DE202004003389U1

DE202004003389U1 - Applicator zum Einbringen von Wirkstoffen in menschliche Haut

Info

Publication number: DE202004003389U1
Application number: DE202004003389U
Authority: DE
Original assignee: Nano Device and System Research Inc; Nano Device and System Res Inc; Texmac Inc
Current assignee: Nano Device and System Research Inc; Nano Device and System Res Inc; Texmac Inc
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2014-02-27
Also published as: US8353861B2; US20050065463A1

Abstract

Applikator zum Einbringen von Wirkstoffen in menschliche Haut, gekennzeichnet durch
a) eine Basis (13);
b) eine Vielzahl von Mikronadeln (14, 17, 21, 24, 25, 26, 27, 31, 44, 50), die an der Basis (13) angebracht sind und die von der Basis um einen für ein Eindringen in die Haut ausreichenden Abstand abragen und die aus einem sich auflösenden und in der Haut verteilenden Material sind und
c) einen Wirkstoff (15, 27, 34), der von den Mikronadeln zur Abgabe in die Haut mitgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Applikator zum Einbringen von Wirkstoffen in menschliche Haut.
Das Verändern des Aussehens der menschlichen Haut oder das Behandeln von menschlicher Haut mit flüssigen Mitteln oder Pulvern ist bisher üblicherweise durch Auftragen auf die Hautoberfläche erfolgt. Beispielsweise sind früher Auftragungen eingesetzt worden, um zu versuchen, Hornhautteile der Haut sowohl auf chemischem Wege als auch durch Nährstoffbehandlung zu beseitigen. Jedoch ist die Verhornung ein kompliziertes biologisches Phänomen und auch ein Problem, das vorwiegend durch den Alterungsprozess auftritt. Mit den bekannten Arten des Auftragens wird der Wirkstoff nur zeitweilig gehalten, da solche Wirkstoffe leicht durch Schwitzen, Waschen, unbeabsichtigtes Berühren mit anderen Materialien und durch Wetterbedingungen entfernt werden können. Das macht es notwendig, die Substanzen täglich oder noch häufiger wieder aufzutragen. Darüber hinaus ist eine gewünschte Eindringtiefe in die Haut nur schwer genau zu kontrollieren. Es bestehen deshalb größere Probleme bezüglich des Nutzens, der Wirksamkeit und der Zweckmäßigkeit bei üblichen Anwendungen.
Auch ist es üblich, Medikamente wie Insulin, Interferon oder Schmerzmittel mittels Nadeln in die Haut oder das Fleisch von Patienten einzuspritzen. Diese Nadeln dringen üblicherweise wesentlich tiefer ein als notwendig und können bezüglich der Tiefe der Eindringung nicht verlässlich kontrolliert werden. Darüber hinaus verursachen sie häufig Schmerzen bei dem Patienten.
Es bestehen somit größere Probleme in der Verträglichkeit, der Wirksamkeit und der Zweckmäßigkeit im Aufbringen von Wirkstoffen, wenn die bekannten Arten des Aufbringens angewandt werden.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, Wirkstoffe in die menschliche Haut einzubringen, insbesondere in die Hornhaut, um das Aussehen der Haut zu verbessern, um kosmetischen Effekte zu erzielen oder chemische Verbesserungen der Haut zu erzielen, oder in die Lederhaut, um Medikamente in den Körper einzubringen. Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, bequem, sicher und wirksam den gewünschten Effekt an der Oberfläche der Haut zu erzielen oder Medikamente in den Körper einzubringen, indem Mikronadeln verwendet werden, die mit einer kontrollierten Tiefe eindringen und die kein ungewünschtes Gefühl oder Schmerz während der Anwendung erzeugen. Die erfindungsgemäßen Mikronadeln lassen sich wirtschaftlich herstellen.
Der Applikator nach der vorliegenden Erfindung hat eine Basis und eine Vielzahl von Mikronadeln, die an der Basis befestigt sind und davon mit einem Abstand abragen, der ausreichend ist, um in die Haut einzudringen. Die Mikronadeln sind aus einem Material, das geeignet ist, sich aufzulösen und sich in der Haut zu verteilen, wenn die Mikronadeln in die Haut eingeführt sind. Ein Wirkstoff wird von den Mikronadeln zur Übergabe an die Haut mitgeführt. Der Wirkstoff kann in dem Material der Mikronadel verteilt sein, beispielsweise gleichmäßig über das gesamte Material der Mikronadel. Der Wirkstoff kann aber auch in Aussparungen der Mikronadeln oder in Kapseln enthalten sein, die ihrerseits in den Mikronadeln enthalten sind. Bevorzugt ragen die Mikronadeln von der Basis etwa 0,5 μ bis 500 μ ab um Wirkstoffe in die Hornhaut einzubringen oder ragen etwa 500 μ bis 5.000 μ ab um Wirkstoffe in die Lederhaut abzugeben. Die Mikronadeln können kegelförmig, rechteckig, quadratisch oder im Querschnitt wenigstens teilweise elliptisch sein oder eine andere geeignete Form haben. Vorzugsweise beträgt die kleinste Kante oder der kleinste Durchmesser an der Basis etwa 0,5 μ bis 100 μ.
