DE2644267A1 - Vorrichtung zur abgabe einer fluessigkeit durch osmose - Google Patents

Vorrichtung zur abgabe einer fluessigkeit durch osmose

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DE2644267A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002—Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • A61K9/0004—Osmotic delivery systems; Sustained release driven by osmosis, thermal energy or gas

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung der
ALZA CORPORATION
950 Page Mill Road, Palo Alto, California 94304, USA
betreffend
Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit durch Osmose
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit durch Osmose, die sehr klein gemacht und als Implantat zur Verabreichung von flüssigen Arzneimitteln an den tierischen und menschlichen Körper verwendet werden kann. Die Vorrichtung umfaßt einen flexiblen inneren Sack (bzw. Blase), der geeignet ist, das Arzneimittel aufzunehmen, einen gegenüber der Flüssigkeit dichten Stopfen in der Öffnung des Sackes, eine Öffnung bzw. Bohrung in dem Stopfen durch die das Mittel in den Sack eingebracht werden kann, eine Zwischenschicht aus einem osmotisch wirksamen löslichen bzw. gelösten Stoff, die teilweise das Äußere des Sackes bedeckt, sodaß ein Streifen der Außenseite des Sackes in der Nähe des Endes mit dem Stopfen ^vbn der Schicht bedeckt ist, eine äußere die Form erhaltende semipermeable Membran, die die Schicht aus dem gelösten Stoff bedeckt und eine gegenüber der Flüssigkeit dichte Ab- · dichtung an dem freien Streifen ergibt und ein Röhrchen, das
bündig abschließend durch die Öffnung in dem Stopfen hindurchgeht und sich im wesentlichen nach dem Inneren des Sackes erstreckt, nachdem das Arzneimittel in den Sack eingebracht worden ist und das eine Austrittsöffnung bildet durch die das Arzneimittel abgegeben werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine Verbesserung der in der DT-OS 2 201 533 beschriebenen Vorrichtung zur Abgabe eines Wirkstoffs durch Osmose dar. Die dort als "Minipumpe" bezeichnete Vorrichtung kommt hierfür besonders infrage. Die Minipumpe ist eine durch Osmose wirkende Abgabevorrichtung, deren Größe sie besonders geeignet macht als therapeutisches System zur Verabreichung von Arzneimitteln an Tiere und Menschen. Ihre Hauptbestandteile sind der innere flexible Sack, der das Arzneimittel festhält, eine Zwischenschicht aus einem osmotisch wirksamen löslichen Stoff, wie einem anorganischen Salz, das den Sack umhüllt, und eine äußere die Form erhaltende Membran, die für Wasser durchlässig ist und sowohl die Schicht aus dem osmotisch wirksamen Stoff als auch den Sack umgibt und eine Öffnung zum Füllen und Leeren, die mit dem Inneren des Sackes in Verbindung steht.
Bei der Anwendung wird der Sack über die Füll-Austrag-Öffnung gefüllt und in eine wäßrige Umgebung, wie eine Körperhöhlung, oder in Körpergewebe eingebracht. Durch den osmotisch wirksamen Stoff wird über die Membran Wasser aus der Umgebung durch Osmose in den Raum zwischen dem inneren flexiblen Sack und der Membran eingesaugt. Da der Sack flexibel und die Membran starr ist, drückt das eingesaugte Wasser den Sack zusammen und treibt dadurch das Arzneimittel über die Füll- und Auslaßöffnung nach außen.
