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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Injektion
einer Substanz durch das Stratum corneum der Haut wie sie im Anspruch 1
definiert ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Verfahren
zur Verabreichung eines Arzneimittels durch die Haut des Patienten
hindurch sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt; sie umfassen die passive
Diffusion des Arzneimittels aus einem Hautpflaster auf die Haut
und aktive Verfahren, wie subkutane Injektion, Iontophorese, Sonophorese,
Elektroporation, Laserabtragung und chemisch erhöhte Diffusion. Jedes dieser
Verfahren ist üblicherweise
eines oder mehre der folgenden Sachverhalte beschränkt:
- • eine
Nadel und/oder Gewebeerwärmung
verursacht dem Patenten Schmerzen;
- • Gewebeerwärmung verursacht
unnötige
Schädigung;
- • die
Erzeugung eines Lochs in der Haut und die Abgabe des Arzneimittels
erfolgt in zwei getrennten Schritten;
- • es
werden teure Vorrichtungen benötigt;
- • es
werden nur relativ kleine Moleküle
gefördert; und
- • die
Abgaberate des Arzneimittel ist niedrig,
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Beispielsweise
beschreiben die US-Patente 4 775 361, 5 165 418 und 5 423 803 und
die PCT-Veröffentlichung
WO 97/07734 Verfahren, welche Laserpulse anwenden, um das Stratum
corneum lokal auf etwa 120°C
zu erhitzen, wobei eine lokale Abtragung erzeugt wird, um ein einzelnes
Loch im Stratum corneum auszubilden, durch welches grosse Moleküle durchgehen
können.
Die PCT-Veröffentlichung
WO 97/07734 offenbart ebenfalls die thermische Abtragung des Stratum
corneum unter Verwendung eines elektrischen Widerstandselementes
im Kontakt mit dem Stratum corneum, so dass ein starker Strom durch
das Element eine allgemeine Erwärmung
des Gewebes in seiner Umgebung, insbesondere des Stratum corneum,
bewirkt. Elektroporation ist im Fachgebiet wohlbekannt und beispielsweise
beschrieben in einem Artikel von Chizmadzhev u.a., betitelt "Electrical properties
of skin at moderate voltages",
Biophysics Journal, Februar 1998, 74(2), Seiten 843-856, und im
US-Patent 5 019 034. All diese Verfahren weisen mindestens eine
der oben erwähnten
Einschränkungen
auf.
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Das
US-Patent 5 304 128 beschreibt eine Injektionsspritze, welche einen
gasgetriebenen Kolben aufweist, um ein flüssiges Medikament aus der Injektionsspritze
durch eine Injektionsdüse
zu pressen. Druckgetriebene Vorrichtungen dieser Art umgehen das
Erfordernis einer Injektionsnadel und werden daher häufig als "nadellose Injektoren" bezeichnet. Derartige
Vorrichtungen müssen
fähig sein,
hohe Gasdrücke
zu erzeugen und ihnen zu widerstehen, welche Drücke notwendig sind, um das
Medikament durch das Stratum corneum zu treiben. Aus diesem Grunde
sind solche Vorrichtungen kostspielig und können nicht als praktisch verfügbare Produkte
hergestellt werden.
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Die
US-Patente 5 860 957 und 5 983 131 beschreiben Vorrichtungen zur
Injektion einer Substanz durch das Stratum corneum der Haut hindurch,
welche – neben
anderen Elementen – aufweisen:
ein die Substanz enthaltendes Reservoir, welches mindestens einen
Auslass aufweist; einen Druckgenerator, welcher einen Druck aufbringt,
um die Substanz durch den genannten mindestens einen Auslass auszustoßen; und
eine oder mehrere Elektroden in der Nachbarschaft des Auslasses,
welche auf der Haut angeordnet werden und durch welche der Haut
Energie zugeführt
wird, um den Durchtritt der Substanz durch das Stratum corneum zu
erleichtern.
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Weiter
beschreibt die Veröffentlichung
WO 95/15783 eine Vorrichtung zur perkutanen Abgabe von Flüssigkeiten
in nicht-invasiver Weise und ohne Funktionsstörung der Epidermis der Haut.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Gegenstand der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen,
um die Geschwindigkeit der subkutanen Abgabe einer Substanz zu erhöhen. Dies
wird durch die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 erreicht.
