DE69401938T2

DE69401938T2 - Vorrichtung bei elektroübertragungslieferung von wirkstoff

Info

Publication number: DE69401938T2
Application number: DE69401938T
Authority: DE
Inventors: Dale Dickson; Michael Grace; Gary Lattin
Original assignee: Alza Corp
Current assignee: Alza Corp
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2014-05-28
Also published as: US5445609A; EP0700309A1; JP3504269B2; ATE149363T1; EP0700309B1; JPH09500292A; WO1994027671A1; AU7048494A; DE69401938D1

Description

Die Erfindung betrifft Elektrotransportvorrichtungen für Wirkstoffe, und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung derartige Vorrichtungen, die wiederverwendbare und anbringbare Komponenten aufweisen.
Der Begriff "Elektrotransport" betrifft allgemein das Durchschleusen einer Substanz durch ein Substrat, wie z. B. Haut, muköse Membrane oder Nägel, das durch das Anlegen eines elektrischen Potentials hervorgerufen wird. Beispielsweise kann ein nützlicher, therapeutischer Wirkstoff durch Elektrotransport in den menschlichen Körper eingebracht werden. Eine Art des Elektrotransports, die Elektroosmose, verwendet unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes die Bewegung einer Flüssigkeit aus einer synthetischen oder biologischen Membrane heraus oder durch diese hindurch. Ein noch öfter verwandter Elektrotransport, die Iontophorese, verwendet den elektrisch induzierten Transport aufgeladener Ionen. Eine weitere Art von Elektrotransport, die Elektroporation, verwendet den Transport eines Wirkstoffes durch transient vorhandene Poren, die in dem Substrat unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes ausgebildet werden. Allerdings können bei jedem bekannten Elektrotransportverfahren mehr als eines dieser Verfahren bis zu einem gewissen Ausmaß simultan auftreten.
Deshalb sollte das Wort "Elektrotransport", wenn es hier verwandt wird, die größtmögliche Auslegungsbreite aufweisen, so daß es den elektrisch induzierten oder geförderten Transport zumindest eines Wirkstoffes einschließt, der geladen, nicht geladen oder eine Mischung aus beidem ist, und zwar unabhängig von dem spezifischen Mechanismus oder den Mechanismen, durch die der Wirkstoff tatsächlich transportiert wird.
Allgemein verwenden Elektrotransportvorrichtungen zumindest zwei Elektroden, die mit einem gewissen Bereich der Haut, der Nägel, einer mukösen Membran oder einer anderen Oberfläche des Körpers in elektrischem Kontakt stehen. Eine Elektrode, die allgemein als "Geber"- oder "Aktiv"-Elektrode bezeichnet wird, ist diejenige Elektrode, von der der Wirkstoff in den Körper gefördert wird. Die andere Elektrode, die typischerweise als "Zähl"- oder "Rückkehr"-Elektrode bezeichnet wird, dient dazu, den elektrischen Kreis durch den Körper hindurch zu schließen. Zum Beispiel ist ein zu fördernder Wirkstoff positiv aufgeladen, das heißt, er ist ein Kation. Wenn dies der Fall ist, wird die Anode die Aktiv- oder Geber-Elektrode sein, während die Kathode dazu dient, den Kreis zu schließen. Falls ein Wirkstoff negativ aufgeladen ist, das heißt, ein Anion ist, wird die Kathode alternativ die Geber-Elektrode sein. Zusätzlich können sowohl die Anode als auch die Kathode gleichzeitig als Geber-Elektroden angesehen werden, falls sowohl anionische als kationische Wirkstoffionen zu fördern sind.
Darüber hinaus benötigen allgemein die Elektrotransfördervorrichtung zumindest ein Reservoir oder eine Quelle eines in den Körper zu transportierenden Wirkstoffes. Beispiele derartiger Reservoire enthalten eine Tasche oder einen Hohlraum, wie sie in dem US-Patent mit der Nr. 4,250,878 von Jacobsen, beschrieben ist, einen porösen Schwamm oder ein poröses Kissen, wie sie in dem US-Patent mit der Nr. 4,141,359 von Jacobsen o.a. beschrieben sind, sowie einen vorgeformten Gel- Körper, wie er zum Beispiel in dem US-Patent mit der Nr. 4,383,529 von Webster beschrieben ist. Derartige Geber-Reservoire sind an der Anode oder Kathode und der Körperoberfläche elektrisch angeschlossen und zwischen ihnen positioniert, um eine nicht entfernbare oder erneuerbare Quelle für einen oder mehrere Wirkstoffe oder Arzneimittel zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich weisen Elektrotransportfördervorrichtung eine elektrische Energiequelle auf und einige haben einen elektrischen Kontroller, der dazu ausgelegt ist, die Rate der Arzneimittelförderung zu regulieren. Andere optionale Elemente enthalten Membranen zur Steuerung der Rate, Isolationseinrichtungen sowie schützende Stützvorrichtungen.
Da in einer Elektrotransportvorrichtung die einzelnen Elemente unterschiedliche Lebenskreisläufe aufweisen können, können Elektrotransportvorrichtungen ausgelegt sein, indem sie generell in zwei Komponenten aufgeteilt sind, wovon die eine eine anbringbare Komponente und die andere eine wiederverwendbare Komponente ist. Zum Beispiel können das Arzneimittel oder ein anderer in dem Geber-Reservoir enthaltener nützlicher Wirkstofflange schon verbraucht sein, bevor die Lebensdauer gewisser, in der Vorrichtung verwandter Teile, wie z. B. die Energiequelle oder der elektrische Kontroller, abgelaufen ist. In diesem Fall können die anbringbare Komponente ein Wirkstoffreservoir und die wiederverwendbare Komponente einen elektrischen Kontroller und/oder eine elektrische Energiequelle enthalten. Gemäß einem anderen Beispiel kann die Energiequelle eine Batterie mit einer begrenzten Lebensdauer sein, während der elektrische Kontroller einen monolithischen Schaltkreis mit langer Lebensdauer aufweist. In diesem Fall kann die Batterie in der anbringbaren Komponente angeordnet werden, wo hingegen der elektrische Kontroller in der wiederverwendbaren Komponente plaziert ist. Obwohl eine Anzahl von Elementkombinationen in jeder der anbringbaren und wiederverwendbaren Komponenten vorstellbar ist, bezieht sich eine "wiederverwendbare Komponente", wenn dieser Begriff hierin verwandt wird, auf eine Komponente einer Elektrotransportvorrichtung, deren Nutzdauer diejenige einer zweiten Komponente übersteigt, die hierin als eine "anbringbare Komponente" bezeichnet wird. Des weiteren können die zwei Komponenten voneinander getrennt werden, so daß die wiederverwendbare Komponente später wiederverwandt werden kann, während die anbringbare Komponente weggeworfen und von einer anderen anbringbaren Komponente ersetzt wird. Im allgemeinen berühren sich die wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten mittels mechanischer und/oder elektrischer Verbindungen, um eine vollständige Elektrotransportvorrichtung zu bilden, wobei diese Vorrichtung dann geeignet ist, in einer Wirkstoffübertragungsbeziehung zu der Körperoberfläche (zum Beispiel Haut oder muköse Membran) eines Patienten angeordnet zu werden. Exemplarische, wiederverwendbare und anbringbare Komponenten aufweisenden Elektrotransportfördervorrichtungen sind diejenigen, die in den US-Patenten mit den Nrn. 4,865,582, 4,950,229 (siehe Spalte 8, Zeilen 38 bis 40) und 5,037,381 offenbart sind.
Das US-Patent mit der Nr. 4,865,582 (Sibalis) offenbart einen elektrisch betriebenen, transdermalen Arzeimittelapplikator mit einer wiederverwendbaren Stromversorgung und mit einem anbringbaren Arzneimittelreservoir. In einer Ausführungsform (siehe Fig. 2A) weist das Arzneimittelreservoir eine haftende Oberfläche 13 auf, die vermutlich eine Trennschichteinlage (ähnlich der Einlage 48) hat, die vor dem Zusammenbau der Vorrichtung daran angebracht worden ist. Um die Vorrichtung zusammenzusetzen, entfernt der Endverbraucher die Trennschichteinlage und drückt dann die haftende Oberfläche des anbringbaren Arzneimittelreservoirs an die/den wiederverwendbare(n) Stromversorgung bzw. Kontroller 54. Die Trennschichteinlage ist dazu gedacht, den Klebstoff vor dem Zusammenbau der Vorrichtung abzudecken oder zu schützen, und wird vor der Ausrichtung der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten entfernt. Leider ist es manchmal schwierig, den Kontroller 54 während des Anpassens der zwei Komponenten mit der anbringbaren Komponente präzise auszurichten. Dieses Problem wird durch den Klebstoff 13 noch verschlimmert, da er dazu beitragen kann, daß die anbringbaren und wiederverwendbaren Komponenten mit einer falschen Ausrichtung zusammengefügt sind. Daher kann bei dem Zusammenbau der Vorrichtung eine Falschausrichtung und ein vorzeitiges Zusammenkleben der Komponenten auftreten. Eine Neuausrichtung nach dem vorzeitigen Zusammenkleben ist zumindest eine Erschwerung für den Endverbraucher und kann auch noch zu einer Beschädigung der Klebefläche oder des Arzneimittelreservoirs führen.
Um die Elektrotransportvorrichtung zusammenzusetzen, die zwei zusammenfügbare Komponenten, die haftend angepaßt werden können, und andere oder keine mechanischen Verbinder aufweist, muß der Benutzer die wiederverwendbare Komponente mit der anbringbaren Komponente ausrichten und auch noch ggfs. die geeigneten mechanischen und/oder elektrischen Verbindungen herstellen. Diese bekannten Elektrotransportvorrichtungen neigen zu einer Falschausrichtung der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten. Falls überhaupt, ist die Falschausrichtung nur schwierig zu korrigieren, insbesondere wenn die falsch ausgerichteten Komponenten schon miteinander verklebt sind. Die Falschausrichtung der Komponenten kann den Betrieb der zusammengefügten Elektrotransportvorrichtungen nachteilig beeinflussen.
Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Elektrotransportvorrichtung anzugeben, die wiederverwendbare und anbringbare Komponenten aufweist, die dazu ausgelegt sind, haftend angepaßt zu werden, wobei deren Ausrichtung justiert werden kann, nachdem die Komponenten miteinander in Kontakt gebracht worden sind.
Eine andere, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Präzision und Genauigkeit der Ausrichtung der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten der Elektrotransportvorrichtung zu verbessern.
Eine weitere, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Ausrichtungsmöglichkeit der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten einer Elektrotransportvorrichtung vor dem haftenden Aneinanderpassen der Komponenten miteinander zur Verfügung zu stellen.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mechanische und elektrische Verbindung der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten einer Elektrotransportvorrichtung vor dem haftenden Anpassen der Komponenten miteinander zur Verfügung zu stellen.
Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, die ein vorzeitiges aneinander Anhaften der zwei Komponenten einer Elektrotransportvorrichtung während der Ausrichtung der Komponenten verhindert.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Liefern eines Wirkstoffs mittels Elektrotransport, mit einer wiederverwendbaren Komponente, die wenigstens einen Teil einer elektrischen Schaltung zum Erzeugen und/oder Steuern des durch die Vorrichtung angelegten elektrischen Stroms enthält und eine Berührungsfläche aufweist; eine anbringbare Komponente, die den zu liefernden Wirkstoff enthält und eine Berührungsfläche hat, die zum Verbinden mit der Berührungsfläche der wiederverwendbaren Komponente geeignet ist, wobei die Berührungsflächen zum aneinander Haften in einer Vielzahl von Anschlußeinrichtungen geeignet sind, wobei wenigstens eine davon die gewünschte Anschlußeinrichtung ist, gekennzeichnet durch, eine Ausrichteinrichtung zum Ausrichten der Komponenten in die gewünschte Anschlußeinrichtung und wenigstens eine entfernbare Einlage, die zwischen den Komponenten-Berührungsflächen während des Komponentenausrichtens angeordnet ist und konfiguriert ist, um ein Haften der Beruhrungsflächen während der Komponentenausrichtung aneinander zu verhindern, wobei die Einlage einfach aus der Stellung zwischen den ausgerichteten Berührungsflächen ohne Stören der gewünschten Anschlußrichtung entfernbar ist.
Bevorzugt weist die anbringbare Komponente die haftende Berührungsfläche auf. Für das Ausrichten der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponente in die gewünschte Anschlußrichtung sind Einrichtungen vorgesehen. Auf der haftenden Berührungsfläche ist eine die Haftung aufhebende Trenneinlage angeordnet. Die Einlage verhindert, daß die Berührungsflächen während des Ausrichtens der Komponenten aneinander anhaften. Wenn die Komponenten in die gewünschte Anschlußrichtung ausgerichtet worden sind, befindet sich die Einlage zwischen den Berührungsflächen. Aus dieser Zwischenposition ist die Einlage einfach manuell entfernbar, um ein haftendes Anpassen der Komponenten in der gewünschten Anschlußrichtung zu ermöglichen.
Bevorzugt sind ein oder mehrere mechanische Verbinder für das mechanische Verbinden der zwei Komponenten vorhanden, insbesondere dann, wenn die mechanische Verbindung auch noch dazu dient, die Komponenten elektrisch miteinander zu verbinden. Somit stellt die Erfindung Einrichtungen zur wechselseitigen, genauen und präzisen Ausrichtung sowie zum sicheren Anpassen der zwei Komponenten einer Elektrotransportvorrichtung für Arzneimittelzuführung zur Verfügung.
Die oben beschriebenen Aufgaben der Erfindung sowie die damit verbundenen vielfachen Vorteile ergeben sich einfach aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die lediglich in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.
Die Erfindung wird detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Elektrotransportvorrichtung ist, und zwar in einem Zustand nach der Verbindung der wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten und vor der Entfernung der entfernbaren Einlage;
Fig. 2 eine Explosionsansicht der Vorrichtung von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Draufsicht der entfernbaren Einlage gemäß Fig. 1 in einer ungefalteten Stellung ist;
Fig. 4 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der entfernbaren Einlage dieser Erfindung in einem ungefalteten Zustand ist;
Fig. 5 eine Perspektivansicht der entfernbaren Einlage gemäß Fig. 4 in einem gefalteten Zustand ist;
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrotransportvorrichtung ist, in der die wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten einander entsprechende Aussparungen aufweisen, die das Herausragen einer Griffeinrichtung einer entfernbaren Einlage ermöglichen;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines anbringbaren Abschnittes der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 8A eine Draufsicht einer Komponente einer zweistückigen Ausführungsform der entfernbaren Einlage in ungefaltetem Zustand ist;
Fig. 8B eine Draufsicht der Komponente gemäß Fig. 8A in einem gefalteten Zustand ist;
Fig. 9A ist eine Draufsicht einer zweiten Komponente einer zweistückigen Ausführungsform einer entfernbaren Einlage in dem ungefalteten Zustand ist;
Fig. 9B eine Draufsicht der Komponete gemäß Fig. 9A in einem gefalteten Zustand ist;
Fig. 10 eine Draufsicht einer schon angebrachten, zweistückigen Einlagenanordnung ist, die die Einlagen der Fig. 7B und 8B aufweist; und
Fig. 11 eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform der Elektrotransportvorrichtung ist mit der zweistückigen, entfernbaren Einlage gemäß Fig. 10.
Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform einer Elektrotransportvorrichtung 1 dieser Erfindung darstellen. Die Vorrichtung 1 umfaßt eine wiederverwendbare Komponente 2, eine anbringbare Komponente 4 und eine entfernbare Einlage 8, die dazwischen angeordnet ist. Die wiederverwendbare Komponete 2 enthält bevorzugt eine elektrische Energiequelle mit einer dazugehörigen Steuerschaltung, während die anbringbare Komponete 4 bevorzugt die Geber- und Zählelektroden und Reservoire aufweist, wie es deutlicher in der Fig. 6 dargestellt ist. Die Berührungsfläche einer der Komponeten, bevorzugt die der anbringbaren Komponente, ist haftend ausgebildet, so daß die zwei Komponenten lösbar miteinander verbunden werden können, nachdem die Einlage entfernt worden ist, was im einzelnen weiter unten beschrieben werden wird. Des weiteren ermöglicht die haftende Oberfläche, daß die Einlage 8 lösbar an der anbringbaren Komponente während des Transports der Komponente und während des Zusammenbaus der Vorrichtung befestigt werden kann.
Wie sowohl aus der Fig. 1 als auch aus der Fig. 2 ersichtlich, sind die Größe und Form der Randkante der Komponente 2 annähernd gleich mit der Größe und Form der Randkante der Komponente 4. Die Komponenten 2 und 4 sind ausgelegt, um haftend aneinander angepaßt zu werden, wobei die entsprechenden Randkanten miteinander fluchten, was am besten in Fig. 1 zu sehen ist. Daher zeigt die Fig. 1 die Komponenten 2 und 4 in ihrer gewünschten Anschlußrichtung. Die Vorrichtung 1 ist mit einer Einrichtung zum gegenseitigen Ausrichten der Komponenten 2 und 4 in eine erwünschte Anschlußrichtung versehen. Wie am besten in Fig. 2 zu sehen, sind in der Vorrichtung 1 die Einrichtungen zum gegenseitigen Ausrichten der Komponenten 2 und 4 Schnappverbinder. Allerdings ist für den einschlägigen Fachmann leicht ersichtlich, daß andere bekannte Formen der Ausrichtungseinrichtungen anstelle der Schnappverbinder 6 verwandt werden können.
Die Vorrichtung wird zusammengesetzt, indem die wiederverwendbare Komponente 2 und die anwendbare Komponente 4, an welcher die Einlage 8 lösbar angebracht ist, durch Zusammenfügen der steckerartigen Schnappverbinder 6 auf Komponente 4 mit den buchsenartigen Schnappverbindern (nicht dargestellt) auf der Unterseite der Komponente 2 miteinander verbunden werden. In der Einlage 8 sind Zugangsmittel 7 (siehe Fig. 3) vorhanden, um folgendes zu ermöglichen: (a) daß die steckerartigen Schnappverbinder 6 in ihre entsprechende buchsenartige Gegenstücke einrasten können, wobei die Einlage 8 zwischen den Komponenten 2 und 4 eingefügt ist; und (b) daß die Einlage 8 entfernt werden kann, ohne die Schnappverbinder 6 zu beeinträchtigen. Bevorzugt stellt die Ausrichteinrichtung auch noch eine anfängliche mechanische Verbindung und eine elektrische Verbindung der Komponenten 2 und 4 sicher. Die Schnappverbinder 6 weisen zumindest die zusätzliche Funktion einer mechanischen Verbindung der Komponenten 2 und 4 auf, wobei in den Fällen, in denen die Verbinder aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen (z. B. Metall- oder metallbeschichtete Schnappverbinder), diese beide zusätzliche Funktionen sicherstellen können.
