特許 6919793 ガスケットおよび医療用注射器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6919793

(24)【登録日】2021年7月28日

(45)【発行日】2021年8月18日

(54)【発明の名称】ガスケットおよび医療用注射器

(51)【国際特許分類】

   A61M 5/315 20060101AFI20210805BHJP

   A61M 5/28 20060101ALI20210805BHJP

【ＦＩ】

   A61M5/315 512

   A61M5/28

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-82321(P2016-82321)

(22)【出願日】2016年4月15日

(65)【公開番号】特開2017-189528(P2017-189528A)

(43)【公開日】2017年10月19日

【審査請求日】2019年2月4日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】特許業務法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増山 義和

(72)【発明者】

【氏名】中野 宏昭

【審査官】 川島 徹

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１０１２３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実開平０３−０６３３４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１４６８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−４７８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−３３４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５２５０１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ ５／３１５

Ａ６１Ｍ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性体で構成された本体と、この本体の表面に積層された不活性樹脂フィルムとを含む医療用注射器に用いられるガスケットであって、
前記ガスケットは、中心軸方向に延びる短い円柱形状をなし、当該円柱形状の外側周面に、シリンジの内周面と摺接する摺接部を備えた環状リブを３つ有し、３つの環状リブは、前記ガスケットの先端から後端に向かって、前記中心軸方向に所定の間隔を空けて配列されており、
最も先端に位置する最先端の環状リブの摺接部の前記中心軸方向の長さは、前記円柱形状の外側周面の前記中心軸方向の長さに対して、１〜２５％の割合を占めており、
前記最先端の環状リブの後方側に位置する第２の環状リブ及びさらにその後方側に位置する第３の環状リブの各摺接部の前記中心軸方向の長さは、それぞれ、前記円柱形状の外側周面の前記中心軸方向の長さに対して、０〜１５％の割合を占めており、
前記最先端の環状リブを除く残りの各環状リブは、前記シリンジに挿入された状態において、径方向の圧縮率が、前記最先端の環状リブの径方向の圧縮率に比べて小さく、
前記最先端の環状リブの摺接部の直径はＤ_１とされ、前記第２の環状リブの摺接部の直径はＤ_２とされ、前記第３の環状リブの摺接部の直径はＤ_３とされていて、
Ｄ_１＞Ｄ_２ 及び Ｄ_１＞Ｄ_３
の関係を満足していることを特徴とする、ガスケット。

【請求項2】

前記最先端の環状リブには、その摺接部に、レーザー加工によって形成された円周方向に延びる円環溝が１本以上設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のガスケット。

【請求項3】

前記円環溝は、当該溝の両縁に未加工部よりも盛り上がった凸部が備わっており、当該凸部の高さが２〜１００μｍであることを特徴とする、請求項２に記載のガスケット。

【請求項4】

前記円環溝は、溝幅が２００μｍ以下であることを特徴とする、請求項２または３に記載のガスケット。

【請求項5】

前記最先端の環状リブは、前記シリンジに挿入された状態において、径方向の圧縮率が１〜８％であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスケット。

【請求項6】

前記不活性樹脂フィルムは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体フィルム（ＥＴＦＥ）、または、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＷＰＥ）であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスケット。

【請求項7】

筒状をしたシリンジバレルと、
前記シリンジバレルに打柱される請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスケットと、を含む医療用注射器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、医療用注射器に用いられるガスケットおよび当該ガスケットを有する医療用注射器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、使用時の簡便性に優れ、誤用を無くす意味において、予め薬液がシリンジバレル内に充填されたプレフィルドシリンジの使用が拡大している。これらのプレフィルドシリンジのゴム部材は使用されるまで薬液に直接接しているため、耐薬品性、耐ガス透過性、耐水蒸気透過性、耐老化性等が優れたブチルゴム系のガスケット、ノズルキャップが多く使用されている。

【0003】

しかし、ゴム材質からの溶出物や、ゴム材質との相互作用により影響を受け易いバイオ製剤等もある。また、ブチル系ゴム部材では、ガスケットの摺動性改善、ノズルキャップの固着防止の目的で、シリンジバレルの内壁、ガスケット、ノズルキャップのゴム表面に潤滑剤として、オイルタイプおよび硬化タイプのシリコーンが塗布されることがある。製剤の種類によっては、バレル内壁やゴム部材からシリコーンコート剤が脱落して異物となり、製剤品質に重大な悪影響を与える場合がある。

