DE1466853A1

DE1466853A1 - Vorrichtung zur UEbertragung einer biologischen Substanz in das Hautgewebe

Info

Publication number: DE1466853A1
Application number: DE1965K0056221
Authority: DE
Inventors: Harvey Kravitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-06-02
Filing date: 1965-05-26
Publication date: 1969-06-26
Also published as: US3351059A; NL6507011A; FR1436970A; IL23647A; GB1107410A; BE664696A; CH430039A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung einer biologischen Substanz in das Hautgewebe, wobei die Haut, beispielsweise wie beim Impfen, durchstochen wird unter Verwendung eines mit Spitzen oder Nadeln ausgestatteten Plättchens, das auf einer Unterlage angeordnet ist gemäß Patent Nr.... (AZ: K 44 093 IXd/30a, 10).

Mit mehreren Spitzen oder Nadeln versehene Impfvorrichtungen, die entweder über die Haut gezogen oder durch die Haut hindurchgestochen werden, sind bekannt. Derartige Vorrichtungen sind zur Verwendung einer flüssigen biologischen Substanz vorgesehen. Bei der Verwendung einer gewissen flüssigen biologischen

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Substanz, beispielsweise eines Impfstoffes gegen Pocken, ist jedoch zu beachten, daß die biologische flüssige Substanz nur eine verhältnismäßig begrenzte Lagerzeit von etwa 90 Tagen besitzt und nur dann, wenn sie kühl gelagert wird. Eine getrocknete oder lyophile Impfsubstanz gegen Pocken besitzt aber eine erheblich größere Lagerzeit von etwa 18 Monaten und braucht außerdem erst dann gekühlt zu werden, wenn sie durch ein flüssiges Verdünnungsmittel reaktiviert ist.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Impfvorrichtung zur Applikation einer Dosis, bei der die zu einer Gruppe zusammengefaßten Nadeln auf einer Platte angeordnet sind und die trockene biologische Substanz zwischen den Nadeln angeordnet ist, so daß die Applikation der biologischen Substanz gleichzeitig mit dem Durchstich der Nadeln durch die Haut erfolgt und wobei zur Reaktivierung der getrockneten biologischen Substanz nicht unbedingt die Erzeugung von Blut oder Gewebsflüssigkeit erforderlich ist.

Weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer mit mehreren Nadeln oder Spitzen versehenen Impfvorrichtung, wobei die Nadeln oder Spitzen dicht beieinanderstehen und die getrocknete biologische Substanz zwischen Nadel- oder Spitzenpaaren angeordnet ist, so daß sich eine wirksame Haftung und eine zweckmäßige Lage für die biologische Substanz für eine leiohte Reaktivierung bei der Applikation ergibt und wobei ein

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Impfprodukt erzeugt wird, das die Applikation einer im wesentlichen gleichmäßigen Dosis gewährleistet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die Aueführungsbeispiele zeigt, in der sich anschließenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform

einer Impfvorrichtung, bestehend aus einer Grundplatte und einem, mit einer Anzahl von Spitzen oder Nadeln ausgestatteten Plättchen , welches auf der Grundplatte angeordnet ist im vergrößerten Maßstab, Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 3 die Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung mit zwischen die Nadeln oder Spitzen gegebener flüssigen biologischen Substanz, beispielsweise eines Impfstoffes vor der lyophilen Trocknung der biologischen Substanz, Fig. 4 die Vorrichtung naoh Fig. 3 nach der

Trocknung der biologischen Substanz und ihre Lage zwischen Paaren von Spitzen oder Nadeln,

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Pig. 5 im vergrößerten Maßstab eine andere Ansicht einer Impfvorrichtung mit lyophil getrockneter biologischer Substanz,

