DE102021104874A1

DE102021104874A1 - Verfahren und Einrichtung zur Prüfung der Haftung eines Körpers auf einem Substrat

Info

Publication number: DE102021104874A1
Application number: DE102021104874.5A
Authority: DE
Inventors: Dieter Paulukat
Original assignee: LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Current assignee: LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2022-09-01
Anticipated expiration: 2041-03-02
Also published as: CA3211278A1; US20240151635A1; JP2024508022A; EP4302069A1; WO2022184572A1; BR112023016393A2; DE102021104874B4; CN117015697A

Abstract

Verfahren und Einrichtung zur Prüfung der Haftung eines haftklebend ausgebildeten, flächigen Körpers auf einem Substrat, wobei der flächige Körper haftklebend auf dem Substrat appliziert wird, das Substrat befeuchtet und durch ein auf die dem haftklebend aufgebrachten Körper abgewandte Seite des Substrats einwirkendes Element mit einer Kraft mechanisch belastet wird, wobei durch die Krafteinwirkung das Substrat mindestens in Teilen des Klebebereichs des flächigen Körpers wiederholend reversibel verformt wird und nach einer Zeitspanne die mechanische Belastung beendet und die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers qualitativ und/oder quantitativ beurteilt wird. Ebenfalls ist eine Prüfeinrichtung dazu offenbart, bei der das Substrat auf der durch ein auf die dem haftklebend aufgebrachten Körper abgewandte Seite des Substrats einwirkendes bewegliches Element belastet wird, welches unterhalb des Substrats unter Verformung desselben rotiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Haftung eines haftklebend ausgebildeten, flächigen Körpers auf einem Substrat, vorzugsweise zur Beurteilung der Haftung eines mehrschichtig ausgebildeten transdermalen therapeutischen Systems, sowie eine Prüfeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei transdermalen therapeutischen Systemen (TTS) handelt es sich um flächige, schichtweise aufgebaute pharmazeutische Produkte, die eine kontinuierliche Wirkstoffzufuhr über die menschliche Haut über einen bestimmten Applikationszeitraum ermöglichen sollen. Nikotinpflaster, Pflaster gegen Reisekrankheit und die Hormonsubstitutionstherapie mittels TTS, insbesondere bei Frauen in der Menopause, sind hier sicher die bekanntesten Beispiele. Bei transdermalen therapeutischen Systemen ist in der Regel eine Wirkstoffträgerfolie vorgesehen, nämlich eine Trägerfolie, die mit einer den Wirkstoff enthaltenden, auf der Haut haftklebenden Polymermasse beschichtet ist. Dabei können ein oder mehrere Wirkstoffe mit oder ohne Hilfsstoffe in die Polymermatrix eingebettet sein. Zusätzlich kann bei den Systemen eine zusätzliche Haftträgerschicht vorgesehen sein, nämlich eine mit einem wirkstofffreien Haftklebstoff beschichtete Trägerschicht, die auf der hautabgewandten Rückseite der Wirkstoffträgerfolie angeordnet ist, letztere randseitig überdeckt und zur Verbesserung der Haftung auf der Haut vorgesehen ist. Ein Beispiel solcher transdermalen therapeutischen Systeme ist etwa in der US 2017/0290779 A1 offenbart.
Eine wesentliche Eigenschaft ist die ausreichend sichere und langfristige Haftung solcher transdermalen therapeutischen Systeme auf der Haut. Während etwa bei einfachen Wundpflastern bei nachlassender Haftung ein einfacher Austausch möglich, gesundheitlich unbedenklich ist und wirtschaftlich nicht ins Gewicht fällt, führt bei transdermalen therapeutischen Systemen ein Ablösen von der Haut zur Unterbrechung der Wirkstoffzufuhr und kann daher schwerwiegendere Folgen nach sich ziehen.
Da bei manchen Anwendungen die im Wirkstoffpflaster des transdermalen therapeutischen Systems enthaltenen pharmakologisch aktiven Wirkstoffe teuer sind, werden die Wirkstoffpflaster häufig eckig, beispielsweise quadratisch, zugeschnitten, um Schnittverluste zu minimieren. Eckige Pflaster lösen sich aber leichter von der Haut. Auch wenn zur besseren Haftung ein zusätzliches Befestigungspflaster darüber geklebt wird, was im Übrigen zu unerwünschten Migrationserscheinungen des Wirkstoffs führen kann, so führen solche Maßnahmen nicht unbedingt zur besseren Haftung und sind außerdem weniger wirtschaftlich.