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Vorzugsweise – und anders
als bei den bekannten Arzneimittelabgabe-Systemen – wird die Substanz
dem Patienten in schmerzloser Weise abgegeben, ohne Verwendung von
Nadeln. Die elektrisch unterstützte
Injektionsvorrichtung ist vorzugsweise eine kostengünstige Einmal-Vorrichtung,
welche bei der Bedienung keine besondere Geschicklichkeit erfordert
und welche die Substanz als Folge einer einzigen Handlung einer
Krankenschwester oder des Patienten verabreicht.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung sind Teile der Vorrichtung in einer einer
Spritze ähnlichen
Weise konstruiert, wobei ein in einem Gehäuse angeordneter Kolben den
Druck erzeugt, um die Substanz auszustoßen. Bei diesen Ausführungsformen
befindet sich das Reservoir vorzugsweise im Innern des Gehäuses, und der
Auslass umfasst die Düse
der Spritze. Üblicherweise
ist die Spritze mit der Substanz vorgefüllt, und der Kolben befindet
sich in zurückgezogener
Stellung. Wenn der Patient oder die Krankenschwester auf den Kolben
eine Druckkraft ausübt,
werden die Elektroden betätigt
und die Substanz wird unmittelbar danach ausgestoßen. Alternativ
ist die Spritze eine allgemein verwendbar Arzneimittelabgabe-Vorrichtung, welche
die Krankenschwester vor der Verabreichung mit der gewünschten
Substanz lädt.
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Für einige
Anwendungen ist es wünschbar, Druck
zur Unterstützung
oder anstelle des von Hand auf den Kolben ausgeübten Druckes vorzusehen. Dies
kann dann besonders nützlich
sein, wenn eine relativ grosse Menge der Substanz, erleichtert durch die
Elektroden, durch das Stratum corneum hindurch tief in die Dermis
oder in den Blutstrom hinein abgegeben werden soll. In diesen Fällen wird
daher der Druck vorzugsweise auf eine oder mehrere der folgenden
Weisen erzeugt:
- • im Gehäuse erzeugte elektrostatische
Kraft, welche die Substanz so beschleunigt, dass sie durch die Düse mit hoher
Geschwindigkeit durchtritt;
- • eine
kleine Explosion, welche im Gehäuse
eine Schockwelle erzeugt, um die Substanz mit hoher Geschwindigkeit
aus der Spritze auszutreiben;
- • eine
vorgespannte Feder, welche den Kolben zieht oder drückt, um
die Substanz aus dem Gehäuse
hinaus zu fördern;
und
- • eine
elektrolytische Reaktion, welche den Luftdruck im Gehäuse schnell
erhöht,
so dass die flüssige
Substanz ausgestoßen
wird.
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Vorzugsweise
bewirkt das Drücken
der Kolbens, dass die Elektroden Strom zur Haut des Patienten leiten.
Insbesondere schließt
die Bewegung des Kolbens aus der zurück gezogenen in die gedrückte Stellung
vorzugsweise einen Stromkreis, so dass der Strom von einem Ladungsspeicher-Element,
wie einem Kondensator oder einer Batterie, zur Haut des Patienten
fließen
kann. Üblicherweise
ist das Ladungsspeicher-Element (und die Spritze als Ganzes) ein
Einmal-Gerät,
das genügend
Ladung gespeichert hat, um den Fluss der Substanz zu erleichtern,
wie dies durch Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
wird. Alternativ ist die Spritze für mehrfache Verabreichungen
einer oder mehrerer Substanzen ausgelegt, und das Ladungsspeicher-Element
ist auswechselbar oder wieder aufladbar.
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Vorzugsweise
definiert das hier beschriebene Ladungsspeicher-Element eine maximale
Ladungsmenge, welche durch die Elektroden fließen kann. Daher kann das Element
verwendet werden, um die Möglichkeit
zu vermindern oder zu beseitigen, dass die Haut durch das Durchleiten
von Strom in unerwünschter
Weise geschädigt
wird. Bei einigen Ausführungsformen
weist das Ladungsspeicher-Element Widerstände oder andere passive oder
aktive Elemente auf, welche das Bild des Stromflusses modifizieren.
