DE60111771T2

DE60111771T2 - Mikroklingeanordungsaufprallapplikator

Info

Publication number: DE60111771T2
Application number: DE60111771T
Authority: DE
Inventors: C. Joseph TRAUTMAN; L. Richard KEENAN; T. Michael CAO
Original assignee: Alza Corp
Current assignee: Alza Corp
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2021-10-13
Also published as: US20160074644A1; HK1058889A1; ES2243564T3; CA2425537C; US9192749B2; HUP0303583A2; MXPA03003301A; KR20030065495A; NO20031682D0; US20060095061A1; DE60111771D1; KR100818545B1; BR0114634A; AU2001296827B2; RU2277390C2; IL155375A0; JP2004510530A; MA26056A1; PT1341442E; AU9682701A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schlagen eines Penetrierteils auf das Stratum corneum der Haut, und insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung einer Schlagvorrichtung zum reproduzierbaren Penetrieren des Stratum corneum mit einem Penetrierteil, wie einer Mikroprotrusions- oder Mikrovorsprungsanordnung zum transdermalen Zuführen eines Wirkstoffs oder zum Entnehmen einer Probe.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Das Interesse an dem perkutanen oder transdermalen Zuführen von Peptiden und Proteinen in den menschlichen Körper wächst gleichzeitig mit der zunehmenden Anzahl von medizinisch nützlichen Peptiden und Proteinen, die in großen Mengen und in reiner Form verfügbar werden. Das transdermale Zuführen von Peptiden und Proteinen steht nach wie vor signifikanten Problemen gegenüber. In vielen Fällen ist die Zuführgeschwindigkeit oder der Fluß von Polypeptiden durch die Haut wegen ihrer großen Abmessung und ihrem großen molekularen Gewicht unzureichend, um einen gewünschten therapeutischen Effekt zu erzielen. Zudem bauen sich Polypeptide und Proteine während und nach dem Penetrieren in die Haut leicht ab, bevor sie die Zielzelle erreichen. Auch ist der passive transdermale Fluß vieler Verbindungen geringen molekularen Gewichts zu eingeschränkt, um therapeutisch effektiv zu sein.
Ein Verfahren zum Steigern der transdermalen Zufuhr von Wirkstoffen beruht auf einer Vorbehandlung der Haut mit einem Hautpermeationsverstärker oder auf der gleichzeitigen Zuführ eines Hautpermeationsverstärkers zusammen mit dem Wirkstoff. Eine Permeationsverstärkungssubstanz verstärkt, wenn sie auf eine Körperoberfläche aufgebracht wird, durch die der Wirkstoff zugeführt wird, den transdermalen Fluß des Wirkstoffs, wie beispielsweise durch Steigern der Durchlässigkeitsselektivität und/oder Permeabilität der Körperoberfläche und/oder durch Reduzieren des Abbaus des Wirkstoffs.
Ein weiteres Verfahren zum Steigern des Wirkstofflusses beinhaltet den Einsatz von elektrischem Strom quer über die Körperoberfläche, was als „Elektrotransport" bezeichnet wird. „Elektrotransport" bezieht sich im allgemeinen auf den Durchlaß eines heilsamen Wirkstoffs, wie zum Beispiel eines Arzneimittels oder eines Arzneimittelzwischenprodukts, durch eine Körperoberfläche, wie Haut, Schleimhautmembrane, Hornnägel und dergleichen. Der Transport des Wirkstoffs wird induziert oder gesteigert, indem eine elektrische Spannung angelegt wird, sich ein elektrischer Stromfluß ergibt, der eine Wirkstoffzufuhr bereitstellt oder die Wirkstoffzufuhr steigert. Eine Elektrotransportzufuhr erhöht im allgemeinen die Wirkstoffzufuhr und verringert die Degradation von Polypeptiden währen der transdermalen Zufuhr.