Es wäre also wünschenswert, die Hafteigenschaften vorab zu prüfen, um damit zu einer Auslegung und Anpassung zu gelangen, die die eine ausreichende Haftung und eine sinnvolle und wirtschaftliche Gestaltung der Systeme zusammenführt.
Bisher mangelt es aber an ausreichend aussagekräftigen Prüfverfahren und Prüfvorrichtungen zur Beurteilung der langfristigen Haftung auf der menschlichen Haut. Insbesondere ist es schwierig, die Bewegungen der betroffenen Hautpartien und die gleichzeitige Langzeitbelastung der Systeme durch Feuchtigkeit bzw. durch Schweiß zu simulieren.
Im Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur stationären Prüfung der Haftung von Schichten oder flächigen Applikationen auf Oberflächen bekannt.
So offenbart etwa die DE 200 05 615 U1 eine Vorrichtung zur Klebkraftmessung von Pflastern auf der menschlichen Haut, bei der eine Hubvorrichtung über einen Faden mit einem Pflaster verbunden ist und die Zugkraft beim Abziehen mit einem Kraftsensor gemessen wird. Nachteilig ist es hier sicher, dass einerseits ein Proband erforderlich ist und dass andererseits zwar eine absolute Messung der zum Ablösen erforderlichen Zugkraft erfolgen kann, allerdings keine Aussage über die Langzeithaftung bei Bewegung und Feuchteänderung der Haut.
Die WO 9846980 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Klebeverhaltens von haftklebenden Flächengebilden, u.a. von transdermalen therapeutischen Systemen die zur Prüfung auf eine elastische Trägerfolie aufgebracht werden. Die Trägerfolie wird dann in einer Testzelle eingespannt und in zeitlich wiederholter Folge einer Be- und Entlastung mit wechselnden elastischen Dehnungen durch definierte Belastungskräfte von der dem Flächengebilde abgewandten Seite unterzogen, u.a. mit einem Magnetrührstab. Nachteilig hierbei ist es, dass die Belastung von einem auf die Oberseite der frei eingespannten und lediglich mittig abgestützten Trägerfolie einwirkenden Gegenstand/Magnetrührstab aufgebracht wird. Dadurch wirken gewichts- und Beschleunigungskräfte zusätzlich auf das Flächengebilde und können das Ergebnis verfälschen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand demnach in der Bereitstellung eines verbesserten Prüfverfahrens und einer verbesserten Einrichtung zur qualitativen Beurteilung der Haftung eines haftklebend ausgebildeten, flächigen Körpers auf einem Substrat, die die tatsächlich auftretenden Belastungssituationen und Umgebungsbedingungen simulieren, denen ein auf ein Substrat, beispielsweise auch ein auf die menschliche Haut haftklebend applizierter, flächiger Körper unterworfen ist und bei denen eine einfache qualitative Beurteilung ermöglicht wird und ausreichend aussagestark ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Ebenfalls gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale einer Prüfeinrichtung nach Anspruch 13. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen offenbart.
Zunächst wird dabei der flächige Körper haftklebend auf dem Substrat appliziert, wonach das Substrat befeuchtet wird, vorteilhafterweise vollständig bis zur Sättigung durchfeuchtet oder getränkt wird. Danach wird das Substrat durch ein auf die dem haftklebend aufgebrachten Körper abgewandte Seite des Substrats einwirkendes Element mit einer Kraft mechanisch belastet, und zwar so, dass durch die Einwirkung der Kraft das Substrat mindestens in den Teilen, in denen sich der Klebebereich des flächigen Körpers befindet, wiederholend bzw. oszillierend reversibel verformt wird. Nach einer ein vorbestimmtes Belastungskollektiv umfassenden Zeitspanne wird die mechanische Belastung beendet und die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers beurteilt, insbesondere die verbleibende Klebhaftung an dessen Rändern.
Es ist erfindungsgemäß dabei vorgesehen, dass die das Substrat wiederholend verformende Kraft durch einen von einem Magnetrührer angetriebenen und in einem oben offenen Gefäß beweglichen hantelförmigen Magnetrührstab so bzw. dadurch aufgebracht wird, dass der Magnetrührstab unterhalb des Substrats unter Verformung desselben rotiert. Der Vektor der Kraft zur Verformung zeigt also in eine Richtung aus der Gefäßöffnung heraus
Damit ist eine sehr einfache und aussagestarke Prüfmethode vorgestellt, die durch ein reproduzierbares Belastungskollektiv beschrieben ist, nämlich durch die klare Vorgabe einer Zeitspanne im Zusammenwirken mit beispielsweise einer definierten Verformung des Substrats und einer Wiederholung einer Verformung pro Zeiteinheit. Die Anzahl der Verformungen pro Zeiteinheit lässt sich beispielsweise über eine vorgegebene Drehzahl eines zur Verformung genutzten Gegenstands festlegen.
