DE69513044T2

DE69513044T2 - Verfahren und vorrichtung zur formation von den distributionsöffnungen eines verteilers

Info

Publication number: DE69513044T2
Application number: DE69513044T
Authority: DE
Inventors: Johan Geerke
Original assignee: Alza Corp
Current assignee: Alza Corp
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2015-12-02
Also published as: AU4373296A; US5698119A; ES2139956T3; ATE185998T1; GR3032378T3; DK0797491T3; WO1996018478A1; JP2006021836A; DE69513044D1; EP0797491B1; US5658474A; KR100425892B1; MX9704412A; JP3784409B2; JPH10510787A; EP0797491A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Lasers zum Bilden einer Ausgabeöffnung in einem Spender für ein nützliches Agens und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden einer Ausgabeöffnung mit einer maximalen Durchtrittsfläche, wobei minimale Massenentfernung und minimale Laserenergie erforderlich sind.

Stand der Technik

Saunders et al US-Patent 4,063,064; Theeuwes et al US- Patent 4,088,864; und Geerke et al US-Patent 5,294,770 offenbaren sämtlich Vorrichtungen um pharmazeutische Tabletts von einem Tablett-Reservoir zu einer Laser- Behandlungsstation (d. h. Bohrstation) zu transportieren, an welcher die Tabletts mittels eines Lasers behandelt bzw. bearbeitet (d. h. gebohrt) werden. Das US-Patent 5,294,770 offenbart ferner das Laserbohren (d. h. mittels brennen) von mehreren Medikamenten-Ausgabe-Öffnungen in einem einzelnen pharmazeutischen Tablett. Jede Abgabeöffnung wird durch einen einzelnen Puls eines Laserstrahls gebildet. Jede Öffnung wird unabhängig von anderen Abgabeöffnungen an dem Tablett gebildet. Somit ist die kombinierte Abgabe- Öffnungsfläche dieser mehreren Öffnungen einfach die Summe der Flächen sämtlicher Öffnungen. Da die durch jeden Laserpuls durch- bzw. weggebrannte Fläche abhängig von der Leistung des Laserpulses ist, erfordert das Laserbohren von mehreren Öffnungen proportional mehr Leistung.
Generell ist der Durchmesser einer laser-gebohrten Ausgabeöffnung, wie z. B. offenbart in der US 5,019,397 durch die verfügbare Laserleistung begrenzt, wie auch durch die Dicke und die Zusammensetzung des laser-gebohrten Materials. Osmotische Medikamentenspender verfügen üblicherweise über sehr dünne (z. B. weniger als 2 mm Dicke) Polymer-Membran- Wandungen, (z. B. Cellulose-basierte Polymere). Derzeit verfügen die meisten kommerziell verfügbaren Laser über eine maximale Leistungsabgabe von bis zu etwa 500 Watt. Demzufolge kann ein Laser, welcher bei 500 Watt Ausgangsleistung zum Bohren durch eine Zellulose-Membran mit einer Dicke von lediglich 0,1 mm betrieben wird, lediglich eine Öffnung mit einem Durchmesser von bis zu 0,7 mm bohren.
Leider werden nunmehr Spender entwickelt, die Öffnungen mit Durchmessern von bis zu 10 mm und noch größer erfordern.
Die WO 94/01239 der Firma Merck & Co. offenbart die Verwendung eines punktmatrixartigen Laserbohrsystems zum Bohren von Medikamenten-Abgabeöffnungen in pharmazeutischen Dosierformen. Der Laser bohrt eine Serie von Punkten in den pharmazeutischen Dosierformen, um Löcher in der Form von Punkten oder Linien zu erzeugen.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren zum Bilden von Abgabeöffnungen in Spendern für ein nützliches Agens unter Verwendung eines Lasers bereit.
Die Erfindung stellt ferner solch ein Verfahren bereit, welches Abgabe- bzw. Ausgabeöffnungen bildet, die über ei nen maximalen Durchtrittsbereich bzw. über eine maximale Durchtrittsfläche verfügen, während minimale Laserenergie erforderlich ist.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren des Laserbohrens von Abgabeöffnungen mit Durchmessern bereit, die größer sind als der Bohrdurchmesser herkömmlicher Bohrlaserstrahlen, und zwar unter Verwendung herkömmlicher Laser mit Bohrstrahlen von herkömmlicher Leistung und herkömmlichem Bohrdurchmesser.
Zusätzlich zu einem Laserbohrverfahren und einer Laser- Bohrvorrichtung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Markierung (z. B. Anordnen einer Identifikationssymboles daran) eines Arbeitsstückes, wie z. B. einer pharmazeutischen Tablette oder eines Spenders für ein nützliches Agens unter Verwendung eines Lasers, beschrieben.
Kurz dargestellt schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, um eine Abgabeöffnung in einem Spender für nützliches Agens zu bilden. Der Spender verfügt über ein durch eine Wand gebildetes Abteil bzw. einen Raum und enthält das nützliche Agens, welches abzugeben ist. Ein Laserstrahl mit einem effektiven Brenndurchmesser brennt bzw. durchbrennt zumindest teilweise die Wand. Der Spender wird entlang eines Weges zu einem Punkt gefördert, an dem der Laser auf einem vorbestimmten Öffnungsort an dem Spender zielt (d. h. der Laserstrahlweg schneidet den vorbestimmten Öffnungsort an dem Spender). Die Laserquelle wird energetisiert bzw. angeregt, wobei eine ritzende Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl-Pfad und dem Spender ausgeführt wird, um eine Abgabeöffnung nahe dem Öffnungsort zu ritzen. Die Laserquelle emittiert einen Laserstrahl während zumindest einem Teil der ritzenden Bewegung zum Brennen bzw. Durchbrennen der Spenderwandung. Der Laserstrahl kann während der ritzenden Bewegung kontinuierlich oder in einer gepulsten Weise einwirken bzw. aufgebracht werden. Wenn ein Pulsmodus gewählt ist, sind vorteilhafterweise die Pulsgebung des Lasers und die Geschwindigkeit der ritzenden Bewegung in solch einer Weise gewählt, daß eine Vielzahl von sich überlappenden Brennlöchern durch die Spenderwand gebildet wird. Die Spender-Abgabeöffnung wird durch kontinuierliches/gepulstes Strahlbrennen des Ritzmusters (z. B. eine Linie, ein Kreis, ein Rechteck, etc.) in der Spenderwand ausgebildet.
