WO2007131567A1 - Verfahren und vorrichtung zum stimulieren eines gewebes für die subkutane verabreichung von wirkstoffen - Google Patents

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WO2007131567A1
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Gilbert Schiltges
Lucas Kalt
Michael Haeberli
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F. Hoffmann-La Roche Ag
Roche Diagnostics Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for stimulating a tissue and a device therefor.
  • CSII Continuous subcutaneous insulin infusion
  • pump therapy is currently the most effective insulin therapy for the treatment of insulin-dependent diabetes.
  • the insulin is not injected in individual doses, but passed through a small programmable pump in the body.
  • the pump is permanently on the body, but not in the body, with insulin being delivered via a cannulated cannula following a programmed schedule.
  • Insulin catheters come in different lengths with different needle sizes and materials.
  • the administration of insulin is based on the following principle: There is a basal supply of insulin, which is delivered by the pump and which covers the non-food-dependent insulin needs and several so-called BoIi, so dosed insulin individual distributions, which can be used during meals and for value correction , Usually, only one insulin type is present in these pumps, either normal insulin or insulin analogs.
  • An insulin pump delivers fast-acting insulin in short, even intervals to achieve a uniform effect. You can program the basal rate per hour in the pumps. Pump therapy has therefore become a routine therapy today.
  • a small motor in the insulin pump forces insulin out of a reservoir in the pump via a catheter into the subcutaneous fatty tissue, usually the abdominal region. The pump speed of the motor and thus the amount of insulin per unit time can be programmed according to the needs of the patient.
  • an insulin bolus is to be distributed in addition to the insulin basal rate, the user can himself actively call up insulin to lower elevated blood sugar and / or to recall insulin for a carbohydrate-containing meal.
  • the motor of the pump then delivers additional insulin through the catheter into the subcutaneous fat tissue.
  • Such catheters have a plastic tube and a cannula which extends through the skin into the subcutaneous fatty tissue.
  • the cannulas are for example made of steel or plastic, for example Teflon.
  • the catheters also have a body on the cannula, which is attached by means of a patch or a self-adhesive pad on the skin.
  • insulin therapy catheters may remain in one location for three days before a new catheter is inserted elsewhere.
  • the absorption kinetics of insulin in the body depends on various factors, some of which can be directly influenced by the diabetic. It is known, for example, that a massage of the injection site leads to an accelerated kinetics.
  • This effect is used by some diabetics to deliver BoIi to ensure a shorter injection-to-meal interval, or to reduce hyperglycemia as quickly as possible to the euglycemic area.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for stimulating a tissue, with which the absorption kinetics is improved.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1 and an apparatus having the features of claim 8.
  • the range of administration is stimulated to increased circulation, whereby the vessels or capillaries present in the tissue are stimulated to increase or improve blood circulation.
  • the absorption can be increased since the insulin is released from the subcutaneous fatty tissue from the interstitial fluid into the blood vessels.
  • the method can be realized in different ways.
  • the site of insulin infusion under which the insulin depot is located in the subcutaneous area is mechanically stimulated. With the mechanical stimulation, a manual massage is modeled.
  • vibration device on the catheter or on the catheter hub, which acts on the skin around the puncture site.
  • vibration devices can be based, for example, on the piezo principle known per se or implement vibration devices which are also realized in mobile phone batteries.
  • an electric motor which moves an eccentric weight is used as the vibration transmitter.
  • the vibrations can be carried out vertically or horizontally to the skin surface.
  • a mechanical vibration device is also supplied with electrical energy from the infusion pump, so that a supply line is laid parallel to the catheter tube.
  • the catheter tube and the electrical supply line can be connected to one another or even formed integrally with one another. This is particularly advantageous if the catheter is not replaced frequently.
  • the mechanical vibrator and catheter With means for releasable attachment.
  • Such means are, for example, a bayonet closure, wherein the vibration device, for example, the catheter or a base body which carries the channels, surrounds and is placed on this prior to insertion of the catheter and locked, for example by turning.
  • the vibration device for example, the catheter or a base body which carries the channels
  • the vibration device surrounds and is placed on this prior to insertion of the catheter and locked, for example by turning.
  • it is advantageous that a repeated use is possible, in particular in vibration devices that have a driven eccentric, which is justified in view of the higher manufacturing costs.
  • the catheter is preferably formed so that the device is glued plate-like with a self-adhesive tape on the skin and the plate simultaneously forms or carries the catheter hub.
  • heating elements such as heating wires are present, which are also preferably supplied by the pump with electrical energy.
  • both a releasably lockable and a one-piece or monolithic training with the catheter is possible. While a vibration device does not have to be in direct contact with the skin, but the vibration can be entered into the puncture site via the catheter itself, in a device in which heat is applied, the device is placed directly on the skin around the puncture site.
  • electrodes act on the skin adjacent to the puncture site, which transmit weak stimulus currents into the skin and thus lead to a stimulation of the skin surface.
  • a corresponding device is also, for example, placed in a ring around the actual catheter and fastened in one piece or detachably, wherein the power supply also takes place here via the pump, a separate module or power supply integrated in the device, for example by means of rechargeable battery or button cells.
