Vorrichtung zur gezielten Freisetzung von Stoffen in einem Hohlraum
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gezielten Freisetzung von Stoffen in einem Hohlraum. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie gezielt in den Hohlraum eingebracht werden kann, wobei gleichzeitig ein sicheres und langanhaltendes Verweilen im gewünschten Hohlraum erreicht wird. Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung pharmazeutische Präparate zur Verfügung, die diese Vorrichtung umfassen. Darüber hinaus werden Herstellungs- und Verwendungsverfahren beansprucht.
Technologischer Hintergrund
Die meisten pharmazeutische Wirkstoffe werden oral mittels Tabletten, Dragees oder Kap¬ seln verabreicht. Diese perorale Applikationsroute erfüllt hierbei die Funktion der einfachen Aufnahme von Wirkstoffen analog der Nahrungsaufnahme und ist damit intuitiv mit den geringsten Widerständen behaftet. Dieser Form der Wirkstoffgabe eigen ist allerdings auch eine Reihe erheblicher Nachteile, die gerade durch die orale Applikation bedingt sind. Durch die Gabe einer Tablette, Kapsel etc. wird der Wirkstoff in der Regel im Magen bzw. in den folgenden Darmabschnitten gezielt freigesetzt. Dieser passiert die Schleimhaut, wird zunächst über die Leber geführt und wird schließlich im Blut verfügbar. In der Leber unter¬ liegen die meisten Wirkstoffe starken Abbaureaktionen wodurch ein Großteil der aufge¬ nommenen Wirkstoffmoleküle zentral nicht verfügbar wird. Dieser Effekt wird auch „First pass effekt" bezeichnet.
Ziel einer Therapie mittels pharmazeutischer Wirkstoffe ist dabei immer die Bereitstellung einer systemischen Wirkstoffkonzentration, die über der therapeutischen Schwelle liegt. Da alle Wirkstoffe einem permanenten Abbau unterliegen, fällt die Wirkstoffkonzentration in der Regel exponentiell mit dem Verlauf der Zeit ab, seltener geschieht dieser Abbau linear. Um über den gesamten Zeitraum des Behandlungsschemas über der therapeutischen Schwelle zu bleiben, muss die ursprüngliche Konzentration im Blut um ein vielfaches höher sein, als minimal erforderlich. Daher muss auch die oral applizierte Dosis ein Vielfaches der eigentlich wirksamen Dosis betragen. Häufig sind nun aber gerade diese hohen ur-
sprünglichen Konzentrationen für die zum Teil erheblichen Nebenwirkungen von Wirkstof¬ fen verantwortlich.
Verschiedene Formen der Retardierung der Wirkstoffabgabe lösen dieses Problem nur unzureichend, da sie die grundsätzliche Freisetzungskinetik nur abflachen.
Ein Weg, dieser Problematik entgegen zu wirken, besteht nun darin, den Wirkstoff mittels einer Dauertropfinfusion konstant direkt an den Kreislauf abzugeben. Hier kann gezielt die minimal erforderliche Dosis eingestellt werden, ohne dass zeitlich begrenzt hohe Wirkstoff¬ konzentrationen auftreten (Wirkstoffpeaks), die für Nebenwirkungen verantwortlich sind. Diese Lösung ist allerdings nur stationär versorgten Patienten vorbehalten und stellt keine Alltagslösung dar.
Eine andere Variante ist die Applikation mittels transdermaler Systeme (TDS, TTS). Hierbei wird der Wirkstoff über ein Wirkstoff beladenes Pflaster über die Haut mit weitgehend kon¬ stanter Rate abgegeben. Auch hierdurch wird der Wirkstoff schnell systemisch verfügbar und bleibt über die Applikationszeit weitgehend auf konstantem Niveau. Nachteil dieser Darreichungsform ist allerdings, dass durch die Hautpassage nur kleine Moleküle mit einem definiertem Verteilungskoeffizienten für diese Applikationsroute in Frage kommen. Beson¬ ders hydrophile aber auch besonders lipophile Substanzen scheiden für diese Anwendung aus. Weiterhin führt aber auch eine langanhaltende Abdeckung von ggf. größeren Haut¬ partien zu Hautreizungen durch die Klebkomponente der Pflastersysteme.
Eine ideale Arzneiform erfüllt damit folgende Aufgaben: Orale Darreichung bei konstanter Wirkstoffabgabe an fixierter Stelle.
Stand der Technik
Derartige Arzneiformen sind prinzipiell als Gastro-retentive Systeme bekannt, im Folgenden als GRS bezeichnet, d.h. Systeme, die im Magen verweilen und nicht durch die Magenpe- ristaltik weitergefördert werden. Ein derartiges System ist dann in der Lage „an höchster Stelle" des Verdauungssystems konstant Wirkstoff abzugeben. Auf diese Weise kann die Abgabedosis derart eingestellt werden, dass die therapeutische Schwelle gerade überschritten ist, und somit keine Kon¬ zentrationsspitzen auftreten.
