DE19616300A1

DE19616300A1 - Eye drop application

Info

Publication number: DE19616300A1
Application number: DE1996116300
Authority: DE
Inventors: Steffen Dr Howitz; Theo Prof Dr Seiler
Original assignee: GESIM GES fur SILIZIUM MIKROS
Current assignee: GESIM GES fur SILIZIUM MIKROS
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-10-30

Abstract

Medication applied to the human eye in a series of micro-droplets (2) which are produced and delivered by a pump to travel to the eye without contact with the applicator. Also claimed is an applicator to deliver a series of micro-droplets (1) from a housing (1). The micro system within the housing (1) has a reservoir (6) of the pharmaceutical liquid with a micro ejection pump (5). The ejection outlet (3) passes through the leading side of the housing (1). The pump is triggered through an electronic control when tripped.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontaktfreien Ap plikation von flüssigen diagnostischen oder therapeutischen Pharmaka am menschlichen Auge, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for non-contact ap application of liquid diagnostic or therapeutic Pharmaceuticals on the human eye, and a device for Execution of the procedure.

Medikamente für therapeutische oder diagnostische Zwecke wer den am menschlichen Auge bis her üblicherweise in Tropfenform appliziert, da der Tropfen das bisher kleinste und zuverläs sigste Medikationsquantum darstellt. Ein Tropfen hat das Volu men von etwa 50 µl und alle gängigen Augentropfen sind be züglich ihrer Dosis und Konzentration auf dieses Volumen kali briert. Die Instillation der Tropfen in das Auge wird mit einer Pipette vorgenommen, die es ermöglicht, einzelne Tropfen abzugeben. Um eine hinreichend genaue Dosierung zu erreichen, wird die Instillation durch den Patienten in der Regel vor einem Spiegel vorgenommen.Medicines for therapeutic or diagnostic purposes that in the human eye until now usually in the form of drops applied because the drop is the smallest and most reliable represents the largest quantity of medication. The volu has a drop about 50 µl and all common eye drops are be regarding their dose and concentration on this volume of potassium burns. The instillation of the drops in the eye is included a pipette made that allows single drops to deliver. In order to achieve a sufficiently precise dosage, instillation is usually done by the patient made a mirror.

Der weitaus größte Teil der Patienten, die Augentropfen nehmen müssen, befindet sich im höheren Alter und hat deswegen oft Schwierigkeiten die Tropfeninstillation ordnungsgemäß durch zuführen. Aus diesem Grund werden oft höhere Dosen an Medika menten instilliert, als zur Therapie erforderlich wären. The vast majority of patients who take eye drops must be in old age and therefore often has Difficulty droplet instillation properly respectively. Because of this, higher doses of medicines are often used instilled as needed for therapy.

