DE10022181A1 - Einrichtung zur lokal begrenzten Applikation von Substanzen durch die Oberfläche von lebenden Körpern oder Körperorganen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lokal begrenzten Applikation von Therapeutika durch die Oberfläche von lebenden Körpern oder Körperorganen, insbesondere eine Injektionsvorrichtung zum räumlich dosierten Einbringen eines Medikamentes im Gewebe, die vorteilhaft zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges geeignet ist. DOLLAR A Sie ist gekennzeichnet durch einen kreisringförmig ausgebildeten zur Auflegseite auf einen Körper offenen oder mit Saugöffnungen versehenen Saugring (2; 17), der neben einer Saugkammer (9; 20) eine integrierte Medikamentkammer (10; 22) aufweist, welche durch eine membranartige Zwischenwand (11; 24) voneinander getrennt sind, in welcher, in Abständen voneinander über den Umfang des Saugringes (2; 17) verteilt, Injektionsnadeln (12; 25) angeordnet sind, wobei die Saugkammer (9; 20) zum Absaugen der Luft mit einer Absaugöffnung (3; 21) versehen ist und die Medikamentkammer (10; 22) eine Zuführöffnung (4; 23) für das anzuwendende Medikament aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lokal begrenzten Applikation von Substanzen durch die Oberfläche von lebenden Körpern oder Körperorganen, insbesondere eine Injektions­ vorrichtung zum räumlich dosierten Einbringen eines Medikamentes in Gewebe, die vorteilhaft zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges geeignet ist.

Im medizinischen Bereich ist für die erfolgreiche Behandlung eine optimale Dosierung von Wirkstoffen von entscheidender Bedeutung.

Fast alle Pharmaka weisen eine therapeutisch wirksame Mindestkonzentration und eine toxisch wirkende Maximalkonzentration auf. Um die medizinische Wirksamkeit sicherzustellen sollte die Mindestkonzentration nicht unterschritten werden. Wird nämlich bei einer Verabreichung eines Medikamentes die Dosis zu niedrig und die Applikationszeit zu kurz gewählt, bleibt der Erfolg aus. Die Maximalkonzentration darf nicht überschritten werden, um den Behandelten nicht zu gefährden und die Gefahr unerwünschter Nebenreaktionen zu vermeiden.

Speziell bei Langzeittherapien ist eine optimale Dosierung mit den konventionellen Applikationsverfahren besonders schwierig.

Ein Hauptproblem der gegenwärtigen Pharmaforschung besteht darin, daß Pharmakologen und Mediziner nicht über geeignete Mittel zur lokal begrenzten Applikation von Therapeutika verfügen, welche vorwiegend nur auf das Zielorgan oder den Zielort einwirken. Eine systematische Invasion des gesamten Blutkreislaufsystems mit Pharmaka, wie sie bei vielen herkömmlichen Therapieformen unfreiwillig vorhanden ist, birgt die Gefahren der Überdosierung, einer ungünstigen Pharmakakinetik, nicht erwünschter Nebenwirkungen in spezifischen Gewebs- und Zellverbänden sowie nicht ausreichend hoher Konzentration des Wirkstoffs im Zielorgan oder am Zielort in sich. Diese Erscheinungen treten selbst bei Pharmaka mit herkömmlicher Depotwirkung auf. Es besteht folglich eine echte Notwendigkeit zur Schaffung einer adäquaten Methodik zu einer gezielten, lokal begrenzten Pharmakotherapie. Dies hätte weitreichende Auswirkungen auf ein breites Spektrum medizinischer Problemstellungen wie die Tumortherapie, Ovulationshemmung, Hormontherapie und dergleichen. Bei der Behandlung einer Hautveränderung (Haematiom oder Tumor) beispielsweise, kann es vorteilhaft sein, ein Medikament, ähnlich wie bei der photodynamischen Therapie beim Auge, lokal um das Areal herum zu applizieren. Dadurch wird insgesamt nur eine geringe Menge des Stoffes benötigt. Aber auch in der Augenheilkunde, zum Beispiel zur Beeinflussung der glatten Muskulatur, den Ziliarkörperbereich des Auges, zur Wiederherstellung der nachlassenden Akkomodation, insbesondere mit zunehmendem Alter des Menschen, wird, wie nachfolgend erläutert, eine besondere Notwendigkeit zur lokal begrenzten Applikation von Therapeutika gesehen.