Es wurde auch versucht, die Haut mechanisch zu penetrieren oder aufzutrennen, um den transdermalen Fluß zu steigern. Es wird beispielsweise auf das für Godshall et al. erteilte US-Patent 5,879,326, das für Ganderton et al. erteilte US-Patent 3,814,097, das für Gross et al. erteilte US-Patent 5,279,544, das für Lee et al. erteilte US-Patent 5,250,023, das für Gerstel et al. erteilte US-Patent 3,964,482, das für Kravitz et al. neu erteilte US-Patent 25,637 und die PCT Veröffentlichungen WO 96/37155, WO 96/37256, WO 96/17648, WO 97/03718, WO 98/11937, WO 98/00193, WO 97/48440, WO 97/48441, WO 97/48442, WO 98/00193, WO 99/64580, WO 98/28037, WO 98/29298 und WO 98/29365 verweisen. Diese Vorrichtungen nutzen Penetrier- oder Durchstechteile verschiedener Formen und Größen, um die äußerste Schicht (d.h. das Stratum corneum) der Haut zu durchdringen. Die Penetrierteile, die in diesen Dokumenten angegeben sind, erstrecken sich im allgemeinen senkrecht von einem dünnen, flachen Bauteil, wie einer Unterlage oder einem Blatt. Die Penetrierteile sind bei einigen dieser Vorrichtungen sehr klein, wobei einige Abmessungen (d.h. eine Mikroschneidenlänge- und -breite) von nur ungefähr 25–400 μm und eine Mikroschneidendicke von nur ungefähr 5 bis 50 μm aufweisen. Andere Penetrierteile sind hohle Nadeln mit Durchmessern von ungefähr 10 μm oder weniger und mit einer Länge von ungefähr 50–100 μm. Diese dünnen, das Stratum corneum durchstehenden/durchschneidenden Teile sollen entsprechend kleine Mikroschlitze/Mikroschnitte in das Stratum corneum einbringen, um die transdermale Wirkstoffzufuhr durch das Stratum corneum hindurch zu steigern. In den meisten Fällen sind die Mikroschlitze/Mikroschnitte in dem Stratum corneum weniger als 150 μm lang und haben eine Breite, die im wesentlichen kleiner als ihre Länge ist.
Hautpenetriervorrichtungen werden eingesetzt, um die äußerste Schicht der Haut, d.h. das Stratum corneum, mit Hilfe mehrerer Mikrovorsprünge zu penetrieren, um Durchgänge zu schaffen, durch welche ein Wirkstoff, wie ein Arzneimittel, eingeführt werden kann, d.h. zugeführt werden kann oder eine Probe, wie ein Körperanalyt, entnommen werden kann, d.h. als Probenentnahme. Die perforierte Haut liefert einen verbesserten Fluß für eine fortwährende Wirkstoffzufuhr oder Probeentnahme durch die Haut hindurch.
Wenn Mikrovorsprungsgruppen verwendet werden, um die Zufuhr von Wirkstoffen oder die Probeeentnahme durch die Haut hindurch zu verbessern, ist eine konsistente, vollständige und wiederholbare Penetration wünschenswert. Eine manuelle Applikation eines Hautpflasters mit Mikrovorsprüngen, die von seiner die Haut kontaktierenden Seite vorspringen, führen oft zu beträchtlichen Schwankungen der Punktionstiefe über der gesamten Länge und Breite des Pflasters. Zudem führt eine manuelle Applikation zu großen Schwankungen der Punktionstiefe zwischen Applikationen wegen der Art, wie der Benutzer die Gruppe aufbringt. Demgemäß wäre es wünschenswert, an dem Stratum corneum eine Mikrovorsprungsgruppe mit einer automatischen Vorrichtung aufbringen zu können, die ein gleichmäßiges und wiederholbares Durchstechen des Stratum corneum nicht nur über der gesamten Länge und Breite der Mikroprotrusionsgruppe, sondern auch bei jeder einzelnen Applikation einer Mikrovorsprungsgruppe bereitstellt.
Einige bekannt federbeaufschlagte Applikationsvorrichtungen zum Zuführen von Lanzetten für die Entnahme einer Probe eines Körperfluids (z.B. Blut) sind in der WO 99/26539 und WO 97/42886 beschrieben. WO 99/33504 offenbart eine Einführungsvorrichtung, die den Einsatz beider Hände erfordert. Die Einführungsvorrichtung umfaßt ein Vorrichtungsgehäuse, einen Trägerkörper und einen Antrieb. Der Trägerkörper ist innerhalb des Vorrichtungsgehäuses gleitend aufgenommen, um sich zwischen einer vorgeschobenen und einer eingefahrenen Position zu bewegen. Der Trägerkörper umfaßt auch eine Aufnahmestruktur, um einen Einführungssatz zu tragen. Diese Vorrichtungen erfordern ein zweihändiges Spannen der Applikationsvorrichtung vor der Applikation. Die bekannten federbeaufschlagten Lanzettenapplikatoren benötigen entweder, daß zwei Abschnitte der Vorrichtung zum Spannen auseinandergezogen werden oder daß ein Teil der Vorrichtung in Bezug auf einen anderen Teil der Vorrichtung zum Spannen gedreht wird. Die Vorrichtung gemäß WO 99/33504 erfordert, daß zwei Abschnitte aufeinander zugleiten werden oder aufeinander zugedrückt werden. Bei allen diesen Bewegungen ist ein mit beiden Händen durchzuführender Spannvorgang erforderlich. Viele Patienten, die diese Vorrichtungen verwenden, verfügen weder über die Kraft noch die manuelle Geschicklichkeit, diese bekannten Applikationsvorrichtungen zu spannen.
