Beschreibung

Titel

Vorrichtung zur Aufbewahrung und Verabreichung von Wirkstoffen und ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer solchen Vorrichtung

Stand der Technik

Es sind viele Varianten bekannt, Medikamente unterschiedlicher Formen, d.h. medizinische oder biochemische Wirkstoffe, zu verabreichen. Neben dem Ein- satz von allgemein bekannten Spritzen werden als übertragungsmittel für den

Wirkstoff in eine Haut beispielsweise auch Mikronadeln vorgeschlagen.

Grundsätzlich gibt es mehrere wichtige Kriterien, die dabei beachtet werden müssen. Zu den wichtigen Kriterien zählen u. a. die mechanische Stabilität und die Biokompatibilität der Mikronadeln, aber auch die Möglichkeit, ausreichende

Mengen an Wirkstoffen aufbewahren und durch die Mikronadeln verabreichen zu können. Hierfür können Strukturen wie Hohlräume oder Vertiefungen zur Aufbewahrung von Wirkstoffen innerhalb der Mikronadeln angeordnet werden.

So sind beispielsweise in US 6,334,856 Bl Mikronadeln beschrieben, die zur

Aufbewahrung von Wirkstoffen Reservoirs aufweisen. Das Reservoir ist bevorzugt unter den Nadeln auf Substratseite angeordnet und über innere Leitungen wie Löcher mit dem Innenbereich der Mikronadeln verbunden, wodurch Wirkstoffe vom Reservoir ausgeführt und über Mikronadeln einem zu behandelnden Kör- per zugeführt werden können.

Um auch relativ grosse Mengen an Wirkstoffen sicher aufbewahren zu können, wurde in der nicht vorveröffentlichten DE 102006028782.7 vorgeschlagen, Mikronadeln innerhalb einer Verpackung anzuordnen, die das Reservoir bildet. Das Reservoir enthält dabei ein Trägermedium, in dem der Wirkstoff in gelöster Form

vorliegt Die Mikronadeln sind also eingebettet in dem Trägermedium mit dem Wirkstoff und werden so mit dem Wirkstoff versorgt. Jedoch kann das Aufbewahren des Wirkstoffs in gelöster Form dann zu Problemen führen, wenn die Löslichkeitsgrenze des Trägermediums erreicht wird. Wird die Löslichkeitsgrenze des Trägermediums erreicht und überschritten, so kommt es zum Ausfällen der Lösung und der Wirkstoff setzt sich in fester Form im Reservoir ab. In fester Form kann der Wirkstoff aber nicht über die Mikronadeln verabreicht werden. Man stößt also mit dem bisher bekannten Konzept an eine natürliche Grenze der aufnehmbaren Menge an Wirkstoff.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen eine Aufbewahrung von größeren Mengen an Wirkstoff ermöglicht wird im Vergleich zu Vorschlägen aus dem Stand der Technik. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.

Offenbarung der Erfindung

Der Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass eine überschreitung der Löslichkeitsgrenze des Trägermediums ver- mieden wird. Eine übersättigung des Trägermediums wird vorteilhaft nicht erreicht. Folglich kann eine relativ große Wirkstoffmenge aufbewahrt werden im Vergleich zu bisher bekannten Lösungen. Dadurch lässt sich eine schnelle und bequeme Verabreichung auch bei großen und sehr großen Wirkstoffmengen erreichen.

Gleichzeitig wird eine sterile Aufbewahrung der übertragungsmitteln weiterhin sichergestellt. Auch wird das bisher zu beobachtende, sogenannte Leckage- Problem vermieden, bei dem Wirkstoffe ungewollt aus dem Reservoir langsam austreten oder verdunsten. Damit können die übertragungsmittel auch sicher transportiert werden.

Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Die Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Aufbewahrung und

Transport von Mikronadeln im schematischer Schnittdarstellung, sowie

die Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer Vorrichtung gemäß Figur 1.

Es wird zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln Ia ₁ Ib eine Vorrichtung 8 vorgeschlagen, wobei zunächst ein erstes Reservoir 3, 3a,3b mit einem Trägermedium und mindestens einem darin gelösten Wirkstoff zur Verabreichung durch mindestens ein übertragungsmittel 1 vorgesehen ist.