Die im Vergleich zum bekannten Stand der Technik hier angewandte Belastung von der Unterseite des Substrats eliminiert ungewünschte Beeinflussungen der Belastung durch das Eigengewicht des Magnetrührstabs oder durch die auf das Substrat wirkende Schwerkraft und simuliert so die tatsächlich durch die Bewegungen eines Körperteils entstehenden Belastungen auf ein auf die Haut des Körperteils aufgeklebten flächigen Körpers.
Versuche haben ergeben, dass vorteilhafterweise als Testsubstrat ein Substrat in Form eines Waschleders (Fensterleder), eines Spaltleders oder einer genarbten Kunstlederfolie verwendet werden kann. Während Waschleder und Spaltleder besonders gut die Feuchtebelastung und deren Veränderung in ihrer Auswirkung auf ein haftklebend applizierten flächigen Körper oder auf ein TTS simulieren, bildet beispielsweise eine genarbte Kunstlederfolie näherungsweise die Oberflächenstruktur einer Haut nach. Testet man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das Verhalten eines TTS nacheinander auf mehreren dieser Substrate, so ergibt sich eine aussagekräftige Zusammenschau seiner Haftungsfähigkeit. Natürlich ist es unter bestimmten Vorgaben auch möglich, Kunsthaut oder auch Tier- oder Menschenhaut als Substrat zu nutzen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das Substrat bis zur Sättigung oder zur Durchtränkung befeuchtet wird, vorzugsweise bis zur Sättigung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser). Damit lässt sich der Einfluss von Feuchtigkeit auf die in medizinischen Anwendungen bei TTS oft eingesetzten wasserbasierten AcrylatKlebstoffen simulieren. Solche Klebstoffe werden gern eingesetzt, da sie keine umweltschädlichen Stoffe freisetzen; sie reagieren aber empfindlich auf Wasser bzw. Feuchtigkeit. Demineralisiertes Wasser, auch als deionisiertes Wasser, vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) oder Deionat bezeichnet, ist Wasser (H2O) ohne die im normalen Quell- und Leitungswasser vorkommenden Salze, die als Anionen und Kationen gelöst sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die das Substrat oszillierend verformende Kraft als Druckkraft ausgebildet ist, welche eine im Klebereich wandernde oder rotierende Auslenkung des Substrats orthogonal zu seiner Oberfläche erzeugt. Eine solche wandernde orthogonal Auslenkung kommt der Bewegung von Hautpartien an Extremitäten, beispielsweise in Gelenkbereichen, bei denen eine wiederholende Dehnung und Faltung auftritt, relativ nahe. Dies wird durch eine weitere in dieser Richtung vorteilhafte Ausbildung unterstützt, die darin besteht, dass das Substrat während der Krafteinwirkung unter Spannung gesetzt wird.
Zur Bereitstellung eines reproduzierbaren Belastungskollektive besteht eine weitere vorteilhafte Ausbildung darin, dass die das Substrat oszillierend verformende Kraft durch einen von einem Magnetrührer angetriebenen und in einem Gefäß beweglichen hantelförmigen Magnetrührstab so aufgebracht wird, dass der Magnetrührstab, im Jargon der Prüflabore auch „Rührfisch“ genannt, unterhalb des Substrats unter Verformung desselben rotiert, vorzugsweise mit einer Drehzahl von 100 bis 120 U/min und über eine Zeitspanne von 24h. Danach kann eine optische Prüfung auf die oben erwähnten Abhebungen im Randbereich des haftklebend applizierten Körpers bereits aussagekräftige Ergebnisse liefern.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das den Magnetrührstab aufnehmende Gefäß mit einem Schmiermittel befüllt wird, vorzugsweise zwischen 50 und 75% seines Volumens mit vollentsalztem Wasser (VE Wasser) befüllt wird. Je nach Form und Material des Magnetrührstabs erzeugt letzterer nämlich bei der oszillierend reversiblen Verformung eine erhebliche Reibung zwischen der belasteten Oberfläche des Substrat und der mit dem Substrat in Kontakt stehenden Oberfläche des Magnetrührstabs, was zur Schädigung oder Zerstörung des Substrats durch Abrieb führen kann. Die Befüllung des Gefäßes mit einem Schmiermittel aus VE Wasser reduziert in vorteilhafter Weise diese Reibung und hält auf der anderen Seite die Befeuchtung des Substrats über den Testzeitraum in den gewünschten Grenzen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in besonderer Weise eine Prüfeinrichtung geeignet, die ein nach oben offenes Gefäß, vorzugsweise ein zylindrisches Becherglas, und ein in dem Gefäß beweglich angeordnetes Element aufweist, welches vorzugsweise über den Gefäßrand in seiner Höhe hinausragt. Weiterhin umfasst die Prüfeinrichtung einen eine Dreh- und/oder Rührbewegung des Elements im Gefäß bewirkenden Antrieb.
