DE10200470A1 - Medikamententräger - Google Patents

Abstract

Ein Medikamententräger besteht aus einem Trägersubstrat, welches durch einen Biokatalysator abbaubar ist. Das Trägersubstrat schließt einen therapeutischen Wirkstoff ein. Dem Trägersubstrat wird der Biokatalysator in definierter Menge zugegeben, so daß das Trägersubstrat zeitlich gesteuert biokatalytisch abgebaut wird und den Wirkstoff freisetzt. Vorzugsweise ist das Trägersubstrat ein textiles Flächengebilde aus Zellulose. Das Trägersubstrat ist vorzugsweise mehrlagig aufgebaut, wobei die einzelnen Lagen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abgebaut werden, um den in den Lagen enthaltenen Wirkstoff zeitlich gesteuert freizusetzen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Medikamententräger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Therapeutische Wirkstoffe haben die Aufgabe, biochemische Abläufe im Körper zu beeinflussen, insbesondere um die Gesundheit zu erhalten oder wiederherzustellen. Um die Wirkstoffe in die Zellen oder Zellsysteme des Körpers einzuschleusen, werden entweder die physiologischen Wege über die Haut oder Körperöffnungen benutzt (Tabletten, Zäpfchen, Tropfen, Inhalationssprays, Salben, Tinkturen usw.) oder die Wirkstoffe werden invasiv in den Körper gebracht, z. B. durch Injektionen, implantierbare Medikamententräger oder durch Wundauflagen.
• Mit Medikamententrägern kann eine Depotwirkung erzielt werden, d. h. die Wirkstoffe werden über einen längeren Zeitraum verteilt freigesetzt. Der Vorteil besteht in einer gleichmäßigeren Dosierung des therapeutischen Wirkstoffs und einer längeren Anwendungsdauer. Üblicherweise erfolgt die Freisetzung der Wirkstoffe aus dem Medikamententräger durch Diffusion. Ist der Wirkstoff aus dem Medikamententräger in den Körper übergetreten, wird der Medikamententräger entweder mechanisch von der Körperoberfläche oder aus dem Körper entfernt (Antibiotikum- Knochenzementketten, Medikamentenpflaster, nicht resorbierbare Wundauflagen usw.) oder es wird ein Medikamententräger verwendet, der durch die enzymatische Aktivität des Körpers allmählich abgebaut wird (resorbierbare Medikamententräger wie Collagene, Milchsäureverbindungen usw.).
• Bei diesen bekannten Medikamententrägern laufen die Diffusionsvorgänge sehr langsam ab und werden durch das Material des Medikamententrägers zusätzlich behindert, so daß Dosierungsprobleme auftreten können. Diese können zu Risiken führen, wenn zur Behandlung von Infektionen Antibiotika verwendet werden, da bei zu geringer Wirkstoffmenge nicht nur der Behandlungserfolg ausbleibt, sondern auch noch resistente Bakterienstämme entstehen können. Bei resorbierbaren Medikamententrägern kann ein weiteres Problem auftreten, weil der Abbau der Medikamententräger stark von den physikalischen, enzymatischen und zellulären Umgebungsbedingungen abhängt. Diese sind jedoch von einer Vielzahl, insbesondere biologischer Faktoren abhängig (Alter, Geschlecht, Lokalisation, Gewebebeschaffenheit, Durchblutung, Begleiterkrankungen usw.). Im Einzelfall ist deshalb der beabsichtigte planmäßige Abbau des Medikamententrägers nicht gewährleistet.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Medikamententräger zu schaffen, der therapeutische Wirkstoffe über eine längere Zeitdauer in gut zeitlich gesteuerter Dosierung freisetzt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Medikamententräger mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Der erfindungsgemäße Medikamententräger besteht aus einem Trägersubstrat, welches im Wesentlichen aus einer biokatalytisch abbaubaren Substanz besteht. Dieses Trägersubstrat schließt den therapeutischen Wirkstoff in der Weise ein, daß das Trägersubstrat bei seinem biokatalytischen Abbau den Wirkstoff vollständig freisetzt. Dem Trägersubstrat wird ein den Abbau bewirkender Biokatalysator in definierter Menge zugegeben.