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Die
US-Patentanmeldung 09/189 170 vom 9 November 1998, betitelt "Transdermal drug
delivery and analyte extraction",
beschreibt eine Vorrichtung um die subkutane Bewegung einer Substanz
zu verbessern. Die Vorrichtung umfasst: (a) ein Hautpflaster mit
mindestens zwei in Berührung
mit der Haut des Probanden stehenden Elektroden; und (b) eine mit
dem Pflaster gekuppelte Regelgerät,
welches bewirkt, dass ein Strom zwischen den Elektroden durch das
Stratum corneum hindurch geleitet wird. Das Anlegen des Stroms bewirkt,
dass im Stratum corneum Mikrokanäle
gebildet werden, um die subkutane Bewegung der Substanz zu ermöglichen
oder zu erhöhen. Üblicherweise
weist das Regelgerät
einen Schaltkreis auf, um die Grösse
und/oder Dauer des elektrischen Feldes an den Elektroden zu regeln.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung erzeugt der Stromfluss in der Haut des Patienten
Mikrokanäle
und erleichtert dadurch den erwünschten
Durchlass der Substanz durch die Haut. Üblicherweise werden für die Bildung von
Mikrokanälen,
wie sie bei diesen Ausführungsformen
durchgeführt
wird, Verfahren, wie sie in der oben erwähnten US-Patentanmeldung 09/189
170 beschrieben sind, angewendet. Der Ausdruck "Mikrokanal", wie er im Zusammenhang mit der vorlie genden
Patentanmeldung benutzt wird, bezieht sich auf einen Pfad, welcher
sich generell von der Oberfläche der
Haut durch das ganze oder einen wesentlichen Teil des Stratum corneum
erstreckt, durch welchen Moleküle
diffundieren können.
Vorzugsweise ermöglichen
Mikrokanäle
den Durchtritt großer
Moleküle
mit einer höheren
Rate als diejenige, mit welcher dieselben Moleküle durch Poren, die durch Elektroporation erzeugt
wurden, durchtreten würden.
Die Kombination solcher Mikrokanäle
mit druckgetriebener Arzneimittel-Injektion ermöglicht es, dass in einer kurzen Zeit
eine viel größere Menge
des Medikamentes durch die Haut dringen kann als es sonst möglich wäre.
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Im
Allgemeinen kann der Stromfluss zwischen den Elektroden so beschrieben
werden, dass er zwei Komponenten aufweist: (a) eine im Allgemeinen
senkrecht zur Haut verlaufende senkrechte Komponente, und (b) eine
im Allgemeinen parallel zur Hautoberfläche verlaufende seitliche Komponente.
Wenn die senkrechte Komponente zu gross ist, kann sie bewirken,
dass Strom durch das Stratum corneum in das darunter liegende mit
Nerven versehene, schmerzempfindliche epidermale Gewebe und die
Dermis gelangt.
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Es
werden daher bei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, bei welchen Mikrokanäle erzeugt werden, vorzugsweise
Verfahren und/oder Vorrichtungen eingesetzt, welche den Relativwert
der seitlichen Komponente gegenüber
der senkrechten Komponente vergrößern. Im
Allgemeinen zeigt das Stratum corneum einen deutlich höheren Widerstand gegen
den Durchtritt von Molekülen
als das darunter liegende epidermale Gewebe. Es ist daher ein Gegenstand
dieser Ausführungsformen,
im Stratum corneum Mikrokanäle
durch Abtragung des Stratum corneums zu bilden, um das Leitvermögen der
Substanz durch dieses hindurch zu erhöhen, im Allgemeinen ohne dass
das unter dem Stratum corneum liegende epidermale Gewebe direkt
angegriffen oder geschädigt
wird. Es wird angenommen, dass bei Verwendung dieser Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung durch eine Beschränkung des Stromflusses auf
das nicht mit Nerven versehene Stratum corneum die Empfindungen,
Unannehmlichkeiten oder Schmerzen des Patienten vermindert oder
unterdrückt
werden, insbesondere im Vergleich zu anderen, bekannten Injektionsverfahren.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
andere bekannte elektrisch vermittelte subkutane Arzneimittel-Verabreichungen
eingesetzt werden, um die Abgabe der Substanz zu erleichtern, üblicherweise
indem der Widerstand des Stratum corneums gegenüber dem Durchlassen der Substanz
herabgesetzt wird.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung ist um den Auslass, oder die Mehrfachauslässe, der
Vorrichtung herum eine Schar von Elektroden vorgesehen, um die Durchsatzrate
der Substanz in die Haut hinein weiter zu erhöhen. Vorzugsweise weist die