  • stimulation current electrodes can be introduced via appropriate means ultrasound, which acts on the tissue.
  • a device can also have a radiation device which introduces infrared rays, that is to say heat rays, into the tissue. This can be done for example via suitable LED, which are arranged, for example, annular.
  • a radiation device which introduces infrared rays, that is to say heat rays, into the tissue. This can be done for example via suitable LED, which are arranged, for example, annular.
  • suitable LED which are arranged, for example, annular.
  • control of the devices for stimulating the skin or the tissue is controlled via the infusion pump.
  • the control wherein the control z. B. is done so that the stimulation can begin before the insulin is administered.
  • Figure 1 is a first graph showing the serum insulin concentration in the venous
  • FIG. 2 shows a diagram showing the blood sugar concentration curve
  • FIG. 3 is a highly schematic representation of a first partially sectioned embodiment of a
  • Figure 5 shows another embodiment of the device in a partially cut
  • the device is constructed on a base body and this partially penetrates for direct skin contact;
  • Figure 6 shows the device of Figure 5 in a partially sectioned side view.
  • FIG. 7 shows the device according to FIGS. 5 and 6 in a view from below;
  • FIG. 8 shows a further advantageous embodiment of the invention.
  • the device 1 for stimulating a tissue around a puncture site is arranged on a base body 2 of a catheter 3 (FIGS. 3, 4).
  • the main body 2 has a base plate 4 from which a cannula 5 protrudes downwards.
  • the cannula 5 passes through the base plate 4 and projects into a coupling region 6.
  • a passage 7 is formed, which leads laterally deflected outwards.
  • the catheter 3 connects.
  • the catheter 3 can in this case be passed through the coupling region 6 and integrally formed with the cannula 5 or be releasably attached to the mouth 8 of the passage 7 via corresponding coupling means.
  • the base plate 4 has on its underside 9 a self-adhesive layer (not shown), which makes it possible to stick the base plate 4 after the insertion of the cannula 5 on the skin to ensure a tight fit of the cannula 5 and the catheter 3 on the body.
  • the device 1 On the main body 2 and the base plate 4, the device 1 is placed in cross-section substantially form-fitting manner such that it rests against the base body 2 and on the underside 9 opposite surface 10.
  • the device 1 is for example with a bottom 11 on the base plate 4, wherein in the bottom 11 a semi-cylindrical recess 12 for receiving the body 2 is present.
  • the outer shape of the device 1 is, for example, circular disk-shaped, wherein in the radial outer side 13 an opening for the base body 2 is present. In this way, the device 1 can be pushed onto the base body 2 or attached from above.
  • a Self-adhesive layer be present.
  • a Self-adhesive layer may be present.
  • Such attachment is particularly well suited for releasable attachment when the catheter 3 is discarded after a period of time and the device 1 is to continue to be used.
  • the base body 2 and / or the base plate 4 with engagement means, such as detent elements, wherein the device 1 is formed with corresponding counter-engagement means, such as counter-locking means.
  • engagement means such as detent elements
  • counter-engagement means such as counter-locking means.
  • a latching connection can be permanently formed. If the device 1 is to be detachable, such a locking device can also be actuated from the outside, for example with lever elements (not shown), which are arranged on the device 1 and bring the locking means out of engagement.
  • the device 1 may have its own power supply in the form of a rechargeable battery or of appropriately sized cells.
  • the device 1 can be supplied from the outside with electrical energy.
  • a line 14 is present, which opens preferably in the region of the catheter tube 3 in the device 1, wherein in the case of a removable or detachable device 1, the line 14 is preferably connected via a plug connection, for example in the radial wall 13.
  • the supply line 14 is fixedly connected to the catheter tube 3 or optionally integral with this by the conduit 14 is disposed embedded in a wall of the tube 3.
  • the supply line 14 is preferably used as a control line in order to control the device 1 from the infusion pump.
  • the above-described embodiments are particularly suitable for devices 1 which make a stimulation of the tissue via vibration or oscillation.
  • the device 1 it is sufficient if the vibration is introduced via the base plate 4 in the tissue.
  • the device 1 can also overlap the base plate 4 laterally and rest directly on the tissue and act thereon.
  • the base plate 4 is formed with apertures 15 (FIG. 7).
  • the apertures 15 may be formed like a circle sector, wherein in the circumferential direction, a distance between the apertures 15 is present.
  • circular sector-shaped openings 15 and strip-like openings 15 form.
  • the openings 15 are penetrated by niksegment- or otherwise correspondingly shaped projections 16 of the device 1, wherein a bottom surface 17 of the projections 16 with the bottom 9 of the plate 4 is completed.
  • This embodiment is particularly suitable for devices 1 which act directly on the tissue surface via heat, ultrasound, infrared rays or chemical substances.
  • the projections 9 for example, heating wires, infrared radiators or ultrasonic radiators are arranged, which act on the underlying tissue.