Die Einlage 8 umfaßt ein Materialblatt, das entlang der Faltachse 8c übereinander gefaltet ist, um einen ersten Blattabschnitt 8a, der lösbar an der haftenden Berührungsfläche 11 der Komponente 4 anhaftet, und um einen zweiten Blattabschnitt 8b zur Verfügung zu stellen, der an der Komponente 2 angrenzend angeordnet ist. Das Blatt sollte einen relativ geringen Reibungskoeffizienten aufweisen, damit es leicht gleiten kann, wenn es in die Richtung des Pfeiles in Fig. 2 mittels der Griffeinrichtung 10 an einen der Enden der Einlage 8 gezogen wird, welche der Faltachse 8c entgegengesetzt angeordnet ist. In dieser Ausführungsform bestehen die Zugangsmittel aus im wesentlichen zueinander parallelen Schlitzen in der Einlage 8, die quer zur Faltachse 8c verlaufen und mit den Schnappverbindern 6 so ausgerichtet sind, daß die Einlage 8 nicht in die Funktion der Schnappverbinder 6 störend eingreift.
Bevorzugt tritt der die Griffeinrichtung 10 aufweisende Blattabschnitt 8b nicht in Kontakt mit der Komponente, die die haftende Berührungsfläche (das heißt die Fläche 11) aufweist. Auf diese Weise gleitet der Blattabschnitt 8b entlang einer nicht haftenden Berührungsfläche, wobei er im Gegensatz dazu auf einen wesentlich größeren Widerstand stößt, wenn er entlang einer haftenden Berührungsfläche gleitet. Durch die Ausrichtung der Auslage 8 derart, daß die Griffeinrichtung 10 sich nicht an der haftenden Oberfläche 11 angrenzend befindet, wird die Kraft minimiert, die zum Herausziehen der Einlage 8 nach der Ausrichtung und der anfänglichen Verbindung der Komponenten 2 und 4 notwendig ist. Eine derartige Ausrichtung unterstützt den Patienten oder Betreiber der Vorrichtung durch eine Vereinfachung des Zusammenbaus.
Die Schnappverbinder 6 richten die Komponenten 2 und 4 der Vorrichtung in ihrer gewünschten Ausrichtung für die Berührung aus und verbinden diese mechanisch miteinander, was in der Fig. 1 gezeigt ist. Nachdem diese anfängliche mechanische Verbindung erzielt worden ist, wird die Einlage 8 durch Ziehen an der Griffeinrichtung 10 in Richtung des Pfeils entfernt. Dies bewirkt, daß die erste Oberfläche 8a sich von der haftenden Berührungsfläche 11 der Komponente 4 abrollt oder abschält und zwar mittels einer Zugkraft, die im wesentlichen normal zur Oberfläche 11 an der Faltachse 8c wirkt, sowohl anfänglich als auch während der Querbewegung der Falte über die Oberfläche 11 der Komponente 4. Dadurch ist zur Entfernung der Einlage 8 notwendige Kraft deutlich geringer als die Scherkraft, die parallel zur haftenden Oberfläche 11 wirkt, als diejenige Kraft, die benötigt würde, um die Klebverbindung zwischen der Einlage und der Komponente 4 über deren gesamten Berührungsoberflächen zu überwinden, falls die Einlage 8 in Form eines Einzelblattes vorläge und in die Richtung des Pfeils gezogen würde. Die Schlitze 7 sind so positioniert, daß die Faltachse 8c in der Einlage 8 nicht bei einer Wechselwirkung mit den Schnappverbindern 6 in einer einfachen Querbewegung über die Oberflächen der Komponenten 2 und 4 gehindert wird, wenn die Einlage 8 in der Richtung des Pfeils von Fig. 2 gezogen wird.
In den Fällen, in denen die Einrichtungen zum Ausrichten der Komponenten 2 und 4 auch noch eine mechanische Verbindung, eine elektrische Verbindung oder beide Verbindungen zur Verfügung stellen, ist es üblicherweise für den mechanischen und/oder den elektrischen Verbinder notwendig, sich durch die entfernbare Einlage hindurch zu erstrecken. Daher ist die Einlage bevorzugt derart geformt ist, daß die Verbinder durch die gefaltete Einlage hindurchragen können. Obwohl viele Auslegungsmöglichkeiten von auf diesem Gebiet bewanderten Personen berücksichtigt werden können, stellen die Fig. 2 bis 5 zwei bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung dar.
Beide Fig. 3 und 4 zeigen eine Draufsicht einer entfernbaren Einlage in einem langgestreckten Zustand, während die Fig. 2 und 5 entsprechende, gefaltete Zustände der gleichen zwei Einlagen darstellen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform, in der eine entfernbare Einlage 8 zwei langgestreckte Schlitze 7 aufweist. Diese langgestreckten Schlitze 7 sind für die mechanischen/elektrischen Verbinder 6 vorgesehen, welche sich von der anbringbaren Komponente 4 zur wiederverwendbaren Komponente 2 erstrecken, wenn die Elektrotransportvorrichtung zusammengesetzt ist (siehe Fig. 1 für die zusammengebaute Vorrichtung). Diese Auslegung ermöglicht es, daß die Einlage gezogen werden kann, nachdem die Schnappverbinder 6 miteinander in Eingriff getreten sind und nachdem die Ausrichtung der Komponenten 2 und 4 erzielt worden ist.
Alternativ zeigen die Fig. 4 und 5 eine weitere Ausführungsform, in der eine entfernbare Einlage 38 vier kreisförmige Öffnungen 9 aufweist. Die direkt einander gegenüberliegenden und von der Faltachse 5 getrennten Öffnungen weisen Perforationen 3 auf, die sich zwischen ihnen erstrecken. Der Begriff "Perforationen" bezieht sich, wie er im weiteren verwandt wird, sowohl auf (1) einen durchgehenden Schnitt durch die Einlage als auch auf (2) eine alternierende Folge von Schnittbereichen und nicht geschnittenen Bereichen durch die Einlage. Die Perforationen 3 verhindern ein Einreißen der Einlage 8, wenn sie von einer Position zwischen den ausgerichteten wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten der Elektrotransportvorrichtung entfernt wird. Ein Vorteil dieser Ausführungsform, wie auch bei derjenigen mit den langgestreckten Schlitzen gemäß der Fig. 2 und 3, besteht darin, daß die Einlage 38 einfach nach dem Einrasten der Schnappverbinder 6 nach der Ausrichtung der Komponenten 2 und 4 gezogen werden kann.
Wenn die steckerartigen Abschnitte der Schnappverbinder 6 mit den ihnen entsprechenden buchsenartigen Gegenstücken zusammengefügt worden sind und dadurch die Komponenten 2 und 4 in die erwünschte Anschlußrichtung ausgerichtet sind, kann die Einlage 8 entfernt werden, um die Komponenten 2 und 4 effektiv aneinander anzupassen. Die entfernbare Einlage 8 wird entfernt durch manuelles Ergreifen des und durch Ziehen an dem Abschnitt der Einlage, die über die Kanten der anwendbaren und wiederverwendbaren Komponenten hervorsteht, und zwar an einer den Perforationen oder Schnitten gegenüberliegenden Seite. Dieser sich erstreckende Einlagenabschnitt wird hierin als eine Griffeinrichtung 10 bezeichnet, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Griffeinrichtung 10 erstreckt sich bevorzugt um eine geeignete Distanz über beide Komponenten 2 und 4 derart, daß ein Ergreifen mit den Fingern eines Benutzers bequem erreicht werden kann. Bevorzugt erstreckt sich die Griffeinrichtung 10 von etwa 6 mm bis etwa 76 mm über die Randkante der ausgerichteten Komponenten 2 und 4 hinaus. Bevorzugter ist es, wenn sich das Fähnchen 10 von etwa 10 mm bis etwa 25 mm über die Komponenten 2 und 4 hinaus erstreckt. Durch das Entfernen der Einlage 8 stellt die haftende Beschichtung, bevorzugt nur auf der anwendbaren Komponente 4, ein weiteres Mittel einer mechanischen Sicherung der Komponenten miteinander zur Verfügung.
Wie in der Fig. 6 gezeigt, weisen in einer anderen Ausführungsform sowohl die wiederverwendbare Komponente 2 eine Aussparung 42 als auch die anbringbare Komponente 4 eine Aussparung 44 an den entsprechenden Randkanten auf, die jeweils mit der Kante der Einlage 8 fluchten und der Faltachse 8c gegenüberliegen. Die Aussparungen sind derart positioniert, daß sie im wesentlichen miteinander fluchten, wenn die Vorrichtung zusammengesetzt ist. Diese Aussparungen stellen einen manuellen Zugriff zu dem nach außen weisenden Abschnitt der Einlage 8 zur Verfügung, das heißt, eine andere Form einer Griffeinrichtung 10. Diese Ausrichtung der Aussparung ermöglichen es dem Benutzer, die Einlage für Entfernungszwecke leichter zu erfassen. Allerdings kann die Elektrotransportvorrichtung auch so ausgelegt sein, daß lediglich eine der Komponenten 2 oder 4 eine Aussparung aufweist, die einen Abschnitt der Einlage 8 freigibt. Das herausragende Merkmal dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Einlage 8 einen Abschnitt aufweist, der ausreichend nach außen herausragt, um die Einlage zu Entfernungszwecken ergreifen zu können.
