DE4022553A1 - Vorrichtung zur hochreproduzierbaren applikation definierter volumina von loesungen und suspensionen diagnostisch oder therapeutisch wirksamer substanzen auf der cornea-oberflaeche - Google Patents

Description

Die Augenheilkunde bedient sich therapeutisch wirksamer oder für die Diagnose wichtiger Substanzen in Lösungen, Suspen­ sionen oder Salben, die zur Entfaltung ihrer Wirksamkeit in Kontakt mit der Hornhautoberfläche des Auges gebracht werden. Das Gleiche gilt für lokal anästhesierende Substanzen oder Tränenersatzflüssigkeiten und trifft schließlich auch für die Überprüfung der Wirksamkeit bzw. Unbedenklichkeit entsprechender Lösungen als Therapeutica oder Diagnostica im Rahmen hierfür vorgesehener Prüfvorschriften zu.

Insbesondere für pharmakologisch wirksame Substanzen ist zur Erzielung ihrer optimalen beabsichtigten Wirkung und zur Vermeidung von toxischen Wirkungen auf Grund von Über­ dosierungen die Kenntnis der Dosis/Wirkung-Relation und deren Anwendung bei der Applikation solcher Substanzen zu fordern.

Das Gleiche gilt für Substanzen, die für diagnostische Zwecke der Augenheilkunde eingesetzt werden, z. B. für Farbstoffe, die für die Anfärbung von cornealen Strukturen und Erkennung von Läsionen und erkrankungsbedingter Zustände oder aber für die Messung ihrer Permeation durch die Cornea-Schranke in Richtung Vorderkammer als Indikator für pathologische Zustände der Cornea eingesetzt werden. Auch für diese Zwecke wird i. A. eine dosierte Applikation solcher Substanzen angestrebt bzw. gefordert, da die zu erzielende diagnostische Anzeige patho­ logischer Zustände dosisabhängig sein kann oder aber Neben­ wirkungen auf Grund von Überdosierungen vermieden werden sollen.

Natürlich tritt an der Cornea der "systemische", den Gesamt- Organismus einbeziehende Aspekt der Dosis/Wirkung-Beziehung hinter ihrer lokalen Bedeutung zurück, d. h. die Dosis/Wirkung- Beziehung konkretisiert sich auf die Menge der Wirksubstanz pro Corneafläche pro Zeiteinheit. Darüber hinaus ist auch die Forderung nach gezielter Applikation von pharmakolo­ gisch wirksamen oder diagnostisch eingesetzten Substanzen an ausgewählten bzw. gegenüber ihrem Umfeld abzugrenzenden Cornea-Arealen zu berücksichtigen.

Grundprinzip der in der Vergangenheit und Gegenwart angewen­ deten Applikationsweise ist das Auf- bzw. Eintropfen der Wirk­ stofflösungen und -suspensionen auf die Augenoberfläche oder in den Raum zwischen Unterlid und Augenoberfläche (Tränen­ sack), um über die Verbreitung durch den Tränenfilm und den Lidschlag eine gewisse Mindestkonzentration solange aufrecht zu erhalten, wie das im Tränensack gebildete Wirkstoff- Reservoir dafür ausreicht.

Unter dem Blickwinkel der postulierten gezielten und bezüglich Konzentration und Volumen definierten Applikation der Wirk­ stoff-Lösung pro Flächeneinheit der Cornea-Oberfläche ist diese Applikationspraxis unbefriedigend. Das Eintropfen der Lösung oder Suspension bzw. das Eingeben eines Salbenstranges in den Tränensack führt zu erheblichen Abweichungen des ein­ gegebenen Lösungsvolumens und kann auch durch Einpipettieren der Lösung oder Suspension bezüglich des einwirkenden Volumens nicht ausreichend reproduzierbar gemacht werden.

Hinzu kommt der Abfluß eines nicht unerheblichen Teils des in den Tränensack eingebrachten Volumens durch den Ductus naso­ lacrimalis; ferner die Abhängigkeit der Verteilung über die Augenoberfläche durch den Lidschlag und den Tränenfluß, die daraus reultierende diskontinuierliche und räumlich inhomogene Abgabe der Lösung an die Cornea-Oberfläche, und schließlich die Unmöglichkeit, ausgewählte bzw. indizierte abgegrenzte Cornea-Areale für sich allein der Lösung bzw. Suspension auszusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und eine Vorrichtung anzugeben, mit der es möglich ist, definierte Volumina von Lösungen und Suspensionen auf der Cornea-Oberfläche hochreproduzierbar zu applizieren.