【0004】

そこで、その対策として、フッ素樹脂フィルム等をゴムに積層することにより、シリコーンを使用しない製品が開発され、硝子製シリンジまたは樹脂製プレフィルドシリンジに適用されている。
ガスケットに使用する積層フィルムとしてのフッ素樹脂フィルムは、耐薬品性に優れ、摩擦係数が最も小さいＰＴＦＥが適している。シリコーン潤滑剤が使用可能な場合は、ＥＴＦＥフィルム材質の積層でも問題はない。ＰＴＦＥの多くはスカイビング法、キャスティング法等により製造されている。

【0005】

接液面、シリンジ内壁と接する摺動シール部にフッ素樹脂フィルムを積層したガスケットでは、気密性と摺動抵抗が課題となる。特にスカイビング法で製造されたフィルムは表面粗さが粗いのでシリンジ内壁との気密性に問題が生じ易い。
気密性を悪くする要因として、上記の積層されたフィルムの平滑性（表面粗さ）および、シリンジ内径に対するガスケットの圧縮率に影響するシリンジ内径バラツキがある。シリンジ内径公差が、樹脂シリンジでは±０．１ｍｍ以内の高精度であるが、硝子シリンジでは生地管の内径バラツキが大きく、５ｍＬ以下のサイズでも内径公差は±０．１５ｍｍと大きい。

【0006】

また、表面粗さがＲａ０．０５μｍ以下のＰＴＦＥフィルムを積層しても液モレに問題が生ずることがある。これはＰＴＦＥフィルムをＰＴＦＥの融点２３０℃以下である成型温度１７０℃で積層成型したにも拘らず、積層フィルムの表面には金型表面の微細な凹凸痕が転写されてシール性に影響するためである。
気密性および摺動抵抗の課題を解決するために、ガスケットの形状を、円柱状のたいこ形状にしたもの（たとえば、特許文献１）や、円柱状の本体周面に複数の環状リブを形成したもの（たとえば、特許文献２、特許文献３の図３（ｅ）を参照）が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平９−２０６３７７号公報

【特許文献2】特許第４５５０３６５号公報

【特許文献3】特許第３３８７７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、従来のガスケット形状は、いずれのものであっても、気密性および摺動抵抗が完全に解決されているとはいい難かった。
そこで、本発明は、摺動抵抗値を下げ、かつ、液封止性の高い不活性樹脂フィルムで積層されたガスケットを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するためのこの発明は、以下の構成を有している。
請求項１に記載の発明は、弾性体で構成された本体と、この本体の表面に積層された不活性樹脂フィルムとを含む医療用注射器に用いられるガスケットであって、前記ガスケットは、中心軸方向に延びる短い円柱形状をなし、当該円柱形状の外側周面に、シリンジの内周面と摺接する摺接部を備えた環状リブを３つ有し、３つの環状リブは、前記ガスケットの先端から後端に向かって、前記中心軸方向に所定の間隔を空けて配列されており、最も先端に位置する最先端の環状リブの摺接部の前記中心軸方向の長さは、前記円柱形状の外側周面の前記中心軸方向の長さに対して、１〜２５％の割合を占めており、前記最先端の環状リブの後方側に位置する第２の環状リブ及びさらにその後方側に位置する第３の環状リブの各摺接部の前記中心軸方向の長さは、それぞれ、前記円柱形状の外側周面の前記中心軸方向の長さに対して、０〜１５％の割合を占めており、前記最先端の環状リブを除く残りの各環状リブは、前記シリンジに挿入された状態において、径方向の圧縮率が、前記最先端の環状リブの径方向の圧縮率に比べて小さく、前記最先端の環状リブの摺接部の直径はＤ_１とされ、前記第２の環状リブの摺接部の直径はＤ_２とされ、前記第３の環状リブの摺接部の直径はＤ_３とされていて、Ｄ_１＞Ｄ_２ 及び Ｄ_１＞Ｄ_３の関係を満足していることを特徴とする、ガスケットである。

【0010】

請求項２に記載の発明は、前記最先端の環状リブには、その摺接部に、レーザー加工によって形成された円周方向に延びる円環溝が１本以上設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のガスケットである。
請求項３に記載の発明は、前記円環溝は、当該溝の両縁に未加工部よりも盛り上がった凸部が備わっており、当該凸部の高さが２〜１００μｍであることを特徴とする、請求項２に記載のガスケットである。

【0011】

請求項４に記載の発明は、前記円環溝は、溝幅が２００μｍ以下であることを特徴とする、請求項２または３に記載のガスケットである。

【0012】

請求項５に記載の発明は、前記最先端の環状リブは、前記シリンジに挿入された状態において、径方向の圧縮率が１〜８％であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスケットである。