  • the device 1 is formed particularly flat, in particular circular disk-shaped (FIG. 8), it is possible to stick a conventional catheter 3 with its base plate 4 and its lower surface 9 on a surface of the circular disk-shaped device 1, wherein the circular disk-shaped device 1 a circular disc-shaped bottom surface 18 has, which is also self-adhesive.
  • the base plate 4 is glued indirectly via the device 1 to a tissue.
  • the device 1 has approximately in the middle of a cutout 19, through which the cannula 5 of the base body 2 can pass into the tissue.
  • the cannula 5 is made longer for use with the device 1 accordingly.
  • a supply line 14 may be present, which is connected to the catheter tube 3 or runs along it.
  • such a device 1, which is circular disk-shaped with a central recess 19 may be formed as a vibrating device 1 or as a device 1, which acts on an underlying tissue via heat, ultrasound, infrared rays or the like.
  • the device 1 is not limited to a mechanism of action, the action mechanisms can also be combined with each other, so that vibration and / or ultrasound and / or heat and / or other radiation and / or chemical substances are introduced.
  • FIGs. 1 shows the uptake of insulin into the blood, where the dashed line marked S indicates the insulin titer in the venous blood, while the dotted field labeled N shows the normal course without stimulation.
  • the blood sugar content is indicated, wherein the dotted field described by N shows the degradation of the blood sugar content in the venous blood without stimulation, and the dashed line indicated by S shows the blood sugar degradation in the blood when the insulin by means of stimulation of the tissue is introduced.
  • Figs. 1 and 2 illustrate the advantages of the invention, because an insulin bolus is much faster and more effective.
  • the hyperemia achieved by various devices generally increased blood flow or blood volume of an organ or circulation section
  • pharmacokinetics temporary course of the drug concentration in the
  • Organism and subsequently to a more rapid pharmacodynamics (pharmacological action of the drug, for example in the case of insulin, the more rapid decrease in blood glucose).
  • pharmacodynamics pharmacological action of the drug, for example in the case of insulin, the more rapid decrease in blood glucose.
  • the invention can also be used for the administration of all subcutaneously applied (infused) and thus subcutaneously absorbed or resorbed from the subcutis substances (hormones, analgesics, anticoagulants, growth factors, interferons, etc.).

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stimulieren eines Gewebes zur Beschleunigung der Resorptionskinetik eines subkutan verabreichten Wirkstoffes, wobei um eine Einstichstelle einer Kanüle (5) herum eine Stimulation mittels Vibrationen und/oder Schwingungen und/oder Wärmestrahlungen und/oder Ultraschall und/oder chemischen Substanzen derart durchgeführt wird, dass die Durchblutung des Bereichs um die Einstichstelle erhöht wird und eine Vorrichtung (1) zum Durchführen des Verfahrens.

Description

Anwaltsakte: 55 980 XX
F. Hoffmann-La Roche AG, Roche Diagnostics GmbH
Verfahren und Vorrichtung zum Stimulieren eines Gewebes für die subkutane
Verabreichung von Wirkstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stimulieren eines Gewebes und eine Vorrichtung hierfür.
Die kontinuierliche subkutane Insulininfusion (CSII) bzw. Pumpentherapie ist die derzeit effektivste Insulintherapie zur Behandlung von insulinpflichtigem Diabetes.
Das Insulin wird hierbei nicht in einzelnen Dosen gespritzt, sondern von einer kleinen programmierbaren Pumpe in den Körper geleitet. Die Pumpe befindet sich dauernd am Körper, jedoch nicht im Körper, wobei über einen Katheter mit Kanüle nach einem programmierten Schema Insulin zugeführt wird. Insulinkatheter gibt es in verschiedenen Längen mit unterschiedlichen Nadelgrößen und -materialien. Bei der Verabreichung des Insulins wird nach dem folgenden Prinzip vorgegangen: Es gibt eine Basalversorgung durch Insulin, der von der Pumpe abgegeben wird und welche den nicht nahrungsabhängigen Insulinbedarf abdeckt und mehrere sogenannte BoIi, also dosierte Insulineinzelausschüttungen, die bei Mahlzeiten und zur Wertekorrektur eingesetzt werden können. Üblicherweise ist in diesen Pumpen nur jeweils eine Insulinart vorhanden, entweder Normalinsulin oder Insulinanaloga.
Die Pumpentherapie ist eine günstige Insulintherapie, weil die Basalrate im Gegensatz zu anderen Therapien (ICT; Intensivierte konventionelle Insulintherapie = Spritzen für Basal- und Bolustherapie) genauer gesteuert werden kann. Eine Insulinpumpe gibt in kurzen, gleichmäßigen Abständen schnell wirkendes Insulin ab, um eine gleichmäßige Wirkung zu erreichen. Man kann in den Pumpen die Basalrate pro Stunde programmieren. Die Pumpentherapie ist daher heute zu einer Routinetherapie geworden. Bei diesen Insulinpumpen fordert ein kleiner Motor in der Insulinpumpe das Insulin aus einem Reservoir in der Pumpe über einen Katheter in das Unterhautfettgewebe, üblicherweise der Bauchregion. Die Pumpgeschwindigkeit des Motors und damit die Insulinmenge pro Zeiteinheit lässt sich nach den Bedürfhissen des Patienten programmieren.