Die Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer anbringbaren Komponente 4. In dieser Ausführungsform bestehen die Schnappverbinder 6 aus einem elektrisch leitfähigen Material, so daß demzufolge die Verbinder 6 nicht nur als eine Ausrichteinrichtung für die anbringbare Komponente 4 in der gewünschten Anschlußrichtung dienen, sondern auch noch dazu dienen, (i) anfänglich (das heißt unmittelbar vor dem Anpassen) die anbringbare Komponente 4 mit der wiederverwendbaren Komponente 2 zu verbinden und (ii) die Elektroden 12 und 14 und die Reservoire 16 und 18 an eine in der wiederverbaren Komponente 2 vorhandene elektrische Energiequelle (z. B. eine oder mehrere Batterien) anzuschließen. Die steckerartigen Abschnitte der Schnappverbinder 6 leiten von der Energiequelle (nicht dargestellt) Strom zu Geber- bzw. Zählelektroden 12 bzw. 14. Die Geber- und Zählelektroden 12 und 14 sind an Geber- bzw. Zählreservoire 16 bzw. 18 elektrisch angeschlossen. Die Geberelektrode 12 und das Geberreservoir 16 sind gegenüber der Zählelektrode 14 und dem Zählreservoir 18 mittels einer Isoliereinrichtung 20, die zwischen diesen angeordnet ist, isoliert. Die Elektroden und Reservoire sind des weiteren gegenüber der Umgebung durch eine Randisolation 21 isoliert. Membranen 30 und 32 zur Mengenregelung, wie sie z. B. in dem US-Patent mit der Nr. 5,080,646 offenbart sind, können wahlweise verwandt werden, um den Fluß der Geber- und Zähleragenzien aus der Reservoiren 16 und 18 zu steuern. Die haftende Berührungsfläche 26 ist für eine lösbare Befestigung der anbringbaren Komponente 4 an die wiederverwendbare Komponente 2 ausgestattet, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Die entfernbare Einlage 8 der vorliegenden Erfindung ist auf der haftenden Oberfläche 26 positioniert, wodurch sie im wesentlichen die gesamte haftende Berührungsfläche 26 abdeckt. Eine am Rand an der die Haut kontaktierende Seite der Komponente 4 angeordnete haftende Beschichtung 28 stellt ein Mittel zur Verfügung, mit dem die anbringbare Komponente an einer Körperoberfläche befestigt werden kann. Geeignete, selbsthaftende Materialien enthalten, ohne einschränkend zu sein, Polystryrenbutadien und Polystyren-Isopren-Styren Blockcopolymere und Polyisobutylen-Copolymere. Andere geeignete, selbsthaftende Matrixmaterialien sind dem Stand der Technik bekannt, wie z. B. diejenigen, die in den US-Patenten mit den Nrn. 4,391,278, 4,474,570 und 4,702,732 beschrieben sind. Eine zweite Trenneinlage 15 ist bevorzugt an die haftende Oberfläche 28 angrenzend angeordnet, um die haftende Beschichtung 28 während des Transportes und während der Handhabung der anwendbaren Komponente 4 zu isolieren.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der zwei gefaltete, entfernbare Einlagen eine entfernbare Einlagenanordnung 70 bilden. Die ungefalteten Einlagen 50 und 60 sind in den Fig. 8A bzw. 9A gezeigt. Vor der Verwendung sind die Einlagen 50 und 60 entlang einer entsprechenden Faltachse 54 bzw. 64 gefaltet, wie es in den Fig. 8B und 9B dargestellt ist. Die gefalteten Einlagen werden, wie in der Fig. 10 gezeigt, in der entfernbaren Einlagenanordnung 70, wie in der Fig. 10 gezeigt, eingebracht, die derart konfiguriert ist, daß Zugriffsöffnungen 72 gebildet werden, durch welche die Ausrichteinrichtung und wahlweise der mechanische und/oder der elektrische Verbinder, die sich auf den anbringbaren und/oder wiederverwendbaren Komponenten befinden, hindurchgehen können. Die Griffeinrichtungen 52 und 62 sind bevorzugt einander gegenüberliegend in der zusammengesetzten, zweistückigen entfernbaren Einlage 70 positioniert, wie es auch in der Fig. 10 gezeigt ist.
Die Fig. 11 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform der Elektrotransportvorrichtung dieser Erfindung mit der zweistückigen, entfernbaren Einlagenanordnung von Fig. 10. Die Vorrichtung wird zusammengebaut, indem zuerst die entfernbaren Einlagen 50 und 60 derart ausgerichtet werden, daß die Zugriffsöffnungen 72 einen ausreichend großen Raum für die Durchführung der steckerartigen Abschnitte der auf der anbringbaren Komponente 4 vorhandenen Schnappverbinder für die Befestigung zur Verfügung stellen, um die Verbindungseinrichtungen (nicht gezeigt) auf der Unterseite der wiederverwendbaren Komponente 2 für eine Anpassung auszurichten. Wenn durch die Ausrichtung die Verbindungseinrichtungen eine Ausrichtung und anfängliche mechanische Verbindung der Komponenten aufgebaut haben, können die zwei entfernbaren Einlagen 50 und 60 durch Ziehen an der Griffeinrichtung 52 in Richtung des oberen Pfeils und anschließendem Ziehen an der Griffeinrichtung 62 in Richtung des unteren Pfeils entfernt werden. Bevorzugt ist die anbringbare Komponente 4 mit einer haftenden Berührungsfläche 11 versehen und die entfernbaren Einlagen 50 und 60 sind daran angebracht. Bevorzugt ist ein die Haut kontaktierender Klebstoff ebenfalls auf der die Haut kontaktierenden Oberfläche der anbringbaren Komponente 4 vorhanden, wobei dieser Klebstoff ebenfalls bevorzugt durch eine entfernbare Einlage (nicht in der Fig. 11 gezeigt), geschützt ist. Die entfernbare Einlage ist bevorzugt auf zumindest einer Oberfläche mit einer Trennschicht beschichtet, die lediglich geringe Haftkräfte zwischen der Einlage und der behafteten Beschichtung zuläßt. Eine große Vielfalt von Trennschichten kann verwandt werden, die, ohne einschränkend zu wirken, Polymerbeschichtungen, Wachse und Silikone umfaßt. Es sind Trennschicht-Zusammensetzungen und Verfahren zum Auftragen von Trennschichten, die für selbsthaftende Kelbstoffe geeignet sind, in dem Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, D. Satas, Seiten 370-403 (Van Nostrand Reinhold Co., 1982) offenbart. Bevorzugt ist die Einlage mit einem Fluorkohlenstoff-Diacrylat oder mit einem polymeren, organischen Silikonmaterial beschichtet, was allgemeiner mit Silikon bezeichnet wird. Die Silikone sind bevorzugt, weil Silikone allgemein verwandt werden, relativ kostengünstig und bei den meisten Applikationen stabil sind.
Obwohl beide Oberflächen der entfernbaren Einlage oder der Einlagen mit einer Trennschicht beschichtet werden können, ist dies keine Bedingung der vorliegenden Erfindung. Wenn allerdings die entfernbare(n) Einlage(n) lediglich an einer Seite eine Trennschicht aufweist (aufweisen), wird (werden) die Einlage(n) bevorzugt derart gefaltet, daß die Trennschichtoberfläche nach außen weist, das heißt in Richtung auf die wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten zu. Falls die Einlagen lediglich an der äußeren Oberfläche beschichtet sind, wird bevorzugt der Entfernungsprozeß der Einlagenanordnung 70 von Fig. 10 zunächst durch die Entfernung der Einlage 50 durch Ziehen an der Griffeinrichtung 52 durchgeführt. Daraufhin kann das Fähnchen 62 gezogen werden, um die Einlage 60 zu entfernen. Diese Sequenz der Einlagenentfernung minimiert während des Entfernungsprozesses die Möglichkeit des Anklebens bzw. Anhaftens der nichtbeschichteten Einlagenoberflächen an dem Klebstoff.
Ein Verfahren zur Messung der Haftkraft zwischen der Einlage und der haftenden Beschichtung besteht zunächst aus dem Ausschneiden von Einlagen/Klebstoff-Probestreifen mit etwa 2 cm Breite und zumindest 10 cm (4 Inch) Länge. Dann werden die Einlage und der Klebstoff manuell an einem Ende des Probestückes voneinander getrennt. Die abgetrennte Kante der Einlage wird an einer stationären Klemmbacke eines Zugversuchgerätes angeschlossen, wie z. B. ein Zugversuchsgerät des Modells 1122, das von der Firma Corp. Canton, MA beziehbar ist. Die abgetrennte Kante des Klebstoffs wird an einer gegenüberliegenden bewegbaren Klemmbacke des Zugversuchgerätes plaziert. Durch Bewegen der verfahrbaren Klemmbacke mit einer nahezu konstanten Rate z. B. 1000 mm/min. wird auf die verfahrbare Klemmbacke in einer der stationären Klemmbacke entgegengesetzten Richtung Kraft aufgebracht. Das Klebevermögen wird typischerweise als eine Kraft gemessen, die zum Trennen der Einlage von dem Klebstoff notwendig ist, und wird in Grammeinheiten, die durch Teilen durch die Probenbreite normalisiert werden, aufgezeichnet. Das Klebevermögen zwischen Einlage und dem Klebstoffmaterial kann in einem Bereich von etwa 5 bis 100 g/cm der Einlagenbreite liegen. Bevorzugter beträgt das Klebevemögen zwischen der Einlage und dem Klebstoff von etwa 5 bis etwa 90 g/cm der Einlagenbreite. Der bevorzugteste Bereich des Klebvermögens der Einlage beträgt von etwa 5 bis 10 g/cm der Einlagenbreite.
Die für eine Befestigung der wiederverwendbaren Komponente 2 an der anbringbaren Komponente 4 der vorliegenden Erfindung geeignete Klebstoffe enthalten, ohne einschränkend zu sein, druckempfindliche bzw. selbsthaftende Klebstoffe, wie z. B. Polyacrylate, Polyvinylether, Silikone, Naturkautschuk, Styren-Butadien-Copolymere, Styren-Isopren-Copolymere, Butyl- Kautschuk, der mit Polyisobutylen, Butadien-acrylonitril-Kautschuk, Polychloropren-Latex, Polyurethane, Polyvinyl-Pyrrolidon, Vinyl-Pyrrolidon-Copolymere, Ethylen-Vinyl-Acetate und Mischungen davon gemischt sind. Eine vollständigere Diskussion von selbsthaftenden Klebstoffen ist aus dem Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, D. Satas (Van Nostrand Reinhold Company, 1982) entnehmbar. Zusätzlich zu moderaten Klebefestigkeiten ist die Biokompatibilität eine wünschenswerte Eigenschaft des Klebstoffs. Eine bevorzugtere Gruppe von Klebstoffen zur Befestigung der Komponenten der Elektrotransportvorrichtung an andere enthält Silikone, Polyacrylate und Polyisobutylene.
Die Stärke der haftenden Schicht, die die wiederverwendbare Komponente mit der anbringbaren Komponente verbindet, hängt von einer Vielzahl Faktoren ab, einschließlich der Klebstoffzusammensetzung, den Zusammensetzungen der Oberflächen, die mit dem Klebstoff in Kontakt treten, der gewünschten Verklebung und auch noch davon, ob beide Komponenten eine haftende Beschichtung aufweisen. Allgemein befindet sich die Stärke der haftenden Beschichtung in einem Bereich von etwa 0,025 mm bis etwa 0,1 mm. Bevorzugter beträgt die Stärke der haftenden Beschichtung von etwa 0,4 mm bis etwa 0,65 mm.
Die entfernbare Einlage der vorliegenden Erfindung kann aus einer Vielfalt von Materialien zusammengesetzt sein. Bevorzugt haftet die Einlage nicht stark an der haftenden Oberfläche der anbringbaren Komponente und/oder der wiederverwendbaren Komponente. Eine starke Haftung zwischen der Einlage und dem Klebstoff wird bewirken, daß der Patient oder Benutzer Schwierigkeiten bei der manuellen Entfernung der Einlage haben wird. Andererseits ist aber eine gewisse Haftung zwischen der Einlage und einer der anbringbaren Komponente oder wiederverwendbaren Komponente notwendig, um die Einlage während der Herstellung, des Verpackens, des Transportes und während des anfänglichen Ausrichtungsschritts des Zusammenbauprozesses der Vorrichtung an Ort und Stelle zu halten.