【0013】

請求項６に記載の発明は、前記不活性樹脂フィルムは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体フィルム（ＥＴＦＥ）、または、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＷＰＥ）であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスケットである。
請求項７に記載の発明は、筒状をしたシリンジバレルと、前記シリンジバレルに打柱される請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスケットと、を含む医療用注射器である。

【発明の効果】

【0014】

請求項１記載の発明によれば、先端の環状リブの摺接部が薬液の封止を確実に行うと共に、その摺動抵抗も低い。よって、封止性および操作性を両立させたガスケットとすることができる。
請求項２、３および４記載の発明によれば、円環溝の両縁に形成された凸部により、より封止性が向上したガスケットを提供することができる。

【0015】

請求項５記載の発明によれば、封止性および摺動性を両立させたガスケットとすることができる。
請求項６記載の発明によれば、薬液に対する影響がないガスケットを作ることができる。

【0016】

請求項７記載の発明によれば、長期保存に耐え、操作性、封止性のよい医療用注射器、特にプレフィルドシリンジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、この発明の一実施形態に係るガスケットの半断面正面図である。

【図2】図２は、図１におけるＡ部分の拡大図である。

【図3】図３は、この発明の一実施形態に係るガスケットが装着された医療用注射器の一例を示す半断面正面図である。

【図4】図４は、従来のガスケットの外観形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図1は、この発明の一実施形態に係るガスケット１０の半断面正面図で、右半分が断面で示されている。
図１を参照して、この発明の一実施形態に係るガスケット１０は、弾性体で構成された本体１１と、本体１１の表面に積層された不活性樹脂フィルム１２とを有している。本体１１を構成する弾性体は、ゴム材質のものを使用でき、合成ゴム、熱可塑性エラストマまたはこれらをブレンドした材料で形成することができる。より具体的には、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ネオプレンゴム、エチレンプロピレン系ゴム等を用いて作ることができる。

【0019】

本体１１の表面に積層された不活性樹脂フィルム１２は、本体１１からの成分の移行を阻止でき、かつ、ゴムよりも摺動性の優れるもの、すなわちゴムより摩擦係数の小さいフィルムであれば、その種類は特に限定されない。一例として、医療用途に実績のある超高分子量ポリエチレンやフッ素系樹脂のフィルムを挙げることができ、より具体的なものとして、次の３種類が挙げられる。

【0020】

（１）ホモＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のスカイビング法フィルム（たとえば日本バルカー工業株式会社製の商品名「バルフロン」）、
（２）変性ＰＴＦＥ（テトラフルオロエチレンモノマーと数％のパーフルオロアルコキシドモノマーとの共重合体）のスカイビング法フィルム（たとえば日本バルカー工業株式会社製の商品名「ニューバルフロン」）、
（３）超高分子量ポリエチレン（たとえば作新工業製のスカイビング法フィルムの商品名「ニューライトＮＬ−Ｗ」）等を使用することができる。

【0021】

再び図１を参照して、ガスケット１０は、短い円柱形状をなしており、その先端面１７は、たとえば軸中心部が突出する鈍角の山形形状をしている。また、後端面１８から軸方向に堀り込まれた雌ねじ形状の嵌合凹部１９が形成されている。嵌合凹部１９は、ガスケット１０を操作する際に用いるプランジャのヘッド部がねじ込まれ得る構成である。
ガスケット１０の円柱形状の外側周面（摺動側面部）２０には、シリンジの内周面と摺接する３つの環状リブ１３、１４、１５が、ガスケット１０の先端面１７側から後端面１８側に向かって軸方向に所定の間隔をあけて配列されている。このうち、先端の環状リブ１３は、シリンジの内周面と摺接する摺接部１６を有し、摺接部１６の直線長さ（軸方向長さ）Ｈ_１は、円柱形状の外側周面２０の直線長さ（外側周面２０の軸方向長さ）Ｈ_０に対して、１〜２５％の割合を占めている。

【0022】

すなわち、Ｈ_１：Ｈ_０＝（１〜２５）：１００
の寸法関係を有している。
これがこの実施形態の特徴の１つである。
軸方向に見て、先端の環状リブ１３の下方側には第２の環状リブ（中間環状リブ）１４が設けられており、さらにその下方側には第３の環状リブ（末端環状リブ）１５が設けられている。この実施形態では、中間環状リブ１４も末端環状リブ１５も、その断面視が円弧状に膨らんだリブであり、シリンジの内周面と摺接する摺接部１６は直線長さ（軸方向長さ）を有さずシリンジの内周面とほぼ点接触で摺接する環状リブとして構成されている。