Soll neben der Insulin-Basalrate ein Insulin-Bolus ausgeschüttet werden, kann der Anwender von sich aus selbst aktiv Insulin abrufen, um einen erhöhten Blutzucker zu senken und/oder Insulin für eine kohlehydrathaltige Mahlzeit abzurufen. Der Motor der Pumpe fördert dann zusätzliches Insulin durch den Katheter in das Unterhautfettgewebe.
Derartige Katheter verfugen über einen Kunststoffschlauch und eine Kanüle, die durch die Haut in das Unterhautfettgewebe reicht. Die Kanülen sind beispielsweise aus Stahl oder Kunststoff, beispielsweise Teflon, ausgebildet. Die Katheter besitzen zudem einen Grundkörper an der Kanüle, der mittels eines Pflasters oder einer selbstklebenden Auflage auf der Haut befestigt wird.
Im Gegensatz zu Kanülen, die jeweils neu eingestochen werden müssen, können derartige Katheter für die Insulintherapie beispielsweise drei Tage an einem Ort verbleiben, bevor ein neuer Katheter an einer anderen Stelle eingestochen wird.
Bei der oben genannten Pumpentherapie ist es wünschenswert, dass die Insulinkinetik, d.h. der zeitliche Verlauf der Insulin-Konzentration im Blut, möglichst beschleunigt abläuft. Aus diesem Grund werden in der Pumpentherapie hauptsächlich schnell wirkende Insulinanaloga eingesetzt.
Die Resorptionskinetik des Insulins im Körper hängt von verschiedenen Faktoren ab, welche teilweise direkt vom Diabetiker beeinflusst werden können. So ist es beispielsweise bekannt, dass eine Massage der Injektionsstelle zu einer beschleunigten Kinetik führt.
Dieser Effekt wird von einigen Diabetikern bei der Abgabe von BoIi benutzt, um einen kürzeren Spritz-Ess-Abstand zu gewährleisten, oder um Hyperglykämien möglichst schnell in den euglykämischen Bereich zurückzuführen.
Bei der Pumpentherapie ist das Massieren der Injektionsstelle umständlich und manchmal kaum möglich, da die Kanüle bereits gelegt ist und die Befestigung keinen Zugang zur Injektionsstelle erlaubt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stimulieren eines Gewebes zu schaffen, mit dem die Resorptionskinetik verbessert wird.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird der Bereich der Verabreichung zu einer erhöhten Zirkulation angeregt, wobei die im Gewebe vorhanden Gefäße oder Kapillaren zu einer Vergrößerung oder verbesserten Durchblutung angeregt werden. Hierdurch kann die Resorption erhöht werden, da das Insulin aus dem Unterhautfettgewebe aus der interstitiellen Flüssigkeit in die Blutgefäße abgegeben wird.
Es wird somit der Übergang des subkutan applizierten Insulins in die Blutbahn (Resorption) beschleunigt.
Dies wird erreicht durch eine Dilatation der oberflächlichen Kapillargefäße, so dass die Durchblutung (Hyperämie) erhöht wird. Hierdurch wird die Insulinresorption durch eine vergrößerte Aufnahmefläche ebenfalls erhöht und eine schnelle Wirkung des Insulins auch bei schnellwirkendem Insulin erreicht.
Erfindungsgemäß kann das Verfahren in unterschiedlicher Weise realisiert werden. Bei einer ersten Ausfuhrungsform wird die Stelle der Insulininfusion, unter der sich im subkutanen Bereich das Insulindepot befindet, mechanisch stimuliert. Mit der mechanischen Stimulation wird eine manuelle Massage nachempfunden.
Hierzu ist es vorgesehen, am Katheter bzw. am Katheter-Hub eine Vibrationseinrichtung anzuordnen, welche auf die Haut um die Einstichstelle einwirkt. Derartige Vibrationseinrichtungen können beispielsweise auf dem an sich bekannten Piezo-Prinzip beruhen oder Vibrationseinrichtungen realisieren, die auch in Mobiltelefonakkus verwirklicht werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird als Vibrationsgeber ein Elektromotor verwendet, der ein exzentrisches Gewicht bewegt. Die Vibrationen können hierbei senkrecht oder waagerecht zur Hautoberfläche ausgeführt werden. Vorteilhafterweise wird eine derartige mechanische Vibrationseinrichtung auch aus der Infusionspumpe mit elektrischer Energie versorgt, so dass eine Versorgungsleitung parallel zum Katheterschlauch verlegt wird. Vorteilhafterweise können der Katheterschlauch und die elektrische Zuleitung aneinander angebunden sein oder sogar ein-stückig miteinander ausgebildet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Katheter nicht häufig ausgetauscht wird.
