DE69928012T2

DE69928012T2 - Injektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE69928012T2
Application number: DE69928012T
Authority: DE
Inventors: John Willis; G. Thaddeus MINIOR; Robert Gonnelli
Original assignee: Biovalve Technologies Inc
Current assignee: Biovalve Technologies Inc
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: EP1144031A1; EP1144031B1; EP1144031A4; AU2590000A; WO2000035520A1; WO2000035520A9; ATE307627T1; DE69928012D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Injektionsvorrichtungen und Verfahren zur Herstellung und Verwendung dergleichen. Das Dokument US-A-5024656 wird als dem bisherigen Stand der Technik am nächsten kommend betrachtet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Allgemeinen ist die Erfindung durch eine Injektionsvorrichtung gekennzeichnet, wie sie gegenwärtig beansprucht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung wird das Verschiebungselement manuell aktiviert.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist das Verschiebungselement zu einer schrittweisen Bewegung, beispielsweise einer manuell aktivierten schrittweisen Bewegung, von mindestens einem der Kolben in der Lage. Mit schrittweise meint man, dass der Kolben um ein bestimmtes Maß verschoben werden kann, dass die Verschiebung zum Stillstand gebracht werden kann, dass danach aber weiter verschoben werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist eine Oberfläche des Verschiebungselementes mit einer Oberfläche in Kontakt, die starr am Gehäuse angebracht ist, und die Reibung zwischen den zwei Oberflächen gestattet eine schrittweise Bewegung, beispielsweise eine manuell aktivierte schrittweise Bewegung, des Verschiebungselementes mit Bezugnahme auf das Gehäuse oder von einem der Kolben.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist eine Oberfläche, die starr mit dem Verschiebungselement verbunden ist, mit einer Oberfläche in Schraubkontakt, die starr mit dem Kolbengehäuse verbunden ist, und die Drehung zwischen den zwei Oberflächen gestattet eine schrittweise Bewegung, beispielsweise eine manuell aktivierte schrittweise Bewegung, des Verschiebungselementes mit Bezugnahme auf das Kolbengehäuse oder von einem der Kolben.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst das Gehäuse eine Umgehung, beispielsweise Vertiefungen in der Wand des Gehäuses, die, wenn sie durch einen Kolben berührt werden, eine Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und Arzneimittelspeicher und der Mischkammer gestattet.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst das Kolbengehäuse zwei Unterteile. Bei derartigen Ausführungen kann ein Modul, beispielsweise ein Speicher- und Misch- oder Trockenkomponentenmodul, den ersten Kolben, die erste Kammer und einen Teil des Kolbengehäuses bereitstellen, und ein zweiter Modul, auf den man sich gelegentlich hierin als den zweiten Komponenten- oder Flüssigkomponentenmodul bezieht, kann die zweite Kammer, den zweiten Kolben und einen Teil des Kolbengehäuses bereitstellen.
Der erste Modul kann ein erstes Modulgehäuse, den ersten vorangehend beschriebenen Kolben, eine erste Moduldichtung und eine erste Kammer einschließen, die durch das erste Modulgehäuse, den ersten Kolben und „wahlfrei" die erste Moduldichtung definiert wird.
Der zweite Komponentenmodul kann ein zweites Komponentenmodulgehäuse, den zweiten Kolben, worauf man sich vorangehend bezieht, eine zweite Moduldichtung und eine zweite Kammer einschließen, die durch das zweite Modulgehäuse, den zweiten Kolben und die zweite Moduldichtung definiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfassen die Module Gewindegänge, Bauteile oder einen Bajonettverschluss, ein Speichermodulelement und ein Fluidmodulelement, die einen Reibungswiderstand gegen eine Trennung vorweisen, oder andere Einrichtungen für das Zusammenhalten der zwei Module.
Bei einer bevorzugten Ausführung ermöglicht der Eingriff des ersten Moduls mit dem zweiten Modul eine Verbindung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst der erste Modul eine Umgehung, beispielsweise eine Umgehung, die gestattet, dass sich das Fluid um und durch den Speichermodulkolben bewegt. Bei einer speziell bevorzugten Ausführung umfasst das erste Modulgehäuse eine Nut oder einen Durchgang, die eine Verbindung mit dem zweiten Modul gestattet. Bei einer weiteren Ausführung umfasst der erste Kolben ein Loch (das ein Ventil einschließen kann), das eine Verbindung zwischen der zweiten und der ersten Kammer gestattet.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst einer oder beide Module ein Durchstoßelement für das Durchstoßen einer oder beider von erster Modul- und zweiter Moduldichtung. Eine oder beide Dichtungen können so angeordnet werden, dass beim Eingriff des zweiten Moduls mit dem ersten eine oder beide Dichtungen durchstoßen werden. Das kann eine Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer ermöglichen.
Ein Durchstoßelement kann mit einer oder beiden Dichtungen in Berührung kommen, wenn die Module in unmittelbare Nähe und/oder Ausrichtung gebracht werden. Bei einer bevorzugten Ausführung kann ein Durchstoßelement in eine oder beide Dichtungen einschneiden, während die Gewinde oder andere Eingriffselemente der Module in Kontakt gebracht oder anderweitig betätigt werden. Bei einer bevorzugten Ausführung schneidet ein Durchstoßelement durch die Drehung einer Dichtung relativ zu einem Durchstoßelement ein. Bei einer weiteren Ausführung schneidet das Durchstoßelement durch eine axiale Bewegung eines Durchstoßelementes relativ zu einer Dichtung ein. Der Schnitt, der durch ein Durchstoßelement vorgenommen wird, sollte so sein, dass kleine Bruchstücke der Dichtung, die in die Fluidkammner eintreten könnten, nicht gebildet werden. Lose Teile der Dichtung sollten von einer Größe und an einer Stelle so sein, dass sie nicht in die erste Kammer gelangen. Bei einer Ausführung kann die Rotationsbewegung eines Durchstoßelementes relativ zur Dichtung ein Schnittteil oder ein Bruchstück der Dichtung erzeugen, das durch den ersten Kolben am Eintritt in die erste Kammer gehindert wird. Bei einer weiteren Ausführung haften ein oder mehrere Teile oder Bruchstücke der Dichtung nach dem Durchstoßen weiter am Gehäuse.