In einer ähnlichen Weise können die Vorrichtung und das Verfahren verwendet werden zum Ritzen bzw. Einritzen einer Identifizierungsmarkierung (z. B. ein Symbol, eine Marke oder anderer identifizierender Text) an einem Objekt, wie z. B. einem pharmazeutischen Agensspender durch Laserflächenbrennen bzw. Laserflächeneinbrennen der Markierung an dem Objekt, dies im Gegensatz zum Laserbohren.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Bildung einer Abgabeöffnung bei einem Spender für ein nützliches Agens zur Verfügung, bei welchem ein Spender mit einem durch eine Wand gebildeten Raum, welcher ein abzugebendes nützliches Agens enthält, zur Verfügung gestellt wird; eine Laserquelle, welche Laserenergie entlang eines Laserenergieweges erzeugt, zur Verfügung gestellt wird, wobei der Laser in der Lage ist, eine Bohrung einer vorbestimmten Abmessung wenigstens teilweise durch die Wand des Spenders zu brennen, der Sender relativ zu dem Laserenergieweg derart positioniert wird, daß der Laserenergieweg den Spender an einem vorbestimmten Öffnungsort auf dem Spender kreuzt;
eine ritzende Relativbewegung zwischen dem Laserenergieweg und dem Spender zum Ritzen eines Kanals, welcher wenigstens teilweise einen entfernbaren mittleren Stöpsel umgibt, zur Verfügung gestellt wird, wobei der Kanal und der entfernbare Stöpsel eine Abgabeöffnung nahe dem Öffnungsort definieren, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Laserquelle während der Ritzbewegung erregt bzw. energetisiert wird zur Erzeugung von Laserenergie, welche die Abgabeöffnung in der Wand bildet, wobei die Abgabeöffnung wenigstens eine Abmessung aufweist, welche größer als die Bohrungsabmessung ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Aufgaben und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens des Bildens einer Abgabeöffnung und/oder des Bildens einer Identifikationsmarkierung an einem Spender für Agens werden deutlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen (nicht maßstabsgetreu). Hierbei ist bzw. sind
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Spenderbehandlungsvorrichtung, die die Basiselemente zeigt, die erforderlich sind um die Abgabeöffnungen zu bilden;
Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Spenderbehandlungs- bzw. bearbeitungsvorrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von zwei benachbarten Spendern, wobei Teile davon im Schnitt dargestellt sind, wobei gezeigt ist (i) die Fördererbewegung zur Positionierung der Spender in der Schnittzone mit dem Laserstrahlweg und (ii) die ritzende Relativbewegung um die Abgabeöffnungen zu ritzen bzw. in ritzender Weise auszubilden;
Fig. 4A bis 4B perspektivische Ansichten von Agensspendern mit jeweils einer ovalgeformten Abgabeöffnung, einer schlitzförmigen Abgabeöffnung, einer Bohrungsmuster-Abgabeöffnung und einer polygonalgeformten Abgabeöffnung;
Fig. 4E eine perspektivische Ansicht eines Agensspenders mit einer daran geritzten bzw. eingeritzten Identifikationsmarkierung;
Fig. 5 eine Draufsicht eines geritzten bzw. eingeritzten Kanals, der durch überlappende Brenn- bzw. Einbrennbohrungen gebildet ist;
Fig. 6 eine Draufsicht eines geritzten Kanals, der durch beabstandete Brenn- bzw. Einbrennbohrungen gebildet ist;
Fig. 7 eine teilweise Schnittansicht eines geritzten volltiefen Kanals, welcher entsprechend der vorliegenden Erfindung lasergebohrt ist;
Fig. 8 eine Teilschnittansicht eines geritzten teiltiefen Kanals, welcher lasergebohrt ist, entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 und 10 Seiten- und Seitenschnittansichten eines Agensspenders mit einer geritzten und lasergebohrten Abgabeöffnung entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform; und
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Laserscan- bzw. -abtastsystems, welches eine Ritz- Steuereinrichtung darstellt, einschließlich eines X-Ablenkungsspiegels und eines Y- Ablenkungsspiegels.

Modi zur Ausführung der Erfindung

Wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, behandelt bzw. bearbeitet die Spenderbehandlungs- bzw. bearbeitungsvorrichtung 10 eine Serie von Spendern 30 mittels Laserenergie nahe einem vorbestimmten Öffnungsort an jedem Spender. Ein Endlosförderer 11 bewegt die einzelnen Spender 30 entlang einem Spenderpfad 12 (in der Richtung des Pfeiles) von einem Zufuhrende der Bearbeitungsvorrichtung zu einem Sammelende. Eine Laserquelle 13 stellt Laserenergie entlang einem Laserstrahlweg bzw. -weg bereit, welcher den Spenderpfad 12 schneidet, wobei eine Schnittzone 15, die zu beiden Pfaden 12, 14 gehört, definiert wird. Eine Relativbewegung zwischen jedem der Spender 30 und dem Laserstrahl wird eingestellt bzw. bewirkt durch die Bewegung des Endlosförderers 11 und durch ein geeignetes Laserscansystem 16, welches im folgenden detaillierter offenbart wird (Fig. 11).
Die Bearbeitungsvorrichtung 10 verfügt über Laser-Hereit- Fenster, während welcher die Laserquelle 13 betätigt bzw. gefeuert werden kann. Eine Steuerung 17 ist ansprechend auf die Relativbewegung zwischen dem Spender 30 und dem Laserstrahl und ansprechend auf die Laser-Bereit-Fenster zum Energetisieren des Laserstrahles. Eine geeignete Spender- Bearbeitungs-Vorrichtung 10 und eine geeignete Steuerung 17 sind in dem Geerke et al US-Patent 5,294,770 offenbart, wo bei die Offenbarung dieses Dokumentes hier durch Bezugnahme umfaßt sein soll.
Eine Teilezufuhreinrichtung 18 ist nahe dem Zufuhrende des Spenderpfades 12 angeordnet, um eine Reserve an unbehandelten Spendern 30 zu enthalten, welche auf den Förderer 11 zur Bearbeitung bzw. Behandlung mit Laserenergie geladen werden. Der Endlosförderer 11 ist bevorzugt ein Kettenträger, der aus Ketten- bzw. Trägergliedern gebildet ist, die sich von der Teilezufuhr 18 durch die Schnittzone 15 zu dem Sammelende und zurück zu der Teilezufuhreinrichtung 18 erstrecken, um die Spender 30 entlang dem Spenderpfad 12 und durch die Schnittzone 15 zur Bearbeitung zu bewegen. Ein Zufuhrrad 19, welches an der Teilezufuhreinrichtung 18 montiert ist, steht mit dem Zufuhrende des Förderers 11 in Eingriff, so daß es den Spendern 30 ermöglicht ist, auf die Trägerkette geladen zu werden bzw. zu laden. Ein Sammelrad 20, welches nahe dem Sammelende des Spenderpfades 12 montiert ist, steht mit dem Sammelende des Förderers 11 in Einriff. Das Sammelrad 20 ist höher angeordnet als das Zufuhrrad 19, um eine positive Neigung entlang dem Spenderpfad 12 zu bilden, welches die Spender 30 aus der Spender- Teile-Zufuhreinrichtung 18 hinauf zu der Schnittzone 15 anhebt.
Eine geeignete Antriebseinrichtung, wie z. B. ein Motor 21, bewegt die Endlosträger- bzw. -fördererkette um die Räder 19 und 20 herum und fördert die Spender 30 entlang dem Spenderpfad 12. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist das Sammelrad 20 ein Antriebsrad, welches mit dem Antriebsmotor 21 verbunden ist, wobei ein unteres Rad 19 ein sich frei drehendes Leerlaufrad ist. Das obere Antriebsrad 20 wirkt entgegen dem Zug der Kettenglieder und des Leer laufrades 19, um die Trägerkette entlang dem geneigten Spenderpfad 12 gespannt zu halten.