【0023】

より一般的に述べれば、先端環状リブ１３を除く残りの環状リブである中間環状リブ１４および末端環状リブ１５の摺接部１６の直線長さ（軸方向長さ）Ｈ_２およびＨ_３は、外側周面２０の直線長さ（外側周面の軸方向長さ）Ｈ_０に対して、それぞれ、０〜１５％の割合を占めていればよい。
すなわち、Ｈ_２：Ｈ_０＝（０〜１５）：１００
かつ、
Ｈ_３：Ｈ_０＝（０〜１５）：１００
の寸法関係であることが望ましい。

【0024】

さらに、先端環状リブ１３の直径をＤ_１、中間環状リブ１４の直径をＤ_２、末端環状リブ１５の直径をＤ_３としたとき、
Ｄ_１＞Ｄ_２
Ｄ_１＞Ｄ_３
の関係を有する形状とされている。

【0025】

また、先端環状リブ１３の径方向の圧縮率は、１〜８％とされており、中間環状リブ１４および末端環状リブ１５の各径方向の圧縮率は、先端環状リブ１３の径方向の圧縮率に比べてやや小さくされている。先端環状リブ１３と中間環状リブ１４および末端環状リブ１５との圧縮率の調整は、本体１１に穿設された嵌合凹部１９の内径の大きさ等によって行うことができる。

【0026】

なお、この実施形態では、先端環状リブ１３以外に、中間環状リブ１４および末端環状リブ１５という２つの環状リブを設けた例を説明しているが、先端環状リブ１３以外の環状リブは、２つに限定されるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
図２は、図１におけるＡ部分の拡大図である。

【0027】

図１および図２を参照して、先端環状リブ１３の摺接部１６には、レーザー加工によって形成された円周方向に延びる円環溝２２が、１本以上設けられているのが望ましい。
この円環溝２２について、図２を参照してより具体的に説明をする。
溝２２は、不活性樹脂フィルム１２の表面から窪まされた溝となっており、本体１１は溝２２に応じて窪んだりしてはいない。すなわち、溝２２は、本体１１の形状には全く影響を与えておらず、不活性樹脂フィルム１２にのみ形成された溝となっている。

【0028】

溝２２が形成された領域は、不活性樹脂フィルム１２の厚みが、溝２２が形成されていない部分の厚みＴに比べて薄くなっている。
溝２２の幅Ｗは、２００μｍ以下が望ましく、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下であればよい。
溝２２の両縁には、不活性樹脂フィルム１２の元の厚みＴよりも若干厚くなる凸部２１が形成されている。この凸部２１は、レーザー光により溝２２を加工した際に、レーザー光により不活性樹脂フィルム１２の表面が蒸発もしくは分解され、その素材の一部が溝の両縁に再蓄積されることにより形成されたものである。

【0029】

凸部２１の高さは、２〜１００μｍであることが、局所的に適切な面圧を得る上で、望ましい。
図３は、この発明の一実施形態に係るガスケット１０が装着された医療用注射器（プレフィルドシリンジ）３０の一例を示す半断面正面図である。
プレフィルドシリンジ３０は、円筒形状のシリンジバレル３１と、シリンジバレル３１の先端に装着された封止キャップ３２と、シリンジバレル３１の後端から打栓されたガスケット１０とを含んでいる。シリンジバレル３１内には、所定の薬液が充填されている。

【0030】

使用時には、封止キャップ３２が取り外されて注射針が装着され、ガスケット１０の後端面からプランジャ（図示せず）が螺合され、プランジャが操作されてガスケット１０が摺動されることにより、シリンジバレル３１内の薬液が注射針を介して投与される。
かかる構成において、ガスケット１０は、先端環状リブ１３が適切に薬液の封止を行うとともに、先端環状リブ１３の摺動抵抗も比較的少ないので、摺動性に優れ、操作性が良く、しかも封止性（気密性および液密性）の良い医療用注射器３０とすることができる。

【実施例】

【0031】

実施例１、実施例２、実施例３および比較例２として、図１に示す形態のガスケットを製造した。また、比較例１として、図４に示す形態のガスケットを製造した。製造したガスケットの材料の詳細は、次の通りである。
（１）本体１１の材質
塩素化ブチルゴム材質（ＪＩＳＡ 硬さ５８度）
（２）不活性樹脂フィルム１２の材質
変性ＰＴＦＥ
スカイビング法フィルム：日本バルカー工業株式会社製 商品名「ニューバルフロン」
フィルム厚さＴ＝７０μｍ 中心線平均粗面粗さ０．１１μｍ

