DE2911558A1 - Liq. dispensing device - contains hydrophilic, water-insol. water-swellable polymer layer between compressible container and rigid casing - Google Patents

Abstract

Liq. dispensing device comprises a rigid outer casing allowing the passage of water, a compressible container impermeable to the liq. to be dispensed with water and provided with an outlet for discharging liq. and, between casing and container, a layer allowing water to be drawn into the device, to exert a pressure on the compressible container. Novelty consists in using a layer contg. a hydrophilic, water-insoluble polymer, capable of swelling in water. The layer can be a 2-layer laminate contg. one layer of water-insoluble polymer and another layer of wate-absorbing non-swellable material. The device is used for discharging a therapeutic fluid into a human or animal body, e.g. by implanting in a body cavity. Water penetrates into the rigid outer casing and is absorbed by a layer, causes swelling of the layer and presses against the container whereby medicinal liq. is squeezed out.

Description

Translated fromGerman

Titel: AbgabevorrichtungTitle: Dispenser

für FlüssigkeitenB e 5 c h r e i b u n g Die Erfindungbetrifft eine Abgabevorrichtung für Flüssigkeiten wie Arzneimittellösungen, an einewasserhaltige Umgebung und umfaßt eine äußere Hülle, die starr ist und den Durchgangvon Wasser erlaubt. Einen bei Druck zusammenfallenden, für Flüssigkeit undurchlässigen,für Wasser undurchlässigen Behälter imerhalb der Hülle, der die Flüssigkeit enthältund eine Austrittsöffnung zur Abgabe der Flüssigkeit besitzt, sowie eine Schichtaus einem hydrophilen, in Wasser unlöslichen quellbaren Polymer zwischen der Hülleund dem Behälter, die bei der Anwendung aus der Umgebung Wasser adsorbiert, dadurchquillt und auf den Behälter Druck ausübt und dadurch die Flüssigkeit über die Austrittsöffnungaus dem Behälter heraus drückt. for liquidsB e 5 r e i n g e The Inventionrelates to a device for dispensing liquids such as drug solutions to aaquatic environment and includes an outer shell that is rigid and the passageallowed by water. A collapsing under pressure, impermeable to liquids,water-impermeable container inside the envelope containing the liquidand has an outlet opening for dispensing the liquid, and a layermade of a hydrophilic, water-insoluble swellable polymer between the shelland the container, which in use adsorbs water from the environment, therebyswells and exerts pressure on the container and thereby the liquid through the outlet openingpushes out of the container.

Die Erfindung ist eine Abwandlung der osmotisch wirksamen Abgabevorrichtung,entsprechend der DE-OS 26 44 267. The invention is a modification of the osmotically effective delivery device,according to DE-OS 26 44 267.

Die dort als'51inipumpe" beschriebene Abgabevorrichtung ist der erfindungsgemäßenam ähnlichsten. Die Minipumpe ist eine durch Osmose wirksame Abgabevorrichtung,deren Größe sie besonders geeignet macht zur Verabreichung von Arzneimitteln anTiere und Menschen. Die grundlegenden Bestandteile sind ein innerer bei Druck zusammenfallender(flexibler) Beutel oder Behälter, der das Arzneimittel enthält, eine dazwischenliegende Schicht aus einem osmotisch wirksamen löslichen bzw. gelösten Mittel, wieeinem anorganischen Salz, die den Beutel umschließt und eine äußere formbeständigeMembran oder Hülle, die für Wasser durchlässig ist und die sowohl die Schicht ausdem osmotisch wirksamen gelösten Stoff als auch den Beutel umscjiließt und eineRill- bzw. Abgabeöffnung, die mit dem inneren des Beutels in Verbindung steht.The dispensing device described there as the '51ini pump' is that according to the inventionmost similar. The mini-pump is an osmosis-effective dispensing device,the size of which makes them particularly suitable for administering drugsAnimals and people. The basic components are an internal one that collapses under pressure(flexible) bag or container containing the medicine, one in betweenlying layer of an osmotically active soluble or dissolved agent, such asan inorganic salt that encloses the pouch and an outer dimensionally stableMembrane or shell, which is permeable to water and which is made up of both the layerthe osmotically active solute as well as the pouch and aScoring or dispensing opening which is in communication with the interior of the bag.