Die Helmholtzsche Akkomodationstheorie besagt, daß im Ziliarkörper des Auges ein Muskelanteil als Ringmuskel ausgebildet ist, bei dessen Kontrahierung ein Erschlaffen der Zonulafasern auftritt, so daß sich die Linse durch die Eigenelastizität stärker krümmt.

Andere Theorien sind derzeit in der Diskussion.

Da bei den Menschen mit zunehmendem Alter alle glatten Muskeln schwächer werden, tritt eine solche Schwächung vermutlich auch bei der glatten Muskulatur im Ziliarkörperbereich auf. Hierdurch kommt es mit zunehmendem Alter zu einem Nachlassen der Akkomodation.

Neben der Frage nach der Ursache stellt sich die Frage, wie kann das Nachlassen der Akkomodation beeinflußt werden?

Bekannt ist eine neue Operationsmethode, bei welcher vier PMMA-Stücke in die vier Quadranten eingepflanzt werden, wodurch eine derartige Verformung/Verspannung des Ziliarkörperbereiches bewirkt wird, daß es zu einer Akkomodation kommt. Diese Operationsmethode ist in einer Firmenschrift "Surgial system for the restoration of accomodation" der Firma Resby Corporation (Sole distributor: Supra Medical, Marseille, Frankreich) beschrieben.

Operationen, auch am Auge, sind aber immer mit Risiken und Belastungen für die Patienten verbunden. Derartige Risiken und Belastungen könnten vermieden werden, wenn ein Medikament verabreicht werden könnte, das allgemein den Muskeltonus eines glatten Muskels, also auch des Ziliarkörperbereiches stärkt. Dieses müßte selektiv in den glatten Muskel des Ziliarkörpers eingebracht werden können. Da es sich dabei möglicherweise um hochwirksame Substanzen handeln wird, ist es vorteilhaft, diese direkt ins Auge zu geben, um Nebenwirkungen im Körper zu vermeiden. Da bei den Augen praktisch aller Menschen ein Nachlassen der Akkomodationsfähigkeit zu verzeichnen ist, hat dieses Problem eine extreme Tragweite.

Es sind jedoch bisher keine Verfahren oder Vorrichtungen bekannt geworden, die geeignet sind ein Medikament mit einer Depotwirkung in das Auge einzubringen. Die Applikation eines Medikaments mittels einer Spritze ist nur dann geeignet, wenn das Medikament nicht über einen größeren Flächenbereich des Auges verteilt werden soll. Gerade das ist aber im vorliegenden Falle erforderlich. Es ist bekannt, lebende Körper mit Ultraschall­ einrichtungen zu behandeln. So beschreibt zum Beispiel die DE-OS 27 56 460 eine Einrichtung zur lokalen Applikation von Therapeutika durch die Oberfläche von lebenden Körpern, bei welcher zur Applikation eines Therapeutikums ein üblicher Ultraschallschwinger verwendet wird, welcher mittels Zwischenschaltung eines Koppelmediums, zum Beispiel einer öligen Emulsion, die das zu applizierende Therapeutikum enthält, auf den zu behandelnden Körper aufsetzbar ist und der seine Schallenergie und damit das Therapeutikum, dem zu behandelnden Körper pulspaketweise zuführt. Diese Einrichtung ist aber am Auge nicht anwendbar, weil eine gezielte Applikation den tieferliegenden Ziliarkörper nicht erreicht und die Nebenwirkungen wohl zu hoch sein dürften.

