注射剤の工場では、薬液を注射器に入れて栓で閉じるまでを、人の手が直接届かないように管理した無菌の空間で行います。こうして作られる、薬液があらかじめ入った注射器がプレフィルドシリンジです。
容器も栓も前もって滅菌され、閉じたあとは1本ずつ検査されます。工場の建屋や空調まで、無菌の状態を保つように設計されています。バイアル（薬を入れた瓶）から注射器で吸い取る手間がなくなる分、つくる側は部材と工程が増える製品です。
この記事では、プレフィルドシリンジの定義と部材、製造工程の流れ、無菌充填の考え方を整理します。続いて、アイソレータなどの設備、全数検査、設備投資が大きくなる理由、関わる仕事の順に見ていきます。
プレフィルドシリンジとは
プレフィルドシリンジは、治療に必要な注射薬をあらかじめ注射筒に充填した製品です。日本薬局方の製剤総則では「充塡済みシリンジ剤」と呼ばれ、注射剤の一つの形として位置づけられています。
同じ製剤総則は、この形にする目的を、薬液調製時や投薬時の過誤の防止、細菌汚染や異物混入の防止、緊急投与としています。バイアルやアンプルに入った薬は、投与の前に注射器で吸い取る操作が必要です。
その操作をなくすことで、取り違えや汚染の機会を減らすという考え方です。
使う側の手間が減る分、つくる側の工程は増えます。容器そのものが投与器具を兼ねるため、部材の点数が多く、栓は「閉じる部品」であると同時に「動く部品」でもあるからです。
使う側の操作が減る分、つくる側の工程と部材が増えます。
※一般的な構成を整理したものです。製品によって容器や工程は異なります。
日本薬学会の用語解説でも、利点として業務の効率化、薬剤の取り違えや誤投与の防止、異物混入や細菌汚染のリスク軽減が挙げられています。一方で、製品化にあたっては溶解液の安定性やプラスチック容器による保存性などの検討が重要だとも書かれています。
シリンジを構成する部材と材質
製造工程を理解する近道は、先に部材を押さえることです。プレフィルドシリンジは、薬液に触れる部材と、あとから取り付ける部材に分けて考えると整理しやすくなります。
薬液に触れる3点は、無菌充填の前に滅菌されている必要があります。
※部材の名称は中外製薬の工場紹介ページの表記に合わせています。メーカーによって呼び方は異なります。
ガラス製と樹脂製
バレルの材質は、ガラスと樹脂に大きく分かれます。ガラス製にはホウケイ酸ガラスが使われます。日本電気硝子は自社メディアで、薬剤との反応性が小さく、耐熱性と耐薬品性に優れることを採用の理由として挙げています。
樹脂製は軽く割れにくい反面、同じ記事では水分やガスを通しやすい点が指摘されています。どちらが優れているかではなく、薬液との相性で選ぶというのが実際のところです。
もう一つの論点が、ストッパーを滑らせるための潤滑です。ガラスシリンジでは筒の内面にシリコーンを塗る、あるいは焼き付ける処理が行われます。
一方、テルモはバイオ製剤向けの樹脂シリンジでシリコーンオイルを使っていません。タンパク質が凝集する要因になるためで、ガスケット側のコーティングで滑りを確保したと説明しています。
滅菌済みで届く容器と、工場で洗う容器
容器の調達方法は2通りあります。一つは、容器メーカーが洗浄と滅菌を済ませた状態で納める方法です。
ニプロの製品説明によると、シリンジをネスト（穴のあいた保持板）に立て、タブ（箱）に入れてからEOG（エチレンオキサイドガス）で滅菌して出荷しています。
もう一つは、ばらの状態で受け入れ、製剤工場で洗浄・滅菌する方法です。中外製薬の工場紹介では、バレルを洗浄して300℃で滅菌してから無菌充填ラインへ送ると説明されています。
前者は工場内の洗浄・滅菌設備を減らせる代わりに、容器メーカーの品質に依存します。後者は自社で管理できる範囲が広い分、設備と工程が増えます。どちらを選ぶかで、工場のレイアウトは大きく変わります。
プレフィルドシリンジの製造工程
工程は、無菌充填を中心に「準備」「無菌充填」「充填後」の3つの段階に分けられます。
充填と打栓だけが、滅菌済みの容器と薬液が開いた状態で空気に触れる工程です。
※無菌操作法でつくる場合の一般的な流れです。ルアーロックアダプターやティップキャップを充填直前に装着するラインもあります。
薬液の調製とろ過滅菌
