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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Arzneimittels in einem Verpackungsmaterial, ein das Arzneimittel
umfassendes Verpackungsgussmaterial und eine das Verpackungsmaterial
umfassende Kassette.
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Hintergrund der Erfindung
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Einige
Arzneimittel werden parenteral verabreicht, weil entweder eine schnelle
Wirkung erwünscht
ist oder das Arzneimittel aufgrund seiner Beschaffenheit im Magen
vernichtet wird, bevor irgendeine Wirkung des Arzneimittels stattgefunden hat.
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Bei
dem weitaus am breitesten verwendeten Verfahren zur parenteralen
Injektion von Arzneimitteln handelt es sich um die Injektion einer
wässrigen Lösung unter
Verwendung einer Injektionsspritze. Die Verwendung von wässrigen
Lösungen
ist mit einer Anzahl von innewohnenden Problemen verbunden. Zum
Injizieren eines vorgegebenen Arzneimittelvolumens muss auch ein
viel größeres Volumen
an Wasser und verschiedenen Zusätzen
injiziert werden, was zur Injektion eines großen Volumens führt. Insbesondere
zur Muskelinjektion wird der mit der Injektion verbundene Schmerz
hauptsächlich
durch das injizierte Volumen und nicht durch die Durchdringung der
Haut verursacht. Jegliche Reduktion des Volumens würde folglich
zu einer Reduktion von Schmerz für
den Patienten führen.
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Die
Injektion von Arzneimitteln als feste Teilchen, wie Pulverinjektion
und Injektion von Arzneimitteln mit der Gestalt von Nadeln, ist
bereits im Stand der Technik diskutiert worden, wobei Letzteres
mit größerer Präzision verabreichbar
sind als die Pulver.
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Der
Versuch des Spritzgießens
von Tabletten ist bereits worden, was z.B. von Cuff et Raouf in „A Preliminary
Evaluation of Injection Moulding as a Technology to Produce Tablets" beschrieben ist.
Die Herstellung von gussfähigen
Zusammensetzungen zu Injektionszwecken wurde bisher nicht vorgeschlagen.
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Zum
Erhalt einer zufrieden stellenden parenteralen Festdosisinjektion
muss das zu injizierende Arzneimittel ein geringes Volumen aufweisen,
um den Injektionsschmerz zu vermeiden und eine gewünschte Auflösungsgeschwindigkeit
zu erzielen. Auch sollte vorzugsweise das Arzneimittel mit einer gut
definierten Festigkeit versehen sein, um zu ermöglichen, dass es die Haut des
Patienten, ob Tier oder Mensch, durchdringt. Weiterhin sollte das
Arzneimittel bei Umgebungstemperatur sowohl in Bezug auf die Festigkeit
als auch auf die Struktur des Arzneimittels und die biologische
Aktivität
des Arzneimittels langzeitstabil sein. Die vorbestimmte Festigkeit kann
unter Verwendung eines Trägers
zusätzlich
zu dem zu verabreichenden Arzneimittel bereitgestellt werden. Ein
zum Bereitstellen der nötigen
Festigkeit verwendeter Träger
sollte Verbindungen umfassen, die gewebeverträglich und in der Pharmakopöe enthalten
sind.
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Injizierbare
Arzneimittel sind von Natur aus sehr klein, um im Wesentlichen ohne
die Verursachung von Schmerz injiziert zu werden. Ein Problem mit
diesen Zusammensetzungen ist jedoch deren Größe, da derartige Größen ohne
ein Werkzeug, wie eine Zange, zum Anordnen der Zusammensetzung für die Injektion
nicht gehandhabt werden können.
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Es
ist z.B. aus
US 609367 oder
EP 0838209 bekannt, ein
Arzneimittel vor dem Einführen
in ein Verpackungsmaterial zu formen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch
die vorliegende Erfindung wird das Arzneimittel direkt in das Verpackungsmaterial
formgegossen, wodurch jegliche Notwendigkeit des Transports der
empfindlichen Strukturen nach dem Gießen umgangen wird.
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So
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Arzneimittels in einem Verpackungsmaterial, umfassend die
Schritte:
Festlegen einer Form,
Gießen des Verpackungsmaterials
in der Form des Verpackungsmaterials aus einer Verpackungsschmelze,
wodurch das Verpackungsmaterial mit mindestens einem Hohlraum versehen
wird, wobei der Hohlraum mindestens eine Seitenwand und wahlweise
eine Bodenwand aufweist,
Gießen des Arzneimittels in einer
Gussabteilung aus einer Arzneimittelschmelze, bestehend aus den
Inhaltsstoffen des Arzneimittels, mit einer vorbestimmten Temperatur,
wobei die Gussabteilung eine vorbestimmte Form aufweist, die durch
mindestens einen Teil des mindestens einen Hohlraums definiert wird,
Abkühlen des
Arzneimittels,
Erhalt des Arzneimittels im Verpackungsmaterial
mit einer vorbestimmten Form.
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Durch
das vorliegende Verfahren ist es möglich, ein Verfahren zur Herstellung
eines Arzneimittels bereitzustellen, das ohne jegliche Verwendung von Überführungsnadeln
oder dergleichen injizierbar ist, wodurch die Zusammensetzung selbst
die Epidermis oder die Schleimhaut eines Individuums durchdringen
kann. Jedoch kann das erfindungsgemäß hergestellte Arzneimittel
auch durch Verwen dung von Überführungsnadeln
und/oder Kanülen
implantiert oder injiziert werden.
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Das
Verpackungsmaterial definiert die vorbestimmte Geometrie des Arzneimittels
dahingehend, dass eine Schmelze des Arzneimittels direkt in das
Verpackungsmaterial eingespritzt wird.
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In
einer anderen Ausführungsform
betrifft die Erfindung ein Verpackungsgussmaterial, umfassend mindestens
einen Hohlraum, wobei der Hohlraum mindestens eine Seitenwand und
wahlweise eine Bodenwand aufweist und ein Arzneimittel in mindestens einem
Teil des mindestens einen Hohlraums aus einer aus den Inhaltsstoffen
des Arzneimittels bestehenden Schmelze gegossen wird.
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Insbesondere
umfasst das Verpackungsmaterial mindestens einen Hohlraum, wobei
der Hohlraum mindestens eine Seitenwand und wahlweise eine Bodenwand
aufweist und ein Arzneimittel in mindestens einem Teil des mindestens
einen Hohlraums aus einer aus den Inhaltsstoffen des Arzneimittels bestehenden
Schmelze gegossen wird, wodurch das Arzneimittel mit der Hohlraumseitenwand
in einem mehr als die Hälfte
des Oberflächenbereichs
des Arzneimittels ausmachenden Bereich in Kontakt ist.
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Das
Arzneimittel ist vorzugsweise mit der Hohlraumseitenwand in einem
mehr als die Hälfte der
Oberfläche
des Arzneimittels ausmachenden Bereich in Kontakt, um zu gewährleisten,
dass die Führung
des Arzneimittels in das Verpackungsmaterial zum Auswerfen ohne
Beschädigung
des Arzneimittels optimal ist.
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Der
Begriff in Kontakt bedeutet, dass im Wesentlichen keine Bewegungen
des Arzneimittels im Verpackungsmaterial in einer zur Längsachse
senkrechten Ebene möglich
sind.
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Noch
ein weiterer Aspekt betrifft eine Kassette, umfassend ein wie vorstehend
definiertes Verpackungsmaterial und weiterhin umfassend ein Auswurfmittel
zum Auswerfen des Arzneimittels aus dem Hohlraum.
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Eine
Dosierung des in einem Arzneimittel enthaltenen Therapeutikums kann
einem dies benötigenden
Patienten aus einer wie vorstehend definierten Kassette verabreicht
werden, umfassend
- – Anbringen der Kassette an
die Haut des Patienten,
- – Aktivieren
eines Auswurfmittels,
- – Injizieren
des das Therapeutikum umfassenden Arzneimittels.
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Zeichnungen
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1a zeigt
einen senkrechten Querschnitt durch ein Verpackungsgussmaterial
vor dem Gießen des
Arzneimittels, 1b zeigt einen senkrechten Querschnitt
durch ein das Arzneimittel umfassendes Verpackungsgussmaterial,
und 1c zeigt einen waagrechten Querschnitt durch ein
das Arzneimittel umfassendes Verpackungsgussmaterial.