Da die Katheter üblicherweise nach drei Tagen ausgetauscht oder versetzt werden, ist es vorteilhaft, die mechanische Vibrationseinrichtung und den Katheter mit Mitteln für eine lösbare Befestigung auszubilden. Derartige Mittel sind beispielsweise ein Bajonettverschluss, wobei die Vibrationseinrichtung beispielsweise den Katheter bzw. einen Grundkörper, der die Kanäle trägt, umgibt und auf diesen vor dem Einsetzen des Katheters aufgesetzt und beispielsweise durch Drehen verriegelt wird. Bei dieser Ausführung ist von Vorteil, dass insbesondere bei Vibrationseinrichtungen, die über einen angetriebenen Exzenter verfugen, eine mehrmalige Verwendung möglich ist, was angesichts der höheren Herstellkosten gerechtfertigt ist.
Bei relativ günstigen piezo-elektrischen Vibrationseinrichtungen ist es von Vorteil, diese fest am Katheter auszubilden, so dass bei dieser Ausführungsform bevorzugt die Zuleitung für elektrische Energie mit der Zuleitung für das Insulin gekoppelt ist. Hierbei ist von Vorteil, dass die Verwendung für den Anwender besonders einfach ist.
Darüber hinaus ist es möglich, die Hautoberfläche beispielsweise thermisch zu stimulieren und hierdurch durch auf die Haut eingebrachte Wärme eine Dilatation der Gefäße zu erzielen. Bei dieser Ausführungsform wird der Katheter vorzugsweise so ausgebildet, dass die Vorrichtung plattenartig mit einem Selbstklebeband auf die Haut aufgeklebt wird und die Platte gleichzeitig den Katheter-Hub bildet oder trägt. In der Platte sind dementsprechend Heizelemente, wie Heizdrähte vorhanden, die ebenfalls vorzugsweise von der Pumpe mit elektrischer Energie versorgt werden. Auch bei dieser Ausführungsform ist sowohl eine lösbar arretierbare als auch eine einstückige oder monolithischen Ausbildung mit dem Katheter möglich. Während eine Vibrationsvorrichtung nicht unmittelbar mit der Haut Kontakt haben muss, sondern die Vibration über den Katheter selbst in die Einstichstelle eingetragen werden kann, wird bei einer Vorrichtung, bei der Wärme eingetragen wird, die Vorrichtung direkt an der Haut rund um die Einstichstelle angeordnet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wirken auf die Haut benachbart zur Einstichstelle Elektroden ein, welche schwache Reizströme in die Haut übertragen und damit zu einer Stimulation der Hautoberfläche führen. Eine entsprechende Vorrichtung ist ebenfalls beispielsweise ringartig um den eigentlichen Katheter gelegt und mit diesem einstückig oder abnehmbar befestigt, wobei die Energieversorgung hier ebenfalls über die Pumpe, ein getrenntes Modul oder in der Vorrichtung integrierte Stromversorgung, beispielsweise mittels Akku- oder Knopfzellen erfolgt.
Anstelle von Reizstromelektroden kann über entsprechende Mittel Ultraschall eingeleitet werden, welcher auf das Gewebe einwirkt.
Ferner kann eine Vorrichtung auch über eine Strahlungsvorrichtung verfügen, welche Infrarot-Strahlen, also Wärmestrahlen, in das Gewebe einbringt. Dies kann beispielsweise über geeignete LED erfolgen, die beispielsweise ringförmig angeordnet sind. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden auf die Haut oder in die oberflächlichen Hautschichten dilatierende Substanzen, wie z. B. Atropin, auf- bzw. eingebracht, welche für eine gewisse Dauer eine entsprechende Dilatation verursachen.
Vorteilhaft ist, wenn die Steuerung der Vorrichtungen zur Stimulation der Haut bzw. des Gewebes über die Infusionspumpe gesteuert wird. Hierzu wird nicht nur die elektrische Energie von der Infusionspumpe geliefert sondern auch über die Infusionspumpe die Ansteuerung vorgenommen, wobei die Ansteuerung z. B. derart erfolgt, dass die Stimulation einsetzten kann, bevor das Insulin verabreicht wird.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:
Figur 1 ein erstes Diagramm zeigend die Serum-Insulin-Konzentration im venösen
Blut (Insulin-Kinetik) gemessen bei einer Bolus-Gabe, wobei die Einstichstelle stimuliert wurde und ohne Stimulation, gemittelt von 25 stoffwechselgesunden Probanden (nach Michael Berger et al., 1982) ; Figur 2 ein Diagramm zeigend den Blutzuckerkonzentrations- Verlauf (Insulin-
Dynamik) bei der erfϊndungsgemäßen Hautstimulation und ohne Stimulation; Figur 3 stark schematisiert eine erste teilgeschnittene Ausführungsform eines
Katheters mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Stimulation der Umgebung der Einstichstelle in einer Ansicht von vorne; Figur 4 die Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 3 in einer teilgeschnittenen
Seitenansicht; Figur 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in einer teilgeschnittenen
Ansicht von vorne, wobei die Vorrichtung auf einem Grundkörper aufgebaut ist und diesen für einen direkten Hautkontakt teilbereichsweise durchgreift;
Figur 6 die Vorrichtung nach Fig. 5 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht; Figur 7 die Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 in einer Ansicht von unten;
Figur 8 eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 1 zum Stimulieren eines Gewebes um eine Einstichstelle ist auf einem Grundkörper 2 eines Katheters 3 angeordnet (Fig. 3, 4). Der Grundkörper 2 besitzt eine Grundplatte 4 von der eine Kanüle 5 nach unten abragt. Die Kanüle 5 durchgreift die Grundplatte 4 und ragt in einen Kopplungsbereich 6 hinein. Im Kopplungsbereich 6 ist ein Durchlass 7 gebildet, der seitlich umgelenkt nach außen führt. Im Mündungsbereich 8 des Durchlasses 7 schließt sich der Katheter 3 an.