Außerdem werden die Mikronadeln vorzugsweise so geformt, dass sie ein Abbrechen wenigstens der äußeren Abschnitte in der Haut erleichtern, wenn die Basis wieder entfernt wird. Das kann dadurch erleichtert werden, dass die Mikronadeln Verengungen vor ihren Enden haben oder einen Absatz zwischen dicken inneren Abschnitten und dünnen äußeren Abschnitten oder auch stachelförmige Spitzen haben.
Um das Einführen der Mikronadeln zu erleichtern können die Spitzen schneidenartig angeschärft sein.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind Mikrobehälter mit Wirkstoffen innerhalb der Mikronadeln enthalten, vorzugsweise in Aussparungen oder in stachelförmigen Spitzen von den Mikronadeln. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Mikronadeln mit haarfeinen Aussparungen in den äußeren Abschnitten versehen, um die Wirkstoffe für eine Übergabe in die Haut aufzunehmen.
Das Verfahren zum Herstellen von erfindungsgemäßen Mikronadeln enthält das Bilden eines Mikronadelmusters durch Röntgenlithografie, wobei ein auf Röntgenstrahlen empfindliches Photopolymer mittels einer Syncotronröntgenstrahlung bestrahlt wird. Dann wird eine Negativform des Mikronadelmusters durch Elektrotypverfahren gebildet. Dann werden die Mikronadeln in die Form eingespritzt oder eingegossen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material der Mikronadeln Zucker, der sich leicht nach Einführen der Mikronadeln in die Haut auflöst. Beispiele von geeigneten sich auflösenden Materialien enthalten Maltose, Dextron, Fructose, Glucose, Galactose, Lactose und Saccharose, die jeweils alleine als das sich auflösende Material oder in Form einer Mischung aus Maltose oder mit irgendeinem der anderen Materialien Verwendung finden können. Andere geeignete Materialien können benutzt werden, die sich in der Haut auflösen, nachdem die Mikronadeln in die Haut eingeführt worden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das auf Röntgenstrahlen empfindliche Polymer ein Polymer, das Polymethylmetacrylat enthält.
Bei einer Art des Verfahrens ist ein Wirkstoff vorzugsweise gleichmäßig in das Material der Mikronadeln vor dem Gießen verteilt worden.
Viele Abwandlungen und Verbesserungen der Erfindung, die hierin offenbart wird, werden als innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung angesehen, die nicht durch die spezielle Offenbarung oder die beigefügten Zeichnungen beschränkt ist. Die Erfindung soll nur durch den Bereich der beigefügten Ansprüche begrenzt sein.
Weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt.
1 ist eine stark vergrößerte perspektivische Ansicht eines Applikators, der die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwirklicht,
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Applikators der 1, der an einem Pflaster befestigt ist, um den Applikator an der Haut eines Menschen anzubringen,
3 ist eine perspektivische Darstellung des Applikators nach 1,
4 ist eine Ansicht einer Form einer Mikronadel, die an einer Basis entsprechend der vorliegenden Erfindung befestigt ist,
5 ist eine Seitenansicht ähnlich 4, die eine Mikronadel mit einer Verengung zwischen ihren Enden zeigt,
6 ist eine Seitenansicht ähnlich 2, die eine Mikronadel zeigt, die einen dünnen äußeren Abschnitt und einen dicken inneren Abschnitt aufweist,
7 ist eine Seitenansicht ähnlich 6, die eine Mikronadel zeigt, die einen konischen dickeren inneren Abschnitt aufweist,
8 ist eine Seitenansicht ähnlich 4, die eine Mikronadel in der Form eines Prisma zeigt,
9 ist eine Seitenansicht der Mikronadel und der Basis nach 8 in einer Ansicht von rechts auf die 8,
10 ist eine Seitenansicht ähnlich 4, die eine Mikronadel mit einer stachelartigen oder widerhakenartigen Spitze an ihrem äußeren Ende zeigt,
11 ist ein vertikaler Schnitt durch die Mikronadel und die Basis der 10,
12 ist eine Seitenansicht ähnlich 2, die die Mikronadel mit einer mittleren sich in ihrer Längsrichtung erstreckenden Aussparung zeigt,