Schar nahe beieinander angeordnete Elektroden auf, welche im Allgemeinen
zusammenwirken, um eine hohe Mikrokanaldichte im betroffenen Gebiet
der Haut zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich fördert die Schar von Elektroden
den Strom mittels anderer bekannter Verfahren, um die das Stratum
corneum abzutragen oder anderweitig zu verändern und dadurch den Durchtritt der
Substanz durch das Stratum corneum zu erleichtern
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Die
vorliegende Erfindung wird voll verständlich aus der folgenden detaillierten
Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen, zusammen mit den
Zeichnungen, in welchen darstellen:
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B sind
schematische Schnittdarstellungen einer Vorrichtung zur elektrisch unterstützten subkutanen
Injektion einer Substanz, in ihrem zurückgezogen bzw. gedrückten Stellungen, gemäss einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische bildliche Darstellung der Vorrichtung von 1A;
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3 ist
eine schematische bildliche Darstellung einer anderen subkutanen
Abgabevorrichtung gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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4, 5 und 6 sind
schematische Schnittdarstellungen einer nochmals anderen subkutanen
Abgabevorrichtung gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird jetzt Bezug genommen auf die 1A, 1B und 2. 1A und 1B sind schematische
Schnittdarstellungen einer Vorrichtung 20 zur Abgabe einer
Substanz 28 in die Haut 26 eines Patienten hinein,
gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine
schematische bildliche Darstellung der Vorrichtung 20.
Die Vorrichtung 20 weist vorzugsweise eine Form auf, welche
einer Spritze ähnlich
ist, und wird hier bezüglich
zweier Stellungen beschrieben: einer zurückgezogen Stellung, wie sie
in 1A dargestellt, und einer gedrückten Stellung, wie sie in 1B dargestellt
ist. In der zurückgezogenen
Stellung ist der Kolben 22 aus dem Behälter 24 der Vorrichtung 20 zurückgezogen.
Die Bewegung des Kolbens 22 durch den Behälter in
die gedrückte
Stellung erzeugt vorzugsweise einen Druck auf das die Substanz 28 enthaltende
Reservoir 42, welcher die Substanz aus dem Reservoir durch
einen Auslass 30 in die Haut 26 hinein treibt.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung 20 in der Nähe der Auslasses 30 zwei
Elektroden 32 und 34 auf, welche vor der Betätigung der
Vorrichtung 20 auf die Haut 26 aufgebracht werden.
Bei der Betätigung wird
elektrische Energie durch die Elektroden auf die Haut geleitet.
Die Applikation von elektrischer Energie auf die Haut in dieser
Weise, wie sie weiter unten beschrieben wird, erleichtert den Durchtritt
der Substanz 28 durch das Stratum corneum der Haut 26.
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Vorzugsweise
bewirkt das Drücken
des Kolbens 22, dass die Elektroden Strom zur Haut des
Patienten leiten. Wie in den 1A und 1B dargestellt,
schließt
die Bewegung des Kolbens von der zurückgezogenen zur eingedrückten Stellung
hin einen Stromkreis, indem ein gleitendes elektrisch leitendes Glied 44 in
elektrischen Kontakt mit festen elektrisch leitenden Gliedern 38 und 40 tritt,
so dass der Strom von dem mit der Elektrode 32 gekuppelten
Ladungsspeicher-Element 36 in die Haut des Patienten fließen kann.
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Üblicherweise
ist das Ladungsspeicher-Element 36 für einmaligen Gebrauch vorgesehen
und umfasst einen Kondensator (besonders vorzugsweise einen Super-Kondensator,
wie er aus der Technik bekannt ist) oder eine Batterie, welche mit
genügend Energie
geladen ist, um die Abgabe der Substanz zu erleichtern, wie dies
bei Ausfüh rungsformen
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Alternativ ist die Vorrichtung 20,
welche das Element 36 umfasst, für Mehrfach-Verabreichung einer
oder mehrer Substanzen ausgelegt, und das Ladungsspeicher-Element
ist austauschbar oder wiederaufladbar. Für Anwendungen, bei welchen
die Vorrichtung eine lange Lagerdauer aufweisen muss, ist es zweckmässig, wenn
die Vorrichtung kurz vor dem Gebrauch, üblicherweise durch Freilegung
der Elektroden 32 und 34 und Anlegen einer Spannung
zwischen diese, aufgeladen werden kann.
