとブレンドされた３０〜６５％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）コポリマーなど３０〜６５％の熱可塑性エラストマー、ただしポリプロピレンを除き、２０〜３５％の一般に入手可能な鉱油ならびに一般に入手可能な放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤を含む。ＳＥＢＳおよびポリエチレンの分子量は、上記のような所望の材料特性を得るように選択される。
【００８３】
ストッパ１６を作るために使用される材料の重要な特性は、ストッパ１６が、低い力のための設計と共に、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を提供する材料製であることである。例示的な実施形態のストッパ１６は、以下の材料特性を有してもよい。一実施形態では、ストッパ１６が約４５ショアＡ硬度から約６５ショアＡ硬度のストッパ材料硬度を有することが企図されている。いくつかの実施形態では、ストッパ１６が約５３ショアＡ硬度から約６３ショアＡ硬度のストッパ材料硬度を有することが企図されている。
【００８４】
本開示は、シリンジアセンブリのためのストッパの所望の材料特性を満たす熱可塑性エラストマーストッパを提供する。これらの材料特性は、硬度および圧縮永久ひずみを含む。ストッパ配合内のバレル材料および、ストッパ配合内で使用される高粘性樹脂の定義された臨界濃度以下でのこれらの特性は、ストッパの改善された性能、たとえば手動注射およびポンプ使用中のよりよいシリンジ制御がもたらされる。本開示のストッパの硬度のための所望の範囲は、図１１に示されているように、所与のひずみレベルでの所望の応力値によって反映される。シリンジストッパは、良好な漏れ性能と低い操作力という２つの競合する要件を有し、それらは、必要とされる硬度のストッパ材料によって満たされる。低い硬度のストッパ材料は、不十分な漏れ性能を有することになり、高い硬度のストッパ材料は、ストッパリブを通過してバレル内の流体の漏れをもたらす高い（望ましくない）力性能を有することになる。
【００８５】
また、本開示のストッパは、本開示の組成から製造されたスティクションのないシリンジストッパを提供する。オートクレーブ滅菌可能なシリンジが、配合内の高溶融温度ポリマーの使用で得られる。
【００８６】
従来のオートクレーブ滅菌可能なストッパは、一般に、潤滑剤で被覆された熱硬化性樹脂から形成される。しかし、そのような従来のオートクレーブ滅菌可能なストッパの製造は、複数の処理ステップを必要とし、増大された過剰な廃棄物を生成する。
【００８７】
従来、ポリプロピレンブレンドに基づく熱可塑性エラストマーストッパもまた、オートクレーブ滅菌可能なシリンジで使用することができる。そのようなシリンジのオートクレーブ滅菌可能性は、オートクレーブ滅菌温度で構造完全性を提供するためにストッパ配合内に多くの無機充填剤を追加することによって得られる。無機充填剤の使用は、金型の表面を損傷し、効率低下および高い運転費をもたらす。また、組成内に無機充填剤が存在することは、シリンジの使用および貯蔵中、抽出物および浸出物（leachable）に伴う問題をもたらす。したがって、無機充填剤を必要としない、オートクレーブ滅菌され得るシリンジストッパを製造するための熱可塑性エラストマー組成が求められている。
【００８８】
上記で論じたように、本開示のストッパは、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパに必要とされる機能特性を提供する材料製である。たとえば、本開示のストッパは、熱可塑性エラストマーから形成されてもよい。このようにして、本開示のストッパは、シリンジアセンブリのためのオートクレーブ滅菌可能なストッパをも可能にする。
【００８９】
一実施形態では、本開示のストッパの熱可塑性エラストマー組成は、高溶融温度ポリマーに基づく。たとえば、溶融温度１７０℃以上が、オートクレーブ滅菌可能なシリンジに必要とされる。
【００９０】
先に論じたように、一実施形態では、本開示のストッパは、ブロックコポリマーおよび高遷移温度ポリマーを含む射出成形可能なエラストマーのブレンドを含む熱可塑性エラストマー組成から形成されてもよい。いくつかの実施形態では、エラストマーは、スチレンブロックコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、ポリイソプレン、ならびにエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）ポリマーを含み得る高遷移温度ポリマーとブレンドされたブチルゴムを含んでもよい。
【００９１】
一実施形態では、本開示のストッパの組成は、それだけには限らないがスチレンブロックコポリマーおよびオレフィンブロックコポリマーなど３０から６５重量％のエラストマーと、それだけには限らないがエチレンテトラフルオロエチレンなど１０から３５重量％の高遷移温度ポリマーと、鉱油など２０〜３５重量％の他の添加剤とを含み、シリンジアセンブリ応用例のためのストッパのための硬度、張力、粘性、および圧縮永久ひずみ特性など、所望の処理要件および材料特性を満たすことができる。他の実施形態では、本開示のストッパの組成は、放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤を含む。