Geeignete Einlagenmaterialien enthalten, ohne einschränkend zu sein, Polyester, Polyethylene, Polyvinylchloride, Polypropylene, Polystyrene, Polyacrylonitrile, Papier, Stoff oder Textilgewebe und ähnliches sowie Kombinationen davon. Einige Polymermaterialien wie z. B. Polyethylene, können von einer Erhöhung der Gittergröße oder Scrim zur Erhöhung der Festigkeit profitieren. Polyester und bevorzugtere Einlagenmaterialien, während der am meisten bevorzugte Polyester ein Polyethylenterephthalat ist. Polyethylen-Terephthalat ist von der 3 M Corporation, Minneapolis, Minnesota, kommerziell beziehbar.
Zusätzlich sollte die Stärke der Einlage minimiert werden, während eine ausreichende Festigkeit aufrechterhalten wird, um während der Entfernung ein Einreißen zu verhindern. Daher ist die notwendige Einlagenstärke abhängig von der Stärke des Einlagenmaterials und der Klebekraft zwischen der Einlage und dem Klebstoff auf der anbringbaren Komponente und/oder wiederverwendbaren Komponente. Die Einlagestärke befindet sich bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,01 mm bis etwa 0,25 mm. Bevorzugter befindet sich die Einlagenstärke in einem Bereich von etwa 0,025 mm bis etwa 0,1 mm. Am meisten bevorzugt ist eine Einlagenstärke in einem Bereich von etwa 0,06 mm bis etwa 0,09 mm.
Die Form und die Abmessungen der entfernbaren Einlage sind eine Funktion der Form und Abmessungen der Komponente, oder mehr noch von den Komponenten, die eine haftende Beschichtung darauf aufweisen, welche zu der anderen Komponente weist. Bevorzugt haben die Komponenten 2 und 4 die gleiche allgemeine Größe und Form. Zusätzlich ist die entfernbare Einlage bevorzugt so bemessen, daß sie allgemein mit der Form und der Größe der anbringbaren und wiederverwendbaren Komponenten übereinstimmt, mit der Ausnahme der oben bereits diskutierten Griffeinrichtung. Allerdings kann die entfernbare Einlage sich über die Kanten der Komponenten hinaus erstrecken, ohne das dies signifikante Probleme nach sich zieht. Während die entfernbare Einlage nicht notwendigerweise exakt in der Größe und der Form mit den wiederverwendbaren und anbringbaren Komponenten übereinstimmen muß, deckt bevorzugt die Einlage im wesentlichen die gesamte haftende Beschichtung oder Beschichtungen der Komponenten ab, um ein frühzeitiges Anhaften zu verhindern.
Die Elektroden der vorliegenden Erfindung bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z. B. aus einem Metall. Zum Beispiel können die Elektroden aus einer Metallfolie, einem metallischen Sieb, einem auf einer geeigneten Verstärkung aufgebrachten oder aufgestrichenen Metall, einer Kalanderauftragung, einer Filmschicht-Aufdampfung oder durch Einbetten von Metallpulver in eine Bindemittelmatrix gebildet sein. Beispiele geeigneter Metalle enthalten Silber, Zink, Silberchlorid, Aluminium, Platin, rostfreier Stahl, Gold und Titan. Zum Beispiel kann die anodische Elektrode aus Silber bestehen, während die cathodische Elektrode aus Silberchlorid hergestellt sein kann.
Alternativ können die Elektroden aus einer Polymermatrix gebildet sein, die einen metallischen Füllstoff enthält, wie z. B. ein Metallpulver, pulverförmiges Graphit, Kohlenstoffasern oder anderes elektrisch leitfähiges Füllmaterial. Die auf Polymer basierenden Elektroden können durch Mischen eines leitfähigen Füllstoffes in einer Polymermatrix hergestellt werden, bevorzugt einer hydrophobischen Polymermatrix, um die Wechselwirkung mit jeglichen in den Reservoirs vorhandenem Wasser zu ninimieren.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die wiederverwendbare Komponente sowohl eine Energiequelle als auch eine Steuerschaltung. Der Kontroller kann eine manuelle oder automatische Rückkopplungs-Einstellung des den Elektroden zuführten Stroms zulassen. Zur Zeit berücksichtigt die Erfindung diejenigen Elektrotransportsysteme, in denen die wiederverwendbare Komponente eine Energiequelle ohne eine Steuerkomponente enthält. In diesem System würde die Agens- Zuführung initiiert werden, wenn die das Agens übertragende Oberfläche der zusammengesetzten Vorrichtung mit einer Körperoberfläche in Kontakt gebracht worden ist. Alternativ kann die wiederverwendbare Komponente lediglich eine Steuerschaltung enthalten, während die Energiequelle in der anbringbaren Komponente untergebracht ist. Ein Beispiel davon würde ein Elektrotransportsystem sein, das vollständig aus einem galvanischen Paar besteht, während die Energie von zwei verschiedenen Elektroden erzeugt wird.
In dem Fall, in dem die Zähl- und Geberelektroden aus verschiedenen Metallen bestehen oder unterschiedliche Halbzellen-Reaktionen aufweisen, können die Elektroden selbst zumindest einen Teil der elektrischen Energie erzeugen, die zur Förderung des heilenden Mittels verwandt wird. Wenn ein galvanisches Paar verwendet wird, sind die Geberelektrode und die Zählelektrode ein integraler Bestandteil des Energieerzeugungsprozesses. Ein derartiges mit einem galvanischen Paar mit Energie versorgtes System, bei Fehlen einiger Steuereinrichtungen, aktiviert sich automatisch, wenn das Körpergewebe und/oder Körperflüssigkeiten einen geschlossenen Kreis mit dem System bilden. Es existieren sehr viele andere Beispiele von Systemen galvanischer Paare, die potentiell zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Elektrochemische Standardreaktionen und die entsprechenden Reaktionspotentiale sind gut bekannt. Siehe z. B. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Seiten D133-D138, 62nd edition (1981-1982).
Bevorzugt verwenden die Elektrotransportvorrichtungen der vorliegenden Erfindung eine separate elektrische Energiequelle, abgesehen von der durch die Elektroden, die ein galvanisches Paar bilden, erzeugten Energie. Eine derartige Energiequelle ist typischerweise eine Batterie oder eine Vielzahl von Batterien, die in Reihe geschaltet oder parallel geschaltet sind und elektrisch zwischen der Zählelektrode und der Geberelektrode derart positioniert sind, daß die Geberelektrode an einem Pol der Energiequelle und die Zählelektrode an dem gegenüberliegenden Pol der Energiequelle angeschlossen sind. Typischerweise sind eine oder mehrere 3 Volt- Knopf-zellenbatterien, wie z. B. von PANASONIC das Modell CR 2025, dazu geeignet, die Elektrotransportvorrichtungen mit Energie zu versorgen.
Wie oben bereits erwähnt, kann die wiederverwendbare Komponente einen elektronischen Schaltkreis zur Steuerung des Betriebes der Elektrotransportvorrichtung enthalten. Daher kann die Energiequelle eine Schaltung enthalten, die derart ausgelegt ist, daß der Patient dieses System manuell ein- und ausschalten kann, wie z. B. bei einer Medikation nach Bedarf, oder er kann das System ein- und ausschalten mit einer erwünschten Periodizität, z. B., um den natürlichen oder zirkadischen Muster des Körpers Rechnung zu tragen. Ein relativ einfacher Kontroller oder Mikroprozessor könnte den Strom als eine Funktion der Zeit steuern, oder könnte komplexe Wellenformen erzeugen, wie z. B. Impulse oder sinusförmige Wellen. Der Steuerschaltkreis kann auch einen Biosensor sowie einen Typ eines Rückkopplungssystems enthalten, welches die Biosignale überwacht, eine Bewertung der Therapie zur Verfügung stellt und die Arzneimittelförderung demgemäß einstellt. Ein typisches Beispiel dafür ist die Überwachung des Blutzuckerspiegels für die gesteuerte Verabreichung von Insulin.
Das Geberreservoir und optional das Zählreservoir können aus jeglichem Material bestehen, das dazu geeignet ist, eine ausreichende Menge von Flüssigkeit zu absorbieren und darin zu halten, um den Transport des Wirkstoffes mittels Iontophorese zu ermöglichen. Zum Beispiel können Gaze, Kissen oder Schwämme verwandt werden, die aus Baumwolle oder anderen absorbierenden Webstoffen bestehen und sowohl natürliche als auch synthetische Stoffe sein können. Bevorzugter sind die Matrizen der Reservoire zumindest teilweise aus einem hydrophilen Polymermaterial hergestellt. Hydrophiles Polymer wird typischerweise bevorzugt, weil Wasser das bevorzugte Ionentransportmedium ist und die hydrophilen Polymere einen relativ hohen, sich im Gleichgewicht befindlichen Wasseranteil aufweist. Am meisten bevorzugt sind die Matrizen der Reservoire feste Polymermatrizen, die zumindest teilweise aus einem unlöslichen hydrophilen Polymer zusammengestellt sind. Unlösliche hydrophile Polymermatrizen werden manchmal aus Strukturgründen den löslichen hydrophilen Polymeren vorgezogen. Es ist allerdings zu bemerken, daß hydrophobische Polymere mit einer Mikroporen- Struktur, die zur Ermöglichung eines Ionentransportes ausreicht, in den Wirkstoffreservoiren verwandt werden können.
