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Dokumentenidentifikation DE102004004622A1 18.08.2005
Titel Anordnung zum transdermalen Verabreichen eines Wirkstoffes durch Sonophorese
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Fehre, Jens, 91353 Hausen, DE;
Granz, Bernd, Dr., 90522 Oberasbach, DE
DE-Anmeldedatum 29.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004004622
Offenlegungstag 18.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.08.2005
IPC-Hauptklasse A61M 37/00
IPC-Nebenklasse A61N 7/00   
Zusammenfassung Eine Anordnung zum transdermalen Verabreichen eines Wirkstoffes durch Sonophorese enthält einen auf die Hautoberfläche (2) eines Patienten (4) aufgebrachten Wirkstoffträger (6), einen Ultraschallwandler (14) zum Erzeugen von Ultraschallwellen und einen an die Sendefläche (16) des Ultraschallwandlers (14) akustisch angekoppelten mit einem fluiden oder gelartigen Koppelmedium (8) gefüllten Koppelbehälter (10) mit einer der Sendefläche (16) abgewandten flexiblen Koppelfläche (12), die reversibel auf die der Hautoberfläche (2) abgewandten Rückseite des Wirkstoffträgers (6) aufsetzbar bzw. von dieser abhebbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum transdermalen Verabreichen eines Wirkstoffes durch Sonophorese, wie sie beispielsweise aus der EP 1 089 788 B1 bekannt ist.

Bei der medizinischen Behandlung eines Patienten mit therapeutisch wirksamen Substanzen ist es bekannt, diese dem Körper des Patienten transdermal, d.h. über die Haut zuzuführen. Dabei sitzt der Wirkstoff entweder in einem Pflaster, das auf die Haut aufgebracht wird, oder in einer Flüssigkeit, die direkt auf die Haut aufgetragen wird. Die Geschwindigkeit des Durchtritts des Wirkstoffes durch die Haut hängt im wesentlichen von der Molekülgröße des Wirkstoffes ab. Vor allem bei Wirkstoffen mit großem Molekulargewicht, beispielsweise Insulin, findet ein effektiver und therapeutisch nutzbarer Transport des Wirkstoffes durch die äußerste Hautschicht, der Stratum Corneum, praktisch nicht statt.

Zur Erhöhung der Transportgeschwindigkeit eines Wirkstoffes durch die Haut ist es beispielsweise aus S. Mitragotri et al., „Ultrasound-Mediated Transdermal Protein Delivery", Science Vol. 269, 1995, Seiten 850 bis 853 bekannt, die Durchlässigkeit der äußersten Hautschicht durch die Einwirkung von Ultraschallwellen zu erhöhen. Dieses Verfahren wird auch als Sonophorese bezeichnet. Durch die Aktivierung der Haut mit Hilfe von Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 20kHz kann Insulin, für das die unbehandelte, passive Hautoberfläche nahezu impermeabel ist, mit therapeutisch relevanter Transportgeschwindigkeit verabreicht werden. Hierzu wird ein Ultraschallwandler verwendet, dessen Sendefläche etwa 1cm2 beträgt, und der in einem Abstand von 1cm von der Haut in einer die Wirkstoff enthaltenden Lösung eingetaucht ist. Der Ultraschall wird gepulst mit einer Pulsbreite von 100ms und einer Pulsfrequenz von 1Hz appliziert, wobei die Intensität der Ultraschallpulse zwischen 12,5 und 225 mW/cm2 bei einer Ultraschallfrequenz von 20kHz beträgt.

Eine vergleichbare Vorgehensweise ist auch von A. Boucaud et al., „Transdermal Delivery of Insulin using Low Frequency Ultrasound", Proceedings of the 2000 IEEE Ultrasonics Symposium vorgeschlagen worden. Dort wird jedoch bei vergleichbarer Pulslänge und bei vergleichbarem Tastverhältnis Ultraschall mit einer um den Faktor 10 höheren Intensität zwischen 2,5 und 10W/cm2 eingesetzt.

Bei diesen beiden bekannten Verfahren ist der Wirkstoff in einer Flüssigkeit gelöst, die zugleich als Koppelmedium dient, das den vom Ultraschallwandler erzeugten Ultraschall zur Hautoberfläche transportiert.

Eine alternative Anordnung ist aus der EP 1 089 788 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist als Ultraschallwandler ein Biegeschwinger vorgesehen, der unmittelbar auf einer den Wirkstoff enthaltenden Matrix oder Trägerschicht angeordnet ist. Diese Trägerschicht ist entweder integraler Bestandteil des Ultraschallwandlers oder ein separates, den Wirkstoff enthaltendes Pflaster, auf das der Wandler aufgesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zum transdermalen Verabreichen eines Wirkstoffes durch Sonophorese anzugeben, die bei guter Ankopplung des Ultraschallwandlers an die Hautoberfläche des Patienten einfach und flexibel gehandhabt werden kann.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen umfasst die Anordnung einen auf die Hautoberfläche aufgebrachten Wirkstoffträger, einen Ultraschallwandler zum Erzeugen von Ultraschallwellen, und einen an die Sendefläche des Ultraschallwandlers akustisch angekoppelten, mit einem fluiden oder gelartigen Koppelmedium gefüllten Koppelbehälter mit einer der Sendefläche abgewandten flexiblen Koppelfläche, die reversibel auf die der Hautoberfläche abgewandten Rückseite des Wirkstoffträgers aufsetzbar bzw. von dieser abhebbar ist.