最初に、有効成分と添加剤を注射用水などに溶かして薬液をつくります。この段階の薬液はまだ無菌ではありません。調製した薬液は、滅菌用のフィルターを通して微生物を取り除きます。
厚生労働省は事務連絡として「無菌操作法による無菌医薬品の製造に関する指針」を示しています。この指針は、液体のろ過滅菌に使うフィルターを、通例、孔径0.2／0.22μm以下としています。
フィルターに欠陥がないことは、完全性試験と呼ばれる非破壊の試験で確認します。
同じ指針は、薬液を調製してからろ過滅菌を速やかに行うこと、調製から充填終了までの最大許容時間を定めることも求めています。時間が延びるほど、薬液中の微生物やエンドトキシン（細菌由来の発熱性物質）が増えるおそれがあるためです。
容器と栓の準備
薬液に触れるバレル、ティップキャップ、ストッパーは、充填の前に滅菌されていなければなりません。工場で洗う場合は、注射用水で最終すすぎを行い、乾熱などで滅菌します。
加熱には微生物を殺すだけでなく、エンドトキシンを不活化する目的もあります。滅菌済み容器を使う場合は、外装の表面を除染しながら無菌区域へ搬入する手順が工程の要になります。
充填と打栓
滅菌済みのバレルに薬液を入れ、ストッパーで閉じる工程です。指針の定義では、製品を滅菌した容器に充てんし、打栓または密封するまでの作業を「無菌充てん」と呼びます。
打栓には、筒の中を減圧した状態でストッパーを入れる真空打栓という方式があります。
充填・打栓装置を扱うアキュレックスの製品説明では、まずチャンバー内を真空ポンプで脱気してから栓を押します。そこへ大気または窒素ガスを入れることで栓が液面まで入り、筒の中の空気が取り除かれた状態になるとされています。
充填量のばらつきも重要な管理項目です。日本薬局方は注射剤に採取容量試験への適合を求めており、表示された量を確実に取り出せるだけの薬液が入っていることが前提になります。
外観検査から包装まで
閉じたシリンジは無菌区域を出て、外観検査に進みます。その後、プランジャーロッドとバックストップを取り付け、ラベルを貼り、ブリスター包装と箱詰めを行います。
中外製薬の工場紹介では、自動検査機のあとにバレル先端をラベルでシュリンク包装し、包装品を無人搬送車で倉庫へ運ぶ流れが示されています。充填後の工程は無菌操作ではなくなるため、搬送や包装を自動化しやすい領域です。
無菌充填とは何か
注射剤を無菌にする方法は2つあります。日本薬局方の製剤総則も、容器に充填して密封してから滅菌する方法と、無菌ろ過した薬液を容器に充填して密封する方法の2通りを示しています。前者が最終滅菌法、後者が無菌操作法です。
違いは、滅菌を「閉じたあと」に行うか「閉じる前」に済ませるかです。
最終滅菌法
無菌操作法
PIC/S（医薬品査察協定および医薬品査察協同スキーム）のGMPガイドライン アネックス1は、なるべく最終滅菌を行うこととしています。閉じた状態で滅菌するほうが、無菌性の保証が強固だからです。
ただし、熱で変質する薬液は容器ごと加熱できません。その場合に選ばれるのが無菌操作法であり、プレフィルドシリンジの製造で「無菌充填」が話題の中心になるのはこのためです。
清浄度グレードA〜D
無菌医薬品の作業所は、空気中の微粒子の数でグレードA〜Dの4段階に分けて管理されます。充填や打栓のように、滅菌済みの製品や容器が空気に触れる作業は、最も厳しいグレードAで行います。
数字は、作業時に空気1m3あたりに許される粒径0.5μm以上の微粒子数の上限です。
※「無菌操作法による無菌医薬品の製造に関する指針」表1と7.1の記載をもとに作成。グレードC・Dの作業例は、指針が「その他の支援区域」全体の例として挙げているものです。実際の区分は製品と工程のリスク評価で決めます。
グレードAの3,520個という数字は、ISOのクラス5に相当します。各区域では微粒子と微生物の両方を定期的に測り、環境が保たれていることを確かめます。
差圧計や微粒子計が正しい値を示していることが前提になるため、計測器の校正とトレーサビリティの管理も欠かせません。
培地を充填して工程を確かめる
無菌操作法の難しさは、できあがった製品を検査しても無菌かどうかを全数では確かめられない点にあります。