Ein weiterer Vorteil eines derartigen Systems ist die Medikation von Darmleiden, die nur schwer zu therapieren sind, da in der Regel der Wirkstoff auch hier durch die Magenperis- taltik zu schnell weitertransportiert wird.
Bisher sind unterschiedliche Konzepte einer im Magen verweilenden Darreichungsform bekannt. Beschrieben werden eine Reihe flotierender (aufschwimmender) Systeme, die als im Magen vorliegender Körper eine geringere Dichte aufweisen als der Mageninhalt. Diese Systeme sollen dabei auf dem Mageninhalt schwimmen und hierdurch einem verzögerten Weitertransport unterliegen. Flotierende Arzneiformen sind zum Beispiel solche, die einen hohen Anteil lipophiler Substanzen mit geringer Dichte aufweisen (DE 26 11 041). Ebenfalls wurde der Einschluss von Luftblasen in die Arzneiform beschrieben, die hierdurch o.g. Ei¬ genschaften bereitstellen und daher als Retardtablette wirken sollen (EP-A 0 297 978, DE- A 38 03 482). Schließlich lassen sich gaserzeugende Substanzen oder Gemische wie zum Beispiel CO2-erzeugende Brausemischungen in eine umhüllte Arzneiform einarbeiten, was gleichzeitig mit einer Expansion einer solchen Vorrichtung nach der Applikation verbunden ist (US 4 996 058). Zum Teil sind gasbildende System auch sperrig ausgestaltet, so dass hierdurch zusätzlich die Passage unterbunden werden soll. Systeme wie offenbart in DE 198 00 523, DE 44 19 818, EP 0 307 904, US 4 207 890, US 4 996 058 sind gekennzeich¬ net durch einen kollabierten Beutel, in welchem eine gasbildende Substanz untergebracht ist, die bei Zutritt von Wasser und/oder Magensaft oder durch Körperwärme in der Regel CO2 bildet. Hierdurch wird der kollabierte Beutel expandiert und schwimmt somit auf dem Mageninhalt. Die Abgabe des Wirkstoffes ist in diesen Fällen unterschiedlich ausgeführt, wobei häufig das Problem zu erkennen ist, dass die Wirkstofffreisetzung durch den Zutritt von Wasser nicht gut kontrolliert werden kann.
Arzneiformen, die aufgrund ihrer Größe oder Sperrigkeit im Magen zurückgehalten werden, sind ebenfalls seit längerem bekannt. Dies kann zum Beispiel durch die Erzeugung einer Gasphase nach dem Kontakt mit wässriger Flüssigkeit in der Vorrichtung (US 4 996 058), aber auch durch die Quellung hydrophiler Komponenten im Magensaft (EP 0425 154, US 5 147 646, EP 0310 326, US 4 207 890, US 4 434 153) erreicht werden. Nachteil dieser Systeme ist ihre geringe Steifigkeit, bzw. Festigkeit. Die Magenperistaltik ist hier ohne Weiteres in der Lage, diese Systeme derart zu komprimieren, dass eine PyIo- ruspassage erfolgt.
Eine weitere Alternative wird durch Systeme dargestellt, die rein sperrig geformt sind und daher der Passage durch den Pylorus Widerstand bieten. Derartige Systeme werden komprimiert und z.B. in Kapseln verabreicht. Nach dem Zerfall der Umhüllung bewirken Rückstellkräfte oder der Quellungsdruck hydrophiler Komponenten das Zurückformen der sperrigen Gebilde (US 4 735 804, EP 0 202 159, US 5 002 772, EP-A 0 415 671).
Alle bisherigen verfügbaren GRS weisen zum Teil erhebliche Mängel und Nachteile auf. Die flotierenden Systeme sind prinzipiell nur in Gegenwart von ausreichend Speisebrei oder Flüssigkeit funktionsfähig. Dabei wird unterschätzt, über welche Zeiträume diese notwendi¬ ge Bedingung durch den Magen aufrecht gehalten werden kann. Selbst flotierende sperrige Systeme, die gemäß der Beschreibung im Stand der Technik auch ohne das Vorhanden¬ sein von Speisebrei funktionsfähig sein sollen, unterliegen den starken Peristaltikkräften des Magens. Diese Kontraktionen sind in der Regel in der Lage, selbst großvolumige Kör¬ per durch den Pylorus zu pressen.
Starre, mechanisch expandierende System dagegen sind in der Regel dauerhaft verwei¬ lend und daher im Humanbereich nicht verwendbar. Darüber hinaus existiert hier das Risi¬ ko eines Magenverschlusses.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Ausgehend von den oben geschilderten Problemen ist es also die Aufgabe der vorliegen¬ den Erfindung, eine gastroretentive Darreichungsform zu schaffen, die unabhängig von der Gegenwart von ausreichendem Speisebrei bzw. Flüssigkeit und unabhängig von der räum¬ lichen Ausrichtung in der Lage ist, über den gewünschten Applikationszeitraum eine sichere Retention der Darreichungsform im gewünschten Organ, insbesondere im Magen bereitzu¬ stellen. Gleichzeitig sollen aber Komplikationen, wie die oben beschriebene Gefahr eines Magenverschlusses, so weit wie möglich vermieden werden.