Ein weiteres Problem der üblichen Instillation von Pharmaka ist in Kliniken o. dgl. zu verzeichnen, wo die Übertragung von Krankheitserregern von Patient zu Patient bei der Tropfen applikation sicher ausgeschlossen werden muß. Das ist bei der Verabreichung von Medikamenten mittels Pipetten nur dann si cher möglich, wenn bei jeder Instillation gesichert wird, daß der Tropfen tatsächlich von der Pipette abtropft, so daß das Eindringen von Krankheitserregern in die Pipette mit der fol genden Übertragung auf den nächsten Patienten sicher verhin dert wird.Another problem with the usual instillation of pharmaceuticals can be seen in clinics or the like, where the transmission of Pathogens from patient to patient when dripping application must be safely excluded. That is with the Administration of medication using pipettes only then possible if it is ensured with every instillation that the drop actually drips off the pipette, so that Penetration of pathogens into the pipette with the fol transmission to the next patient is changed.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur kontaktfreien Applikation von flüssigen diagnostischen oder therapeutischen Pharmaka am menschlichen Auge zu schaf fen, welches in der Ophthalmologie zur Behandlung des mensch lichen Auges und das insbesondere Instillation von Pharmaka am menschlichen Auge erleichtert und insbesondere eine genauere Dosierbarkeit der Pharmaka erlaubt. Der Erfindung liegt wei terhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontakt freien Applikation von flüssigen diagnostischen oder therapeu tischen Pharmaka am menschlichen Auge zu schaffen, die eine einfache Bedienung und sichere Anwendung auch durch ältere oder unerfahrene Patienten erlaubt, wobei die Ankopplung der Vorrichtung an übliche Gerätesysteme (z. B.: Spaltlampe, Opera tionsmikroskop) möglich sein soll.The invention is therefore based on the object of a method for the contactless application of liquid diagnostic or therapeutic pharmaceuticals on the human eye fen, which is used in ophthalmology to treat humans Lichen eye and in particular instillation of pharmaceuticals on relieved human eye and especially a more accurate one Dosage of the pharmaceuticals allowed. The invention is white terhin the task based on a device for contact free application of liquid diagnostic or therapeu to create pharmaceuticals on the human eye, the one simple operation and safe use even by older ones or inexperienced patients allowed, the coupling of the Device on conventional device systems (e.g. slit lamp, Opera tion microscope) should be possible.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das zu applizierende Pharmazeutikum durch eine Folge von Einzel tröpfchen kontaktfrei in das Auge instilliert wird, wobei die Einzeltröpfchen mit Hilfe einer Pumpvorrichtung in Richtung zum offenen Auge beschleunigt werden.The problem underlying the invention is achieved by solved a method, which is characterized in that the Pharmaceutical to be applied by a sequence of single is instilled into the eye without contact, the Single droplets with the help of a pump device in the direction accelerated to the open eye.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich eine wesentlich verbesserte Instillation von Pharmaka am offenen Auge errei chen, wobei einerseits die Infektionsgefahr vollständig besei tigt worden ist und andererseits die Menge der im Auge zu applizierenden Pharmaka erheblich reduziert werden kann. Die Genauigkeit der Medikamentierung wird erheblich verbessert, wobei die Verdünnung gezielt im Tränensee des Auges erfolgen kann.The process according to the invention makes one essential improved instillation of pharmaceuticals on the open eye Chen, on the one hand, the risk of infection completely has been made and on the other hand the amount of in mind applying pharmaceuticals can be significantly reduced. The Accuracy of medication is significantly improved the dilution taking place specifically in the lacrimal lake of the eye can.

In einer vorteilhaften Fortbildung sind die Parameter der Einzeltröpfchen, insbesondere deren Volumen, Impuls, Flug geschwindigkeit und Flugrichtung durch die Pumpvorrichtung und deren räumliche Einstellung vorgebbar. Damit kann das erfin dungsgemäße Verfahren beispielsweise an die apparativen Gege benheiten des Augenuntersuchungsplatzes angepaßt werden.In an advantageous further training, the parameters of the Single droplets, especially their volume, momentum, flight speed and direction of flight by the pump device and their spatial setting can be specified. So that can be invented method according to the invention, for example, to the apparatus be adapted to the conditions of the eye examination site.

Das applizierbare Volumen wird vorzugsweise aus diskreten Einzeltröpfchen mit einem Volumen von 100 pl bis 10 nl ge bildet, wobei diese Mikrotropfen mit einer maximalen Repeti tionsfrequenz von bis zu 10 kHz in das Auge instilliert wer den. Auf diese Weise können in einer Tropfenserie größere Volumina an das Auge gebracht werden.The volume that can be applied is preferably discrete Single droplets with a volume of 100 pl to 10 nl ge forms, these microdroplets with a maximum repetition frequency of up to 10 kHz instilled in the eye the. This way larger drops can be used in a series Volumes are brought to the eye.

In Fortführung der Erfindung werden als Pumpvorrichtungen eine oder mehrere Mikroejektionspumpen verwendet, wobei die durch die Mikroejektionspumpen erzeugten Folgen von Einzeltröpfchen mit frei wählbaren Zielpunkten am Auge (konjunktival, korneal) instilliert werden.In a continuation of the invention, a or several micro ejection pumps are used, the by the micro ejection pumps produced sequences of single droplets with freely selectable target points on the eye (conjunctival, corneal) be instilled.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Folge von Einzeltröpfchen durch ein in einem Gehäuse angeordnetes Mikroinstillationssystem, bestehend aus wenig stens einem Pharmakareservoir mit nachgeordneter Mikroejek tionspumpe erzeugt wird, deren Ausstoßöffnung das Gehäuse frontseitig durchdringt und daß die Mikroejektionspumpe über eine im Gehäuse befindliche Steuerelektronik mit einer Aus lösevorrichtung verbunden ist.The device according to the invention is characterized in that that the succession of single droplets by one in a housing arranged micro-instillation system, consisting of little At least one pharmaceutical reservoir with a subordinate micro ejec tion pump is generated, the discharge opening of the housing penetrates from the front and that the micro ejection pump over control electronics in the housing with an off release device is connected.