Bei einer weiteren Ausführung werden eine oder beide Dichtungen durch die axiale Verschiebung von einem oder beiden Kolben durchstoßen.
Bei einem weiteren Aspekt wird die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Injektionsvorrichtung gekennzeichnet, die darin eine Substanz aufweist, beispielsweise ein Arzneimittel, beispielsweise ein lyophilisiertes Protein. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen der Arzneimittelspeicher- und -mischkammmer einer hierin beschriebenen Injektionsvorrichtung; und
Ablagern des Arzneimittels in der Speicher- und Mischkammer.
Bei bevorzugten Ausführungen wird das Arzneimittel in situ im Arzneimittel in der Speicher- und Mischkammer lyophilisiert.
Bei bevorzugten Ausführungen wird die Speicher- und Mischkammer als Teil eines ersten Moduls bereitgestellt, und es wird ein Arbeitsgang, beispielsweise das Füllen oder die Lyophilisierung, mit den übrigen Elementen der hierin gegenwärtig beschriebenen Injektionsvorrichtung ohne mindestens eines der anderen hierin beschriebenen Elemente durchgeführt, beispielsweise ohne die vorhandene Gaskammer oder ohne mindestens einen oder beide der vorhandenen Kolben.
Bei bevorzugten Ausführungen wird die Speicher- und Mischkammer als Teil eines ersten Moduls bereitgestellt, und ein Arbeitsgang, beispielsweise das Füllen oder die Lyophilisierung, wird ohne mindestens eines der anderen hierin beschriebenen Elemente durchgeführt, beispielsweise ohne die vorhandene Gaskammer oder ohne mindestens einen oder beide der vorhandenen Kolben, und jenes Element wird nach dem Arbeitsgang hinzugefügt.
Bei bevorzugten Ausführungen wird die Flüssigkeitskammer als Teil eines zweiten Moduls bereitgestellt, und es wird ein Arbeitsgang, beispielsweise das Füllen oder die Sterilisierung, mit den übrigen Elementen der hierin gegenwärtig beschriebenen Injektionsvorrichtung ohne mindestens eines der anderen hierin beschriebenen Elemente durchgeführt, beispielsweise ohne die vorhandene Gaskammer oder ohne mindestens einen oder beide der vorhandenen Kolben.
Bei bevorzugten Ausführungen wird die Flüssigkeitskammer als Teil eines zweiten Moduls bereitgestellt, und ein Arbeitsgang, beispielsweise das Füllen oder die Sterilisierung, wird ohne mindestens eines der anderen hierin beschriebenen Elemente durchgeführt, beispielsweise ohne die vorhandene Gaskammer oder ohne mindestens einen oder beide der vorhandenen Kolben, und jenes Element wird nach dem Arbeitsgang hinzugefügt.
Bei bevorzugten Ausführungen werden nach der Ablagerung oder Lyophilisierung eine oder mehrere feuchtigkeitsbeständige Dichtungen, beispielsweise eine Metall- oder Polymerdichtung, bei der Speicher- und Mischkammer angewandt.
Bei einem weiteren Aspekt wird die Erfindung durch ein Kolbengehäuse mit zwei Unterteilen für eine Verwendung bei einer Injektionsvorrichtung gekennzeichnet. Das Kolbengehäuse umfasst zwei Module: einen ersten Modul, der eine erste Substanz enthalten kann, z.B. vorzugsweise eine Substanz anders als eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Feststoff, beispielsweise ein trockenes oder lyophilisiertes Protein; und einen zweiten Modul, der eine zweite Substanz enthalten kann, beispielsweise ein Fluid oder einen gelösten Stoff.
Der erste Modul, der beispielsweise ein Speicher- und Mischmodul sein kann, kann ein erstes Modulgehäuse, einen ersten Modulkolben, beispielsweise den hierin anderswo beschriebenen ersten Kolben, eine erste Moduldichtung und eine erste Kammer einschließen, die durch das erste Modulgehäuse, den ersten Kolben und die erste Moduldichtung definiert wird.
Der zweite Modul kann ein zweites Modulgehäuse, einen Modulkolben, beispielsweise den hierin anderswo angeführten zweiten Kolben, eine zweite Moduldichtung und eine zweite Kammer einschließen, die durch das zweite Modulgehäuse, den Kolben und wahlweise die zweite Moduldichtung definiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfassen die Module Gewindegänge, Bauteile oder einen Bajonettverschluss, ein erstes Modulelement und ein zweites Modulelement, die einen Reibungswiderstand gegen eine Trennung vorweisen, oder andere Einrichtungen für das Zusammenhalten der Module.