Solch ein übertragungsmittel 1 kann beispielhaft eine Mikronadel la.lb sein. In folgenden Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, dass das übertragungsmittel 1 durch eine Mikronadel la,lb ausgebildet ist, wobei für das erfinderische Konzept grundsätzlich andere geeignete übertragungsmittel 1 an- stelle einer Mikronadel Ia ₁ Ib auch möglich sind.

Vorteilhaft sind die Mikronadeln Ia ₁ Ib innerhalb einer das Reservoir 3, 3a,3b umschließenden Verpackung 4, 4a,4b angeordnet (Fig. 1). Dadurch, dass das Reservoir 3, 3a,3b nicht als ein Teilbereich der Mikronadeln Ia ₁ Ib vorgesehen ist, sondern zumindest teilweise durch eine Verpackung 4, 4a,4b extern gebildet wird, ist praktisch eine Aufnahme von sehr großen Mengen an Wirkstoffen möglich. Gleichzeitig sind die Mikronadeln la.lb innerhalb der Verpackung 4, 4a,4b angeordnet, d.h. die Mikronadeln la.lb sind inmitten des Reservoirs 3, 3a,3b vorgesehen.

Die verschiedensten Ausführungsformen der Mikronadeln la.lb selbst sind aus dem Stand der Technik bekannt. Vorteilhaft sind sie in einem Array angeordnet und weisen Nadelspitzen Ia auf einem Substrat Ib auf. Die Mikronadeln la,lb bestehen je nach Bedarf aus einem Halbleitermaterial wie Silizium oder aber auch aus Kunststoff oder Metall.

Dabei sind die Mikronadeln la.lb in diesem Ausführungsbeispiel auf einem wirkstoffdurchlässigen Träger 2 aufgebracht. Der Träger 2 kann durch eine dünne Folie mit feinen öffnungen realisiert sein. Der wirkstoffdurchlässige Träger 2 verläuft durch das erste Reservoir 3, 3a, 3b, vorteilhafterweise durch das gesamte erste Reservoir 3, 3a,3b. Das erste Reservoir 3, 3a,3b wird durch den Träger 2 in einen ersten Reservoir- Bereich 3a mit Mikronadeln Ia, Ib und einen zweiten Reservoir-Bereich 3b ohne Mikronadeln Ia, Ib unterteilt.

Die Verpackung 4, 4a, 4b selbst wird durch eine elastische, mit den Mikronadeln Ia, Ib durchstechbare Folie 4a und eine Außenschicht 4b gebildet, die an ihren

Randbereichen 7 miteinander verbunden sind. In diesem Fall bildet der obere Bereich zwischen der Folie 4a und der Außenschicht 4b innerhalb der verbundenen Randbereiche 7 also das erste Reservoir 3, 3a,3b. Die Mikronadeln la,lb werden ihrerseits getragen vom Träger 2 und sind mit der elastischen Folie 4a überzogen. Diese schützt die Mikronadeln la.lb beim Transport und Aufbewahrung und hält daneben die Mikronadeln la,lb und den Wirkstoff steril. Weiter schützt die Verpackung 4, 4a, 4b, insbesondere die Folie 4a, vor „Leckage" bzw. Verdunsten des Wirkstoffes.

Bevorzugt weisen die elastische Folie 4a und/oder der Träger 2 zumindest in ihren Randbereichen 7 haftende Eigenschaften auf, wodurch ein Zusammenhaften der Folie 4a und des Trägers 2 durch eine Druckausübung ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß ist nun zusätzlich zum ersten Reservoir 3, 3a,3b ein zweites Reservoir 5 mit dem Wirkstoff in fester Form vorgesehen. Bevorzugt liegt das zweite Reservoir 5 benachbart zum ersten Reservoir 3; 3a,3b, so dass das erste 3; 3a,3b und das zweite Reservoir 5 aneinander grenzen.