13 ist ein Vertikalschnitt durch die Mikronadel und die Basis der 12 und
14a, b, c und d sind Darstellungen von unterschiedlichen, schneidenartig angeschärften äußeren Enden der Mikronadeln nach der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung nimmt Bezug auf die JP 2003-238347 AA.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Applikators nach der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Es besteht aus einer Masse 12 einer Vielzahl von Mikronadeln, die von einer Basis 13 abragen, an der sie befestigt sind. Die Masse 12 umfasst Tausende von einzelnen Mikronadeln, die mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. Aus Darstellungsgründen ist der Applikator 10 in 1 in wesentlich größerer Abmessung dargestellt, wobei die Mikronadeln 14 in der Masse 12 in einer wesentlich reduzierten Anzahl aus Gründen der Klarheit der Darstellung gezeigt sind.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter Mikronadel eine Nadel verstanden, die eine Längendimension im Bereich von Mikron hat.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Mikronadeln 14 an einer Basis 13 befestigt. Sie ragen von dieser Basis mit einem Abstand ab, der ausreicht, um die Haut zu durchdringen, wenn der Applikator gegen die Haut eines Menschen gedrückt wird. Dieser Abrageabstand liegt, wenn ein Wirkstoff in die Hornhaut eingebracht werden soll, vorzugsweise in dem Bereich von etwa 5 μ bis 500 μ. Wenn der Applikator benutzt wird, um Wirkstoffe in die Lederhaut einzubringen, liegt der Abrageabstand oder die Höhe der Mikronadeln 14 vorzugsweise in dem Bereich von etwa 500 μ bis 5.000 μ.
Die Mikronadeln 14 sind aus einem geeigneten Material hergestellt, das fähig ist, sich in der Hornhaut oder der Lederhaut aufzulösen und zu verteilen, nach dem die Mikronadeln 14 in die Haut eingeführt sind. Ein bevorzugtes Material ist Zucker, bei spielsweise ein Material, das zu 97% Maltose und 3% Dextran enthält. Zur Erleichterung der Herstellung werden die Mikronadeln 14 und die Basis 13 einteilig aus dem gleichen Material gebildet. Andere Materialien können mit dem Grundmaterial gemischt werden, um veränderte Charakteristika zu erhalten, so beispielsweise eine verlangsamte Verteilung. Beispielsweise kann Polymilchsäure zugesetzt werden, um die Verteilungsgeschwindigkeit zu verringern. Andere Materialien als Zucker können statt Zucker verwendet werden, die fähig sind, sich aufzulösen und sich in der Hornhaut oder der Lederhaut zu verteilen. Beispielsweise kann anstelle von Zucker Milchsäure verwendet werden. Beispiele von geeigneten sich auflösenden Materialien schließen Maltose, Dextran, Fructose, Glucose, Glactose, Lactose und Succarose ein, die jeweils einzeln als das sich auflösende Material oder in Mischung mit Maltose oder mit einem anderen Material benutzt werden können.
Der Zweck des Applikators ist, Wirkstoffe in die Hornhaut oder in die Lederhaut zu bringen. Für kosmetische Zwecke wird der Wirkstoff vorzugsweise in die Hornhaut eingebracht. Es kann ein kosmetisches Pulver sein, wie auf eine gewünschte Hautfarbe eingefärbtes Bariumsolat oder ein roter Nahrungsmittelfarbstoff zum Gebrauch als Kennzeichnung oder Tusche um einen kosmetischen Effekt zu erzeugen oder ein organisches Material als Ultraviolettschutz um die darunter liegenden Hautteile gegen ultraviolette Sonnenstrahlen zu schützen. Da der Werkstoff in die Hornhaut eingebracht wird, wird er nicht schnell verschwinden und kann deshalb einen kosmetischen Effekt herbeiführen, der für eine verlängerte Zeitspanne anhält, die von ein paar Tagen bis zu mehreren Monaten reichen kann.
Zum Einbringen von Medikamenten wie Insulin, Interferon oder Schmerzmitteln oder anderen Medikamenten werden diese Medikamente in die Lederhaut eingebracht. In der Lederhaut ist mehr Feuchtigkeit. Sie ist auch wärmer als die Hornhaut. Deshalb wird ein Medikament vorteilhafterweise in der Lederhaut schneller verschwinden als in der Hornhaut.