Pig. 6 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Pig. 5,

Pig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Pig. 5 und

Pig. θ eine Seitenansicht einer luftdicht verpackten Impfvorrichtung mit zwischen den Spitzen derselben angeordneter trockener biologischer Substanz.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in erster Linie zur Durchführung von Pockenimpfungen bestimmt, läßt sich aber auch ohne weiteres und in derselben Art und Weise, wie weiter unten beschrieben, zur Durchführung des Tuberkulintestes und anderer Vorgänge benutzen, bei denen eine biologische Substanz den durchstochenen Stellen der Haut zugeführt werden eoll und wobei die Vorrichtung nur einmal verwendet und danach weggeworfen wird und wobei die Vorrichtung mit einer Substanz versehen ist, die eine lange Lagerzeit vor der Verwendung durchstehen kann und keine umständlichen oder unwirtschaftlichen Lagerbedingungen verlangt.

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In den Zeichnungen zeigen die Fig. 1 und 2 eine Grundform der Vorrichtung 18 zur Herbeiführung von Durchstichen. Die Vorrichtung 18 umfaßt eine flache, im wesentlichen quadratische Grundplatte 20, die dünn, aber verhältnismäßig fest ist und ein auf der Grundplatte hervorragendes, mittleres Plättchen 22 und neun dicht beieinanderatehende, pyramidenförmige Nadeln 24, deren gegenüberliegende Seitenflächen einen Winkel von ungefähr 12° einschließen. Die Nadeln 24 sind in drei geraden Reihen mit je drei Nadeln angeordnet. Das Plättchen 22 ist quadratisch und besitzt eine Kantenlänge in der Größenordnung von 0,3 cm. Die Spitzen der Nadeln 24 befinden sich etwa 0,3 cm oberhalb der Grundplatte 20 und die Dicke des Plättchens 22 macht etwa ein Viertel dieses Abstandes aus. Das Plättchen 22 dient zur Verhinderung des Verschmierens der biologischen Substanz. Der Randteil 21 der Grundplatte ist im wesentlichen gleichmäßig breit und umgibt das Plättchen 22 vollständig. Die Breite des Randteiles 21 hat im wesentlichen dieselbe Abmessung, wie die Kante des Plättchens 22 lang ist, so daß die Fläche der Grundplatte 20 etwa neun mal der Fläche des Plättchens 22 entspricht. Die Zusammenfassung der neun Nadeln 24 innerhalb des begrenzten Quadrates von einer Kantenlänge von nicht mehr als 0,3 cm, ergibt eine beträchtliche Oberfläche, sowohl auf den Seiten der pyramidenförmigen Nadeln 24 als auch auf der Oberfläche des Plättchens 22, auf der sich

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die Nadeln 24 erheben, so daß beispielsweise der Teil eines Tropfens eines Impfstoffes zwischen die Nadeln 24 gebracht wird, die Oberflächenspannung zwischen dem Impfstoff und der diese berührenden Oberfläche der Nadeln 24 und des Plättchens 22 so groß ist, daß die Vorrichtung 18 sogar umgedreht werden kann, ohne daß der Impfstoff von· den Nadeln herunterläuft. Diese Ausgestaltung und Anordnung ist in dem Hauptpatent ITr. ..... (AZ: K 44 093 IXd/30a, 10) ausführlich beschrieben.

Die vorliegende Erfindung macht von den oben beschriebenen Eigenschaften der Haftung einer Impfsubstanz zwischen einer Mehrzahl von Nadeln bei der Schaffung einer Impfvorrichtung zur Applizierung einer stabilen Dosis Gebrauch. Jedes Paar benachbart stehender Nadeln 24 bildet zwischen sich eine Vertiefung oder ein Näpfchen 26. Die Anwesenheit zweier, dicht beieinanderstehender Nadeln 24 ergibt eine Struktur, die im wesentlichen der Art als dem Grade nach einen Kapillareffekt erzeugt oder einen '.Viderstand gegen die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit, verglichen mit der Fähigkeit einer einzigen Nadel, den Effekt der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit unterstützt. Somit läßt sich Jedes Näpfchen 26, welches durch ein Nadelpaar 24 gebildet v/ird, leicht füllen oder sein Zwischenraum vollständig überbrücken durch eine Dosis einer flüssigen Impfsubstanz V. Wird die flüssige Impfsubstanz V, ge-

