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随着生物制药产业快速发展，笔式注射器（Pen Injector）已成为胰岛素、GLP-1受体激动剂、干扰素、生长激素等注射剂的主流给药装置。作为其核心药包材组件，笔式注射器用中硼硅玻璃套筒（俗称"卡士瓶"或"卡式瓶"）的技术性能直接决定药品储存稳定性与患者用药安全。本文依据《国家药包材标准》（2015版）及最新公示的《药品包装用玻璃容器通则》等技术文件，系统梳理该组合件的结构特征、材质要求、关键检测指标及RTU（Ready To Use）化发展趋势，为制药企业包材选型与质量控制提供技术参考。
一、产品结构与技术定义
笔式注射器用中硼硅玻璃套筒组合件属于预灌封类药包材体系，通常由硼硅玻璃套筒、卤化丁基橡胶活塞（或垫片）、铝盖三部分组成，部分规格还配套玻璃珠用于底部密封。其中，玻璃套筒作为直接接触药液的内包材，其材质、尺寸精度与表面性能是技术控制的核心。
根据《国家药包材标准》（2015版），笔式注射器用硼硅玻璃套筒执行YBB00132004-2015标准，适用于含有注射液体的笔式注射器用硼硅玻璃套筒。2022年，国家药典委公示《5104 笔式注射器用玻璃组件通则》，进一步将玻璃套筒与玻璃珠纳入统一技术框架，明确其质量应符合《药品包装用玻璃容器通则（通则5100）》的基础规定。
二、中硼硅玻璃材质的技术要求
2.1 材质鉴别指标
中硼硅玻璃（Neutral Borosilicate Glass）是目前笔式注射器套筒的主流材质，其化学稳定性与机械强度显著优于低硼硅玻璃和钠钙玻璃。依据YBB00132004-2015及《药用玻璃成分分类及理化参数》（YBB00342003-2015），中硼硅玻璃的核心鉴别指标如下：
| 检测项目 | 技术要求 | 检测方法标准 |
|---|---|---|
| 线热膨胀系数 | (3.5～6.1)×10⁻⁶ K⁻¹（20~300℃） | YBB00202003-2015 平均线热膨胀系数测定法 |
| 三氧化二硼（B₂O₃）含量 | ≥8%（g/g） | 中国药典2020年版四部通则4009 |
| 121℃颗粒耐水性 | 1级 | YBB00252003-2015 |
| 内表面耐水性 | HC1级 | YBB00242003-2015 |
| 内应力（光程差） | ≤40 nm/mm | YBB00162003-2015 内应力测定法 |
| 耐热冲击 | 60℃温差试验后不得破裂 | YBB00182003-2015 |
| 砷浸出量 | ≤0.2 mg/L | YBB00372004-2015 |
| 锑浸出量 | ≤0.7 mg/L | YBB00372004-2015 |
| 铅浸出量 | ≤1.0 mg/L | YBB00372004-2015 |
2.2 关键性能解读
（1）线热膨胀系数
线热膨胀系数反映玻璃在温度变化环境中的尺寸稳定性。中硼硅玻璃的线热膨胀系数控制在(3.5～6.1)×10⁻⁶ K⁻¹范围内，可确保套筒在灌装、灭菌、冷链储运等温度波动场景中保持结构稳定，避免因热胀冷缩导致密封失效或玻璃破裂。
（2）耐水性
121℃颗粒耐水性1级与内表面耐水性HC1级是中硼硅玻璃的核心安全指标。该性能直接关系到玻璃在药液长期浸泡下的化学稳定性，可有效防止玻璃成分溶出、脱片及药液pH值漂移，对生物制品、偏酸偏碱及pH敏感型注射剂尤为重要。
（3）内应力
玻璃套筒在成型过程中若退火不完·全，内部残余应力过大会导致机械强度下降，甚至在轻微碰撞或温度冲击下发生碎裂。标准规定退火后的最大永·久应力造成的光程差不得超过40 nm/mm，该指标通过偏振光干涉原理检测，是保障运输与使用安全的关键防线。
三、组合件配伍与功能性要求
笔式注射器用玻璃套筒并非独立使用，需与配套组件形成完整包装系统。根据YBB系列标准，其配伍组件包括：
YBB00122004-2015 笔式注射器用硼硅玻璃珠
YBB00142004-2015 笔式注射器用铝盖
YBB00152004-2015 笔式注射器用氯化丁基橡胶活塞和垫片
YBB00162004-2015 笔式注射器用溴化丁基橡胶活塞和垫片
在实际应用中，玻璃套筒的密封表面光洁度、垂直轴偏差、壁厚均匀性等尺寸精度指标，直接影响胶塞滑动性、密封完整性与注射笔的装配兼容性。尽管YBB00132004-2015未对壁厚和垂直轴偏差设定强制统一指标，但行业实践中通常依据供需双方质量协议进行控制，以确保活塞滑动阻力、泄漏率及剂量准确度满足给药装置要求。