Der Wirkstoff 15 ist in den Mikronadeln 14 enthalten. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Wirkstoff mit dem Grundmaterial zum Herstellen der Mikronadeln 14 vermischt wird, bevor das Material in die Mikronadeln 14 umgeformt wird. Das führt zu einem homogenen Gemisch des Wirkstoffes innerhalb des Materials der Mikronadeln 14.
Wenn der Wirkstoff 15 in dem Material der Mikronadeln 14 verteilt ist, wird er in der Hornhaut oder in der Lederhaut nach dem Auflösen des Materials der Mikronadeln 14 freigegeben, wenn der Applikator 10 auf die Haut eines Menschen gebracht wird. Eine typische Mikronadel 14 ist in 4 dargestellt. Diese Mikronadel 14 ist kegelförmig und verjüngt sich von der Basis 13 zu der äußeren Spitze 16. Bei dieser Ausführungsform ist der Wirkstoff innerhalb des Materials 15 der Mikronadel 14 verteilt.
Um das Trennen oder Abbrechen des äußeren Abschnitts einer Mikronadel 14 innerhalb der Haut zu erleichtern, ist die Mikronadel 17 nach 5 mit einem kegelförmigen äußeren Abschnitt und einer Verengung 20 zwischen den Enden der Mikronadel versehen, so dass das Abbrechen des äußeren Abschnittes 18 an der Verengung 20 bei einer Bewegung der Basis 13 erleichtert wird.
Eine alternative Gestalt einer Mikronadel mit einer das Trennen oder Abbrechen des äußeren Abschnittes erleichternden Form ist in 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Mikronadel 21 einen äußeren konischen Abschnitt 22 und einen vergrößerten zylindrischen inneren Abschnitt 23, mit dem Ziel, dass der äußere Abschnitt 22 von dem inneren Abschnitt 23 bei Bewegungen der Basis 13 abbrechen wird. 7 zeigt eine ähnliche Mikronadel 24, bei welcher der innere Abschnitt 23' konisch ist.
Eine andere alternative Form der Mikronadel ist in 8 und 9 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Mikronadel als ein dreiseitiges, sich verjüngendes Prisma ausgebildet.
Anstatt den Wirkstoff in dem Material der Mikronadel 14 verteilt zu haben, kann der Wirkstoff von der Mikronadel in einer Aussparung aufgenommen werden. Der Wirkstoff kann durch Kappilarwirkung zurückgehalten werden oder in einem löslichen oder in anderer Weise sich auflösenden Mikrobehälter eingekapselt sein. Das Konzentrieren des Wirkstoffes in einer Ausnehmung erfordert eine aufwendigere Herstellung als das Verteilen des Wirkstoffes in dem Material der Mikronadel und der Basis. Es kann jedoch notwendig sein, wenn der Wirkstoff nicht mit dem Grundmaterial der Mikronadel kompatibel ist. Es wird auch vorzuziehen sein, wenn der Wirkstoff teuer ist und bedeutende Mengen in der Basis verschwendet würden, die nicht in die Haut eingegeben werden.
Eine Mikronadel 26, die den Wirkstoff getrennt mit sich führt, ist in 10 und 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Wirkstoff 27 in einem kugelförmigen Mikrobehälter eingekapselt, der in die stachelartige oder widerhakenartige Spitze 29 der Mik ronadel 26 eingebettet ist. Diese stachelartige Spitzengestaltung erleichtert das Trennen der Spitze 29 von dem Rest der Mikronadel, wenn die Basis von der Haut weggenommen wird. Der Mikrocontainer 28 kann vorzugsweise aus den gleichen Zuckern oder anderen Materialien als das Material der Mikronadel 26 sein. Der Mikrobehälter kann für Wirkstoffe wie Insulin oder Vitamin C benutzt werden, die nicht kompatibel mit dem Material der Mikronadel sind oder die zu teuer sind, wenn sie völlig mit dem Material der Mikronadel gemischt würden.
Das Zurückhalten eines Wirkstoffes aufgrund Kappilarwirkung in einer Mikronadel ist in 12 und 13 dargestellt. In der Mikronadel 31 ist eine zylindrische Ausnehmung 32 vorgesehen, die sich von dem offenen Ende 33 mittig entlang der Achse der Mikronadel über die volle Länge der Mikronadel 31 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform wird ein in der Ausnehmung 32 zurückgehaltener Wirkstoff 34 in die Hornhaut oder die Lederhaut nach Auflösung des Materials der Mikronadel 31 freigegeben. Eine typische Ausnehmung hat 10 μ bis 100 μ im Durchmesser.