無菌試験は一部の製品を抜き取って行う試験で、日本薬局方も、適合の結果は調べた検体から汚染微生物が検出されなかったことを示すだけだとしています。
そこで行われるのが、プロセスシミュレーション（培地充てん試験）です。薬液の代わりに微生物が育つ培地を実際のラインで充填し、培養して菌が生えないことを確かめます。製品ではなく工程そのものを検証する手法です。
指針では、初めて使う設備や工程については少なくとも連続3回、別々の日に実施するとされています。その後も少なくとも半年ごとに再評価を行い、培養は20〜35℃で14日間以上です。アネックス1は、この試験の目標を「生育なし」としています。
注射剤工場の設備：アイソレータとRABS
無菌区域では、人の介在が汚染の大きな要因になります。指針も、重要区域への職員の介入は最小限にすることを求めています。そのための設備が、アイソレータとRABS（アクセス制限バリアシステム）です。
右へ行くほど、人と充填区域の隔たりが大きくなります。
※「無菌操作法による無菌医薬品の製造に関する指針」7章・19章をもとに作成。PIC/S GMPガイドライン アネックス1は、開口式アイソレータの設置環境を一般に最低グレードC、閉鎖式を最低グレードDとしています。
アイソレータは、内部をHEPAフィルター（粒径0.3μm以上の微粒子を99.97%以上捕捉する）でろ過した空気で満たし、外部より高い圧力に保ちます。
指針は、設置室に対して最低17.5パスカル程度の差圧を保ち、連続的に監視することを求めています。
注目したいのは、指針がアイソレータを置く部屋は少なくともグレードDでよいとしている点です。グレードBの広い部屋を維持する代わりに、無菌にする空間を装置の中に小さく閉じ込める発想といえます。
ただし、2022年に改訂されたアネックス1は、運転中に容器などを連続的に出し入れする開口式のアイソレータについて、設置環境を一般に最低グレードCとしています。実際の区分はリスク評価をもとに決めます。
アネックス1は、RABSやアイソレータは人の介在に伴う微生物汚染を最小化するのに役立つとし、使わない場合はその妥当性を示すよう求めています。
ただし、アイソレータにすれば管理が不要になるわけではありません。指針は「完全に密閉された空間ではない」と明記しており、リーク試験、グローブの破れの確認、除染条件の検証が日常管理として残ります。
高薬理活性の注射剤では「封じ込め」が加わる
一部の抗がん剤のように、少量で強い作用を示す薬は高薬理活性医薬品と呼ばれます。このような注射剤の工場では、製品を外から守る無菌性に加えて、薬を外に出さない封じ込めが必要になります。
守る向きが逆の要求を、一つのラインで同時に満たす必要があります。
通常のアイソレータは内部を陽圧に保ちますが、指針は、薬理活性の高い薬物の製造では内部を陰圧に保つアイソレータが使われることもあると述べています。
陽圧なら製品を守りやすく、陰圧なら薬が外に漏れにくいという関係で、どの工程にどちらを使うかが設計の要点になります。
GMP省令（医薬品の製造管理・品質管理の基準を定めた省令）にも関連する規定があります。
強い薬理作用や毒性を持つ製品などで、交叉汚染を防ぐ適切な措置をとれない場合は、作業室を専用とし、空気処理システムを別系統にするなどの漏出防止措置が必要です。
公開されている例では、シオノギファーマが伊丹工場の高薬理活性注射棟の構成を紹介しています。陰圧アイソレータによる封じ込め、シングルユース（使い捨て）の部材による交叉汚染防止、無菌アイソレータでの充填、容器外面の洗浄です。
対象はバイアル製剤ですが、考え方はシリンジでも共通です。
全数検査と容器完全性
充填を終えたシリンジは、1本残らず検査されます。アネックス1は、非経口製剤を充填した容器はすべて、異物やその他の不良について個別に検査することとしています。指針も、製造工程では全数検査を行うとしています。
目視で検査する場合の条件は、日本薬局方の不溶性異物検査法が基準になります。白色光源の直下、2,000〜3,750ルクスの明るさで、白と黒それぞれの背景で約5秒ずつ観察し、たやすく検出される不溶性異物を認めてはならない、という内容です。
量産ラインでは、カメラやセンサーを使う自動検査機も使われます。