Bei der Anxzenclung wird der Beutel über die Füll- bzw. During the excitation, the bag is placed over the filling resp.

Abgabe öffnung gefüllt und in eine wässrige Umgebung, wie eine Körperhöhleoder in Körpergewebe, gebracht. Wasser wird aus der Umgebung durch den osmotischwirksamen Stoff durch die Membran in den Raum zwischen dem inneren Beutel und dermembran gesaugt. Da der Beutel bei Druck zusammenfällt und die Membran starr ist,preßt das eingesaugt Wasser den inneren Beutel zusammen, wodurch Arzneimittel durchdie Füll- bzw. Abgabeöffnung herausgedrückt wird.Dispensing orifice is filled and placed in a watery environment, such as a body cavityor in body tissue. Water is osmotic from the environment through theactive substance through the membrane into the space between the inner bag and themembrane sucked. Since the bag collapses under pressure and the membrane is rigid,The sucked in water compresses the inner bag, allowing medicament throughthe filling or dispensing opening is pushed out.

Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung wirkt im Gegensatz zu deroben angegebenen nicht durch Osmose. Statt dessen wird das Arzneimittel aufgrundeiner Quellreaktion abgegeben, die zwischen dem inneren Beutel und der äußeren Membranstattfindet. The dispensing device according to the invention works in contrast to thatnot indicated above by osmosis. Instead, the drug is duea swelling reaction given between the inner bag and the outer membranetakes place.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Abgabevorrichtung fürFlüssigkeiten, umfassend eine formbeständige äußere hülle, die den Durchgang vonWasser erlaubt,einen zusammendrückbaren, für Flüssigkeit undurchlässigen,für Wasser undurchlässigen Behälter in der Hülle der die abzugebende Flüssigkeitenthält, und eine Austrittsöffnung zur Abgabe der Flüssigkeit umfaßt, sowie einMittel zwischen der Hülle und dem Behälter, das dazu führt, daß Wasser in die Abgabevorrichtunggesaugt wird, wodurch ein Druck auf den inneren Behälter entsteht und das dadurchgekennzeichnet ist, daß das Mittel ein hydrophiles, in Wasser quellbares, wasserunlöslichesPolymer umfaßt. The present invention therefore relates to a dispenser forLiquids comprising a dimensionally stable outer shell that allows the passage ofWater allowed,a compressible, liquid impermeable,for water impermeable container in the envelope of the liquid to be dispensedcontains, and comprises an outlet opening for dispensing the liquid, as well as aMeans between the envelope and the container which causes water to enter the dispenseris sucked, which creates a pressure on the inner container and thatis characterized in that the agent is a hydrophilic, water-swellable, water-insoluble onePolymer.

Die Erfindung wird durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.Dabei ist Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung. The invention is explained in more detail by the accompanying drawings.1 is an enlarged view of a dispensing device according to the invention.

Fig. 2 ein Schnitt durch die Abgabevorrichtung der Figur 1 entlangder Linien 2a und 2b und Fig. g ein Schnitt durch einen Teil der Abgabevorrichtungder Figur 1 entlang 3-3.FIG. 2 shows a section through the dispensing device of FIGof lines 2a and 2b and FIG. g shows a section through part of the dispensing deviceof Figure 1 along 3-3.

Die in den Zeichnungen dargestellte Abgabevorrichtung wird allgemeinals 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 besteht aus: einer äußeren, rohrförmigen Hülle11, die an einem Ende 15 offen und an dem anderen Ende 16 geschlossen ist; Einemzylindrischen Behälter 13, der sich innerhalb der Hülle 11 befindet und eine Füll-bzw. Abgabeöffnung 14 besitzt, die sich an dem offenen Ende 15 der Hülle 11 befindet,sowie einer Schicht 12 aus einem hydrophilen, in Wasser quellbaren aber unlöslichenPolymer zwischen der Innenseite der Hülle bzw. des Mantels 11 und dem Äußeren desBehälters 13. The dispenser illustrated in the drawings becomes generalreferred to as 10. The device 10 consists of: an outer, tubular sheath11 which is open at one end 15 and closed at the other end 16; Onecylindrical container 13, which is located within the shell 11 and a fillingor dispensing opening 14, which is located at the open end 15 of the casing 11,and a layer 12 made of a hydrophilic, water-swellable but insoluble onePolymer between the inside of the shell or the jacket 11 and the outside of theContainer 13.