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2:
In einer Konfiguration ist das Verpackungsmaterial mit einem weiteren
Hohlraum gegossen, der in einen Inserter (6) passt. Der
Inserter und der weitere Hohlraum sind mit dem Ziel konstruiert, dass
es möglich
ist, das Arzneimittel in menschliches subkutanes Gewebe einzuführen. Durch
Vorwärtsbewegung
des Inserters presst der Inserter das Arzneimittel (3)
durch die Schutzmembran (9) in die menschliche Haut. Die
Bewegung wird gestoppt, wenn der Inserterkopf (8) auf den
Behälter
(1) trifft. An dieser Endposition ragt der Inserterkopf
(5) etwa 1 mm aus dem Behälter heraus und in die menschliche
Haut hinein. Das Arzneimittel liegt vor dem Inserter und folglich
im subkutanen Gewebe vor. Der Inserter kann in den Behälter in
einer derartigen Weise eingepasst werden, dass der Inserter nach
dem Einführen
herausgezogen wird und folglich von der Haut frei ist.
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3:
Von der anfänglichen
Position des Inserters (13) wird der Inserter vorwärts zur
Endposition (12) gedrückt
und automatisch zu Position (11) zurückgezogen.
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4:
Der Verpackungsbehälter,
das Arzneimittel und der Inserter können eine einzelne Einheit
oder eine mehrfache Einheit sein. In dieser Figur ist das System
als Kassette geformt, in welcher das Behälterteil in einem Gussschritt
und das Arzneimittel in einem zweiten Gussschritt geformt wird.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Das
Verpackungsmaterial ist im Folgenden als einzelne Einheit eines
Verpackungsmaterials mit einem Hohlraum zum Aufnehmen des Arzneimittels beschrieben,
jedoch kann das Verpackungsmaterial, wie nachstehend beschrieben,
mehrere Hohlräume umfassen,
die jeweils ein einzelnes Arzneimittel aufnehmen.
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Das
Verpackungsmaterial kann mindestens zwei Funktionen bedienen:
- – Dienung
als Gussform für
das Arzneimittel,
- – Dienung
als Verpackung beim Lagern des gegossenen Arzneimittels.
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Auch
kann das Verpackungsmaterial als Kassette oder als Teil einer Kassette
zum Verabreichen des Arzneimittels dienen.
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Im
vorliegenden Zusammenhang bedeutet „Auswurf" die Maßnahme des Zwängens des
Arzneimittels aus dem Verpackungsmaterial.
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Der
Begriff „Verabreichen" wird in seiner üblichen
Bedeutung, d.h. zum Pressen oder Injizieren des Arzneimittels in
den dies benötigenden
Patienten, wie ein Tier oder ein Mensch, verwendet.
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Die
Verabreichung kann durch die Verwendung einer Überführungsnadel oder durch Injizieren der
Zusammensetzung direkt durch die Haut ohne Verwendung einer Überführungsnadel
durchgeführt werden,
wobei Letzteres bevorzugt ist.
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Das
Verpackungsmaterial wird in einer Gussform gegossen, die die äußeren Konturen
des Verpackungsmaterials definiert. Weiterhin wird während des
Gießens
das Verpackungsmaterial mit einem Hohlraum versehen, wobei der Hohlraum
im Verpackungsmaterial derart positioniert ist, dass ein Zugang
zum Hohlraum von der Außenseite
her möglich
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine einen Inserter umfassende Gussform bereitgestellt, wobei
der Inserter eine Gestalt aufweist, die der vorbestimmten Gestalt
des Hohlraums entspricht. Die Verpackungsschmelze wird dann in die
den Inserter umfassende Gussform gespritzt und nach dem Bepacken
der Gussform die Schmelze abgekühlt
und der Inserter entfernt.
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Der
Inserter kann je nach der vorbestimmten Geometrie des Hohlraums
aus einem oder mehreren Teilen bestehen.
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Dementsprechend
ist das Verpackungsmaterial mit mindestens einem Hohlraum versehen,
wobei der Hohlraum, wie nachstehend erörtert, mindestens eine Seitenwand
und wahlweise eine Bodenwand aufweist.
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Der
Hohlraum ist mit einer Seitenwand versehen, wenn er einen runden,
wie kreisförmigen
oder ovalen, Querschnitt aufweist. Der Hohlraum kann mit 3, 4, 5
oder mehr Seitenwänden
versehen sein, wenn der Querschnitt dreieckig, quadra tisch, rechteckig, fünfeckig
oder mehreckig ist. Es ist bevorzugt, dass der Hohlraum im Wesentlichen
rund ist.
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Vor
dem Gießen
des Arzneimittels kann der Hohlraum mit einem anderen Material,
wie einem Schmiermittel, ausgekleidet werden. Es ist jedoch bevorzugt,
dass die Hohlraumseitenwand durch das Verpackungsmaterial definiert
ist.
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Der
im Verpackungsmaterial definierte Hohlraum weist vorzugsweise ein
größeres Volumen
als das darin zu gießende
Arzneimittel auf. Dadurch kann z.B. ein Injektionskopf durch den
Hohlraum geführt
werden, wenn die Schmelze für
das Arzneimittel eingespritzt wird.
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Der
Hohlraum ist vorzugsweise ein länglicher
Hohlraum, wie eine Bohrung mit zwei offenen Enden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
umfasst der Hohlraum jedoch eine Bodenwand, die aus der Verpackungsschmelze
gegossen ist. Die Bodenwand kann dann als diffusionsdichte Versiegelung
eines Endes des Hohlraums während
der Lagerung fungieren.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist der Hohlraum auch mit einer oberen Wand versehen, wodurch ein
Zugang zum Hohlraum, z.B. durch eine Öffnung in der Seitenwand, erhalten
werden kann.
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Die
Gussabteilung für
das Arzneimittel bildet zumindest einen Teil des Hohlraums oder
den gesamten Hohlraum.
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Die
Gussabteilung weist eine vorbestimmte Form auf, die durch die Hohlraumseitenwände, den Hohlraumboden,
der, wie vorstehend erörtert,
ein Gussteil oder ein Verpackungsmaterial sein kann, und ein Einführungsmittel
definiert ist, wobei das Einführungsmittel
durch eine Öffnung
des Hohlraums in den Hohlraum eingeführt wird.
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Das
Einführungsmittel
umfasst vorzugsweise einen Spritzkopf zum Einspritzen der Arzneimittelschmelze
in die Gussabteilung. Während
des Gießens
des Arzneimittels kann das Einführungsmittel an
oder in dem offenen Ende des Hohlraums angeordnet sein und wird
die Arzneimittelschmelze in die Gussabteilung eingespritzt und gepackt.
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Der
Spritzkopf kann jedoch auch zum Einspritzen durch eine Öffnung in
der Seitenwand des Hohlraums angeordnet sein, wodurch das Einführungsmittel
einfach einen Teil der Gussabteilung bildet.
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Die
Gussabteilung definiert die Form des Arzneimittels und ist vorzugsweise
länglich,
wodurch die vorbestimmte Form des Arzneimittels vorzugsweise eine
längliche
Form ist.
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Die
Gussabteilung ist weiterhin vorzugsweise derart definiert, dass
ein Ende des länglichen
gegossenen Arzneimittels während
des Gießens
flach wird. Das erhaltene flache Ende kann während des Auswurfs von dem
Auswurfmittel auf den restlichen Teil des Arzneimittels einen noch
gleichmäßigeren Druck übertragen,
wodurch das Risiko der Beschädigung
des Arzneimittels während
des Auswurfs reduziert wird.
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Prinzipiell
kann das Verpackungsmaterial jede beliebige Form annehmen, die dazu
geeignet ist, dass es zumindest als Teil einer Gussform zum Gießen des
Arzneimittels fungiert.
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Zur
Verwendung mit Therapeutika, für
welche nur eine Dosis benötigt
wird, wie Glucagon, Adrenalin oder Atropin, kann eine Einzeleinheitsverpackung
verwendet werden, wohingegen zur Injektion von häufig verabreichten Medikamenten,
wie Insulin oder Wachstumshormon, eine Anordnung aus mehreren Einheiten
bevorzugt ist. Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Begriff „Einheit" Hohlräume im Verpackungsmaterial.