Kurze Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Die Aufgabe wird in allgemeiner Form gelöst durch eine Vorrichtung zur kontrollierten Frei¬ setzung von Stoffen - insbesondere pharmazeutischen Wirkstoffen - in einer Korpushöh-
lung, insbesondere im Magen, wobei die Vorrichtung zu einer gesteuerten Entfaltung fähig ist, so dass die Vorrichtung nach Entfaltung die Innenseite der Höhlung teilweise ausklei¬ det, d.h. dass die Vorrichtung nach Entfaltung weitestgehend an der Innenseite der Kor¬ pushöhlung anliegt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Korpus soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeder beliebige dreidimensionale Körper verstanden werden, unter Korpushöhlung jede beliebig geformte Höhlung in diesem dreidimensionalen Körper. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Körper von Lebe¬ wesen wie Tiere und Menschen, genauso wie auf Pflanzen. Dies schließt aber die Anwen¬ dung der Erfindung auf Höhlungen nicht lebender Körper, wie jedweder Art von Behältern oder Rohren o.a. nicht aus.
Die erfindungsgemäße entfaltbare Vorrichtung liegt vor Applikation in die Korpushöhlung zunächst in kollabierter oder komprimierter Form, Form 1 vor. Diese erlaubt insbesondere eine gezielte Einführung der Vorrichtung in die gewünschte Höhlung, beispielsweise eine orale Gabe zur Passage der Vorrichtung in den Magen. Nach Applikation, d.h. Erreichen der gewünschten Korpushöhlung entfaltet sich die Vorrichtung, so dass Form 2 ausgeprägt wird. Das von Form 2 umfangene Volumen ist dabei im Allgemeinen größer als das von Form 1 umfangene Volumen. Das umfangene Volumen, d.h. die maximale Ausdehnung von Form 2 ist dabei bevorzugt größer als die Ausdehnung des Korpushöhlung. Hierdurch legt sich die Vorrichtung in Form 2 an die Innenwandung der Korpushöhlung an. Ziel der Entfaltung der Vorrichtung ist damit eine teilweisen Auskleidung der Innenseite der ge¬ wünschten Korpushöhlung.
Dieser erfindungsgemäßer Effekt sichert den Erfolg der vorliegenden Erfindung. Im Ge¬ gensatz zu den auf dem Mageninhalt aufschwimmenden Systemen muss hier kein unbeab¬ sichtigter Weitertransport aus dem Magen heraus (oder aus einer anderen gewünschten Korpushöhlung heraus) befürchtet werden.
Im Gegensatz zu den rein sperrig ausgestalteten Systemen besteht wiederum weder die Gefahr des ungewünschten Weitertransports noch die Gefahr eines Magenverschlusses (bzw. Verschluss einer anderen gewünschten Korpushöhlung).
Die erfindυngsgemäße Vorrichtung eignet sich daher insbesondere als Träger zur gezielten Applikation bzw. Einbringung von Wirkstoffen in eine gewünschte Korpushöhlung. Beispiele dieser Anwendung sind pharmazeutische Zusammensetzungen, die die erfindungsgemäße Vorrichtung als Träger für Wirkstoffe umfassen. Damit lassen sich Wirkstoffe dann gezielt und sicher in einer gewünschten Korpushöhlung freisetzen, beispielsweise im Magen. Da¬ durch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Erreichen des gewünschten Applikati¬ onsortes sich durch Auffaltung an die Innenwandung anlegt, ist weiterhin ein sicheres Verbleiben zu gewährleisten. Im pharmazeutischen Bereich ist der Einsatz der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung aber nicht auf Darreichungsformen beschränkt, die im Magen verbleiben sollen. Alternative Applikationsorte sind andere Hohlräume in menschlichen oder tierischen Körpern, in denen eine gezielte und dauerhafte Freisetzung von Wirkstoffen ge¬ wünscht ist.
Aber der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht auf Korpushohlräume von Lebewesen beschränkt. Auch in anderen Systemen mit Hohlräumen ist häufig eine Wirk¬ stofffreisetzung an einer gewünschten Stelle erforderlich. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch dazu dienen, aktive Substanzen in Rohrsystemen an einer bestimmten Stelle freizusetzen, beispielsweise um die Entstehung von biologischem Schleim in Brauchwasserleitungssystemen zu verhindern oder auch, um Verkalkungen / Verkrustun¬ gen abzubauen und / oder an der Entstehung zu hindern. Auch bei einem derartigen Ein¬ satz muss sichergestellt werden, dass der aktive Wirkstoff sicher und dauerhaft an einer gewünschten Stelle im Rohrleitungssystem freigesetzt wird, ohne dass z.B. der Träger bzw. das Depot des Wirkstoffes durch die Strömung im Rohrsystem weggespült wird. Hier si¬ chert die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass die gewünschte aktive Substanz am ausge¬ wählten Einsatzort über eine ausreichend lange Periode freigesetzt wird, da sich die erfin¬ dungsgemäße Vorrichtung am gewünschten Einsatzort entfalten und an die Rohrinnen¬ wandung anlegt, so dass sie durch die Strömung im Rohr nicht entfernt wird. Dem Fach¬ mann werden basierend auf diesem Beispiel weitere Einsatzbereiche für die erfindungsge¬ mäße Vorrichtung klar sein.