Demgemäß wäre es wünschenswert, einen federvorgespannten Applikator für ein Hautpenetrierteil bereitzustellen, das mit einer Hand des Benutzers gespannt wird und das eine minimale Handkraft zum Spannen fordert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schlagen eines Penetrierteils auf das Stratum corneum umfassend: einen Körper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; wobei das erste Ende dazu ausgelegt ist, das Penetrierteil aufzunehmen; einen Kolben, der innerhalb des Körpers gleitend angeordnet ist, um das Penetrierteil auf das Stratum corneum prallen zu lassen oder zu schlagen, eine Schlagfeder, die dazu ausgelegt ist, dem Kolben eine Stoß- oder Schlagkraft mitzuteilen und den Kolben aus dem ersten Ende des Körpers heraus vorzuspannen, wobei die Schlagfeder gespannt ist, wenn der Kolben innerhalb des Körpers angeordnet ist; einen Verriegelungsmechanismus, der dazu ausgelegt ist, den Kolben mit dem Körper freigebbar in Eingriff zu bringen, nachdem der Kolben ausreichend innerhalb des Körpers eingebracht ist; und einen Freigabemechanismus zum Lösen des Verriegelmechanismus', wobei die Schlagfeder den Kolben gegen das Penetrierteil schlägt, was das Penetrierteil in das Stratum corneum treiben läßt; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß: sollte der Kolben aus dem ersten Ende des Körpers heraus vorgespannt sein, die Vorrichtung zwischen der Hand eines Benutzers und einer anderen Fläche zusammendrückbar ist, um den Kolben innerhalb des Körpers einzubringen, um die Schlagfeder zu spannen und um den Kolben unter Nutzung des Verriegelungsmechanismus' mit dem Körper freigebbar in Eingriff zu bringen.
Das Penetrierteil kann eine Mikrovorsprungsgruppe sein, die eingesetzt wird, um den Transport eines Wirkstoffs durch die Haut hindurch zu verbessern. Diese Vorrichtung läßt ein einhändiges Spannen zu. Der Spannmechanismus fordert eine minimale Handstärke und wenig Geschicklichkeit, weil die Spannkraft durch den Arm eines Benutzers aufgebracht werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Spannen einer Vorrichtung zum Schlagen eines Penetrierteils gegen das Stratum corneum bereitgestellt, bei welchem Verfahren ein Kolben in eine gespannte Position relativ zu einem Vorrichtungskörper durch Niederdrücken des Kolbens und des Vorrichtungskörpers bewegt wird und der Kolben in der gespannten Position niedergedrückt verriegelt wird, wobei die Vorrichtung durch Zusammendrücken der Vorrichtung zwischen einer Hand eines Benutzers und einer anderen Fläche gespannt und verriegelt werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungen beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, in denen ähnliche Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, wobei:
1 eine Seitenquerschnittsansicht einer Applikatorvorrichtung in einer anfänglichen Konfiguration vor dem Spannen ist;
2 eine Seitenquerschnittsansicht der Applikatorvorrichtung gemäß 1 in einer gespannten Position ist, wobei ein Pflasterhalter an dem Applikator angebracht ist;
3 eine Seitenquerschnittsansicht der Applikatorvorrichtung gemäß 1 mit dem Pflasterhalter gemäß 2 ist, nachdem der Kolben freigegeben worden ist, um das Pflaster aufzubringen;
4 einen perspektivische Explosionsansicht der Applikatorvorrichtung gemäß 1 ist;
5 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführung einer Applikatorvorrichtung ist;
6 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der Applikatorvorrichtung gemäß 5 ist;
7 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Beispiels für eine Mikrovorsprungsgruppe ist.
AUSFÜHRUNGEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Applikatorvorrichtung gemäß der Erfindung wird verwendet, um wiederholt mit einer Gruppe von Mikrovorsprüngen dem Stratum corneum einen Schlag mitzuteilen bei gleichzeitiger Zufuhr eines transdermalen therapeutischen Wirkstoffs (beispielsweise eines Arzneimittels) oder bei transdermaler Entnahme eines Körperanalyts (beispielsweise Glukose). Obwohl die Applikatorvorrichtung 10 für den Einsatz mit einem gewissen Typus einer Mikrovorsprungsgruppe beschrieben ist, sollte klar sein, daß die Applikatorvorrichtung auch mit anderen Bauteiltypen zum Mikropenetrieren des Stratum corneum eingesetzt werden kann. Die Applikatorvorrichtung kann von Patienten genutzt werden, die weder die Handstärke noch die Geschicklichkeit besitzen, andere federladbare Applikatorvorrichtungen zu spannen. Außerdem kann die Applikatorvorrichtung einhändig gespannt und freigegeben werden, was einige Vorteile mit sich bringt, beispielsweise ist es dem Patienten möglich, eine Mikrovorsprungsgruppe für eine Arzneimittelzufuhr einzusetzen, um eine lokale Therapie auf der Seite des eigenen Arms des Patienten durchzuführen.