Es ist weiterhin ein am Georgia Institute of Technology entwickeltes Nadelpflaster bekannt geworden, das auf einer Fläche von nur einem Quadratzentimeter mehrere hundert hauchdünne, nur 0,15 mm lange Nadeln aufweist, die das Medikament aus einem kleinen Depot schmerzfrei in die Haut abgeben. Ein solches Pflaster ist aber für das Auge ungeeignet, da es bei längerer Verweilzeit auf dem Auge ein Sehen unmöglich macht. Das. Medikament muß also ohne längere Sehbehinderung in das Auge eingebracht werden und dort wirksam sein.

Das gleiche gilt für ein durch die DE-OS 37 29 443 bekannt gewordenes Quaddelpflaster zur ersten Hilfe bei Herzinfarkten, das aus einem flachen Behälter aus plastisch verformbaren Material besteht, der eine medizinische Flüssigkeit und eine Kanülenplatte mit nach unten in Richtung auf die Bodenwand des Behälters abstehenden Kanülenstücken aufnimmt.

Vorrichtungen zum Applizieren eines Medikamentes in das Auge werden in den US-Patentschriften 3 416 530 und 3 610 604 offenbart. Sie betreffen Augeneinlagen, die wie ein Depot oder ein Medikamentreservoir wirken und in den Bindehautsack zwischen der Sklera des Augapfels und dem Augenlid eingesetzt. Eine gleichartige Vorrichtung für die Abgabe eines Arzneimittels an das Auge und Verfahren zu ihrer Herstellung beschreibt die DE-OS 24 07 276. Diese Vorrichtungen geben ihr Medikament nur an die Oberflächen der anliegenden Augenteile ab und sind nicht dazu geeignet das Therapeutikum unter der Oberfläche, zum Beispiel in die Muskulatur des Ziliarkörpers des Auges, zu applizieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, eine Einrichtung zur lokal begrenzten Applikation von Substanzen durch die Oberfläche von lebenden Körpern oder Körperorganen, insbesondere eine Injektionsvorrichtung zum räumlich dosierten Einbringen eines Medikamentes in Gewebe zu schaffen, mit dem es möglich ist, ein Depot eines Medikamentes zu setzen, wobei die Einrichtung insbesondere zum Injizieren eines Medikamentes in den Bereich des Ziliarkörpers des Auges geeignet sein soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Einrichtung zur lokal begrenzten Applikation von Therapeutika durch die Oberfläche von lebenden Körpern oder Körperorganen gelöst, die als kreisringförmiger zur Auflegseite auf einen Körper offener oder mit Saugöffnungen versehener Saugring ausgebildet ist, in welchen neben einer Saugkammer eine Medikamentkammer integriert ist. Die Saugkammer und die Medikamentkammer sind durch eine membranartige Zwischenwand voneinander getrennt. Da sich die Saugkammer an der auf der Oberfläche des Körpers anliegenden Seite des Saugringes befinden muß ist die Medikamentkammer zweckmäßig an der körperfernen Seite des Saugringes angeordnet. In der membranartigen Zwischenwand zwischen der Saugkammer und der Medikamentkammer sind, in Abständen voneinander über den Umfang des Saugringes verteilt, Injektionsnadeln vorgesehen, deren Abstand voneinander und damit die Anzahl derselben, in jedem Saugring den Behandlungs­ erfordernissen entsprechend unterschiedlich festgelegt sein kann. Bei einem mit Saugöffnungen versehenen Saugring sind die Injektionsnadeln so angeordnet, daß sie durch die Saugöffnungen hindurchtreten.

Die Saugkammer ist zum Absaugen der Luft mit einer Absaugöffnung versehen und die Medikamentkammer weist eine Zuführungsöffnung für das anzuwendende Medikament auf.

In einer möglichen Variante können die Seitenwände der Saugkammer balgenartig ausgebildet sein. Das ermöglicht eine größere Eindringtiefe der Injektionsnadeln.

Zwischen den Injektionsnadeln können vorteilhaft ein oder mehrere Ultraschallsensoren zur Dickenmessung der Körperoberfläche, zum Beispiel der Haut, vorgesehen werden. Der von diesem erhaltene Meßwert kann zur Steuerung der erforderlichen Eindringtiefe der Injektionsnadeln und damit des Unterdrucks in der Saugkammer verwendet werden.