Die Hülle 11 erlaubt aufgrund ihrer Struktur und/oder Zusammensetzungdas Eindringen von Wasser aus der Umgebung in die Schicht 12. Zum Beispiel kannsie aus einem undurchlässigen Material bestehen, das einige odermehrere Öffnungen oder Poren besitzt, die es ermöglichen, daß das Wasser die Schicht12 erreicht oder aus einem wasserdurchlässigen Materi#L. Derartige Materialien sindbekannt. Die Hülle 11 muß ausreichend starr sein und zwar wieder durch ihre Strukturund/oder Zusammensetzung, um eine nennenswerte Ausdehnung der Schicht 12 nach außenwährend der Anwendung zu verhindern. The shell 11 allows due to its structure and / or compositionthe penetration of water from the environment into layer 12. For example, canthey from an impermeableMaterial that some orhas multiple openings or pores that allow the water to pass through the layer12 or made of a water-permeable material # L. Such materials areknown. The shell 11 must be sufficiently rigid, again by virtue of its structureand / or composition in order to achieve a significant expansion of the layer 12 outwardto prevent during application.

Der Behälter 13 besteht aus einem Material, das im wesentlichen fürdie abzugebende Flüssigkeit und für Wasser undurchlässig ist. Er muß als Reaktionauf einen auf ihn ausgeübten Druck zusammenfallen bzw. zusammendrückbar sein. The container 13 consists of a material that is essentially forthe liquid to be dispensed and is impermeable to water. He must be in responsecollapse or be compressible under pressure exerted on it.

Er besteht typischerweise aus einem elastomeren Polymer, wie cyclisiertemKautschuk, Silicon-Kautschuk, synthetischan Isopren-Kautschuk, Butadien-Kautschuk,copolymere Styrol-Butadienl#autschukarten, Nitril-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk,Äthylen-Propylen-Kautschuk und Butyl -Kautschuk.It is typically made of an elastomeric polymer such as cyclizedRubber, silicone rubber, synthetic isoprene rubber, butadiene rubber,copolymer styrene-butadiene-rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber,Ethylene-propylene rubber and butyl rubber.

Die Schicht 12 muß imstande sein, Wasser zu absorbieren und zu quellen,um ihr Volumen zu vergrößern, und zwar typischerweise um das 5- bis 50-fache. Siemuß daher eine quellfähige Struktur besitzen und im wesentlichen in Wasser unlöslichsein. Wünschenswerter Weise ist die Schicht 12 imstande, auf ein Volumen zu quellen,daß gleich oder größer ist als das Füllvolumen des Behälters 13, wodurch eine vollständigeEntleerung der Flüssigkeit aus dem Behalter 13 sichergestellt wird. Beispiele fürim Wasser quellbare hydrophile Polymere, die zur Herstellung der Schicht 12 angewandtwerden können, sind unter anderem Poly(hydroxyalkyl-methacrylate); Poly(acrylamid);Poly-(methacrylamid) und Derivate; Poly(N-yinyl-2-pyrrolidon); anionische und kationischeHydrogele; Poly(electrolyt )-Komplexe; vernetzte Protein-Polymere;Poly(vinylalkohol) mit geringem Acetat-Rest und vernetzt/##ytoxal, Formaldehzrdoder Glutaraldehyd; durch Strahlung vernetztes Poly-(oxyäthylen); Poly( saccharid);Methylcellulose vernetzt mit Dialdehyd; ein Gemisch aus Agar und Natrium-carboxymethyl-celluloseund quellfähige Stärke. The layer 12 must be able to absorb and swell water,to increase their volume, typically 5 to 50 times. shemust therefore have a swellable structure and be essentially insoluble in waterbe. Desirably, layer 12 is able to swell to a volumethat is equal to or greater than the filling volume of the container 13, creating a completeEmptying of the liquid from the container 13 is ensured. examples forHydrophilic polymers which are swellable in water and which are used to produce the layer 12are, inter alia, poly (hydroxyalkyl methacrylates); Poly (acrylamide);Poly (methacrylamide) and derivatives; Poly (N-yynyl-2-pyrrolidone); anionic and cationicHydrogels; Poly (electrolyte) -Complexes; crosslinked protein polymers;Poly (vinyl alcohol) with a small amount of acetate and cross-linked / ## ytoxal, Formaldehzrdor glutaraldehyde; Poly (oxyethylene) crosslinked by radiation; Poly (saccharide);Methyl cellulose cross-linked with dialdehyde; a mixture of agar and sodium carboxymethyl celluloseand swellable starch.