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trocknet oder lyophil getrocknet, so bleibt der Trocknungsrest des Trockenprozesses in dem Näpfchen 26 zurück und zeigt überraschenderweise eine erheblich größere Haftfähigkeit an den Oberflächen der Nadeln 24 und der Oberfläche des Plättchens 22 als wenn der trockene Impfstoff unter Druck in ein Näpfchen 26 hineingedrückt worden wäre. Wenn die mehrere Nadeln umfassende Vorrichtung einmal mit einem Rest einer vorbestimmten ^nge eines flüssigen Impfstoffes zwischen den Nadeln 24 beladen worden ist, dann gibt die Zugabe destillierten Wassers oder eines anderen Verdünnungsmittels in einer Menge, die durch die Oberflächenspannung zwischen den Nadeln gerade festgehalten wird, die gleiche Flüssigkeitsmenge, die durch den Trockenprozeß abgetrieben worden ist, und mithin ist der trockene Impfstoff in der Lage, sich zu rekonstruieren in der gleichen Dosis und Konzentration, wie er ursprünglich als flüssiger Impfstoff bei der Beladung der Nadeln vor dem Trocknungsprozeß vorgelegen hat.

Unter Berücksichtigung der obigen Prinzipien wurden Vorrichtungen mit einer Anzahl von Nadeln der oben beschriebenen Art mit einem Pockenimpfstoff aus einer Pipette bei nach oben gerichteten Nadeln betropft. Nach dem lyophilen Trocknen, wie im nachfolgenden beschrieben, verblieb ein Satz trockenen Materials V (trock.), das in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Nadeln 24 und dem Plättchen 22, ähnlich wie in Pig.

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dargestellt, haftete. Nach der Rekonstituierung mit einem Teil eines Tropfens sterilen destillierten Wassers als Verdünnungsmittel in einer Menge, die durch Oberflächenspannung, wie in Pig. 3 dargestellt, zwischen den Nadeln festgehalten wird, können erfolgreich Impfungen dadurch vorgenommen werden, daß die Nadeln 24 mit dem Impfstoff gegen eine bestimmte Hautfläche des Impflings gepreßt werden. Die auf diese Weise erhaltenen Ergebnisse mit diesen Vorrichtungen sind in ihrer Art, in ihrer Wirkung, ihrer Reaktion und in ihren anderen meßbaren oder beobachtbaren Indizien jenen identisch, die mit einem flüssigen Impfstoff erhalten werden. Es wurden keine schädlichen Effekte beobachtet. Die konstruierten und geprüften Vorrichtungen waren wirksam und nicht schädlich.

Die Beladung der Nadeln 24 kann entweder dadurch erfolgen, daß man bei nach oben weisenden Spitzen flüssigen Impfstoff drauftropft oder indem man die nach unten weisenden Nadeln in ein Bad eines Impfstoffes eintaucht und sie in dieser Stellung solange hält, bis die Kapillarwirkung und Oberflächenspannung vollständig wirksam geworden ist, den flüssigen Impfstoff zwischen den Nadeln zu halten. Letzteres Verfahren hat sich als durchführbar erwiesen, da die Kapillarität benachbarter Nadelpaare 24 und die Oberflächenspannung des Impfstoffes V ein Pullen der Näpfchen 26, wie in Pig. 3 dargestellt, bewirkt.