Bei einer bevorzugten Ausführung ermöglicht der Eingriff des zweiten Moduls mit dem ersten Modul eine Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der ersten Kammer.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst der erste Modul eine Umgehung, beispielsweise eine Umgehung, die gestattet, dass sich das Fluid (beispielsweise von der zweiten Modulkammer) um und durch den ersten Modulkolben bewegt. Bei einer speziell bevorzugten Ausführung umfasst das erste Modulgehäuse eine Nut oder einen Durchgang, die eine Verbindung mit dem zweiten Modul gestattet. Bei einer weiteren Ausführung umfasst der erste Kolben ein Loch (das ein Ventil einschließen kann), das eine Verbindung zwischen der zweiten und der ersten Kammer gestattet.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst einer oder beide Module ein Durchstoßelement für das Durchstoßen einer oder beider von erster Modul- und zweiter Moduldichtung. Eine oder beide Dichtungen können so angeordnet werden, dass beim Eingriff des zweiten Moduls mit dem ersten Modul eine oder beide Dichtungen durchstoßen werden. Das kann eine Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer ermöglichen.
Ein Durchstoßelement kann mit einer oder beiden Dichtungen in Berührung kommen, wenn die Module in unmittelbare Nähe und/oder Ausrichtung gebracht werden. Bei einer bevorzugten Ausführung kann ein Durchstoßelement in eine oder beide Dichtungen einschneiden, während die Gewinde oder andere Eingriffselemente der Module verwendet werden, um mit den Modulen in Berührung zu kommen. Bei einer bevorzugten Ausführung schneidet ein Durchstoßelement durch die Drehung einer Dichtung relativ zu einem Durchstoßelement ein. Bei einer weiteren Ausführung schneidet das Durchstoßelement durch eine axiale Bewegung eines Durchstoßelementes relativ zu einer Dichtung ein Der Schnitt, der durch ein Durchstoßelement vorgenommen wird, sollte so sein, dass kleine Bruchstücke der Dichtung, die in die Fluidkammer eintreten könnten, nicht gebildet werden. Lose Teile der Dichtung sollten von einer Größe und an einer Stelle so sein, dass sie nicht in die erste Kammer gelangen. Bei einer Ausführung kann die Rotationsbewegung eines Durchstoßelementes relativ zur Dichtung ein Schnittteil oder ein Bruchstück der Dichtung erzeugen, das durch den ersten Kolben am Eintritt in die erste Kammer gehindert wird. Bei einer weiteren Ausführung haften ein oder mehrere Teile oder Bruchstücke der Dichtung nach dem Durchstoßen weiter am Gehäuse.
Bei einer weiteren Ausführung werden eine oder beide Dichtungen durch die axiale Verschiebung von einem oder beiden Kolben durchstoßen.
Bei bevorzugten Ausführungen wird die Speicher- und Mischkammer als Teil eines ersten Moduls bereitgestellt, und es wird ein Arbeitsgang, beispielsweise das Füllen oder die Lyophilisierung, mit den übrigen Elementen des vorliegenden Kolbengehäuses ohne mindestens eines der anderen hierin beschriebenen Elemente durchgeführt, beispielsweise ohne den zweiten Modul.
Bei bevorzugten Ausführungen wird die Flüssigkeitskammer als Teil eines zweiten Moduls bereitgestellt, und es wird ein Arbeitsgang, beispielsweise das Füllen oder die Sterilisierung, mit den übrigen Elementen des vorliegenden Kolbengehäuses ohne mindestens eines der anderen hierin beschriebenen Elemente durchgeführt, beispielsweise ohne den ersten Modul.
Bei bevorzugten Ausführungen werden nach der Ablagerung oder Lyophilisierung eine oder mehrere feuchtigkeitsbeständige Dichtungen, beispielsweise eine Metall- oder Polymerdichtung, bei der Speicher- und Mischkammer angewandt.
Die Erfindung wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Bereitstellung einer ersten und zweiten Komponente gekennzeichnet, indem die Komponenten in den hierin beschriebenen Modulen bereitgestellt werden.
Ein Bausatz, der nicht beansprucht wird, umfasst einen oder mehrere von: einen oder beide der hierin beschriebenen Module, beispielsweise einen Speichermodul, der eine erste Komponente enthält, beispielsweise eine trockene Komponente, und/oder einen Fluidmodul, der eine zweite Komponente enthält, beispielsweise ein Verdünnungsmittel; Gebrauchsanleitungen; und andere Elemente der hierin beschriebenen Injektionsvorrichtung.
Um ein innerhalb einer Spritze angeordnetes Arzneimittel zu rekonstituieren, erfordern viele gegenwärtige Konstruktionen von Bypass-Spritzen, dass der Patient den Spritzenkolben nach vom drückt, um den Fluss des Verdünnungsmittels in den unteren Teil der Spritze einzuleiten, der das lyophilisierte Arzneimittel enthält. Dabei muss ein bestimmtes Maß an Reibung (Haftreibung) überwunden werden, um den Butylkautschukkolben nach vom zu bewegen. Wenn der Patient nicht eine sehr gute manuelle Geschicklichkeit besitzt (was nicht immer der Fall ist), ist es natürlich, dass ein zu starker Druck auf den Spritzenkolben angewandt wird. Diese Tätigkeit kann den Kolben ruckartig nach vorn bewegen, was zu einem Überlaufen des Verdünnungsmittels und des Arzneimittels aus dem Ende der Spritze heraus führen kann. Die hierin beschriebenen Spritzen minimieren dieses Problem.
Die hierin offenbarten Spritzen mit zwei separaten Kammern bewirken mittels einer mechanischen Einrichtung (beispielsweise Gewindeeingriffsteile) eine einfachere Handhabung mit einem mechanischen Vorteil, der das Problem der Haftreibung überwindet.
Die in der Modulkammer enthaltenen Elemente der Erfindung gestatten eine flexible Fertigung, Verteilung und Anwendung von Medikationen, die das Mischen von zwei Komponenten erfordern.