【００９２】
本開示のストッパは、ストッパの組成内に組み込まれた鉱油など炭化水素液の表面への移行によってスティクションのない性能が生み出される射出成形可能な熱可塑性シリンジストッパを提供することによって従来のストッパの欠点を克服する。組成における少なくとも１０から３５重量％のレベルでの高温安定ポリマーは、オートクレーブ滅菌処理、および高温状態に対する任意の他の露出中、構造完全性を提供する。たとえば、高遷移温度ポリマーは、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）ポリマーを含んでもよい。上記で論じたように、本開示のストッパの熱可塑性エラストマー組成は、高溶融温度ポリマーに基づく。たとえば、溶融温度１７０℃以上が、オートクレーブ滅菌可能なシリンジに必要とされる。このようにして、本開示のストッパは、潤滑剤のない、スティクションのない、オートクレーブ滅菌可能な、射出成形可能なストッパをもたらし、一方、ストッパ上の外部潤滑のステップを省く。
【００９３】
また、本開示のストッパは、製造および／または成形に関する追加の利点を提供する。たとえば、一実施形態では、本開示のストッパは、金型キャビティ内の金型ゲーティング点において、せん断特徴部、すなわち薄い壁セクションを含む。本開示のストッパのせん断特徴部は、金型ゲート点においてせん断熱を加える。このようにして、本開示のストッパは、冷えた材料が金型キャビティに入ることを解消し、ストッパ成形に一般的な流線および／または溶接線を解消し、ひけを解消し、ゲート品質の制御を改善し、金型サイクル時間を改善し、表面および／または視覚的不完全部を解消する。
【００９４】
上記のように、図３〜図５に示されているストッパ１６の実施形態は、オープンゲートシステムで熱可塑性エラストマーストッパを成形することを可能にするせん断部分７４およびキャッチカン部分７６を含む。オープンゲートシステムは、ホットチップシステムとも呼ばれ得る。一実施形態では、せん断部分７４は、ストッパ１６の屋根部分７０の厚さの５２％未満であり３６％より大きい厚さを有する。一実施形態では、せん断部分７４は、ストッパ１６の屋根部分７０の厚さの約４４％である厚さを有する。一実施形態では、せん断部分７４は、ゲート場所での一般的な壁厚の約５０％である。一実施形態では、せん断部分７４は、０．０１２インチ（０．３０５ｍｍ）の厚さを有する。一実施形態では、せん断部分７４は、０．０１８インチ（０．４５７ｍｍ）の厚さを有する。一実施形態では、せん断部分７４は、０．０２３インチ（０．５８４ｍｍ）の厚さを有する。
【００９５】
従来のオープンゲートホットランナシステムは、ゲートが閉じることができず、残留熱および残留熱を引き起こし、これは、少量の未溶融および／またはわずかに溶融した残留樹脂を以前のショットから残す。次いで、この材料は、次のショット中にストッパまたは他の成形部品に押し込まれ、その中に組み込まれる。さらに、この残留材料は、成形部品内のどこへでも行くことができる。残留材料は、ストッパの表面に到達した場合、部品の美観品質を損なうことになり、場所に応じて、機能性能問題を引き起こす可能性がある。たとえば、残留未溶融物がストッパリブの表面に到達した場合、ストッパがバレル壁を封止するのを妨害し、漏れおよび製品故障をもたらすことになる。この残留材料は、成形部品の品質および性能を損ない、スクラップ率を増大し、したがってコストの増大をもたらす。
【００９６】
図４および図５を参照すると、キャッチカン部分７６は、容易に部品解放が可能にするように設計される。キャッチカン部分７６は、成形部品の他の特徴の制約内に収まるように設計され、せん断特徴部を可能にし、容易な部品解放を最適化する。また、キャッチカン部分７６は、せん断部分７４を可能にするなど、成形部品の他の特徴の制約内に収まるように設計される。キャッチカン部分７６は、成形機およびツーリング設計の属性に依存する受け容積を含む。一実施形態では、キャッチカン部分７６は、少なくとも以前のショットから残された残留材料の体積である容積を有する。一実施形態では、キャッチカン部分７６は、ホットランナドロップによって決まる、またゲートの反対側に位置する十分な容積のものであることを必要とする。
【００９７】
図２７を参照すると、キャッチカン部分７６およびホットランナシステムのホットチップ部分２００が示されている。一実施形態では、ストッパ１６に隣接するゲート部分２０４は、キャッチカン部分７６内にゆっくり移動することが可能である。このようにして、残留材料をキャッチカン部分７６内に捕らえることができ、その結果、残留材料は、ストッパ１６の一部分内で流れ傷(フローライン)および／またはニットラインを引き起こすストッパ１６の成形領域内に流れ込まない。
【００９８】
図２８を参照すると、ＴＰＥのコールドスラグ２１０が、成形サイクルの終了時にホットチップ２１２の端部で固化し、次いで後続のサイクルでキャビティ内に射出される。この冷えた材料は、再溶融して新しい材料の流路内に戻ることがなく、ストッパ１６の封止リブ内で詰まり、漏れ経路を引き起こし得る。キャッチカン部分７６は、コールドスラグ２１０を取り込むのに十分なサイズのものであることを必要とし、せん断部分７４の間隙は、ストレーナと同様に、コールドスラグ２１０が良好なＴＰＥと共に通過しないように保つのに十分小さいものであることを必要とする。キャッチカン部分７６およびせん断部分７４の幾何形状は、成形されるストッパのサイズではなく、ホットチップホットランナシステムによって作り出されるゲートスラグのサイズによって決まる。