Mit Bezug auf die Figuren zeigt 1 eine Applikatorvorrichtung 10 mit einem Vorrichtungskörper 12 und einem Kolben 14, der innerhalb des Vorrichtungskörpers beweglich ist. Eine Kappe oder ein Deckel 16 ist an dem Vorrichtungskörper 12 vorgesehen, um den Applikator zu aktivieren, dem Stratum corneum einen Schlag mit einer Mikrovorsprungsgruppe (in 1 nicht dargestellt) mitzuteilen. Eine Schlagfeder 20 ist um einen Zapfen 22 des Kolbens 14 herum positioniert und spannt den Kolben nach unten mit Bezug auf den Vorrichtungskörper 12 vor. Der Kolben 14 hat eine untere Fläche 18, die im wesentlichen eben, leicht konvex oder auf eine Körperfläche abgestimmt ist (d.h. eine bestimmte Hautseite). Die untere Fläche 18 des Kolbens 14 veranlaßt, daß eine Mikrovorsprungsgruppe oder ein Transdermalpflaster mit einer Mikrovorsprungsgruppe dem Stratum corneum einen Schlag mitteilt oder das Stratum corneum durchbohrt.
1 zeigt den Kolben 14 in einer ungespannten Position, während 2 den Kolben in der gespannten Position zeigt. Wenn die Applikatorvorrichtung 10 gespannt ist, ist der Kolben 14 innerhalb des Vorrichtungskörpers 12 nach oben gedrückt und ortsfest durch einen Verriegelmechanismus festgestellt. Der Verriegelmechanismus umfaßt ein Verriegelten 26 an dem Zapfen 22 und einen flexiblen Finger 28 an dem Vorrichtungskörper 12, der ein entsprechendes Einschnappteil 30 aufweist.
Wenn der Kolben 14 auf den Vorrichtungskörper 12 zubewegt wird, um die Schlagfeder 20 zusammenzudrücken, wird das Verriegelteil 26 den Finger 28 verbiegen und schnappt über den entsprechenden Einschnappteil 30 des flexiblen Fingers 28. Das Spannen wird durch eine einzige Zusammendrückbewegung durchgeführt, die sowohl den Kolben 14 spannt, als auch den Kolben 14 in der gespannten Position verriegelt. Das Spannen wird einfach einhändig durchgeführt, indem die Applikatorvorrichtung 10 zwischen der Hand des Benutzers und einer anderen Fläche (beispielsweise einer Tischauflage) zusammengedrückt wird.
2 zeigt die Applikatorvorrichtung 10 mit dem Kolben 14 in einer gespannten Konfiguration. Wie in 2 gezeigt ist, sind in der gespannten Position das Verriegelten 26 an dem Kolben 14 und das Einspannteil 30 an dem Vorrichtungskörper 12 freigebbar in Eingriff gebracht, was eine Abwärtsbewegung des Kolbens in den Vorrichtungskörper verhindert.
2 zeigt auch einen Pflasterhalter 34, der an dem Vorrichtungskörper 12 angebracht ist. Der Halter 34 hat eine ringförmige Form mit einem ersten Ende, das dazu ausgelegt ist, mit dem Vorrichtungskörper 12 in Eingriff zu kommen. Ein zweites Ende 42 des Halters 34 stellt eine das Stratum corneum berührende Fläche bereit. Ein Pflaster 44 ist zwischen dem ersten Ende 40 und dem zweiten Ende 42 des Halters 34 eingebracht. Das Pflaster 44 liegt frei in dem Halter 34. Obwohl die Art, mit der das Pflaster 44 in dem Halter 34 gehalten ist und die Stelle des eingebrachten Pflasters 44 innerhalb des Halters 34 variieren kann (beispielsweise kann das Pflaster 44 benachbart dem zweiten Ende 42 des Halters 34 positioniert sein) ist es bevorzugt, das Pflaster mit einem Abstandsfreiraum von den beiden Enden 40 und 42 (wie in 2 dargestellt ist) einzubringen, um einen versehentlichen Kontakt der Mikrovorsprünge des Pflasters mit anderen Objekten (beispielsweise den Fingern des Benutzers) zu verhindern.
Gemäß diesem einen Beispiel ist das Pflaster 44 durch brüchige Abschnitte eines Pflasterbasismaterials mit einem Ring aus Pflastermaterial verbunden, der an den Haltering 34 geklebt ist. Das Pflaster 44 ist von dem Halter 34 durch eine nach unter gerichtete Kraft des Kolbens 14 getrennt. Alternativ kann das Pflaster lösbar an dem Kolben 14 angebracht sein oder an der Haut unter dem Kolben positioniert sein.