Um die Fähigkeit der Schicht 12, Wasser aufzusaugen bzw. zu absorbieren,zu erhöhen, kann sie als Laminat aus 2 Schichten gebildet werden, von denen eineaus dem oben beschriebenen in Wasser quellfähigen hydrophilen Polymer besteht unddie andere aus einem Wasser absorbierenden, nicht quell fähigen Material wie faserigenoder porösen Materialien tierischer oder pflanzlicher Herkunft wie Wolle, Baumwolle,Stroh, EShs, Papier und Schwamm. In ihrer Wirkung ähnliche synthetische Materialienkönnen ebenfalls zur Herstellung der wasserabsorbierenden, nicht quellfähigen Schichtangewandt werden. In order to increase the ability of layer 12 to soak up or absorb water,To increase, it can be formed as a laminate of 2 layers, one of whichconsists of the above-described hydrophilic polymer which is swellable in water andthe other made of a water-absorbing, non-swellable material such as fibrousor porous materials of animal or vegetable origin such as wool, cotton,Straw, EShs, paper and sponge. Synthetic materials similar in their effectcan also be used to produce the water-absorbing, non-swellable layercan be applied.

Die Vorrichtung 10 kann folgendermaßen angewandt werden: der Behälter13 wird über die Öffnung 14 mit der abzugebenden Flüssigkeit gefüllt und in diegewünschte wasserhaltige Umgebung eingebracht. Zum Beispiel wird der Behälter 13,wenn die Vorrichtung dafür vorgesehen ist, Arzneimittel an Menschen oder Tiere abzugeben,mit dem reinen Arzneimittel gefüllt wenn dieses flüssig ist oder einer fließfähigenLösung oder Suspension des Arzneimittels und dann an die gewünschte Körperstellegebracht, z.B. durch Implantation oder Eitsetzen in eine Körperhöhle. Wenn sichdie Vorrichtung in einer derartigen Umgebung befindet, dringt Wasser durch die Hülle11 und wird von der Schicht 12 absorbiert. The device 10 can be used as follows: the container13 is filled through the opening 14 with the liquid to be dispensed and into thedesired water-containing environment introduced. For example, the container 13,if the device is intended to deliver drugs to humans or animals,filled with the pure drug if this is liquid or a flowable oneSolution or suspension of the drug and then to the desired site on the bodybrought, e.g. by implantation or placement in a body cavity. Ifthe device is in such an environment, water penetrates through the envelope11 and is absorbed by the layer 12.

Das absorbierte Wasser führt dazu, daß die Schicht 12 quillt, undda die Hülle 11 im wesentlichen starr ist, wird durch die Quellung ein Druck aufdas Äußere des Behälters 13 ausgeübt, wodurch dieser zusammengepreßt wird. Dadurchwirddie Flüssigkeit aus dem Behälter 13 über die Öffnung 14 abgegeben. Die Freisetzungsgeschwindigkeitder Flüssigkeit aus der Vorrichtung 10 wird so bestimmt durch die Geschwindigkeitund das Ausmaß, in dem die Schicht 12 quillt.The absorbed water causes the layer 12 to swell andsince the shell 11 is essentially rigid, a pressure is exerted on by the swellingexerted the exterior of the container 13, whereby it is compressed. Through thiswillthe liquid is discharged from the container 13 via the opening 14. The rate of releaseof the liquid from the device 10 is thus determined by the speedand the extent to which layer 12 swells.