【００９９】
図５を参照すると、芯部分７２は、ストッパ１６のよりよい成形品取出しをもたらす形状を含む。芯部分７２の角度位置は、ストッパの破断を防止し、芯ピンの機械的強度を増大する。
【０１００】
図２Ｂを参照すると、芯部分７２は、プラスチックをキャビティ内で分配する助けとなる半径を有する半楕円形状７９を含む。半楕円形状７９はまた、ストッパ１６に強度を加え、ストッパ１６の中央の突出しを改善する。
【０１０１】
図３および図６を参照すると、本開示のストッパは、傘アーム要素７８、９４をも含む。傘アーム要素７８、９４は、ストッパ下表面領域全体にわたる完全な接触を必要とすることなしにプランジャロッドで完全に支持されたストッパ屋根を可能としている。傘アーム要素７８、９４は、サイクル時間を低減し、ショット当たり使用される樹脂の量を削減する。このようにして、傘アーム要素７８、９４は、生産高の、また原料のコスト節約を提供する。また、傘アーム要素７８、９４は、必要とする原料が少ないシステムを提供することによって環境に優しい利点を提供する。
【０１０２】
先に論じたように、過度のブレークアウト力および開放力の問題は、摩擦に関係する。摩擦は、一般に、１つの物質の表面が、それ自体または別の物質の隣接する表面の上で摺動する、または摺動しそうなとき、生じる抵抗力と定義される。接触する固体の表面間には、２種類の摩擦、すなわち、（１）従来、静摩擦として知られる、１つの表面が別の表面の上で移動し始めるために必要とされる力に逆らう抵抗、および（２）従来、動摩擦として知られる、１つの表面を別の表面の上で、可変、固定、または所定の速度で移動させるために必要とされる力に逆らう抵抗があり得る。
【０１０３】
静摩擦を克服し、ブレークアウトを誘発するために必要とされる力は、「ブレークアウト力」と呼ばれ、ブレークアウトまたは開放後、１つの表面の、別の表面の上での安定した摺動を維持するために必要とされる力は、「持続力」と呼ばれる。２つの主要なファクタが静摩擦に、したがってブレークアウト力または開放力に貢献する。本明細書で使用される「固着」という用語は、静止接触する２つの表面が互いに密着度を発達させる傾向を意味する。「慣性」という用語は、従来、質力を運動状態にするために克服されなければならない、運動に抵抗しようとすることと定義される。本発明の文脈では、慣性は、粘着を含まないブレークアウト力のその成分を意味すると理解される。
【０１０４】
ブレークアウト力または開放力、特に固着度は、表面の組成に従って変わる。一般に、弾性を有する材料は、特に表面が同様の成分のものであるとき非弾性材料より大きな固着を示す。表面が互いに静止接触している時間の長さもまた、ブレークアウト力および／または開放力に影響を及ぼす。シリンジ技術では、「放置」という用語は、貯蔵時間、保管時間、または充填と放出の間の間隔を意味する。一般に、放置は、特にシリンジが放置中、冷蔵されている場合、ブレークアウト力または開放力を増大する。
【０１０５】
論じたように、従来のストッパは、潤滑剤をストッパの表面に適用することを必要とする。本開示は、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を提供する材料製であるストッパを提供する。
【０１０６】
図９を参照すると、ポリプロピレンバレルと組み合わされた、ポリプロピレンでブレンドされたスチレンブロックコポリマーをベースとする熱可塑性エラストマーストッパは、スティクションを示す。すなわち、静止位置では、このストッパは、シリンジバレルの内部表面に対して密着度を発達させ、ストッパと、ポリプロピレンシリンジバレルの内部表面との間の摩擦を克服するために開放力を必要とする。ストッパとバレルの間のスティクションは、シリンジバレル内でのストッパの滑らかに増加的な線から線への前進を提供するのを困難にする。
【０１０７】
図１０を参照すると、ポリエチレンでブレンドされたスチレンブロックコポリマーをベースとする本開示のストッパは、ストッパ表面上の鉱油など炭化水素液のセグリゲーションにより、ストッパの外表面を潤滑することを必要とせず、シリンジバレル内で、スティクションを示さず、ストッパの滑らかに増加する線から線への前進を提供する。これは、流体が正確に制御された量でシリンジアセンブリから分注されるのを可能にする。他の実施形態では、オレフィンブロックコポリマーから形成された本開示のストッパは、図１０に示されているものと同様に、スティクションのない性能を示す。
【０１０８】