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Nachdem die Nadeln mit dem flüssigen Impfstoff V beladen worden sind, wird die Vorrichtung einem lyophilen Trocknungsprozeß in einer gekühlten Kammer, die anfänglich auf einer Temperatur zwischen -40° bis -50⁰C gehalten wird, bei Atmosphärendruck unterworfen. Bine Trockenperiode von 24 Stunden ist unter diesen Bedingungen ausreichend, um ein vollständiges Gefrieren zu gestatten. Daraufhin wird die Kammer evakuiert und der Impfstoff aus dem gefrorenen Zustand im Vakuum getrocknet. Die Temperatur der Kammer wird dabei nach und nach auf O⁰C vermittels einer Infrarotheizquelle zur Vervollständigung des Trookenprozesses gesteigert. Anschließend wird die Kammer mit sterilem, trockenem Stickstoff durchgespült. Der Gehalt an Restfeuchtigkeit in dem getrockneten Impfstoff soll vorzugsweise geringer als 1 i» sein. Fig. 4 zeigt das Auesehen einer Impfvorrichtung ait einer Anzahl von Nadeln mit getrocknetem Impfstoff V (troek.), die nach diesem Verfahren hergestellt wurde.

Nach dem Trocknen wird die Vorrichtung vorzugsweise unter aseptischen Bedingungen in Gegenwart trockenen Stickstoffgases verpackt, um zu verhindern, daß der trockene Impfstoff Feuchtigkeit absorbiert. Die Vorrichtung wird z. B. in einer durch Wärme oder Ultraschall versiegelten transparenten Hüll· B aus Zellophan oder einem Kunststoffil«, beispielsweise aus Polyäthylen oder Teflon, die trockenes Stickstoffgas enthält, ver-

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packt. Diese Art der Verpackung gewährleistet eine Stabilität des trockenen Impfstoffes für eine lange Zeit.

Die in Pig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung ist vorzugsweise mit einer Handhabe, beispielsweise einem Handgriff, einem Schaft oder einem Stab 28 versehen, der mit der Rückseite der Grundplatte 20 verbunden ist oder mit dieser aus einem Stück besteht. Im Querschnitt ist die Handhabe 28 rund oder von der gleichen Gestalt wie die Grundplatte 20, vorausgesetzt, sie ergibt eine günstige Handhabe für den Benutzer. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Handhabe ist ein Daumenring, der in den Fig. 5 bis 7 an der Grundplatte dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 bis 7 handelt es eich um eine Impfvorrichtung und eine mit dieser versehenen Handhabe, die aus Kunststoff hergestellt sind. Die Handhabe besteht aus einem kegelstumpfförmigen geschlitzten Ring 40 zur Befestigung am Daumen. Die abgeflachte innere Oberfläche 42 dient zur Erzeugung eines Druok·· mit dem Daumenballen. Die Oberfläche 42 ist die Rückseite der Grundplatte 44, die das Plättchen 46 mit darauf angeordneten neun Durchetichnadeln 48 trägt. Die Nadeln 48 in Fig. 5 bis 7 stehen dichter zusammen auf dem Plättchen 46 als in Fig. 1 bis 4, wobei die ladeIn 48 innerhalb des Uafangsrandee des Plattchens 46 liegen.

Die Länge der Nadeln 24 und 48 beträgt etwa 0,21 cm. Der bevorzugte Längenbereich ist die oben angegebene Länge plue

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oder minus einiger (2 b,is 5) Hundertstel cm. Der Abstand der Spitzen zweier Nadeln 24 in Pig. 1 bis 5 beträgt ungefähr 0,12 cm, während der Abstand der Spitzen eines Nadelpaares 48 in Pig. 5 bis 7 ungefähr 0,08 cm beträgt. Der maximale Abstandsbereich der Spitzen eines Nadelpaares zur Erzielung des gewünschten Kapillareffettes beträgt ungefähr 0,12 cm und einige Hundertstel cm, während theoretisch keine minimale Grenze für den Abstand der Spitzen besteht, mit Ausnahme jenes Abstandes, der eine praktische Durchführbarkeit für die Größe der Näpfchen 26, die eine entsprechende Menge Impfstoff oder einer anderen biologischen Substanz aufnehmen soll. Bei der Verwendung der Vorrichtung wird nur eine Impfstoffdosis oder eine Dosis einer biologischen Substanz zur Rekonstituierung benötigt, damit ein vollständiges Instrument für den gewünschten Zweck entsteht.

