DE102020204651A1

DE102020204651A1 - Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays sowie Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays

Info

Publication number: DE102020204651A1
Application number: DE102020204651.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Henke; Jörg BENDER; Hagen Trommer; Sebastian SCHERR
Original assignee: LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Current assignee: LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-10-14
Also published as: CN115379875A; JP2023521778A; US20230149680A1; BR112022018169A2; CN115379875B; CA3174040A1; WO2021204557A1; EP4132631A1

Abstract

Eine Einrichtung zum Herstellen von Mirko-Arrays weist eine Matrize (10) auf. In der Matrize (10) sind eine Vielzahl von Kavitäten (12) ausgebildet. Ferner ist ein Abdeckelement (18) vorgesehen um Bereiche zwischen den Kavitäten abzudecken. Hierdurch ist es möglich beim Dosieren einer wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit diese von den zwischen den Kavitäten (12) ausgebildeten Bereichen zu entfernen. Dies erfolgt in dem das Abdeckelement (18) wieder entfernt wird. Anschließend kann eine wirkstofffreie Flüssigkeit dosiert werden, mit der sodann ein verbleibender Teil der Kavitäten gefüllt und eine Trägerschicht (30) an der Oberseite (14) der Matrize (10) ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays.
Mikro-Arrays weisen eine Vielzahl von Mikronadeln auf, die üblicherweise an einem Trägerelement, wie einem Patch, einem Pflaster oder dergleichen angeordnet, bzw. mit einem Trägerelement verbunden sind. Derartige Mikro-Arrays weisen eine hohe Anzahl von Mikronadeln auf. Die Länge der Nadeln ist hierbei derart gewählt, dass beim Eindringen der Mikronadeln in die Haut eines Patienten diese nur soweit in die Haut eindringen, dass Nerven oder Blutgefäße möglichst nicht von den Nadelspitzen berührt werden. Die Mikronadeln weisen einen Wirkstoff, bzw. ein Medikament auf. Hierbei kann der entsprechende Wirkstoff an einer Oberfläche bzw. Außenseite der Nadel aufgebracht sein. Ebenso kann die Nadel selbst einen entsprechenden Wirkstoff aufweisen, wobei sich das Nadelmaterial sodann in der Patientenhaut auflöst. Hierdurch erfolgt die Applikation des Wirkstoffs.
Zur Herstellung von Mikro-Arrays ist die Verwendung von Matrizen, beispielsweise aus Silikon bekannt. Diese weisen eine Vielzahl von Kavitäten auf, die die Mikronadeln ausbilden. Eine mit dem entsprechenden Wirkstoff versehene Flüssigkeit bzw. Masse wird derart auf die Matrize dosiert, dass die Kavitäten mit der entsprechenden Flüssigkeit zumindest teilweise gefüllt sind. Hierbei ist es möglich eine so große Menge an Wirkstoff enthaltene Flüssigkeit auf die Matrize zu dosieren, dass auf der Oberseite der Matrize eine Trägerschicht bzw. ein Trägerelement entsteht, das die einzelnen Nadeln miteinander verbindet. Da hierbei das gesamte Mikro-Array aus einem wirkstoffaufweisenden Material hergestellt ist und diese Materialien teuer sind, ist es ferner bekannt, Mikro-Arrays aus mehreren Schichten herzustellen. Hierbei wird zunächst eine erste, wirkstoffenthaltende Flüssigkeit in die Kavitäten der Matrize dosiert. Gegebenenfalls nach einem ersten Trocknungsschritt erfolgt ein Dosieren einer weiteren wirkstofffreien Flüssigkeit. Gegebenenfalls können auch mehr als zwei Schichten vorgesehen sein. Ein Nachteil besteht beim Herstellen eines Mikro-Arrays aus mehreren Schichten darin, dass beim Dosieren der den Wirkstoff enthaltenen Flüssigkeit diese häufig nicht nur in die Spitzen der Kavitäten gelangt, sondern auch auf der Oberseite der Matrize sowie an den oberen Rändern, bzw. den oberen inneren Wänden der Kavitäten angeordnet ist. Der sich hier befindende Wirkstoff wird nicht an den Patienten abgegeben.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Einrichtung zur Herstellung von Mikro-Arrays zu schaffen, mit der sichergestellt ist, dass wirkstoffaufweisende Flüssigkeit im Wesentlichen nur in den Kavitätenspitzen angeordnet ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Einrichtung zur Herstellung von Mikro-Arrays mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Herstellung von Mirko-Arrays weist eine Matrize mit einer Vielzahl von Kavitäten auf. Ferner ist ein Abdeckelement vorgesehen, dass die Bereiche zwischen den Kavitäten abdeckt. Hierdurch ist es insbesondere bei einem mehrschichtigen Mirko-Array möglich, zunächst auf die Oberseite der Matrize das Abdeckelement aufzulegen, sodass die Bereiche zwischen den Kavitäten zumindest teilweise abgedeckt sind. Im nächsten Schritt erfolgt das Dosieren des wirkstoffenthaltenden Materials, insbesondere der entsprechenden Flüssigkeit. Die Teile der Flüssigkeit, die nicht in die Kavitäten gelangen, sondern auf dem Abdeckelement, können auf einfache Weise durch Entfernen des Abdeckelements von der Matrize entfernt werden. Im nächsten Schritt kann sodann die zweite wirkstofffreie Flüssigkeit dosiert werden. Mit dieser kann sodann die entsprechende Trägerschicht, bzw. das entsprechende Trägerelement ausgebildet werden. Die erste, wirkstoffenthaltende Flüssigkeit wird hierbei in einer Menge zudosiert, dass die Kavitäten nur teilweise gefüllt sind. Hierdurch entstehen Nadelspitzen mit Wirkstoff. Der obere Teil der einzelnen Nadeln ist sodann mit einem wirkstofffreien Material befüllt. Zusätzlich wird eine Deckschicht auf die Oberseite der Matrize aufgebracht, die das Trägerelement ausbildet.