Ein auf die Gefäßöffnung aufgelegtes flächiges Substrat, welches über die Fläche der Gefäßöffnung hinausragt und auf seiner Oberseite mit dem flächig und haftklebend ausgebildeten Körper versehen ist, vervollständigt die Prüfeinrichtung. Dieses Substrat/Testsubstrat ist so auf der Gefäßöffnung angebracht, dass der auf der Oberseite des Substrats haftklebend aufgebrachte flächige ausgebildete Körper sich mit seinem Haft- oder Klebebereich mindestens teilweise oberhalb der Gefäßöffnung und im Bereich der Rührbewegung befindet. Das flächige Substrat ist dabei fixiert durch eine an den über die Gefäßöffnung hinausragenden Substratflächen angreifende Spanneinrichtung. Dies geschieht in einer Weise, dass die Unterseite des Substrats die Gefäßöffnung und das bewegliche Element überspannt und/oder einspannt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Prüfeinrichtung besteht darin, dass das bewegliche und über den Gefäßrand hinausragende Element hantelförmig ausgebildet ist, nämlich in Form einer endseitig mit Kugeln oder Scheiben verbundenen Stange. Der Durchmesser der Kugeln oder Scheiben ist dabei größer ist als die innere Randhöhe des Gefäßes, wodurch das hantelförmige Element mit seinen endseitig angeordneten Kugeln oder Sacheiben über den Gefäßrand in seiner Höhe hinausragt.
Mit einer solchen Ausbildung des Elements erfolgt die erforderliche mechanische Belastung durch eine einwirkende Kraft an jeweils zwei beabstandeten Berührungspunkten zwischen den Kugeln bzw. Scheiben des hantelförmigen Elements und des Substrats. Eine Drehung oder eine Rührbewegung eines solchen Elements ist dann hinlänglich drallfrei und im Hinblick auf Reaktionskräfte ausgeglichen, so dass keine ständigen Belastungsspitzen an nur wenigen Punkten des Substrats auftreten können.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Prüfeinrichtung besteht darin, dass das bewegliche Element als magnetischer, vorzugsweise kunststoffummantelter Magnetrührstab und der Antrieb als unterhalb des Gefäßes angeordneter Magnetrührer ausgebildet sind. Auf diese Weise kann man auf überall verfügbare und bekannte Standardbauteile zurückgreifen. Die bekannten Magnetrührstäbe, Rührfische oder Rührmagnete sind meist mit Kunststoff (z. B. PTFE) oder Glas ummantelt, um die Reibung zu mindern und sind dazu chemisch inert.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Prüfeinrichtung besteht darin, dass die Spanneinrichtung eine mit einer Aufnahme oder durchgehenden Ausnehmung für das Gefäß versehene Grundplatte aufweist. Im Randbereich der Grundplatte sind Spann- oder Klemmeinrichtungen vorgesehen, die um die Aufnahme oder Ausnehmung herum angeordnet sind, vorzugsweise symmetrisch und in gleichen Abständen. Insbesondere sind hier einfache mit Flügelmuttern versehene Gewindestangen verwendbar, mit denen das mit entsprechenden Ausstanzungen für die Gewindestangen versehen Substrat aufgespannt werden kann. So wird einerseits das Gefäß formschlüssig auf der Grundplatte gehalten und kann durch die Rührbewegung nicht verschoben werden, während andererseits auf einfachste Weise eine einstellbare Spannung für das Substrat vorgesehen ist, die beliebig fein variiert werden kann, beispielsweise durch Unterlegscheiben zwischen Substrat und Grundplatte.