Die grundsätzlichen Schritte des Laserritzens einer Abgabeöffnung in einem Spender für nützliches Agens werden nun beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden, um Abgabeöffnungen in Spendern für pharmazeutisches Agens zu bilden, z. B. Spender welche ausgelegt sind, in einem Patienten implantiert oder von diesem geschluckt zu werden zur anschließenden Abgabe eines pharmazeutischen Agens (z. B. ein Medikament) an den Patienten. Zwei spezifische nützliche Spender, welche mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind osmotisch angetrieben und durch die Bezugszeichen 30a und 30b in Fig. 3 angedeutet. Der Spender 30a ist ein Elementar-Osmose-Pumpspender, während der Spender 30b ein Osmose-Spender vom Druck-Zug-Typ ist. Der Spender 30a verfügt über eine semipermeable Membranwand 31. Die Wand 31 umgibt und bildet ein integrales bzw. einstückiges Abteil 32. Das integrale Abteil 32 enthält ein abgebbares Medikament 33, welches durch Punkte angedeutet ist, sowie einen optionalen Osmagenten bzw. ein Osmoseagens (engl. osmagent) 34, welcher durch Striche dargestellt ist. Die Wand 31 ist semipermeabel, d. h. sie ist durchlässig für den Durchtritt eines externen Fluides (z. B. Wasser), welches in der biologischen Verwendungsumgebung vorliegt (z. B. dem Gastro-Intestinalen bzw. Verdauungstrakt (GI) eines Tierkörpers) und ist im wesentlichen undurchlässig für den Durchtritt des Medikamentes 33 und des optionalen Osmoseagens 34. Die Wandung 31 umfaßt vorteilhafterweise eine dünne zelluloseartige bzw. Zellulose-Membran. Da die Wandung 31 im wesentlichen undurchlässig für das Medikament 33 ist, muß der Spender 30a über zumindest eine Abgabeöffnung verfügen, welche durch die Wandung 31 an dem Öffnungsort 35a vorgesehen ist, um das Medikament 33 zu der biologischen Verwendungsumgebung abzugeben. Wenn der Spender 30a in einer wässerigen Umgebung angeordnet wird (z. B. wenn der Spender 30a von einem Patienten geschluckt wird), tritt Wasser von dem Verdauungstrakt des Patienten durch die Wandung 31 und bildet eine wässerige Lösung oder Suspension des Medikamentes 33. Wenn mehr Wasser durch die Wandung 31 tritt, wird die wässerige Medikamentenlösung oder Suspension aus der Abgabeöffnung 38a gepumpt, welche Öffnung durch den lasergeritzten Kanal 37a definiert ist, und zwar hinein in den Verdauungstrakt des Patienten.
Ähnlich wie der Spender 30a verfügt der Spender 30b ebenfalls über eine Wandung 31, welche ein internes Abteil 32 umgibt und bildet, welches ein Medikament und einen optionalen Osmagenten oder ein Osmose- bzw. Osmopolymer 34 enthält. Das Abteil 32 des Spenders 30b enthält jedoch ebenfalls ein ausdehnbares bzw. quellfähiges Hydrogel 36, welches durch Vertikallinien angedeutet ist. Die medikamenten- enthaltende Zusammensetzung 33, 34 und das quellfähige Hydrogel 36 liegen in laminarer Anordnung vor, wobei sie mit der Wandung 31 für die effektive Abgabe des Medikamentes 33 über die Abgabeöffnung, die an dem Öffnungsort 35b gebildet ist, zusammenwirken. Ähnlich wie die Wandung 31 des Spenders 30a ist die Wandung 31 des Spenders 30b semipermeabel, d. h. sie ist durchlässig für ein flüssiges Lösungsmittel (d. h. Wasser), welches in der Verwendungsumgebung vorliegt, jedoch undurchlässig für das nützliche Agens 33, und ist vorteilhafterweise eine dünne Zellulose- Membran. Wenn der Spender 30b in einer wässerigen Umgebung angeordnet wird (z. B. wenn der Spender 30b geschluckt wird), tritt Wasser von der Umgebung durch die Wandung 31 und wird von dem quellfähigen Hydrogel 36 absorbiert, so daß dieses aufquillt. Während das Hydrogel 36 quillt, beaufschlagt es das nützliche Agens 33, welches somit aus dem Spender 30b durch die Abgabeöffnung 38b gedrängt wird, welche durch den lasergeritzten Kanal 37b definiert ist, und zwar hinein in die Verwendungsumgebung, In beiden Spendern 30a und 30b drückt bzw. beaufschlagt die nach außen gerichtete Bewegung der Flüssigkeitslösung oder Suspension des nützlichen Agens 33 zentrale bzw. mittlere Stöpsel 39a und 39b, welche innerhalb der lasergeritzten Kanäle 37a bzw. 37b angeordnet sind, und zwar weg bzw. heraus aus den bzw. von den Abgabeöffnungen 38a bzw. 38b. Bei dem Spender vom Druck-Zug-Typ 30b ist es wichtig, die Abgabeöffnung 38b benachbart zu der nützlichen Agens-Zusammensetzung 33, 34 zu ritzen und das quellfähige Hydrogel 36 an dem "geschlossenen" Ende des Spenders 30b anzuordnen.
Das nützliche Agens oder das Medikament bzw. der Wirkstoff 33 können eine pharmazeutische Substanz sein (z. B. ein Medikament), welches in den Spendern 30a und /oder 30b angeordnet ist zur dosierten bzw. gezielten Abgabe in vivo über eine vorbestimmte Zeit. Andere potentielle Anwendungen der Spender 30a und/oder 30b umfassen das Abgeben eines Katalysators für ein chemisches Verfahren, die Abgabe von Nahrungsmitteln zur aquatischen Fütterung und das Abgeben bzw. Ausgeben von Düngemitteln für landwirtschaftliche Zwecke.
Der nächste Schritt in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Laserquelle vorzusehen, welche Laserenergie erzeugt, z. B. in der Form eines Strahles entlang eines Laserenergie/Strahlpfades. Der Laserstrahl verfügt über eine ausreichende Leistung um in der Lage zu sein, eine effektive Brennbohrung zumindest teilweise durch die Wandung 31 zu brennen, wobei die Energie des Laserstrahles durch die Wandung 31 an der Schnittstellenzone 15 absorbiert und ausreichend Wärme erzeugt wird, um das Wandungsmaterial zu verdampfen. Laserstrahlen verfügen typischerweise über einen kreisförmigen Querschnitt, wobei ein Großteil der Energie an der Mitte des Strahles konzentriert ist. Die effektive Brenn- bzw. Durchbrennbohrung des Laserstrahles ist der Durchmesser des in der Wandung 31 gebildeten Loches, wenn keine Relativbewegung zwischen dem Spender und dem Strahl vorliegt. Die effektive Brennbohrung ist abhängig von der Querschnittsfläche des Laserstrahles an der Schnittstellenzone 15, der Leistung des Lasers, sowie der Dicke und Zusammensetzung des Wandungsmaterials, welches lasergebohrt wird.
Der anschließende Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, den Spender 30a und/oder den Laserstrahl in solch einer Weise zu positionieren, daß der Laserstrahlweg den Spender 30a bei einem vorbestimmten Öffnungsort 35a an dem Spender schneidet bzw. auf diesen trifft. Die Laserquelle wird üblicherweise während des Positionierschrittes abgeschaltet (von der Energieversorgung getrennt bzw. deenergetisiert). Die Positionierung des Laserstrahles wird durch ein Laserscansystem 16 gesteuert, während die Positionierung des Spenders 30a durch die Bewegung des Förderers 11 gesteuert wird (der Förderer 11 ist in Fig. 3 zur einfacheren Darstellung nicht dargestellt), wobei der Förderer 11 die Spender 30a und 30b entlang der X-Achse in der Richtung des in Fig. 3 gezeigten Pfeiles fördert bzw. bewegt. Die Positionierung des Laserstrahlweges 14 und die Positionierung der Spender 30a und 30b bestimmt die Position der Abgabeöffnungen 38a bzw. 38b an den Spendern 30a bzw. 30b. Die Positionierbewegung bewegt ebenfalls die Spender 30a und 30b relativ zu dem Laserstrahlweg 14, und zwar in solch einer Weise, daß der Strahl anfänglich auf den Spender 30a und anschließend auf den Spender 30b gezielt bzw. gerichtet ist, d. h. der Laserstrahlweg 14 ist anfänglich gezielt bzw. gerichtet auf den Öffnungsort 35a an dem Spender 30a und nach dem Ritzen des Kanales 37a wird der Laserstrahlweg auf den Öffnungsort 35b an dem Spender 30b gerichtet, welcher der anschließende Spender in der Anordnung an dem Förderer 11 ist. Alternativ kann die Positionierbewegung den Laserweg 14 und/oder die Spender in solch einer Weise bewegen, daß der Laserstrahlweg 14 anschließend auf einen zweiten oder dritten Ort an demselben Spender gerichtet bzw. gezielt wird, um einen Mehrfachöffnungsspender herzustellen.