Die Einheiten können
in einem balkenför migen
Verpackungsmaterial in Reihe oder in einem als Revolvertrommel gestalteten
Verpackungsmaterial angeordnet sein, oder eine Anzahl von einzelnen
jeweils eine Einheit umfassenden Verpackungsmaterialien kann derart
gestaltet sein, dass sie scharnierartig aneinandergehängt werden,
um einen Patronengurt zu bilden. Die Auswahl der Gestalt kann von
der Anzahl an Einheiten von Arzneimitteln abhängen, die in der Verpackung
zu lagern sind. Bei der Verwendung von mehreren Einheiten ist es
bevorzugt, dass die Einheiten gleichzeitig in einer Gussform gegossen
werden, die eine Abteilung für
jede Einheit, wie mindestens 5 parallel angeordnete Hohlräume umfassen,
wobei die Hohlräume
im Wesentlichen identisch sind. Beim Gießen von einzelnen Verpackungsmaterialien
können
diese anschließend z.B.
durch eine Scharniervorrichtung zusammengeschlossen werden.
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Das
Verpackungsmaterial dient der Aufbewahrung des gegossenen Arzneimittels
vom Guss bis zur Verabreichung. Das Arzneimittel wird vorzugsweise
durch dessen Auswurf oder dessen Herauspressen aus der Verpackung
verabreicht.
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Damit
das Verpackungsmaterial als Teil einer Kassette zur Verabreichung
des Arzneimittels dient, muss das Verpackungsmaterial ausreichend
starr sein, damit die auf das Arzneimittel aufgebrachte Druckkraft
nicht lediglich vom Verpackungsmaterial absorbiert wird, sondern
zum Auswurf des Arzneimittels verwendet werden kann.
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Jedes
beliebige geeignete pharmazeutische Verpackungsmaterial, das sich,
wie durch Spritzguss gießen
lässt,
kann verwendet werden. Das Verpackungsmaterial wird vorzugsweise
aus einer Polymerschmelze, wie einem Polymer, ausgewählt aus einem
Polyolefin, einem cyclischen Olefin, einem cyclischen Polyolefin,
gegossen.
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Beispiele
für Polymere
können
Polycarbonat, Polystyrol, Polyester, Polyethylennaphthalat, Polyfluorfluorethylenpropylen
(FEP), wie Fluorethylenhexafluorpropylen-Copolymer, sein.
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Andere
Beispiele sind Poly(ethylenterephthalat) (PET), Poly(ethylennaphthalat)
(PEN) und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer (ABS).
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Jede
beliebige geeignete Gusstechnik, die dem Fachmann bekannt ist, wie
Spritzguss, kann verwendet werden.
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Es
ist wichtig, dass das Verpackungsmaterial nach dem Gießen und
während
der Lagerung seine Gestalt beibehält, da dies sonst die Funktion
des Hohlraums in Bezug auf das Gießen des Arzneimittels und das
spätere
Auswerfen des Arzneimittels beeinträchtigen würde.
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Deshalb
ist im Wesentlichen keine Schrumpfung oder kein Zusammenziehen des
Verpackungsmaterials nach dem Formen des Arzneimittels darin erlaubt.
Folglich ist es bevorzugt, das Verpackungsmaterial nach dem Gießen und
vor dem Einspritzen der Arzneimittelschmelze abzukühlen, wodurch
erlaubt wird, dass ein etwaiges Zusammenziehen aufgrund von Temperaturänderungen
vor der Herstellung des Arzneimittels stattfindet.
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Im
Wesentlichen kein Zusammenziehen bedeutet, dass das Verpackungsformmaterial
sich mach dem Schritt des Gießens
des Arzneimittels um höchstens
5%, vorzugsweise höchstens
3%, stärker bevorzugt
höchstens
1% zusammenzieht. Am wichtigsten erfolgt ein Zusammenziehen in Bezug
auf die Funktionen des Verpackungsmaterials in einer zur Längsachse
des länglichen
Hohlraums senkrechten Ebene.
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Bei
dem Herstellungsverfahren kann es sich um einen sequenziellen Zweikomponentenguss
handeln, durch welchen das Arzneimittel unmittelbar nach dem Gießen des
Verpackungsmaterials im Hohlraum gegossen wird, während wahlweise
das Verpackungsmaterial noch in der Gussform verbleibt. Zwischen
den beiden Gussschritten kann gegebenenfalls ein Abkühlschritt
vorliegen. Vorzugsweise wird das Arzneimittel höchstens 60 Sek. nach dem Gießen des
Verpackungsmaterials gegossen.
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Das
Verpackungsmaterial wird vorzugsweise auf eine Temperatur abgekühlt, die
im Wesentlichen mit der vorbestimmten Temperatur der Arzneimittelschmelze
identisch ist. Dadurch wird während
des Gießens
des Arzneimittels ein zu schnelles Erstarren der Arzneimittelschmelze
im Hohlraum vermieden.
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Es
ist weiterhin bevorzugt, dass kein Vorfall des Schmelzens oder Weichwerdens
des Verpackungsmaterials erlaubt wird, wenn die Arzneimittelschmelze
in den Hohlraum eingespritzt wird. Demzufolge ist es bevorzugt,
dass die Glasübergangstemperatur
(Tg) des Verpackungsmaterials um höchstens 20°C niedriger als die vorbestimmte
Temperatur der Arzneimittelschmelze ist, stärker bevorzugt ist die Tg identisch
mit der oder höher
als die vorbestimmte/n Temperatur.
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Die
Glasübergangstemperatur
(Tg) des Verpackungsmaterials liegt vorzugsweise über 100°C, wie über 120°C, vorzugsweise
bei mindestens 140°C oder
darüber.
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Ein
Zusammenziehen kann jedoch auch aufgrund einer Phasenverschiebung,
d.h. einer Nachkristallisation des Verpackungsmaterials stattfinden. Dies
wird vorzugsweise durch Verwendung eines Verpackungsgussmaterials
bewältigt,
bei welchem es sich um ein amorphes Material, wie ein amorphes Polymer,
handelt.
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Kristalline
Polymere können
ebenfalls verwendet werden, wenn vor dem Gießen des Arzneimittels die zur
Kristallisation und zum Zusammenziehen erforderliche Zeit erreicht
wurde.
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Das
amorphe Polymer kann ein cyclisches Olefin-Copolymer, wie ein Olefin,
umfassend einen 5- oder 7-gliedrigen Ring, wahlweise copolymerisiert mit
einem linearen Olefin, wie Polyethylen, Polypropylen und/oder Polybutylen,
sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Verpackungsmaterial ein 5- bis 7-gliedriger bicyclischer Kohlenwasserstoff,
copolymerisiert mit Ethylen, wie TOPAS® von
Schott.
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Das
Herstellungsverfahren kann auch als Einsatzgussverfahren durchgeführt werden.
Einsatzgussverfahren bedeutet, dass zwei separate Gussschritte durchgeführt werden,
wobei zuerst das Verpackungsmaterial gegossen und das erhaltene
Verpackungsmaterial dann vor dem Gießen des Arzneimittels für eine Zeitdauer
im Verpackungsmaterial gelagert wird. Die Anforderungen an das Material
für das
Verpackungsmaterial sind für
ein Einsatzgussverfahren weniger anspruchsvoll als für ein Zweikomponenten-Gussverfahren,
und deshalb ist ein Einsatzgussverfahren ein flexibleres Verfahren.
Zum Beispiel können
kristalline Polymere verwendet werden, da die Kristallisation mindestens
während
der Lagerung des Verpackungsmaterials vor dem Gießen des
Arzneimittels beendet ist.
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Beim
Einsatzgießen
kann das Verpackungsmaterial in der Gussform gelagert oder kann
das Verpackungsmaterial aus der Gussform entfernt werden. In jedem
Fall wird das Arzneimittel in den Hohlraum des Verpackungsraums
hinein geformt. Das Verpackungsmaterial kann vor dem Einspritzen
der die Inhaltsstoffe des Arzneimittels umfassenden z.B. geeigneterweise
Schmelze auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt werden.
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Ob
die Herstellung als sequenzielles Zweikomponentengießen oder
Einsatzgießen
durchgeführt
wird, ist häufig
lediglich eine Frage der Wahl, jedoch kann insbesondere bei der
Herstellung eines mehr als einen Hohlraum umfassenden Verpackungsmaterials
das Einsatzgießen
die erste Wahl sein.