Form nach Entfaltung (Form 2)
Die Form, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Entfaltung (Form 2) vorliegt ist nicht kritisch, solange gesichert ist, dass diese Form an der Innenwandung der ge-
wünschten Korpushöhlung anliegt, so dass das Verbleiben am gewünschten Ort gesichert ist. Die Form der entfalteten Vorrichtung kann als einfacher Strang ausgeprägt sein, der geordnet oder ungeordnet an der Korpushöhlung anliegt, ebenso kann eine Spiralform oder ein geordnet oder ungeordnet vernetztes Gebilde als Ausprägungsform der Vorrichtung zielführend sein.
Denkbar sind alle geeigneten Formen, die einen beliebigen Hohlkörper von innen teilweise oder weitestgehend auskleiden. Im Hinblick auf die Sicherung des Verbleibens in einer ge¬ wünschten Korpushöhlung, insbesondere wenn starke entgegenwirkende Kräfte (wie Strö¬ mungen in Rohren oder die Magenperistaltik) eine Rolle spielen, sind spiralförmige oder vernetzte Gebilde bevorzugt.
Im Hinblick auf die Fläche der Innenwandung der Korpushöhlung, an die die entfaltete Vor¬ richtung anliegt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung wie folgt ausgestaltet sein. Bei Korpushöhlungen nicht lebender Körper kann eine fast vollständige Bedeckung der Innen¬ wandung gewünscht sein, was häufig auch die Haftung verbessert. Bei Korpushöhlungen lebender Organismen ist dagegen häufig eine annähernd vollständige Bedeckung nicht erwünscht, da dadurch Stoffwechselfunktionen behindert oder Reizungen (Irritationen) auf¬ treten können. In derartigen Einsatzbereichen ist daher eine Ausgestaltung der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung bevorzugt, durch die, im entfalteten Zustand, die Innen-Oberfläche der Korpushöhlung zu weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, besonders bevorzugt weniger als 5% ausgekleidet wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die entfaltete Vorrich¬ tung das Innenlumen des Korpus frei hält. Hierdurch wird - bei einer Applikation im Magen - der Förderung von Speisebrei kein Widerstand entgegengesetzt, wodurch die, auf die Vorrichtung wirkenden Förderkräfte minimal sind. Ähnliches gilt auch für die oben be¬ schriebene Applikation in Rohrleitungssystemen. Eine Weiterleitung der Vorrichtung aus der Zielhöhlung heraus ist damit weitestgehend ausgeschlossen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Anliegen des weitestge¬ hend flexiblen Gebildes die Vorrichtung der Peristaltikbewegung der Korpushöhlung - z.B. des Magens - nachgeben kann. Auch hierdurch wird eine Weiterförderung der Vorrichtung verhindert.
Hierdurch wird gewährleistet, dass das System über den gewünschten Zeitraum in der Kor¬ pushöhlung verweilt. Damit dient die Vorrichtung als Trägersystem für Stoffe, die an den Korpus, bzw. in die Korpushöhlung abgegeben werden sollen. Insbesondere dient die Vor¬ richtung als GRS zur systemischen oder lokalen Applikation von Wirkstoffen.
Eine weitere Anwendung im medizinisch-pharmazeutischen Bereich betrifft die Anwendung in Korpushöhlungen außerhalb eines menschlichen oder tierischen Körpers. So ist eine Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere auch in Infusionssystemen, Ka¬ nülen o.a. möglich, um in diesen Systemen gezielt Wirkstoffe freizusetzen, beispielsweise zur Erhöhung der Hygiene bzw. zu Desinfektionszwecken.
Eine von der medizinische Anwendung abweichende Verwendung bezieht sich auf die Nut¬ zung der Erfindung im Bereich der Rohrhygiene, die bereits oben prinzipiell beschrieben wurde. Hierbei ist insbesondere im Hinblick auf den Haushaltsbereich vorstellbar, dass das expandierbare Gebilde im Waschbeckenabflussrohr verankert und dort beispielsweise Wirkstoffe zum Abtöten von Ungeziefer (Silberfischen) abgibt, wobei der Abwasserfluss gleichzeitig gewährleistet bleibt. Derartige Anwendung können mit ähnlicher Aufgabenstel¬ lung auch in größeren Rohrleitungen Verwendung finden.