一実施形態では、シリンジバレル１２は第１の材料から形成され、ストッパ１６は、第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、第２の材料が、４％を超える第１の材料を含まず、より好ましくは、第２の材料は、１．５％を超える第１の材料を含まず、さらに好ましくは、第２の材料は、１％を超える第１の材料を含まない。たとえば、ストッパ１６は、ポリエチレンをベースとする熱可塑性エラストマーから形成されてもよく、シリンジバレル１２は、ポリプロピレンから形成されてもよい。他の実施形態では、ストッパ１６は、ポリイソプレンまたはＳＢＲ材料から形成されてもよく、シリンジバレル１２は、ガラス、脂環式ポリオレフィン、ポリエステル、またはポリカーボネート材料から形成されてもよい。このようにして、ストッパがシリンジバレルの内部表面に対して発達させる密着度が低減される。たとえば、ストッパとシリンジバレルの間の化学的相互作用が緩和され、ストッパとシリンジバレルがスティクションを示さず、シリンジアセンブリは、シリンジバレル内でのストッパの滑らかに増加する線から線への前進を提供する。これは、流体が正確に制御された量でシリンジアセンブリから分注されるのを可能にする。
【０１０９】
本開示のテスト、研究、および実験は、ポリプロピレン（ＰＰ）バレルおよび図１７に示されているＴＰＥストッパ内のＰＰ含有量で、低速（１０ｍｌシリンジ構成で０．１ｍｌ／時）でのストッパの固着−スリップ運動について行われた。低速での連続的な薬物吐出のために、滑らかなストッパ運動が望ましい。図１７で気付くように、１％以下のＰＰ濃度では、固着−スリップストッパ運動はない。対照的に、固着−スリップ運動の発生は、この臨界ＰＰ濃度を超えて増大し、５．７％以上のＰＰ濃度ですべてのシリンジによって示されている。これらの結果は、代替の樹脂組成のバレルにも同様に変換されることになり、同じ樹脂がストッパ配合にも組み込まれる。
【０１１０】
熱可塑性ストッパ樹脂の組成は、スティクションを回避するために、バレルにおけるものと同じ材料を有するべきでない。たとえば、ポリプロピレンまたはポリプロピレンコポリマーをベースとするバレルの場合、ストッパ配合は、ポリプロピレンをベースとするべきでない。表面張力のより低い硬質相をベースとする配合を有する熱可塑性エラストマーもまた、スティクションを低減する助けとなる。たとえば、ポリエチレン（表面張力約３５ｍＪ／ｍ2）またはＥＴＦＥ（約２３ｍＪ／ｍ2）と混合されたスチレンブロックコポリマー（ポリスチレン表面張力約４１ｍＪ／ｍ2）は、硬質相の選択的な表面セグリゲーション、およびバレルとの低減された相互作用をもたらす。
【０１１１】
同じ材料から形成されたストッパとシリンジバレルを含むシリンジアセンブリでは、ストッパとシリンジバレルの間の化学的相互作用が増大され、ストッパとシリンジバレルの間でスティクションをもたらす。たとえば、静止位置にある間、ストッパは、バレルの内側表面に対する密着度を発達させ、ストッパの表面とシリンジバレルの間の静摩擦を克服するために必要とされる力である開放力（一般に、持続力より高い）を必要とする。極端な場合、より遅い運動で、バレルとストッパの間に粘着力が発達する可能性があり、シリンジバレル内でのストッパの滑らかに増加的な線から線への前進を提供するのを困難にする。そのようなストッパを有するポンプ応用例のシリンジの場合、薬物吐出は滑らかでなくなることになり、したがって望ましくない。ポリプロピレン（ＰＰ）をベースとするバレルについては、ポンプ使用中、滑らかな固着−スリップ運動のために、または固着−スリップ運動がないように、図１７に示されているようにその配合内に臨界レベルを超えるＰＰを有するべきでない。これらの配合内のＰＰ含有量は、ＰＰに対応するＤＳＣからの溶融のエネルギー、１００％結晶ＰＰの溶融のエネルギーを２９３Ｊ／ｇとして使用し、ストッパ材料内の５０％ＰＰ結晶化度を想定して計算された。ＰＰ溶融に伴うＤＳＣピークは、ＴＰＥ−１、ＴＰＥ−２（全スリップ剤レベル）、ＴＰＥ−３、ＴＰＥ−５、およびＴＰＥ−６において識別可能でなく、これらのＴＰＥ内のＰＰ含有量は１％未満であることを示した。図１７は、配合ＴＰＥ−４、ＴＰＥ−１０、ＴＰＥ−１１、ＴＰＥ−１２、ＴＰＥ−１３、ＴＰＥ−１４、およびＴＰＥ−１５が１％より多いＰＰ含有量を有し、固着−スリップ性能要件を満たさないことを示す。ＴＰＥ−２−Ｓ０．６およびＴＰＥ−４（シリコーン潤滑剤潤滑済み）についてのシリンジポンプ力プロファイルの一例が、図９および図１０に示されている。ＴＰＥ−６は１％未満のＰＰ含有量を有するが、ＴＰＥ−６は、スティクション性能を満たすことができない。これは、スチレンブロックコポリマーストッパシステムに必要とされるポリエチレンの最小量による。
【０１１２】
本開示の研究および実験に基づいて、シリンジバレル１２が第１の材料から形成され、ストッパ１６が第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、第２の材料が４％を超える第１の材料を含まず、より好ましくは、第２の材料が１．５％を超える第１の材料を含まず、さらに好ましくは第２の材料が１％を超える第１の材料を含まない場合には、プランジャロッドに対するストッパの固着−スリップ運動が回避される。たとえば、上記のように、ストッパ１６は、ポリエチレンをベースとする熱可塑性エラストマーから形成されてもよく、シリンジバレル１２は、ポリプロピレンから形成されてもよい。他の実施形態では、ストッパ１６は、ポリイソプレンまたはＳＢＲ材料から形成されてもよく、シリンジバレル１２は、ガラス、脂環式ポリオレフィン、ポリエステル、またはポリカーボネート材料から形成されてもよい。このようにして、上記のように、ストッパがシリンジバレルの内部表面に対して発達させる密着度が低減される。たとえば、ストッパとシリンジバレルの間の化学的相互作用が緩和され、ストッパとシリンジバレルがスティクションを示さず、シリンジアセンブリは、シリンジバレル内でのストッパの滑らかに増加的な線から線への前進を提供する。これは、流体が正確に制御された量でシリンジアセンブリから分注されるのを可能にする。
