BR112015026971B1 - cartucho, sistema e método de distribuição a um usuário de aerossol eletricamente aquecido contendo medicamento - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AEROSSOL ELETRICAMENTE AQUECIDO. A presente invenção refere-se a um sistema de distribuição de aerossol para distribuição de partículas de medicamento aerossolizadas a um usuário, que compreende um cartucho e um dispositivo configurado para receber o cartucho. O cartucho compreende: um primeiro compartimento que compreende uma fonte de composto de melhoramento de distribuição; um segundo compartimento que compreende uma fonte de medicamento; um vaporizador para aquecer o medicamento; e um elemento de transferência para transmitir o medicamento do segundo compartimento até o vaporizador. O cartucho pode compreender adicionalmente uma câmara de formação de aerossol em comunicação fluida com o primeiro compartimento e o segundo compartimento. O dispositivo compreende: uma carcaça externa; uma fonte de energia; meios de controle de temperatura para controlar a temperatura do primeiro compartimento do cartucho; e circuitos eletrônicos configurados para controlar a energia aos meios de controle de temperatura a partir da fonte de energia. O circuito eletrônico é configurado para manter o primeiro compartimento do cartucho a uma temperatura de entre cerca de 30°C e cerca de 50°C. Qu ando em uso, o medicamento reage com o composto de melhoramento de distribuição na fase gasosa para formar partículas aerossolizadas que contêm (...).
Description
[001] A presente invenção refere-se a um cartucho para um sistema de distribuição de aerossol e a um dispositivo configurado para receber o cartucho. A invenção refere-se também a um sistema de distribuição de aerossol para a distribuição a um usuário de medicamento aerossolizado, tais como partículas de sal de nicotina, o qual compreende um dispositivo e um cartucho, especificamente para um dispositivo para fumar para distribuição de partículas de sal de nicotina aeros-solizadas a um usuário. A invenção refere-se adicionalmente a um método de distribuição de um medicamento aerossolizado, tal como partículas de sal de nicotina, a um usuário.
[002] Assim chamados "e-cigarros" e outros sistemas para fumar operados eletricamente que vaporizam uma formulação de nicotina líquida de modo a formar um aerossol que é inalado por um usuário são conhecidos no âmbito da técnica. Por exemplo, WO 2009/132793 A1 descreve um sistema para fumar aquecido eletricamente que compreende um invólucro e um bocal substituível em que o invólucro compreende um fornecimento de energia elétrica e circuitos elétricos. O bocal é composto por uma parte de armazenamento líquido, um pavio capilar que tem uma primeira extremidade que se estende para o interior da parte de armazenamento líquido para entrar em contato com o líquido dentro da mesma e um elemento de aquecimento para aquecer uma segunda extremidade do pavio capilar. Em uso, o líquido é transferido da parte de armazenamento líquido em direção ao elemento de aquecimento pela atuação capilar no pavio. O líquido na segunda extremidade do pavio é vaporizado pelo elemento de aquecimento. O líquido inclui preferencialmente um material que contém tabaco e que compreende compostos voláteis com aroma de tabaco que são liberados a partir do líquido quando do aquecimento.
[003] E-cigarros comercialmente disponíveis normalmente demandam energia significativa para formar um aerossol com tamanho de partícula adequado para distribuição a um usuário.
[004] WO 2008/121610 A1 e WO 2011/034723 A1 descrevem dispositivos e métodos para distribuição de nicotina e outros medicamentos a um indivíduo em que ácido pirúvico é reagido com nicotina ou outros medicamentos na fase gasosa para formar um aerossol de partículas de sal de piruvato de nicotina, ou outro medicamento. Na temperatura ambiente, o ácido pirúvico e a nicotina são ambos suficientemente voláteis para formar os respectivos vapores que reagem entre si na fase gasosa para formar partículas de sal de piruvato de nicotina. No entanto, o ácido pirúvico tem uma pressão de vapor maior do que a nicotina a uma dada temperatura. Como resultado, a eficiência da reação na fase gasosa entre o ácido pirúvico e a nicotina é altamente dependente da temperatura ambiente, que pode, de maneira desvantajosa, conduzir a uma distribuição inconsistente de nicotina a um usuário.
[005] Seria desejável fornecer um sistema de distribuição de aerossol que opere com consumo reduzido de energia em comparação a e-cigarros comercialmente disponíveis. Também seria desejável fornecer um sistema de distribuição de aerossol que permite mais consistente nicotina ou outra distribuição de medicamento por tragada em comparação com dispositivos conhecidos para a distribuição de nicotina aerossolizada partículas de sal.
[006] De acordo com a invenção, é fornecido um cartucho que compreende: um primeiro compartimento que compreende uma fonte de composto de melhoramento de distribuição volátil; um segundo compartimento que compreende uma fonte de medicamento; um vaporiza-dor para aquecer o medicamento; e um elemento de transferência para transmitir o medicamento do segundo compartimento ao vaporizador.