Form vor Entfaltung (Form 1)
Die Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor dem Entfalten (Form 1) ist ebenfalls nicht kritisch, solange diese Form ausreichend klein ist, so dass ein problemloser Transport in die gewünschte Korpushöhlung möglich ist. Prinzipiell sind in diesem Zusammenhang die Formen und Techniken denkbar, die im Stand der Technik für expandierende flotieren- de oder sperrige Systeme beschrieben sind. Diese Form wird aber im wesentlichen durch die Art der Einführung in die gewünschte Korpushöhlung sowie durch produktionstechni¬ sche Anforderungen bestimmt sein.
Prinzipielle Form (Form 1 und 2)
Die Prinzipielle Form der Vorrichtung, d.h. die Form (wie der Querschnitt eines Einzelstran¬ ges), die sowohl in Form 1 als auch in Form 2 vorliegt, ist nicht kritisch. Möglich, bezogen auf den Querschnitt eines Einzelstranges (der im entfalteten Zustand eine Spirale oder
auch ein vernetztes Gebilde, beim Vorliegen vieler Stränge, formen kann), sind ein dünn¬ wandiger weitestgehend rechteckiger Strang oder auch quadratische, rechteckige oder weitestgehend runde Ausgestaltungen. Im Rahmen einer Vorrichtung können dabei unter¬ schiedliche Formen Verwendung finden. Die einzelnen Dimensionen können dabei von 1 μm bis 3 cm, vorteilhaft von 50 μm bis 1 cm, besonders Vorteilhaft von 200 μm bis 5 mm ausgeführt sein. Weiterhin ist die Ausführung als Mikrofasern vorteilhaft.
Denkbare Formen sind also Gewirke aus dünnwandig, rechteckigen Strängen, die nach dem Entfalten in Spiralform oder Netzform vorliegen, die an der Innenwandung der ge¬ wünschten Korpushöhlung anliegen. Weitere Ausgestaltungen sind für den Fachmann klar.
Formüberganq (Form 1 in Form 2)
Der Übergang von Form 1 in Form 2 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dabei unterschiedlich gelöst werden. Beispielsweisen ist es denkbar, dass Form 2 der Vorrichtung unter Spannung in Form 1 fixiert wird. Die Form 1 des Gebildes kann dabei in geordneter oder ungeordneter Form ausgeführt sein. Hierbei kann die Fixierung von Form 1 mittels einer Umhüllung z.B. durch eine Kapsel realisiert werden, oder aber auch durch die Ein¬ bettung in einer Masse, wie ein Gel oder ein Fett oder auch in Form einer Tablette, bzw. einem Dragee oder einem Zäpfchen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auf die Einbettung auch weitestge¬ hend verzichtet werden, wobei die erste Form des Gebildes vor Applikation autostabil ist. Durch Einwirkung eines äußeren Faktors ausgelöst, z.B. durch Temperatur oder pH-Wert oder Licht, kann das Gebilde in seine zweite Form übergehen. Materialien mit der Eigen¬ schaft zwei stabile Formen anzunehmen, wobei die eine Form durch einen äußeren Ein- fluss in die zweite Form überführt werden kann, sind dem Fachmann bekannt und werden als Materialien mit Formgedächtnis bezeichnet. Dies können Metalle sein aber insbesonde¬ re auch Polymere, wie z.B. Polylactide oder Polyglykoside oder auch Polyurethane, welche die entsprechenden Eigenschaften aufweisen.
Faktoren, die eine Formrückstellung auslösen, können dabei Feuchtigkeit, Temperatur (- 500C bis 2000C, vorteilhaft 00C bis 5O0C, besonders vorteilhaft 300C bis 45°C), Licht vor¬ teilhaft im Wellenlängenbereich zwischen 200 und 800 nm, besonders vorteilhaft zwischen
250 und 500 nm, oder die Gegenwart von Ionen, hier insbesondere biologisch relevante Ionen wie Hydroniumionen, Calzium-, Natrium- oder Magnesiumionen sein.
Bei dem Parameter pH-Wert als Auslösefaktor kommt vorteilhaft ein Bereich von 1 bis 13 zur Anwendung, besonders vorteilhaft zwischen 1 und 8, ganz besonders vorteilhaft von 1 ,2 bis 4.
Denkbar sind auch Faktoren, die mittelbar die direkten Faktoren auslösen. Denkbar ist hier beispielsweise Ultraschall, welcher in dem betreffenden Körper Wärme erzeugen kann.