Die Applkatorvorrichtung 10 kann mit einem Pflaster 44 benutzt werden, das im wesentlichen eine Mikrovorsprungsgruppe, ein Wirkstoffreservoir und eine Schutzschicht umfaßt. Jedoch kann die Applikatorvorrichtung 10 auch mit einer Mikrovorsprungsgruppe ohne Wirkstoffreservoir eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Mikrovorsprungsgruppe als eine Vorbehandlung eingesetzt, der das Aufbringen eines Wirkstoffs mit einer separaten transdermalen Wirkstoffzuführ- oder Entnahmevorrichtung folgt. Alternativ kann die Mikrovorsprungsgruppe den Wirkstoff als Schicht an den Mikrovorsprüngen enthalten, um beispielsweise einen Impfstoff intradermal zuzuführen. Die Applikatorvorrichtung 10 kann auch eingesetzt werden, um andere Mikrodurchstechteile gegen das Stratum corneum zu schlagen, beispielsweise solche, die in dem für Godshall et al. erteilten US-Patent 5,879,326 und in der WO 99/29364 von Zuck angegeben sind.
Um zudem die Vorrichtung 10 einhändig spannen zu können, ist die Vorrichtung 10 dazu ausgelegt, nur mit einer Hand bedient zu werden (d.h. sie ist dazu ausgeführt, den federgespannten Kolben 14 freizugeben und damit zu bewirken, daß das Pflaster 44 gegen die Haut schlägt). Die Aktivierung der Applikatorvorrichtung 10 durch Freigabe des Verriegelmechanismus' wird durch eine nach unten gerichtete Kraft erreicht, die dem Applikatordeckel 16 mitgeteilt wird, während das zweite Ende 42 der Applikatorvorrichtung an der Haut gehalten wird. Der Deckel 16 ist nach oben durch eine nach unten haltende Feder oder Andrückfeder 24 vorgespannt, die zwischen dem Vorrichtungskörper 12 und dem Deckel positioniert ist. Der Deckel 16 umfaßt einen Stift 46, der sich von dem Deckel nach unten erstreckt. Wenn der Deckel 16 nach unten gegen die Vorspannung der Andrückfeder 24 gedrückt wird, berührt der Stift 46 eine Rampe 48 an dem flexiblen Finger 28, der den flexiblen Finger nach außen bewegt und das Einschnappteil 30 des flexiblen Fingers 28 von dem Verriegelteil 26 befreit. Dies löst den Kolben 14, und der Kolben bewegt sich nach unten, um dem Stratum corneum mit dem Pflaster einen Schlag mitzuteilen.
3 zeigt die Applikatorvorrichtung, nachdem die Vorrichtung gelöst worden ist und ein Pflaster an dem Stratum corneum aufgebracht worden ist. Die Andrückfeder 24 ist derart gewählt, daß eine vorbestimmte, nach unten haltende Kraft oder Andrückkraft aufgebracht werden muß, bevor die Vorrichtung gelöst wird. Die Andruckkraft bewirkt das Spannen des Stratum corneum durch das zweite Ende 42 des Halters 34, so daß die Haut optimal gespannt ist, wenn das Pflaster 44 gegen die Haut schlägt. Die Andrückkraft, die von der Andrückfeder aufgebracht ist, ist vorzugsweise derart bestimmt, daß das zweite Ende 42 die Haut in einem Bereich von 0,01 bis 10 Megapascal (MPa), insbesondere bei ca. 0,05 bis 2 MPa spannt.
Ein Ausgleich zwischen der Andrückfeder 24 und der Schlagfeder 20 ermöglicht das Spannen des Kolbens 14 durch das Drücken auf den Deckel 16, ohne daß die Finger 46 den Verriegelmechanismus lösen müßten. Die Schlagfeder 20 ist derart ausgelegt, daß ein vorbestimmter Schlag oder ein vorbestimmter Stoß erreicht wird, der für ein bestimmtes Pflaster geeignet ist, um die gewünschte Penetration zu erreichen. Die Auslegung des Schlags oder Stoßes und der Andrückfeder ist detaillierter in der provisorischen US-Patentanmeldung 60/240,307 beschrieben, die gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereicht worden ist.
Der Halter 34 ist an dem Vorrichtungskörper 12 angebracht, nachdem der Kolben 14 gespannt ist. Der Halter 34 ist durch eine Schnappverbindung angebracht, die für das Einschnappen weniger Kraft fordert, als notwendig ist, um den Kolben freizugeben. Der Halter 34 kann auch an dem Vorrichtungskörper durch eine Bajonettverbindung oder eine Einschubverbindung angebracht sein, wodurch der Halter 34 in den Vorrichtungskörper 12 in einer Richtung gleiten kann, die senkrecht zur Achse des Applikators ist.
4 zeigt den Deckel oder die Kappe 16, den Vorrichtungskörper 12 und den Kolben 14 in einer perspektivischen Explosionsansicht. Wie in 4 gezeigt ist, umfaßt der Kolben 14 Kolbenhaltenasen 52, die mit einem unteren Rand 54 (3) des Vorrichtungskörpers 12 in Eingriff kommen und verhindern, daß der Kolben aus dem Vorrichtungskörper herauskatapultiert wird. Zudem umfaßt die Kappe 16 Haltenasen (nicht dargestellt), die auf ähnliche Weise mit einem oberen Rand 58 (3) des Vorrichtungskörpers 12 in Eingriff kommen und verhindern, daß die Kappe von dem Körper abhebt.