Der nächste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, eine ritzende Relativbewegung zwischen dem Laserstrahlweg 14 und dem Spender 30a zu bilden bzw. einzustellen, um einen Kanal 37a benachbart zu dem Öffnungsort 35a zu ritzen. Während der ritzenden Bewegung ist die Laserquelle 13 eingeschaltet (mit Strom versorgt bzw. energetisiert), wobei ein Laserstrahl erzeugt wird, welcher ein Wegbrennen des Wandungsmateriales benachbart dem Öffnungsort 35a veranlaßt. Die ritzende Bewegung wird gesteuert durch (i) die Bewegung des Spenders 30a in der X-Richtung, wobei diese Bewegung durch die Bewegung des Förderers 11 gesteuert wird, (ii) die Bewegung des Laserstrahlweges, wobei diese Bewegung durch das Scansystem 16 gesteuert wird, oder eine Kombination der letzteren zwei Möglichkeiten. Die Ritzbewegung bestimmt die Größe und Form der Ausgabeöffnung. Die Ritzbewegung veranlaßt den Laserstrahl, sich relativ zu dem Spender 30a zu bewegen, und zwar von dem Öff nungsort 35a entlang einem generell kreisförmigen Pfad 37a und zurück zu dem Öffnungsort 35a. Die ritzende Bewegung veranlaßt den Laserstrahl, die Wandung 31 entlang dem Kanal 37a zu brennen bzw. wegzubrennen, wobei die Abgabeöffnung 38a definiert wird. Die somit gebildete Abgabeöffnung 38a ermöglicht die anschließende Abgabe des nützlichen Agens oder Medikamentes 33 durch sie hindurch.
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Öffnungsort 35a der Startpunkt des kreisförmigen Pfades 37a und ist bevorzugt ebenfalls dessen Endpunkt. Als solches bildet der Kanal 37a einen geschlossenen Pfad, welcher vollständig einen runden Mittelstecker bzw. -stöpsel 39 aus Wandungsmaterial umgibt. Der Begriff "geschlossen" in Verbindung mit einem lasergeritzten Kanal bezieht sich auf einen geritzten Kanal bzw. eine geritzte Rille von beliebiger Form, welche bei einem Startpunkt beginnt und den Laserstrahl zu im wesentlichen demselben Startpunkt zurückführt bzw. zurückkehren läßt. Der Stöpsel 39a ist ausgelegt um entfernt zu werden, so daß das Medikament 33 durch die Öffnung 38a abgegeben werden kann. Die Stöpsel 39a und 39b an Osmosespendern 30a und 30b werden durch das osmosemäßige Pumpen von Medikamentenlösung oder -suspension aus dem Spender 30a aus den Öffnungen 38a bzw. 38b herausgedrückt. Bei Nicht-Osmosespendern kann es nötig sein, den mittleren Stöpsel 39 zu entfernen, bevor der Spender vollständig operativ werden kann.
In Fig. 3 veranlaßt die Ritzbewegung das Wegbrennen der Wandung 31 mittels des Laserstrahles, wobei ein kreisförmiger Kanal 37a gebildet wird, der einen mittleren Stöpsel 39a aus Wandungsmaterial umgibt. Die Durchtrittsfläche der großen Abgabeöffnung 38a ist gleich der Fläche des mittleren Stöpsels 39a zuzüglich der Fläche des weggebrannten Ka nals 37a. Der mittlere Stöpsel 39a wird durch Osmosedruck aus der Abgabeöffnung 38a geschoben bzw. gepreßt und stellt eine Abgabeöffnungsfläche dar, welche nicht durch den Laser gebrannt bzw. weggebrannt werden muß. Dies bedeutet, daß ein Großteil der Durchtrittsfläche der Abgabeöffnung 38a vielmehr durch den mittleren Stecker 39a gebildet wird und nicht durch die Fläche des eingebrannten bzw. weggebrannten Kanals 37a, so daß ein Großteil der Fläche der Abgabeöffnung 38a erzeugt wird ohne die Wandung 31 mittels Laser wegzubrennen und ohne Bildung von Brennungsrückständen, wobei auch wenig Laserenergie erforderlich ist. Die größere Durchtrittsfläche ermöglicht das Abgeben größerer Mengen an nützlichem Agens je Zeiteinheit in die Verwendungsumgebung.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform bewegt die ritzende Bewegung den Laserstrahl entlang generell kreisförmiger Kanäle 37a und 37b und ritzt generell runde Abgabeöffnungen 38a und 38b. Der Kanal 37 kann auch nichtkreisförmig sein, wie es in den Fig. 4A bis 4D dargestellt ist. Eine runde Abgabeöffnung stellt die maximale Durchtrittsfläche für die Menge bzw. das Ausmaß des Laserbohrens (Massenwegbrennen) bereit und stellt die bevorzugte Form dar. Somit erzeugt ein kreisförmiger Kanal 37 eine runde Abgabeöffnung 38 mit den geringsten Rückständen je Flächeneinheit der Öffnungsfläche. Der geritzte Kanal kann leicht von der runden Form abweichen, bedingt durch Herstellungstoleranzen. Der Endlosförderer 11 kann während der Herstellung unterschiedliche Geschwindigkeiten annehmen, oder bedingt durch Alterung generell langsamer werden. Das Laserscansystem 16 kann fehlerbehaftet sein oder während des Betriebes vibrieren oder aus der Kallibrierung abweichen. In der Praxis kann ein kreisförmiger Kanal 37, der zu einer runden Abgabeöffnung 38 führt, eher als ein wün schenswertes Ziel angesehen werden, welches theoretisch möglich ist.
Alternativ kann die Abgabeöffnung nichtkreisförmig sein, wie z. B. die polygonförmige Öffnung 48, die in Fig. 4D gezeigt ist, oder der Kanal, der die Abgabeöffnung definiert, kann nicht geschlossen sein, wie z. B. der C-förmige Kanal 64, der in Fig. 4A gezeigt ist oder auch die schlitzförmige Abgabeöffnung 40, die in Fig. 4B dargestellt ist. Der C- förmige Kanal 64 bildet eine Abgabeöffnung 46 mit einer generell ovalen Form mit einer Hauptöffnungsabmessung und einer Nebenöffnungsabmessung. Der nicht-weggebrannte Wandungsabschnitt 62 dient äls ein Scharnier, welches dem Mittelstöpsel 63 erlaubt, unter der Kraft des internen osmotischen Druckes wie eine Klappe auf die angelenkte Seite zurückgefaltet zu werden. Anders als die Stöpsel 39a und 39b, welche ausgestoßen werden, wenn die Osmosespender 30a und 30b beginnen, die Flüssigkeitslösung oder Suspension des Medikamentes 33 pumpen, verbleibt der angelenkte Mittelstöpsel 63 an dem Spender befestigt und wird nicht in die Verwendungsumgebung abgegeben.