Vorzugsweise weist die Matrize eine Oberseite auf, an der die Öffnung der Kavitäten ausgebildet sind. Die Kavitäten sind insbesondere pyramidenförmig ausgebildet und weisen einen quadratischen Querschnitt auf. Auch können die Kavitäten als Kegel mit einem runden Querschnitt ausgebildet sein. Das Abdeckelement ist derart ausgebildet, dass es insbesondere beim Dosieren von wirkstoffenthaltender Flüssigkeit auf der Oberseite der Matrize aufliegt. Hierbei ist das Abdeckelement entsprechend einer Schablone oder Folie mit Öffnungen ausgebildet, sodass durch das Abdeckelement im Wesentlichen nur die Bereiche zwischen den Kavitäten abgedeckt werden.
Das Abdeckelement ist vorzugsweise nur auf die Oberseite der Matrize aufgelegt und kann somit auf einfache Weise entfernt werden, um sodann in einem anschließenden Schritt eine wirkstofffreie Flüssigkeit zu dosieren. Mit dem Entfernen des Abdeckelements wird auch wirkstoffenthaltende Flüssigkeit entfernt, die nicht in den Kavitätenspitzen angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem Abdeckelement um eine Folie oder eine Schablone. Besonders bevorzugt ist es, dass das Abdeckelement Ansätze aufweist, die in die Kavitäten ragen. Insbesondere sind die Ansätze derart ausgebildet, dass sie in einem oberen Bereich in die Kavitäten ragen und an den Innenwänden der Kavitäten anliegen. Hierdurch ist es möglich beim Entfernen des Abdeckelements wirkstoffenthaltende Flüssigkeit auch in dem oberen Bereich der Kavitäten zu entfernen. Der obere Bereich der Kavitäten ist hierbei derjenige Bereich, der in Richtung der Oberseite der Matrize weist.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist es möglich, die Qualität von Mikro-Arrays deutlich zu verbessern, da die wirkstoffenthaltende Flüssigkeit im Wesentlichen nur im Bereich der Spitzen der Mikro-Nadel vorhanden ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays, wobei es besonders bevorzugt ist, dass dies mittels der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abdeckelement auf einer Matrize, insbesondere auf einer Oberseite der Matrize angeordnet. Das Abdeckelement ist hierbei derart ausgebildet, dass es zwischen den Kavitäten der Matrize befindliche Bereiche abdeckt. Vorzugsweise kann das Abdeckelement, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sein und insbesondere in die Kavitäten ragende Ansätze aufweisen.
Im nächsten Schritt erfolgt das Dosieren einer wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit in die Kavitäten. Hierbei gelangt Flüssigkeit auch auf das Abdeckelement. Im nächsten Schritt erfolgt sodann ein Entfernen des Abdeckelements. Gegebenenfalls kann vor dem Entfernen des Abdeckelements ein Trockenschritt erfolgen, in dem die wirkstoffenthaltende Flüssigkeit zumindest teilweise durch Verdunstung von Lösungsmittel aushärtet.
Nach dem Entfernen des Abdeckelements erfolgt ein Dosieren einer wirkstofffreien Flüssigkeit sowohl in die Kavitäten als auch auf die Oberseite der Matrize. Hierdurch wird eine Trägerschicht, bzw. ein Trägerelement des Mirko-Arrays ausgebildet. Gegebenenfalls können auch noch ein oder mehrere Zwischenschichten dosiert werden, die zur Stabilisierung des Mikro-Arrays dienen und/oder einen anderen Wirkstoff enthalten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 bis 4 eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays in unterschiedlichen Zuständen.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Matrize 10 mit einer Vielzahl von Kavitäten 12. Die Kavitäten erstrecken sich ausgehend von einer Oberseite 14 der Matrize, sodass die einzelnen Kavitäten 12 im Bereich der Oberseite Öffnungen 16 aufweisen.
Vor dem Dosieren einer wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit wird ein Abdeckelement 18 (2) auf die Oberseite der Matrize 10 aufgelegt. Das Abdeckelement 18 ist hierbei derart ausgebildet, dass es die Bereiche der Oberseite 14, die zwischen den Kavitäten 12 ausgebildet sind, abdeckt. Ferner weist das Abdeckelement 18 Ansätze 20 auf. Diese ragen in die Kavitäten 12 und decken in einem oberen, d.h. in Richtung der Oberseite 14 der Matrize 10 weisenden Bereiche der Kavitäten die Innenwände 22 der Kavitäten ab.
Im nächsten Schritt (3) erfolgt ein Dosieren der wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit. Die entsprechende Flüssigkeit ist in den Spitzen 24 angeordnet. Da ein Dosieren ausschließlich in die Kavitäten 12, insbesondere aufgrund der geringen Größe der Kavitäten nicht möglich ist, ist ein Teil der wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit auf dem Abdeckelement 18 angeordnet. Hierbei handelt es sich um tropfenähnliche Bereiche 26 der wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit.
Durch entfernen des Abdeckelements 18 wird auch die wirkstoffenthaltende Flüssigkeit entfernt, die sich auf dem Abdeckelement befindet. In einem nächsten Schritt kann sodann eine Flüssigkeit zudosiert werden, die keinen Wirkstoff enthält. Diese füllt einerseits die oberen Bereiche 28 der Kavitäten und bildet andererseits eine durchgehende Deckschicht 30 aus. Nach dem Aushärten des Materials kann das Mikro-Array aus der Matrize 10 entformt werden.