Mit dieser Vorrichtung ist es auf besonders einfache Weise möglich, Pharmaka am Auge zu instillieren, wobei die Bedienung der Vorrichtung durch den Arzt oder medizinisches Personal und auch durch den Patienten selbst erfolgen kann. Die insbesonde re auch bei Kindern vorhandene Abneigung gegen das Tropfen von Medikamenten ins offene Auge kann mit dieser Vorrichtung leicht überwunden werden. Auch wird eine wesentlich größere Sicherheit bei der Instillierung und Dosierung von Pharmaka erreicht.It is particularly simple with this device possible to instill pharmaceuticals on the eye, the operation the device by the doctor or medical personnel and can also be done by the patient himself. The in particular There is also an aversion to dripping in children Medications in the open eye can be done with this device be easily overcome. Also a much larger one Safety when instilling and dosing pharmaceuticals reached.

Zur Vereinfachung der Handhabung der Vorrichtung und zur Ge währleistung der notwendigen Sterilität ist das Pharmakareser voir austauschbar. Der Austausch oder die erstmalige Installa tion kann beispielsweise durch einen Apotheker erfolgen, so daß auch eine hohe Sicherheit gegen eine Fehlmedikamentation erreicht wird.To simplify the handling of the device and Ge Ensuring the necessary sterility is the pharmaceutical manufacturer voir interchangeable. The exchange or the first installa tion can be done by a pharmacist, for example that also a high security against wrong medication is achieved.

In einer Variante der Erfindung sind der Mikroejektionspumpe zwei Pharmakareservoire zugeordnet, wobei die Pharmakareser voire alternativ oder gemeinsam mit der Mikroejektionspumpe verbunden sind. Die Umschaltung zwischen den Reservoiren kann durch übliche Ventile erfolgen.In a variant of the invention are the micro ejection pump assigned two pharmaceutical reservoirs, the pharmacareser alternatively or together with the micro ejection pump are connected. Switching between the reservoirs can done by conventional valves.

In einer besonderen Fortführung der Erfindung ist die Auslöse vorrichtung unmittelbar neben der Ausstoßöffnung der Mikro ejektionspumpe angeordnet ist und daß die Auslösevorrichtung eine Lichtquelle und einen Sensor zur Aufnahme des Makularre flexes enthält. Bei der Anwendung der Vorrichtung muß der Patient damit lediglich die Lichtquelle fixieren, so daß der Makularreflex dann einfach zur Auslösung der Mikroejektions pumpe genutzt werden kann. Damit entfallen jegliche sonst zur Bedienung erforderliche Taster o. dgl.In a special continuation of the invention is the trigger device directly next to the discharge opening of the micro ejection pump is arranged and that the trigger device a light source and a sensor for recording the macular contains flexes. When using the device, the Only fix the patient with the light source so that the Macular reflex then simply to trigger the micro ejection pump can be used. This eliminates any other Operation required buttons or the like

Die Auslösevorrichtung besteht vorteilhaft aus einer Zielop tik, hinter der ein Strahlenteiler angeordnet ist, wobei der Sensor koaxial zur Zieloptik und hinter dem Strahlenteiler angeordnet ist und daß die Lichtquelle neben dem Strahlen teiler angeordnet ist. Damit wird ein äußerst kompakter Aufbau der Auslösevorrichtung erreicht.The triggering device advantageously consists of a target op tik, behind which a beam splitter is arranged, the Sensor coaxial to the target optics and behind the beam splitter is arranged and that the light source next to the rays divider is arranged. This creates an extremely compact structure the trigger device reached.

Der Strahlenteiler besteht zweckmäßig aus einem halbdurch lässigen Spiegel, so daß die Lichtquelle der Zieloptik gleich zeitig ein Fixationslicht für den Patienten liefern kann. The beam splitter expediently consists of a half through casual mirror, so that the light source is the same as the target optics can provide a fixation light for the patient at an early stage.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäu se eine prismatische Außenform auf, so daß eine leichte Hand habbarkeit gewährleistet ist. Die Ausstoßöffnung und die Aus lösevorrichtung sind hier auf einer Stirnfläche des Gehäuses angeordnet, wobei die Zielrichtung der Mikroejektionspumpe etwa parallel zur optischen Achse der Zieloptik verläuft.In a further embodiment of the invention, the housing has se a prismatic outer shape, so that a light hand availability is guaranteed. The discharge opening and the discharge Release devices are here on an end face of the housing arranged, the target direction of the micro ejection pump runs approximately parallel to the optical axis of the target optics.