Die minimale Hauptöffnungsabmessung der Abgabeöffnung entspricht zumindest dem zweifachen des Brennbohrdurchmessers und vorteilhafterweise zumindest dem fünffachen des Brenndurchmessers. Ein Beispiel einer Abgabeöffnung 40 mit einer Nebenöffnungsabmessung von nur einem Brennbohrdurchmesser und mit einer Hauptöffnungsabmessung, die eine Vielzahl von Brennbohrdurchmessern aufweist, ist in Fig. 4B dargestellt. Da die Nebenöffnungsabmessung (d. h. die Breite) der Abgabeöffnung 40 auf den Durchmesser der Brennbohrung begrenzt ist, ist die Fläche der Öffnung 40 begrenzt. Dementsprechend wird die längliche schlitzförmige Abgabeöffnung 40 typischerweise lediglich dann verwendet, wenn Öffnungen mit geringer Fläche erforderlich sind, oder wenn ein flexibles Wandungsmaterial gebohrt bzw. durchbohrt wird, welches es der schlitzförmigen Öffnung 40 ermöglicht, während der Abgabe des nützlichen Agens oder Wirkstoffes oder Medikamentes 33 aufgebogen zu werden.
Fig. 4C zeigt eine Abgabeöffnung 47 mit einer Hauptöffnungsabmessung von etwa zwei Brennbohrdurchmessern und einer Nebenöffnungsabmessung von etwa zwei Brennbohrdurchmessern. Die Öffnung 47 wird durch einen gepulsten Laserstrahl gebildet, welcher ein Cluster bzw. Muster von vier benachbarten lasergebrannten Bohrungen erzeugt. Die minimale Anzahl von benachbarten oder geclusterten Brennbohrungen, die eine Abgabeöffnung bilden, kann zwei bis vier betragen (siehe z. B. Abgabeöffnung 47 in Fig. 4C), oder auch bis zu mehreren hundert oder sogar mehreren tausend, wenn große polygonförmige Öffnungen unter Verwendung eines gepulsten Lasers gebildet werden (wie z. B. die Öffnung 48 in Fig. 4D). Die minimale Abmessung der Abgabeöffnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann wesentlich größer sein als die effektive Brennbohrung des Laserstrahles, wodurch sich eine große ovalförmige Abgabeöffnung 46 ergibt, wie sie in Fig. 4A gezeigt ist, oder eine große polygonförmige Abgabeöffnung 48, wie sie in Fig. 4D dargestellt ist. Die Öffnung 48 wird durch Ritzen einer Serie von geraden Linien mittels des Lasers gebildet. Die polygonförmige Öffnung 48 kann alternativ eine andere geometrische Form annehmen, wie z. B. ein Dreieck, Rechteck, Pentagon, etc.
Die Laserquellenerregung bzw. energetisierung (engl. energization) kann während der ritzenden Bewegung zum kontinuierlichen Brennen der Wandung kontinuierlich sein, wobei ein kontinuierlicher geritzter Kanal erzeugt wird. Die bevorzugte Geschwindigkeit der Ritzbewegung für einen kontinuierlich energetisierten Laserstrahl ist eine Funktion der Brenn-Entfern-Faktoren, wie z. B. der Leistung des Lasers, der wirksamen bzw. effektiven Brennbohrung, der Dicke und Zusammensetzung der Wandung, sowie der gewünschten Tiefe des Kanals. Wenn die Ritzbewegung zu schnell ist, wird der Laserstrahl zu wenig Wandungsmaterial entfernen, wobei der Kanal demzufolge zu flach sein wird. Wenn die ritzende Bewegung zu langsam ist, wird der Laserstrahl die Wandung vollständig entfernen und sich in die Zusammensetzung des nützlichen Agens einbrennen, d. h. der Kanal wird zu tief sein. Zusätzlich erzeugen tiefe Kanäle unnötige Reststoffe bzw. Abfälle, verwenden unnötig viel Laserleistung und/oder verzögern in unnötiger Weise die Geschwindigkeit des Förderers 11 und somit der Herstellungsanlage. Das folgende stellt illustrativ eine typische Ritzbewegungsgeschwindigkeit dar: unter Verwendung eines Lasers mit einer Leistungsausgabe von 25 Watt und einem Brennbohrdurchmesser von 0,15 mm beträgt zum Bohren einer semipermeablen Zellulosemembran mit einer Dicke von 0,1 mm die Ritzbewegungsgeschwindigkeit etwa Im/sec.
Die Laserquellenenergetisierung kann während der ritzenden Bewegung zur Erzeugung des Kanals ebenfalls pulsartig sein. Der Kanal kann ein kontinuierlicher Kanal 41 sein, der durch eine Serie von überlappenden (oder aneinander grenzenden) Brennbohrungen 42 gebildet ist, wie in Fig. 5 gezeigt. Der Kanal 41 ist dargestellt als ein gerader Kanal, der geeignet ist, eine lineare Öffnung (d. h. schlitzförmig) oder eine Seite einer polygonförmigen Öffnung zu bilden. Der Kanal 41 könnte ebenfalls als gekrümmter Kanal ausgebildet sein, geeignet zum Definieren einer runden oder ova len Abgabeöffnung. Alternativ kann ein intermitierend ausgebildeter Kanal 43, gebildet durch eine Serie von geringfügig beabstandeten Brennbohrungen 44, geritzt werden, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Ritzbewegung zwischen Pulsen des Lasers beläßt schmale Verbindungsbrücken 45 aus Wandungsmaterial zwischen benachbarten Brennbohrungen 44. Die Verbindungsbrücken 45 sind ausreichend schmal, so daß sie zwischen benachbarten Brennbohrungen 44 aufbrechen, wenn der Spender mit der Abgabe des nützlichen Agens beginnt. Der Kanal 43 ist als ein gerader Kanal dargestellt, könnte jedoch ebenfalls als gekrümmter Kanal ausgebildet sein, welcher zur Bildung eines Segmentes einer runden oder oval ausgeformten Öffnung geeignet ist.
Fig. 7 und 8 sind Querschnittsansichten von Teilen der Wandung 31 und des Abteiles 32 des Spenders 30 und stellen Variationen in der Tiefe der Laserbohrung dar, welche in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können. Die Laserquelle 13 kann eine ausreichende Leistung aufweisen oder über eine ausreichende Einzeit bzw. Einschaltzeit verfügen um einen Laserstrahl zu erzeugen, welcher die Wandung 31 vollständig durchbohrt, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wobei ein tiefgebrannter Kanal 37d erzeugt wird. Der tiefe Kanal 37d erstreckt sich vollständig durch die Wandung 31 von der Außenfläche bzw. äußeren Fläche hinab zu dem nützlichen Agens innerhalb des Abteiles 32. Beim Bilden eines tiefen Kanals mit einer geschlossenen Form (z. B. ein tiefer Kanal mit einer kreisförmigen Form ähnlich zu dem Kanal 37a in Fig. 3) kann der mittlere Stöpsel 39a vor der Verwendung herausfallen, insbesondere wenn die Anhaftung bzw. Adhäsion der Wandung 31 an der nützlichen Agenszusammensetzung schwach ist.