アネックス1は、自動検査は目視と同等以上の性能であることを検証したうえで使うこと、運転の前と途中で代表的な不良品を流して性能を確かめることを求めています。
画像から不良を見つけるという点では、一般の製造業で広がるAI外観検査と重なる技術領域です。
検査で見るのは異物だけではありません。たとえばバレルの割れや欠け、栓の装着状態など、容器の密封に関わる不良も対象になります。どのような不良があるかを見本として蓄積し、検査員の教育に使うことも求められています。
容器完全性は外観検査とは別に確かめる
容器完全性とは、容器と栓が密封を保ち、使用時まで微生物が入らない状態を指します。アンプルのように溶かして閉じる容器は、アネックス1でも指針でも全数の完全性試験が求められています。
シリンジのように栓で閉じる容器は、検体を採取して、検証された方法で完全性を確認します。アネックス1は、目視検査は完全性試験の方法とはみなされないと明記しています。
輸送中の振動や気圧の変化も考慮に入れる必要があり、栓が動く構造のシリンジでは気をつけたい点です。
なぜ設備投資が大きくなるのか
注射剤の工場では、充填機のような生産設備に加えて、無菌の環境を維持し、それを証明するための設備と作業に費用がかかります。投資額が大きくなりやすい理由を4つに整理します。
充填機のほかに、環境を保つ設備と検証作業が必要になります。
※要因の整理は編集部によるものです。費用の内訳は案件ごとに異なります。
4つ目の検証作業は見落とされがちです。設備は据え付けて終わりではなく、設計どおりか、意図した範囲で動くか、再現性よく機能するかを段階的に確認し、文書に残します。建物が完成してから商用生産が始まるまでに時間がかかる理由の一つです。
公表されている投資の例
規模感をつかむために、企業が公表している例を見てみます。ニプロは2019年12月、子会社のニプロファーマが伊勢工場（三重県松阪市）の敷地内にプレフィルドシリンジ製剤の製造棟を建設すると発表しました。
鉄骨造2階建て、延床面積約6,900㎡で、総投資額は約160億円です。
この金額は総投資額であり、建物だけでなく充填ラインなどの設備を含むと考えられます。発表時点の稼働開始予定は2023年2月でした。
同社の2024年5月の説明会資料によると、この新しいシリンジ棟は2023年10月に生産を始めました。これにより、グループのプレフィルドシリンジ生産能力は年9,000万本から1.5億本に増えるとされています。
大塚製薬工場は2024年7月、松茂工場（徳島県）の敷地内にプレフィルドシリンジ製剤の新工場を設立すると発表しました。鉄骨造平屋建、延床面積2,600㎡で、発表時点の稼働開始予定は2025年4月でした。
その後、徳島県の知事活動記録（2025年10月23日付）に、この工場の竣工式が行われたことが掲載されています。
受託製造の分野では、東洋紡が2025年7月、大津医薬工場に無菌注射剤の新設備を竣工したと発表しました。
アイソレーターやRABSなどのバリアシステムを備え、日本・米国・欧州のGMPに同時に対応できる設備と説明されています。発表時点では、受託製造の開始は2026年1月の予定とされていました。
製薬会社が製造を外部に委ねる流れは医薬品業界のサプライチェーンと外部委託の広がりとも重なります。
ニプロの発表では、投資の狙いとして増産に加え、生産の高速化、省人化、生産拠点の分散による安定供給が挙げられていました。業種全体の動きは製造業の設備投資計画の調査でも確認できます。
プレフィルドシリンジの製造に関わる仕事
最後に、この製品の製造に関わる仕事を整理します。医薬品メーカーや受託製造会社の中だけでなく、設備や部材を納める側にも多くの職種があります。
- 製造オペレーター：更衣、無菌操作、充填ラインの運転と記録
- 生産技術・エンジニアリング：設備の導入、適格性評価、工程の検証
- 品質保証・品質管理：環境モニタリング、試験検査、逸脱や変更の管理、出荷の判定
- 設備保全：空調、用水、滅菌装置、アイソレータのグローブやフィルターの維持
- サプライヤー側の営業・技術：充填機、検査機、容器、ゴム栓、フィルターなどの提案と技術支援
製造オペレーターは、手順どおりに動くことが品質そのものになる仕事です。無菌操作に携わる職員は教育訓練を受け、指針では少なくとも年1回、培地充てん試験に参加することとされています。