Auch kann vorteilhafterweise eine Trennschicht 6 zwischen dem ersten Reservoir 3; 3a, 3b und dem zweiten Reservoir 5 angeordnet sein. Die Trennschicht 6 kann dabei durch eine poröse, elastische Membran oder eine wirkstoffdurchlässige Folie gebildet werden.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der zweite Reservoir-Bereich 3b ohne Mikronadeln Ia, Ib zwischen dem ersten Reservoir-Bereich 3a mit Mikronadeln

Ia, Ib und dem zweiten Reservoir 5 angeordnet. Das erste 3; 3a,3b und das zweite Reservoir 5 selbst sind von der Verpackung 4; 4a,4b umschlossen. Das zweite Reservoir 5 wird also vorderseitig, d.h. auf der den Mikronadeln Ia, Ib zugewandten Seite, durch die Trennschicht 6 und rückseitig durch die Außen- schicht 4b der Verpackung 4 begrenzt.

Dadurch, dass der zusätzliche Wirkstoff in einem separaten, zweiten Reservoir 5 in fester Form vorliegt, wird die Löslichkeitsgrenze des Trägermediums im ersten Reservoir 3; 3a,3b nicht überschritten. Getrieben von dem Konzentrationsgra- dienten diffundiert nur soviel Wirkstoff ins Trägermedium wie es seine Löslichkeitsgrenze erlaubt. Der gelöste Wirkstoff kann anschließend über die Mikronadeln Ia ₁ Ib in die Haut diffundieren.

Mit Hilfe der Figur 2 wird nun ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung erläutert. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

- Aufbringen der Vorrichtung 8 auf einer zu behandelnden Haut 9,

- Ausüben eines Drucks auf die Vorrichtung 8, wodurch das mindestens eine übertragungsmittel 1 die Verpackung 4; 4a,4b durchsticht und in die Haut 9 eindringt,

- Transportieren des Wirkstoffes aus dem ersten Reservoir 3; 3a,3b in die Haut 9 über das übertragungsmittel 1.

Bei der Druckausübung auf die Vorrichtung 8 sorgt die Verpackung 4; 4a,4b für eine Abdeckung der restlichen Struktur und umschließt die Mikronadeln la.lb seitlich, sodass eine „Leckage" weiter minimiert wird und der Wirkstoff nur durch die Mikronadeln la.lb und direkt unter die äußersten Hautschichten austritt. Der Wirkstofftransport wird hierbei durch einen Diffusionsprozess aus dem Reservoir in die Haut bzw. in den Körper sichergestellt.

Wenn eine Verpackung 4a, 4b mit einer elastischen Folie 4a und einer Außenschicht 4b verwendet wird, die an ihren Randbereichen 8 miteinander verbunden sind, und Mikronadeln Ia, Ib verwendet werden, die auf einem wirkstoffdurchlässigen, durch das Reservoir 3; 3a,3b verlaufenden Träger 2 aufgebracht sind, wird beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung 8 der Träger 2 gegen die elasti-

sche Folie 4a gepresst und die Folie 4a durch die Mikronadeln la.lb durchstochen bzw. durchstoßen. Durch die Mikronadeln Ia, Ib kann nun der Wirkstoff in die Haut 5 diffundieren. Dadurch sinkt die Konzentration des Wirkstoffs im Trägermedium und neuer Wirkstoff aus dem zweiten Reservoir 5 kann bis zur Lös- lichkeitsgrenze nachdiffundieren.

In einer weiteren Ausführungsform werden zumindest in ihren Randbereichen 8 haftende Eigenschaften aufweisende Folie 4a und/oder Träger 2 verwendet, wodurch beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung 8 die Folie 4a und der Trä- ger 2 aneinander haften und somit die Mikronadeln Ia ₁ Ib fixieren und an ihren

Plätzen halten. Die Mikronadeln Ia ₁ Ib werden also zwischen der Folie 4a und dem Träger 2 stabil und unbeweglich eingeklemmt und gewährleisten so eine kontrollierte Verabreichung des Wirkstoffes.

Es wird ergänzend festgestellt, dass die Vorrichtung 8 gemäß der obigen Beschreibung als Wirkstoffpflaster verwendet werden kann. Im allgemeinen ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 in (bio-)chemischen, medizinischen bzw. klinischen Bereichen geeignet. Eine einfache sowie ebenso zuverlässige Anwendung der beschriebenen Vorrichtung 8 zur Aufbewahrung und Ver- abreichung von auch sehr großen Mengen an Wirkstoffen ohne überschreitung der Löslichkeitsgrenze des Trägermediums wird ermöglicht.