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Weil
das Ladungsspeicher-Element 36 während des Betriebs der Vorrichtung üblicherweise
nicht mit einer externen Energiequelle verbunden ist, kann es im
Allgemeinen durch die Elektroden nur ein Ladungsmenge abgeben, die
geringer ist als die im Element total gespeicherte Ladung. Bei einigen
Anwendungen wird die total gespeicherte Ladung so reguliert, dass
die Möglichkeit
von Schmerzen und/oder von unerwünschter
Verletzung der Haut als Folge des Stromdurchgangs durch diese reduziert
oder eliminiert wird.
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Bei
einigen Ausführungsformen
weist das Ladungsspeicher-Element Widerstände und andere passive oder
aktive Elemente (in den Figuren nicht dargestellt) auf, welche das
Bild des Stromflusses modifizieren, um Schmerzen und Schädigungen
abzuschwächen.
Obschon hier Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, bei welchen durch
die Elektroden 32 und 34 ein im Wesentlichen konstanter
Strom oder eine im Wesentlichen konstante Spannung angelegt wird,
liegt es im Umfang der Erfindung, komplexere elektrische Felder anzuwenden,
beispielsweise einschliesslich Wechselstromkomponenten, Rechteckimpulsen,
usw.
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Vorzugsweise
erzeugt der Stromfluss von den Elektroden 32 und 34 in
der Haut 26 Mikrokanäle und
erleichtert dadurch den erwünschten
Durchgang der Substanz 28 durch die Haut. Die Bildung von
Mikrokanälen
benützt üblicherweise
Verfahren, die den in der oben erwähnten US-Patentanmeldung "Transdermal drug
delivery and analyte extraction" beschriebenen ähnlich sind.
Im Besonderen werden Apparate und Methoden (z.B. Stimulations-Parameter
und Parameter der Elektrodenanordnung), welche in jener Anmeldung
beschrieben sind, bei einigen Anwendungen der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise zum Abtragen eines lokalen Gebietes des Stratum corneums
ein gesetzt, um das Leitvermögen der
Substanz durch dieses hindurch zu erhöhen, im Allgemeinen ohne dass
das unter dem Stratum corneum liegende epidermale Gewebe direkt
geschädigt
wird. Es wird angenommen, dass eine Beschränkung des Stromflusses auf
das nicht mit Nerven versehene Stratum corneum die Empfindungen,
Unannehmlichkeiten oder Schmerzen des Patienten infolge des Einsatzes
dieser Ausführungsformen
der Erfindung vermindert oder unterdrückt.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
andere bekannte elektrisch vermittelte subkutane Arzneimittel-Verabreichungen
eingesetzt werden. So können beispielsweise
Elektroporation oder Iontophorese eingesetzt werden, um den Durchgang
der Substanz 28 in die Haut hinein zu fördern.
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Gewünschtenfalls
wird zwischen dem Kolben 22 und dem Gehäuse 24 ein Element 44 zur Speicherung
mechanischer Energie eingekuppelt, beispielsweise eine Feder und/oder
ein Druckgas-Behälter.
Bei Anwendungen, bei welchen das Element 44 eine Feder
umfasst, wird die Feder unter Spannung (oder Druck) gehalten, wenn
sich die Vorrichtung sich in zurückgezogenem
Zustand befindet. Vorzugsweise hindert ein Verriegelungsmechanismus
(nicht dargestellt) die Feder daran, sich zusammenzuziehen, üblicherweise
bis der Kolben 22 eine vorgegebene Distanz zurückgelegt
hat. Die Kraft, welche die Substanz 28 aus dem Auslass 30 ausstößt, wird
vorzugsweise unterstützt
durch das Freisetzen von Energie, welche mit der Rückkehr der
Feder in eine neutrale Position verbunden ist.
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Üblicherweise
umfasst die Substanz 28 ein therapeutisches Arzneimittel,
wie ein Vakzin, oder ein Diagnostikum, z.B. eine radiaktive Verbindung.
Für die
meisten Anwendungen kann die Substanz 28 in flüssiger oder
teilchenförmiger
Form vorliegen, obschon bei bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung (beispielsweise die nachstehend im Zusammenhang mit 4 beschriebene)
die eine oder andere Form bevorzugt wird.