Der Katheter 3 kann hierbei durch den Kopplungsbereich 6 hindurchgeführt und mit der Kanüle 5 einstückig ausgebildet sein oder an der Mündung 8 des Durchlasses 7 über entsprechende Kopplungseinrichtungen lösbar befestigt sein.
Die Grundplatte 4 besitzt an ihrer Unterseite 9 eine Selbstklebeschicht (nicht gezeigt), welche es ermöglicht, die Grundplatte 4 nach dem Einstechen der Kanüle 5 auf die Haut aufzukleben, um einen festen Sitz der Kanüle 5 und des Katheters 3 am Körper zu gewährleisten.
Auf den Grundkörper 2 und die Grundplatte 4 ist im Querschnitt im Wesentlichen formschlüssig die Vorrichtung 1 derart aufgesetzt, dass sie am Grundkörper 2 und an der der Unterseite 9 gegenüberliegenden Oberfläche 10 anliegt.
Bei einem beispielsweise halbzylindrischen Grundkörper 2 und einer kreisförmigen Grundplatte 4 liegt die Vorrichtung 1 beispielsweise mit einer Unterseite 11 auf der Grundplatte 4 auf, wobei in der Unterseite 11 eine halbzylindrische Ausnehmung 12 zur Aufnahme des Grundkörpers 2 vorhanden ist.
Die äußere Form der Vorrichtung 1 ist dabei beispielsweise kreisscheibenförmig, wobei in der radialen Außenseite 13 eine Einmündung für den Grundkörper 2 vorhanden ist. In dieser Weise kann die Vorrichtung 1 auf den Grundkörper 2 aufgeschoben oder von oben aufgesteckt werden.
Um die Vorrichtung 1 am Grundkörper 2 bzw. an der Grundplatte 4 zu befestigen, kann auf der Oberseite 10 der Grundplatte 4 und/oder der Unterseite 11 der Vorrichtung 1 eine Selbstklebeschicht vorhanden sein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform sind auf den Flächen 10, 11 an sich bekannte Kletteinrichtungen vorhanden, um die Vorrichtung 1 dort zu befestigen. Eine solche Befestigung ist besonders gut für eine lösbare Befestigung geeignet, wenn der Katheter 3 nach einer gewissen Zeit verworfen wird und die Vorrichtung 1 weiterverwendet werden soll.
Darüber hinaus ist es möglich, den Grundkörper 2 und/oder die Grundplatte 4 mit Eingriffsmitteln, wie Rastelementen, zu versehen, wobei die Vorrichtung 1 mit korrespondierenden Gegeneingriffsmitteln, wie Gegenrastmitteln, ausgebildet ist. Eine solche Rastverbindung kann dauerhaft ausgebildet sein. Soll die Vorrichtung 1 lösbar sein, kann eine solche Rastvorrichtung auch von außen betätigbar sein, beispielsweise mit Hebelelementen (nicht gezeigt), die an der Vorrichtung 1 angeordnet sind und die Rastmittel außer Eingriff bringen.
Die Vorrichtung 1 kann über eine eigene Energieversorgung in Form eines Akkumulators oder von entsprechend dimensionierten Zellen verfügen.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung 1 von außen mit elektrischer Energie versorgt werden.
Hierzu ist eine Leitung 14 vorhanden, die vorzugsweise im Bereich des Katheterschlauchs 3 in die Vorrichtung 1 einmündet, wobei im Falle einer abnehmbaren bzw. lösbaren Vorrichtung 1 die Leitung 14 vorzugsweise über eine Steckverbindung, beispielsweise in der radialen Wandung 13, angeschlossen wird.
Vorzugsweise ist die Zuleitung 14 mit dem Katheterschlauch 3 fest verbunden oder gegebenenfalls einstückig mit diesem ausgeführt indem die Leitung 14 in einer Wandung des Schlauchs 3 eingebettet angeordnet ist.