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Arzneimittel
können
bei Verwendung eines Verpackungsmaterials mit mehr als einem Hohlraum gleichzeitig
in mehreren Hohlräumen
gegossen werden, wie gleichzeitiges Gießen in mindestens 5 Hohlräumen, wie
gleichzeitiges Gießen
in mindestens 10 Hohlräumen
oder mindestens 15 Hohlräumen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das längliche
Arzneimittel mit einem spitzen Ende oder einer Spitze gegossen,
wodurch die Verabreichung des der Zusammensetzung in einer im Wesentlichen
schmerzlosen Weise erleichtert wird. Das spitze Ende oder die Spitze
wird während
des Gießens
vorzugsweise durch einen am offenen Ende des Hohlraums angeordneten
Spitzengusseinsatz definiert. Im vorliegenden Zusammenhang wird
der Begriff „spitzes
Ende" synonym mit
dem Begriff „Spitze" verwendet.
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Nach
dem Gießen
kann der Spitzengusseinsatz entfernt werden, um das Einspritzen
der Zusammensetzung zu ermöglichen.
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Der
Spitzengusseinsatz kann Teil des den Spritzkopf umfassenden Einführungsmittels
sein, jedoch ist es bevorzugt, dass der Spitzengusseinsatz am Ende
des Hohlraums gegenüber
dem den Spritzkopf umfassenden Einführungsmittel angeordnet ist.
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In
dem Falle, in welchem der Hohlraum mit einer Bodenwand versehen
ist, kann die Bodenwand in einer Form, entsprechend der Spitze,
gestaltet werden, so dass die Spitze durch die Bodenwand definiert
ist. In dieser Ausführungsform
wird die Bodenwand vorzugsweise zur richtigen Gestalt z.B. durch die
Gussform gestützt.
In dieser Ausführungsform kann
die Bodenwand durch die Gussform während des Einspritzens der
Arzneimittelschmelze zum Erhalt der genauen Spitzengeometrie gestützt werden.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird das Arzneimittel durch die Verwendung einer Überführungsnadel
oder einer Kanüle
verabreicht, wobei die Überführungsnadel
oder Kanüle
an dem Verpackungsmaterial angebracht oder locker damit verbunden
sein kann, so dass die Zusammensetzung vom Hohlraum über die
Nadel oder Vorrichtung durch die Haut oder Schleimhaut injiziert
wird.
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Der
Hohlraum ist während
der Lagerung vorzugsweise versiegelt, wie mit einer diffusionsdichten Versiegelung
versiegelt. Die Versiegelung kann nach dem Gießen des Arzneimittels aufgebracht
oder mit dem Verpackungsmaterial gegossen werden.
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Die
Versiegelung kann eine beliebige Membran sein, die die vorstehend
erwähnten
Eigenschaften bereitstellt. In einer Ausführungsform wird das Versiegeln
der Enden nach dem Gießen
durchgeführt.
Das heißt,
wobei die Versiegelung eines Endes ein Stift oder ein Stopfen ist,
der zum Versiegeln des Endes bestimmt ist, wenn er in den Hohlraum
eingeführt
wird, wobei der Stift oder Stopfen auch als Amboss zum Auswerfen
des Arzneimittels fungieren kann. So umfasst das Verfahren ferner
das Gießen eines
Stifts, der derart bemessen ist, dass er nach Zurückziehen
des Einführungsmittels
in das offene Ende des Hohlraums passt. Der Stift wird vorzugsweise
gleichzeitig mit dem Verpackungsmaterial, und stärker bevorzugt aus demselben
Material gegossen.
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Als
Alternative zum Stift oder zusätzlich
dazu und dem Stift gegenüber
wird vorzugsweise aus dem Verpackungsmaterial ein anderer Versiegelungstyp, wie
eine Membran aus Verpackungsmaterial gegossen, die die Bodenwand
bildet.
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Die
Versiegelung kann vorzugsweise während
des Auswerfens, vorzugsweise ohne Stattfinden jeglicher Behinderung
des Auswurfwegs von dem Arzneimittel durchdrungen werden.
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Das
Arzneimittel wird aus einer Schmelze gegossen, die die Inhaltsstoffe,
wie mindestens ein Therapeutikum und wahlweise mindestens ein Bindemittel,
umfasst, aus welchem sich eine Schmelze gießen lässt und ohne Beeinträchtigung
der Inhaltsstoffe spritzgegossen werden kann.
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Bei
Verwendung liegt das Bindemittel in einer Menge vor, die zur Herstellung,
in Kombination mit dem Therapeutikum, der erforderlichen Festigkeit
der Zusam mensetzung ausreichend ist. Deshalb kann das Bindemittel
mindestens 1 Gew.-% der Zusammensetzung, wie mindestens 5 Gew.-%
der Zusammensetzung, bilden. Die obere Grenze des Bindemittels beträgt meistens
höchstens
90 Gew.-% der Zusammensetzung, wie höchstens 85 Gew.-%, wie höchstens
80 Gew.-%, wie höchstens
75 Gew.-%, wie höchstens
60 Gew.-%, wie höchstens
50 Gew.-%. Meistens kann das Bindemittel mindestens 5 Gew.-% und
höchstens
80 Gew.-%, wie 60 Gew.-% der Zusammensetzung bilden.
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Erfindungsgemäß wird ein
festes Arzneimittel zur parenteralen Injektion mit ausreichender
Festigkeit zur parenteralen Injektion und dennoch einem bedeutsamen
Gehalt an Therapeutikum bereitgestellt. Das Bindemittel kann eine
beliebige Bindemittelart sein, die gussfähig und pharmazeutisch verträglich, insbesondere
zur parenteralen Injektion verträglich
ist. Das Bindemittel ist vorzugsweise ein Polymer oder ein Zucker
oder Zuckeralkohol.
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Zusätzlich zur
Festigkeit kann das Bindemittel der Zusammensetzung auch eine sehr
glatte Oberfläche
verleihen. Dadurch wird die Reibung bei der Durchdringung der Epidermis
oder Schleimhaut stark, reduziert und demzufolge ist weniger Kraft
zur Durchdringung erforderlich, und die Durchdringung verursacht
weniger Schmerz. Ein Vorteil liegt darin, dass die Zusammensetzung
sowohl in Bezug auf die biologische Aktivität des Therapeutikums als auch
in Bezug auf die Geometrie und die Festigkeit der Zusammensetzung
selbst dann sehr stabil ist, wenn sie bei Umgebungstemperatur gelagert
wird. Dadurch vereinigt die Erfindung Kompaktheit mit Lagerungsfreundlichkeit.
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Das
Bindemittel ist vorzugsweise ein Kohlenhydrat, das z.B. durch Zugabe
eines Nicht-Kristallisationsmittels zu dem Bindemittel eine amorphe
Matrix bereitstellen kann.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
bleibt das Bindemittel für
eine Dauer von mindestens 6 Monaten bei Umgebungstemperatur im Wesentli chen
eine amorphe Matrix. Dies wird durch derart umsichtiges Auswählen des
Bindemittels und des optionalen Nicht-Kristallisationsmittels erzielt,
dass das Bindemittel während
der Lagerung nicht kristallisiert. Beginnt das Bindemittel zu kristallisieren,
verliert die Zusammensetzung ihre Festigkeit, oder falls die Kristallisation
nur an der Oberfläche stattfindet,
verändert
sich die Geometrie der Zusammensetzung, und die Reibung bei Injektion
erhöht sich
unerwünscht.
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Der
Begriff Festigkeit bedeutet, dass die Zusammensetzung eine ausreichende
Kompressionsfestigkeit aufweist, um die Haut eines Patienten zu durchdringen.
Es wurde experimentell bestimmt, dass eine Druckkraft von mindestens
0,7 Newton erforderlich ist, um die Epidermis eines Menschen mit der
beanspruchten Zusammensetzung zu durchdringen. Zur Durchdringung
der Schleimhaut ist weniger erforderlich. Demzufolge muss die Zusammensetzung
einer derartigen Druckkraft widerstehen können.
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Die
Festigkeit kann in einer Kraftestvorrichtung, wie einem Advanced
Force Gauge AFG-250N von Mecmesin, UK, getestet werden. Tests werden durch
Formulieren der Zusammensetzung als Stab und Aufbringen einer Druckkraft
auf den Stab durchgeführt.
Die Druckkraft wird erhöht,
bis der Stab bricht. Das Gerät
zeichnet die Druckkraft auf, die zum Brechen des Stabs nötig ist.
Dieser Parameter wird als Kompressionsfestigkeit bezeichnet und
sollte als Bruchfestigkeit unter Kompression verstanden werden.