Weitere charakteristische Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und aus den Patentansprüchen ersichtlich.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG ZEICHNUNGEN
Die Zeichnungen werden zuerst kurz beschrieben.
Es zeigen:
1 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung einer Injektionsvorrichtung;
2 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung einer Injektionsvorrichtung;
3 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung einer Injektionsvorrichtung;
4 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung einer Injektionsvorrichtung;
5 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls, der in einer hierin beschriebenen Vorrichtung verwendet werden kann. Der Modul umfasst eine Kammer, die benutzt werden kann, um eine trockene Komponente aufzunehmen;
6 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines zweiten Moduls, der in einer hierin beschriebenen Vorrichtung verwendet werden kann. Der Modul umfasst eine Kammer, die benutzt werden kann, um eine flüssige Komponente aufzunehmen;
7 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls und einer Ausführung eines zweiten Moduls in einer Eingriffsposition;
8 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls und einer Ausführung eines zweiten Moduls;
9 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls und einer Ausführung eines zweiten Moduls in einer Anfangsphase einer Eingriffsposition;
10 eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls und einer Ausführung eines zweiten Moduls in einer vollständigen Eingriffsposition.
NADELLOSE SPRITZE
Mit Bezugnahme auf 1 umfasst eine Ausführung einer Spritze drei Abschnitte, auf die man sich hierin als unteren (1), mittleren (2) und oberen (3) bezieht. Mit Ausnahme der feuchtigkeitsbeständigen Dichtungen, beispielsweise Metallfoliedichtungen, der Feder (5) und des Druckgasvorratsbehälters (6) können alle anderen Teile durch Kunststoffspritzen hergestellt werden.
Der untere Abschnitt umfasst ein zylindrisches Gehäuse (1), das außerdem durch die Austrittsöffnung (13), die Kappe (13a) und eine oder eine Vielzahl, beispielsweise drei oder vier, von gleichmäßig beabstandeten Nuten (12) auf der Innenseite von (1) an dem Ende, das zum Kolben (9a) hin liegen, definiert wird. Der Raum (13b) innerhalb von (1) ist für das lyophilisierte Arzneimittel (14) reserviert.
Der mittlere Abschnitt wird durch das zylindrische Gehäuse (2) gekennzeichnet, das ein Außengewinde (2a) aufweist, und wird weiter durch einen Fluidvorratsbehälter (15) definiert, der ein wässriges Verdünnungsmittel (15a) enthält. Der Fluidvorratsbehälter (15) wird durch zwei Kolben begrenzt, beispielsweise starre Kolben mit elastomeren Dichtungen oder elastomere Kolben (9a, b) mit Metallfoliedichtungen auf der Außenseite des Gehäuses (2).
Das Gehäuse (2) kann separat vom Gehäuse (1) hergestellt werden, so dass es außerdem durch einen aufgedampften Metallfilm auf seiner äußeren Fläche gekennzeichnet werden kann. (Eine Dampfsperrenmetallisierung ist wünschenswert, wenn das Material nicht eine geeignete Dampfdurchlässigkeitscharakteristik aufweist.) Die Gehäuse (1) und (2) müssen zum Zeitpunkt der Montage sicher in Eingriff gebracht werden. Diese zweiteilige Baugruppe gestattet eine visuelle Kontrolle des Mischens des Verdünnungsmittels (15a) mit dem lyophilisierten Arzneimittel (14), während gleichzeitig eine Dampfdurchlässigkeitssperre um das enthaltene Verdünnungsmittel (15) bereitgestellt wird. Die metallisierte Dampfsperre besteht aus Metallfoliedichtungen an den äußeren Enden der Kolben (9a, b), und die Beschichtung auf der Außenseite des Gehäuses (2) wird dabei helfen, eine lange Lagerbeständigkeit für das Produkt zu sichern. Zusätzlich zu Glas bieten Metallfolien und Beschichtungen den besten Schutz gegen eine Wasserdampfdurchlässigkeit. Da die Spritzenbaugruppe in einem Folienbeutel verpackt wird, wird sich jeglicher Wasserdampf, der aus dem Verdünnungsmittelvorratsbehälter entweicht, innerhalb der Luft im Inneren des Folienbeutels sammeln.
Dieser angesammelte Wasserdampf kann einen nachteiligen Einfluss auf die Stabilität des lyophilisierten Arzneimittels haben. Das kann durch die vollständig umhüllende Metallsperre, die den Verdünnungsmittelvorratsbehälter (15) umgibt, verhindert oder in starkem Maß reduziert werden.
Der obere Abschnitt umfasst ein zylindrisches Gehäuse (3) mit einem schwimmenden Kolben (10), einem Raum (11), einem stationären Betätigungselement (4), einer Feder (5), einem Druckgasvorratsbehälter (6), einem Freigabeknopf (7) und Arretierungen (16). Das Gehäuse (3) wird weiter durch ein Gewinde (3a) auf der Innenseite des Gehäuses gekennzeichnet, das mit jenem (2a) auf der Außenseite des mittleren Abschnittes (2) in Eingriff kommt.