Die Dickenmessung der Körperhaut kann selbstverständlich auch vorher erfolgen und dann der Applikator mit der entsprechenden Nadellänge gewählt werden.

An der erfindungsgemäßen Vorrichtung können vorteilhaft an sich bekannte Elemente zur Festlegung der Eindringtiefe vorgesehen sein.

Es kann auch zweckmäßig sein, eine an sich bekannte Koagulationsmöglichkeit an der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzuordnen, indem zum Beispiel die Injektionsnadeln als HF-Elektroden zum Koagulieren ausgebildet sind.

Für spezielle Fragestellungen können auch Farbstoffe appliziert werden, die bei gleichzeitiger Bestrahlung mit farblich variablen Lichtemittern diagnostische wie therapeutische Effekte erzielen. Hierzu können entweder im zentralen Bereich oder kreisförmig im Areal geeignete lichtemittierende Dioden angeordnet sein, die in den Gefäßen oder im Gewebe entsprechende Effekte erzielen.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis anhand eines bevorzugten, den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränkenden Beispiels, unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung, näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung, beispielsweise zur Anwendung in der Augenheilkunde, für eine Verwendung zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges,

Fig. 2 zeigt, schematisch dargestellt, die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß der Fig. 1, zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges, in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in der Fig. 1,

Fig. 3 zeigt, schematisch dargestellt, eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung analog der Fig. 1, in der gleichen Schnittdarstellung wie in der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung, hier speziell zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges ausgebildet, in einer Draufsicht, in Blickrichtung auf das Auge 1 gesehen. Der kreisringförmig ausgebildete Saugring 2, der zum Absaugen der Luft mit einer Absaugöffnung 3 versehen ist und eine Zuführungsöffnung 4 für das anzuwendende Medikament aufweist, ist so auf dem, Auge 1 positioniert, daß er um die Hornhaut 5 herum auf der Sklera 6 aufliegt und außerhalb des Saugringes 2 das Oberlid 7 und das Unterlid 8 frei läßt.

Die Fig. 2 zeigt, schematisch dargestellt, die gleiche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges 1, in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in der Fig. 1. Der auf die Sklera 6 aufgesetzte Saugring 2 weist neben der Saugkammer 9 mit ihrer Absaugöffnung 3 eine integrierte Medikamentkammer 10 mit einer Zuführungsöffnung 4 zum Einbringen eines Medikamentes auf. Die Saugkammer 9 und die Medikamentkammer 10 sind durch eine membranartige Zwischenwand 11 voneinander getrennt. In dieser Zwischenwand 11 sind, in Abständen voneinander über den Umfang des Saugringes 2 verteilt, Injektionsnadeln 12 vorgesehen, deren Abstand voneinander und damit die Anzahl derselben, in jedem Saugring 2 den Behandlungserfordernissen entsprechend unterschiedlich festgelegt sein kann.

In der Fig. 3 ist, schematisch dargestellt, eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß der Fig. 1 zur lokal begrenzten Applikation von Therapeutika durch die Oberfläche 15 von lebenden Körpern oder Körperorganen, in Form einer Injektionsvorrichtung zum räumlich dosierten Einbringen eines Medikamentes in das Gewebe 16 des Körpers, in der gleichen Schnittdarstellung wie in der Fig. 2 gezeigt. Der kreisringiörmige Saugring 17 weist in dieser Variante balgenartig ausgebildete Seitenwände 18 und 19 der Saugkammer 20 auf. An die Saugkammer 20 mit ihrer Absaugöffnung 21 grenzt die integrierte Medikamentkammer 22 mit der Zuführungsöffnung 23 zum Einbringen des Medikamentes. Auch hier sind die Saugkammer 20 und die Medikamentkammer 22 durch eine membranartige Zwischenwand 24 voneinander getrennt, in der in Abständen voneinander, über den Umfang des Saugringes 17 verteilt, Injektionsnadeln 25 vorgesehen sind, deren Abstand voneinander und damit die Anzahl derselben, in jedem Saugring 17 den Behandlungserfordernissen entsprechend unterschiedlich festgelegt sein kann.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Saugringes 2 gemäß der Fig. 2 geschieht bei einer beispielsweisen Anwendung zum Einbringen eines Medikamentes in den Ziliarkörper des Auges 1 folgendermaßen:
Der zirkuläre Saugring 2 wird an die Bindehaut und an die Sklera 6 des Auges 1 angelegt. Wenn er wie gewünscht positioniert ist, wird durch die Absaugöffnung 3 die darin befindliche Luft in einem Maße abgesaugt, daß der Saugring 2 am Auge 1 haftet und durch den in ihm herrschenden Unterdruck ausreichend am Auge 1 fixiert ist.