【０１１３】
ブレークアウト力または開放力、特に固着度は、表面の組成に従って変わる。一般に、弾性を有する材料は、特に表面が同様の成分のものであるとき非弾性材料より大きな固着を示す。表面が互いに静止接触している時間の長さもまた、ブレークアウト力および／または開放力に影響を及ぼす。シリンジ技術では、「放置」という用語は、貯蔵時間、保管時間、または充填と放出の間の間隔を意味する。一般に、放置は、特にシリンジが放置中、冷蔵されている場合、ブレークアウト力または開放力を増大する。
【０１１４】
当技術分野で知られているように、従来のストッパは、潤滑剤をストッパの表面に適用することを必要とする。本開示は、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を提供する材料製であるストッパを提供する。本開示のストッパは、エラストマーの高分子量および／または配合の硬質相によって可能にされる十分高い粘性を有するストッパ材料を含む。配合内に組み込まれた鉱油は、混合の低いエントロピーによりストッパ表面にセグリゲーションし、従来のシリンジストッパ表面上の、外部から適用されるシリコーン潤滑剤によって果たされる役割を満たす。
【０１１５】
図１３は、ガンマ滅菌後、１０ｍｌ実施形態における潤滑されたＴＰＥストッパおよび潤滑されないＴＰＥストッパについての手の力を実証する。シリンジの手の力は、潤滑されたストッパおよび潤滑されないストッパを有するシリンジについて同様である。
【０１１６】
一実施形態では、本開示のストッパは、スチレンブロックコポリマーでブレンドされたポリエチレンをベースとするＴＰＥから形成される。そのような実施形態では、ストッパの表面に対するポリエチレンの性向、およびストッパの表面エネルギーが、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を有する無潤滑ストッパを可能にし、それによりシリンジストッパ表面上への潤滑剤適用という余分なステップを解消する。このようにして、ストッパに対する外部への潤滑剤適用の負の結果が解消される。たとえば、ストッパ上の潤滑ステップは、潤滑剤および潤滑器具のコスト、時間と、潤滑ステップを操作および実施するためのエネルギーを必要とし、ストッパを自動化された組立てプロセスから除去し、組み立てなければならない。また、本開示の無潤滑ストッパは、完全な自動ストッパ組立てプロセスを可能にするストッパを提供する。ポリエチレンとスチレンブロックコポリマーのブレンド内のポリスチレン（約４１ｍＪ／ｍ2）に比べて、ポリエチレンのより低い表面エネルギー（約３５ｍＪ／ｍ2）は、表面に対するポリエチレンの選択的なセグリゲーション、ストッパとバレル材料の間の低減された相互作用、およびスティクションのない性能をもたらすことができる。これは、ＴＰＥ−２−Ｓ０．６実施形態に対する原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定によっても支持されており、硬質相は、表面に向かって選択的にセグリゲーションされる。スチレンブロックコポリマーの硬質相は、軟質相に化学結合されるので、これは、ポリエチレンが表面に対して選択的にセグリゲーションされることを示唆する。スチレンブロックコポリマー内で必要とされるポリエチレンの臨界濃度を決定するために、８％（ＴＰＥ−６）および２５％（全スリップ剤レベルを有するＴＰＥ−２およびＴＰＥ−５）のポリエチレン含有量を有する２つのＴＰＥストッパ配合が、ポリプロピレンバレルおよびプランジャロッドを有する１０ｍｌ実施形態において調査された。たとえば、ＴＰＥ−２−Ｓ０．６およびＴＰＥ−６についてのポンプ力プロファイルが図１８および図１９に与えられている。８％ポリエチレン含有量を有する配合で、ポンプ速度０．１ｍｌ／時でのスティクションが観察されたが、２５％ポリエチレン含有量の場合にはスティクションがなく、臨界ポリエチレン濃度は、８％から２５％範囲内にあることを示す。
【０１１７】
シリンジストッパは、シリンジアセンブリ内で絶えず応力下にあり、時間と共に圧縮永久ひずみを受ける。シリンジの機能性能、手の力、および漏れ性能は、ストッパ寸法に依存し、競合する要件である。ストッパ直径（ＯＤ）が増大すると共に、シリンジの手の力は、増大する、または悪くなり、漏れに対する圧力は、増大する、またはよりよくなる。ストッパ直径は、組立て直後に最も大きいので、手の力は、組み立てられたばかりのシリンジについては手の力が最も必要な操作である。対照的に、漏れに対する圧力は、時間と共に減少する、または悪くなる。一実施形態では、ストッパの設計および寸法は、Ｔ＝０で許容される手の力を達成するが、同時に保管寿命全体の間、漏れ性能を満たすように設計される。圧縮永久ひずみ測定（ＡＳＴＭ  Ｄ３９５−０３、方法Ｂ、７０℃で２２時間について２５％ひずみ）は、時間と共にストッパ直径の大きさを良好に示す。図２０に示されているように、異なるＴＰＥストッパ実施形態についての漏れ性能は、５０％を超える圧縮永久ひずみを有するＴＰＥ配合によって漏れ性能が満たされなかったことを示唆する。許容される漏れ性能を有する配合は、３５％以下の圧縮永久ひずみを有する。