Mit Bezugnahme auf 2, 3 und 4 wird die Verwendung der Vorrichtung beschrieben. Die Vorrichtung wird aus ihrem Folienbeutel entfernt. Die Foliendichtung wird vom Gehäuse (1) entfernt und mit dem Gehäuse (2) montiert. (Bei einigen Ausführungen wird die Foliendichtung automatisch durchstoßen, wenn die Kammern in Eingriff gebracht werden.) Indem die Spritzenbaugruppe in der vertikalen Position gehalten wird, wobei die Austrittsöffnung (13) nach oben zeigt, wird der untere Abschnitt (2) (das Ende, das nach oben hin liegt) mit einer Hand ergriffen und mit der anderen das Gehäuse (3) um das Gehäuse (2) gedreht. Diese Handlung führt dazu, dass der schwimmende Kolben (10) gegen den Kolben (9b) drückt, wodurch die Verdünnungsmittelsäule (15a) und der Kolben (9a) in den Raum gedrückt werden, der durch die Nuten (12) definiert wird. Die Kolben (9a) und (9b) befinden sich unter einem radialen Druck. Da der Kolben (9a) unter Druck ist, wenn er montiert wird, expandiert er, wenn er in den Raum gelangt, der die Nuten (12) umgibt, wodurch ein Widerstand gegen eine weitere Bewegung bewirkt wird. Das wird in 2 dargestellt. Die hydraulische Kupplung zwischen den zwei Kolben (9a) und (9b) wird entfernt, sobald der Kolben (9a) positioniert ist, wobei sich die Nuten um ihn herum befinden, wodurch gestattet wird, dass das Fluid zur Kammer (1) übertragen wird. Während das Gehäuse (3) weiter gedreht wird, fließt das Verdünnungsmittel (15a) mittels des Kolbens (9a) durch die Nuten (12) und in den Raum (13b), der das lyophilisierte Arzneimittel (14) enthält, bis das gesamte Verdünnungsmittel in das Gehäuse (1) gedrückt ist, wobei zu diesem Zeitpunkt das Gehäuse (3) das Ende seiner Bewegung erreicht (beispielsweise annähernd ¾ Umdrehung, der Grad der Drehung kann variieren, beispielsweise auf der ausgewählten Gewindesteigung). Das wird in 3 dargestellt. Die vom Verdünnungsmittel (15a) verdrängte Luft tritt durch die hydrophobe Öffnung in der Kappe (13a) aus. In dieser Position haben die Kolben (9a) und (9b) einen Kontakt und bilden gemeinsam eine Dichtung über den Fluidübertragungsschlitzen.
Die Spritzenbaugruppe wird in einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung gerüttelt, bis das Arzneimittel vollständig aufgelöst und gründlich mit dem Verdünnungsmittel (15a) gemischt ist.
Um das Arzneimittel in den Körper zu injizieren, wird die Kappe (13a) entfernt, und, während die Spritzenbaugruppe in der vertikalen Position gehalten wird, wird die Austrittsöffnung (13) gegen die Haut gepresst. Der Daumen wird dann benutzt, um den Injektionsknopf (7) zu drücken. Diese Handlung verriegelt den Knopf in Position an den Arretierungen (16), das Betätigungselement (4) liegt am abgefasten Ende der Öffnung (11) an. Wenn der Gasvorratsbehälter (6) auf das spitze Ende des Betätigungselementes (4) trifft, wird eine Dichtung im Vorrätsbehälter (6) zerrissen, wodurch das darin enthaltene Druckgas freigegeben wird. Das Gas entweicht durch das Betätigungselement (4) und in die Öffnung (11), wo es auf den Boden des schwimmenden Kolbens (10) auftrifft. Der Kolben (10) drückt gegen die in Eingriff befindlichen Kolben (9a, b) (siehe 3), wodurch das Arzneimittel durch die Austrittsöffnung (13) und in die Haut ausgestoßen wird. Der gesamte Injektionsvorgang ist in weniger als 2 Sekunden abgeschlossen. Die Endposition der Kolben wird in 4 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Injektion abgeschlossen, und die Spritze kann beseitigt werden.
Das Betätigungselement (4), die radialen Schlitze (11a) und die Austrittsöffnung (13) ebenso wie das Material, das die Öffnung (11) umgibt und definiert, können so ausgelegt werden, dass das Druckprofil optimiert wird. Die Verbindung zwischen der äußeren Fläche des stationären Zylinders (11) und dem inneren Kolben (10) kann so ausgebildet sein, dass das Druckprofil während der Injektionsphase optimiert wird. Die Vorrichtungen im Fachgebiet wendeten eine Vielzahl von Druckprofilen an. Wenn auch nicht gewünscht wird, dass eine Begrenzung durch eine spezielle Theorie oder Herangehensweise erfolgt, kann ein potentielles Profil eine anfängliche Hochdruckspitze (–4000 psi) von sehr kurzer Dauer (in der Größenordnung von Millisekunden) umfassen, die einen Kanal durch die Haut erzeugt. Der Hochdruckspitze folgt ein schnelles Absinken des Druckes auf ein konstantes Niveau (–2000 psi). Dieser Druck ist ausreichend, um den Hautkanal offen zu halten und zu gestatten, dass das Arzneimittel durch den Kanal und in den Körper fließt.
Bei einer weiteren Ausführung kann der Gasdruck durch eine chemische Reaktion gleich der erzeugt werden, die in Airbags für Automobile vorgefunden wird. Diese chemische Reaktion ist extrem schnell und wirksam und schafft eine Quelle von Hochdruckstickstoffgas.
Wie es nachfolgend diskutiert wird, können die Kammern, die die zwei Substanzen aufnehmen, durch separate Module bereitgestellt werden. Der untere (1) und mittlere Abschnitt (2) in 1 können durch hierin beschriebene Modulbauteile ausgewechselt werden.