Die Erfindung wird durch die folgenden- nicht einschränkenden Beispielenäher erläutert. Soweit nicht anders angegeben sind unter Teilen und Prozenten jeweilsGew.-Teile und Gew.-S' zu verstehen. The invention is illustrated by the following non-limiting examplesexplained in more detail. Unless otherwise stated, parts and percentages are respectivelyParts by weight and S 'by weight are to be understood.

Beispiel 1 Zunächat wurde aus einem elastomeren Styrol-Butadien-Copolymerdurch Spritzguß bei 1800C und 75,5 bis 82,3 bar ein zylinderförmiger Behälter hergestelltmit einer Länge von 2,33 cm, einem Innendurchmesser von 3,81 mm und einem Außendurchmesservon 4,67 mm. Anschließend wurde ein Kern in den Behälter gesteckt und diese Anordnungin eine ~ aus zwei Teilen bestehende Hohlform gegeben. Anschließend wurde ein Gemischaus 30 Teilen Äthylenglykol monomethacrylat, enthaltend 0,12 Teile Äthylenglykoldimethacrylat und 10 Teile einer 0,13 zeigen wässrigen Lösung von Natriumdisulfätin wässrigem Äthanol in die Form gegeben. Das Gemisch wurde bei 300C polymerisiertund nach 30 Minuten nach dem Erreichen von Raumtemperatur die Form entfernt.Example 1 The first step was made from an elastomeric styrene-butadiene copolymera cylindrical container was produced by injection molding at 1800C and 75.5 to 82.3 barwith a length of 2.33 cm, an inner diameter of 3.81 mm and an outer diameter4.67 mm. Then a core was put into the container and this arrangementgiven into a hollow mold consisting of two parts. Then became a mixturefrom 30 parts of ethylene glycol monomethacrylate containing 0.12 parts of ethylene glycoldimethacrylate and 10 parts of a 0.13 show aqueous solution of sodium disulfateadded to the mold in aqueous ethanol. The mixture was polymerized at 30 ° Cand after 30 minutes after reaching room temperature, the mold is removed.

Anschließend wurde eine 15 ziege Lösung von Celluloseacetat in Aceton(Acetylgehalt 39,8 O/o) hergestellt und die auf dem Kern gehaltenen, mit Hydrogelüberzogenen Behälter zwanzigmal jeweils eine Minute lang in die Lösung getaucht,wobei dåzwischen- 15 Minuten getrocknet wurde. Nach diesem Tauchen wurden die Abgabevorrichtungen15 Tage bei 600c getrocknet. Bei diesem Verfahren erhält man eine 0,65 mm dickeSchicht aus Cellulose-acetat auf der Hydrogelsohicht. Then a 15 goat solution of cellulose acetate in acetone(Acetyl content 39.8 O / o) and those held on the core with hydrogelthe coated container is immersed in the solution twenty times for one minute each time,drying took place for 15 minutes in between. After this dip, the dispensers becameDried at 600c for 15 days. This method gives a thickness of 0.65 mmLayer of cellulose acetate on the hydrogel layer.