Eine weitere und ebenfalls im Sinne einer möglichst variablen Spannung und Einstellung vorteilhafte Ausbildung der Prüfeinrichtung besteht darin, dass zwischen Substrat und Grundplatte ein oder mehrere Distanzplatten vorgesehen sind. Diese Distanzplatten sind je mit zur Ausnehmung oder Aufnahme in der Grundplatte kongruenten Durchgangsbohrungen für das Gefäß und für die Gewindestangen versehen und sind vorzugsweise zur Grundplatte abmessungsgleich ausgebildet. Die Distanzplatten sind gemeinsam mit dem Substrat über die mit Flügelmuttern versehene Gewindestangen fixierbar und dienen ebenfalls der Anpassung der Spannung bei unterschiedlichen Gefäßhöhen und Abmessung der beweglichen Elemente.
Eine aufgrund ihrer Einfachheit vorteilhafte qualitative Prüfung der verbleibenden Klebhaftung des flächigen Körpers besteht darin, dass eine Sichtprüfung auf Ablöseerscheinungen durchgeführt wird. Nach Durchlaufen eines vorbestimmten Belastungskollektivs wird, wie oben bereits erwähnt, die mechanische Belastung beendet und die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers optisch beurteilt, insbesondere die verbleibende Klebhaftung an dessen Rändern. Das Nachlassen der Klebhaftung an den Rändern äußert sich nämlich durch ein Ablösen und einen Hochstand der Ränder. Das Ablösen kann dann leicht durch eine Sichtprüfung festgestellt und z.B. in groben Prozentangaben des Umfangs des flächigen Körpers beschrieben werden.
Um eine Vergleichbarkeit der Prüfung auch an verschiedenen Orten und bei der Prüfung durch verschiedene Personen herzustellen, sind natürlich quantitative Verfahren zur Bestimmung der verbleibenden Klebhaftung des flächigen Körpers eher geeignet. Eine quantitative Aussage lässt sich vorteilhafterweise durch eine Bestimmung der nach dem Ende der mechanischen Belastung verbleibenden Klebflächen zwischen flächigen Körper uns Substrat erreichen.
Vorteilhafterweise erfolgt dies mittels eines auf den flächigen Körper aufgelegten Gitternetzes, vorzugsweise eine transparente Gitternetzfolie. Die abgehobenen, nicht mehr klebenden Flächenteile sind durch das Gitternetz bzw. die Gitternetzfolie sichtbar, beispielsweise in Form von Wölbungen oder Kräuselungen des flächigen Körpers. So kann das Verhältnis des „noch klebenden“ Flächenanteiles des flächigen Körpers zu seiner Gesamtfläche ermittelt werden.
Ein einfaches Beispiel anhand eines auf einem Substrat aufgeklebten und nach Ende der mechanischen Belastung auf seine verbleibende Klebkraft beurteilten TTS verdeutlicht dies. Um die verbleibende Klebeigenschaft quantitativ zu bestimmen, wird die nach Belastung noch haftende Fläche ins Verhältnis zur Gesamtfläche des TTS gesetzt. Hierzu wird eine transparente Folie mit einem Gitternetz (z.B. Millimeterpapier als Folie) nach der Belastung auf das TTS gelegt. Nun kann die abgehobene Fläche sowie die Gesamtfläche durch Auszählen der Gitterquadrate ermittelt werden. Die Differenz gibt die Größe der noch klebenden Fläche an. Hierbei soll gelten: $H = \frac{(G - A) \times 100}{G}$

H = Prozentualer Anteil der haftenden Fläche nach Prüfung
G = Gesamte Prüffläche
A = nach der Prüfung abgelöste Fläche(n)
Die Gesamtfläche kann auch einfacher halber rechnerisch ermittelt werden: $G = \frac{D^{2} \times π}{4}$
D = Durchmesser der Prüffläche in mm
Ein anderes vorteilhaftes Verfahren zur Beurteilung der verbleibenden Klebhaftung eines transparent ausgebildeten flächigen Körpers besteht darin, in einer ähnlichen Weise das Verhältnis von opaken Flächenanteilen zu transparenten Flächenanteilen des flächigen Körpers zu ermitteln. Hierbei macht man sich den Effekt zu Nutze, das transparente Klebschichten in den Bereichen, in denen sie fest auf einem Substrat kleben, nahezu durchsichtig sind, während sie in nicht klebenden Bereichen eher opak erscheinen. Das liegt daran, dass sich an der Phasengrenze Klebstoff-Luft andere Brechungs- und Reflexionseigenschaften ausbilden als an der Phasengrenze Klebstoff-Substrat.