Derartige Minipumpen wirken sehr gut, können jedoch noch weiter verbessert werden. Zwei Nachteile dieser Vorrichtungen bestehen darin, daß sie 1. dazu neigen, Arzneimittel als Masse 'durch die Füll- und Austrittsöffnung ungewollt abzugeben, besonders wenn die Vorrichtung in eine Umgebung eingebracht wird, in der eine deutliche Bewegung auftritt und 2. Luftblasen, die während des Füllens in den Sack gekommen sein können, dazu neigen, die Füll- und Auslaßöffnung vollständig oder teilweise zu verstopfen. Der erste Wachteil kann die Konstanz der Dosierung nachteilig beeinflussen und zu einer Überdosierung führen. Der zweite Nachteil kann zeit- *) (in bulk)
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weise die Abgabe unterbrechen und dazu führen, daß die Dosierung fehlerhaft oder nicht voraussagbar wirdo Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diese beiden Nachteile zu eliminieren oder zu verringern.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit durch Osmose, umfassend einen länglichen flexiblen inneren Sack, der an einem Ende geschlossen und am anderen offen ist und eine Flüssigkeit enthalten kann, einen flüssigkeitsdichten Stopfen in dem offenen Ende des Sackes, eine Öffnung in dem Stopfen, die einen Durchgang von dem Inneren des Sackes nach dem Äußeren der Vorrichtung ermöglicht durch die die Flüssigkeit in den Sack eingebracht werden kann, eine Zwischenschicht aus einem osmotisch wirksamen löslichen Stoff, die das äußere des Sackes bedeckt und eine, äußere . die Form erhaltende, semipermeable. Membran, die die Zwischenschicht aus dem osmotisch wirksamen löslichen Mittel bedeckt und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das osmotisch wirksame lösliche Mittel die Außenseite des Sackes nur teilweise bedeckt, sodaß ein Streifen der Außenseite des Sackes in der Nähe des offenen Endes nicht von der Schicht bedeckt wird, daß die Membran eine flüssigkeitsdichte Abdichtung der Außenseite des Sackes an diesem Streifen bildet und daß die Vorrichtung eines Leitung bzw. ein Röhrchen umfaßt, das· dicht durch die Öffnung des Sackes hindurchgeht und sich in das Innere des Sackes erstreckt, nachdem die Flüssigkeit eingebracht worden ist, und eine Austrittsöffnung bildet durch die die Flüssigkeit unter Druck aus dem Sack abgegeben wird.
Bei den beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 eine auseinander gezogene teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen'
Vorrichtung,
Fig. 2 ein vergrößerter Schnitt durch die Vorrichtung der
Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte teilweise aufgeschnittene Ansicht einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht auf das obere Ende des den Durchfluß modifizierenden Teiles (flow moderator) der Vorrichtung entsprechend Fig. 1.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit durch Osmose, die allgemein als 11 bezeichnet ist. Die Hauptbestandteile der Vorrichtung 11 sind eine äußere die Form erhaltende semipermeable Membran 12, eine Zwischenschicht 13 aus einem osmotisch wirksamenlöslichen Stoff, ein innerer flexibler Sack 14, ein Stopfen 15 und ein den Durchfluß steuernder Teil, der allgemein als 16 bezeichnet wird.
Der Sack 14 ist so ausgebildet, daß er ein flüssiges Mittel enthalten kann, wie einen Wirkstoff 17 (Fig. 2) in flüssiger Form. Der Ausdruck "Wirkstoff", wie er hier gebraucht wird, bedeutet irgendeine Verbindung oder ein Gemisch von Verbindungen, das abgegeben werden kann, um eine vorbestimmte vorteilhafte Wirkung zu erzielen. Wirkstoffe umfassen Pesticide, Germicide, Biocide, Algicide, Rodenticide, Fungicide, Insekticide, Antioxidantien, Mittel zur Beschleunigung oder Hemmung des Wachstums, Konservierungsmittel, oberflächenaktive Mittel, Desinfektionsmittel, Sterilisationsmittel, Katalysatoren, chemische Reagentien, Fermentationsmittel, Kosmetika, Nahrungsmittel, Nährstoffe, Nahrungsmittelzusätze, Arzneimittel, Vitamine, Sexualsterilisantien, die Fruchtbarkeit hemmende oder fördernde Mittel,. Luftreinigungsmittel, Mittel zur Abschwächung von Mikroorganismen und andere Bestandteile, die in der Umgebung einschließlich bei Menschen und Tieren eine vorteilhafte Wirkung ausüben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wirkstoff ein Arzneimittel, das eine lokale oder systemische physiologische oder pharmakologische Wirkung ausübt, wenn es an Tiere oder Menschen verabreicht wird.