[007] Tal como será discutido mais abaixo, o uso de cartuchos de acordo com a invenção em um sistema de distribuição de aerossol permite, de maneira vantajosa, uma distribuição de medicamento mais consistente em comparação a dispositivos conhecidos para a distribuição de partículas de sal de nicotina, ou de outro medicamento, aeros-solizadas. Isso quer dizer, a distribuição de medicamento por tragada durante o uso de cartuchos de acordo com a invenção de um sistema de distribuição de aerossol é mais consistente, do que em dispositivos conhecidos para a distribuição de nicotina aerossolizada, ou medicamento, partículas de sal. Além disso, a distribuição de medicamento por tragada durante o uso de cartuchos de acordo com a invenção de um sistema de distribuição de aerossol é mais constante do que em dispositivos conhecidos para a distribuição de nicotina aerossolizada, ou medicamento, partículas de sal.
[008] Tal como usado neste documento, o termo "volátil" refere-se a um composto de melhoramento de distribuição que tem pressão de vapor de pelo menos cerca de 20 Pa. Salvo indicação em contrário, todas as pressões de vapor referidas neste documento são pressões de vapor a 25° C, medidas de acordo com a ASTM E1194 - 07.
[009] Preferencialmente, o composto de melhoramento de distribuição volátil tem pressão de vapor de pelo menos cerca de 50 Pa, mais preferencialmente pelo menos cerca de 75 Pa, o mais preferencialmente pelo menos 100 Pa a 25°C.
[0010] Preferencialmente, o composto de melhoramento de distribuição volátil tem uma pressão de vapor menor ou igual a cerca de 400 Pa, mais preferencialmente menor ou igual a cerca de 300 Pa, ainda mais preferencialmente menor ou igual a cerca de 275 Pa, o mais preferencialmente menor ou igual a cerca de 250 Pa a 25 °C.
[0011] Em determinadas modalidades, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode ter uma pressão de vapor entre cerca de 20 Pa e cerca de 400 Pa, mais preferencialmente entre cerca de 20 Pa e cerca de 300 Pa, ainda mais preferencialmente entre cerca de 20 Pa e cerca de 275 Pa, o mais preferencialmente entre cerca de 20 Pa e cerca de 250 Pa a 25 °C.
[0012] Em outras modalidades, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode ter uma pressão de vapor entre cerca de 50 Pa e cerca de 400 Pa, mais preferencialmente entre cerca de 50 Pa e cerca de 300 Pa, e ainda mais preferencialmente entre cerca de 50 Pa e cerca de 275 Pa, o mais preferencialmente entre cerca de 50 Pa e cerca de 250 Pa a 25 °C.
[0013] Em outras modalidades, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode ter uma pressão de vapor entre cerca de 75 Pa e cerca de 400 Pa, mais preferencialmente entre cerca de 75 Pa e cerca de 300 Pa, ainda mais preferencialmente entre cerca de 75 Pa e cerca de 275 Pa, o mais preferencialmente entre cerca de 75 Pa e cerca de 250 Pa at 25 °C.
[0014] Em outras modalidades adicionais, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode ter uma pressão de vapor entre cerca de 100 Pa e cerca de 400 Pa, mais preferencialmente entre cerca de 100 Pa e cerca de 300 Pa, ainda mais preferencialmente entre cerca de 100 Pa e cerca de 275 Pa, o mais preferencialmente entre cerca de 100 Pa e 250 Pa a 25°C.
[0015] O composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender um composto único. De forma alternativa, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender dois ou mais compostos diferentes.
[0016] Quando o composto de melhoramento de distribuição volátil compreender dois ou mais compostos diferentes, os dois ou mais compostos diferentes combinados têm uma pressão de vapor de pelo menos cerca de 20 Pa a 25 °C.
[0017] Preferencialmente, o composto de melhoramento de distribuição é um líquido volátil.
[0018] O composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender uma mistura de dois ou mais compostos líquidos diferentes.
[0019] O composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender uma solução aquosa de um ou mais compostos. De maneira alternativa, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender uma solução não aquosa de um ou mais compostos.
[0020] O composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender dois ou mais compostos voláteis diferentes. Por exemplo, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender uma mistura de dois ou mais compostos de líquidos voláteis diferentes.
[0021] De modo alternativo, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender um ou mais compostos não voláteis e um ou mais compostos voláteis. Por exemplo, o composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender uma solução de um ou mais compostos não voláteis em um solvente volátil ou uma mistura de um ou mais compostos de líquidos não voláteis e um ou mais compostos de líquidos voláteis.
[0022] Em uma modalidade, o composto de melhoramento de distribuição volátil compreende um ácido. O composto de melhoramento de distribuição volátil pode compreender um ácido orgânico ou um ácido inorgânico. Preferencialmente, o composto de melhoramento de distribuição volátil compreende um ácido orgânico, mais preferencialmente um ácido carboxílico, o mais preferencialmente um alfa-ceto ou 2-oxoácido.