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Weiterhin
sollten mindestens 95% der Festigkeit der Zusammensetzung nach 6
Monaten, vorzugsweise nach 12 Monaten, bei Umgebungstemperatur bewahrt
bleiben. Es ist wichtig, dass die Zusammensetzungen nicht nur in
Bezug auf die biologische Aktivität und die Struktur der Zusammensetzung langzeitstabil
sind, sondern dass auch die Festigkeit im Wesentlichen durch die
Lagerung unbeeinflusst bleibt. Manche Bindemittel weisen eine Neigung
zum langsamen Kristallisieren auf, nachdem sich die amorphe Glasmatrix
gebildet hat. Derartige Bindemittel sind für die vorliegende Erfindung
ungeeignet.
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Vorzugsweise
sollte die Zusammensetzung im Wesentlichen frei von Lufteinschlüssen sein.
Es ist für
die Festigkeit der Zusammensetzung sehr wichtig, dass während der
Verarbeitung keine Luft in der Zusammensetzung eingeschlossen wird,
um zu verhindern, dass nach dem Abkühlen Luft in der Zusammensetzung
vorliegt. Abgesehen vom Reduzieren der Festigkeit nehmen Lufteinschlüsse auch
unnötigen
Raum ein und reduzieren dadurch die Menge des in der Zusammensetzung
enthaltenen Therapeutikums.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist die Zusammensetzung vorzugsweise länglich mit
einem Querschnitt, der im Wesentlichen zylinderförmig, dreieckig, quadratisch
oder mehreckig ist. Gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
weist die Zusammensetzung die Gestalt eines Stabs auf, der im Wesentlichen
zylinderförmig
und an einem Ende spitz ist. Mit Zusammensetzungen gemäß diesen Ausführungsformen
wird es besonders wichtig, dass sie der Kristallisation widerstehen.
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Viele
Verbindungen können
durch Schmelzen und anschließendes
Abschrecken unter die Glasübergangstemperatur
der Verbindung, Tg, ein Glas bilden. Glas kann auch durch Auflösung und
anschließende
Entfernung des Lösungsmittels
gebildet werden, wodurch die Tg über
der Lager- und Verwendungstemperatur erhöht wird. Jedoch weisen die meisten
Verbindungen eine Neigung zum selbst Kristallisieren auf. Während eine
amorphe Glasmatrix häufig
eine hohe Kompressionsfestigkeit und eine glatte Oberfläche aufweist,
weist dieselbe Verbindung im kristallinen Zustand eine sehr beschränkte Kompressionsfestigkeit
und eine raue Oberfläche auf.
Die vorliegenden Zusammensetzungen können aus reiner Maltose oder
reinem Sorbit hergestellt werden. Diese Verbindungen bilden Glas,
jedoch kristallisieren die Verbindungen bei Raumtemperatur allmählich, wodurch
verursacht wird, dass die Festigkeit reduziert und die Geometrie
verändert
wird. Durch Mischen von zwei oder mehreren Verbindungen kann eine
Kristallisation verhindert oder verzögert werden.
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Die
Zusammensetzungen sind nicht unbedingt völlig wasserfrei. Jedoch beträgt der Wassergehalt
des Bindemittels weniger als 20 Gew.-%, vorzugsweise weniger als
10 Gew.-%, stärker
bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, wie 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise
1 bis 5 Gew.-%. Es wurde bestimmt, dass die Zusammensetzung durch
einen Wassergehalt zwischen 0,1 und 5 Gew.-% nicht klebrig ist und
das Bindemittel nach dem Verabreichen schnell gelöst wird.
Durch noch weiteres Senken des Wassergehalts kann die Auflösungsgeschwindigkeit
durch Kontakt mit den Körperflüssigkeiten überproportional reduziert
werden, wodurch verursacht wird, dass das Therapeutikum nur sehr
langsam freigesetzt wird. Weiterhin sind viele Therapeutika, wie
Proteine, Peptide und Polypeptide, bei einem niedrigen Wassergehalt
stabiler, als wenn sie vollständig
trocken sind. Der Vorteil eines niedrigen Wassergehalts liegt darin, dass
das Therapeutikum biologisch sehr stabil wird und keine speziellen
Lagerbedingungen, wie Kühlung,
benötigt,
um die biologische Aktivität
zu bewahren. Ein dritter Vorteil liegt darin, dass die Zusammensetzung
gegen Mikrobenbefall im Wesentlichen resistent wird, da Mikroben
einen bestimmten Wassergehalt benötigen, um eine Kolonie zu errichten. Folglich
werden die Handhabungsbedingungen für die Zusammensetzungen weniger
starr, da die Gegenwart von wenigen Mikroben auf der Zusammensetzung
zu keiner Mikrobenvermehrung führt
und dadurch keine Kontamination verursacht. Schließlich kann
durch die Gegenwart von überschüssigem Wasser
in der Zusammensetzung während
der Verarbeitung Wasserdampf entstehen, was während des anschließenden Abkühlens Lufteinschlüsse in der Zusammensetzung
zur Folge haben kann.
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Mehrere
Verbindungen können
als das mindestens eine Bindemittel verwendet werden, und die Erfindung
ist nicht auf irgendwelche speziellen Verbindungen beschränkt. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist das mindestens eine Bindemittel ein Mono-, Di- oder Oligosaccharid
oder ein entsprechender Zuckeralkohol oder ein Derivat davon. Viele dieser
Verbindungen werden häufig
für Arzneimittel verwendet,
sind in der Pharmakopöie
enthalten und können
deshalb leicht von den Behörden
genehmigt werden. Weiterhin bilden diese Verbindungen leicht eine
amorphe glasartige Matrix.
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Weiterhin
kann das mindestens eine Bindemittel ein Kohlenhydratderivat sein.
Wie vorstehend erwähnt,
bilden Kohlenhydrate leicht amorphe glasartige Matrizen. In manchen
Fällen
ist es bevorzugt, die Zusammensetzung mit einem Bindemittel mit
einer langsamen Auflösungsgeschwindigkeit,
verglichen mit Bindemitteln, die aus tatsächlichen Kohlenhydraten hergestellt
sind, zu versehen. Dies kann durch Derivatisieren des Kohlenhydrats,
insbesondere durch Addieren von nicht-polaren Gruppen an das Kohlenhydrat
erhalten werden, wodurch die Verbindung hydrophober gemacht wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
das mindestens eine Bindemittel ausgewählt aus Maltose, Saccharose,
Lactose, Cellobiose, Trehalose, Matulose, Isomaltulose, Maltit,
Sorbit, Xylit, Mannit, Glucose, Fructose, Raffinose, Melezitose,
Dextran, Mannose, Sorbose, Melibiose, Sophrose, Turanose, Lactulose,
Stachyose. Diese Kohlenhydratgruppe weist ausgezeichnete amorphe
Glasmatrixbildungsfähigkeiten
auf. Weiterhin sind die Kohlenhydrate bekannt und können zu
vernünftigen
Preisen und in gut charakterisierten Klassen erworben werden.
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Das
optionale mindestens eine Nicht-Kristallisationsmittel kann vorzugsweise
auch ein Kohlenhydrat sein, wobei das Kohlenhydrat vom Bindemittel verschieden
ist. Gleichermaßen
kann das Nicht-Kristallisationsmittel ein Mono-, Di- oder Oligosaccharid, ein
entsprechender Zuckeralkohol oder ein Derivat sein. Es kann ein
natürliches
oder synthetisches Kohlenhydrat sein, und gemäß einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist das mindestens eine Nicht-Kristallisationsmittel ausgewählt aus
Maltose, Saccharose, Lactose, Cellobiose, Trehalose, Matulose, Isomaltulose,
Maltit, Sorbit, Xylit, Mannit, Glucose, Fructose, Raffinose, Melezitose,
Dextran, Mannose, Sorbose, Melibiose, Sophrose, Turanose, Lactulose,
Stachyose.
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Jede
Kombination an Bindemittel und Nicht-Kristallisationsmittel liefert
eine einzigartige amorphe Glasmatrix mit einer einzigartigen Glasübergangstemperatur,
einer einzigartigen Löslichkeit und
einer einzigartigen Festigkeit. Es wurde gefunden, dass die Zusammensetzung
ausgezeichnet arbeitet, wenn das Bindemittel ausgewählt ist
aus Malit, Saccharose, Sorbit und Mannit, und das Nicht-Kristallisationsmittel
ausgewählt
ist aus Sorbit, Maltit und Mannit. Diese Verbindungen werden häufig für Arzneimittel
verwendet, sie weisen alle den Vorteil auf, dass sie essbar sind
und keine Nebenwirkungen bei Verabreichung aufweisen.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Bindemittel Maltit und das Nicht-Kristallisationsmittel
Sorbit und/oder hydrierte Oligosaccharide. Durch Verwendung dieser
spezifischen Verbindungen zum Bilden des Bindemittels werden besonders
ausgezeichnete Ergebnisse erhalten, da die erhaltene amorphe Glasmatrix
eine optimale Glasübergangstemperatur
aufweist und die Neigung zum Kristallisieren sehr gering ist. Weiterhin kann
Maltit in Mengen und in sehr geeigneten Klassen erhalten werden.