Alternativ kann die Laserquelle 13 von geringerer Leistung sein oder eine kürzere Einschaltzeit aufweisen und die Wandung 31 nur teilweise durchbrennen, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wobei ein flach eingebrannter Kanal 37e gebildet wird. Der flache Kanal 37e erstreckt sich lediglich teilweise durch die Wandung 31, wobei ein Boden 47 entlang der Unterseite des Kanals 37e verbleibt. Das nützliche Agens in dem Abteil 32 unterliegt somit keiner Lasereinwirkung, da durch den Abschnitt 47 eine Abdeckung bereitgestellt wird.
Anders als bei der Tiefkanalausführungform (Fig. 7) wird bei den Ausführungsformen mit flachem Kanal und mit intermittierendem Kanal (Fig. 8 und 6), bei Ausbildung einer geschlossenen (z. B. kreisförmigen) Form, der mittlere Stöpsel des Wandungsmaterials bis zur Verwendungszeit ortsfest in der Abgabeöffnung gehalten. Demzufolge wird durch den Kanalboden 47 des flachen Kanales 37e und die Verbindungsbrücken 45 des intermittierenden Kanals 43 der mittlere Stecker 39a aus Wandungsmaterial (siehe Fig. 3) während der Herstellung und Lagerung des Spenders 30a ortsfest in der Abgabeöffnung 38a gehalten, wodurch bezüglich des nützlichen Agens in dem Abteil 32 ein besserer Schutz bereitgestellt wird (z. B. gegen Licht oder UV-Degradation). Der Boden 47 des Teil- bzw. Partialkanals ist ausreichend dünn, um es dem osmotischen Druck, der sich in dem Abteil 32 bildet, wenn der Spender in einer wässerigen Umgebung angeordnet wird, zu ermöglichen, das Wandungsmaterial, welches den Boden 47 bildet, zu brechen. In ähnlicher Weise ermöglichen es die Verbindungsbrücken 45 zwischen den beabstandeten Brennbohrungen 44 des intermittierenden Kanals 43, daß durch eine entsprechende Beabstandung der osmotische Druck, welcher sich in dem Abteil 32 entwickelt, wenn der Spender in einer wässerigen Umgebung angeordnet ist, ausreicht, um das Wandungsmaterial zu brechen, welches die Brücken 45 bildet. Das Pumpen der Lösung oder Suspension mit dem nützlichen Agens drückt anschließend den zentralen Stöpsel 39 von der Abgabeöffnung 38 weg. Die optimale Dicke des Bodens 47 und die Länge der Brücke 45 für diesen "Wegbrech-" Modus ist abhängig von der Stärke bzw. Festigkeit und Dicke des Wandungsmateriales und von dem internen Druck, der in dem Abteil gebildet wird.
Ein Kanalboden und Verbindungsbrücken können an demselben Wegbrech-Mittelstöpsel verwendet werden. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsbrücke teilweise weggebrannt werden, wobei ein Teilkanal zwischen den beabstandeten Brennbohrungen ausgebildet wird. Die Ausführungsformen mit Boden, Brücke und angelenkter Klappe erzeugen pro Quadrateinheit bzw. Flächeneinheit der Durchtrittsfläche weniger Brennentfernung und erfordern demzufolge weniger Laserenergie für dieselbe Größe der Abgabeöffnung.
Ein weiteres Beispiel eines implantierbaren osmotisch angetriebenen Abgabesystemes ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt und durch das Bezugszeichen 50 angegeben. Fig. 9 stellt eine Seitenansicht des Systems 50 dar, während Fig. 10 eine Seitenschnittansicht des Systems 50 ist. Das Abgabesystem 50 umfaßt ein Abgabeende 51, ein hinteres Ende 52 und einen Durchtritt 53, der an dem Ende 51 vorgesehen ist, um die äußere Umgebung mit dem Innenraum des Abgabesystems 50 zu verbinden. Der Durchtritt 53 ist entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung durch die Wandung des Gehäuseabschnittes 54 lasergeritzt. Das Abgabesystem 50 verfügt über ein äußeres Gehäuse, umfassend einen ersten Gehäuseabschnitt 54 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 55. Die zwei Gehäuseabschnitte 54, 55 weisen Durchmesser auf, welche größenmäßig ähnlich sind, wobei ein Reibschluß zwischen ihnen vorliegt. Es besteht ein Freiraum oder eine Toleranz in der Größe, um dem Abschnitt 55 eine Gleitbewegung in die Aufnahmeeinrichtung 59 des Abschnittes 54 zu ermöglichen. Die Abschnitte 54 und 55 können teleskopartig vollständig in eine geschlossene und kontinuierliche wandungsumgebende Position (engl. closed and continuous walled position) gebracht werden. Optional können sie durch Heiß- Schweißen, mittels Klebstoff oder anderen geeigneten Mitteln miteinander verbunden bzw. zusammengehalten werden. Die Gehäuseabschnitte 54, 55 umgeben und definieren ein internes bzw. inneres Abteil 56. Der Gehäuseabschnitt 54 umgibt eine nützliche Agenszusammensetzung, die ein pharmazeutisches Agens (z. B. ein Medikament) enthält, identifiziert durch Punkte 54, sowie einen pharmazeutisch akzeptablen Träger, angedeutet durch Wellenlinien 58. Der pharmazeutisch akzeptable Träger bzw. Trägerstoff 58 kann mehr als einen Inhaltsstoff enthalten, wie z. B. einen Puffer, einen Surfaktanten oder andere Formulierungsinhaltsstoffe bzw. -bestandteile. Der Gehäuseabschnitt 54 definiert und bildet an seinem Ende, welches dem vorderen Ende 51 gegenübersteht bzw. von diesem entfernt ist, eine Aufnahmeeinrichtung 59. Die Aufnahmeeinrichtung 59 ist zur Aufnahme des Gehäuseabschnittes 55 leicht vergrößert bzw. verbreitert. Die Wandung des Gehäuseabschnittes 54 umfaßt eine Zusammensetzung, welche im wesentlichen undurchlässig für die Zusammensetzung 57, 58 des nützlichen Agens sowie für andere Ingredienzen bzw. Bestandteile, die in dem Abgabesystem 50 enthalten sind, ist. Der Gehäuseabschnitt 54 ist vorteilhafterweise im wesentlichen undurchlässig bezüglich des Eintretens von beliebigen Flüssigkeiten (z. B. Wasser), die in der äußeren Umgebung vorliegen, und dient als eine Einrichtung, um ein nützliches Agens 57 (z. B. ein Prote in), im wesentlichen zu schützen, welches unstabil ist, wenn es der Flüssigkeit ausgesetzt ist. Demzufolge ist, anders als die Wandung 31 bei den Spendern 30a und 30b, die Wandung des Gehäuseabschnittes 54 keine semipermeable Membran und kann aus nicht-permeablen Materialien, wie z. B. Polymeren, Kunststoffen, Elastomeren, etc. gebildet sein, welche laserbearbeitet bzw. mittels Laser weggebrannt werden können. Der Gehäuseabschnitt 54 beschränkt und verhindert, daß Fluid hindurchtritt und in das Abteil 56 in den Bereich tritt, der die nützliche Agenszusammensetzung 57, 58 enthält. Der Gehäuseabschnitt 55 umgibt ein ausdehnbares bzw. quellfähiges Antriebselement bzw. Treibelement 60 (z. B. ein quellfähiges Hydrogel), welches durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Das ausdehnbare Antriebselement 60 umfaßt optional einen Osmagenten, der homogen oder heterogen innerhalb des ausdehnbaren Antriebsgliedes 60 vermengt ist. Das Abteil 56 umfaßt optional eine Lage 61, durch Horizontallinien dargestellt, die zwischen der Formulierung des nützlichen Agens 57, 58 und dem ausdehnbaren Antriebsglied 60 angeordnet ist. Die Lage 61 umfaßt vorteilhafterweise eine Zusammensetzung, die im wesentlichen undurchlässig ist für den Durchtritt von Flüssigkeit, welche in dem Antriebselement 60 aufgenommen wird, und dient dazu, den Durchtritt von Flüssigkeit, die in dem ausdehnbaren Antriebselement 60 vorliegt, in die Zusammensetzung des nützlichen Agens 57, 58 einzuschränken; und wirkt im wesentlichen derart, daß die Integrität der nützlichen Agenslage und der Antriebslage aufrechterhalten wird. Die Lage 61 dient ebenfalls dazu, sicherzustellen, die durch das ausdehnbare Antriebselement 60 erzeugte Antriebskraft gleichmäßig und unmittelbar auf die nützliche Agenszusammensetzung 57, 58 aufgebracht wird. Die Wandung des Gehäuseabschnittes 55 umfaßt zumindest teilweise eine semiper meable Wandzusammensetzung, welche durchlässig für den Durchtritt der Flüssigkeit (z. B. Wasser) ist, welche in der äußeren Umgebung vorliegt, um Fluid für das ausdehnbare Antriebselement 60 bereitzustellen. Die Wandung des Gehäuseabschnittes 55 ist durchlässig für den Durchtritt von Flüssigkeit (z. B. Wasser), welche in der äußeren Umgebung vorliegt und ist im wesentlichen undurchlässig für den Durchtritt von anderen Inhaltsstoffen, die in dem Antriebselement 60 enthalten sind. Das Gehäuse 54, 55 kann optional einen Weichmacher enthalten, welcher Flexibilität und Bearbeitbarkeit für die Wandung bereitstellt. Das Gehäuse 54, 55 ist nichttoxisch und behält bei einer bevorzugten Ausführungsform seine physikalische und chemische Integrität, d. h. das Gehäuse 54, 55 erodiert nicht während der Abgabezeit.