Um einen direkten Kontakt des Auges mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vermeiden, sind die Ausstoßöffnung und die Auslösevorrichtung durch einen elastischen Augenschutz umge ben. Dieser Augenschutz verhindert gleichzeitig Fehlfunktionen durch zufällig eingestreutes Fremdlicht.To direct contact of the eye with the invention To avoid device are the discharge opening and the Trigger device by an elastic eye protection vice ben. This eye protection also prevents malfunctions by randomly interspersed external light.

Eine besondere Fortführung der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß auf einer Seite eines Glassubstrates eine Mi kroejektionspumpe, ein Flowsensor und ein Fluideingang an geordnet sind, die jeweils über Mikrokapillaren miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung mit dem Glassubstrat durch anodisches Bonden hergestellt ist und daß auf der gegen überliegenden Seite des Glassubstrates die Zieloptik angeord net ist.A special continuation of the invention is known records that on one side of a glass substrate a Mi Kroejektionspumpe, a flow sensor and a fluid inlet are arranged, each via microcapillaries with each other are connected, the connection to the glass substrate is produced by anodic bonding and that on the against the target optics arranged on the opposite side of the glass substrate is not.

Insbesondere die Anwendung im Operationsbereich, in dem Kon taktfreiheit unter anderem die Sterilität des Operationsfeldes bedingt, machen die Anwendung des neuen Systemes besonders erstrebenswert. Die breiteste Anwendung wird jedoch als patientenbasierendes System möglich, wobei neben der geringen Applikationsmenge auch die Kontrolle der Applikation ein we sentliches Element darstellt und die Compliance der Patienten erhöht.In particular, the application in the operating area, in the Kon tactless, among other things, the sterility of the operating field conditionally, make use of the new system special desirable. However, the widest application is considered patient-based system possible, in addition to the low Application amount also control the application a we represents essential element and patient compliance elevated.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be based on an embodiment are explained in more detail. In the accompanying drawing:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur kontaktfreien Applikation von flüssigen diagnos tischen oder therapeutischen Pharmaka am menschli chen Auge (Augenpipette); Figure 1 is a schematic representation of a device for contactless application of liquid diagnostic or therapeutic pharmaceuticals on the human eye (eye pipette).

Fig. 2 die Vorderansicht der Augenpipette nach Fig. 1; FIG. 2 shows the front view of the eye pipette according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Einzelheit der Augenpipette nach Fig. 1 mit einem Mikrosystemmodul; Fig. 3 shows a detail of the eyes pipette of Figure 1 with a micro system module.

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Mikrosystemmodules nach Fig. 3; und FIG. 4 shows a sectional illustration of the microsystem module according to FIG. 3; and

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Augenpipette mit zugehöriger Zieloptik. Fig. 5 is a schematic representation of the eye pipette with associated target optics.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontaktfreien Applikation von flüssigen diagnostischen oder therapeutischen Pharmaka am menschlichen Auge - Mikroinstillationssystem (MIS) - wird in Fig. 1 und 2 schematisch gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Variante für die Hand des Patienten, oder des Pflegeper sonales.The device according to the invention for the contact-free application of liquid diagnostic or therapeutic pharmaceuticals to the human eye - microinstillation system (MIS) - is shown schematically in FIGS. 1 and 2. It is a variant for the hand of the patient or the nursing staff.

Die Vorrichtung besitzt eine prismatische Außenform mit den bevorzugten Kantenlängen L×B×H = 7 cm×4 cm×2 cm, so daß diese sehr handlich ist. Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht und Fig. 2 eine Darstellung aus Sicht des Patienten.The device has a prismatic outer shape with the preferred edge lengths L × W × H = 7 cm × 4 cm × 2 cm, so that it is very handy. Fig. 1 shows the overall view and Fig. 2 shows a view from the patient's perspective.