Verfügt die Vorrichtung 1 über eine eigene interne Energieversorgung wird die Zuleitung 14 vorzugsweise als Steuerleitung verwendet, um die Vorrichtung 1 von der Infusionspumpe aus anzusteuern. Die vorbeschriebenen Ausführungsformen (Fig. 3, 4) sind insbesondere für Vorrichtungen 1 geeignet, die eine Stimulation des Gewebes über Vibration bzw. Schwingung vornehmen. Bei dieser Anordnung der Vorrichtung 1 reicht es, wenn die Vibration über die Grundplatte 4 in das Gewebe eingebracht wird. Die Vorrichtung 1 kann jedoch die Grundplatte 4 auch seitlich übergreifen und direkt auf dem Gewebe aufliegen und hierauf einwirken.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Fig. 5 bis 7) ist die Grundplatte 4 mit Durchbrechungen 15 (Fig. 7) ausgebildet. Die Durchbrechungen 15 können kreissektorartig ausgebildet sein, wobei in Kreisumfangsrichtung ein Abstand zwischen den Durchbrechungen 15 vorhanden ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, anstelle von kreissektorförmigen Durchbrechungen 15 auch streifenartige Durchbrechungen 15 auszubilden. Die Durchbrechungen 15 werden von kreissegment- oder anderweitig korrespondierend geformten Vorsprüngen 16 der Vorrichtung 1 durchgriffen, wobei eine unterseitige Fläche 17 der Vorsprünge 16 mit der Unterseite 9 der Platte 4 abschließt.
Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für Vorrichtungen 1, die über Wärme, Ultraschall, Infrarotstrahlen oder chemische Substanzen direkt auf die Gewebeoberfläche einwirken. In den Vorsprüngen 9 sind beispielsweise Heizdrähte, Infrarotstrahler oder Ultraschallabstrahler angeordnet, welche auf das darunter liegende Gewebe wirken.
Auch bei solchen Ausführungsformen sind selbstverständlich einstückige oder lösbare Konstruktionen der Vorrichtung 1 denkbar.
Wenn die Vorrichtung 1 besonders flach ausgebildet ist, insbesondere kreisscheibenförmig ausgebildet ist (Fig. 8) ist es möglich, einen herkömmlichen Katheter 3 mit seiner Grundplatte 4 bzw. seiner Unterfläche 9 auf eine Oberfläche der kreisscheibenförmigen Vorrichtung 1 aufzukleben, wobei die kreisscheibenförmige Vorrichtung 1 eine kreisscheibenförmige Unterfläche 18 besitzt, die ebenfalls selbstklebend ausgebildet ist. Somit wird die Grundplatte 4 mittelbar über die Vorrichtung 1 auf ein Gewebe aufgeklebt. Hierbei besitzt die Vorrichtung 1 in etwa mittig eine Freisparung 19, durch die die Kanüle 5 des Grundkörpers 2 in das Gewebe durchtreten kann. Gegebenenfalls wird die Kanüle 5 zur Verwendung mit der Vorrichtung 1 entsprechend länger ausgebildet. Auch bei einer solchen Vorrichtung 1 kann eine Zuleitung 14 vorhanden sein, die mit dem Katheterschlauch 3 verbunden ist oder an ihm entlang läuft.
Selbstverständlich kann eine derartige Vorrichtung 1, die kreisscheibenförmig mit einer mittigen Ausnehmung 19 ausgebildet ist, als vibrierende Vorrichtung 1 oder als eine Vorrichtung 1 ausgebildet sein, die über Wärme, Ultraschall, Infrarotstrahlen oder Ähnliches auf ein darunter liegendes Gewebe einwirkt.
Die Vorrichtung 1 ist dabei nicht auf einen Wirkmechanismus beschränkt, die Wirkmechanismen können auch miteinander kombiniert sein, so dass Vibration und/oder Ultraschall und/oder Wärme und/oder andere Strahlen und/oder chemische Substanzen eingebracht werden.
Die Wirkung der Stimulation des Gewebes bei der Injektion ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Fig. 1 zeigt die Aufnahme von Insulin in das Blut, wobei die gestrichelte Linie, die mit S gekennzeichnet ist, den Insulintiter im venösen Blut zeigt, während das gepunktete Feld, welches mit N gekennzeichnet ist, den normalen Verlauf ohne Stimulation zeigt. In Fig. 2 ist der Blutzuckergehalt angezeigt, wobei das mit N beschriebene gepunktete Feld den Abbau des Blutzuckergehalts im venösen Blut ohne Stimulation zeigt und die gestrichelte Linie, die mit S bezeichnet ist, den Blutzuckerabbau im Blut zeigt, wenn das Insulin mit Hilfe einer Stimulation des Gewebes eingebracht wird.
Fig. 1 und 2 verdeutlichen die Vorteile der Erfindung, denn ein Insulinbolus wirkt erheblich schneller und effektiver.
Die durch verschiedene Vorrichtungen erzielte Hyperämie (allgemein vermehrte Durchblutung bzw. Blutfülle eines Organ- oder Kreislaufabschnittes) der Haut führt zu einer beschleunigten Pharmakokinetik (zeitlicher Verlauf der Arzneimittelkonzentration im
Organismus) und in der Folge auch zu einer rascheren Pharmakodynamik (pharmakologische Wirkung des Arzneimittels, beispielsweise bei Insulin die raschere B lutglukose- Abnahme) .