Im Betrieb wird das Abgabesystem 50 in eine biologische Verwendungsumgebung gebracht (z. B. kann das System 50 in dem Körper eines Säugers, z. B. von Menschen oder Tieren, implantiert werden) und einer wässerigen Flüssigkeit ausgesetzt. Die wässerige Flüssigkeit tritt durch die semipermeable Wandung des Gehäuseabschnittes 55 und wird durch das Antriebselement 60 absorbiert. Während das ausdehnbare Antriebsglied 60 das Fluid aufnimmt und absorbiert, weitet es sich aus bzw. quillt auf und drückt gegen die Lage 61, wodurch diese veranlaßt wird, in dem Abteil 56 hin zu dem Durchtritt 53 zu gleiten. Die Lage 61, die sich zu dem Durchtritt 53 bewegt, drängt die nützliche Agenszusammensetzung 57, 58 durch den Durchtritt 53, um das nützliche Agens 57 in die biologische Verwendungsumgebung abzugeben.
Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Scan- bzw. Abtastsystemes zur Steuerung der Ritzbewegung eines kontinuierlich oder intermittierend abgefeuerten bzw. betriebenen Lasers. Das Laserabtastsystem 16 kann ein beliebiger geeigneter Mechanismus zur systematischen Ablenkung des Laserstrahles sein, wie z. B. eine X-Y- Abtasteinrichtung. Die Positionierung des Spenders bezüglich des Laserstrahls und die ritzende Relativbewegung werden entlang einer ersten Achse durch einen ersten Scan- bzw. Abtastspiegel eingestellt und entlang einer zweiten Achse durch einen zweiten Scan- bzw. Abtastspiegel. Die erste Achse kann entlang der Bewegungsrichtung des Endlosförderers 11 verlaufen (siehe X-Achse in Fig. 3), wobei die zweite Achse quer zu der Richtung (siehe Y-Achse in Fig. 3) verlaufen kann. Alternativ kann ein dreidimensionales (siehe Z-Achse in Fig. 3) Laserabtastsystem verwendet werden. Der Brennpunkt des Laserstrahls kann durch geeignetes Bewegen einer Strahlfocussierlinse in der Z-Richtung entlang der Z-Achse bewegt werden.
Der X-Achsen Scanner 90X enthält einen X-Ablenkungsspiegel 92X, der an einer Schwenkwelle 94X montiert ist (sich in Y- Richtung erstreckend), welche durch ein X-Galvanometer 96X verschiebbar ist. Der Y-Achsen Scanner 90Y enthält einen Y- Ablenkungsspiegel 92Y, der an einer Schwenkwelle 94Y montiert ist (sich in X-Richtung erstreckend), welche durch ein Y-Galvanometer 96Y verschiebbar ist. Die Galvanometer sind servomäßige Rotationsantriebe mit geringer Masse und minimalem Trägheitsmoment, welche ansprechend sind auf X-Y Steuerspannungen von der Steuerung 17. Die Verschiebung der Spiegel kann glatt bzw. weich erfolgen, und zwar ansprechend auf eine glatte bzw. weiche Veränderung der Steuerspannung, um eine gleichförmige Ablenkungsgeschwindigkeit des Laserstrahls bereitzustellen. Alternativ kann die Verschiebung ansprechend auf eine stufenartige Veränderung der Steuerspannung inkremental bzw. schrittweise erfolgen, zum Ablenken des Laserstrahles mittels Inkrementen.
Bei einer Ausführungsform mit gepulstem Laserstrahl, wie z. B. in Fig. 5 und 6 dargestellt, kann jeder Rotationsschritt der Spiegel mit einem Laserenergiepuls zusammenfallen. Diese Einzelpuls-Schritt-Anordnung stellt einen progressiv beabstandeten, jedoch einzigartigen XY-Ort für jeden Laserpuls bereit. Polygonförmige Abgabeöffnungen (siehe Fig. 4D) können durch rotationsmäßig schrittweise betriebene Spiegel einfach gebildet werden. Die gerade Linie zwischen jedem Paar von sukzessiven Punkten wird durch eine Serie von einzigartigen X- und Y-Schritten erzeugt. Bei jedem Schnittpunkt verändern sich die Werte der X- und Y- Schritte, um die nächste gerade Linie zu erzeugen, wodurch das Polygon gebildet wird. Die Bewegung des Endlosförderers 11 kann konstant sein, um eine konstante Bewegung der Spender 30 entlang der X-Achse bereitzustellen. Alternativ kann der Förderer 11 schrittweise durch einen Schrittmotor vorwärts bewegt werden.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform entspricht die Relativbewegung entlang der X-Achse der Summe der Bewegung des Endlosförderers 11 und der Bewegung, welche durch den X-Ablenkungsspiegel veranlaßt ist, während die Relativbewegung entlang der Y-Achse lediglich durch den Y- Ablenkungsspiegel bedingt ist.