Materialauswahl
Die Auswahl des Materials für die erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgt dabei unter Be¬ rücksichtigung der gewünschten Korpushöhlung, in welche die Vorrichtung eingebracht werden soll. Vorrichtungen zum Einsatz im medizinisch-pharmazeutischen Bereich müssen physiologisch verträglich sein und sind im Allgemeinen auch so ausgestaltet, dass sie nach einiger Zeit abgebaut werden. Auch hierbei ist es wichtig, dass die Abbauprodukte physio¬ logisch unbedenklich sind. Im Hinblick auf den Einsatz der Vorrichtungen in Rohrleitungen o.a. sind diese Anforderungen weniger streng, teilweise wird darüber hinaus bei einem sol¬ chen Einsatz gerade eine sehr lange Haltbarkeit erwünscht sein. Der Fachmann ist jedoch in der Lage, geeignete Materialien für einen gewünschten Einsatzzweck aufzufinden.
Materialien
Die verwendeten Materialien können dabei Metalle oder Metalllegierungen sein, insbeson¬ dere aber Kunststoffe, wobei vorteilhaft Thermoplastische Elastomere (TPE) einsetzbar sind.
Die Systeme bestehen in der Regel aus einem Verbund von mindestens zwei Materialien unterschiedlicher Glasübergangstemperaturen des Hartsegmentes und das Schaltseg¬ mentes/ Weichsegmentes. Die permanente Form der Materialien ergibt sich durch Aufschmelzen oberhalb der Tempe¬ ratur des Hartsegmentes und anschließendes Abkühlen unterhalb der Temperatur des Hartsegmentes, aber oberhalb der Übergangstemperatur des Schaltsegmentes/ Weich¬ segmentes. Das Polymer wird jetzt in seine temporäre Form gebracht (Deformation), die
durch Abkühlen unterhalb der Übergangstemperatur des Schaltsegmentes/ Weichseg¬ mentes fixiert werden kann. Der Vorgang des Programmierens, wobei Temperatur als ex¬ terner Trigger Verwendung finden soll, erfolgt folgendermaßen: Ist die Temperatur höher als die Übergangstemperatur des Schaltsegmentes, so sind diese Segmente flexibel und das Polymer kann elastisch deformiert werden. Die temporäre Form wird durch Abkühlen unterhalb der Übergangstemperatur der Schaltsegmente fixiert. Wird das Polymer erneut erwärmt, stellt sich die permanente, ursprüngliche Gestalt wieder ein.
Besonders vorteilhaft kommen bioabbaubare und/oder biokompatible Polymere zum Ein¬ satz, wie Polylactat oder Polyglycoside. Im medizinischen Bereich werden derartige Syste¬ me insbesondere durch die Synthese von Makrodiolen aus den Monomeren wie L1L- Dilactid, Diglykolid, p-Dioxanon, e-Caprolacton, g-Butyrolacton aufgebaut.
Weiterhin können als zusätzliche Komponenten wasserlösliche oder weitgehend wasser¬ lösliche Polymere, wie modifizierte Zellulosen (Hydroxypropylmethylzellulose (HPMC), Hydroxypropylzellulose (HPC), Natriumcarboxymethylzellulose (NaCMC)), und modifizierte Stärken, bzw. Polysacharide als auch weitere wasserlösliche Polymere wie Polyvinylalkohol (PVA) vorteilhaft eingesetzt werden. Je nach Anforderung können vorteilhaft auch Kombi¬ nationen geeigneter Materialien verwendet werden, wobei die verwendeten Materialien in unterschiedlichen Strangabschnitten eingesetzt werden können oder/und als Mischung, dispergiert oder gelöst.
Darüber hinaus kann das Material weitere Bestandteile wie Weichmacher, Farbstoffe, Füll¬ stoffe und Stabilisatoren enthalten. Diese weiteren Bestandteile werden je nach Bedarf und unter Berücksichtigung des gewünschten Einsatzzwecks ausgewählt. Der Fachmann kann dabei auf die üblichen Bestandteile zurückgreifen, die im allgemeinen Fachwissen offenbart sind. Alternativ können geeignete Bestandteile unter Rückgriff auf Informationen aus übli¬ chen Nachschlagwerken ausgewählt werden.
Polymere Bestandteile können u.a. sein: Polyvinylalkohol (PVA), Zellulosederivate wie Hydroxypropylmethylzellulose (HPMC), Hydroxypropylzellulose (HPC), Natriumcarboxy¬ methylzellulose (NaCMC), Methylzellulose (MC), Hydroxyethylzellulose (HEC), Hydroxypro- pylethylzellulose (HPEC), Stärke und deren Derivate, Gelatinen, Polyvinylpyrrolidon (PVP),
Gummi arabicum, Pullulan, oder Acrylate. Darüber hinaus können unter anderem folgende Hilfsstoffe enthalten sein: Füllstoffe wie z.B. Siliziumdioxid (SiO2), Farbstoffe wie Chiolin- gelb oder Titandioxid (TiO2), Sprengmittel bzw. Dochtmittel wie Aerosil, Emulgatoren wie Tween, Brij, Weichmacher wie Polyethylenglycol (PEG), Propandiol oder Glycerin, Konser¬ vierungsmittel wie beispielsweise Sorbinsäure oder deren Salze.
Aufbau
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann den folgenden Aufbau zeigen.