Diese Aufgabe ist durch eine Vorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 angebenen Merkmale aufweist.

Die hochreproduzierbare Applizierung der therapeutisch bzw. diagnostisch wirksamen Substanzen wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in die Innenfläche einer Kontaktlinse aus geeignetem Material und von geeigneten Abmessungen eine Vertiefung eingelassen ist, deren Tiefe über die gesamte laterale Erstreckung exakt den gleichen Wert besitzt, und die vorzugsweise - aber nicht grundsätzlich - eine runde Form aufweist. Z. B. hat eine solche Vertiefung mit einer Tiefe von 0,4 mm und einem lateralen Durchmesser von 4 mm ein Fassungsvermögen von 5µl. Wichtig ist dabei, daß der möglichst exakt an die Oberflächenkrümmung des Auges ange­ glichene Innenradius der Kontaktlinse auch von dem Boden der Vertiefung mitgemacht wird, um über die gesamte Fläche einen gleichbleibenden Wert der Kammertiefe zu besitzen. Die Füllung der Vertiefung mit dem von ihr aufzunehmenden Lösungs-, Suspensions- oder auch Salbenvolumen erfolgt über µl-Pipetten oder aus entsprechend dimensionierten vorgefer­ tigten Flüssigkeitskissen oder Mikro-Ampullen. Die Oberflächen­ spannung wäßriger Lösungen oder Suspensionen reicht in der Regel aus, um die Kontaktlinse mit der Vertiefung ohne Verlust an Lösung auf die Augenoberfläche aufzusetzen.

Bei gelösten Substanzen, die eine starke Herabsetzung der Oberflächenspannung bewirken, kann durch Erniedrigung der Viskosität über Zugabe hochmolekularer Dextrane oder Flüssig-Zellulose ein Flüssigkeitsverlust beim Aufsetzen der Linse sicher vermieden werden.

Falls eine mehr oder weniger stark verzögerte Abgabe der gelösten Substanzen an die Cornea-Oberfläche erforderlich ist, kann das Flüssigkeitsvolumen in der Vertiefung durch ein mikroporöses, mit der Wirkstofflösung getränktes Material mit den entsprechenden Abmessungen als Einlage ersetzt werden.

Die für die Kontaktlinsen-Anpassung ganz allgemein erforder­ liche Übereinstimmung der Innenradien der Kontaktlinsen an den Krümmungsradius im zentralen Bereich der Augenoberfläche gilt auch hier: Ein zu "steiler" Innenradius der Kontakt­ linse führt zu einem mit zu viel Tränenflüssigkeit gefülltem Zwischenraum und damit zu einer Diffusionszone für die Lösung in der Vertiefung außerhalb deren Auflagefläche. Die exakte Zuordnung der Menge der gelösten Wirk- oder Indi­ katorsubstanz zu einer definierten Fläche der Cornea wird dadurch beeinträchtigt.

Durch einen zu großen Radius der Kontaktlinse wird dagegen ihr Sitz auf der Augenoberfläche beeinträchtigt. Durch Driften der Kontaktlinse auf dem Tränenfilm bedingt durch den Lidschlag kann die gezielte Aufgabe des gelösten Wirkstoffes auf ein bestimmtes Cornea-Areal erheblich erschwert werden.

Für die beschriebene streng dimensionierte Aufgabe von für therapeutische oder diagnostische (oder Test-) Zwecke ange­ wendeten Lösungen, Suspensionen oder Salben auf die Augen- Oberfläche kann es bei längerer oder absichtlich verzögerter Freigabe derselben aus der Vertiefung wichtig werden, daß es durch die Kontaktlinse selbst zu keiner Beeinträchtigung des Stoffwechsels, der zellulären Syntheseleistung und der Profilerationsdynamik insbesondere des Cornea-Epithels kommt. So kann eine Kontaktlinse aus einem Material niedriger Sauerstoff-Durchlässigkeit durchaus nach einigen Minuten Tragzeit bereits zu einer meßbaren (z. B. anhand der NADH-Fluoreszenz) Verringerung der Sauerstoffversorgung der verschiedenen Cornea-Segmente einschließlich des Endothels führen.