• Die Geschwindigkeit und zeitliche Abfolge der Freisetzung des Wirkstoffes ist nicht von einer langsamen physikalischen Diffusion des Wirkstoffes aus dem Trägermaterial abhängig. Die Freisetzung des Wirkstoffes wird durch den in das Trägersubstrat integrierten Biokatalysator bewirkt. Der biokatalytische Abbau des Trägersubstrats bewirkt ein vollständiges Freisetzen des Wirkstoffes, ohne daß die Struktur des Trägersubstrats hierauf einen Einfluß hat. Es können auch große Mengen des Wirkstoffes pro Zeiteinheit ohne Verzögerung durch Diffusionsvorgänge oder dergleichen freigesetzt werden. Der Abbau des Trägersubstrats ist nicht von den stark variierenden und unsicheren Enzymaktivitäten des Körpers abhängig, sondern wird durch die definierte Menge des Biokatalysators bestimmt, die sich in dem Trägersubstrat befindet. Dadurch ist ein vorherbestimmbar gesteuerter Abbau des Trägersubstrats durch Selbstzerstörung und eine entsprechend gesteuerte Freisetzung des Wirkstoffs möglich.
• Vorzugsweise wird als Trägersubstrat eine Substanz verwendet, die biokatalytisch vollständig abbaubar ist und ausschließlich in körperverträgliche Stoffe zerfällt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Freisetzung des Wirkstoffes und der Abbau des Trägersubstrats nicht unabhängig voneinander ablaufen, sondern zwangsweise miteinander gekoppelt sind. Die vollständige Freisetzung des Wirkstoffs fällt zeitlich und funktionsmäßig mit der vollständigen Auflösung des Trägersubstrats zusammen. Es bleiben nach vollständiger Freisetzung des Wirkstoffes keine wirkstofffreien Restbestandteile des Trägersubstrats im Körper oder an der Körperoberfläche, die unter Umständen schädliche Fremdkörper bilden.
• Vorzugsweise wird als Trägersubstrat Zellulose verwendet, die durch die biokatalytische Wirkung des Enzyms Zellulase in Zucker und Wasser zersetzt wird. Die Zellulose enthält bereits das Enzym Zellulase, wobei dieses bei trockener Zellulose inaktiv ist. Durch Befeuchten des Zellulose-Trägersubstrats kann die Zellulase aktiviert werden, so daß es zu einem Abbau der Zellulose in von dem Körper resorbierbare Glukose und zum Freisetzen des Wirkstoffs kommt.
• Die Verwendung von Zellulose als Trägersubstrat hat medizinisch den Vorteil, daß sich das Trägersubstrat vollständig in vom Körper nebenwirkungsfrei resorbierbare Endprodukte zersetzt. Wird der Medikamententräger bspw. als Wundauflage verwendet, so kann diese Wundauflage über eine längere Einwirkungszeit in der Wunde verbleiben, bis die Wundauflage vollständig abgebaut und der Wirkstoff vollständig freigesetzt ist. Dadurch entfällt der bei bisherigen Wundverbänden ein- oder mehrmals täglich notwendige Verbandswechsel mit den damit verbundenen Nachteilen für die Wundheilung.
• Ökologisch und ökonomisch bestehen die Vorteile darin, daß Zellulose ein überall verfügbarer, umweltfreundlicher und nachwachsender Rohstoff ist. Da das Trägersubstrat des Medikamententrägers vollständig abbaubar ist und kein häufiger Verbandswechsel notwendig ist, ergibt sich eine erhebliche Reduzierung des Verbrauchs an Verbandsmaterial und des zu entsorgenden Abfalls an gebrauchtem Verbandsmaterial.
• Je nach Indikation und Applikation des Medikamententrägers können der Aufbau und die Struktur des Trägersubstrats, die Aufnahme des therapeutischen Wirkstoffes in dem Trägersubstrat und die Zugabe des abbauenden Biokatalysators zu dem Trägersubstrat gewählt werden.
• Das Trägersubstrat kann eine homogene Substanz sein, in welcher der therapeutische Wirkstoff und der Biokatalysator in dispergierter Form enthalten sind. Bei Zersetzung des Trägersubstrats wird der Wirkstoff kontinuierlich freigegeben. In dieser Ausführung kann der Medikamententräger als Wundauflage oder -einlage verwendet werden. Ebenso ist eine Verwendung als Pille möglich, die gelutscht oder geschluckt wird, sodass der Biokatalysator durch den Speichel oder die Magensäfte aktiviert wird und sich das Trägersubstrat im Mund, Magen oder Darm auflöst.