In eine weiteren vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens lässt sich auch die verbleibende Klebhaftung eines flächigen Körpers quantitativ über eine Messung und einen Vergleich der Abzugskraft vom Substrat vor und nach der mechanischen Belastung beurteilen. , Dies geschieht vorzugsweise über einen im Stand der Technik bekannten Peel -Test, der etwa als 90°-Peel-Test oder auch 180°-Peel-Test durchgeführt werden kann. Letzterer ist bei relativ weichen Substraten eher geeignet, da das Substrat dann nur durch parallel und in seiner Fläche wirkende Abzugskräfte belastet wird.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

1 eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung ohne aufgespanntes Substrat,
2 eine Grundplatte der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung in 1,
3 eine Distanzplatte der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung gemäß 1,
4 ein Substrat zur Anwendung in der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung in 1,
5 eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung gemäß 1 im Betriebszustand.

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung 1 in der Zusammenschau, jedoch der besseren Übersicht halber zunächst ohne das aufgespannte Substrat.
Deutlich zu erkennen ist ein nach oben offenes Gefäß, hier ausgebildet als zylindrisches Becherglas 2, in dem sich ein bewegliches Element befindet, nämlich der beweglich angeordnete, kunststoffummantelte, hantelförmiges Magnetrührstab 3, auch „Rührfisch“ genannt. Der Magnetrührstab 3 besteht aus einer endseitig mit Scheiben 4, 5 verbundenen Stange 6. Der Magnetrührstab 3 weist in seinem mittleren, stangenförmigen Bereich/in der Stange 6 einen hier nicht näher dargestellten magnetischen Kern auf.
Die Scheiben 4 und 5 ragen 4 mm über den oberen Rand des Becherglases 2 hinaus.
Zum Antrieb des hantelförmigen Magnetrührstabs 3 mit magnetischem Kern dient hier ein Magnetrührer 7, der innerhalb seines Tisches 8 mindesten einen in seiner Drehzahl einstellbaren, elektrisch angetriebenen, rotierenden Magneten aufweist. Solche Magnetrührer sind bekannt und daher hier auch nicht weiter erläutert. Der rotierende Magnet innerhalb des Tisches wirkt auf den Magnetkern im Magnetrührstab und versetzt letzteren ebenfalls in eine rotierende Bewegung.
Natürlich kann der Magnetrührstab, also das Element, das auf der dem aufgeklebten Prüfkörper abgewandte Seite des Substrats auf letzteres einwirkt und das Substrat mechanisch belastet, in anderer Form als in der hier verwendeten Hantelform ausgebildet sein, beispielsweise als walzenförmiges Element oder als auf einer Kreisbahn zwangsgeführte Kugel. Auch kann der Antrieb des Elementes anders ausgebildet sein, beispielsweise mit einem Elektromotor, der eine direkt über eine Drehdurchführung in das Gefäß reichende Achse mit dem Rührelement verbunden ist.
In der 1 erkennt man weiterhin eine Grundplatte 9 und eine Distanzplatte 10, wie sie deutlicher auch in den 2 und 3 dargestellt sind. Die Grundplatte 9 und die Distanzplatte 10 sind mit einer durchgehenden Ausnehmung 11 für das Becherglas 2 versehen. In der Grundplatte kann eine solche Ausnehmung alternativ auch als Aufnahme für das Becherglas ausgebildet sein, nämlich als in der Grundplatte vorgesehene Vertiefung mit etwa dem Außendurchmesser des Becherglases. Natürlich können sowohl Grundplatte als auch die Distanzplatten geometrisch anders ausgebildet sein als bei diesem Ausführungsbeispiel, etwa in anderer als in der hier vorgesehenen rechteckigen Form. Gleiches gilt für die Ausnehmung oder Aufnahme für das Gefäß und für das Gefäß als solches.
Im Randbereich der Grundplatte 9 sind um Ausnehmung 11 verteilt Gewindestangen 12 in entsprechende Gewindebohrungen der Grundplatte eingeschraubt. Die Distanzplatte 10 weist dazu kongruent ausgebildete Durchgangsbohrungen 13 auf. Zusammen mit in entsprechender Anzahl aufgelegten Unterlegscheiben 14 und den Flügelmuttern 15 bilden Gewindestangen 12, Grundplatte 9 und Distanzplatte 10 eine Spanneinrichtung für das flächige Substrat 17. Letzteres ist mit Ausstanzungen 16 versehen, die zu den Durchgangsbohrungen 13 kongruent sind. Dies erkennt man in 4. Das flächige Substrat 17 besteht hier aus Waschleder, auch als „Fensterleder“ bezeichnet.
