DE102006028782A1 - Vorrichtung zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln und ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer solchen Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Es werden eine Vorrichtung zur Aufbewahrung und zum Transport von Mikronadeln (1a, 1b) und ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer solchen Vorrichtung beschrieben. Bei der Vorrichtung zur Aufbewahrung und zum Transport von Mikronadeln (1a, 1b) ist ein Reservoir (3a, 3b) vorgesehen, das einen Wirkstoff zur Verabreichung durch die Mikronadeln (1a, 1b) enthält, wobei die Mikronadeln (1a, 1b) innerhalb einer das Reservoir (3a, 3b) bildenden Verpackung (4a, 4b) angeordnet sind.
Description
- Stand der Technik
- Das Konzept, mit Hilfe von Mikronadeln Medikamente, d.h. medizinische oder biochemische Wirkstoffe, zu verabreichen wird in vielen Varianten verfolgt. 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.
- Sind nur sehr geringe Wirkstoffmengen vorgesehen, die verabreicht werden sollen, dann kann man versuchen, die Mikronadeln nur äußerlich zu beschichten. Typischerweise reichen etwa bei Impfstoffen nur vergleichsweise geringe Wirkstoffmengen aus. Alternativ können Strukturen wie Hohlräume oder Vertiefungen zur Aufbewahrung von Wirkstoffen innerhalb der Mikronadeln angeordnet werden.
- So sind beispielsweise in
US 6,334,856 B1 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 Körper zugeführt werden können. - Oft reicht die Kapazität jedoch weder im inneren Bereich der Mikronadeln noch im Reservoirs im Substrat aus, um ausreichende Mengen an Wirkstoffen bis zur Verabreichung unterzubringen. Zudem treten häufig bei solchen Lösungen von Aufbewahrung Probleme bezüglich der Dichtheit auf. Folglich ist ein langsames, aber nicht vernachlässigbares Austreten bzw. Verdunsten der Wirkstoffe („Leckage-Problem") während der Aufbewahrung möglich.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die die geschilderten Nachteile beseitigen oder zumindest lindern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
- Offenbarung der Erfindung
- Der Gegenstand mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat dem gegenüber den Vorteil, dass eine relativ große Wirkstoffmenge aufbewahrt werden kann. Dadurch lässt sich eine schnelle und bequeme Verabreichung auch bei großen Wirkstoffmengen erreichen.
- Gleichzeitig wird eine sterile Aufbewahrung der Mikronadeln sichergestellt. Weiter wird das oben beschriebene Leckage-Problem vermieden, wodurch die Mikronadeln auch sicher transportiert werden können.
- 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
1 ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln im schematischer Schnittdarstellung, sowie - die
2 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer Vorrichtung gemäß1 . - Es wird zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln
1a ,1b eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei ein Reservoir3a ,3b vorgesehen ist, das einen Wirkstoff zur Verabreichung durch die Mikronadeln1a ,1b enthält und wobei die Mikronadeln1a ,1b innerhalb einer das Reservoir3a ,3b bildenden Verpackung4a ,4b angeordnet sind (1 ). Dadurch, dass das Reservoir3a ,3b nicht als ein Teilbereich der Mikronadeln1a ,1b vorgesehen ist, sondern durch eine Verpackung4a ,4b extern gebildet wird, ist praktisch eine Aufnahme von sehr großen Mengen an Wirkstoffen möglich. Gleichzeitig sind die Mikronadeln1a ,1b innerhalb der Verpackung4a ,4b angeordnet, d.h. die Mikronadeln1a ,1b sind inmitten des Reservoirs3a ,3b vorgesehen. - Die verschiedensten Ausführungsformen der Mikronadeln
1a ,1b selbst sind aus dem Stand der Technik bekannt. Vorteilhaft sind sie in einem Array angeordnet und weisen Nadelspitzen1a auf einem Substrat1b auf. Die Mikronadeln1a ,1b bestehen je nach Bedarf aus einem Halbleitermaterial wie Silizium oder aber auch aus Kunststoffoder Metall. - Dabei sind die Mikronadeln
1a ,1b in diesem Ausführungsbeispiel auf einem wirkstoffdurchlässigen Träger2 aufgebracht. Der Träger2 kann durch eine dünne Folie mit feinen Öffnungen realisiert sein. Der wirkstoffdurchlässige Träger2 verläuft durch das Reservoir3a ,3b , vorteilhafterweise durch das gesamte Reservoir3a ,3b . Das Reservoir3a ,3b wird durch den Träger2 in einen ersten Reservoir-Bereich3a mit Mikronadeln1a ,1b und einen zweiten Reservoir-Bereich3b ohne Mikronadeln1a ,1b unterteilt. - Die Verpackung
4a ,4b selbst wird durch eine elastische, mit den Mikronadeln1a ,1b durchstechbare Folie4a und eine Außenschicht4b gebildet, die an ihren Randbereichen miteinander verbunden sind. In diesem Fall definiert der Bereich zwischen der Folie4a und der Außenschicht4b innerhalb der verbundenen Randbereiche also das Reservoir. Die Mikronadeln1a ,1b werden ihrerseits getragen vom Träger2 und sind mit der elastischen Folie4a überzogen. Diese schützt die Mikronadeln1a ,1b bei Transport und Aufbewahrung und hält daneben die Mikronadeln1a ,1b und den Wirkstoff steril. Weiter schützt die Verpackung4a ,4b , insbesondere die Folie4a , vor „Leckage" bzw. Verdunsten des Wirkstoffes. - Bevorzugt weisen die elastische Folie
4a und/oder der Träger2 zumindest in ihren Randbereichen haftende Eigenschaften auf, wodurch ein Zusammenhaften der Folie4a und des Trägers2 durch eine Druckausübung ermöglicht wird. - Mit Hilfe der