【０１１８】
上記で論じたように、高いＴＰＥ粘性を有する潤滑されないストッパは、潤滑の要らないストッパである点で有用であるだけでなく、充填された液体をシリンジから分注する能力で良好な操作性を提供する。血液の液滴を噴出または噴射なしで分注することができることは、血液を液滴分析するためにガラススライド上に配置される応用例において、シリンジを使用するために重要である。血液の噴射は、そのような活動中の作業場所の汚染、また医療従事者に対する感染の可能性をもたらすことになり、これは望ましくない。さらに、そのようなシリンジは、小さな、非常に正確な増分の液体を、突然のサージなしに繰り返し分注することができる。したがって、本開示のストッパを含むシリンジアセンブリは、サージの危険なしに薬剤を患者に投与するために使用することができ、それにより用量の正確な制御および非常に向上された患者の安全が実現される。
【０１１９】
針をシリンジに取り付けることにより、背圧が生み出され、手動操作性が改善される。したがって、本開示のテスト、研究、および実験のすべてが、取り付けられる針なしにシリンジの最悪の条件で行われた。液滴レベルで血液分注を制御する能力についてのテストは、図２１に示されているように、ヒツジの血液を使用して、１０ｍｌ、Ｅビーム滅菌済みシリンジで行われた。また、図２１は、２０５℃で細管レオメータ（ダイ：丸穴長さ２０ｍｍ／直径１ｍｍ／１８０度入口、ピストン：ｄ＝１５ｍｍ、および溶融時間＝７分）を使用して測定された、異なるせん断速度での粘性を実証する。高い配合粘性を有するＴＰＥ−１−Ｓ０．６およびＴＰＥ−２（全スリップ剤レベルを有する）は、良好な手動操作性を、しかし低い粘性を示す。ＴＰＥ−３（スチレンブロックコポリマーでブレンドされたポリプロピレンをベースとする）およびＴＰＥ−５（スチレンブロックコポリマーとブレンドされたポリエチレン）は、血液で不十分な手動操作性を示す。
【０１２０】
ＴＰＥ配合内に存在するスリップ剤（それだけには限らないが、エルカミド、オレアミド、およびベヘンアミドなど）の量もまた、異なる充填液でシリンジの手動操作性に影響を及ぼす。たとえば、本開示のテスト、研究、および実験は、１０ｍｌストッパ（設計５）内に異なるレベルのスリップ剤、エルカミドを有するスチレンブロックコポリマーでブレンドされたポリプロピレンをベースとするＴＰＥ−２について液滴レベルで分注されるイソプロパノールについての手動操作テストを含む。０．２〜０．３％間のスリップ剤の臨界レベルが良好な手動操作のために必要とされる。そのような配合の場合、組み立てられたシリンジにおけるストッパひずみは、ストッパ表面上のスリップ剤の選択的なセグリゲーションによる視覚的欠陥を解消するために最適化されるべきである。そのような視覚的欠陥は、エンドユーザに対して異物を知覚させる可能性がある。配合内のスリップ剤の存在はまた、漏れ性能に影響を及ぼすことなしにシリンジ力を低減または改善する。なぜなら、シリンジの漏れ性能は、主に、シリンジ構成要素間の干渉に依存するからである。図２２は、１０ｍｌ設計５における異なるスリップ剤レベルのＴＰＥ−２ストッパおよびＥビーム滅菌済みシリンジでの力変化を実証する。
【０１２１】
シリンジアセンブリ内のＴＰＥストッパは、使用中、複雑な圧縮および張力モードを受け、張力および圧縮におけるＴＰＥ材料特性は、シリンジの機能性能（手の力および漏れ性能）に影響を及ぼす。応力−ひずみ曲線は、特定の材料の挙動を特徴付ける材料特性である。本開示のテスト、研究、および実験は、ＦＥＡ(有限要素解析)シミュレーションを使用し、最良の機能性能をもたらすことになる所与のひずみレベルでの望ましい応力を予測することを含む。図１１を参照すると、ＴＰＥ−１−Ｓ０．６、ＴＰＥ−２−Ｓ０．６、およびＴＰＥ−３について望ましい曲線のための応力値が与えられている。本開示のテスト、研究、および実験は、ＦＥＡシミュレーションを使用し、これらの３つのＴＰＥ配合についてシリンジの漏れに対する圧力および持続力についての相対ランキングを割り当てること（図２３）を含み、それは実験データ（図２４）と一致した。漏れ圧力および持続力テストは、非滅菌状態（６０℃で１週間エージング）で１０ｍｌ設計４において行われた。ＴＰＥ−３は、最低または最悪の漏れ性能を有した。ＴＰＥ−１−Ｓ０．６、ＴＰＥ−２−Ｓ０．６での持続力はＴＰＥ−３より高かったが、それは許容されるものであった。漏れ性能は時間と共に悪くなるので、ＴＰＥ−１−Ｓ０．６、ＴＰＥ−２−Ｓ０．３、およびＴＰＥ−２−Ｓ０．６を、スティクションがなく、外部から適用されるシリコーン潤滑剤なしで使用される可能性を有する許容されるシリンジ力および漏れ性能を有する最終的なＴＰＥ配合として選択することができる。
【０１２２】
所与のひずみでのＴＰＥ応力もまた、配合の硬度によって反映される。所与のひずみレベルでの応力を満たすＴＰＥ１−Ｓ０．６、ＴＰＥ−２（０．３％および０．６％エルカミドを有する）は、５３ショアＡおよび６３ショアＡの硬度を有する。したがって、本開示のＴＰＥストッパ配合のための最も好ましい硬度範囲は、５３〜６３ショアＡである。
【０１２３】