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Um als Behälter für die Flüssigkeit geeignet zu sein, sollte der Sack im wesentlichen für das Mittel undurchlässig und mit dem Mittel verträglich sein. Unter "verträglich" ist zu verstehen, daß der Sack nicht der Korrosion unterliegt, gelöst oder auf andere Weise nachteilig von dem Mittel angegriffen wird«, Außerdem sollte, wenn das Mittel ein Arzneimittel oder ähnliches ist, dieses Mittel nicht durch den Sack verunreinigt werden, z.B. durch Extraktion oder Auslaugen von Substanzen, die den Sack bilden. Der Sack 14 kann aus elastomeren Mitteln hergestellt werden, die zu dünnen Folien verarbeitet werden können. Die elastischen Eigenschaften des Mittels aus dem der Sack besteht und die Dicke der V/and des Sackes sollten so gewählt werden, daß der Sack leicht nach innen eingedrückt werden bzw. zusammenfallen kann, wenn eine Kraft auf das Äußere des Sackes einwirkt.
Der Sack 14 ist im allgemeinen länglich und zylindrisch und am Ende 18 geschlossen und an dem gegenüberliegenden Ende 19 offen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Sack 14 teilweise durch die Schicht 13 aus einem osmotisch wirksamen löslichen Mittel umhüllt, sodaß ein Streifen 22 der Außenseite des Sackes 14 nahe an dem offenen Ende 19 nicht von der Schicht 13 bedeckt ist. Der Zweck der Schicht 13 besteht darin, Wasser über die Membran 12 in den Raum zwischen dem Äußeren des Sackes 14 und der inneren Oberfläche der Membran 12 einzusaugen, d.h. in den Raum, der von der Schicht 13 ausgefüllt ist. Osmotisch wirksame gelöste Mittel, die zur Herstellung der Schicht 13 angewandt werden können, sind in der DT-OS 2 201 533 angegeben.
Die Schicht 13 ist wiederum umgeben von der äußeren Membran 12. Die Membran 12 bedeckt auch den Streifen 22 und bildet eine flüssigkeitsdichte Abdichtung für diesen Streifen. Mindestens ein Teil der Membran 12 ist für Wasser durchlässig. Vorzugsweise ist die gesamte Membran 12 wasserdurchlässig. Die Membran 12 ist für das osmotisch wirksame lösliche Mittel undurchlässig. Die Membran 12 ist auch formerhaltend, d.h. sie ist ausreichend starr, daß sie durch den
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hydrostatischen Druck, der in dem Zwischenraum zwischen ihrer inneren Oberfläche und der Außenseite des Sackes 14' von eier
/£CGt)ilcl.G"fc wird Schicht 13 eingesaugte Wasser' nicht verformt wird. Die Dicke und Zusammensetzung der Membran 12 beeinflussen die Geschwindigkeit mit der V/asser von der Schicht 13 durch die Membran eingesaugt wird.
Der Stopfen 15 paßt in das offene Ende 19 des Sackes 14. Der Stopfen 15 ist im allgemeinen zylindrisch und ungefähr so lang wie der Streifen 22. Das Äußere des Stopfens 15 bildet eine flüssigkeitsdichte Abdichtung mit dem Teil der Innenseite des Sackes 14, mit dem es in Berührung steht. Der Stopfen 15 besitzt eine axiale zentrische Bohrung 23, die sich durch den gesamten Stopfen erstreckt. Die Bohrung 23 ergibt einen Zugang zu dem Inneren des Sackes 14, um den Sack 14 mit dem Mittel 17 zu füllen. Die Bohrung 23 ist so ausgebildet, daß sie auch den Teil zur Regelung des Durchflusses (flow moderator) 16 aufnehmen kann. Der Stopfen 15 kann aus den gleichen Materialien hergestellt werden, wie sie zur Herstellung des flexiblen Sackes 14 angewandt werden. Die Dimensionen des Stopfens 15 sollten jedoch so gewählt werden, daß er im wesentlichen nicht flexibel ist.