Claims

Einrichtung zum Herstellen von Mirko-Arrays, mit einer eine Vielzahl von Kavitäten (12) aufweisenden Matrize (10) und einem Bereiche zwischen den Kavitäten (12) abdeckenden Abdeckelement (18).
Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (10) eine Oberseite (14) aufweist, an der die Öffnungen (16) der Kavitäten (12) ausgebildet sind.
Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (18) insbesondere beim Dosieren von wirkstoffenthaltender Flüssigkeit auf der Oberseite (14) der Matrize (10) aufliegt.
Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (18) insbesondere zum Dosieren einer wirkstofffreien Flüssigkeit entfernbar ist.
Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement als Folie ausgebildet ist.
Einrichtung zum Herstellen von Mirko-Arrays nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (18) als Schablone ausgebildet ist.
Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (18) Ansätze (20) aufweist, die in die Kavitäten (12) ragen.
Einrichtung zum Herstellen von Mikro-Arrays nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze (20) in einem oberen Bereich der Kavitäten (12) an Innenwänden (22) der Kavitäten (12) anliegen.
Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays, insbesondere mittels einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: Anordnen eines Abdeckelements (18) auf einer Matrize (10), insbesondere derart, dass Bereiche zwischen den Kavitäten (12) der Matrize (10) abgedeckt sind, Dosieren einer wirkstoffenthaltenden Flüssigkeit in die Kavitäten (12), Entfernen des Abdeckelements (18) und Dosieren einer wirkstofffreien Flüssigkeit in die Kavitäten (12) und auf eine Oberseite (14) der Matrize zum Erzeugen einer Trägerschicht (30) des Mikro-Arrays.
Verfahren zum Herstellen eines Mikro-Arrays nach Anspruch 9, bei welchem vor dem Entfernen des Abdeckelements (18) ein Trockenschritt erfolgt.