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3 ist
eine schematische bildliche Darstellung einer anderen Vorrichtung 50 zur
subkutanen Abgabe der Substanz 28 gemäss einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung ist in vieler Beziehung
der oben beschriebenen Vorrichtung 20 ähnlich, und unterscheidet sich
von dieser im Allgemeinen nur in der Anordnung der Elektroden und
Auslässe.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Schar negativer und positiver
Elektroden 52 und 54 auf, welche in der Nähe einer
Schar von Auslässen 56 des
Reservoirs 42 angeordnet sind. Die Elektroden-Schar kann,
wie in 3 dargestellt, linear sein, oder sie kann beispielsweise ein
Gitter von Elektroden (nicht dargestellt) umfassen. Wenn sie betätigt werden,
erzeugen die Elektroden ein elektrisches Feld, welches das Stratum
corneum abträgt
oder in anderer Weise die Eigenschaften der Haut 26 modifiziert,
um die Abgabe der Substanz in die Haut des Patienten hinein zu erleichtern. Im
Allgemeinen erhöht
das Anbringen einer Mehrzahl von positiven und negativen Elektroden
auf der Haut 26 und/oder die Verwendung einer Mehrzahl
von Reservoir-Auslässen
die Übertragungsrate
der Substanz in die Haut des Patienten hinein.
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Es
wird jetzt auf die 1A, 1B, 4, 5 und 6 Bezug
genommen. Für
einige Anwendungen ist es wünschenswert,
Druck zur Unterstützung
oder an Stelle des durch manuelles Drücken des Kolbens 22 erzeugten
Drucks einzusetzen. Dies kann beispielsweise insbesondere nützlich sein, wenn
eine relativ großer
Menge der Substanz 28 durch das Stratum corneum hindurch
und dann tief in die Dermis hinein oder in den Blutstrom, abzugeben ist.
In diesen Fällen
wird daher vorzugsweise zusätzlicher
Druck mit aktiven Methoden, wie sie hierin beschrieben sind, erzeugt.
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4 ist
eine schematische Schnittdarstellung einer nochmals anderen Vorrichtung 60 zur
subkutanen Abgabe der Substanz 28, gemäss einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 60 ist im Allgemeinen ähnlich wie
oben mit Bezug auf die 1A beschriebene Vorrichtung 20,
unterscheidet sich jedoch von diese durch die Verwendung einer Hochspannungsquelle 66,
welche durch einen Bediener der Vorrichtung 60 betätigt wird,
um zwischen der oberen Oberfläche 62 und
einer Ringelektrode 64, welche allgemein den Auslass 30 umgibt,
eine Spannung anzulegen. Vorzugsweise umfasst die Substanz 28 Pulverteilchen, welche
ihrerseits ein isolierendes Ladungsträger-Matieral umfassen. Vorzugsweise,
aber nicht zwingend, wird die Polarität zwischen der Oberfläche 62 und
der Ringelektrode 64 vor der Verabreichung der Substanz
mehrmals gewechselt, um die Pulverteilchen zu desintegrieren. Danach
wird das elektrische Feld zwischen de Elektroden 32 und 34 erzeugt,
um die Eigenschaft der Haut zu verändern, z.B. um das Stratum
corneum abzutragen, und die Quelle 66 legt zwischen den
Elektroden 62 und 64 eine Spannung an, um die
geladenen Teilchen der Substanz 28 ins betroffene Gebiet
der Haut 26 hinein zu beschleunigen. Gewünschtenfalls
wird die Bewegung der Substanz 28 durch Drücken des
Kolbens 22 (nicht dargestellt) von Hand beschleunigt.
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Einige
geeignete Verfahren zur Erzeugung der Hochspannung zum Desintegrieren
des Pulvers und zur Verabreichung Arzneimittel in Pulverform sind
in der US-Patentanmeldung 09/326 111, betitelt "Powder inhaler", beschrieben, welche auf den Rechtsnachfolger
der vorliegenden Patentanmeldung übertragen wurde, und welche
hier durch Bezugnahme eingeführt
wird. In jener Anmeldung wird ein Verfahren zur Verabreichung eine
trockenen Pulvers an einen Patienten durch Inhalation beschrieben.