Um ein schmerzloses Einführen der Mikronadel in die Haut und insbesondere mit längeren Nadeln, die die Lederhaut durchdringen sollen, zu erlauben, werden die Spitzen der Nadeln als Schneiden gestaltet, wie das in 14a, b, c, und d dargestellt ist. Die Nadelspitze 36 der 14a verjüngt sich scharf auf allen Seiten zu einer scharfen Spitze 37. Die Ausnehmung 38 mündet im Abstand von der Spitze 37 um die Spitze nicht abzustumpfen. Die Nadelspitze 39, die in 14b dargestellt ist, hat eine Seite 40, die sich zu einer scharten Kante 41 an der Spitze auf einer Seite verjüngt, wobei die Ausnehmung 42 in der Seite 40 kurz vor der scharten Kante 41 mündet, um nicht die scharte Kante 41 zu stören. Die in 14c dargestellte Nadelspitze 43 ist an dem En de einer zylindrischen oder konischen Mikronadel 44 vorgesehen. Sie hat eine geneigte Fläche 45, die sich schart zu einer äußeren Spitze 46 verjüngt. Die Ausnehmung 47 mündet in der geneigten Fläche 45. Die in 14d dargestellte Nadelspitze 48 ist geteilt. Sie wird mittels eines U-förmigen Einschnitts 49 in das äußere Ende einer zylindrischen oder konischen Mikronadel 50 gebildet, die eine Fläche aufweist, die zu einer scharten Spitze 52 geneigt ist. Die Ausnehmung 53 mündet in dem Grund des U-förmigen Einschnitts 49.
Der Applikator 10 wird bevorzugt dadurch hergestellt, dass zuerst ein Muster hergestellt wird, in dem Syncrotron-Röntgenstrahlung durch eine Maske hindurch mit einem speziellen Muster benutzt wird, um ein auf Röntgenstrahlen empfindliches Photopolymer zu bestrahlen, das Polymethylmetacrylat enthält. Dieses Photopolymer wird dann entwickelt, um den bestrahlten Bereich zu entfernen. Das erfolgt vorzugsweise mit der Mikroherstellungstechnologie, die in der JP-2002-151395 AA offenbart ist, auf die hier Bezug genommen wird. Diese Technologie ist weiterentwickelt worden, um im Mikronenbereich eine Präzisionsbearbeitung zu erleichtern, in dem Röntgenstrahlen mit ultrakurzer Wellenlänge durch syncrotrone Röntgenstrahlung erzeugt werden. Eine Gießform wird dann von dem Muster hergestellt, beispielsweise durch ein elektrolytisches Verfahren. Die Form bildet ein umgekehrtes Profil von dem Muster. Die Form kann beispielsweise aus Nickel, Titan, rostfreiem Stahl oder anderem geeigneten Werkstoff oder einer Legierung hergestellt werden.
Für größere Mikronadeln, die für das Eindringen in die Lederhaut benutzt werden, kann das Muster mittels Ultraviolett-Lithografie und einem Ultraviolett-Polymer hergestellt werden, das mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wird.
Nachdem Herstellen der Form wird das Material der Mikronadel 14 und der Basis 13 in der Form durch Spritzgießen oder Gießen gebildet, um das einteilige Endprodukt aus Mikronadeln 14 und Basis 13 herzustellen.
Der Applikator 10 oder eine Mehrzahl von Applikatoren kann zeitweise auf der Haut behalten werden, in dem die Applikatoren auf einem klebenden Band 35, einem medizinischen Klebeband, angebracht und das Klebeband auf die Haut geklebt wird, wie das in 3 dargestellt ist.
Die nachfolgenden Beispiele offenbaren Wege, wie die vorliegende Erfindung in der Praxis benutzt werden kann. Diese Beispiele sind jedoch nicht beschränkend zu verstehen, da die vorliegende Erfindung Anwendungen in vielen anderen Weisen erlaubt, wie ein Fachmann erkennen wird.
Beispiel 1
Der Applikator wird benutzt um eine entfärbte oder in ungewünschter Weise gefärbte Stelle der Haut eines Gesichtes abzudecken. Das Material der Mikronadel und der Basis ist mit einem kosmetischen Pulver hergestellt, das eine der Hautfarbe des Patienten ähnliche Farbe hat und der gleichmäßig in dem Material der Mikronadel verteilt wird. Eine Vielzahl von Applikatoren kann benutzt werden, wenn die zu behandelnde Stelle relativ groß ist. Da die normale Dicke einer Hornhautschicht einer Haut mehr als 100 μ und weniger als 300 μ beträgt, wird eine Mirkronadellänge von 50 μ bis 70 μ benutzt, wobei die Breite der Spitze weniger als 5 μ beträgt, um eine Schmerzerzeugung zu vermeiden.