Da der aus Ultraschallwandler und Koppeleinrichtung aufgebaute Ultraschallgenerator als eigenständiger Applikator ausgestaltet ist, ist mit geringem Aufwand eine hohe therapeutische Flexibilität möglich, da der Wirkstoffträger auf der Haut verbleiben kann und die Dosierung durch Aufsetzen des Applikators und durch gezielte Ultraschalleinkopplung einfach beeinflusst werden kann. Der Transport des Wirkstoffes in den Körper des Patienten geschieht nur dann verstärkt, wenn der Ultraschallwandler angekoppelt und angesteuert wird. Die Behandlung kann somit in Intervallen über einen langen Zeitraum hin erfolgen, wobei die Dosierung über die Häufigkeit und Dauer der Ultraschallbehandlung sowie über die eingekoppelte Ultraschall- Leistung gesteuert werden kann.

Durch die Verwendung eines fluiden oder gelartigen Koppelmediums und einer flexiblen Koppelfläche ist darüber hinaus die effiziente Einkopplung von Ultraschall auch an unebenen Körperpartien sichergestellt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in deren einziger Figur eine Anordnung gemäß der Erfindung in einem Prinzipbild veranschaulicht ist.

Gemäß dieser Figur ist auf die Hautoberfläche 2 eines zu behandelnden Patienten 4 ein Wirkstoffträger 6, beispielsweise in Form eines Pflasters, aufgebracht. Auf der der Hautoberfläche 2 abgewandten Rückseite des Wirkstoffträgers 6 ist ein mit einem fluiden oder gelartigen, d. h. leicht verformbaren akustischen Koppelmedium 8 gefüllter Koppelbehälter 10 mit einer flexiblen Koppelfläche 12 angekoppelt. An den Koppelbehälter 10 ist auf der der Koppelfläche 12 abgewandten Seite ein Ultraschallwandler 14 mit einer im Ausführungsbeispiel ebenen Sendefläche 16 angekoppelt. Der Koppelbehälter 10 ist zumindest im Bereich der Koppelfläche 12 als flexibler, beispielsweise gummielastischer Balg gestaltet, um auf diese Weise eine möglichst blasenfreie Ankopplung an die Rückseite des Wirkstoffträgers 6 zu ermöglichen. Zur besseren Ankopplung der Koppelfläche 12 an den Wirkstoffträger 6 kann außerhalb des Koppelbehälters 10 zusätzlich ein viskoses akustisches Koppelmedium 18, beispielsweise ein Koppelgel oder eine fetthaltige Creme, auf die Rückseite des Wirkstoffträgers 6 oder die Koppelfläche 12 aufgetragen sein.

Die Fläche des Wirkstoffträgers 6 ist durch die anatomischen Gegebenheiten der jeweils benutzten Hautoberfläche begrenzt und kann einige wenige cm2 bis nahezu 10cm2 betragen. Dabei kann die Koppelfläche 12 kleiner sein als die Fläche des Wirkstoffträgers 6, so dass dieser bei einer Applikation nur teilweise mit Ultraschall beschallt wird. Die Frequenz der verwendeten Ultraschallwellen beträgt zwischen 20kHz und 20MHz, vorzugsweise zwischen 20kHz und 100kHhz. Der Ultraschall kann sowohl im cw-Betrieb als auch in Form eines cw-Bursts, eines Pulses oder einer Stoßwelle appliziert werden, wobei als Ultraschallwandler insbesondere ein sogenannter HIFU-Ultraschallwandler (hochintensiver fokussierter Ultraschall) oder ein Ultraschallwandler, wie er in bekannten bilderzeugenden Ultraschallgeräten oder in Stoßwellengeneratoren Verwendung findet, geeignet sind.


Anspruch[de]
  1. Anordnung zum transdermalen Verabreichen eines Wirkstoffes durch Sonophorese, mit einem auf die Hautoberfläche (2) eines Patienten (4) aufgebrachten Wirkstoffträger (6), einem Ultraschallwandler (14) zum Erzeugen von Ultraschallwellen, und mit einem an die Sendefläche (16) des Ultraschallwandlers (14) akustisch angekoppelten, mit einem fluiden oder gelartigen Koppelmedium (8) gefüllten Koppelbehälter (10) mit einer der Sendefläche (16) abgewandten flexiblen Koppelfläche (12), die reversibel auf die der Hautoberfläche (2) abgewandten Rückseite des Wirkstoffträgers (6) aufsetzbar bzw. von dieser abhebbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Sendefläche (16) eben ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Koppelbehälter (10) zumindest im Bereich der Koppelfläche (12) als flexibler Balg gestaltet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwischen der Koppelfläche (12) und der Rückseite des Wirkstoffträgers (6) ein viskoses akustisches Koppelmedium (18) eingebracht ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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