• Insbesondere bei einem als Pille ausgebildeten Medikamententräger kann das Trägersubstrat mit dem Biokatalysator auch als Kapsel ausgebildet sein, die den therapeutischen Wirkstoff einschließt. Die Aktivierung des Biokatalysators und die Zersetzung des Trägersubstrates erfolgen auch hier durch die Körperflüssigkeit des Speichel oder Magensaftes, um den Wirkstoff nach Auflösung der Kapsel freizusetzen.
• In einer anderen Ausführung kann das Trägersubstrat eine poröse Stuktur aufweisen, z. B. die Form eines offenporigen oder geschlossenporigen Schaumstoffes, wobei der therapeutische Wirkstoff in den Poren des Trägersubstrats aufgenommen ist.
• Das Trägersubstrat kann insbesondere bei Verwendung von Zellulose als textiles Flächengebilde hergestellt werden. In ein solches textiles Flächengebilde kann der therapeutische Wirkstoff z. B. in vorzugsweise wasserlöslichen Kapseln eingebracht werden. Vorzugsweise wird die Kapillarität des textilen Flächengebildes ausgenützt, um den flüssigen therapeutischen Wirkstoff in dem Trägersubstrat aufzunehmen und zu halten. Dabei kann das Trägersubstrat mit dem aufgenommenen Wirkstoff gegebenenfalls wieder in einen trockenen Zustand überführt werden, der sich häufig besser für eine Lagerung eignet. Ist der Wirkstoff in dem Trägersubstrat gekapselt, so kommen die Wirkstoff-Kapseln (Wirkstoff-Pellets) bei Abbau der umgebenden Struktur des Trägersubstrats mit der Wundflüssigkeit in Berührung, so daß sich die wasserlöslichen Kapseln auflösen und den Wirkstoff freigeben. Ebenso ist es auch hier möglich, die Kapseln aus einer biokatalytisch abbaubaren Substanz herzustellen, so dass sie durch die Wirkung des zugegebenen Biokatalysators aufgelöst werden, wie dies oben für einen pillenförmigen Medikamententräger angegeben ist. Eine zeitliche Steuerung der Freisetzung des Wirkstoffes kann auch hier durch unterschiedliche Wandstärke der Kapseln oder unterschiedliche Substanzen der Kapseln erreicht werden. Ist der Wirkstoff in der Kapillarstruktur des Trägersubstrats aufgenommen, so führt der Abbau des Trägersubstrats unmittelbar zur Freisetzung des Wirkstoffs.
• In gleicher Weise wie der therapeutische Wirkstoff kann auch das biokatalytische Enzym in das Trägersubstrat eingebracht werden. Wird die in der trockenen Zellulose enthaltene inaktive Zellulase als Enzym für den Abbau verwendet, so kann der Medikamententräger trocken gelagert werden und das Enzym wird beim Applizieren des Medikamententrägers durch Durchfeuchten des Trägersubstrats aktiviert. Wird ein Biokatalysator zusätzlich dem Trägersubstrat zugegeben, so kann dies ebenfalls in der Weise erfolgen, daß das Trägersubstrat beim Applizieren des Medikamententrägers mit dem flüssigen Biokatalysator angefeuchtet bzw. getränkt wird. Der Biokatalysator kann auch gekapselt in das Trägersubstrat eingebracht werden, wobei sich die Kapseln durch die Einwirkung von zugegebener Feuchtigkeit oder Wundflüssigkeit auflösen und den Biokatalysator für den Abbau des Trägersubstats freigeben.
• Um den therapeutischen Wirkstoff über eine längere Einwirkungsdauer zeitlich gesteuert und dosiert freizusetzen, sind unterschiedliche Ausführungen der Erfindung möglich.
• In einer Ausführung wird als Trägersubstrat ein mehrlagiges Flächengebilde verwendet. Dabei werden die aufeinander folgenden Lagen des Trägersubstrats unterschiedlich schnell abgebaut, so daß sie entsprechend ihrer jeweiligen Abbaugeschwindigkeit den in der jeweiligen Lage enthaltenen Wirkstoff zeitlich gesteuert aufeinanderfolgend freisetzen. Wird der Medikamententräger als Wundauflage verwendet, so wird der Aufbau so gewählt, daß die beim Applizieren der Wundauflage zunächst mit der Wundoberfläche in Berührung kommende Lage die kürzeste Abbauzeit aufweist. Ist diese erste Lage zersetzt und hat den in ihr enthaltenen Wirkstoff abgegeben, so zersetzt sich die folgende zweite Lage, die eine längere Abbauzeit benötigt, um anschließend den in ihr enthaltenen Wirkstoff freizusetzen, worauf sich entsprechend evt. folgende Lagen anschließen. Da sich das Trägersubstrat vollständig zersetzt, behindern die bereits abgebauten Lagen die Freisetzung des Wirkstoffes aus den Lagen nicht, die zu einem späteren Zeitpunkt mit langsamerer Geschwindigkeit abgebaut werden.