MODULSYSTEME
Vorrichtungen der Erfindung können separate Module für eine erste Komponente, beispielsweise eine trockene Komponente, und eine zweite Komponente umfassen, beispielsweise eine flüssige Komponente. Die Module können als zwei separate Bauteile bereitgestellt und zusammengebaut werden, beispielsweise durch den Patienten, der die Komponente sich selbst verabreichen will, oder durch eine andere Person, beispielsweise durch eine Person, die sich um die Gesundheit kümmert oder diese gewährt. Zusammen können die Module das gesamte oder einen Teil des Kolbengehäuses der hierin beschriebenen Vorrichtungen bilden. Beispielsweise können sie den unteren (1) und mittleren Abschnitt (2) in 1 bereitstellen. Bei derartigen Ausführungen kann ein Modul, auf den man sich hierin als einen zweiten Komponenten- oder Flüssigkomponentenmodul bezieht, die zweite Kammer, den zweiten Kolben und einen Teil des Kolbengehäuses bereitstellen, und ein zweiter Modul, auf den man sich hierin als einen Speicher- und Misch- oder Trockenkomponentenmodul bezieht, kann den ersten Kolben, die erste Kammer und einen Teil des Kolbengehäuses bereitstellen. Obgleich sich die hierin vorgelegte Beschreibung auf eine flüssige Komponente und eine lyophilisierte oder andere trockene Komponente bezieht, wird man verstehen, dass die Verfahren und Vorrichtungen benutzt werden können, um jegliche erste und zweite Komponente bereitzustellen, wo es wünschenswert ist, die Komponenten separat zu speichern oder bereitzustellen und sie vor der Verabreichung an einen Patienten zu kombinieren.
5 ist eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls (20), der ein erstes Modulgehäuse (21) mit einer Austrittsöffnung (22), Fluidumgehungsdurchgänge (23), Gewindegänge (24) für einen Eingriff mit einem zweiten Modul und ein Durchstoßelelement (25) umfasst. Der Kolben (26) ist innerhalb des ersten Modulgehäuses (20) angeordnet. Die erste Moduldichtung (27) ist so angeordnet, dass ein Kontakt der Atmosphäre mit der Kammer (28) verhindert wird. Die Kappe (29) bedeckt die Austrittsöffnung (22) und schützt sie bis zur Verwendung. Eine trockene Substanz, beispielsweise ein lyophilisiertes Protein, kann in der Kammer (28) angeordnet werden.
6 ist eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines zweiten Moduls (30), der ein zweites Modulgehäuse (31), Gewindegänge (32) für einen Eingriff mit einem ersten Modul und ein Durchstoßelement (33) umfasst. Der Kolben (34) ist im zweiten Modulgehäuse (30) angeordnet. Die zweite Moduldichtung (35) ist so angeordnet, dass ein Kontakt der Atmosphäre mit der Kammer (36) verhindert wird. Eine flüssige Substanz, beispielsweise ein Verdünnungsmittel oder eine Trägersubstanz, kann in der Kammer (36) angeordnet werden.
7 ist eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung einer zusammengebauten Kolbengehäuseeinheit (40), die einen ersten und zweiten Modul umfasst. Die zusammengebaute Kolbengehäuseeinheit kann bei den hierin beschriebenen Injektoren verwendet werden. Wie gezeigt wird, kommt der in Eingriff befindliche erste und zweite Modul dann mit anderen Bauteilen der Einheit in Eingriff. Die Montage ist jedoch nicht auf diese Reihenfolge beschränkt, beispielsweise kann der zweite Modul mit anderen Elementen kombiniert und danach mit dem ersten Modul in Eingriff gebracht werden.
Wenn die Module im zusammengebauten Injektor eingebaut sind, bewirkt die Bewegung des zweiten Kolbens (34) in der Richtung des ersten Kolbens (26), dass der Inhalt der Kammer (36) mittels der Umgehung (23) in die Kammer (28) gelangt. Die Bewegung des Kolbens (26), um so das Volumen der Kammer (28) zu verringern, führt zum Ausstoßen des Inhaltes der Kammer (28) durch die Austrittsöffnung (22).
Bei der in 7 beschriebenen Ausführung ist der Kolben (26) so angeordnet, dass er nicht relativ zur Umgehung (23) bewegt werden muss, um eine Verbindung der Kammer (36) mit der Kammer (28) zu gestatten.
Bei weiteren Modulausführungen sind der Kolben (26) und die Umgehung (23) analog zu den in 1 gezeigten Kolben angeordnet, d.h., realtiv zueinander so angeordnet, dass der Kolben (26) verschoben werden muss, um Verbindungen zwischen der Kammer (36) und der Kammer (28) zu gestatten.
8, 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführung einer Modulvorrichtung.
8 ist eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls (60) und eines zweiten Moduls (50). Der erste Modul (60) umfasst ein erstes Modulgehäuse (61) mit einer Austrittsöffnung (62), Fluidumgehungsdurchgänge (63). Der Kolben (64) ist innerhalb des ersten Modulgehäuses (60) angeordnet. Die erste Moduldichtung (65) ist so angeordnet, dass ein Kontakt der Atmosphäre mit der Kammer (66) verhindert wird. Eine trockene Substanz, beispielsweise ein lyophilisiertes Protein, kann in der Kammer (66) angeordnet werden. Ebenfalls wird ein zweiter Modul (50) gezeigt, der ein zweites Modulgehäuse (51) und einen Kolben (52) umfasst, der im zweiten Modulgehäuse (50) angeordnet ist. Die zweite Moduldichtung (53) ist so angeordnet, dass ein Kontakt der Atmosphäre mit der Kammer (54) verhindert wird. Eine flüssige Substanz, beispielsweise ein Verdünnungsmittel oder eine Trägersubstanz, kann in der Kammer (54) angeordnet werden.