Zunächst sind einfache einschichtige Vorrichtungen, d.h. Vorrichtungen, die im Wesentli¬ chen aus nur einem Material bestehen, denkbar. Dabei wird z.B. aus einem der oben ge¬ nannten Materialien eine gewünschte Vorrichtung geformt, beispielsweise in der Form ei¬ nes Strangs, der den gewünschten Wirkstoff umfasst, zusätzlich zum prinzipiellen Material der Vorrichtung, das als Träger für den Wirkstoff dient.
Darüber hinaus ist die Verwendung unterschiedlicher Polymere oder Polymergemische im oben beschriebenen einfachen Aufbau oder in verschiedenen Lagen eines Stranges mög¬ lich, was als Laminatstruktur bezeichnet wird. Insbesondere die letztgenannte Laminat¬ struktur ist in vielen Anwendungsbereichen vorteilhaft, da damit die Eigenschaften der Vor¬ richtung gezielt und einfach modifiziert werden können. So können beispielsweise die Ge¬ schwindigkeit der Wirkstofffreisetzung aus der Vorrichtung, die Abbaueigenschaften der Vorrichtung oder auch die Adsorptionseigenschaften und damit die Verträglichkeit der Vor¬ richtung in einer physiologischen Umgebung gezielt eingestellt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist als Laminat ausgeführt, wobei mindestens eine der Schichten weitestgehend wirkstofffrei ausgeführt sein kann, mindestens eine weitere Schicht mindestens einen Wirkstoff enthält. In der Verwendung als Arzneiform im Human¬ medizin- bzw. im Veterinärmedizinbereich wird hierdurch eine zu hohe lokale Konzentration des Wirkstoffes gewebeseitig vermieden. In diesem Fall wird die gewebeseitige Seite wei¬ testgehend ohne Wirkstoff ausgeführt. Vorteilhaft kommen dabei 1 bis 10 Schichten zum Einsatz, besonders vorteilhaft 2 bis 7, besonders vorteilhaft 2 bis 4 Schichten. Hierbei können die unterschiedlichen Schichten verschiedene Funktionen übernehmen, um eine gesteuerte Abgabe von Wirkstoffen zu gewährleisten. Beispielsweise kann es von Vorteil sein, durch eine erste Schicht einen
Wirkstoff schnell freizusetzen, durch eine zweite Schicht eine konstante Abgabe über einen längeren Zeitraum bereitzustellen und durch eine dritte Schicht Wirkstoff direkt an das Ge¬ webe des Applikationsorgans, z.B. den Magen abzugeben. Alternativ ist durch einen derar¬ tigen Schichtaufbau auch die zeitlich gestaffelte Abgabe unterschiedlicher Wirkstoffe mög¬ lich, wenn diese in verschiedenen Schichten vorliegen, die den jeweiligen Wirkstoff erst abgeben, nachdem die vorherige Schicht den dort eingesetzten Wirkstoff freigesetzt hat. Eine andere Alternative ist der Einsatz von Schichten mit Substanzen, die den Abbau der Vorrichtung beschleunigen. So kann nach vollständiger Wirkstofffreisetzung dann erreicht werden, dass diese Substanzen gezielt einen schnellen Abbau der Vorrichtung ermögli¬ chen, was Reizungen der betroffenen Korpushöhlung minimiert.
Eine weitere Option ist, dass ein mehrschichtiger Aufbau auch die Einbringung von farblich markierten Schichten erlaubt, was der Produktkennzeichnung und Wiedererkennbarkeit bei Anwendung beim Patienten dient. Damit kann die versehentliche Einnahme durch Patien¬ ten verhindert und insgesamt die Patienten-Complience erhöht werden.
Wirkstoffintegration und Wirkstofffreisetzunq
Der erfindungsgemäß an die Höhlung abzugebende Wirkstoff kann in prinzipiell bekannter Weise in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht werden. Dabei kann der Wirkstoff gelöst, als Dispersion oder Suspension in dem verwendeten Material eingebracht sein. Au¬ ßerdem ist denkbar, dass der Wirkstoff an der durch das Gebilde dargestellten Träger¬ struktur oberflächlich gebunden oder adhäriert ist. Hierbei kann der Wirkstoff beispielswei¬ se nanopartikulär oder in Nanopartikel eingebettet vorliegen.
Die Abgabe von Wirkstoffen kann dabei als Diffusion aus einer weitgehend unlöslichen Matrix erfolgen und/oder durch Zerfall der wirkstoffhaltigen Schicht. Der Abbau einer Schicht kann dabei über mehrere Stunden, beispielsweise 2 bis 24 h, vorteilhaft 5 bis 24 h, besonders vorteilhaft 10 bis 24 h erfolgen, oder mehrere Tage, beispielsweise 1 bis 30 d, vorteilhaft 1 bis 7 d, besonders vorteilhaft 1 bis 3 d, benötigen.
