導語

預灌封注射器、筆式注射器、自動注射筆~~，這些越來越多見到的注射劑包裝與給藥裝置，它們的出現、迭代、創新的背后，有著不少有趣的來龍去脈，正是這些特定的背景與因素，推動著行業不斷發展。

1. 注射劑給藥裝置的過去

藥物劑型按形態分類可以分為固體劑型（如散劑、丸劑、顆粒劑、膠囊劑、片劑等），半固體劑型（如軟膏劑、糊劑等），液體劑型（如溶液劑、芳香水劑、注射劑等）和氣體劑型（如氣霧劑、吸入劑等）。

其中注射劑需要注射器等給藥裝置將藥物遞送到患者體內，在沒有注射器的時候，藥劑治療只能通過口服。正如《后漢書·華佗傳》記載的那樣：“若疾發結于內，針藥所不能及者，乃令先以酒服麻沸散。”即我國“針灸”療法不能抵達的體內頑疾，在需要動手術解決時，術前的準備不是“打麻藥”而是“喝麻藥”。

早在17世紀60年代，德國便出現了關于靜脈輸液的專著。當時，極少數醫生曾用動物膀胱制成靜脈注射工具，用中空的樹枝插入人體，嘗試輸血。這種方法雖然挽救過一些生命，卻帶來致命的并發癥，1670年巴黎議會禁止輸血，動物膀胱注射的技術就絕跡了。到了19世紀初期，制藥技術發展起來，為了把藥物送入體內，醫生們嘗試了從木鉤子到柳葉刀的各種器具，企圖通過用沾有藥物的器具，刺穿皮膚以將藥物送入體內，正是這種需求，促成了針頭的誕生。

直到1844年，愛爾蘭醫生弗朗西斯發明了空心針，并用它做了第一次有史記錄的皮下注射，將治療神經痛的鎮靜劑注入患者體內，才宣布了注射器的終端——注射針頭的姍姍來到。

十年以后，法國醫師查爾斯·普拉瓦茲和愛丁堡醫師亞歷山大·伍德（1817~1884）合作，第一次將針頭和針筒結合在一起，這一創新也就成為了現代注射器的鼻祖。這種新型注射器初期是給予神經痛的患者以嗎啡和鴉片制劑，那時人們對于嗎啡成癮還沒有完全認識，許多患者在治療過程中成了“癮君子”。 

伍德從中吸取了注射過量的教訓，為針筒加上了精確刻度（圖1），從此能方便精確控制用藥，注射器的細節又一次在歷史中得以完善。

圖1

進入20世紀后，隨著塑料工業的發展給醫療用具帶來了新的生機。1949年，澳大利亞發明家查理斯·羅塞在他的阿德萊德工廠創建了世界上第一個塑料制品的一次性注射器（圖2）。塑料注射器具有不易損壞、便于回收、滅菌方便、造價低廉、運輸成本低等特點，使得其成為一次性注射器的首選方案，一次性注射器的出現大大減少了消毒不嚴格帶來的血液傳播疾病的風險。

圖2

到了上世紀八十年代前后，在一次性注射器的基礎上一種新型的藥品包材形式（預灌封注射器）出現，預灌封注射器（圖3）是藥品包裝系統的組成部分，具有儲存藥品和普通注射兩種作用。

預灌封注射器主要用于疫苗、生物制品、生化類產品、抗血栓藥、美容產品等高產值產品的包裝，也可用于眼科、耳科、骨科、婦科等手術沖洗。

預灌封注射器的出現減少了配藥等專業操作步驟，同時具有劑量準確度高、便利快捷等特點，使得其可以實現非專業人士進行給藥操作。

圖3

2. 注射劑給藥裝置的現在

進入21世紀后，美國頒布了《針刺安全與預防法案》，相關法規標準的出臺，也促進了預灌封注射器保護裝置（圖4）的應用。預灌封注射器保護裝置通常有二或三個塑料零件加彈簧組成，當推桿將預灌封注射器內的藥液注射完畢后，推桿尾部邊緣結構解鎖預灌封注射器保護裝置，內部彈簧彈力釋放，彈出零件將預灌封注射器的針尖遮蔽，同時設有結構，進一步降低誤觸帶來的針刺風險。

圖4

說起了預灌封注射器這種新型的藥品包裝系統，不得不提卡式瓶（圖5），卡式瓶出現同時極大程度地帶動了筆式注射器產品的發展，尤其是胰島素治療糖尿病大范圍使用筆式注射器（圖6），使得自我注射理念深入到非專業醫療人員領域。

由于胰島素用藥的特殊性，使得筆式注射器劑量調節的準確性成為其關鍵功能，機械式的筆式注射器在使用時通常有如下關鍵步驟：1）裝載卡式瓶，2）安裝注射針，3）排氣，4）設定劑量，5）按壓注射。

