Mikrodosiersysteme machen funktionellere Lösungen möglich

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Die Intelli-Cap-Pille ist derzeit primär zur Unterstützung bei der Medikamententwicklung und für Untersuchungen in der Nahrungsmittelforschung konzipiert. Aufgrund der genannten Vorteile könnten jedoch in der Zukunft solche intelligenten Pillen auch bei kritischen Therapieführungen sowie der Behandlung von Darmkrebs und chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn Einzug halten.

Mikrodosiersysteme auch bei Inhalationsgeräten im Einsatz

Bei der seit Jahrzehnten bekannten Inhalationstherapie werden pulverförmige oder flüssige Medikamente zerstäubt und anschließend über die Lunge eingeatmet. Je feiner dabei die Zerstäubung ist, desto tiefer können die Wirkstoffe in die Lunge eindringen. Während Partikel mit einem Durchmesser größer 6 µm nur die oberen Atemwege erreichen, können kleinere Partikel letztlich bis zu den Lungenbläschen vordringen.

Ziel bei der Entwicklung von Inhalationsgeräten ist es deshalb, über den gesamten Zeitraum des Einatmens eine möglichst gleichbleibende, optimale Größe der Wirkstoffpartikel zur Verfügung zu stellen. Außer konventionellen, gasdruckbetriebenen Pulverinhalatoren oder elektrischen Ultraschallvernebelern kommen für diese Anwendung auch auf Mikrotechnologien basierende Geräte wie der Respimat-Soft-Inhaler von Boehringer Ingelheim zum Einsatz (Bild 2).

Inhalator kombiniert Mikrodosierung mit Zerstäubungsmechanismus

Der Respimat kombiniert ein Mikrodosiersystem mit einem Zerstäubungsmechanismus. Zum Betrieb des Geräts wird zunächst durch eine 180°-Drehbewegung am zweiteiligen Gehäuse die notwendige Energie erzeugt, die in einer mechanischen Feder zwischengespeichert wird. Gleichzeitig wird die je nach medizinischer Anwendung bis zu 15 µl fassende Dosierkammer mit flüssigem Wirkstoff befüllt. Nach dem Auslösen wird der Inhalt der Dosierkammer durch die in der mechanischen Feder gespeicherte Energie zerstäubt.

Das Kernstück dafür bildet der sogenannte Uniblock, ein 2,5 mm × 2 mm × 1,4 mm großer Chip aus Silizium und Glas mit feinen Mikrokanälen. Im Uniblock wird die aus der Dosierkammer austretende Flüssigkeit gefiltert und in zwei Flüssigkeitsstrahlen aufgeteilt, die dann in einem genau definierten Winkel aufeinander treffen und die Sprühwolke erzeugen. Beim auftretenden Crash bei über 500 km/h entstehen dabei Tröpfchen mit einem Durchmesser von weniger als 6 µm. Der Respimat wird derzeit ausschließlich zur Behandlung chronisch obstruktiver Lungenerkrankungen (COPD) sowie bei Asthma eingesetzt.

Mikrodosiersystem erspart Spritzen bei Diabetes

In Deutschland sind circa 250.000 Menschen von Typ-1-Diabetes (Zuckerkrankheit) betroffen und müssen dem Körper künstlich das Hormon Insulin zuführen. Etwa 5% von ihnen verwenden kleine, tragbare Insulinpumpen, die direkt am Körper getragen werden und kontinuierlich Insulin an den Körper abgeben, meistens über einen Infusionsschlauch. Insulinpumpen stellen sicherlich die bekanntesten Mikrodosiersysteme in der Medizintechnik dar.

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