Für manche Anwendungen, z.B. technische Anwendungen im Hygienebereich sind Abbau¬ zeiten von mehreren Monaten einstellbar, bzw. Systeme, die weitestgehend nicht abbaubar sind, vorzusehen.
Hierbei können unterschiedliche Schichten vorteilhaft unterschiedliche Zerfallszeiten auf¬ weisen.
Darüber hinaus ist in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung der Wirkstoff in ei¬ nem separaten Abgabesystem untergebracht, welche mit dem entfaltbaren Gebilde in ge¬ eigneter Form verbunden ist. Denkbar sind hier Formen, wie Tabletten, Kapseln, Dragees oder andere, dem Fachmann bekannte Wirkstoffträgersysteme. Bei dieser Ausführungs¬ form wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die Verankerung des Gesamtsystems bereitgestellt, die Wirkstoffabgabe durch das separate Abgabesystem.
Wirkstoffe
Die Wirkstoffe, welche für die Anwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Verwen¬ dung finden können, umfassen grundsätzlich alle oral applizierbaren Wirkstoffe, solche, die auch in Tabletten, Kapseln oder Dragees verabreicht werden.
Hierbei können vorteilhaft alle Wirkstoffe der folgenden Hauptgruppen eingesetzt werden: Abmagerungsmittel/Appetitzügler, Acidosetherapeutika, Analeptika/ Antihypoximika, Anal¬ getika / Antirheumatika, Anthelminthika, Antiallergika, Antianämika, Antiarrhythmika, Antibi¬ otika / Antiinfektiva, Antidementiva (Nootropika), Antidiabetika, Antidota, Antiemetika/ Anti- vertiginosa, Antiepileptika, Antihämorrhagika (Antifibrinolytika und andere Hämostatika), Antihypertonika, Antihypoglykämika, Antihypotonika, Antikoagulantia, Antimykotika, An- tiphlogistika, Antitussiva, Arteriosklerosemittel, Betarezeptoren-, Calciumkanalblocker, Hemmstoffe des Renin-Angiotensin-Systems, Broncholytika/Antiasthmatika, Cholagoga und Gallenwegs- therapeutika, Cholinergika, Corticoide (Interna), Dermatika, Diagnostika und Mittel zur Diagnosevorbereitung, Diuretika, Durchblutungsfördernde Mittel, Entwöh¬ nungsmittel, Mittel zur Behandlung von Suchterkrankungen, Enzyminhibitoren, Präparate bei Enzymmangel und Transportproteine, Fibrinolytika, Geriatrika, Gichtmittel, Grippemittel und Mittel gegen Erkältungskrankheiten, Gynäkologika, Hämorrhoidenmittel (Proktologika), Hepatika, Hypnotika/Sedativa, Hypophysen-, Hypothalamushormone, andere regulatori¬ sche Peptide und ihre Hemmstoffe, Immunmodulatoren, Kardiaka, Koronarmittel, Laxantia, Lipidsenker, Lokalanästhetika / Neuraltherapeutika, Magen-Darm-Mittel, Migränemittel, Muskelrelaxanzien, Narkosemittel, Neuropathiepräparate und andere neurotrope Mittel, Ophthalmika, Osteoporosemittel / Calciumstoffwechselregulatoren, Parkinson Mittel und andere Mittel gegen extrapyramidale Störungen, Psychopharmaka, Rhinologika / Sinusitis-
mittel, Roborantia / Tonika, Schilddrüsentherapeutika, Sera, Immunglobuline und Impfstof¬ fe, Sexualhormone und ihre Hemmstoffe, Spasmolytika/ Anticholinergika, Thrombozyte¬ naggregationshemmer, Tuberkulosemittel, Umstimmungsmittel, Urologika, Venentherapeu- tika, Zytostatika.
Alternativ ist auch der Einsatz von Diagnostika, wie Kontrastmitteln oder Markern möglich, wenn durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine lang anhaltende Freisetzung von sol¬ chen Substanzen zu Untersuchungs- und Diagnosezwecken gewünscht ist.
Bei einer Verwendung in den oben beispielhaft beschriebenen Rohrleitungssystemen kön¬ nen insbesondere antimikrobielle Substanzen zum Einsatz kommen. Alternativ sind auch Markersubstanzen oder Farbmittel denkbar.
Herstellung
Die Herstellung der entfaltbaren Komponente kann erfolgen durch Extrusion bzw. Koextru- sion oder Ausstanzen oder Ausschneiden aus bahnförmigen Vorprodukten. Dabei kann der Fachmann auf die Kenntnisse aus dem Stand der Technik zurückgreifen. Die im Zusam¬ menhang mit den expandierbaren Arzneimittelformen beschriebenen Herstellungsverfahren eignen sich prinzipiell auch für die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Glei¬ ches gilt ebenfalls für die Konfektionierung, die Fixierung der Form 1 und die Einbringung von Wirkstoffen oder Hilfsstoffen.
- Patentansprüche -