4 zeigt auch eine optionale Drehverriegelungsanordnung, die die Kappe 16 in eine verriegelte Position drehen kann, in welcher das Aktivieren des Applikators unmöglich ist, weil der Stift 46 nicht mit dem flexiblen Finger 28 ausgerichtet ist. Ein Hinweis auf die verriegelte oder die unverriegelte Position der Kappe 16 ist durch ein Fenster 60 in der Kappe vorgesehen. Wenn die Kappe 16 in einer anderen Position als der unverriegelten Position ist, ist der Stift 46 nicht mit der Rampe 48 an dem flexiblen Finger 28 ausgerichtet, und damit kann der Applikator nicht freigegeben werden. Obwohl diese optionale Verriegelungsmaßnahme ein unabsichtliches Aktivieren der Applikatorvorrichtung 10 verhindert, fordert im allgemeinen die relative Drehbewegung des Körpers 12 und der Kappe 16 den Einsatz beider Hände, was in einigen Situationen weniger wünschenswert ist.
Die 5 und 6 zeigen eine alternative Ausführung eines Applikators 80 mit einer unterschiedlichen Form und einer etwas anderen Spannanordnung, die auch das gewünschte Resultat eines einfachen, einhändigen Spannens erreicht. Gemäß dieser Ausführung greift der Benutzer einen äußeren Zylinder 81, der auf einen Griff der Vorrichtung wirkt. Ein Kolben 82 ist gleitbar innerhalb des Zylinders 41 angeordnet. Eine Schlagfeder 83, die zusammengedrückt in 6 gezeigt ist, spannt den Kolben 82 von dem oberen Ende weg oder dem hautfernen Ende des Zylinders 81 weg vor. Ein lösbarer Verriegelmechanismus 84 (der in 6 nicht detailliert gezeigt ist) ist vorgesehen, wobei das Drücken des Knopfes 85 das Verriegelteil 86 zurückziehen läßt, wodurch die zusammengedrückte Feder 83 den Kolben 82 nach unten bewegen kann (d.h. in eine Richtung zur Haut hin). Ein mittleres Gehäuse 87 mit einer Indikatornut 86 kommt gleitend mit dem hautnahen Ende des Zylinders 81 in Eingriff. Ein unteres Gehäuse 88 ist mit dem Gehäuse 87 verschraubt, welches untere Gehäuse im wesentlichen ringförmig ist. Ein Halter 93, dessen Funktion im Detail in der provisorischen US-Patentanmeldung 60/240,379 beschrieben ist, die gleichzeitig eingereicht wurde, ist auf das hautnahe Ende des Zylinders 31 geschraubt. Innerhalb des Halters 93 befindet sich ein Schlagkopf 94, der an dem Kolben 82 angebracht ist. Der Schlagkopf 94 ist dazu ausgelegt, an seiner hautnahen Fläche ein Pflaster zu halten, das mehrere Mikrovorsprünge aufweist (wobei das Pflaster in 6 nicht gezeigt ist).
Eine Andrückfeder 95, die zusammengedrückt in 6 gezeigt ist, ist zwischen dem Zylinder 81 und dem mittleren Gehäuse 87 vorgesehen. Die Andrückfeder 95 komprimiert, wenn der Benutzer den Zylinder 81 ergreift, plaziert den Rand 89 gegen die zu durchstechende Hautfläche und drückt die Vorrichtung 80 an die Hautfläche. Wenn die Feder 95 zusammengedrückt wird, wird die Nut 96 mit dem unteren Rand eines Bandes 97 ausgerichtet. Bei dieser Ausrichtung ist die Andrückfeder 95 in einer vorbestimmten Kompression, die die notwendige Andruckkraft bereitstellt und das Spannen der Haut am Rand 89 sicherstellt. Sobald die Nut 96 mit dem unteren Rand des Bandes 97 ausgerichtet ist, braucht der Operator einfach den Knopf 85 zu drücken, was das Verriegelteil 86 freigibt, das wiederum den Kolben 82 und den Kopf 94 löst, wodurch der Kopf 94 bewirkt, daß das Mikrovorsprungsteil gegen die Haut des Patienten geschlagen wird.
Die erfindungsgemäßen Applikatorvorrichtungen 10 und 80 wurden mit Bezug auf eine aufrechte Orientierung beschrieben, bei der das Pflaster 44 von einer Kolbenseite der Vorrichtung aufgebracht wird, die an dem Boden/dem hautnahen Ende der Vorrichtung in den Figuren dargestellt ist. Es sei klar, daß die Applikatorvorrichtungen in anderen Ausrichtungen (d.h. seitwärts oder nach oben gerichtet) eingesetzt werden können, solange die Vorrichtung korrekt an der zu durchstechenden Hautfläche ausgerichtet ist.