Der den Durchfluß regelnde Teil 16
stellt den Durchgang von dem Inneren des Sackes 14 zu dem Äußeren der Vorrichtung 11 her,durch den das Mittel 17 aus der Vorrichtung 12 abgegeben wird. Der Teil zur Regelung des Durchflusses 16 umfaßt eine Leitung in Form eines starren zylindrischen Röhrchens 24 und einen Kopf oder eine Kappe 25. Das Röhrchen 24 und die Kappe 25 können aus geeigneten Kunststoffen oder Metallen hergestellt werden. Der äußere Durchmesser des Röhrchens 24 ist ungefähr gleich wie der Durchmesser der Bohrung 23, sodaß das Röhrchen 24 durch die Bohrung 23 in den Sack 14 eingeführt werden kann, wobei das Röhrchen 24 bündig in der Bohrung 23 sitzt und dadurch eine im wesentlichen flüssigkeitsdichte Abdichtung mit dem Stopfen 15 bildet. Die Länge des Röhrchens 24 wird so gewählt, daß
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•5.
es sieb, zumindest zu ungefähr 50 % der Längsrichtung des Inneren des Sackes 14 in diesen erstreckt, d.h. zumindest 50 % des Abstandes von der inneren Seite des Endes 18 bis zu dem inneren Ende des Stopfens 15. Vorzugsweise erstreckt sich das Röhrchen 24 im wesentlichen über die gesamte Länge des Sackes 14, jedoch nicht ganz bis ans Ende (etwa 85 bis 95 % der Längsrichtung). Der innere Durchmesser des Röhrchens 24 steht in Beziehung zu der Länge des Röhrchens 24, sodaß im wesentlichen kein Diffusionsstrom des Mittels 17 durch das Röhrchen 24 auftritt. Das Röhrchen 24 ist eine Kapillare, die dem Durchfluß des Mittels
/vorzeitiges 17 einen Widerstand entgegensetzt, wodurch ein'Austreten des Mittels 17 (bulk loss) durch die Austrittsöffnung der Vorrichtung 11 im wesentlichen vermieden wird. Obwohl es in den Zeichnungen nicht angegeben ist, kann sich das Röhrchen 24 auch noch ein Stück nach außen von dem Kopf 25 weg erstrecken, um eine Stelle zur Befestigung eines Katheters oder einer anderen Vorrichtung zu ergeben. Der Kopf 25 ist halbkugelförmig und besitzt einen Durchmesser, der ungefähr dem äußeren Durchmesser der Vorrichtung 11 entspricht. Er besitzt ebenfalls eine (diametrical) Bohrung 25 zur Aufnahme des Röhrchens 24. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, paßt das flache Ende des Kopfes 25 auf die Oberseite des Stopfens 15 und den Rand des Sackes 14. Dadurch bildet die kugelförmige Oberfläche des Kopfes 25 eine glatte stumpfe Oberfläche, die im allgemeinen mit der Außenseite der Anordnung aus Sack, löslicher Schicht und Membran fluchtet. Diese Stumpfheit und Fluchtung sind wichtig, wenn die Vorrichtung als Implantat zur Verabreichung von Arzneimitteln an Tiere oder Menschen angewandt werden soll. In Fig.4 ist ein Kopf 25 gezeigt, der 3 radiale in gleichem Abstand befindliche Rillen 27 auf der Kugelfläche besitzt, die sich bei der Bohrung 26 treffen. Das äußere Ende des Röhrchens 24 befindet sich in einem gewissen Abstand von der Kugelfläche des Kopfes 25 (Fig. 2) und dadurch dienen die Rillen 27 als Kanäle für das Mittel 17, das aus dem äußeren Ende des Röhrchens 24 austritt.
Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur osmotischen Wirkstoff abgabe, die allgemein als 28 bezeichnet wird und die
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im wesentlichen mit der Vorrichtung 11 identisch ist, mit der einzigen Ausnahme, daß die äußere Membran 12 das obere linde des Sackes 14 und das obere Ende des Stopfen 15 sowie die gewölbten Oberflächen der Schicht 13 und des Randes 22 umgibt. Wie unten näher erläutert, wird dieser Unterschied verursacht durch unterschiedliche Verfahren durch die die Membran 12 auf die Vorrichtung 11 bzw, 28 aufgebracht wird. Wie die Vorrichtung 11 besteht auch die Vorrichtung 28 aus einer äußeren die Form erhaltenden semipermeablen Membran 12, einer Zwischenschicht 13 aus einem osmotisch wirksamen löslichen Stoff, einem inneren flexiblen Sack 14, der geeignet ist, eine Flüssigkeit 17 aufzunehmen, einem Stopfen 15 und einem Teil zur Modifizierung des Durchflusses 16. Diese Bestandteile sind in der Struktur, Zusammensetzung und Beziehung zueinander identisch mit den mit gleichen Ziffern bezeichneten Teilen der Vorrichtung 11, mit Ausnahme des oben erwähnten einzigen Unterschiedes.
Die Bestandteile der Vorrichtung 11 können folgendermaßen hergestellt und zusammengesetzt werden. Der Sack 14 kann durch Spritzgußverfahren (injection molding) aus geeigneten Polymermassen nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Der Sack 14 wird dann auf einen Halter, wie einen Zapfen, gegeben und eine Suspension des osmotisch wirksamen gelösten Stoffes in einem geeigneten Suspensionsmedium hergestellt. Der Sack wird dann mit dem Halter wiederholte Male bis zu der gewünschten Tiefe in die Suspension eingetaucht und zwischendurch getrocknet bis eine Schicht 13 der gewünschten Dicke entstanden ist. Eine Lösung aus dem Membranmaterial wird dann hergestellt und der mit dem löslichen Stoff überzogenen Sack 14 zusammen mit dem Halter wiederholte Male bis zu einer Tiefe unmittelbar über dem oberen Ende des Sackes 14 in die Lösung getaucht und zwischendurch jeweils getrocknet bis eine Membran 12 der gewünschten Dicke entstanden ist. Der Zapfen wird dann entfernt und der Stopfen 15, eier durch Spritzguß nach bekannten Verfahren hergestellt worden ist, wird in das obere Ende des Sackes 14 eingeklebt. Der Kopf 25 kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden (bei Metall z.B. durch Drehen und bei synthetischen Polymeren durch Spritzguß). Das Ende des Röhrchens 24
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kann in der Bohrung 26 durch Einpressen, Einkleben oder andere bekannte Verfahren befestigt werden.
Die Vorrichtung 28 kann folgendermaßen zusammengesetzt werden. Ein mit dem löslichen Stoff überzogener Sack 14 wird wie bei der Vorrichtung 11 hergestellt. Der Stopfen 15 wird dann in das obere Ende des Sackes 14 wie bei der Vorrichtung 11 eingesetzt. Die Membran 12 der Vorrichtung 28 wird dann auf den mit der löslichen Schicht überzogenen mit dem Stopfen 14 versehenen Sack durch Aufsprühen einer Lösung oder Suspension (air suspension-solution coating techniques) in einer Wurster-Überzugsvorrichtung aufgebracht. Eine derartige Vorrichtung und die Verfahren sind bekannt. Durch dieses Aufbringen der Membran 12 wird die gesamte Anordnung Sack löslicher Stoff - Stopfen umhüllt. Folglich muß durch die Membran 12 zu der Bohrung 23 des Stopfens 15 eine Öffnung hergestellt werden. Das kann durch Aufbohren, Aufstanzen oder ähnliche Verfahren erreicht werden.