Im Handel erhältliches
Maltit wird durch enzymatischen Abbau von Stärke hergestellt, wodurch ein
Gemisch von Glucose, Maltose, Maltotriose und höheren Sacchariden gebildet
wird. Diese werden zu deren entsprechenden Zuckeralkoholen Soribt,
Maltit und hydrierten Oligosacchariden hydriert. So enthält das Produkt
in erster Linie Maltit und ausreichende Mengen der anderen Zuckeralkohole
zum Verhindern der Kristallisation. Maltit ist gewebeverträglich, es
ist eine gut getestete Verbindung und wird seit Jahren bei der Herstellung
von so genannten zuckerfreien Süßigkeiten
verwendet.
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Das
das mindestens eine Kohlenhydrat und das optionale mindestens eine
Nicht-Kristallisationsmittel
umfassende Bindemittel sollte die Stabilität des Therapeutikums nicht
reduzieren. Dies könnte
z.B. über
chemische Reaktionen zwischen dem Therapeutikum und den Bestandteilen
des Bindemittels entweder während
der Verarbeitung oder während der
Lagerung stattfinden. Zum Vermeiden von unerwünschten Reaktionen zwischen
Aldehydgruppen in reduzierenden Zuckern und Seitenketten von Proteinen,
Peptiden oder Polypeptiden werden das mindes tens eine Kohlenhydrat
und das mindestens eine Nicht-Kristallisationsmittel vorzugsweise
aus der Gruppe von nicht-reduzierenden Zuckern ausgewählt.
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Bei
Verwendung eines glasartigen Bindemittels sollte die Tg des Bindemittels
in der endgültigen Zusammensetzung
vorzugsweise mindestens 30°C betragen.
Die Tg des Bindemittels sollte über
Umgebungstemperatur, vorzugsweise 5 bis 10°C über der Umgebungstemperatur
liegen, oder die Zusammensetzung schmilzt während der Lagerung allmählich. Unter
bestimmten speziellen Umständen,
z.B. zur Verwendung in tropischen Gebieten, kann es nötig sein,
ein Bindemittel mit einer höheren
Tg auszuwählen.
Mit bestimmten sehr wärmeempfindlichen
Therapeutika kann es nötig
sein, ein Bindemittel mit einer viel niedrigem Tg auszuwählen, so
dass die Zusammensetzung z.B. bei 50°C verarbeitet werden kann. Mit
einer derartigen niedrigen Tg kann es nötig sein, die Zusammensetzungen
kalt bei 5°C
zu lagern und sie vor einer Temperaturerhöhung über die Tg zu injizieren.
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Die
Erfindung ist auf eine obere Tg des Bindemittels nicht beschränkt. Bindemittel
mit einer Tg von 40 bis 120°C
sind bevorzugt. Je nach Therapeutikum ist es bevorzugt, dass die
Tg des Bindemittels weniger als 90°C, stärker bevorzugt weniger als
80°C beträgt. Eine
Mehrheit von Therapeutika ist wärmeempfindlich,
und obwohl viele Proteine oder Peptide die Einwirkung von erhöhten Temperaturen
im trockenen Zustand tolerieren können, kann während der
Verarbeitung nichtsdestotrotz ein Verlust an Aktivität angetroffen
werden. Zum Reduzieren der Einwirkung von erhöhten Temperaturen auf das Therapeutikum
ist es deshalb bevorzugt, Bindemittel mit einer niedrigen Tg in
Bezug auf die unteren, vorstehend erwähnten Grenzen auszuwählen.
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Bei
Verwendung eines polymeren Bindemittels liegt die Schmelztemperatur
des Bindemittels vorzugsweise innerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche
für die
Tg des glasartigen Bindemittels.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform beträgt die Viskosität der Zusammensetzung
weniger als 50000 Pa·s,
vorzugsweise weniger als 40000 Pa·s, stärker bevorzugt 1000 bis 30000
Pa·s,
in einem Subbereich des Temperaturintervalls zwischen 60 und 140°C. In diesem
Temperaturintervall liegt die Zusammensetzung im Zustand einer Schmelze
vor, die gestaltet werden kann. Im Allgemeinen weisen die meisten
Gläser,
die von der vorliegenden Erfindung umfasst sind, eine geeignete
Viskosität
zum Gestalten in die gewünschte
Geometrie bei 20 bis 30°C
oder sogar etwa 40°C über der
Tg des Bindemittels auf. Die Viskosität der Zusammensetzung ist während der
Injektion der Schmelze in die Gussabteilung, und weiterhin in den
Ausführungsformen,
in welchen das Therapeutikum mit dem geschmolzenen Bindemittel gemischt
wird, sehr wichtig.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann die Zusammensetzung mit verschiedenen
Auflösungsgeschwindigkeiten
gemäß dem Bindemitteltyp
versehen sein.
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Die
aus den Inhaltsstoffen des Arzneimittels bestehende Schmelze kann
durch homogenes Mischen mindestens eines Therapeutikums mit einem Bindemittel
unter Erhalt einer Schmelzmatrix hergestellt werden.
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Die
genaue Reihenfolge der Schritte kann variiert werden. Die das Bindemittel
bildende Schmelzmatrix kann in größeren Mengen hergestellt und
zur späteren
Verarbeitung gelagert oder aufgelöst und gelagert oder sofort
verarbeitet werden.
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Verschiedene
Verfahren zur Herstellung der Schmelzmatrix können ebenfalls eingesetzt werden. Das
Bindemittel kann zur Herstellung der amorphen Glasmatrix geschmolzen
und abgeschreckt werden. Das Bindemittel kann in einem geeigneten
Lösungsmittel,
vorzugsweise in Wasser, gelöst
und das Lösungsmittel
durch verschiedene Verfahren, wie Sieden, Vakuumsieden, Gefriertrocknen,
Sprühtrocknen,
Vakuumverdampfung, Lufttrocknen oder Wirbelschichttrocknen, entfernt
werden. Nach Entfernung des Lösungsmittels
bildet das Bindemittel die Matrix zur weiteren Verarbeitung.
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Gleichermaßen kann
das Therapeutikum an verschiedenen Punkten des Verfahrens zugesetzt werden.
Vorzugsweise wird es zugesetzt, wenn das Bindemittel, wie vorstehend
erwähnt,
im Zustand eines trockenen Pulvers vorliegt, jedoch kann es auch, wo
geeignet, in das geschmolzene Bindemittel eingeknetet werden. Es
kann auch einer Lösung
des Bindemittels zugesetzt und zusammen mit dem Bindemittel getrocknet
oder geschmolzen werden. Die Auswahl des Verfahrens hängt hauptsächlich von
der Glasbildungstemperatur des Bindemittels und dem Vermögen des
Therapeutikums, erhöhten
Temperaturen zu widerstehen, ab.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Therapeutikum in einer Lösung gelöst und dann mit einer Lösung des
Bindemittels gemischt. Die gemischten Lösungen können dann getrocknet, gestaltet
werden, wobei wahlweise ein Trocknungsschritt vorangeht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird das Bindemittel durch Lösen
in einem Lösungsmittel
und Trocknen, vorzugsweise durch Gefriertrocknen, in eine feste
amorphe Glasmatrix gebracht. Nach der Herstellung der amorphen Glasmatrix
kann die Matrix durch bekannte Verfahren zu einem Pulver verarbeitet
werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
werden das Bindemittel und das mindestens eine Therapeutikum homogen
als Pulver gemischt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass
das Therapeutikum und das Bindemittel in im Wesentlichen trockenem
Zustand, in welchem beide Inhaltsstoffe in der Gestalt eines Pulvers
vorliegen, gemischt werden können.