Obgleich die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Verwendung von neun Nadeln zeigen, können mit dem gleichguten Ergebnis mehr oder weniger Nadeln verwandt werden, obgleich die theoretischen Überlegungen, die oben wiedergegeben sind, für die praktische Durchführung wenigstens zwei Nadeln verlangen, die ein Näpfchen zwischen sich bilden, das sich richtig und gleichmäßig füllen läßt. Die Beladung der Nadeln ist bei der Verwendung von Impfstoff erheblich wirtschaftlicher als bei früheren Verfahren. Z. B. beträgt die

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einfache Dosis eines flüssigen Impfstoffes in einem zerbrechbaren Glasrohr ungefähr 0,03 bis 0,05 ml Impfstoff. Von diesem Impfstoff wird nur 0,01 ml zur Beladung der neun Nadeln der Vorrichtung gemäß Pig. 1 bis 4 benutzt und noch weniger wird für die Vorrichtung gemäß Pig. 5 bis 7 benötigt. Wenn weniger Spitzen verwandt würden, könnte eine weitere Verringerung des Volumens des flüssigen Impfstoffes zur Beladung der Nadeln vorgenommen werden. In den beschriebenen Vorrichtungen sind neun Nadeln verwandt, weil mit dieser Anzahl von Nadeln nur ein einmaliger Druck auf die Vorrichtung erforderlich ist, um ein im wesentlichen 100 #iges Impfen bei Kleinkindern und Kindern zu erzielen. Palis mehr Drücke, Einstiche oder Kratzer vorgenommen werden sollen, kann die Anzahl der Einstichspitzen verringert werden.

Die Nadeln können aus irgendeinem Material hergestellt werden einschließlich Kunststoffen und Metallen. Vorzugsweise sind ei« aus einem epritigeformten Kunststoff hergestellt, ob gleich Stahlnadeln «loh ebenfalls verwenden lateen.

Obgleich die hier beschriebenen Vorrichtungen sur Durchführung von Impfungen gegen Pocken beschrieben worden sind, ist es für einen Yaahaann ohne weiteres naheliegend, die Vorrichtung und ihr Verfahren auch in erfolgreicher Weise auf andere· Gesiete und bei anderen Impfungen eingusstsen, beispielsweise beim fuserkulintest, bei der Verwendung von BCG und sei der Durchführung von Virusimpfungen.

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Ansprüche

Vorrichtung zur Übertragung einer biologischen Substanz in das Hautgewebe, wobei die Haut, beispielsweise wie beim Impfen, durchstochen wird unter Verwendung eines mit Spitzen oder Nadeln ausgestatteten Plättohens, das auf einer Unterlage angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Gruppe zusammengefaßten Nadeln (24, 48) auf einer Platte (22, 46) angeordnet sind, wobei zwischen die Nadeln eine lyophil getrocknete biologische Substanz V (trock.) gebracht ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene biologische Substanz durch Gefriertrocknung einer durch Oberflächenspannung und Kapillarwirkung zwischen den Nadeln gehaltenen flüssigen Dosis einer biologischen Substanz erhalten ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit dem lyophil getrockneten Rückstand V (trock.) der biologischen Substanz zwischen den Nadeln (48, 24) in einer mit trockenem Stickstoffgas angefüllten Hülle (B) gasdicht verpackt ist.

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4· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der das Plättchen (22, 46) mit den Nadeln (24, 48) tragenden Grundplatte eine Handhabe (28, 40) befestigt ist.

5β Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Nadeln in der Größenordnung von 0,21 cm und der maximale Nadelspitzenabstand in der Größenordnung von 0,12 cm liegt.

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