Die Vorrichtungen 11 und 28 können über die Bohrung 23 des Stopfens 15 mit der Flüssigkeit 17 gefüllt werden. Zum Beispiel kann die Nadel einer mit der Flüssigkeit gefüllten Spritze durch die Bohrung 23 eingeführt und der Inhalt der Spritze in den Sack 14 entleert werden. Um sicherzustellen, daß eine vorher bestimmte Pumpgeschwindigkeit für die Flüssigkeit erreicht wird, ist es günstig, den Sack 14 vollständig mit der Flüssigkeit 17 zu füllen. Nachdem der Sack gefüllt ist, v/ird das Röhrchen 24 des Teils zur Steuerung des Durchflusses 16 durch die Bohrung 23 eingeführt und in die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Stellung gebracht. Wie oben beschrieben dient das Röhrchen 24 als Kapillare und verhindert einen Verlust der Flüssigkeit 17 aus der Vorrichtung, auch wenn sie einer starken Bewegung ausgesetzt wird oder umgekippt wird.
Die Vorrichtungen 11 und 28 wirken auf folgende Weise: Wenn sie in die wäßrige Umgebung wie in eine Körperhöhlung oder in Körpergewebe eingebracht werden, wird Wasser von
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der Schicht 13 durch die Membran 12 mit einer Geschwindigkeit eingesaugt, die durch die osmotische Aktivität des osmotisch wirksamen löslichen Stoffes und den osmotischen Reflextionskoeffizienten die Zusammensetzung, Dicke und den Bereich der Membran 12 bestimmt wird,, Das eingesaugte Wasser führt zu einer Zunahme des Volumens in dem Raum zwischen der inneren Oberfläche der Membran 12 und der Außenseite des Sackes 14 (dem Raum, der ursprünglich durch die Schicht 13 ausgefüllt ist)ο Da die Membran 12 formerhaltend ist, übt das eingesaugte Wasser einen hydraulischen Druck auf die Außenseite des Sackes 14 aus und führt dazu, daß der Sack 14 nach innen gedrückt wird. Dieses Zusammendrücken führt dazu, daß die Flüssigkeit 17 durch das Röhrchen 24 aus der Vorrichtung herausgepreßt wird. Etwaige Luftblasen, die während des Füllens in den Sack 14 gekommen sein können, befinden sich im allgemeinen in der Nähe der Innenseite des Stopfens 15 oder an der Innenseite des Sackes 14, je nach der Stellung der Vorrichtung. Daher blockieren diese Blasen nicht die Eingangsöffnung des Rohres 24 u:ad stören den Fluß der Flüssigkeit 17 durch das Röhrchen 24 nicht.
Wie oben gesagt, kann die Flüssigkeit 17 ein wirksames Mittel bzw. ein Wirkstoff sein. In diesen Fällen geben die Vorrichtungen 11 bzw. 28 natürlich den Wirkstoff direkt ab. Wahlweise kann die Flüssigkeit 17 inert sein und die Vorrichtung kann nur als Verdrängungspumpe dienen. Bei dieser Alternative muß die Vorrichtung natürlich auf geeignete Weise mit einem Reservoir der Flüssigkeit (Wirkstoff) verbunden sein, die abgegeben werden soll, sodaß die inerte Flüssigkeit die wirksame Flüssigkeit aus dem Reservoir in vorbestimmter Weise an die gewünschte Verabreichungsstelle befördert. Derartige Ausführungsfοrmen sind besonders günstig in Fällen, in denen die zu verabreichende Flüssigkeit mit dem Sack 14 unverträglich ist.
Die Erfindung wird durch die folgenden nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert. Soweit nicht anders
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angegeben, beziehen sich Prozent und Teile jeweils auf das Gewicht. ,'
Beispiel 1
Zylindrische flexible Säcke (2,33 cm lang, 3,31 mm innerer Durchmesser und 4,67 mm äußerer Durchmesser) wurden durch Spritzguß bei 1800C mit 77 bis 84 kg/cm aus einem elastomeren Styrol-Butadien-Copolymer (Kraton 2104) hergestellt. Ein Zapfen wurde in jeden Sack eingeführt und die von dem Zapfen gestützten Säcke an einer Tauchplatte (dipping-platform) befestigt.