Dann wird der Medikamentkammer 10 durch die Zuführungsöffnung 4 das gewünschte Medikament zugeführt und nach ausreichender Füllung der Medikamentkammer 10 wird der Unterdruck in der Saugkammer 9 erhöht und gleichzeitig weiterhin das Medikament zugeführt. Das hat zur Folge, daß die membranartige Zwischenwand 11 einerseits durch die Saugwirkung des Unterdruckes in der Saugkammer 9 und andererseits durch den Druck des Medikamentes in der Medikamentkammer 10 in die Richtung zum Auge 1 bewegt wird und dabei die daran angeordneten Injektionsnadeln 2 durch die Sklera 6 hindurchtreten. Nach Zuführung der gewünschten Menge des Medikamentes wird der Unterdruck in der Saugkammer 9 durch Einlassen von Luft beseitigt und der Saugring 2 wird abgenommen. Durch das Applizieren des Medikamentes über den ringförmigen Saugring 2 mit mehreren Injektionsnadeln 12 (fünf oder zehn), ist durch die Sklera 6 hindurch das Ganze punktiert und ein ausreichendes Medikamentdepot geschaffen.

Bezugszeichen

1

Auge

2

Saugring

3

Absaugöffnung

4

Zuführungsöffnung

5

Hornhaut

6

Sklera

7

Oberlid

8

Unterlid

9

Saugkammer

10

Medikamentkammer

11

Zwischenwand

12

Injektionsnadel

15

Oberfläche

16

Gewebe

17

Saugring

18

Seitenwand

19

Seitenwand

20

Saugkammer

21

Absaugöffnung

22

Medikamentkammer

23

Zuführungsöffnung

24

Zwischenwand

25

Injektionsnadel

Claims (6)

1. Einrichtung zur lokal begrenzten Applikation von Substanzen durch die Oberfläche von lebenden Körpern oder Körperorganen, gekennzeichnet durch einen kreisringförmig ausgebildeten zur Auflegseite auf einen Körper offenen oder mit Saugöffnungen versehenen Saugring (2; 17), der neben einer Saugkammer (9; 20) eine integrierte Medikamentkammer (10; 22) aufweist, welche durch eine membranartige Zwischenwand (11; 24) voneinander getrennt sind, in welcher, in Abständen voneinander über den Umfang des Saugringes (2; 17) verteilt, Injektions­ nadeln (12; 25) angeordnet sind, wobei die Saugkammer (9; 20) zum Absaugen der Luft mit einer Absaugöffnung (3; 21) versehen ist und die Medikamentkammer (10; 22) eine Zuführungsöffnung (4; 23) für das anzuwendende Medikament aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Injektionsnadeln (12; 25) voneinander in jedem Saugring (2; 17) den Behandlungserfordernissen entsprechend unterschiedlich festgelegt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Injektionsnadeln ein oder mehrere Ultraschallsensoren zur Dickenmessung der Oberfläche (15) beziehungsweise der Sklera (6) des Auges (1)vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (18; 19) der Saugkammer (20) balgenartig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente zur Festlegung der Eindringtiefe der Injektionsnadeln (12; 25) vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsnadeln (12; 25) als HF-Elektroden zum Koagulieren ausgebildet sind.