Die Matrizen können mit den Wirkstoffkomponenten an Ort und Stelle vernetzt werden, wie bei einer silastischen Matrix, oder die Polymere können vorgefertigt und mit Lösungen von Komponenten geändert werden, wie es z. B. der Fall mit Zellulose, gewebten Faserkissen und Schwämmen ist. Die Wirkstoffreservoire können alternativ eine Gelmatrixstruktur sein, die ähnlich der polymeren Matrixstruktur ausgebildet ist, in denen das Gel aus einem hydrophilen Polymer besteht, welches in Wasser quellbar oder löslich ist. Derartige Polymere können mit den Komponenten mit jedem Verhältnis gemischt werden, allerdings bevorzugt in einem Bereich von einigen Prozenten bis etwa 50 % des Gewichtes des Reservoirs. Die Polymere können linear oder vernetzt sein. Geeignete hydrophile Polymere enthalten Copolyester, wie z. B. HYTREL (DuPont De Nemours & Co., Wilmington, DE) Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Polyethylenoxide, wie POLYOX (Union Carbide Corp.), CARBOPOL (BF Goodrich of Akron, OH), Mischungen aus Polyoxyethylen oder Polyethylenglykolen mit Polyacrylsäure wie POLYOX gemischt mit CARBOPOL, Polyacrylamid, KLUCEL, vernetztes Dextran, wie SEPHADEX (Pharmicia Fine Chemicals, AB, Uppsala Schweden), WATER LOCK (Grain Processing Corp., Muscatine, Lowa), welches stärkegepfropftes Poly(Natriumacrylat-Coacrylamid- )Polymer ist, Cellulosederivate wie Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, niedrigsubstituierte Hydroxypropylcellulose und vernetzte Nacarboxymethylcellulose, wie Ac-Di-Sol (FMC Corp., Philadelphia, PA), Hydrogele, wie Polyhydroxylethylmethacrylat (National Patent Development Corp.), Naturgummis, Chitosan, Pektin, Stärke, (Guargummi), Johannisbrotbaumbohnen-Gummi und ähnliches sowie Mischungen davon. Dabei sind Polyvinylpyrrolidone bevorzugt. Dies ist lediglich eine exemplarische Angabe der zur Verwendung dieser Erfindung geeigneten Materialien. Andere geeignete hydrophile Polymere können aus J.R. Scott & W.J. Roff, Handbook of Common Polymers (CRC Press, 1971), entnommen werden, welches hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Optional können die Matrizen der Reservoire 16 und 18 für eine verbesserte strukturelle Festigkeit ein hydrophobes Polymer enthalten. Bevorzugt ist das hydrophobe Polymer wärmeschmelzfähig, um das Laminieren der Reservoire an angrenzende Komponenten zu verbessern, wie z. B. der Isolator oder eine Membrane zur Steuerung der Rate. Geeingte hydrophobische Polymere zur Verwendung in den Reservoirmatrizen enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Polyisobutylene, Polyethylen, Polypropylen, Polyisoprene und Polyalkene, Kautschuks, Copolymere wie KRATON, Polyvinylacetat, Ethylenvinylacetatcopolymere, Polyamide, wie Nylons, Polyurethane, Polyvinylchlorid, Acryl- oder Methacrylharze, wie Polymere von Estern der Acryl- oder Methacrylsäure mit Alkoholen, wie n-Butanol,, 1-Methylpentanol, 2-Methyl-pentanol, 3-Methylpentanol, 2-Ethylbutanol, Isooctanol, n- Decanol, allein oder mit ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid, N-Alkoxymethylacrylamide, N-Alkoxymethylmethacrylamide, N-tert-Butylacrylamid, Itaconsäure, N-verzweigte Alkylmaleamsäuren, worin die Alkylgruppe 10-24 Kohlenstoffatome aufweist, Diacrylate und Mischungen davon, copolymerisiert sind. Die meisten der oben genannten hydrophoben Polymere sind wärmeschmelzfähig. Davon sind die Polyisobutylene bevorzugt.
Die Reservoirmatrizen können eine polymere Matrixstruktur aufweisen, die durch Vermischen des gewünschten Wirkstoffes, Arzneimittelelektrolyts oder einer anderen Komponente oder Komponenten mit einem inerten Polymer nit derartigen Prozessen hergestellt werden, wie z. B. die Schmelzmischung, Lösungsmittelgießen oder Extrudieren. Typischerweise enthält das Geberreservoir einen zu liefernden Wirkstoff, während das Zählreservoir ein Elektrolyt enthält, z. B. ein wasserlösliches, biokompatibles Salz, wie z. B. Natriumchlorid. Zusätzlich zu dem Wirkstoff und dem Elektrolyt können die Reservoire andere bekannte Materialien, wie z. B. Farbstoffe, Pigmente, inerte Füllstoffe und ähnliches enthalten.
Die Erfindung ist in Verbindung mit der Förderung von Wirkstoffen innerhalb einer großen Klasse von für eine Förderung durch trennbare Körper-Oberflächen anwendbar, einschließlich der Haut, der Schleimhäute und der Nägel. Die Ausdrücke "Arzneimittel"und "Wirkstoff" werden hierin gegenseitig austauschbar verwandt und sind dazu gedacht, die breitestmögliche Interpreationsspanne jeglicher Substanz zuzulassen, die in einen lebenden Organismus gefördert wird, um einen erwünschten, üblicherweise heilenden Effekt zu erzielen. Allgemein enthalten diese therapeutischen Wirkstoffe in allen der hauptsächlichen therapeutischen Bereiche in nicht beschränkender Weise Mittel gegen Infektionskrankheiten, wie Antibiotika und antivirale Wirkstoffe, Analgetika, wie Fentanyl, Sufentanil, Buprenorphin und analgetische Kombinationen, Anaestihika, Anorexika, Antiarthritika, antiasthmatische Wirkstoffe, wie Terbutalin, Anticonvulsiva, Antidepressiva, antidiabetische Mittel, Antidiarrhoika, Antihistaminika, entzündungshemmende Mittel, Zubereitungen gegen Migräne, Zubereitungen gegen die Reisekrankheit, wie Scopolamin und Ondansetron, Antinauseatika, Antineoplastika, Arzneimittel gegen Parkinson, Antipruriginosa, Antipsychotika, Antipyretika, Antispasmodika, einschließlich Magen-Darm- und Urinaltrakt, Anticholinergika, Antiulicusmittel, wie Ranitidin, Sympathomimetrika, Xanthinderivative, cardiovasculäre Präparate, einschließlich Calciumkanalblocker wie Nifedipen, beta-Blocker, beta- Agonisten, wie Dobutamin und Ritodrin, Antiarrythmika, Mittel gegen Bluthochdruck, wie Atenolol, ACE-Inhibitoren, wie Enalapril, Benzodiazepin-Antagonisten, wie Flumazenil, Diruretika, Vasodilatoren, einschließlich allgemeine koronare, periphere und zerebrale Stimulantien für das Zentralnervensystem, Husten- und Erkältungspräparate, Dekongestantien, Diagnostika, Hormone, wie Parathyroidhormone, Hypnotika, Immunosuppressiva, Muskelrelaxanten, Parasympatholytika, Parasympathomimetrika, Prostaglandine, Proteine, Peptide, Psychostimulanten, Sedativa und Tranquilizer.
Diese Erfindung ist auch anwendbar bei der gesteuerten Förderung von Peptiden, Polypeptiden, Proteinen und anderen Macromolekülen. Diese macromolekularen Substanzen haben typischerweise ein molekulares Gewicht von zumindest etwa 300 Dalton, und typischer ein molekulares Gewicht in einem Bereich von etwa 300 bis 40.000 Dalton. Spezifische Beispiele von Peptiden und Proteinen sowie Macromolekülen in diesem Größenbereich enthalten ohne einschränkende Wirkung LHRH, LHRH-Analoge, wie Buserelin, Gonadorelin, Napharelin und Leuprolid, GHRH, GHRF, Insulin, Insulotropin, Heparin, Calcitonin, Octreotid, Endorphin, TRH, NT-36, (chem. Name: N= [[(s)-4-Oxo-2-azetidinyl]carbonyl]-L-histidyl-L-prolinamid), Liprecin, Hypophysenhormone (z. B. HGH, HMG, HCG, Desmopressionacetat, etc.), Follicelluteoide, αANF, Wachstumsfaktoren, wie Freisetzungsfaktor für Wachstumsfaktor (GFRF), βMSH, Somatostatin, atriales natriuretisches Peptid, Bradykinin, Somatotropin, aus den Blutplättchen stammender Wachstumsfaktor, Asparaginase, Bleomycinsulfat, Chymopapain, Cholecystokinin, Choriongonadotropin, Corticotropin (ACTH), epidermaler Wachstumsfaktor, Erythropoietin, Epopropstenol (Blutplättchenaggregationsinhibitor), follikstimulierendes Hormon, Glucagon, Hirulog, Hyaluronidase, Interferon, insulinähnliche Wachstumsfaktorne, Interleukin- 1, Interleukin-2, Menotropine (Urofollitropin (FSH) und LH), Oxytocin, Streptokinase, Gewebeplasminogenaktivator, Urokinase, Vasopressin, Desmopressin, ACTH-Analoge, ANP, ANP-Clearance Inhibitoren, Angiotensin II-Antagonisten, antidiuretische Homone-Agonisten, antidiuretische Hormone- Antagonisten, Bradykinin-Antagonisten, CD4, Ceredase, CSF's, Enkephaline, FAB-Fragmente, IgE-peptide-Suppressoren, IGF-1, Neuropepetide Y, neurotrophe Faktoren, Oligodeoxynucleotide und ihre Analoge, wie antisense-RNA, antisense-DNA und anti-Gen-Nukleinsäure, Opiatpeptide, koloniestimulierende Faktoren, Parathyroidhormon und Agoisten, Parathyroidhormone-Antagonisten, Prostaglandin-Antagonisten, Pentigentid, Protein C, Protein S, Ramoplanin, Renininhibitoren, Thymosin-alpha-1, Thrombolytika, TNF, Vaczine, Vasopression-Antagonisten Analoge, alpha-1-anti-Trysin (rekombinant) und TGF-beta.
Insbesondere hat die vorliegende Erfindung eine besondere Anwendbarkeit bei der Förderung von Arzneimitteln, dessen Förderrate von der physikalischen Aktivität eines Patientien abhängig ist. Spezifische Beispiele derartiger Arzneimittel und die entsprechende Patientenbewegung oder Aktivität enthalten folgendes: Lieferung von Theophyllin oder Epinephrin für die Behandlung von Apnea; Förderung eines Antitussiva, wie z. B. Dextromethorphan für die Behandlung von Husten; Förderung eines Anticonvulsans für die Behandlung eines epileptischen Anfalls, Förderung von Insulin auf der Grundlage des Pegels der Patientenaktivität (z. B. eine niedrigere Insulinförderrate für stärkere Pegel der Patientenaktivität); Förderung von einem Antiparkionson-Mittel in Abhängigkeit von dem Zittern des Patienten; Förderung von Antispasmodika, wie z. B. Diazepam, zur Behandlung von Muskelspasmen; und die Förderung eines Antiemetikas, wie z. B. Scopolamin oder Medizin, in der Abhängigkeit von der Bewegung für die Behandlung der Bewegungskrankheiten bzw. Reisekrankheiten.
Während wir unsere Erfindung allgemein und auch im Detail bestimmte bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben haben, ist es doch leicht verständlich, daß verschiedene Modifikationen der Erfindung durch Personen durchgeführt werden können, die auf diesem Gebiet bewandert sind, ohne den Umfang und das Wesen der Erfindung zu verlassen, die lediglich durch die folgenden Patentansprüche eingeschränkt sind.