Eine Suspension von Kaliumsulfatteilchen in einer Dioxan-Celluloseacetat-Lösung (50 Gew.-%) wurde hergestellt und die von den Zapfen unterstützten Säcke viermal jeweils 1 Minute bis zu einer Tiefe von 1,8 cm in die Suspension eingetaucht und zwischendurch 15 Minuten bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet. Durch dieses Eintauchen wurden die Säcke mit einem ungefähr 0,3 mm dicken Überzug aus der Suspension beschichtet.
Eine Lösung von Celluloseacetat (Eastman E-398-10) in Aceton (15 Gew.-%) wurde hergestellt und die von den Zapfen unterstützten mit Kaliumsulfat überzogenen Säcke vollständig 20-mal jeweils 1 Minute in die Lösung eingetaucht und zwischendurch jeweils 15 Minuten getrocknet. Nach diesem Tauchen wurden die Säcke 15 Tage im Ofen bei 60°C getrocknet. Hierbei entstand eine Celluloseacetatmembran mit einer Dicke von ungefähr 0,65 mm über der Oberfläche des gesamten Sackes einschließlich des mit Kaliumsulfat überzogenen Teiles.
Es wurden zylindrische Stopfen aus dem oben angegebenen Styrol-Butadien-Copolymer durch Spritzguß hergestellt. Die Stopfen waren 0,5 cm lang, besaßen einen äußeren Durchmesser von 3,9 mm und eine zentrale axiale Bohrung mit einem Durchmesser von 0,76 mm. Die gewölbten Oberflächen des Stopfens waren mit einem Leim aus einer 20-%igen Cyclohexanlösung des
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Copolymers überzogen und die Stopfen wurden in die offenen Ende der mit Kaliumsulfat und Celluloseacetat überzogenen S^cke eingesetzt. Eine 5,5 /um (22 gauge) Nadel wurde durch die Bohrung jedes Stopfens eingeführt und die mit den Stopfen versehenen Säcke zwei Stunden in einen Ofen von 60°C gegeben.
Teile zur Modifizierung des Durchflusses wurden für jede Vorrichtung folgendermaßen hergestellt: Die Kopf- oder Kappenteile wurden hergestellt durch Spritzgießen von Styrol-Acrylnitril-Copolymer. Die Köpfe waren im allgemeinen halbkugelförmig mit einem Durchmesser von 6,6 mm und einem Durchmesser der Bohrung von 0,8 mm. Die gewölbte Oberfläche der Köpfe besaß 3 Rillen im gleichen Abstand, die sich in der Bohrung trafen. 5,3 /Um (21 gauge) Nadeln wurden in 15 mm lange Stücke geschnitten, abgestumpft und in die Köpfe eingefügt und mit Hilfe eines Epoxyharzes eingeklebt.
Beispiel 2
Innere Säcke wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und mit Kaliumsulfat überzogen. Es wurden Stopfen für die mit Kaliumsulfat überzogenen Säcke hergestellt und in die offenen Enden der Säcke wie in Beispiel 1 eingeklebt. Die mit Kaliumsulfat überzogenen mit den Stopfen versehenen Säcke wurden dann vollständig mit einer 0,65 mm dicken Membran aus Celluloseacetat in einer kleinen Wurster-Vorrichtung überzogen (Luftstrom 15 m/min, Luftdruck 2 kg/cm , 5-?6ige Lösung von Celluloseacetat in Aceton, Durchgangsgeschvrindigkeit der Lösung 50 ml/min, Überzugszeit 10 Stunden). Die Säcke wurden dann 15 Tage bei 600C im Ofen getrocknet und ein Loch in jede Membran über der Bohrung in dem Stopfen angebracht. Die Teile zur Modifizierung des Durchflusses wurden wie in Beispiel 1 hergestellt.