7 zeigt eine Ausführung eines Bauteils zum Penetrieren des Stratum corneum für den Einsatz bei dieser Erfindung. 7 zeigt mehrere Mikrovorsprünge in Form von Milroschneiden 90. Die Mikroschneiden 90 erstrecken sich im wesentlichen in einem 90°-Winkel von einer Metallauflage 92 mit Öffnungen 94. Die Auflage 92 kann mit einem Wirkstoffzuführpflaster oder einem Stoffentnahmepflaster versehen sein, das ein Wirkstoffreservoir und einen Klebstoff zum Anbringen des Pflasters an dem Stratum corneum umfaßt. Beispiele für Wirkstoffzuliefer- und Probeentnahmepflaster, die mit einer Mikrovorsprungsgruppe zusammenwirken können, sind in der WO 97/48440, WO 97/48441, WO 97/48442 angegeben. Die Mikrovorsprungsgruppe gemäß 7 ohne Reservoir kann auch alleine zur Hautvorbehandlung eingesetzt werden.
Der Begriff „Mikrovorsprung", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf sehr dünne Teile zum Durchstechen des Stratum corneum, die üblicherweise eine Länge von weniger als 500 μm und vorzugsweise weniger als 250 μm aufweisen, die das Stratum corneum in den darunterliegenden Epidermis-Schichten oder Epidermis- und Dermisschichten durchstechen.
Jedoch sollten die Mikrovorsprünge nicht so tief in die Dermisschicht penetrieren, daß Blutungen entstehen. Um das Stratum corneum zu penetrieren, weisen die Mikrovorsprünge vorzugsweise eine Länge von mindestens 10 μm, vorzugsweise mindestens 50 μm, auf. Im allgemeinen penetrieren die Mikrovorsprünge die Haut bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 50 μm und vorzugsweise weniger als 400 μm. Die Mikrovorsprünge können in verschiedenen Formen, wie Nadeln, Hohlnadeln, Schneiden, Stifte, Dornen und eine Kombination von diesen ausgebildet sein.
Der Begriff „Mikrovorsprungsgruppe", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf mehrere Mikrovorsprünge, die in einer Gruppe angeordnet sind, um das Stratum corneum zu durchstechen. Die Mikrovorsprungsgruppe kann gebildet werden, indem mehrere Schneiden aus einem dünnen Metallblatt ausgeschnitten werden und jede der Schneiden aus der Ebene des Blatts aufgefaltet wird, um die in 7 dargestellt Konfiguration zu bilden. Die Mikrovorsprungsgruppe kann auch auf andere Weise gebildet werden, beispielsweise durch das Verbinden mehrerer Streifen mit Mikrovorsprüngen längs des Randes jedes Streifens. Die Mikrovorsprungsgruppe kann auch Hohlnadeln umfassen, die eine Flüssigkeitsrezeptur einspritzen.
Beispiele für Mikrovorsprungsgruppen sind in dem für Godshall et al. erteilten US-Patent 5,879,326, dem für Ganderton et al. erteilten US-Patent 3,814,097, dem für Gross et al. erteilten US-Patent 5,279,544, dem für Lee et al. erteilten US-Patent 5,250,023, dem für Gerstel et al. erteilten US-Patent 3,964,482, dem für Kravitz et al. neu erteilten US-Patent 25,637 und den PCT-Veröffentlichungen Nr. WO 96/37155, WO 96/37256, WO 96/17648, WO 97/03718, WO 98/11937, WO 98/00193, WO 97/48440, WO 97/48441, WO 97/48442, WO 98/00193, WO 99/64580, WO 98/28037, WO 98/29298 und WO 98/29365 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Verbindung mit einer Wirkstoffzuführung oder einer Probeentnahme oder beidem eingesetzt werden. Insbesondere wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer transdermalen Arzneimittelzuführung, einer transdermalen Entnahme von Analyten (beispielsweise Glukose) oder beidem verwendet werden. Die erfindungsgemäßen transdermalen Vorrichtungen können in Kombination mit anderen Verfahren zum Steigern eines Wirkstofflusses, wie beispielsweise eines Hautpermeationsverstärkers, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einer Mikrovorsprungsgruppe eingesetzt werden, die in einem transdermalen Zuführ- oder Entnahmepflaster enthalten ist, das einen Klebstoff zum Anbringen des Pflasters an der Haut aufweist. Alternativ kann die Mikrovorsprungsgruppe und das Zuführ- oder Entnahmepflaster zwei separate Bauteile mit der Mikrovorsprungsgruppe sein, die zur Vorbehandlung vor der Applikation des Zuführ- oder Entnahmepflasters eingesetzt wird.
Obwohl die Erfindung hier im Detail mit Bezug auf bevorzugte Ausführungen beschrieben wurde, sei es für einen Fachmann klar, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden und Äquivalente eingesetzt werden können, ohne die Erfindung zu verlassen.