Das Verfahren des Bildens einer Abgabeöffnung in einem Agensspender wie hierin offenbart kann ebenfalls verwendet werden zum Markieren eines Identifikationssymboles an der Oberfläche einer Vielzahl von Arbeitsstücken, z. B. Spendern 30, die in einer Serie vorliegen. Ein Unterschied zwischen dem Bilden einer Abgabeöffnung und dem Markieren bzw. Anbringen eines Identifikationssymboles ist einfach die erforderliche relative Leistung des Lasers. Bei der Abgabeöffnungsbildung muß der Laser über ausreichend Leistung verfügen, um im wesentlichen durch die Wand 31 zu brennen. Andererseits wird die Markierung durch Brennen aufgrund der Wärme der Laserenergie gebildet und kann erzielt werden durch Störung, Entfärbung oder Carbonisieren des Oberflächenmateriales. Alternativ kann das Identifikationssymbol durch Brennen bzw. Wegbrennen des Innenmaterials, wie auch des Oberflächenmaterials, welches sich darüber befindet, gebildet werden. Solch ein Tiefbrennen kann eine Abgabeöffnung bilden, welche auch als Identifikationsmarkierung dient.
Die Folge der Schritte zur Lasermarkierung eines Identifikationssymboles sind wie folgt. Zuerst erzeugt die Laserquelle 13 Laserenergie entlang eines Laserstrahlweges zur Markierung der Oberfläche von jedem Arbeitsstück. Eine Relativpositionierung zwischen dem Laserstrahlweg und dem vorliegenden Arbeitsstück 30 wird zur Positionierung der Laserenergie an einem vorbestimmten Markierungsort an dem vorliegenden Arbeitsstück eingestellt. Eine ritzende Relativbewegung wird zwischen dem Laserstrahl und dem Arbeitsstück zum Definieren des Identifikationssymboles nahe dem Markierungsort veranlaßt. Die Laserquelle wird während der ritzenden Bewegung energetisiert, um die Laserenergie zur Markierung der Oberfläche beim Bilden des Identifikationssymboles zur anschließenden Identifikation des Arbeitsstückes bereitzustellen.
Das Identifikationssymbol kann ein strichbasiertes Symbol sein, wie ein alphanumerisches Zeichen, welches zumindest durch einen Strich gebildet wird. Das einfachste Strichzeichen "1" kann im wesentlichen in der selben Weise gebildet werden wie eine lasergebohrte schlitzförmige Abgabeöffnung 40, die in Fig. 4B dargestellt ist. Das Definieren der Relativbewegung definiert den Strich (oder Striche) zum Markieren des Arbeitsstückes. Das Identifikationssymbol kann zumindest eine Vollfläche bzw. ein Vollbereich sein, gebildet durch eine Vielzahl von benachbarten Strichen, welche durch die Relativbewegung definiert sind. Alternativ kann die Ritzbewegung einen gedruckten Text und/oder eine Marke definieren, wie es in Fig. 4E dargestellt ist. Bei dem Oberflächenmarkierungsverfahren wird lediglich die Fläche bzw. Oberfläche des Arbeitsstückes durch die Laserenergie bearbeitet. Demzufolge kann der Laserstrahl einen größeren Strahldurchmesser aufweisen, um einen breiteren, besser sichtbaren Strich zu bilden, als dies bei den Ausführungsformen für die Abgabeöffnungbohrung der Fall ist. Dieses flache Markierungsbrennen erzeugt weniger Rückstände und kann durch einen schneller ritzenden Strahl mit geringerer Energie erzeugt werden, dies verglichen mit dem Strahl, welcher zum Ausbilden von Abgabeöffnungen erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zur Bildung einer Abgabeöffnung (38) bei einem Spender (30) für ein nützliches Agens, bei welchem ein Spender (39) mit einem durch eine Wand (31) gebildeten Raum (32), welcher ein abzugebendes nützliches Agens (33) enthält, zur Verfügung gestellt wird; eine Laserquelle (13), welche Laserenergie entlang eines Laserenergieweges (14) erzeugt, zur Verfügung gestellt wird, wobei der Laser in der Lage ist, eine Bohrung (44) einer vorbestimmten Abmessung wenigstens teilweise durch die Wand (31) des Spenders (30) zu brennen; der Spender (30) relativ zu dem Laserenergieweg (14) derart positioniert wird, daß der Laserenergieweg (14) den Spender (30) an einem vorbestimmten Öffnungsort (35) auf dem Spender (30) kreuzt;

eine ritzende Relativbewegung zwischen dem Laserenergieweg (14) und dem Spender (30) zum Ritzen eines Kanals (37a), welcher wenigstens teilweise einen entfernbaren mittleren Stöpsel (39) umgibt, zur Verfügung gestellt wird, wobei der Kanal (37a) und der entfernbare Stöpsel (39) eine Abgabeöffnung (38) nahe dem Öffnungsort (35) definieren, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

die Laserquelle (13) während der Ritzbewegung erregt bzw. energetisiert wird zur Erzeugung von Laserenergie, welche die Abgabeöffnung (38) in der Wand (31) bildet, wobei die Abgabeöffnung (38) wenigstens eine Abmessung aufweist, welche größer als die Bohrungsabmessung ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Laserquelle (13) während der Ritzbewegung zur Bildung eines kontinuier lichen Kanals (37) in der Wand (31) kontinuierlich erregt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Laserquelle während der Ritzbewegung pulsartig erregt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die gepulste Laserenergie eine Reihe von überlappenden Brennbohrungen (42) bildet.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die gepulste Laserenergie eine Reihe von beabstandeten Brennlöchern (44) erzeugt, wobei die Beabstandung zwischen benachbarten Brennlöchern (44) nahe genug ist, um einen Bruch des Wandmaterials (45) zwischen benachbarten Brennbohrungen (44) zuzulassen, wenn das nützliche Agens (33) über die Ausgabeöffnung (38) abgegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Laserenergie eine Abgabeöffnung (38) mit einer vorbestimmten Form bildet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Abgabeöffnungsform geschlossen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Abgabeöffnung (38) im wesentlichen rund ausgebildet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Abgabeöffnung (40) schlitzförmig ausgebildet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Abgabeöffnung (48) polygonförmig ausgebildet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Abgabeöffnung (38) eine Hauptöffnungsabmessung und eine Nebenöffnungsabmessung aufweist, wobei die Nebenöffnungsabmessung wenigstens der Abmessung der Bohrung (44) entspricht, und die Hauptöffnungsabmessung wenigstens etwa dem zweifachen der Abmessung der Bohrung (44) entspricht.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Wand (31) eine semipermeable Membran aufweist, und der Raum (32) ein osmotisch aktives Agens (34) beinhaltet, wobei das nützliche Agens (33) durch osmotischen Druck durch die Abgabeöffnung (38) gepumpt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Laserenergie die Wand (31) vollständig durchbrennt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Laserenergie die Wand (31) teilweise durchbrennt, wobei der Abschnitt (47) der Wand (31), welcher unverbrannt verbleibt, ausreichend dünn ist, um einen Bruch des Wandmaterials zuzulassen, wenn das nützliche Agens (33) über die Abgabeöffnung (38) aus dem Spender (30) abgegeben wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Positionierung und das Ritzen zwischen dem Laserstrahlweg (14) und dem Spender (30) eine Anzahl von Abgabeöffnungen in dem Spender (30) definieren.

16. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die ritzende Relativbewegung durch Verschiebung eines Abtastspiegels (92), welcher bewirkt, daß der Laserstrahlweg (14) sich relativ zu dem Spender (30) bewegt, zur Verfügung gestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem die ritzende Relativbewegung entlang einer ersten Achse durch Verschiebung eines ersten Abtastspiegels (92X) und entlang einer zweiten Achse durch Verschiebung eines zweiten Abtastspiegels (92X) zur Verfügung gestellt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem die ritzende Relativbewegung durch Verschiebung des Abtastspiegels (92X) sowie durch Bewegung des Spenders (30) zur Verfügung gestellt wird.