Das Mischen unter diesen Bedingungen wird sehr leicht durchgeführt. Versuche
zeigten, dass es zumindest bei der Herstellung von kleinen Mengen
schwierig sein kann, ein homogenes Gemisch zu erhalten, wenn das
Therapeutikum dem Bindemittel in geschmolzenem Zustand zugesetzt
und z.B. in das Bindemittel eingeknetet wird. Ein zusätzlicher
Vorteil des Mischens in trockenem Zustand liegt darin, dass das
Mischen bei Umgebungstemperatur stattfinden kann, wodurch die Aktivität des The rapeutikums
bewahrt wird. Wurde die Zusammensetzung gemischt, wird sie geschmolzen
und kann sofort spritzgegossen werden, wodurch eine längere Einwirkung
von erhöhten
Temperaturen auf das Therapeutikum vermieden wird.
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Wenn
hier auf bevorzugte Maße
des Arzneimittels Bezug genommen wird, so wird der Durchmesser eines
im Wesentlichen kreisförmigen
Stabs als Maß für den Querschnittsbereich
verwendet. Für die
dreieckigen oder anders geformten Stäbe wird der Querschnittsbereich
auf den Durchmesser eines entsprechenden kreisförmigen Stabs in Beziehung gesetzt.
Der Durchmesser des länglichen
Arzneimittels liegt vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 1,0 mm,
wie stärker
bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 0,7, noch stärker bevorzugt im Bereich von
0,4 bis 0,6 mm. Der Durchmesser des Arzneimittels ist in Bezug auf
den mit der Injektion der Formulierung verbundenen Schmerz wichtig,
je kleiner der Durchmesser, desto besser. Jedoch ist es zum Erhalt
einer ausreichenden Arzneimittelmenge in der zu injizierenden Formulierung
wichtig, dass der Durchmesser nicht zu klein ist. Durch Versehen
des Arzneimittels mit dieser Dicke wurde bestimmt, dass es im Wesentlichen ohne
Schmerz injiziert werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin,
dass weniger Kraft erforderlich ist, um die Haut zu durchdringen,
wenn der Durchmesser reduziert ist. Durch aus dem erfindungsgemäßen Arzneimittel
gebildete Nadeln wurde gefunden, dass sie selbst bei diesen Maßen immer
noch die nötige Festigkeit
zum Durchdringen der Haut oder Schleimhaut durch Injektion aufweisen.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von kleinen Durchmessern liegt
darin, dass das Verhältnis
von Oberflächenbereich
zu Volumen höher
als für
größere Durchmesser
ist. Daher werden die Arzneimittel schneller gelöst, und die Arzneistoffe können zum
Ausüben
ihrer Wirkung in die Körperflüssigkeiten
eintreten. Jedoch erfordert ein zu kleiner Durchmesser ein sehr
langes Arzneimittel, um die vorbestimmte Menge an Therapeutikum
zu beinhalten. Ein zu kleiner Durchmesser würde auch die Kompressionsfestigkeit
des Arzneimittels reduzieren und möglicherweise verursachen, dass
es bei der Injektion bricht.
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In
der Praxis wird die Länge
des Arzneimittels gößtenteils
durch die Dosis des Therapeutikums, die Bindemittelmenge und den
ausgewählten
Durchmesser bestimmt. Die Dosis vieler therapeutischer Proteine
beträgt
etwa 1 mg. Ein mg Protein, ausschließlich Bindemittel, entspricht
etwa einem Zylinder mit einem Durchmesser von 0,5 mm und einer Länge von
3 mm. Wird ein derartiges Arzneimittel, enthaltend 1 mg Protein,
aus 50% Therapeutikum und 50% Bindemittel hergestellt, weist das
Arzneimittel eine Länge
von 6 mm auf. Ist die erforderliche Dosis kleiner, wird das Maß des Arzneimittels
dementsprechend reduziert. Eine Dosis von 1/3 mg Protein in einem
Arzneimittel mit 50% Bindemittel mit einem Durchmesser von 0,5 mm
weist eine ungefähre
Länge von
2 mm auf. Die Erfindung ist auf kein spezifisches Volumen beschränkt, wobei
das Volumen durch die Länge
und den Durchmesser des Arzneimittels bestimmt wird. In den meisten
Fällen
beträgt das
Volumen des Arzneimittels weniger als 5 µl, vorzugsweise weniger als
1 µl.
Volumina bis hinab zu 0,25 µl
können
für kleine
Therapeutikumdosen erhalten werden. Somit weist das vorstehend erwähnte Arzneimittel
mit einem Durchmesser von 0,5 mm und einer Länge von 2 mm ein Volumen von
0,39 µl
auf.
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Somit
liegt die Länge
des Arzneimittels normalerweise im Bereich von 0,05 mm bis 30 mm,
wie von 0,1 mm bis 20 mm, wie von 1,0 mm bis 10 mm.
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Obwohl
das Arzneimittel selbst einen sehr kleinen Querschnitt aufweist,
zeigte es sich, dass der mit der Injektion des Arzneimittels verbundene Schmerz
abnimmt, wenn das Arzneimittel ein spitzes Ende umfasst. Als Folge
wird das Arzneimittel vorzugsweise mit einem spitzen Ende geformt.
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Als
menschliches Hautmodell wurde in Durchdringungstests Schweineabdomenhaut
verwendet. Grafitstäbe
mit unterschiedlich gestalteten spitzen Enden werden in Schweinehaut
mit einem Lloyd-Instrument LR5K, UK, gedrückt. Die Druckkraft wird in
Newton als Funktion der Strecke gemessen. Die Maximalkraft wird
verwendet, um die unterschiedlichen Stabgestalten zu vergleichen.
Kein Punkt (180°)
auf dem Stab ist unzufrieden stellend, und der Stab kann vor Eintritt
in die Haut brechen. Die Verwendung eines Grafitstabs mit einer
kegelförmigen
Spitze (90° oberer
Winkel) ist ausreichend, um die Haut zu durchdringen. Jedoch verbessert
ein oberer Winkel von 60° deutlich
die Durchdringung der Haut. Spitzen mit einem Winkel unter 20° sind häufig sehr
dünn und
dadurch zerbrechlich.
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Demzufolge
verjüngt
sich das spitze Ende vorzugsweise zu einem spitzen Winkel, wobei
der Winkel im Bereich zwischen 10° und
100°, vorzugsweise
weniger als 90°,
stärker
bevorzugt weniger als 60° liegt.
Das spitze Ende kann je nach der Gestalt des Arzneimittels selbst
jede beliebige Konfiguration annehmen, wodurch für ein im Wesentlichen kreisförmiges Arzneimittel
das spitze Ende die Gestalt eines Kegels aufweisen kann, wohingegen
ein Arzneimittel mit einem quadratischen Querschnitt ein pyramidenförmiges spitzes
Ende aufweist. In einer stärker
bevorzugten Ausführungsform
sollte der obere Winkel des spitzen Endes zwischen 20° und 110°, vorzugsweise
unter 90°,
stärker
bevorzugt unter 70° liegen.
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Das
spitze Ende kann in jeder beliebigen geeigneten Beziehung zur Längsachse
des Arzneimittels, wie zentrisch oder exzentrisch, lokalisiert sein.
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Das
Arzneimittel kann durch einen zylinderförmigen Teil und einen spitz
zulaufenden Teil definiert sein. In diesem Fall handelt es sich
bei einem anderen Weg des Definierens des spitzen Endes um die Reduktion
des Durchmessers vom Beginn des spitz zulaufenden Teils, d.h. zum
zylinderförmigen Teil
der Formulierung, zum sich am stärksten
verjüngenden
Ende des spitzen Endes. Es ist bevorzugt, dass der Durchmesser um
mindestens 30%, wie mindestens 40%, reduziert ist. Unabhängig von
der Reduktion ist es bevorzugt, dass das spitze Ende abgerundet
ist.
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Jeder
beliebige Therapeutikumtyp kann in das Arzneimittel eingebracht
werden, und die Erfindung ist auf Arzneistoffe mit einer beliebigen
spezifischen Funktion nicht beschränkt. Folglich kann das Therapeutikum
ausgewählt
sein aus Analgeti ka, Arzneimitteln gegen Angst, Mitteln gegen Arthritis,
Antibiotika, Anticholinergika, Antidepressiva, Antidiabetika, Antiemetika,
Antihistaminika, Mitteln gegen Bluthochdruck, entzündungshemmenden
Mitteln, Mitteln gegen Migräne,
Mitteln gegen Parkinson-Krankheit, antispasmoiden Mitteln, Antipsychotika,
Antithrombotika, antiviralen Mitteln, Appetitzüglern, Blutfaktoren, kardiovaskulären Mitteln,
Cerebralvasodilatoren, Chemotherapeutika, cholinergen Agonisten,
Kontrazeptiva, Koronärmitteln,
Diuretika, Wachstumsfaktoren, Gerinnungsfaktoren, Hormonen, Immunsuppressiva,
narkotischen Antagonisten, Opioiden, peripheren Vasodilatoren, Tranquilizern,
Impfstoffen, immunogenen Mitteln und immunisierenden Mitteln.