10.000 kegelförmiger Nadeln mit einer Länge von 60 μ und einem Durchmesser von 10 μ werden aus mit 20 Gewichtsprozent eines kosmetischen Pulvers gemischter Maltose gebildet, entsprechend der vorstehend beschriebenen Herstellungsmethode. Sie werden auf einer Basis 13 von einem Quadratzentimeter gebildet.
Der Applikator wurde leicht auf einen Hautbereich des Gesichts des Patienten aufgelegt und etwa zehnmal von Hand angedrückt. Anschließend wurde die Basis entfernt, wobei die Mikronadeln oder wenigstens die äußeren Abschnitte der Mikronadeln in der Haut belassen wurden. Diese Behandlung eliminiert jeglichen sichtbaren Unterschied in dem Aussehen von dem umgebenden Hautbereich.
Eine Abwandlung dieses Beispiels verwendet kegelförmige Mikronadeln mit 150 μ Länge, einem Durchmesser im Bereich der Basis von 50 μ und einem Durchmesser an der Spitze von 5 μ. Die Nadeln bestehen aus einem Material das 95% Maltose, 3% Dextran und 2% Vitamin C enthält.
Beispiel 2
In Krankenhäusern werden häufig zum Vermeiden von Verwechslungen Neugeborene mit Bändern oder Markierungen mit Stiften odgl. versehen. Diese Kennzeichnungen gehen jedoch häufig bei der Behandlung der Neugeborenen oder durch Bewegungen der Neugeborenen verloren. Mit dem erfindungsgemäßen Applikator kann in der Hornhaut eines Neugeborenen eine Markierung sicher angebracht werden, die nicht durch Behandlungen oder Bewegungen des Neugeborenen verloren geht.
Bei diesem Beispiel wurden entsprechend der vorbeschriebenen Herstellungsmethode auf einer 0,5 cm² großen Basis 2.500 koni sche Mikronadeln mit 70 μ Länge und 20 μ Durchmesser aus Maltose hergestellt, die mit 15 Gewichtsprozent einer Lebensmittelfarbe gemischt waren. Der Applikator wurde leicht auf die Haut einer Testperson aufgelegt und dann von Hand etwa zehnmal leicht angedrückt (für Testzwecke wurde eine erwachsene Person benutzt und kein Neugeborenes). Dann wurde die Basis entfernt. Ein 0,5 cm² große Markierung in roter Farbe wurde erhalten. Die rote Farbe verschwand etwa nach zwei Monaten vollständig.
Beispiel 3
In dem Bereich der Unterhaltungsindustrie wünschen Schauspieler oder andere Darsteller häufig Hautmarkierungen, die Schönheitsflecke oder andere gewünschte Effekte erzielen. Es besteht deshalb ein Bedürfnis für wiederholbare Schminktechniken, das durch die vorliegende Erfindung leicht und schnell erfüllt werden kann. Neu Ausdrucksweisen, die die Unterhaltungskultur verändern können, können mit dieser Technik verwirklicht werden. Ebenso kann diese Technik aber auch durch die Öffentlichkeit verwendet werden.
Für diesen Zweck kann ein Applikator hergestellt werden, der auf einer runden Basis von 0,3 cm Durchmesser zylindrische Nadeln von 60 μ Länge und 15 μ Durchmesser aufweist, die aus Maltose gemischt mit 10 Gewichtsprozent Tusche gebildet werden. Dieser Applikator kann beispielsweise leicht auf den Rücken einer Hand oder auf eine andere Stelle der betreffenden Person angelegt werden und mit Hand etwa zehnmal angedrückt werden. Nach Entfernen der Basis bleiben Abschnitte der Mikronadeln in der Haut. Das Ergebnis ist, dass ein Schönheitsfleck von 0,3 cm Durchmesser in einfacher Weise und ohne Schmerz geschaffen wird. Es ist zu erwarten, dass dieser Schönheitsfleck für etwa drei Monate sichtbar bleiben wird.
Beispiel 4
Im Gesicht oder auf anderen Teilen des Körpers werden kosmetische Puder oder Öle üblicherweise als Sonnenschutz oder Sunblocker verwendet. Diese verlieren häufig ihre Wirkung, da sie leicht durch Schwitzen, Baden, Waschen oder Kontakt mit anderen Gegenständen entfernt werden können. Mit dem vorliegenden Beispiel kann Sonnenschutzmaterial dicht unter der Gesichtshaut oder Körperhaut angebracht werden um einen Sonnenschutz oder einen Sunblocker zu erhalten, der einige Tage andauert. Das ist dann weit wirksamer als die in üblicherweise angebrachten Sonnenschutzmittel.