9 ist eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls und einer Ausführung eines zweiten Moduls in einer Anfangsphase einer Eingriffsposition. Durchstoßelemente (67) haben noch nicht die Dichtungen (68) durchstoßen.
10 ist eine zeichnerische Darstellung einer Ausführung eines ersten Moduls und einer Ausführung eines zweiten Moduls in einer vollständigen Eingriffsposition. Durchstoßelemente (69) haben die Dichtungen (70) durchstoßen, wodurch eine Verbindung zwischen den Kammern (71) und (72) gestattet wird.
Die Funktionsweise der Modulausführungen ist anderweitig jener analog, die für die in 1 gezeigte Ausführung beschrieben wird.
ANWENDUNG
Die Erfindung ist für die Lieferung einer Mischung von zwei Substanzen aus der ersten Kammer vorgesehen, einer ersten Substanz, die ursprünglich in der ersten Kammer aufgenommen wird, und einer zweiten Substanz, die ursprünglich in der zweiten Kammer aufgenommen aber in die erste durch die Funktion der Vorrichtung übertragen wird. Die erste Substanz kann eine trockene Substanz sein, beispielsweise ein lyophilisiertes Protein, Nukleinsäure, z.B. RNA oder DNA oder Polysaccharid. Die erste Substanz kann ein Impfstoff oder ein Arzneimittel sein. Die erste Substanz kann ein Peptid, Polypeptid oder Protein sein, beispielsweise ein Antikörper, ein Enzym, ein Hormon oder Wachstumsfaktor. Insbesondere umfassen bevorzugte erste Substanzen Insulin.
Die erste Substanz kann sein: ein Blutprotein, beispielsweise Gerinnungsfaktor VIII oder ein IX, Komplementfaktor oder Komponente; ein Hormon, beispielsweise Insulin, Wachstumshormon, Thyroidhormon, ein Katechinamin, ein Gonadotrophin, PMSG, ein trophisches Hormon, Prolaktin, Oxytocin, Dopamin und dergleichen; ein Wachstumsfaktor, beispielsweise EGF, PDGF, NGF, IGF's und dergleichen; ein Zytokin, beispielsweise ein Interleukin, CSF, GMCSF, TNF, TGF-Alpha, TGF-Beta und dergleichen; ein Enzym, beispielsweise Gewebeplasminogenaktivator, Streptokinase, Cholesterol biosynthetisch oder abbaubar, Glykosolasen und dergleichen; ein Bindeprotein, beispielsweise ein Steroidbindeprotein, ein Wachstumshormon- oder Wachstumsfaktorbindeprotein und dergleichen; ein Immunsystemprotein, beispielsweise ein Antikörper, SLA oder MHC-Gen oder Genprodukt; ein Antigen, beispielsweise eine bakterielle, parasitische oder virale Substanz oder im Allgemeinen Allergene und dergleichen. Die zweite Substanz kann eine Flüssigkeit sein, beispielsweise ein Verdünnungsmittel oder ein gelöster Stoff Derartige Flüssigkeiten können Puffer, inerte Füllstoffe, pharmazeutisch aktzeptable Trägersubstanzen oder dergleichen umfassen.
Der Patient kann ein Mensch oder ein Tier sein, beispielsweise ein Labortier oder Haustier, beispielsweise ein Hund oder eine Katze oder ein anderes Tier, beispielsweise ein Rind, ein Schwein, eine Ziege oder ein Pferd. Die erste und die zweite Substanz können vom Patienten oder einer anderen Person kombiniert werden.
AUSBILDUNG DER AUSTRITTSÖFFNUNG
Die Größe und Form der Austrittsöffnung am Ende der Spritze ist wichtig, nicht nur für das Erhalten des richtigen Druckprofils, sondern ebenfalls für das Minimieren oder Eliminieren der Möglichkeit des Scherens des Proteins, wenn Arzneimittel auf Proteinbasis verwendet werden. Das bedeutet, dass die Austrittsöffnung eine sehr gleichmäßige Oberfläche aufweisen muss. Typischerweise formt das Abscheren eines Angusssteges am Ende der Spritze die Austrittsöffnung. Das kann zu einem ausgezackten Rand führen, was die Proteine scheren kann. Es wird bevorzugt, dass man eine Austrittsöffnung mit Rändern zur Verfügung hat, die ausreichend gleichmäßig sind, so dass das Scheren des Proteins minimiert wird, beispielsweise eine Austrittsöffnung, die ausreichend gleichmäßig ist, so dass nach dem Durchgang durch die Austrittsöffnung bei normaler Verwendung ein Proteinarzneimittel, beispielsweise Insulin, mindestens 40, 50, 60, 70, 80, 90 oder 95 % einer biologischen Aktivität beibehält. Ein Stift in der Form oder, mehr bevorzugt, eine Laserbearbeitung können zur Anwendung gebracht werden, um die Austrittsöffnung zu formen. Die Laserbearbeitung insbesondere formt ein sehr genaues Loch mit einer gleichmäßigen Oberfläche.
ABLAGERN DES ARZNEIMITTELS
Der untere Abschnitt der Spritze (1 in der Zeichnung) kann als eine Lyophilisierungskammer verwendet werden. Bei Abschluss der Lyophilisierung wird eine Metallfoliendichtung über dem Ende der Kammer (1) angebracht, wo sie sich mit der Kammer (2) verbindet. Das Ende der Kammer (2) wird ebenfalls eine angebrachte Foliendichtung aufweisen. Das Produkt wird in zwei oder drei Teilen kommen. Der Benutzer kann die Foliendichtungen von den Kammern (1) und (2) entfernen und sie mittels eines Schnappsperrmechanismus miteinander verbinden. Bei anderen Ausführungen wird die Funktion der Kammern, die verbunden sind, automatisch die Dichtungen scheren und sie in einer Weise enthalten, die nicht den Eintritt von Teilen der Dichtung in die erste Kammer gestattet. Das kombinierte Stück wird dann in die obere Kammer (3) mit der Kolbeneinrichtung und dem Betätigungselement geschraubt.