Die Vorrichtungen nach den Beispielen 1 und 2 wurden in-vitro und in-vivo untersucht, indem sie mit verschiedenen Flüssigkeiten über die Bohrung gefüllt die Nadel des Teils zur Modifizierung des Durchflusses durch die Bohrung des Stopfens in die Säcke eingeführt und die Vorrichtungen in
*) (solution rate)
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eine entsprechende Umgebung gebracht wurden. Bei in-vitro-Versuchen in Wasser von 37°C unter Verwendung von FD & C Blau Nr. 1 in Wasser als abzugebende Flüssigkeit gaben die Vorrichtungen die Lösung mit einer Geschwindigkeit von 1,7 x 1Ö~ ml/h ab mit einer Abweichung von + 1,3 x 10" ml/h. Bei den in-vivo-Versuchen unter Verwendung der gleichen Flüssigkeit wurden die Vorrichtungen Ratten unter die Haut eingesetzt und ergaben eine Flußgeschwindigkeit von 1,0 χ 10~^ ml/h mit einer Abweichung von + 8 χ 10 ml/h.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit durch Osmose, umfassend einen länglichen inneren Sack, der an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen ist und geeignet ist, eine Flüssigkeit aufzunehmen, einen flüssigkeitsdichten Stopfen, der in dem oberen Ende des Sackes befestigt ist, eine Öffnung in dem Stopfen, die einen Durchgang vom Inneren des Sackes nach der Außenseite der Vorrichtung ergibt, durch die die Flüssigkeit in den Sack eingefüllt werden kann und eine Zwischenschicht aus einem osmotisch wirksamen löslichen Mittel, das die Außenseite des Sackes bedeckt; und eine äußere- formerhaltende semipermeable Membran, die die Zwischenschicht des osmotisch wirksamen gelösten Mittels bedeckt, dadurch gekennzeichnet , daß das osmotisch wirksame lösliche Mittel nur teilweise die Außenseite des Sackes bedeckt, sodaß ein Streifen an der Außenseite nahe dem offenen Ende des Sackes nicht von der Schicht bedeckt wird, die Membran eine flüssigkeitsdichte Abdichtung für die Außenseite des Sackes an diesem Streifen darstellt und die Vorrichtung eine Leitung besitzt, die dicht in der Öffnung des Stopfens sitzt und sich, nachdem die Flüssigkeit in den Sack eingefüllt ist, ins Innere des Sackes erstreckt und eine Austrittsöffnung bildet durch die die Flüssigkeit unter Druck aus dem Sack abgegeben werden kann.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung sich zumindest zu 50 % der Längsrichtung in das Innere des Sackes erstreckt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung sich im wesentlichen, jedoch nicht ganz, über die gesamte Länge des Sackes
    erstreckt. ORDINAL INSPECTED
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  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung starr ist. '
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge und der innere Durchmesser der Leitung so gewählt sind, daß ein Diffusionsfluß der Flüssigkeit durch die Leitung im wesentlichen vermieden wird.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5f dadurch gekennzeichnet , daß das äußere Ende der Leitung in einem stumpfen Kopfteil endet.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kopfteil eine solche Form besitzt, daß er bündig mit der Außenseite der Vorrichtung abschließt und eine im wesentlichen glatte kontinuierliche Oberfläche mit der Außenseite bildet.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Kopfteil mindestens eine Rille an der Außenseite besitzt, die mit der Öffnung der Leitung in Verbindung steht und einen Kanal für die Flüssigkeit bildet.
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DE19762644267 1975-10-01 1976-09-30 Vorrichtung zur abgabe einer fluessigkeit durch osmose Granted DE2644267A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/618,492 US3987790A (en) 1975-10-01 1975-10-01 Osmotically driven fluid dispenser

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Publication Number Publication Date
DE2644267A1 true DE2644267A1 (de) 1977-04-14
DE2644267C2 DE2644267C2 (de) 1989-01-05

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762644267 Granted DE2644267A1 (de) 1975-10-01 1976-09-30 Vorrichtung zur abgabe einer fluessigkeit durch osmose

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US (1) US3987790A (de)
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CA (1) CA1053108A (de)
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