【0032】

（３）製造方法
塩素化ブチルゴム製未加硫ゴムシートに、ＰＴＦＥスカイビング法、厚さ７０μｍ、片面接着処理したフィルムを重ねて、成型金型上に置き、真空プレスで１７５℃で１０分成型し加硫接着させた。
ガスケットは、１ｍＬ用ＣＯＰ樹脂シリンジ（シリンジバレルの内径６．３５ｍｍ）に適する形態に形成した。
（４）レーザー光による加工
円環溝２２の形成を、レーザー光による加工で行った。
使用装置：株式会社キーエンス製３−Ａｘｉｓ二酸化炭素ＬａｓｅｒＭａｒｋｅｒ ＭＬ−Ｚ９５５０Ｔを用い、波長９３００ｎｍのレーザー光を照射し、円環溝２２を形成した。
（５）各実施例、比較例の形態、寸法は、次の通りである。

【0033】

［実施例１］
環状リブの数：３
Ｈ_０：７．０ｍｍ
Ｄ_１：６．６５ｍｍ
Ｈ_１：１．０ｍｍ
Ｄ_２：６．６ｍｍ
Ｈ_２：１．０ｍｍ
Ｄ_３：６．６ｍｍ
Ｈ_３：１．０ｍｍ
円環溝２２：無
［実施例２］
環状リブの数：３
Ｈ_０：７．０ｍｍ
Ｄ_１：６．６ｍｍ
Ｈ_１：１．５ｍｍ
Ｄ_２：６．５５ｍｍ
Ｈ_２：０．５ｍｍ
Ｄ_３：６．５５ｍｍ
Ｈ_３：０．５ｍｍ
円環溝２２：有
［実施例３］
環状リブの数：３
Ｈ_０：７．０ｍｍ
Ｄ_１：６．７ｍｍ
Ｈ_１：０．５ｍｍ
Ｄ_２：６．５５ｍｍ
Ｈ_２：０ｍｍ
Ｄ_３：６．５５ｍｍ
Ｈ_３：０ｍｍ
円環溝２２：有
［比較例１］
環状リブの数：２
Ｈ_０：７．０ｍｍ
Ｄ_１：６．６ｍｍ
Ｈ_１：３．０ｍｍ
Ｄ_３：６．６ｍｍ
Ｈ_３：２．０ｍｍ
円環溝２２：無
［比較例２］
環状リブの数：３
Ｈ_０：７．０ｍｍ
Ｄ_１：６．６ｍｍ
Ｈ_１：１．５ｍｍ
Ｄ_２：６．６ｍｍ
Ｈ_２：１．０ｍｍ
Ｄ_３：６．６ｍｍ
Ｈ_３：１．０ｍｍ
円環溝２２：無

【0034】

＜試験方法＞
（１）摺動性
加工後の製品をシリンジバレルに挿入し、プランジャで１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で押し込む際に要する力を精密万能試験機（ＡＧ−Ｘ １００ｋＮ、株式会社島津製作所製）を用いて計測した。摺動距離１０ｍｍから１５ｍｍでの摺動に要する力の平均値を摺動抵抗として記録した。
（２）薬液の封止性
成型後の製品をシリンジバレルに打栓後、試験液を充填し、反対側をキャップした。４０℃にて1週間静置後、ビデオマイクロスコープ（ライカマイクロシステムズ株式会社製ＤＶＭ５０００）にて対物レンズ５０倍で観察し、液漏れの有無を測定した。２０個の製品を観察し、試験液がガスケットの最大径Ｄ_１部分を越えたものは、液漏れと判定し、その個数を記載した。２以下を良好とした。試験液は水に色素(メチレンブルー シグマアルドリッチジャパン合同会社製）０．２ｇ／Ｌ、および界面活性剤（ポリソルベート８０ 日油株式会社製）１．０ｇ／Ｌ加えたものを使用し、シリンジバレルはシクロオレフィン樹脂製 内径φ６．３５ｍｍを使用した。
＜総合評価＞
表１に、総合評価を示す。また、表２に、評価基準を示す。

【0035】

【表1】

【0036】

【表2】

【符号の説明】

【0037】

１０ ガスケット
１１ 本体
１２ 不活性樹脂フィルム
１３、１４、１５ 環状リブ
１６ 摺接部
１７ 先端面
１８ 後端面
１９ 嵌合凹部
２０ 円柱形状の外側周面
２１ 凹部
２２ 円環溝
３０ 医療用注射器（プレフィルドシリンジ）
３１ シリンジバレル
３２ 封止キャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】