Bei Modulausführungen wird das Arzneimittel in der Speicherkammer abgelagert (siehe Kammer (28) in 5 und 7).

Claims

Injektionsvorrichtung, die aufweist: ein erstes Gehäuse (3) mit einer Gaskammer (6), die eine Gasquelle enthält, einem Kanal (11) in Fluidverbindung mit der Gasquelle und einem Verschiebungsmechanismus; einen beweglichen Kolben (10) im ersten Gehäuse, wobei der Kolben in Fluidverbindung mit dem Kanal und mit der Gasquelle ist; und ein zweites Gehäuse (1, 2), das eine Öffnung (13) definiert, die für eine nadellose Injektion ausgebildet ist, wobei das zweite Gehäuse einen ersten Kolben (9a) und einen zweiten Kolben (9b) umfasst, die verschiebbar im zweiten Gehäuse angeordnet sind, wobei der erste und zweite Kolben durch den Verschiebungsmechanismus unabhängig von der Antriebskraft der Gasquelle beweglich sind; wobei das zweite Gehäuse (1; 2), der erste Kolben (9a) und der zweite Kolben (9b) eine erste Kammer (15) definieren, die ein Fluid speichern kann; wobei das zweite Gehäuse (1, 2) und der zweite Kolben (9b) eine zweite Kammer (13b) definieren, die ein Arzneimittel speichern und mischen kann, wobei die zweite Kammer in Fluidverbindung mit der Öffnung (13) ist; wobei der Kolben (10) so ausgebildet ist, dass er den ersten Kolben (9a) in Richtung des zweiten Kolbens (9b) bewegt und den zweiten Kolben (9b) in eine Position bewegt, die eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer (15) und der zweiten Kammer (13b) bereitstellt, wobei die erste Kammer im Volumen kleiner werden und das Fluid in der ersten Kammer zur zweiten Kammer übertragen werden kann; und wobei der Kolben (10) so ausgebildet ist, dass er den zweiten Kolben (9b) bei Freigabe von Gas von der Gasquelle bewegt, um das Volumen der zweiten Kammer zu verringern, und um das Fluid aus der zweiten Kammer (13b) und durch die Öffnung (13) auszustoßen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verschiebungsmechanismus (10) manuell aktiviert wird.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verschiebungsmechanismus (10) zu einer schrittweisen Bewegung von mindestens einem der Kolben in der Lage ist.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verschiebungmechanismus einen Kontakt zwischen dem ersten (3) und dem zweiten Gehäuse (1, 2) umfasst und die Reibung zwischen dem ersten und zweiten Gehäuse eine schrittweise Bewegung von mindestens einem der Kolben (9a, 9b) bewirkt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Verschiebungsmechanismus einen Schraubkontakt (2a, 3a) zwischen dem ersten (3) und dem zweiten Gehäuse (1, 2) umfasst und eine Drehung zwischen den Gehäusen eine schrittweise Bewegung eines der Kolben bewirkt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Gehäuse (1, 2) eine Umgehung (12) umfasst, die, wenn in Eingriff mit dem zweiten Kolben, eine Verbindung zwischen der ersten Kammer (15) und der zweiten Kammer (13b) gestattet.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Gehäuse einen ersten Modul (2) und einen zweiten Modul (1) umfasst.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der erste Modul (2) ein erstes Modulgehäuse, den ersten Kolben (9a) und eine erste Moduldichtung aufweist, wobei die erste Kammer (15) durch das erste Gehäuse, den ersten Kolben (9a) und die erste Moduldichtung definiert wird; und der zweite Modul (1) ein zweites Modulgehäuse, den zweiten Kolben (9b) und eine zweite Moduldichtung aufweist, wobei die zweite Kammer (13b) durch das zweite Modulgehäuse, den zweiten Kolben und die zweite Moduldichtung definiert wird.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Eingriff des ersten Moduls (2) mit dem zweiten Modul (1) eine Verbindung zwischen der ersten Kammer (15) und der zweiten Kammer (13b) ermöglicht.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der einer der Module ein Durchstoßelement für das Durchstoßen der Moduldichtung beim anderen Modul aufweist.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der eine der Dichtungen durchstoßen wird, wenn der erste und zweite Modul in Eingriff gebracht werden.
Verfahren zur Herstellung einer Injektionsvorrichtung, die darin ein Arzneimittel aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen der Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1; und Ablagern des Arzneimittels in der zweiten Kammer (13b) der Injektionsvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Arzneimittel in situ in der zweiten Kammer lyophilisiert oder sterilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die zweite Kammer (13b) ein Teil eines zweiten Moduls (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erste Kammer (15) ein Teil eines ersten Moduls (2) ist. 16. Verfahren nach Anspruch 12, das das Anbringen einer feuchtigkeitsbeständigen Dichtung an der zweiten Kammer aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Mischung aus einer ersten Substanz und einer zweiten Substanz, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen der Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1; Bereitstellen der ersten Substanz in der ersten Kammer und der zweiten Substanz in der zweiten Kammer; und Aktivieren der Vorrichtung, um die erste Substanz mit der zweiten Substanz zu mischen.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die erste Substanz eine Flüssigkeit und die zweite Substanz eine trockene Substanz ist.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die zweite Substanz ein Protein ist.