2 wird nun ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer Vorrichtung mit Mikronadeln1a ,1b , die innerhalb einer ein Reservoir3a ,3b für Wirkstoffe bildenden Verpackung4a ,4b angeordnet sind, erläutert. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: - – Aufbringen
der Vorrichtung auf einer zu behandelnden Haut
5 , - – Ausüben eines
Drucks auf die Vorrichtung, wodurch die Mikronadeln
1a ,1b die Verpackung4a ,4b durchstechen und in die Haut5 eindringen, - – Transportieren
des Wirkstoffes aus dem Reservoir
3a ,3b in die Haut5 über die Mikronadeln1a ,1b . - Bei der Druckausübung auf die Vorrichtung sorgt die Verpackung
4a ,4b für eine Abdeckung der restlichen Struktur und umschließt die Mikronadeln1a ,1b seitlich, sodass eine „Leckage" weiter minimiert wird und der Wirkstoff nur durch die Mikronadeln1a ,1b 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 Folie4a und einer Außenschicht4b verwendet wird, die an ihren Randbereichen miteinander verbunden sind, und Mikronadeln1a ,1b verwendet werden, die auf einem wirkstoffdurchlässigen, durch das Reservoir3a ,3b verlaufenden Träger2 aufgebracht sind, wird beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung der Träger2 gegen die elastische Folie4a gepresst und die Folie4a durch die Mikronadeln1a ,1b durchstochen bzw. durchstoßen. Durch die Mikronadeln1a ,1b kann nun der Wirkstoff in die Haut5 diffundieren. - In einer weiteren Ausführungsform werden zumindest in ihren Randbereichen haftende Eigenschaften aufweisende Folie
4a und/oder Träger2 verwendet, wodurch beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung die Folie4a und der Träger2 aneinander haften und somit die Mikronadeln1a ,1b fixieren und an ihren Plätzen halten. Die Mikronadeln1a ,1b werden also zwischen der Folie4a und dem Träger2 stabil und unbeweglich eingeklemmt und gewährleisten so eine kontrollierte Verabreichung des Wirkstoffes. - Es wird zusammenfassend festgestellt, dass die Vorrichtung gemäß der obigen Beschreibung als Wirkstoffpflaster verwendet werden kann. Im allgemeinen ist der Einsatz der er findungsgemäßen Vorrichtung in (bio-)chemischen, medizinischen bzw. klinischen Bereichen geeignet. Eine einfache sowie ebenso zuverlässige Anwendung der Mikronadeln
1a ,1b zur Verabreichung von auch großen Mengen an Wirkstoffen wird ermöglicht.
Claims (10)
- Vorrichtung zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln (
1a ,1b ), wobei ein Reservoir (3a ,3b ) vorgesehen ist, das ein Wirkstoff zur Verabreichung durch die Mikronadeln (1a ,1b ) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (1a ,1b ) innerhalb einer das Reservoir (3a ,3b ) bildenden Verpackung (4a ,4b ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (
1a ,1b ) auf einem wirkstoffdurchlässigen Träger (2 ) aufgebracht sind. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wirkstoffdurchlässige Träger (
2 ) durch das Reservoir (3a ,3b ) verläuft und dieses in einen ersten Reservoir-Bereich (3a ) mit Mikronadeln (1a ,1b ) und einen zweiten Reservoir-Bereich (3b ) ohne Mikronadeln (1a ,1b ) unterteilt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung (
4a ,4b ) durch eine elastische, mit den Mikronadeln (1a ,1b ) durchstechbare Folie (4a ) und eine Außenschicht (4b ) gebildet wird, die an ihren Randbereichen miteinander verbunden sind. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folie (
4a ) und/oder der Träger (2 ) zumindest in ihren Randbereichen haftende Eigenschaften aufweisen, wodurch ein Zusammenhaften der Folie (4a ) und des Trägers (2 ) durch eine Druckausübung ermöglicht wird. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (
1a ,1b ) in einem Array angeordnet sind und Nadelspitzen (1a ) auf einem Substrat (1b ) aufweisen. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (
1a ,1b ) aus Silizium, Kunststoff oder Metall bestehen. - Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer Vorrichtung mit Mikronadeln (
1a ,1b ), die innerhalb einer ein Reservoir (3a ,3b ) für Wirkstoffe bildenden Verpackung (4a ,4b ) angeordnet sind, durch folgende Schritte: – Aufbringen der Vorrichtung auf einer zu behandelnden Haut (5 ), – Ausüben eines Drucks auf die Vorrichtung, wodurch die Mikronadeln (1a ,1b ) die Verpackung (4a ,4b ) durchstechen und in die Haut (5 ) eindringen, – Transportieren des Wirkstoffes aus dem Reservoir (3a ,3b ) in die Haut (5 ) über die Mikronadeln (1a ,1b ). - Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verpackung (
4a ,4b ) mit einer elastischen Folie (4a ) und einer Außenschicht (4b ) verwendet wird, die an ihren Randbereichen miteinander verbunden sind, und Mikronadeln (1a ,1b ) verwendet werden, die auf einem wirkstoffdurchlässigen, durch das Reservoir (3a ,3b ) verlaufenden Träger (2 ) aufgebracht sind, wodurch beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung der Träger (2 ) gegen die elastische Folie (4a ) gepresst wird und die Mikronadeln (1a ,1b ) die Folie (4a ) durchstechen. - Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in ihren Randbereichen haftende Eigenschaften aufweisende Folie (
4a ) und/oder Träger (2 ) verwendet werden, wodurch beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung die Folie (4a ) und der Träger (2 ) aneinander haften und somit die Mikronadeln (1a ,1b ) fixieren und an ihren Plätzen halten.
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