• Um eine unterschiedliche Abbaugeschwindigkeit der einzelnen Lagen eines mehrlagigen Trägersubstrats zu erreichen, können die verschiedenen Lagen aus Zellulose mit unterschiedlichem Polymerisationsgrad bestehen. Je geringer der Polymerisationsgrad ist, umso schneller erfolgt der Abbau der Zellulose. Um Lagen mit unterschiedlichem Polymerisationsgrad zu erhalten, können entweder Lagen mit unterschiedlich hoher Polymerisation der Zellulose verwendet werden oder dasselbe Zellulosematerial wird in einem vorhergehenden Verfahrensschritt unterschiedlich graduell depolymerisiert, so daß Lagen unterschiedlicher Degradation der Zellulose für den Aufbau des mehrlagigen Trägersubstrats erhalten werden. Bei einem Aufbau des Trägersubstrats als mehrlagiges Flächengebilde mit unterschiedlicher Polymerisation bzw. Degradation der einzelnen Lagen ist eine gleichmäßige Durchfeuchtung des Trägersubstrats mit dem biokatalytischen Enzym möglich. Die unterschiedliche Zeitdauer bis zum vollständigen Abbau der einzelnen Lagen ergibt sich aus dem unterschiedlichen Polymerisationsgrad bzw. der unterschiedlichen Degradation der Lagen.
• Eine unterschiedliche Degradationsgeschwindigkeit der einzelnen Lagen eines mehrlagigen Trägersubstrats kann alternativ oder zusätzlich auch dadurch erhalten werden, daß der den Abbau des Trägersubstrats bewirkende Biokatalysator in den einezelnen Lagen in unterschiedlicher Konzentration vorhanden ist. Je höher die Konzentration des Biokatalysators in der jeweiligen Lage ist, um so schneller wird diese Lange abgebaut und gibt den in ihr enthaltenen therapeutischen Wirkstoff frei. Die unterschiedliche Konzentration des Biokatalysators kann dadurch erhalten werden, daß die einzelnen Lagen mit unterschiedlicher Konzentration des Biokatalysators versetzt werden, wobei vorzugsweise ein in trockenem Zustand inaktiver Biokatalysator, wie z. B. das Enzym Zellulase, verwendet wird. Durch Anfeuchten des Medikamententrägers bei der Applikation wird dann der Biokatalysator in unterschiedlicher Konzentration aktiviert.
• Alternativ kann in den einzelnen Lagen der Biokatalysator in unterschiedlicher Konzentration in Kapseln zugegeben werden. Beim Anfeuchten des Medikamententrägers lösen sich die Kapseln auf und geben den Biokatalysator in den einzelnen Lagen in unterschiedlicher Konzentration frei.
• Der erfindungsgemäße Medikamententräger eignet sich für eine Vielzahl von Indikationen und Applikationen, bei welchen Wirkstoffe zeitlich gesteuert abgegeben werden sollen. Der Medikamententräger kann auf der Haut oder in Körperhöhlen angewendet werden, um die Wirkstoffe über die äußere oder innere Körperoberfläche zuzuführen. Dabei kann auch ein Übertreten der Wirkstoffe in das Blutsystem bewirkt werden. Besonders wichtig ist die Anwendung des Medikamententrägers als Wundauflage an inneren und äußeren Wunden. Bei der Verwendung als Wundauflage kann dabei auch ein Zellulosematerial als Trägersubstrat ohne zusätzliche Wirkstoffe verwendet werden. Der zeitlich gesteuerte Abbau der Zellulose wandelt diese zu bioaktiver Glukose als Endprodukt ab, die eine heilungsfördernde Wirkung auf das Wundmilieu hat. Die Verwendung eines kapillaren z. B. textilen Flächengebildes als Trägersubstrat einer Wundauflage hat zusätzlich auch den Vorteil, daß die Wundauflage überschüssiges Wundsekret aufnehmen kann.