上記に提示されているデータに基づいて、シリンジストッパのための最終ＴＰＥ選択表が図２５に提示されている。ＴＰＥ−１−Ｓ０．６、ＴＰＥ−２−Ｓ０．３、およびＴＰＥ−２−Ｓ０．６が、シリンジストッパ応用例のための要件すべてを満たし、潤滑されない状態で使用され得る。
【０１２４】
バレル材料より高い熱膨張係数のＴＰＥストッパを有するシリンジを使用する場合、長時間にわたる高温（６０℃など）での予期せぬ露出は、バレルの膨張に通じる。これは、熱膨張係数の不釣り合いによる高温でのバレルに対する応力の増大によるものであり、バレルの不可逆のクリープ、およびストッパ放置位置での膨張に通じる。シリンジストッパの熱膨張係数を、シリカまたは炭酸カルシウムなど無機充填剤の追加によって、そのような無機充填剤の低い熱膨張係数、およびＴＰＥマトリクスの結晶アーキテクチャに対するそれらの影響により、低減することができる。このようにして、無機充填剤の追加は、熱可塑性エラストマーの高い熱膨張係数を補償し、バレル材料の許容されるクリープレベルをもたらす。
【０１２５】
配合内で高溶融温度ポリマーを使用して、オートクレーブ滅菌可能なシリンジをも得ることができる。従来のオートクレーブ滅菌可能なストッパは、一般に、潤滑剤で被覆された熱硬化性樹脂から形成される。しかし、そのような従来のオートクレーブ滅菌可能なシリンジの製造は、複数のステップを必要とし、多くの廃棄物を生成する。従来、ポリプロピレンブレンドに基づく熱可塑性エラストマーストッパもまた、オートクレーブ滅菌可能なシリンジで使用することができる。そのようなシリンジのオートクレーブ滅菌可能性は、オートクレーブ滅菌温度で構造完全性を提供するためにストッパ配合内に多くの無機充填剤を追加することによって得られる。無機充填剤の使用は、金型の表面を損傷し、効率低下および高い運転費をもたらす。また、組成内に無機充填剤が存在することは、シリンジの使用および貯蔵中、抽出物および浸出物に伴う問題をもたらす。したがって、無機充填剤を必要とすることなしにオートクレーブ滅菌され得るシリンジストッパを製造するための熱可塑性エラストマー組成が求められている。
【０１２６】
上記で論じたように、本開示のストッパは、ストッパの外表面が潤滑されることを必要とせずにストッパの必要とされる機能特性を提供する材料製である。たとえば、本開示のストッパは、熱可塑性エラストマーから形成されてもよい。このようにして、本開示のストッパは、シリンジアセンブリのためのオートクレーブ滅菌可能なストッパをも可能にする。一実施形態では、本開示のストッパの熱可塑性エラストマー組成は、高溶融温度ポリマーに基づくものである。たとえば、溶融温度１７０℃以上が、オートクレーブ滅菌可能なシリンジに必要とされる。先に論じたように、一実施形態では、本開示のストッパは、ブロックコポリマーおよび高遷移温度ポリマーを含む射出成形可能なエラストマーのブレンドを含む熱可塑性エラストマー組成から形成されてもよい。いくつかの実施形態では、エラストマーは、スチレンブロックコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、ポリイソプレン、ならびにエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）ポリマーを含み得る高遷移温度ポリマーとブレンドされたブチルゴムを含んでもよい。一実施形態では、本開示のストッパの組成は、それだけには限らないがスチレンブロックコポリマーおよびオレフィンブロックコポリマーなど３０から６５重量％のエラストマーと、それだけには限らないがエチレンテトラフルオロエチレンなど１０から３５重量％の高遷移温度ポリマーと、鉱油など２０〜３５重量％の他の添加剤とを含み、シリンジアセンブリ応用例のためのストッパのための硬度、張力、粘性、および圧縮永久ひずみ特性など、所望の処理要件および材料特性を満たすことができる。他の実施形態では、本開示のストッパの組成は、放射安定剤、酸化防止剤、および／または加工助剤を含む。本開示のストッパは、ストッパの組成内に組み込まれた鉱油など炭化水素液の表面への移行によってスティクションのない性能が生み出される射出成形可能な熱可塑性シリンジストッパを提供することによって従来のストッパの欠点を克服する。組成における少なくとも１０から３５重量％のレベルでの高温安定ポリマーは、オートクレーブ滅菌処理、および高温状態に対する任意の他の露出中、構造完全性を提供する。たとえば、高遷移温度ポリマーは、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）およびフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）ポリマーを含んでもよい。上記で論じたように、本開示のストッパの熱可塑性エラストマー組成は、高溶融温度ポリマーに基づく。たとえば、溶融温度１７０℃以上が、オートクレーブ滅菌可能なシリンジに必要とされる。このようにして、本開示のストッパは、潤滑剤の不要な、スティクションの生じない、オートクレーブ滅菌可能な、射出成形可能なストッパをもたらし、ストッパへの外部潤滑のステップを省くことができる。
【０１２７】
シリンジアセンブリ１０は、使用前に別個のバイアルからの医薬品でシリンジバレル１２を充填するために使用されてもよい。たとえば、シリンジアセンブリ１０は、糖尿病治療キットなど非事前装填型の医薬品キットと共に使用されてもよい。
【０１２８】