Claims

Vorrichtung (10) zum Schlagen eines Penetrierteils auf das Stratum corneum umfassend: einen Körper (12) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende; wobei das erste Ende dazu ausgelegt ist, das Penetrierteil aufzunehmen; einen Kolben (14), der innerhalb des Körpers (12) gleitend angeordnet ist, um das Penetrierteil auf das Stratum corneum prallen zu lassen oder zu schlagen; eine Schlagfeder (20), die dazu ausgelegt ist, dem Kolben (14) eine Stoßkraft mitzuteilen und den Kolben (14) aus dem ersten Ende des Körpers (12) heraus vorzuspannen, wobei die Schlagfeder (20) gespannt ist, wenn der Kolben weiter in dem Körper liegt; einen Verriegelungsmechanismus, der dazu ausgelegt ist, den Kolben (14) mit dem Körper (12) freigebbar in Eingriff zu bringen, nachdem der Kolben (14) ausreichend in den Körper (12) eingebracht ist; und einen Freigebemechanismus zum Lösen des Verriegelungsmechanismus, wobei die Schlagfeder (20) den Kolben (14) gegen das Penetrierteil schlägt, was das Penetrierteil in das Stratum corneum treiben läßt, dadurch gekennzeichnet, daß, sollte der Kolben (14) aus dem ersten Ende des Körpers (12) heraus vorgespannt sein, die Vorrichtung (10) zwischen der Hand eines Benutzers und einer anderen Fläche zusammendrückbar ist, um den Kolben (14) in den Körper (12) einzubringen, um die Schlagfeder (20) zu spannen und um den Kolben (14) unter Nutzung des Verriegelungsmechanismus mit dem Körper freigebbar in Eingriff zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Verriegelungsmechanismus miteinander in Eingriff bringbare Verriegelteile (26, 28) am Körper (12) und am Kolben (14) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, die weiterhin einen flexiblen Finger (28) am Körper (12) und einen Anschlag (26) am Kolben (14) umfaßt, wobei der flexible Finger (28) und der Anschlag (26) die miteinander in Eingriff bringbaren Verriegelteile umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Freigebemechanismus dazu ausgelegt ist, den Kolben (14) freizugeben, nachdem eine Kraft auf den Freigebemechanismus ausgeübt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Kolben-Freigebemechanismus dazu ausgelegt ist, den Kolben (14) freizugeben, nachdem ein Benutzer einhändig eine Kraft auf den Freigebemechanismus ausgeübt hat.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, die weiterhin eine Kappe (16) umfaßt, die an dem Körper (12) beweglich montiert ist, um den Freigebemechanismus zu aktivieren, wenn die Kappe (16) auf den Körper (12) zubewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, die weiterhin eine Halte- oder Niederhaltfeder (24) umfaßt, die zwischen dem Körper (12) und der Kappe (16) angeordnet ist, um gegen die Aktivierung des Freigebemechanismus zu wirken, bis die Haltefeder (24) ausreichend gespannt ist, derart daß die Haltefeder (24) eine vorbestimmte Halte- oder Niederhaltkraft ausübt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 weiterhin umfassend einen Feststellmechanismus zum Verhindern der Bewegung der Kappe (16) relativ zu dem Körper (12), wodurch das Aktivieren des Freigebemechanismus verhindert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 weiterhin umfassend eine Einrichtung (60) zum Anzeigen, wann die Kappe (16) in der verriegelten Position ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher der Verriegelungsmechanismus den Kolben (14) automatisch in einer gespannten Position in Bezug auf den Körper (12) hält, wenn der Kolben ausreichend in den Körpers (12) eingebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der Kolben (14) eine Applikationsfläche (18) mit einer konvexen Form, einer im wesentlichen ebenen Form oder einer Form umfaßt, die dazu konfiguriert ist, mit einer vorbestimmten Körperflächenseite derart zusammenzupassen, daß die Form und die Größe der Applikationsfläche (18) eine effektive Applikation des bestimmten zu beaufschlagenden Flächenausschnitts gewährleistet.
Verfahren zum Spannen einer Vorrichtung (10) zum Schlagen eines Penetrierteils gegen das Stratum corneum, wobei: ein Kolben (14) in eine gespannte Position relativ zu einem Vorrichtungskörper (12) durch Zusammendrücken des Kolbens (14) und des Vorrichtungskörpers (12) bewegt wird; und der Kolben (14) in der gespannten Position zusammengedrückt verriegelt wird, wobei die Vorrichtung durch Zusammendrücken der Vorrichtung (10) zwischen einer Hand eines Benutzers und einer anderen Fläche gespannt und verriegelt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Kolben (14) durch Bewegen des Kolbens (14) entlang einer Vorrichtungsachse gespannt wird und der Kolben (14) durch Drücken einer Aktivierkappe (16) entlang der Vorrichtungsachse betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Kolben (14) in der gespannten Position automatisch verriegelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem der Kolben (14) in der gespannten Position manuell verriegelt wird.