Für diesen Zweck werden auf einer Basis mit einem Zentimeter Durchmesser 70 μ lange und 10 μ im Durchmesser betragende konische Mikronadeln aus Maltose gebildet, die mit 1 Gewichtsprozent eines organischen Ultraviolettschutzes gemischt wird, beispielsweise mit Parasol MCX (Octylmetoxycinamate). Dieser Applikator wird leicht auf dem Rücken einer Hand einer Versuchsperson angeordnet und dann von Hand etwa zehnmal leicht angedrückt. Nach dem Entfernen bleiben Teile der Mikronadeln in der Hornhaut. Die Testperson setzte in dem nachfolgenden Monat den Rücken ihrer Hand der direkten Sonneneinstrahlung aus. Das Ausmaß der Sonneneinwirkung wurde geprüft. Das Ergebnis war, dass ein runder Abschnitt von einem Durchmesser nicht so sonnenverbrannt war die umgebenden Bereiche und dass die Testperson keinen Sonnenbrandgefühl in diesem Bereich hatte. Der Sonnenschutzeffekt verschwand nach etwa zweieinhalb Monaten.
Die vorausgehenden Beispiele zeigen, dass der erfindungsgemäße Applikator benutzt werden kann, um kosmetische Pulver, beispielsweise Farbstoffe oder beispielsweise Ultraviolettabsorber anzubringen. Der Wirkstoff kann in die Hornhaut eingebracht werden, in dem die Spitzen oder ein Teil der Mikronadeln in der Haut verbleiben. Da das Grundmaterial der Mikronadeln Zucker ist, lösen sich die in der Haut verbleibenden Teile der Mikronadeln auf und verteilten sich in der Haut und letztlich im Körper, was für den Körper unschädlich ist. Der Wirkstoff wird in der Haut zwischen ein paar Tagen und ein paar Monaten zurückgehalten. Das Benutzen des erfindungsgemäßen Applikators ist somit schmerzfrei, sicher, wirksam und leicht anwendbar.
Beispiel 5
Es wird in Betracht gezogen, dass Aspirin (Acetylsalicidsäure) mit Zuckermaterial in einem Verhältnis von 95% Maltose, 3% Dextran und 2% Aspirin gemischt und in Nadeln geformt werden kann, beispielsweise in die in 4 dargestellte Nadel mit 1.000 μ Länge, 500 μ im Durchmesser an der Basis und 5 μ Durchmesser an der Spitze.
Mittels der vorliegenden Erfindung können Wirkstoffe in die Haut in einer schmerzfreien Weise implantiert werden, wobei der Wirkstoff in einem stabilen Zustand während des Erneuerungsprozesses der Haut bleibt, so dass der Wirkstoff für eine längere Zeit in der Hornhaut verbleibt, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, wiederholt Wirkstoffe auf die Haut aufzubringen, beispielsweise täglich. Durch Verwendung von Zucker als Material für die Mikronadeln wird dieses Material in der Haut verteilt und auch in Blutgefäßen, wenn die Eindringung zufällig tiefer als beabsichtigt ist, so dass die Anwendung sicher ist. Wenn ein sich im Körper auflösender Wirkstoff bis zur Tiefe der Lederhaut eingebracht wird, so kann er sich leicht auflösen. Wenn der Wirkstoff sich nicht auflöst, wie beispielsweise Tätowiermaterial, so wird er im Wesentlichen permanent zurückbleiben, wenn er in die Lederhaut eingebracht wird.
Aufgrund der vorausgegangenen schriftlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden Fachleute sofort verstehen, dass die vorliegende Erfindung ein breites Anwendungsgebiet besitzt. Viele Ausführungsformen und Anpassungen der vorliegenden Erfindung über die hierin beschriebenen hinaus sowie viele Abwandlungen und äquivalente Anordnungen werden erkennbar aus der vorausgegangenen Beschreibung, die nicht von dem Kern der vorliegenden Erfindung abweichen. Entsprechend ist zu verstehen, dass die detaillierte Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen nur den Zweck hat, eine vollständige ausführbare Offenbarung der Erfindung zu geben. Die vorstehende Offenbarung bezweckt nicht und soll auch nicht so verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung beschränkt werden soll, oder dass irgendwelche Ausführungsformen, Anpassung, Veränderungen und äquivalente Anordnungen ausgeschlossen werden. Die vorliegende Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.