次に図１を参照して、使用前に別個のバイアルからの医薬品でシリンジバレル１２を充填するためにシリンジアセンブリ１０を使用することについて次に述べる。シリンジアセンブリ１０が図１に示されている位置にある状態で、また針アセンブリが、シリンジバレル１２の遠位端３２にロックされ、流体を含むバイアルと連通された状態で、医薬品など流体をシリンジバレル１２のチャンバ３６内に吸引する、または引くことが望ましいとき、ユーザは、所望の量の流体がシリンジバレル１２のチャンバ３６内に引かれるまで、概して矢印Ａに沿った方向にプランジャロッド１４を移動する。このようにして、概ね矢印Ａに沿った方向にプランジャロッド１４を介してストッパ１６を移動することにより、シリンジバレル１２のチャンバ３６内に真空が生み出される。ユーザが概ね矢印Ａに沿った方向にプランジャロッド１４を介してストッパ１６を移動するにつれて、ユーザは、シリンジバレル１２のチャンバ３６内の容積を積極的に増大する。ストッパは上記のようにシリンジバレル１２の内部壁との封止係合を提供するようにシリンジバレル１２に対してサイズ設定されているので、またシリンジバレル１２の遠位端３２にロックされた針アセンブリは、流体を含むバイアル内に配置されているので、空気は、シリンジバレル１２のチャンバ３６内に入ることができず、したがって、ユーザが積極的にチャンバ３６内の容積を増大するにつれて同じ数の空気分子がチャンバ３６内に位置する。これは、シリンジバレル１２の外側の空気圧に対してシリンジバレル１２のチャンバ３６内の圧力を減少させる。したがって、真空、すなわちより低い空気圧の空間が生み出され、医薬品など流体をシリンジバレル１２のチャンバ３６内に引く。
【０１２９】
シリンジアセンブリ１０はまた、プレフィルドシリンジアセンブリおよび／または注射可能なシリンジアセンブリで使用されてもよい。このようにして、注射前にユーザがデバイスを充填する必要はなくなり、それにより、時間を節約し、吐出のための一定の体積を維持する。プレフィルドシリンジ応用例におけるシリンジアセンブリ１０は、製造者によって予め充填される、シリンジバレル１２のチャンバ３６内に含まれる医薬品など流体の最終使用のために提供されてもよい。このようにして、シリンジアセンブリ１０は、最終使用者が使用前に別個のバイアルからの医薬品でシリンジを充填する必要なしに、送達、貯蔵、および最終使用者によって使用されるように製造し、医薬品で予め充填し、滅菌し、適切な包装で包装することができる。そのような実施形態では、シリンジアセンブリ１０は、シリンジバレル１２のチャンバ３６内の医薬品など流体を封止するために、シリンジバレル１２の遠位端３２に配置されたキャップまたは封止部材を含んでもよい。
【０１３０】
図１および図２Ａを参照して、シリンジバレル１２のチャンバ３６内に含まれる医薬品など流体を排出するためのシリンジアセンブリ１０の使用について次に述べる。そのような実施形態では、流体がシリンジバレル１２のチャンバ３６内に含まれ、図２Ａに示されているように、ストッパ１６がシリンジバレル１２の近位端３４に隣接して配置される。プレフィルドシリンジ応用例では、ユーザは、最初にキャップまたは封止部材をシリンジバレル１２の遠位端３２から除去することができる。次いで、ユーザは、シリンジバレル１２の先端４２を別個の針アセンブリまたはＩＶ接続アセンブリに取り付け、知られている方法で、針アセンブリまたはＩＶ接続アセンブリをシリンジバレル１２の先端４２にロック可能に係合することができる。医薬品を分注する前に、シリンジバレル１２のチャンバ３６内に捕らえられた空気を周知の方法で排出することができる。
【０１３１】
シリンジバレル１２内に含まれる医薬品を排出または吐出することが望ましいとき、シリンジアセンブリ１０は、プランジャロッド１４のフランジ６６上のユーザの親指で、また、シリンジバレル１２のフランジ４０周りに延びるユーザの指で把持される。このようにして、シリンジアセンブリ１０は、ユーザによって、周知の十分認められた方法で把持される。次に、ユーザは、プランジャロッド１４のフランジ６６上の親指とシリンジバレル１２のフランジ４０を把持する４本の指との間で押込み動作を行い、それによりプランジャロッド１４を介して概して矢印Ｂ（図１）に沿った方向にストッパ１６を移動させる。このようにして、プランジャロッド１４を介して概して矢印Ｂに沿った方向にストッパ１６が移動することは、シリンジバレル１２のチャンバ３６内に含まれる流体を出口開口３８から押し出させる。流体は、出口開口３８を通ってシリンジバレル１２から、別個の針アセンブリまたはＩＶアセンブリ内に、また患者内に排出され得る。
【０１３２】
本開示について例示的な設計を有するものとして述べられているが、本開示は、本開示の精神および範囲内でさらに修正され得る。したがって、本願は、本開示の、その一般的な原理を使用する任意の変形形態、使用、または翻案を包含することが意図されている。さらに、本願は、本開示が関連する、また添付の特許請求の範囲の限定内に入る当技術分野における知られている、または慣習的な慣行内に入る本開示からの逸脱を包含することが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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