DE102006028782A1

DE102006028782A1 - Vorrichtung zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln und ein Verfahren zur Verabreichung von Wirkstoffen mittels einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102006028782A1
Application number: DE102006028782A
Authority: DE
Inventors: Franz Laermer; Michael Stumber; Dick Scholten; Christian Maeurer; Julia Cassemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-12-27
Also published as: FR2902662A1; FR2902662B1; US20080051723A1

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 gemäß 1.
Es wird zur Aufbewahrung und Transport von Mikronadeln 1a, 1b eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei ein Reservoir 3a, 3b vorgesehen ist, das einen Wirkstoff zur Verabreichung durch die Mikronadeln 1a, 1b enthält und wobei die Mikronadeln 1a, 1b innerhalb einer das Reservoir 3a, 3b bildenden Verpackung 4a, 4b angeordnet sind (1). Dadurch, dass das Reservoir 3a, 3b nicht als ein Teilbereich der Mikronadeln 1a, 1b vorgesehen ist, sondern durch eine Verpackung 4a, 4b extern gebildet wird, ist praktisch eine Aufnahme von sehr großen Mengen an Wirkstoffen möglich. Gleichzeitig sind die Mikronadeln 1a, 1b innerhalb der Verpackung 4a, 4b angeordnet, d.h. die Mikronadeln 1a, 1b sind inmitten des Reservoirs 3a, 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 Nadelspitzen 1a auf einem Substrat 1b auf. Die Mikronadeln 1a, 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 Träger 2 aufgebracht. Der Träger 2 kann durch eine dünne Folie mit feinen Öffnungen realisiert sein. Der wirkstoffdurchlässige Träger 2 verläuft durch das Reservoir 3a, 3b, vorteilhafterweise durch das gesamte Reservoir 3a, 3b. Das Reservoir 3a, 3b wird durch den Träger 2 in einen ersten Reservoir-Bereich 3a mit Mikronadeln 1a, 1b und einen zweiten Reservoir-Bereich 3b ohne Mikronadeln 1a, 1b unterteilt.
Die Verpackung 4a, 4b selbst wird durch eine elastische, mit den Mikronadeln 1a, 1b durchstechbare Folie 4a und eine Außenschicht 4b gebildet, die an ihren Randbereichen miteinander verbunden sind. In diesem Fall definiert der Bereich zwischen der Folie 4a und der Außenschicht 4b innerhalb der verbundenen Randbereiche also das Reservoir. Die Mikronadeln 1a, 1b werden ihrerseits getragen vom Träger 2 und sind mit der elastischen Folie 4a überzogen. Diese schützt die Mikronadeln 1a, 1b bei Transport und Aufbewahrung und hält daneben die Mikronadeln 1a, 1b und den Wirkstoff steril. Weiter schützt die Verpackung 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 haftende Eigenschaften auf, wodurch ein Zusammenhaften der Folie 4a und des Trägers 2 durch eine Druckausübung ermöglicht wird.
Mit Hilfe der 2 wird nun ein 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, 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 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.

Bei der Druckausübung auf die Vorrichtung sorgt die Verpackung 4a, 4b für eine Abdeckung der restlichen Struktur und umschließt die Mikronadeln 1a, 1b seitlich, sodass eine „Leckage" weiter minimiert wird und der Wirkstoff nur durch die Mikronadeln 1a, 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 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, wird beim Ausüben des Drucks auf die Vorrichtung der Träger 2 gegen die elastische Folie 4a gepresst und die Folie 4a durch die Mikronadeln 1a, 1b durchstochen bzw. durchstoßen. Durch die Mikronadeln 1a, 1b kann nun der Wirkstoff in die Haut 5 diffundieren.
In einer weiteren Ausführungsform werden zumindest in ihren Randbereichen haftende Eigenschaften aufweisende Folie 4a und/oder Träger 2 verwendet, 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. Die Mikronadeln 1a, 1b werden also zwischen der Folie 4a und dem Träger 2 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

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.