Die äußere Begrenzung des MIS wird durch das Gehäuse 1 ge bildet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein mehr schaliges Kunststoffspritzteil, welches alle übrigen Funk tionseinheiten des MIS aufnehmen kann. Beim elektrischen Be trieb des MIS verlassen kleine Mikrotröpfchen 2 (Medikamenten tröpfchen) eine Ausstoßöffnung 3 in der Stirnseite 4 des MIS. In Fig. 1 ist der Medikamentaustritt durch einen Pfeil gekenn zeichnet. Die Mikrotröpfchen 2 haben bei dieser Ausführung ein Volumen von (0,3 . . . .2,5) nl und werden durch elektrische Anre gung einer im Gehäuse 1 befindlichen Mikroejektionspumpe 5 gerichtet und impulsbehaftet ausgestoßen. Die Spannungs versorgung erfolgt über eine 1,5 V-Batterie, welche ebenfalls im Gehäuse 1 der Augenpipette untergebracht ist. The outer boundary of the MIS is formed by the housing 1 ge. In the exemplary embodiment, it is a multi-shell plastic injection molded part, which can accommodate all the other functional units of the MIS. When the MIS is electrically operated, small microdroplets 2 (droplets of medication) leave an ejection opening 3 in the end face 4 of the MIS. In Fig. 1, the drug outlet is marked by an arrow. The microdroplets 2 have a volume of (0.3.. .2.5) nl in this embodiment and are directed by electrical excitation of a micro-ejection pump 5 located in the housing 1 and ejected with impulses. The voltage supply is via a 1.5 V battery, which is also housed in the housing 1 of the eye pipette.

Die Medikamentbevorratung erfolgt aus einem ebenfalls im Inneren des Gehäuses 1 des MIS angeordneten Pharmakareservoir 6, das austauschbar sein soll und vom Medikamentenhersteller als Einmal-Artikel auf dem Markt erhältlich sein soll. Es ist über eine feste Kanüle 7 direkt mit einem Mikrosystemmodul 8 verbunden. Alternativ zur systeminternen Anordnung kann das Pharmakareservoir 6 auch durch einen fluidischen Steckkontakt an der Außenseite des Gehäuses 1 aufgesteckt werden.The medication is stored from a pharmaceutical reservoir 6 which is likewise arranged in the interior of the housing 1 of the MIS and which is to be interchangeable and should be available on the market from the medicament manufacturer as a disposable item. It is connected directly to a microsystem module 8 via a fixed cannula 7 . As an alternative to the system-internal arrangement, the pharmaceutical reservoir 6 can also be attached to the outside of the housing 1 by means of a fluidic plug contact.

Das Mikrosystemmodul 8 ist in Fig. 3 in der Draufsicht und in Fig. 4 als Schnittdarstellung gezeigt. Das Mikrosystemmodul 8 besteht aus einem durch anodisches Bonden hergestellten Glas- Silizium-Verbundkörper 9, 10 mit ätztechnisch in das Silizium substrat 10 eingebrachten Mikrokapillaren 11. Der Querschnitt der Mikrokapillaren 11 beträgt 200 µm×300 µm. Die Verbindung zwischen der Mikrokapillare 11 und allen mikrofluidischen Bauelementen erfolgt durch Einfügung sogenannter Spacerchips 12. Das Mikrosystemmodul 8 trägt die miteinander verbundenen Bauelemente, die Mikroejektionspumpe 5, den Flowsensor 13, den Fluideingang 14, eine Zieloptik 15 und einen elektrischen Steckverbinder 16.The microsystem module 8 is shown in plan view in FIG. 3 and in a sectional view in FIG. 4. The microsystem module 8 consists of a glass-silicon composite body 9, 10 produced by anodic bonding , with microcapillaries 11 introduced into the silicon substrate 10 by etching. The cross section of the microcapillaries 11 is 200 μm × 300 μm. The connection between the microcapillary 11 and all microfluidic components is made by inserting so-called spacer chips 12 . The microsystem module 8 carries the interconnected components, the micro ejection pump 5 , the flow sensor 13 , the fluid inlet 14 , a target optics 15 and an electrical connector 16 .

Die Zieloptik 15 besteht aus einer Lichtquelle 17, die über einen Strahlenteiler 18 mit Abbildungssystem als Fixations licht für den Patienten dient. (Fig. 5) Wird diese Lichtquelle 17 mit dem Auge fixiert, dann wird der Fundus beleuchtet und die Pupille erscheint als homogen erleuchtete Scheibe. Das zurückfallende Licht durchtritt den Strahlteiler nun in koa xialer Richtung und fällt auf den axial hinter dem Strahlen teiler 18 angeordneten Sensor 19, der den Makularreflex auf nimmt und zu einem elektrischen Signal verarbeitet. Dieses Signal wird zur Erfolgsmeldung, "Applikation o.k." verwandt. Ist das Auge nicht weit genug geöffnet, entfällt dieser Maku larreflex und die Applikation muß wiederholt werden.The target optics 15 consists of a light source 17 , which serves as a fixation light for the patient via a beam splitter 18 with an imaging system. ( Fig. 5) If this light source 17 is fixed with the eye, then the fundus is illuminated and the pupil appears as a homogeneously illuminated disc. The falling light now passes through the beam splitter in a coaxial direction and falls on the sensor 19 arranged axially behind the beam splitter 18 , which picks up the macular reflex and processes it into an electrical signal. This signal is used to report success, "Application ok". If the eye is not opened wide enough, this macular reflex is eliminated and the application must be repeated.