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Gleichermaßen kann
das Therapeutikum ein Verbindungstyp wie Steroide, Hormone, Lipide,
Nukleinsäuren,
Nukleotide, Oligonukleotide, Oligosaccharide, organische Verbindungen,
Antikörper,
Peptidmimetika, Peptide, Polypeptide, Polysaccharide und Proteine
sein. Insbesondere kann das Therapeutikum ein Peptid, ein Polypeptid
oder ein Protein sein. Tatsächlich
kann das Arzneimittel auch subzelluläre Arzneimittel, Zellen, Bakterien
oder Viren als Therapeutikum für
immunogene Zwecke enthalten.
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Für einige
Zwecke ist es wichtig, dass das Therapeutikum im gesamten Arzneimittel
homogen verteilt ist, sodass dessen Freisetzung initiiert wird, sobald
das Arzneimittel sich zu aufzulösen
beginnt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
das Therapeutikum ausgewählt
aus Hormonen, Antidiabetika, Wachstumsfaktoren und Blutfaktoren. Vorzugsweise
ist das Therapeutikum ein Protein, ausgewählt aus der Gruppe von Insulin,
Glucagon, Wachstumshormon, Wachstumsfaktoren, Blutfaktoren wie FVII
oder FVIII, GLP-1, EPO, TPO, Interferon oder Derivaten dieser Proteine.
Derartige Proteine können
entweder natürlich
vorkommende Proteine oder rekombinante Proteine sein.
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Das
Arzneimittel kann aus dem Therapeutikum allein hergestellt werden,
kann jedoch geeigneterweise ein Bindemittel in der Formulierung
einschließen.
Jedes beliebige geeignete Bindemittel kann, wie vorstehend erörtert, verwendet
werden.
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Neben
dem Bindemittel und dem Therapeutikum kann das Arzneimittel Zusatzstoffe
umfassen, die ausgewählt
werden könnten
aus der Gruppe von Konservierungsmitteln, Stabilisatoren, Hilfsstoffen, Schmiermitteln
und Sprengmitteln, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Für einige Therapeutika kann
es nötig
sein, dass sie durch die Verwendung eines Konservierungsmittels
oder Stabilisators konserviert oder stabilisiert werden, obwohl
dies aufgrund der nahezu wasserfreien Bedingungen im Arzneimittel
wahrscheinlich nur in wenigen Fällen
nötig ist.
In den Fällen,
in welchen das Therapeutikum der Immunisierung dient, kann es bevorzugt
sein, einen Hilfsstoff zum Erhöhen
der Immunantwort zuzusetzen. Schmiermittel wie Fettsäuren oder
deren Salze können
zugesetzt werden, um zu gewährleisten,
dass das Arzneimittel an der Verpackung nicht klebt und/oder um
eine Schmierung bereitzustellen, wenn das Arzneimittel die Haut
durchdringt. Schmiermittel können
Stearate, wie Mg-Stearate, Zn-Stearate oder Ca-Stearate, sein. In
Fällen,
in welchen eine schnelle Freisetzung des Therapeutikums erwünscht ist,
und in Fällen,
in welchen das Therapeutikum einen großen Anteil an Arzneimittel
umfasst, kann es nötig sein,
Sprengmittel zuzusetzen, die bewirken, dass das Arzneimittel aufgesprengt
wird und dadurch das Therapeutikum schnell freisetzt.
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Auch
kann das Arzneimittel Stabilisatoren, wie Alanin, Histidin und Glycin,
umfassen.
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Zudem
ist das Therapeutikum des erfindungsgemäßen Arzneimittels selbst bei
Umgebungstemperatur langzeitstabil, und es besteht keine Notwendigkeit
für spezielle
Lagerbedingungen, wie Kühlung.
Weiterhin ist das Arzneimittel bei Umgebungstemperatur sowohl in
Bezug auf die Kompressionsfestigkeit, die glasartige Beschaffenheit
des Bindemittels als auch die Geometrie stabil.
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Das
Arzneimittel kann vorzugsweise für
eine häufige
Medikation benötigende
Patienten, wie Diabetiker, verwendet werden. Mit häufig ist
gemeint, dass das Therapeutikum parenteral mindestens einmal täglich injiziert
werden muss. Derartige Patienten müssen eine Menge Therapeutikum
zur Injektion immer mit sich tragen. Der Komfort der Verabreichung sowie
der Komfort der Lagerung des erfindungsgemäßen Arzneimittels machen es
für diese
Patientengruppe besonders nützlich.
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Eine
andere bevorzugte Verwendung des Arzneimittels dient der Immunisierung.
Die Immunisierung von Kindern wird häufig in Praxen von Allgemeinmedizinern
durchgeführt,
die die weniger starren Lagererfordernisse der erfindungsgemäßen Arzneimittel
schätzen.
Dieselbe mehrere Arzneimittel enthaltende Patrone kann für verschiedene
Kinder verwendet werden, da es kein Risiko der Kreuzkontamination
gibt. Der einzige die Haut des Patienten durchdringende Gegenstand
ist das Arzneimittel selbst. Die Injektion verursacht nicht, dass
die Injektionsvorrichtung oder das Patronengehäuse der Arzneimittel kontaminiert
wird. Zudem werden häufig
an einer Vorinjektionsfurcht leidende Kinder die nahezu schmerzlose
Injektion, die durchgeführt
werden kann, schätzen.
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Eine
andere große
Gruppe von eine Immunisierung benötigenden Patienten befindet
sich in tropischen Gebieten und während Epidemien, wo große Personengruppen
im Wesentlichen gleichzeitig benötigen.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Arzneimittel
für Massenimmunisierungen
ist viel schneller und viel sicherer als die Verwendung der herkömmlichen
Injektion von wässrigen
Lösungen oder
Suspensionen des immunaktiven Stoffs. Eine Massenmedikation wird
auch häufig
in Tier- und Fischfarmen verwendet. In diesen Fällen wird es aus Gründen der
Schnelligkeit und Reduktion von Kreuzkontamination auch ein großer Vorteil
sein, die erfindungsgemäßen Arzneimittel
zu verwenden.
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Das
Arzneimittel kann zur Lokalisierung in der Dermis oder weiter in
die Subkutis oder vielleicht noch tiefere Schichten injiziert werden.
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Die
Erfindung betrifft weiter eine Kassette, umfassend ein wie vorstehend
definiertes Verpackungsmaterial und weiterhin umfassend Auswurfmittel
zum Auswerfen des Arzneimittels aus dem Hohlraum.
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Ein
beliebiges geeignetes Auswurfmittel kann bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform ist
das Auswurfmittel ein federbelastetes Hammermittel. Das Auswurfmittel
ist geeignet angeordnet, um einen Auswurfdruck auf einen in einem
Ende des Hohlraums neben dem Arzneimittel angeordneten Stift auszuüben.
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Kassetten,
die mehrere Einheiten umfassen, können als Strahlen, Zylinder
oder Bänder
gestaltet werden, die in einer Einführungsposition befestigt werden
können,
in welcher ein Hammer gelöst
werden kann, um gegen einen Stift der fraglichen Einheit zu schlagen,
um das Arzneimittel aus dem Verpackungsmittel in die Haut zu bewegen,
so dass der Stift als Amboss fungiert.
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Das
pharmazeutische Verpackungsmaterial kann in einem Verfahren zum
Verabreichen einer Dosierung eines Therapeutikums, umfasst in einem
Arzneimittel, an einen dies benötigenden
Patienten aus einer wie vorstehend definierten Kassette verwendet werden,
umfassend
Anbringen der Kassette an die Haut des Patienten,
Aktivieren
eines Auswurfmittels,
Injizieren des das Therapeutikum umfassenden
Arzneimittels.
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Durch
diese Verabreichungsform wird das Arzneimittel in einer einfachen,
im Wesentlichen schmerzlosen und sterilen Weise ohne die Verwendung
von jeglichen Kanülen
verabreicht.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die Kassette mit einer Kanüle
versehen, wobei die Kanüle
die Haut oder Schleimhaut durchdringt und das Arzneimittel in die
Dermis oder Subcutis des Patienten durch die Kanüle gedrückt wird.