Claims (16)

1. Medikamententräger, bestehend aus einem Trägersubstrat und wenigstens einem therapeutischen Wirkstoff, der in dem Trägersubstrat aufgenommen ist und von diesem zeitlich verzögert freigesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat im Wesentlichen aus einer biokatalytisch abbaubaren Substanz besteht, daß das Trägersubstrat den Wirkstoff einschließt und bei dem biokatalytischen Abbau des Trägersubstrats vollständig freisetzt und daß dem Trägersubstrat ein abbauender Biokatalysator in definierter Menge zugegeben ist.

2. Medikamententräger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat aus Zellulose besteht und der Biokatalysator das Enzym Zellulase enthält.

3. Medikamententräger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat den Wirkstoff und/oder den Biokatalystator in dispergierter Form, z. B. als Flüssigkeit, Pulver oder Granulat enthält.

4. Medikamententräger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat den Wirkstoff kapselartig einschließt.

5. Medikamententräger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat zur Aufnahme des Wirkstoffes eine poröse Struktur aufweist.

6. Medikamententräger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat eine kapillare Struktur aufweist und den flüssigen therapeutischen Wirkstoff durch Kapillarwirkung aufnimmt.

7. Medikamententräger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat ein textiles Flächengebilde ist.

8. Medikamententräger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat einen in trockenem Zustand inaktiven Biokatalysator enthält, der durch Befeuchten des Trägersubstrats aktiviert wird.

9. Medikamententräger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersubstanz bei der Applikation des Medikamententrägers mit dem Biokatalysator getränkt wird.

10. Medikamententräger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Biokatalysator gekapselt in dem Trägersubstrat enthalten ist, wobei die Kapseln feuchtigkeitslöslich sind.

11. Medikamententräger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff gekapselt in dem Trägersubstrat enthalten ist, wobei die Kapseln feuchtigkeitslöslich oder biokatalytisch abbaubar sind.

12. Medikamententräger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat mehrlagig aufgebaut ist, wobei die einzelnen Lagen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abbaubar sind und den Wirkstoff aufeinanderfolgend zeitlich gesteuert freisetzen.

13. Medikamententräger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägersubstrat aus Zellulose besteht und die einzelnen Lagen des Trägersubstrats einen unterschiedlichen Polymerisationsgrad der Zellulose aufweisen.

14. Medikamententräger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lagen des Trägersubstrats in einem Vorprozeß unterschiedlich stark degradiert sind.

15. Medikamententräger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lagen des Trägersubstrats den abbauenden Biokatalysator in unterschiedlicher Konzentration enthalten.

16. Medikamententräger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der therapeutische Wirkstoff die beim Abbau der Zellulose als Endprodukt entstehende Glukose ist.