Claims

Applikator zum Einbringen von Wirkstoffen in menschliche Haut, gekennzeichnet durch a) eine Basis (13); b) eine Vielzahl von Mikronadeln (14, 17, 21, 24, 25, 26, 27, 31, 44, 50), die an der Basis (13) angebracht sind und die von der Basis um einen für ein Eindringen in die Haut ausreichenden Abstand abragen und die aus einem sich auflösenden und in der Haut verteilenden Material sind und c) einen Wirkstoff (15, 27, 34), der von den Mikronadeln zur Abgabe in die Haut mitgeführt wird.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff (15) in dem Material der Mikronadeln (14, 17, 21, 24, 25) verteilt ist.
Applikator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff gleichmäßig in den Mikronadeln verteilt ist.
Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff (27) in die Mikronadeln (26) eingekapselt ist.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (13) und die Mikronadeln einteilig aus dem gleichen Material sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff gleichmäßig über die Basis (13) und die Mikronadeln verteilt ist.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (14, 17, 21, 24, 31) im Wesentlichen kegelförmig geformt sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln im Querschnitt quadratisch sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (25) im Querschnitt polygonal sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln im Querschnitt wenigstens teilelliptisch sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Mikronadeln im Wesentlichen im menschlichen Körper lösbare Zucker sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (17, 21, 24) vor ihren Enden Querschnittsverringerungen aufweisen, um ein Abbrechen der über diese Querschnittsverringerungen hinausragenden Teile zu erleichtern, um diese in der Haut zu belassen.
Applikator nach einen der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (21, 24) relativ dünne äußere Abschnitte und anschließend an die Basis relativ dicke innere Abschnitte aufweisen, wobei eine Stufe zwischen diesen Abschnitten vorgesehen ist, um ein Trennen der äußeren Abschnitte von den inneren Abschnitten zu erleichtern, wobei die äußeren Abschnitte in der Haut verbleiben.
Applikator nach einen dem Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (44, 50) schneidenartige Spitzen (37, 41, 46, 52) aufweisen, um ein Einführen in die Haut zu erleichtern.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Mikrobehälter (28) mit dem Wirkstoff (27) in den Mikronadeln (26) vorgesehen sind, um in die Haut geliefert zu werden.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (26) mit stachelförmigen Spitzen (29) gebildet sind, wobei die Mikrobehälter (28) in den stachelförmigen Spitzen angeordnet sind, um mit den stachelförmigen Spitzen von dem Rest (30) der Mikronadeln abgetrennt zu werden, um bei Entfernen der Basis (13) in der Haut zurückgehalten zu werden.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (31, 44, 50) haarfeine Ausnehmungen (32, 42, 47, 53) in ihren äußeren Abschnitten haben, um den Wirkstoff zum Abgeben an die Haut zurückzuhalten.
Applikator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die haarfeinen Ausnehmungen (34, 42, 47, 53) sich entlang einer Mittelachse der Mikronadeln (31, 44, 50) erstrecken und an den äußeren Enden offen sind.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln mit einem Abstand von der Basis (13) abragen, der ausreicht, um eine Hornhaut zu durchdringen.
Applikator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln etwa 0,5 μ bis 500 μ von der Basis (13) abragen.
Applikator nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (14, 17, 21, 24, 31) im Wesentlichen kegelförmig geformt sind und an der Basis (13) einen Durchmesser von etwa 0,1 μ bis 100 μ haben.
Applikator nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln im Querschnitt quadratisch sind und eine Kantenlänge von etwa 0,1 μ bis 100 μ haben.
Applikator nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (25) im Querschnitt polygonal sind, wobei die Seitenlängen an der Basis (13) etwa 0,1 μ bis 100 μ sind.
Applikator nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln im Querschnitt wenigstens teilweise elliptisch sind, wobei der kleinste Durchmesser an der Basis 0,1 μ bis 100 μ ist.
Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln von der Basis (13) mit einem Abstand abragen, der ausreicht, um die Lederhaut zu durchdringen.
Applikator nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln etwa 500 μ bis 5.000 μ von der Basis (13) abragen.
Applikator nach Anspruch 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (14, 17, 21, 24, 31) im Wesentlichen kegelförmig geformt sind und an der Basis (13) einen Durchmesser von etwa 0,1μ bis 1.000 μ haben.
Applikator nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (36, 39) im Querschnitt quadratisch sind und eine Kantenlänge von etwa 0,1 μ bis 1.000 μ aufweisen.
Applikator nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln (25) einen polygonalen Querschnitt mit Seitenlängen von etwa 0,1 μ bis 1.000 μ haben.
Applikator nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikronadeln wenigstens teilweise elliptisch im Querschnitt sind und einen kürzesten Durchmesser von 0,1 μ bis 1.000 μ an der Basis haben.