Beispiel 2 Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit derAusnahme, daß die Form zunächst mit einem Mittel, das ein vernetztes quellfähigeshydrophiles Polymer bildet, bestehend aus 30 Teilen Hydroxyäthylmethacrylat, 0,1Teil Äthylendimethacrylat als Vernetzungsmittel und 8 Teilen einer 1 bis 2 sorgenLösung von Natriumpyrosulfat gefüllt wurde. Die Form wurde ungefähr 15 bis 25 Minutonauf ungefähr 30 bis 350C erwärmt und dann 5 bis 10 Minuten auf 1000C. Dann wurde.eine 0,65 mm dicke Celluloseacetat-Schicht mit einem Acetylgehalt von 32 % mit Hilfeeiner Wurster-Sprühvorrichtung auf die Anordnung aufgesprüht.Example 2 The procedure of Example 1 was repeated with theException that the form initially with an agent that is a cross-linked swellablehydrophilic polymer forms, consisting of 30 parts of hydroxyethyl methacrylate, 0.1Part of ethylene dimethacrylate as a crosslinking agent and 8 parts of a 1 to 2 ensureSolution of sodium pyrosulfate was filled. The shape was about 15 to 25 minute soundheated to about 30 to 350C and then to 1000C for 5 to 10 minutes. Then became.a 0.65 mm thick cellulose acetate layer with an acetyl content of 32% with the aidsprayed onto the assembly using a Wurster sprayer.

Claims (2)

Translated fromGerman

P a t e n t a n 5 p r ii c h e 1. Abgabevorrichtung für eine Flüssigkeit,umfassend eine üußero Hülle die starr ist und den Durchgang von Wasser erlaubt,einen zusammendrückbaren, für Flüssigkeit undurchläss#gen, fr Wasser undurchlässigenBehälter, in der Hülle, in dem sich die Flüssigkeit befindet und der eine Austrittsöffnungzur Abgabe der Flüssigkeit besitzt, sowie ein Iiittel zwischen der Hülle und demBehälter das dazu führt, daß Wasser in die Vorrichtung gezogen wird und einen Druckauf den Behälter ausübt, dadurch g e k e n n -z e i c h n c t , daß das Mittel einhydrophiles, in Wasser quellfähiges wasserunlösliches Polymer ist. P a t e n t a n 5 p r ii c h e 1. Dispensing device for a liquid,comprising an outer shell that is rigid and allows the passage of water,a compressible, impermeable to liquid, impermeable to waterContainer, in the envelope, in which the liquid is located and the one outlet openinghas for dispensing the liquid, as well as an Iiittel between the shell and theContainer that causes water to be drawn into the device and a pressureexerts on the container, thereby g e k e n n -z e i c h n c t that the means ais hydrophilic, water-swellable, water-insoluble polymer.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch i c 11 n e t , daß das Mittelin Form eines Laminats aus zwei Schichten vorliegt, wobei die eine Schicht aus demhydrophilen wasserquellbaren, wasserunlöslichen Polymer und die andere Schicht auseinem wasserabsorbierenden nicht quellfähigen Material besteht.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means i c 11 n eis in the form of a laminate of two layers, one layer consisting of thehydrophilic water-swellable, water-insoluble polymer and the other layera water-absorbing, non-swellable material. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i ch n e t , daß das hydrophile, in Wasser quellfähige und in Wasser unlösliche PolymerPoly(hydroxyalkyl-methacrylat), Poly(acrylamid), Poly(methacrylamid,ein Poly(elektrolyt)-Komplex, ein vernetztes Protein-Polymer, Foly(vinylallrohol)mit einem geringen Acetatgehalt oder mit Glyoxal, Formaldehyd oder Glutaraldehydvernetzt, ein durch Bestrahlung vernetztes Poly(oxy#thylen), Poly-(saccharid), mitDialdehyd vernetzte Methylcellulose, ein Gemisch aus Agar und Natriumcarboxymethyl-cellulose,quellbare Stärke oder Poly(äthylenglykol-methacrylat) ist. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is -k e n n z e i ch n e t that the hydrophilic, water-swellable and water-insoluble polymerPoly (hydroxyalkylmethacrylate), poly (acrylamide), poly (methacrylamide,a poly (electrolyte) complex, a cross-linked protein polymer, foly (vinylallrohol)with a low acetate content or with glyoxal, formaldehyde or glutaraldehydecrosslinked, a poly (oxy #thylene) crosslinked by irradiation, poly (saccharide), withDialdehyde cross-linked methyl cellulose, a mixture of agar and sodium carboxymethyl cellulose,swellable starch or poly (ethylene glycol methacrylate).