推注力由注射人員手動按壓，注射劑量一定程度上由筆內部螺旋前進機構、鎖定機構零件精度決定，因此對生產制造提出了很高的要求。

隨著相關產品的不斷迭代，用藥管理系統和電子注射筆也相繼上市，通過存儲、記憶、通信和電機傳動等手段幫助患者用藥，在提醒患者用藥、降低劑量調節誤操作、注射便易性上都做出了突出貢獻。

圖5

圖6

當前社會生活節奏越來越快，許多慢性病患者通常需要定期注射生物制劑，相較于糖尿病，該類藥品注射頻率低、劑量精準度要求低，如果去專業醫療機構注射會造成一定資源浪費和經濟成本增高。

自動注射筆由于其操作步驟簡單，注射深度可控等特點使得其在該領域應用迅速發展。目前國內已經有多款藥物搭配自動注射筆上市銷售，按照其核心操作步驟可以分為四步式（圖7）、三步式（圖8）和兩步式（圖9），根據其進針方式又可分為手動進針和自動進針。

圖 7

圖 8

圖 9

自動注射筆以彈簧為動力，減少了人手推助的操作，通常還設有聲音和視覺提示，方便使用者感知注射過程，使用后自鎖，整個使用過程在視覺上對患者隱針，降低了患者恐針情緒，提高了患者自我使用的成功率。

通常四步式和三步式自動注射筆需要人為按壓尾部的激發按鈕啟動注射，而兩步式自動注射筆，通常在前端的針頭保護套筒后退后，自動解鎖啟動注射，使用更為便捷，使得在急救領域的注射筆通常采用兩步式操作方案。

目前在國內上市的一款藥物搭載了手動推助注射器（圖10），其具備注射過程全程隱針、聲音視覺提示、用后針頭保護套筒自鎖等功能，但是其注射力通過操作者手提供，操作者在注射過程中需要按壓手柄，這種注射方式可以實現注射流速自主控制。

圖 10

該藥物相較于同等療效藥物，其使用間隔周期更長，目前通常由醫護人員完成操作。

3. 注射劑給藥裝置的未來

注射筆由于其出色的功能為患者帶來很多收益，但是由于其需要人手控制，保持與人體組織的接觸等原因，造成其不適用進行大劑量生物制劑的注射。

目前自動注射筆上市情況來看，其最大注射劑量通常在2.25mL以內，雖然有5mL 自動注射筆的產品開發、藥代動力學和人因工程的研究，但是目前筆者還未發現相關藥品上市信息。

由于大劑量、高粘度注射劑采用注射筆注射時，對使用者的握持能力有要求，整個系統對彈簧彈力要求非常大，自動注射筆由于成本控制因素，通常采用高分子材料注塑生產零件，在彈簧彈力過大時，塑料零件長時間受較大的作用力會造成材料蠕變等不利情況發生，從而導致產品失效。

那么如何解決大劑量、高粘度注射劑自我注射問題呢？給藥裝置開發技術人員提出了他們的解決方案，例如貼敷泵等可穿戴式給藥裝置（圖11）進行給藥。

圖 11

該類產品通常采用電路控制、電機驅動等方式進行注射，可以實現定時定量給藥、注射速度可調可控、用藥信息收集管理、報警提示全面高效等，并且隱私性好，不會影響使用者生活、學習、工作。

并且該類產品不需要人為進行過多操作，也不對使用者握持能力有任何要求，因此非常適合大劑量、高粘度藥物的注射。

目前已有應用貼敷泵廣泛有，如在胰島素領域的 Omnipod （圖12），它讓更多患者接受這類產品，幫助相關慢性病患者享受高質量的生活。

圖12

說到了這么多給藥裝置，還有一類產品非常特殊，其可以實現無針注射，因為人的恐針心理往往不分年齡、性別。

在1966年，法國科學家們首次提出“無針注射器”的理念， 經過反復論證之后加以實踐，開啟了想象力成為現實的探索之路。僅僅二十多年后，1992年德國研制出世界上第一支無針高壓注射器，獲批專門用于胰島素注射的治療。

無針注射器（圖13）利用壓力射流的原理來完成藥液的皮下注射。

圖 13

即通過無針注射器內部的壓力裝置產生的壓力，推動藥管中的藥液經過微孔形成藥液柱，使藥液瞬間穿透人體表皮到達皮下，藥液在皮下呈彌散狀被吸收。

目前該類產品產生壓力的動力源通常有彈簧機械力、氣體壓力和電磁力，無針注射器也被廣泛應用在胰島素注射、生長激素注射、疫苗注射和醫美注射中。

小結

注射劑給藥裝置多種多樣，由于篇幅有限不一一列舉，筆者相信隨著技術的進步，會有越來越多的產品涌現，為患者提供更好的自我注射解決方案，讓注射變得更安全、更簡單、更高效。