Die Erfindung kann auch zur Verabreichung von allen subcutan applizierten (infudierten) und damit subcutan resorbierten bzw. aus der Subcutis resorbierten Stoffe (Hormone, Analgetika, Gerinnungshemmer, Wachstumsfaktoren, Interferone etc.) verwendet werden.
Bezuεszeichenhste
1 Vorrichtung zum Stimulieren eines Gewebes
2 Grundkörper
3 Katheter
4 Grundplatte
5 Kanüle
6 Kopplungsbereich
7 Durchlass
8 Mündungsbereich
9 Unterseite
10 Oberfläche
11 Unterseite
12 halbzylindrische Ausnehmung
13 radiale Außenseite
14 Leitung
15 Durchbrechungen
16 Vorsprünge
17 unterseitige Fläche
18 kreisscheibenförmige Unterseite
19 mittige Ausnehmung

Claims

Anwaltsakte: 55 980 XXF. Hoffmann-La Roche AG, Roche Diagnostics GmbHPatentansprüche
1. Verfahren zum Stimulieren eines Gewebes zur Erhöhung der Resorptionskinetik eines subkutan verabreichten Wirkstoffes, wobei um eine Einstichstelle einer Kanüle herum eine Stimulation mittels Vibrationen und/oder Schwingungen und/oder Wärme oder Wärmestrahlungen und/oder Ultraschall und/oder chemischen Substanzen derart durchgeführt wird, dass die Durchblutung des Bereichs um die Einstichstelle erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationen und/oder Schwingungen parallel zur Ebene der Haut durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationen und/oder Schwingungen senkrecht zur Hautebene durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstimulation vor dem Verabreichen des Wirkstoffes begonnen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulation über eine Insulinpumpeneinheit angeregt und/oder angesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die chemischen Substanzen zur Stimulation im Bereich der Einstichstelle mittels einer Pumpeneinrichtung auf die Haut aufgetragen werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels Wärmestrahlung oder einer sich erwärmenden und auf das Gewebe wärmeabgebenden Vorrichtung durchgeführt wird.
8. Vorrichtung zum Stimulieren des Gewebes um eine Einstichstelle einer Kanüle zur Erhöhung der Durchblutung und der Resorption eines verabreichten Wirkstoffes, wobei die Vorrichtung (1) an einem die Kanüle (5) tragenden Grundkörper (2) eines Katheters (3) angeordnet ist und mittelbar über den Grundkörper (2) oder unmittelbar auf den Bereich um die Einstichstelle einwirkend ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (1) eine Vorrichtung (1) ist, die vibrierend und/oder schwingend und/oder Wärmestrahlung und/oder Ultraschall auf ein Gewebe aussendend und/oder die Durchblutung verstärkende Substanzen und/oder Wärme abgebend ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über Eingriffsmittel verfügt, die mit Gegeneingriffsmitteln eines Katheters (3) oder Grundkörpers (2) eines Katheters (3) zusammenwirkend, die Vorrichtung (1) um einen Grundkörper (2) oder Katheter (3) befestigend ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsmittel lösbar und die Vorrichtung auf- und absetzbar auf den Grundkörper (2) oder den Katheter (3) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) auf dem Grundkörper (2) des Katheters (3) angeordnet ist, wobei der Grundkörper (2) eine Grundplatte (4) besitzt, von der die Kanüle (5) nach unten abragt, wobei die Kanüle (5) die Grundplatte (4) durchgreift und in einen
Kopplungsbereich (6) hineinragt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) im Querschnitt im Wesentlichen formschlüssig auf den Grundkörper (2) und die Grundplatte (4) aufsetzbar ist, so dass sie am Grundkörper (2) anliegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) kreisscheibenförmig ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (1) auf einen Grundkörper (2) aufschiebbar oder aufsteckbar ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung der Vorrichtung (1) an einen Grundkörper (2) bzw. einer Grundplatte (4) auf der Oberseite (10) einer Grundplatte (4) und/oder der Unterseite (11) der
Vorrichtung (1) eine Selbstklebeschicht vorhanden ist oder an sich bekannte Kletteinrichtungen vorhanden sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) über eine Energieversorgung in Form eines Akkumulators oder entsprechender energiespeichernder Zellen verfügt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung (14) für elektrische Energie und/oder Steuersignale vorhanden ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (14) mit dem Katheterschlauch (3) verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) unterseitig oder auf ein zu stimulierendes Gewebe gerichtete Vorsprünge (16) besitzt, welche Durchbrechungen (15) in der Grundplatte (4) durchgreifend oder auf eine flexible Grundplatte (4) drückend ausgebildet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vorsprüngen (16) Einrichtungen zum Abstrahlen von Wärme, Übertragen von Wärme, Abgeben chemischer Substanzen, oder Elektroden zum Abgeben elektrischer Reizströme vorhanden sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über Heizdrähte verfugt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) flachkreisscheibenförmig ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (1) in etwa mittig eine Freisparung (19) besitzt, durch die die Kanüle (5) eines Grundkörpers (2) in ein darunter liegendes Gewebe durchtreten kann.
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