双腔预充针系统DCS的冻干产品以及包装系统密封性-激光顶空氧气

市场上绝大部分冻干产品，不能简单地与标准注射器组合，因为它们在给药前需要一个复溶的步骤。但对于家庭护理和紧急使用的情况下，人们还是期望减少操作步骤和使用专业性的要求。在这种需求之下，双腔系统Dual chamber system （DCS）便能提供更优的选择，其允许就地复溶和给药。由于已获批准的生物制药产品中冻干剂型占比也很高，因此DCS预计将呈上升趋势，并有可能成为急救和家庭护理市场的首选产品。然而，直到今天，由于双腔结构在可制造性、产品配方和产品稳定性方面的挑战和限制，以及经济方面的考虑，市场上只有少数产品。虽然从最终用户的角度来看，这些系统非常方便，但它们的开发带来了许多重大挑战，例如：如何避免水分在两个不同腔室内的的迁移，以及硅油的存在会引入硅酮，这些都可能会影响产品的稳定性和质量。

市面上常见的DCS有两种，预充针PFS和卡式瓶，二者主要区别在其顶部密封设计（head closure design）。

下表列了市场上的13种在售DCS产品，其中有5种是双腔注射器，而另外8种是双腔卡式瓶，但这不代表注射器或卡式瓶的选择有任何所谓的趋势。

双腔系统DCS顶部腔室中的冻干产品，其生产过程有两种形式：

1.“针向上needle-up”

相对传统的生产形式，基于包材先需要清洗、灭菌除热原、硅化，之后通过玻璃针筒桶开口端插入中间柱塞胶塞，将DCS翻转，使其头部始终朝上，将需要冻干的产品通过DCS头部灌装进相应腔室内，显然这就需玻璃容器顶部有相对较大的开口，而不能使用带有例如鲁尔锥头这样小口径的玻璃针筒。再将其放置在承托容器内，例如定位桶Puck 或 装载匣 Magzine （如下图），然后转运至冻干机内冻干。冻干完成后通过板层将顶部密封盖压封，进到下一稀释剂灌装工序。

2.“针向下needle-down”

这种基于目前常见的RTU包材形式的PFS生产模式，在整个生产过程中，DCS无需翻转，即灌装需冻干的药液后，直接玻璃针筒放入特制承托容器内，再进入冻干机完成冻干工艺。

无论上述哪种形式的生产流程，其都会用到不同形式的承托容器，承托容器设计不仅是考虑DCS转运时的稳定性，而且更主要的是加大DCS玻璃筒和冻干机板层的接触面积，从而最大程度地提高热传导效率。这是因为无论哪种形式，DCS玻璃筒与板层的接触面积都是极为有限，导致其冻干工艺明显区别于西林瓶的冻干。换句话说，承托容器的设计和材质选择与DCS在冻干过程中的热传导效率有直接关系。

目前市场上只有少数企业提供双腔系统的冻干产品，且由于预充针或卡式瓶的容积限制，绝大部分产品装量在1ml~5ml，但不可否认，这种给药形式便于家庭护理和紧急用药，应该仍有很大的潜在市场等待去挖掘。

另外，现在的生产形式都会因为依靠传统冻干工艺，即依靠装载板层的冻干机进行生产，使其整个工序还是显得过于复杂。也许将来随着喷雾冷冻干燥技术的发展，可以进一步优化冻干产品分装流程。