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Liefern eines Wirkstoffs mittels Elektrotransport, mit

einer wiederverwendbaren Komponente (2), die wenigstens einen Teil einer elektrischen Schaltung zum Erzeugen und/oder Steuern des durch die Vorrichtung angelegten elektrischen Stroms enthält und eine Berührungsfläche aufweist; eine anbringbare Komponente (4), die den zu liefernden Wirkstoff enthält und eine Berührungsfläche hat, die zum Verbinden mit der Berührungsfläche der wiederverwendbaren Komponente geeignet ist, wobei die Berührungsflächen zum aneinander Haften in einer Vielzahl von Anschlußrichtungen geeignet sind, wobei wenigstens eine davon die gewünschte Anschlußrichtung ist, gekennzeichnet durch eine Ausrichteinrichtung (6) zum Ausrichten der Komponenten (2, 4) in die gewünschte Anschlußrichtung und wenigstens eine entfernbare Einlage (8), die zwischen den Komponenten-Berührungsflächen während des Komponentenausrichtens angeordnet ist und konfiguriert ist, um ein Haften der Berührungsflächen während der Komponentenausrichtung aneinander zu verhindern, wobei die Einlage (8) einfach aus der Stellung zwischen den ausgerichteten Berührungsflächen ohne Stören der gewünschten Anschlußrichtung entfernbar ist.

2. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Ausrichteinrichtung (6) auch für eine mechanische Verbindung der Komponenten (2, 4), eine elektrische Verbindung der Komponenten oder für beides sorgt.

3. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausrichteinrichtung (6) elektrisch leitende Anschlußschnappverbindungen aufweist.

4. Elektrotransportvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Berührungsfläche der anbringbaren Komponente haftend ist und die entfernbare Einlage (8) lösbar daran haftet.

5. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Haften zwischen der entfernbaren Einlage (8) und der haftenden Berührungsfläche zwischen 5 bis 50 g/cm der entfernbaren Einlage liegt.

6. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Haften zwischen der entfernbaren Einlage und der haftenden Berührungsfläche zwischen 5 bis 10 g/cm der entfernbaren Einlage liegt.

7. Elektrotransportvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die entfernbare Einlage (8) ein flexibles Materialblatt aufweist, das auf sich selbst gefaltet ist, wodurch eine Faltachse (8c) gebildet wird, wobei das gefaltete flexible Blatt einen ersten, zur haftenden Berührungsoberfläche (11) benachbarten Blattabschnitt (8a) und einen zweiten zu der anderen Berührungsfläche benachbarten Blattabschnitt (8b) hat.

8. Elektrotransportvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einlage (8) eine Griffeinrichtung (10) aufweist.

9. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Griffeinrichtung (10) eine Zunge aufweist, die sich über die Umlaufkante der Komponenten (2, 4) hinaus erstreckt, wenn die Komponenten ausgerichtet sind.

10. Elektrotransportvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einlage (8) Zugangsmittel (7) aufweist, durch die die Ausrichteinrichtung (6) sich erstreckt, wenn die Komponenten (2, 4) ausgerichtet sind.

11. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Zugangsmittel (7) wenigstens eine durch die Einlage (8) hindurchgehende Öffnung aufweisen.

12. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Zugangsmittel (7) vier durch die Einlage (8) hindurchgehenden Öffnungen (9) aufweisen, wobei die Einlage (8) zwei generell parallele Perforationsreihen (3) aufweist, die sich zwischen den Öffnungen (9) auf gegenüberliegenden Seiten der Faltachse (5) erstrecken, wobei die Öffnungen (9) auf den gegenüberliegenden Seiten der Faltachse (5) im wesentlichen äquidistant zur Faltachse (5) sind, und wobei die Ausrichteinrichtung (6) sich durch die Öffnungen (9) erstreckt.

13. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Zugangsmittel (7) zwei längsgestreckte durch die Einlage (8) hindurchgehenden Öffnungen aufweisen, wobei die längsgestreckten Öffnungen jeweils eine Achse enthalten, die im wesentlichen senkrecht zur Faltachse (8c) ist, wobei Abschnitte der längsgestreckten Öffnungen auf jeder Seite der Faltachse im wesentlichen gleich in Größe und Form sind und die Ausrichteinrichtung (6) sich durch die Öffnungen erstreckt.

14. Elektrotransportvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die entfernbare Einlage (70) eine erste entfernbare Einlage (50) und eine zweite entfernbare Einlage (60) aufweist, wobei die erste Einlage (50) ein flexibles Materialblatt aufweist, das auf sich selbst gefaltet ist und eine erste Griffeinrichtung (52) hat, mit der die erste Einlage (50) manuell entfernt werden kann, wobei die zweite Einlage (60) ein flexibles Materialblatt aufweist, das auf sich selbst gefaltet ist und eine zweite Griffeinrichtung (62) aufweist, mit der die zweite Einlage (60) manuell entfernt werden kann, wobei die Einlagen (50, 60) so geformt und angeordnet sind, daß ein Zugang für die Ausrichteinrichtung (6) vorgesehen ist, damit sich diese hierdurch erstrecken, wenn die Einlagen (50, 60) zwischen den Komponenten (2, 4) angeordnet sind.

15. Elektrotransportvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die entfernbare Einlage (8) eine lösbare Umhüllung trägt.

16. Elektrotransportvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die lösbare Hülle sich in Kontakt mit einer Komponentenberührungsfläche befindet.

17. Eletrotransportvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wiederverwendbare Komponente (2)

(i) eine Energiequelle und

(ii) eine sich in elektrischem Kontakt mit der Energiequelle befindende elektrische Steuerschaltung aufweist,

die anbringbare Komponente (4)

(i) eine Geberelektrode (12), die sich in elektrischem Kontakt mit einem den Wirkstoff enthaltenen Geber-Reservoir (16) befindet, wobei die Geberelektrode (12) und das Geber- Reservoir (16) durch eine Isoliereinrichtung (20) von

(ii) einer Zählelektrode (14), die sich in elektrischem Kontakt mit einem Zähl-Reservoir (18) befindet, getrennt ist, wobei die anbringbare Komponente weiter eine haftende Berührungsfläche (26) mit der entfernbaren Einlage (8), die daran lösbar befestigt ist, aufweist, und die Ausrichteinrichtung (6) Anschlußschnappverbindungen aus Metall aufweist, die für ein elektrisches und mechanisches Verbinden der Komponenten (2, 4) sorgen.

18. Verfahren zum Verbinden einer wiederverwendbaren Komponente (2) mit einer anbringbaren Komponente (4), um eine Elektrotransportvorrichtung (1) zu bilden, enthaltend die Schritte:

Anordnen einer entfernbaren Einlage (8) auf wenigstens einer haftenden Berührungsfläche der wiederverwendbaren und der anbringbaren Komponente (2, 4), wobei die Komponentenberührungsflächen zum aneinander Haften in einer Vielzahl von Anschlußrichtungen geeignet sind, wobei wenigstens eine davon die gewünschte Anschlußrichtung ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

(a) Ausrichten der Komponenten (2, 4) in die gewünschte Anschlußrichtung mit der zwischen den Berührungsflächen angeordneten Einlage (8); und

(b) Entfernen der entfernbaren Einlage (8), wenn die Komponenten (2, 4) sich in der gewünschten Anschlußrichtung befinden, wodurch ein aneinander haftendes Verbinden der Komponenten (2, 4) erreicht wird.

19. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiter aufweisend ein mechanisches Verbinden der Komponenten (2, 4) vor dem Entfernen der entfernbaren Einlage (8).

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei der Schritt des mechanischen Verbindens der Komponenten (2, 4) weiter für ein elektrisches Verbinden der Komponenten (2, 4) sorgt.

21. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Ausrichten auch für ein mechanisches Verbinden der Komponenten (2, 4), ein elektrisches Verbinden der Komponenten (2, 4) oder für beides sorgt.

22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, weiter aufweisend ein Falten eines Blatts von Einlagematerial auf sich selbst, wodurch eine entfernbare Einlage (8) gebildet wird.

23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, weiter aufweisend ein Vorsehen der entfernbaren Einlage (8) mit Zugangsmitteln (7), wodurch die Ausrichteinrichtung (6) durch die Zugangseinrichtung (7) geführt werden kann.