Die geschlossene bzw. gespannte Spanneinrichtung oder Einspannung erkennt man in der 5, in der die gesamte Prüfeinrichtung in ihrer Zusammenstellung dargestellt ist, also einsatzbereit im Betriebszustand.
Man sieht hier, dass das flächiges Substrat 17 auf dem zylindrischen Becherglas aufgelegt ist und auf der über der Grundplatte 9 angeordneten Distanzplatte 10 mit Hilfe der Gewindestangen 12, der Unterlegscheiben 14 und der Flügelmuttern 15 festgespannt ist. Das Becherglas und der hantelförmige Magnetrührstab befinden sich also in dieser Ansicht bzw. Anordnung unterhalb des Substrats und sind daher in 5 nicht sichtbar.
Der Antrieb über den Magnetrührer 7 mit seinem Tisch 8, das Becherglases und die Ausbildung des Magnetrührstabs sind oben bereits geschildert.
Auf dem Substrat 17 ist der zu prüfende haftklebend ausgebildete flächige Körper 18 aufgebracht, hier ausgebildet als haftklebend aufgebrachtes transdermales therapeutisches Systems (TTS). Wie man sieht, befindet sich der flächige Körper 18, also der Testkörper, teilweise oberhalb der Gefäßöffnung und im Bereich der Rührbewegung, nämlich hier etwa mit 1/3 seiner Gesamtfläche, so dass bei dieser Prüfanordnung der Randbereich 19 des TTS besonders stark durch die über den Magnetrührstab aufgebrachte Verformung und Kraft belastet wird.
Bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung werden Belastungen durch das Eigengewicht des Magnetrührstabs oder durch die auf das Substrat wirkende Schwerkraft vermieden.
Eine mit dieser Anordnung und Prüfeinrichtung durchgeführte Prüfung der verbleibenden Klebhaftung ergab, dass nach 24h Betrieb der Prüfeinrichtung, in denen der hantelförmige Magnetrührstab mit 110 U/min rotierte, keine merkbare Ablösung im Randbereich 19 zu erkennen war.
Bezugszeichenliste

1: Prüfeinrichtung
2: Becherglas, oben geöffnet
3: hantelförmiger Magnetrührstab (Rührfisch)
4: endseitige Scheibe des Magnetrührstabs
5: endseitige Scheibe des Magnetrührstabs
6: mittlerer, stangenförmiger Bereich des Magnetrührstabs
7: Magnetrührer
8: Tisch des Magnetrührers
9: Grundplatte
10: Distanzplatte
11: Ausnehmung für das Becherglas
12: Gewindestange
13: Durchgangsbohrung
14: Unterlegscheibe
15: Flügelmutter
16: Ausstanzung
17: flächiges Substrat
18: haftklebend ausgebildeter flächiger Körper (TTS)
19: Randbereich des flächigen Körpers 18

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2017/0290779 A1 [0002]
DE 20005615 U1 [0008]
WO 9846980 A1 [0009]

Claims

Verfahren zur Prüfung der Haftung eines haftklebend ausgebildeten, flächigen Körpers (18) auf einem Substrat (17), vorzugsweise zur Beurteilung der Haftung eines mehrschichtig ausgebildeten transdermalen therapeutischen Systems, wobei zunächst der flächige Körper (18) haftklebend auf dem Substrat (17) appliziert wird, danach das Substrat befeuchtet und durch ein auf die dem haftklebend aufgebrachten Körper abgewandte Seite des Substrats einwirkendes Element (3) mit einer Kraft mechanisch belastet wird, wobei durch die Krafteinwirkung das Substrat (17) mindestens in Teilen des Klebebereichs des flächigen Körpers (18) wiederholend reversibel verformt wird und nach einer ein vorbestimmtes Belastungskollektiv umfassenden Zeitspanne die mechanische Belastung beendet und die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers (18) qualitativ und/oder quantitativ beurteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die das Substrat (17) wiederholend verformende Kraft durch einen von einem Magnetrührer (7) angetriebenen, in einem oben offenen Gefäß (2) beweglichen hantelförmigen Magnetrührstab (3) so aufgebracht wird, dass der Magnetrührstab unterhalb des Substrats unter Verformung desselben rotiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Substrat (17) Waschleder, Spaltleder, genarbte Kunstlederfolie, Kunsthaut, Tier- oder Menschenhaut verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Substrat (17) bis zur Sättigung oder zur Durchtränkung befeuchtet wird, vorzugsweise bis zur Sättigung mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) getränkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die das Substrat (17) wiederholend verformende Kraft als Druckkraft ausgebildet ist, welche eine im Klebereich wandernde oder rotierende Auslenkung des Substrats orthogonal zu seiner Oberfläche erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Substrat während der Krafteinwirkung unter Spannung gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Magnetrührstab (3) unterhalb des Substrats unter Verformung desselben mit einer Drehzahl von 100 bis 120 U/min und über eine Zeitspanne von 24h rotiert.