設備の導入と検証を担うのは生産技術の領域です。医薬品工場では、機械を動かすことに加えて、動かした結果を文書で証明する力が強く求められます。
品質部門は、製造から独立した立場で記録と試験結果を確認し、出荷の可否を判断します。一般的な製造業の品質保証・品質管理と役割は共通ですが、医薬品では法令で定められた手続きが多い点が異なります。
サプライヤー側で関わる場合は、自社の製品が図3のどの工程で使われ、薬液に触れるのかどうかを押さえておくと、顧客が何を気にしているのかが見えやすくなります。
まとめ
- プレフィルドシリンジは、薬液をあらかじめ注射筒に充填した注射剤で、保管容器と投与器具を兼ねる
- 工程は、調製・ろ過滅菌・容器の準備、無菌充填と打栓、検査・組立・包装の3段階に分かれる
- 熱をかけられない薬液は無菌操作法でつくり、充填と打栓はグレードAの環境で行う
- アイソレータやRABSで人を充填区域から切り離し、高薬理活性の薬では封じ込めも両立させる
- 充填後は全数を検査する。設備投資は、環境の維持とその検証に費用がかかるため大きくなりやすい
プレフィルドシリンジの工場は、製品そのものよりも、製品のまわりの空気と手順をつくり込む場所だと言えます。関連する職種は品質保証・品質管理や製造・オペレーション、技術テーマとしてはAI・画像検査が深く関わります。
医薬品を含む業界の市場規模や主要企業については、食品・医薬・日用品の業種ページから関連記事もあわせてご覧ください。
出典
出典・参考資料（14件）を開く出典・参考資料を閉じる
- 充塡済みシリンジ剤の定義、注射剤の製法、無菌試験法、採取容量試験法、不溶性異物検査法：厚生労働省「第十九改正日本薬局方」（令和8年厚生労働省告示第193号。製剤総則 3.1 注射剤、一般試験法 4.06・6.05・6.06）／PMDA「第十九改正日本薬局方」
- 清浄度グレード、無菌充てん、ろ過滅菌、アイソレータ・RABS、プロセスシミュレーション、ケミカルハザード対策、外観検査：厚生労働省 事務連絡「無菌操作法による無菌医薬品の製造に関する指針」の改訂について（平成23年4月20日、PMDA掲載）
- 最終滅菌の優先、全数検査、自動検査、容器完全性、アイソレータの設置環境：厚生労働省 事務連絡「PIC/SのGMPガイドラインを活用する際の考え方について」の一部改正について（令和7年2月10日、別紙 アネックス1 対訳、PMDA掲載）
- 交叉汚染の防止、専用の作業室と漏出防止措置：e-Gov法令検索「医薬品及び医薬部外品の製造管理及び品質管理の基準に関する省令」（第8条の2、第9条）
- プレフィルドシリンジの利点と留意点：日本薬学会 薬学用語解説「プレフィルドシリンジ」
- シリンジ製剤の工程と部材の名称：中外製薬「シリンジの製造工程」
- 滅菌済みガラスシリンジ（ネスト・タブ、EOG滅菌、シリコーン処理）：ニプロ ファーマパッケージング「プレフィラブルシリンジ」
- ガラス製と樹脂製の特性：日本電気硝子 NEG Journal「変わる”注射器の形”と日本の技術——医薬品容器市場のいま」
- シリコーンオイルを使わない樹脂シリンジ：テルモ ファーマシューティカルソリューション事業「事業紹介」
- 真空打栓の仕組み：アキュレックス「プレフィルドシリンジ用充填・真空打栓」
- 高薬理活性注射剤の設備構成：シオノギファーマ「高薬理活性注射剤の製造設備について」
- 伊勢工場の製造棟（投資額・建物概要）：ニプロ「子会社におけるプレフィルドシリンジ製剤製造棟建設に関するお知らせ」（2019年12月25日）／生産開始時期と生産能力：ニプロ「医薬事業戦略」（2024年5月23日）
- 松茂工場の新工場：大塚製薬工場「プレフィルドシリンジ製剤の安定供給に寄与する新工場MP-PSを設立」（2024年7月29日）／竣工式：徳島県 知事の活動記録「(株)大塚製薬工場 松茂工場 MP-PS工場 竣工式」（2025年10月23日）
- 無菌注射剤の受託製造設備：東洋紡「大津医薬工場に無菌注射剤の新設備を竣工」（2025年7月1日）
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