Zur elektrischen Kontaktierung aller aktiven Bauelemente wird auf der Siliziumoberseite des Mikrosystemmoduls 8 ein elek trischer Steckverbinder 16 montiert. Im elektrischen Steck verbinder 16 sind die Anschlußleitungen für die Mikroejek tionspumpe 5, den Flowsensor 13 und die Zieloptik 15 zusammen geführt. Die Verbindung zwischen dem Mikrosystemmodul 8, dem Steckverbinder 16 und einem Steuerteil 20 innerhalb des Gehäu ses 1 erfolgt unter Verwendung eines Bandkabels.For electrical contacting of all active components, an electrical connector 16 is mounted on the silicon top of the microsystem module 8 . In the electrical connector 16 , the connecting lines for the Mikroejek tion pump 5 , the flow sensor 13 and the target optics 15 are performed together. The connection between the microsystem module 8 , the connector 16 and a control part 20 within the housing 1 is made using a ribbon cable.

Summarisch übernimmt das Mikrosystemmodul 8 somit die Funk tionen einer mechanischen Stütze, eines mikrofluidischen Sub strates und eines elektronischen Verdrahtungsträgers. Die Steuerung des Mikrosystems erfolgt durch einen Mikrocontroller innerhalb des Steuerteiles 20.In summary, the microsystem module 8 thus takes over the functions of a mechanical support, a microfluidic substrate and an electronic wiring substrate. The microsystem is controlled by a microcontroller within the control part 20 .

An der Stirnseite 4 des MIS ist ein Distanzstück 21 aus wei chem Kunststoff angebracht, was so dimensioniert ist, daß es auf dem Orbitarand des Patienten aufgelegt werden kann. Mit diesem Distanzstück 21 wird einerseits verhindert, daß die Stirnseite 4 des MIS versehentlich unmittelbar auf das Auge aufgesetzt werden kann und andererseits die Einstreuung von Fremdlicht ausgeschlossen. Diese Einstreuung von Fremdlicht könnte zu Fehlfunktionen führen.On the front side 4 of the MIS, a spacer 21 made of white chemical plastic is attached, which is dimensioned so that it can be placed on the orbital edge of the patient. With this spacer 21 , on the one hand, it is prevented that the front side 4 of the MIS can inadvertently be placed directly on the eye and, on the other hand, the scattering of extraneous light is excluded. This interference from extraneous light could lead to malfunctions.

Durch die Erfindung werden zwei Anwendungsbereiche abgedeckt:The invention covers two areas of application:

- A standardized application system for the introduction of Local anesthetic and fluorescein for pressure measurement on Eye using applanation tonometry and
- An application system for the patient, the drop for Treatment z. B. glaucoma (glaucoma) and dry must use an eye.

Beim ersten Applikationssystem (Applanationstonometrie) wird dem Patienten an der Spaltlampe gleichzeitig der Farbstoff Fluoreszein und ein Lokalanästhetikum appliziert, wobei die entsprechende Augenpipette bzw. das MIS am Tonometer ange bracht ist. Denkbar ist, daß die beiden Pharmaka durch ge trennte Vorrichtungen appliziert werden, oder daß die beiden Komponenten vorher gemischt werden und dann nur eine Mikro ejektionspumpe 5 notwendig ist. Typische Werte bei dieser Anwendung sind 100 Mikrotröpfchen mit einer Applikationsfre quenz von 100-1000 Hz und einem Volumen von 1 bis 2 nl. Die Applikation soll in diesen Fällen konjuktival erfolgen, wobei dann sicher unter der Schwelle des willkürlich unterdrückbaren Lidreflexes, wahrscheinlich sogar unter der Empfindungsschwel le gearbeitet werden kann.In the first application system (applanation tonometry), the dye fluorescein and a local anesthetic are simultaneously applied to the patient on the slit lamp, the corresponding eye pipette or the MIS being attached to the tonometer. It is conceivable that the two pharmaceuticals are applied by separate devices, or that the two components are mixed beforehand and then only one micro ejection pump 5 is necessary. Typical values for this application are 100 microdroplets with an application frequency of 100-1000 Hz and a volume of 1 to 2 nl. The application should be done conjunctively in these cases, in which case it is possible to work safely under the threshold of the arbitrarily suppressable eyelid reflex, probably even under the threshold of sensation.