Das Pulver wird durch Anwendung eine Magnetfeldes desintegriert
und mobilisiert. Das Feld wirkt auf die Verpackung ein und erzeugt
eine rasche Bewegung derselben, welche das Pulver desintegriert.
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Alternativ
oder zusätzlich
sind nützliche Techniken
der Anwendung elektrischer Felder auf Pulver und der Handhabung
von Arzneimitteln in Pulverform im US-Patent 5 983 135, betitelt "Transdermal delivery
of fine powders",
beschrieben, welches hier durch Bezugnahme eingeführt wird.
In jenem Patent wird ein Abgabepflaster beschrieben, welches ein
elektrostatische Pflaster und eine elektrische Stromquelle umfasst.
Bei der Vorbereitung des Aufbringens eines trockenen Pulvers, wie
eines Arzneimittels in Pulverform, auf die Haut eines Probanden erzeugt
die Stromquelle auf dem Pflaster ein elektrisches Potential, welches
bewirkt, dass das Pulver auf der Unterseite des Pflasters durch
elektrostatische Kräfte
anhaftet. Diese Seite wird auf die Haut aufgelegt, und das elektrische
Potential des Pflasters wird umgekehrt. Die resultierende elektrostatische
Kraft treibt das Pulver vom Pflaster weg und auf die Haut, durch
welche hindurch das Pulver in den Körper hinein absorbiert wird.
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5 ist
eine schematische Schnittdarstellung einer nochmals anderen Vorrichtung 70 zur
subkutanen Abgabe der Substanz 28, gemäss einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise wird im Gebiet 72 der
Vorrichtung 70 eine kleine Explosion erzeugt, so dass eine durch
die Explosion erzeugte Schock welle 74 den Fluss der Substanz 28 durch
den Auslass 30 und in das von den Elektroden 32 und 34 betroffene
Gebiet der Haut 26 hinein erzeugt oder beschleunigt. Alternativ
oder zusätzlich
eine nicht-explosive schnelle Ausdehnung eines Gases benutzt werden,
um eine Kraft zu erzeugen, welche den Kolben 22 (nicht
dargestellt) so treibt, dass er die Substanz zusammendrückt und
durch den Auslass abstößt. Weiter
kann alternativ oder zusätzlich
das expandierende Gas die Substanz oder das Reservoir direkt zusammendrücken, um
die Substanz aus der Vorrichtung 70 auszustoßen. Ein
expandierendes Gas kann beispielsweise kostengünstig und sicher erzeugt werden
durch Umsetzung von Zitronensäure
mit Natriumbikarbonat. Weiter kann alternativ oder zusätzlich auch
ein elektrolytisches Verfahren zur Gaserzeugung verwendet werden,
entweder um den Kolben zu bewegen oder um die Substanz direkt gegen
den Auslass zu führen.
Bei diesen Beispielen, welche ein sich ausdehnendes Gas benutzen,
können
gewünschtenfalls
einige oder alle der Techniken und Vorrichtungen, welch hier im
Zusammenhang mit den 1A, 1B und 2 bis 4 beschrieben
sind, benutzt werden, um die gewünschte
subkutane Bewegung der Substanz weiter zu beschleunigen.
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6 ist
eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Vorrichtung 80 zur
subkutanen Abgabe der Substanz 28 gemäss einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 80 umfasst
eine Pumpe 88, vorzugsweise eine Zweikammerpumpe, welche
einen Druck erzeugt, um die Substanz 28 aus dem Reservoir 86 in ein
Elektrodenfach 90 auszustoßen. An einer unteren Oberfläche des
Fachs 90 ist eine Schar von Elektroden 82, vorzugsweise
in der Nähe
einer Mehrzahl von Auslässen 84,
angeordnet. Vorzugsweise strömt die
Substanz unter der Einwirkung des durch die Pumpe 88 erzeugten
Druckes und den durch die Elektroden 82 in die Haut 26 injizierten
Stroms durch die Auslasse in die Haut 26 hinein.
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Es
ist zu verstehen, dass die oben beschriebenen individuellen bevorzugten
Ausführungsformen als
Beispiele angeführt
werden und dass spezifische Anwendungen der vorliegenden Erfindung üblicherweise
Ausführungsformen
verwenden, welche unter Bezugnahme auf eine Mehrzahl von Figuren
beschrieben werden. Der ganze Bereich der Erfindung wird nur durch
die Ansprüche
begrenzt.