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das den Magnetrührstab (3) aufnehmende Gefäß (2) mit einem Schmiermittel befüllt wird, vorzugsweise zwischen 50 und 75% seines Volumens mit vollentsalztem Wasser befüllt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers (18) qualitativ durch eine Sichtprüfung auf Ablöseerscheinungen beurteilt wird, wobei insbesondere die Klebhaftung an den Rändern (19) des flächigen Körpers (18) beurteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers (18) quantitativ durch eine Bestimmung der verbleibenden Klebflächen beurteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem mittels eines auf den flächigen Körper aufgelegten Gitternetzes, vorzugsweise eine transparenten Gitternetzfolie, das Verhältnis des noch klebenden Flächenanteiles zur Gesamtfläche des flächigen Körpers ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 zur Beurteilung der verbleibenden Klebhaftung eines transparenten flächigen Körpers (18), wobei der Anteil von opaken Flächenanteilen zu transparenten Flächenanteilen des flächigen Körpers ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die die verbleibende Klebhaftung des flächigen Körpers (18) quantitativ über eine Messung und einen Vergleich der Abzugskraft vom Substrat vor und nach der mechanischen Belastung beurteilt wird, vorzugsweise über einen Peel-Test.
Einrichtung (1) zur Prüfung der Haftung eines haftklebend ausgebildeten, flächigen Körpers (18) auf einem Substrat (17) nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, dass die Prüfeinrichtung folgende Merkmale aufweist: - ein nach oben offenes Gefäß, vorzugsweise ein zylindrisches Becherglas (2), - ein in dem Gefäß beweglich angeordnetes Element (3), welches über den Gefäßrand in seiner Höhe hinausragt, - einen eine Dreh- und/oder Rührbewegung des Elements im Gefäß bewirkenden Antrieb (7), - ein auf die Gefäßöffnung aufgelegtes flächiges Substrat (17), welches über die Fläche der Gefäßöffnung hinausragt, welches das die Dreh- und Rührbewegung bewirkende Element überdeckt und welches auf seiner Oberseite mit dem flächig und haftklebend ausgebildeten Körper (18) so versehen ist, dass letzterer sich mindestens teilweise oberhalb der Gefäßöffnung und im Bereich der Rührbewegung befindet, - eine an den über die Gefäßöffnung hinausragenden Substratflächen angreifende Spanneinrichtung (9, 10, 12, 14, 15) zur Fixierung des flächigen Substrats (17) in einer Weise, dass dessen Unterseite die Gefäßöffnung und das bewegliche Element (3) überspannt und/oder einspannt.
Prüfeinrichtung nach Anspruch 13, bei der das bewegliche und über den Gefäßrand hinausragendes Element (3) hantelförmig in Form einer endseitig mit Kugeln oder Scheiben (4, 5) verbundenen Stange (6) ausgebildet ist, wobei der Durchmesser der Kugeln oder Scheiben (4, 5) größer ist als die innere Randhöhe des Gefäßes (2).
Prüfeinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei der das bewegliche Element als magnetischer, vorzugsweise kunststoffummantelter Magnetrührstab (3) und der Antrieb als unterhalb des Gefäßes angeordneter Magnetrührer (7) ausgebildet sind.
Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der die Spanneinrichtung eine mit einer Aufnahme oder durchgehenden Ausnehmung (11) für das Gefäß (2) versehene Grundplatte (9) aufweist, wobei im Randbereich um die Aufnahme oder Ausnehmung (11) angeordnete Spann- oder Klemmeinrichtungen (12, 14, 15) vorgesehen sind, vorzugsweise mit Flügelmuttern (15) versehene Gewindestangen (12), mit denen das mit entsprechenden Ausstanzungen (16) für die Gewindestangen (12) versehen Substrat (17) aufgespannt werden kann.
Prüfeinrichtung nach Anspruch 16, bei der zwischen Substrat (17) und Grundplatte (9) ein oder mehrere je mit kongruenten Ausnehmungen und Durchgangsbohrungen (11, 13) für das Gefäß (2) und die Gewindestangen (12) versehene, vorzugsweise abmessungsgleiche Distanzplatten (10) vorgesehen sind, die gemeinsam mit dem Substrat (17) fixierbar sind.