四、RTU（Ready To Use）化技术趋势
4.1 RTU技术定义与优势
RTU（Ready To Use，即用型）药包材是近年来生物制药灌装工艺的重要发展方向。传统散装玻璃套筒需制药企业在灌装前进行拆包、清洗、灭菌、硅化等预处理，固定资产投入大、验证周期长、污染风险高。RTU卡士瓶则在出厂前已完成免洗免灭（Ready to Sterilize/Ready to Use）、湿热灭菌、硅化处理及烘烤固化，可直接进入A·级层流下拆袋使用。
RTU化带来的核心价值体现在：
降低初期固定资产投入：无需配置大型洗瓶机、灭菌隧道及硅化设备；
缩短产品上市周期：减少清洗灭菌工艺验证与注册报批时间；
提升无菌保障水平：减少人工干预与开放操作环节，降低生物负荷与颗粒污染风险；
增强生产灵活性：特别适合小批量、多品种的生物药及细胞治疗产品生产。
4.2 RTU卡士瓶的技术实现
以国内主流供应商的RTU卡士瓶为例，其技术实现路径通常包括：
洁净生产：在C+A洁净环境下完成成型与初包装；
清洗与灭菌：采用注射用水（WFI）清洗后，经湿热灭菌或干热灭菌处理；
硅化与固化：内壁进行可控硅油喷涂，经烘烤固化形成稳定润滑层，确保胶塞滑动顺畅；
双层无菌包装：采用Tyvek®/聚乙烯呼吸袋包装，维持无菌屏障与微生物阻隔性能；
完整性检测：对每批产品进行密封完整性、无菌性及内毒素检测。
五、应用场景与CDE关联审评现状
笔式注射器用中硼硅玻璃套筒组合件广泛应用于对剂量精度与给药便捷性要求较高的药物领域，包括：
糖尿病治疗药物：胰岛素、德谷胰岛素、GLP-1受体激动剂（如司美格鲁肽、利拉鲁肽）；
生物激素：生长激素、卵泡刺激素（FSH）；
免疫调节剂：干扰素、转移因子；
急救与药物：止血止痛类、心脏病急救类、解毒类注射剂。
根据国家药监局药审中心（CDE）公开数据，笔式注射器相关药包材（含玻璃套筒、铝盖、橡胶活塞、垫片等）登记信息已达114条，其中通过与制剂关联审评的条目数为50条。随着国产药包材技术成熟度提升，中硼硅玻璃套筒的国产化替代进程正在加速。
六、质量控制与检测技术要点
制药企业在接收与使用笔式注射器用中硼硅玻璃套筒时，建议建立以下质量控制节点：
| 控制节点 | 检测项目 | 方法/仪器参考 |
|---|---|---|
| 来料检验 | 外观、尺寸（垂直轴偏差、壁厚）、内应力 | 偏光应力仪、电子轴偏差测量仪、壁厚测厚仪 |
| 材质鉴别 | 线热膨胀系数、B₂O₃含量 | 玻璃线热膨胀测试仪、化学滴定/ICP |
| 化学稳定性 | 121℃颗粒耐水性、内表面耐水性、砷锑铅镉浸出量 | 自动玻璃颗粒制备仪、ICP-MS |
| 功能性验证 | 密封性、活塞滑动性、剂量准确度 | 笔式注射器专用测试工装 |
| 无菌保障（RTU） | 无菌检查、细菌内毒素、包装完整性 | 薄膜过滤法、真空衰减法/高压放电法 |
七、产品选型与供应实践
在笔式注射器用中硼硅玻璃套筒组合件的选型过程中，制药企业除关注上述技术指标外，还应重点考察供应商的CDE登记号状态、DMF备案号、无菌保障体系及供应链稳定性。
目前，国内已有药包材供应商推出符合YBB00132004-2015标准的中硼硅玻璃套筒组合件，并已完成RTU化升级。例如，nestRTU卡士瓶产品（货号：217231）采用中硼硅玻璃材质，经免洗免灭、湿热灭菌及硅化处理，具备USA DMF备案与CDE登记资质，可直接用于胰岛素、GLP-1等注射剂的灌装生产。
在供应端，具备药包材全品类服务能力的经销商可为企业提供从选型咨询、关联审评资料支持到现货供应的一站式服务。以深耕细胞治疗与生物制药领域的某供应链平台为例，其已与150余家细胞治疗药企建立深度合作，联合申报药包材及药用辅料项目超过180项，在RTU卡士瓶、预灌封注射器组合件等药包材领域可提供现货支持与技术咨询服务，有助于制药企业缩短项目周期、降低供应链风险。
【结语】
笔式注射器用中硼硅玻璃套筒组合件作为注射剂的关键药包材，其技术标准的严格性与RTU化趋势的必然性，对制药企业的质量控制与供应链管理提出了更高要求。深入理解YBB00132004-2015标准内涵，建立从材质鉴别、物理检测到功能性验证的全链条质控体系，并优选具备CDE/DMF资质与RTU技术能力的供应商，是保障药品安全、加速产品上市的核心路径。