Beim System, bei dem der Patient über Eigenanwendung Therapeu tika am Auge anwenden soll, soll eine Kontrolle durchgeführt werden, ob die Applikation erfolgreich war. Dabei muß der Patient das von der Zieloptik 15 der Vorrichtung abgestrahlte Ziellicht fixieren. Der Reflex vom Augenhintergrund wird dann über den optischen Strahlenteiler 18 aufgenommen und wird als notwendige Bedingung für die erfolgreiche Applikation vor ausgesetzt. Dieser Fundusreflex, der während der Applikation gemessen wird, setzt nämlich voraus, daß das Auge während der Applikation geöffnet ist. Die Erfolgskontrolle sollte aku stisch oder optisch erfolgen, um älteren Patienten die sichere Applikation zu signalisieren. Ggf. kann das System auch noch eine Meldeeinheit beeinhalten, die dem Patienten signalisiert, daß der Applikationszeitpunkt gekommen ist. Notwendigerweise muß dabei die Applikationshäufigkeit pro Tag vorwählbar sein, was vom Augenarzt oder Apotheker eingestellt werden kann. Dafür ist eine nicht dargestellte Bedienplatte auf der Rück seite des Gehäuses 1 vorgesehen. Die einzubringende Medikamen tenmenge richtet sich sowohl nach dem Präparat selber, als auch nach dessen maximaler Konzentrierbarkeit, wobei die Vis kosität des Präparates und die Möglichkeit der Auskristal lisierung im Düsenbereich der Ausstoßöffnung 3 besonderes Augenmerk erfordert.In the case of the system in which the patient is supposed to apply therapeutic agents to the eye using his own application, a check should be carried out to determine whether the application was successful. The patient must fix the target light emitted by the target optics 15 of the device. The reflex from the back of the eye is then recorded via the optical beam splitter 18 and is exposed as a necessary condition for the successful application. This fundus reflex, which is measured during the application, presupposes that the eye is open during the application. Success monitoring should be done acoustically or optically to signal safe application to older patients. Possibly. the system can also contain a reporting unit that signals to the patient that the application time has come. It must necessarily be possible to preselect the frequency of application per day, which can be set by the ophthalmologist or pharmacist. For this purpose, a control panel, not shown, is provided on the rear side of the housing 1 . The amount of medication to be introduced depends both on the preparation itself and on its maximum concentratability, the viscosity of the preparation and the possibility of crystallization in the nozzle region of the discharge opening 3 requiring special attention.

Mit der Erfindung läßt sich die minimale eingebrachte Menge an Pharmaka mindestens um einen Faktor 1000 verringern und da durch stellt sich die Frage der Konzentration der entsprechen den Wirkstoffe neu und richtet sich insbesondere nach der minimalen Konzentrierbarkeit der Wirkstoffe. Solche hoch kon zentrierten Tropfen werden nämlich im Tränensee des mensch lichen Auges auf die Konzentration verdünnt, die dann im Auge angestrebt wird.With the invention, the minimum amount introduced can Reduce pharmaceuticals by at least a factor of 1000 and there through the question of the concentration of the corresponding the active ingredients and depends in particular on the minimal concentration of the active ingredients. Such high con Centered drops are in the lacrimal lake of man eye diluted to the concentration, which is then in the eye is sought.

Ein Mikroinstillationssystem, das definierte Quanten von Phar maka ins Auge bringt, eignet sich hervorragend dazu, die Tropfhäufigkeit ebenso wie die Tropfsicherheit zu beeinflus sen. Deswegen sieht die Erfindung auch die optische/mechani sche Kontrolle der sicheren Pharmakainstallation mit Hilfe der Zieloptik 15 vor, wobei über einen entsprechenden Speicher im Applikationsgerät auch die Zuverlässigkeit der Tropfeninstil lation nachträglich dokumentiert werden kann. Ebenso kann der Patient akustisch oder optisch daran erinnert werden, daß die nächste Tropfeninstillation fällig ist.A micro-instillation system, which brings defined quantums of Phar maka into the eye, is ideally suited to influencing the drip frequency as well as the drip safety. For this reason, the invention also provides for the optical / mechanical control of the safe pharmaceutical installation with the aid of the target optics 15 , it also being possible to subsequently document the reliability of the drop instillation via a corresponding memory in the application device. The patient can also be reminded acoustically or optically that the next drop instillation is due.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gehäuse
2 Mikrotröpfchen
3 Ausstoßöffnung
4 Stirnseite
5 Mikroejektionspumpe
6 Pharmakareservoir
7 Kanüle
8 Mikrosystemmodul
9 Glassubstrat
10 Siliziumsubstrat
11 Mikrokapillare
12 Spacerchip
13 Flowsensor
14 Fluideingang
15 Zieloptik
16 Steckverbinder
17 Lichtquelle
18 Strahlenteiler
19 Sensor
20 Steuerteil
21 Distanzstück. 1 housing
2 microdroplets
3 discharge opening
4 end face
5 micro ejection pump
6 pharmaceutical reservoir
7 cannula
8 microsystem module
9 glass substrate
10 silicon substrate
11 microcapillaries
12 spacer chip
13 flow sensor
14 fluid inlet
15 target optics
16 connectors
17 light source
18 beam splitters
19 sensor
20 control section
21 spacer.