Zur Vermeidung vorübergehender negativer Einwirkungen durch die beschriebene Applikationsmethode selbst, oder um diese soweit wie möglich zu reduzieren, kann es daher wichtig sein, Kontaktlinsen als Träger der beschriebenen Vertiefung aus einem hochsauerstoffdurchlässigen Material zu fertigen, z. B. aus Silikon.

Die Auswahl von Weichlinsen mit besonders formtreu an der Augenoberfläche anliegenden Innenflächen hat für den vorlie­ genden Zweck auch den Vorteil, daß eine wesentlich geringere Anzahl unterschiedlicher Innenradien für die beschriebene Appliaktionslinse bereitgehalten werden muß, als bei Hartlinsen.

Schließlich sind für den vorliegenden Zweck Kontaktlinsen- Materialien und -Fertigungsverfahren vorzuziehen, die eine preiswerte Herstellung dieser aus Hygiene-Gründen als Einwegartikel zu verwendenden "Applikations-Kontaktlinsen" gestatten, z. B. thermoplastische Materialien.

In der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungs­ beispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch die Augenober­ fläche mit aufliegender Kontaktlinse mit Ver­ tiefung,

Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch die Kontaktlinse mit porösem Material in der Kontaktlinsen-Vertiefung.

In den Figuren ist mit 1 die Kontaktlinse bezeichnet, die auf der Augenoberfläche aufliegt, von der das Epithel 2a und das Endothel 2b sowie das Stroma 3 gezeigt sind. Zwischen Epithel 2a und der Innenseite der Kontaktlinse 1 ist der Tränenfilm 4 erkennbar.

Auf ihrer Innenseite ist die Kontaktlinse 1 mit einer Vertie­ fung 5 versehen, in welche die therapeutisch/diagnostisch wirksame Substanz in Form eines genau definierten Lösungs- oder Salben-Volumens eingefüllt ist und auf die Cornea- Oberfläche aufgelegt wird.

Fig. 2 zeigt die Vertiefung 5 mit einem porösem Material 6 ausgefüllt, das mit der Wirkstoff-Substanz getränkt ist. Aus dem Material 6 heraus erfolgt eine verzögerte Abgabe der gelösten Substanzen an die Cornea-Oberfläche.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur hochreproduzierbaren, räumlich und zeitlich kontrollierten gezielten Applikation von aus thera­ peutischen, diagnostischen, Test- oder anderen Gründen in der Augenheilkunde eingesetzten Lösungen, Suspensionen oder Salben auf hinsichtlich ihrer Ausdehnung und Lage ausge­ wählten bzw. durch die medizinische Indikation gegebenen Arealen der Cornea-Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer als Träger der Lösung etc. dienenden Kontaktlinse besteht, an deren Innenfläche eine Vertiefung eingelassen ist, in welche die Lösung etc. als definiertes Volumen eingegeben wird, aus der heraus sie beim Aufsetzen der Kontaktlinse auf die Augenoberfläche mit dem zu behandelnden bzw. zur Diagnose oder Test anstehenden Cornea-Areal in Kontakt kommt, und von wo aus sie gleichmäßig über das exponierte Cornea- Areal verteilt wird und zeitlich kontinuierlich kontrolliert auf dasselbe einwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktlinsenmaterial eine hohe Sauerstoffdurch­ lässigkeit besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kontaktlinsenmaterial elastische Eigen­ schaften hat, die eine besonders bündige Auflage der Kontakt­ linsen-Innenfläche um die Vertiefung herum auf der Cornea- Oberfläche gewährleistet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vertiefung in der Innen­ fläche der Kontaktlinse ein mikroporöses, mit der Wirkstoff­ lösung oder -Suspension getränktes Material enthalten ist, aus dem die Entlassung der aus therapeutischen, diagnostischen oder Test-Zwecken angewendeten Substanzen zeitlich kontrolliert erfolgt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlinsen mit der Vertiefung als Einwegartikel hergestellt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die zu applizierenden Lösungen, Suspensionen oder Salben oder aber die Wirk- oder Indikator-Substanzen selbst in fester entwässerter Form in der Vertiefung der Kontaktlinse enthalten sind und vor Aufsetzen der Linse mit physiologischer Lösung in den gelösten Zustand überführt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in fester entwässerter Form in der Vertiefung enthal­ tenen Wirk- oder Indikator-Substanzen nach Aufsetzen der Kontaktlinse durch die Tränenflüssigkeit selbst in den gelösten diffusionsfähigen Zustand überführt werden.