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Authors: Heinrich, Anke
Title: Zusammenspiel von Autoinjektoren und viskosen Proteinformulierungen zur subkutanen Eigenapplikation
Online publication date: 27-Mar-2019
Language: german
Abstract: Durch die Entwicklung von patientenfreundlichen Selbstinjektionssystemen, die Erhöhung des Injektionsvolumens und somit die Verringerung der Applikationsfrequenz können Therapien für den Patienten erleichtert und die Patientencompliance erhöht werden. Um zu testen, ob hochvolumige Injektionen einer bestimmten Viskosität in unterschiedlichen Geschwindigkeiten verträglich sind, wurde eine Placebo-Studie an gesunden Probanden durchgeführt. Für diese Studie wurde ein wieder verwendbarer Autoinjektor zu Forschungszwecken entwickelt, der sowohl 1 ml als auch 2 ml einer Placebolösung mit der Viskosität 8 Centipoise (cP) in Injektionszeiten von 5 - 15 Sekunden applizieren kann. Der Autoinjektor wurde einem Konformitätsbewertungsverfahren mit CE-Kennzeichen Vergabe unterzogen und präklinisch zum Beispiel mit Hilfe eines historischen Hautmodells (ballistische Gelatine) auf einwandfreie Funktionalität und Robustheit getestet. Gleichzeitig wurde ein Zeitmesssystem auf Basis einer Luftstrommessung entwickelt, um die benötigten Injektionszeiten und die damit verbundenen Federstärken anhand eines Schweinehaut-Modells ermitteln zu können. Bei der klinischen Studie empfanden die 16 gesunden Probanden die Injektion einer 2 ml Placebolösung (Natriumcarboxymethylcellulose-Natriumchlorid-Lösung) als gut verträglich. Der Injektionsschmerz stieg mit dem Alter und mit steigender Injektionsgeschwindigkeit an, während der Juckreiz nur mit der Injektionsgeschwindigkeit korrelierte. Injektionen am Bauch waren schmerzhafter als Injektionen am Oberschenkel. Somit sind Autoinjektoren in der Lage, hochvolumige (2 ml) subkutane Injektionen höherer Viskositäten (8 cP) relativ schmerzfrei (geringe Werte auf der Schmerzskala) und mit guter Verträglichkeit und Akzeptanz zu verabreichen.
Many new medications will be administered subcutaneously, facing the challenge of volume and viscosity limitations. The present literature does not provide adequate guidance in order to address the design parameters of volume, viscosity and injection flow rate. The most biopharmaceuticals are administered in a volume of 1 ml. With the knowledge that high volume injections are well tolerable the number of injections per treatment could be reduced and patient’s compliance could be maximized. In this pilot study (16 healthy volunteers) the influence of viscosity (8 cP), volume (2 ml) and injection speed (0,2 ml/s, 0,13 ml/s and 0,1 ml/s) on pain, itching and local tolerability should be investigated. We created a research-grade re-fillable autoinjector which administers commercial 1 ml and 2 ml BD syringes using injection times from 5 to 15 seconds. The autoinjector has passed a complete design cycle including CE marking and functionality testing in a gelatine skin model. Injection speed was tested in a porcine skin model by measuring air flow. The placebo solution containing carmellose sodium and sodium chloride in water for injection was administered in different injection speeds. Additionally the influence of injection location (thigh and abdomen) on pain and itchiness has been tested. Volunteers rated pain on a visual analogue scale (VAS). Local irritation (swelling, erythema, leakage, bleeding etc.) at the injection site were recorded by taking photographs 1 minute and 5 minutes after injection. A dummy injection (no needle penetration, no liquid) with pain and itching evaluation afterwards was used as a blank. The results showed that 2 ml of a placebo solution can be administered without any difficulties. All injection speeds and locations were acceptable. Perception of pain increased with injection velocity and the age of the patient. Injection into the abdominal wall was more pain susceptible than injection in the thigh. No severe adverse events occurred. Only erythema, itching, blood drops, bruise, leakage of injection fluid and swelling were observed, but only localised at the puncture site. Swelling disappeared after a few minutes. Future research with more patients and higher injection volumes (>2 ml) administered subcutaneously are necessary to confirm these theses.
DDC: 500 Naturwissenschaften
500 Natural sciences and mathematics
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-4806
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 240 Seiten
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