Claims

1. A method for the contact-free application of liquid diagnostic or therapeutic pharmaceuticals to the human eye, characterized in that the pharmaceutical to be administered is instilled by a sequence of microdroplets ( 2 ) without contact into the eye, the microdroplets ( 2 ) using a pump device is accelerated towards the open eye.

2. The method of claim 1, characterized in that the parameters of the microdroplets ( 2 ), in particular their volume, momentum, flying speed and direction of flight can be predetermined by the pumping device and their spatial setting.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the applicable volume of discrete microdroplets ( 2 ) is formed with a volume of 100 pl to 10 nl and that these microdroplets ( 2 ) with a maximum repetition frequency of up to 10 kHz instilled in the eye.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that one or more micro-ejection pumps ( 5 ) are used as the pumping devices, the th by the micro-ejection pumps ( 5 ) generated th sequences of individual droplets with freely selectable target points on the eye (conjunctival, corneal) who instilled.

5. Device for the contact-free application of liquid diagnostic or therapeutic pharmaceuticals to the human eye, characterized in that the sequence of microdroplets ( 2 ) arranged in a housing ( 1 ) microinstillation system, best consisting of at least one pharmaceutical reservoir ( 6 ) with after orderly micro ejection pump ( 5 ) is generated, the ejection opening ( 3 ) of which penetrates the housing ( 1 ) from the front and that the micro ejection pump ( 5 ) is connected to a trigger device in the housing ( 1 ) by means of control electronics.

6. The device according to claim 5, characterized in that the pharmaceutical reservoir ( 6 ) is interchangeable.

7. The device according to claim 5 and 6, characterized in that the micro ejection pump ( 5 ) are associated with two pharmaceutical reservoirs ( 6 ), the pharmaceutical reservoirs ( 6 ) alternatively or together with the micro ejection pump ( 5 ) are connected.

8. The device according to claim 5, characterized in that the trigger device is arranged un directly next to the discharge opening ( 3 ) of the micro-ejection pump ( 5 ) and that the trigger device contains a light source ( 17 ) and a sensor ( 19 ) for receiving the macular reflex .

9. The device according to claim 8, characterized in that the triggering device consists of a target optics ( 15 ), behind which a beam splitter ( 18 ) is arranged, coaxial with the target optics ( 15 ) and behind the beam splitter ( 18 ) a sensor ( 19 ) is arranged and that the light source ( 17 ) is arranged next to the beam splitter ( 18 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the beam splitter ( 18 ) consists of a semi-transparent mirror and that the light source ( 17 ) of the target optics ( 15 ) simultaneously provides a fixation light for the patient.

11. The device according to claims 5 to 10, characterized in that the housing ( 1 ) has a prismatic outer shape and that the discharge opening ( 3 ) and the trigger device are arranged on an end face ( 4 ) of the housing ( 1 ).

12. Device according to claims 5 to 11, characterized in that the target direction of the micro-ejection pump ( 5 ) extends approximately parallel to the optical axis of the target optics ( 15 ).

13. Device according to claims 5 to 12, characterized in that the discharge opening ( 3 ) and the trigger device are surrounded by an elastic spacer ( 21 ).

14. Device according to claims 5 to 13, characterized in that on one side of a glass substrate ( 9 ), the micro-ejection pump ( 5 ), a flow sensor ( 13 ), a fluid inlet ( 14 ), each via Mi microcapillaries ( 11 ) with each other are connected, wherein the connection to the glass substrate ( 9 ) by the anodic receipt has been made and that on the opposite side of the glass substrate ( 9 ) the target optics ( 15 ) is arranged.