[0023] Em uma modalidade preferencial, o composto de melhoramento de distribuição volátil no primeiro compartimento compreende um ácido selecionado do grupo que consiste em ácido 3-metil-2-oxovalérico, ácido pirúvico, ácido 2-oxovalérico, ácido 4-metil-2-oxovalérico, ácido 3-metil-2-oxobutanoico, ácido 2-oxo-octanoico e combinações dos mesmos. Em uma modalidade particularmente preferencial, o primeiro compartimento compreende ácido pirúvico.
[0024] Em uma modalidade, o composto de melhoramento de distribuição volátil compreende cloreto de amônio.
[0025] Em uma modalidade preferencial, a fonte do composto de melhoramento de distribuição volátil compreende um elemento de sor-ção e um composto de melhoramento de distribuição volátil sorvido sobre o elemento de sorção.
[0026] Como usado neste documento, por "sorvido" entende-se que o composto de melhoramento de distribuição volátil é adsorvido sobre a superfície do elemento de sorção, ou absorvido no elemento de sorção, ou adsorvido sobre e absorvido no elemento de sorção. Preferencialmente, o composto de melhoramento de distribuição volátil é adsorvido sobre o elemento de sorção.
[0027] O elemento de sorção pode ser formado a partir de qualquer material ou combinação de materiais adequado. Por exemplo, o elemento de sorção pode compreender um ou mais dentre vidro, aço inoxidável, alumínio, polietileno (PE), polipropileno, politereftalato de etileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), politetrafluoretileno (PTFE), politetrafluoretileno expandido (ePTFE) e BAREX®.
[0028] Em uma modalidade preferencial, o elemento de sorção é um elemento de sorção poroso.
[0029] Por exemplo, o elemento de sorção pode ser um elemento de sorção poroso que compreende um ou mais materiais selecionados a partir do grupo que consiste em materiais plásticos porosos, fibras poliméricas porosas e fibras de vidro porosas.
[0030] O elemento de sorção é preferencialmente quimicamente inerte com respeito ao composto de melhoramento de distribuição volátil.
[0031] O elemento de sorção pode ter qualquer tamanho e forma adequados.
[0032] Em uma modalidade preferencial, o elemento de sorção é um plugue substancialmente cilíndrico. Em uma modalidade particularmente preferencial, o elemento de sorção é um plugue poroso substancialmente cilíndrico.
[0033] Em outra modalidade preferencial, o elemento de sorção é um tubo oco substancialmente cilíndrico. Em outra modalidade particularmente preferencial, o elemento de sorção é um tubo oco poroso substancialmente cilíndrico.
[0034] O tamanho, a forma e a composição do elemento de sorção podem ser escolhidos para permitir que uma quantidade desejada do composto de melhoramento de distribuição volátil seja sorvida sobre o elemento de sorção.
[0035] Em uma modalidade preferencial, entre cerca de 20 µl e cerca de 200 µl, mais preferencialmente entre cerca de 40 µl e cerca de 150 µl, o mais preferencialmente entre cerca de 50 µl e cerca de 100 µl do composto de melhoramento de distribuição volátil são sorvidos sobre o elemento de sorção.
[0036] O elemento de sorção age vantajosamente como um reservatório para o composto de melhoramento de distribuição volátil.
[0037] O elemento de adsorção pode ser configurado para transmitir o composto de melhoramento de distribuição volátil a partir do interior do primeiro compartimento até o ar tragado através do cartucho. Por exemplo, o elemento de adsorção pode compreender material de capilaridade para a transmissão do composto de melhoramento de distribuição volátil do primeiro compartimento ao ar tragado através do cartucho por meio de ação capilar. Em certas modalidades, o elemento de adsorção pode compreender um pavio capilar para a transmissão do composto de melhoramento de distribuição volátil do primeiro compartimento ao ar tragado através do cartucho por meio de ação capilar.
[0038] O uso de um composto de melhoramento de distribuição volátil permite, de maneira vantajosa, que sistemas de distribuição de aerossol que compreendem cartuchos de acordo com a invenção operem com consumo reduzido de energia em comparação a e-cigarros comercialmente disponível. O consumo de energia do sistema de distribuição de aerossol pode ser reduzido mediante redução da energia demandada para vaporizar o medicamento devido ao fato de que o composto de melhoramento de distribuição volátil aumenta a taxa de distribuição do medicamento a um usuário. Em contraste, em e-cigarros comercialmente disponíveis, de modo aumentar a taxa de distribuição de nicotina a um usuário, é preciso energia adicional para vaporizar a formulação de nicotina para gerar partículas de aerossol menores. Reduzindo-se a energia necessária à geração de aerossol adequado para a distribuição a um usuário, a temperatura de operação de sistemas de distribuição de aerossol que compreender cartuchos de acordo com a invenção pode ser também reduzida de maneira vantajosa.
[0039] Desta maneira, a invenção permite que um sistema de distribuição de aerossol rentável, compacto e fácil de usar seja fornecido. Além disso, ao usar-se um ácido ou cloreto de amônio como composto de melhoramento de distribuição em cartuchos de acordo com a invenção, a taxa farmacocinética do medicamento tal como comparada a e-cigarros comercialmente disponíveis pode ser aumentada de maneira vantajosa.
[0040] Em uma modalidade preferencial, o cartucho ainda compreende um aerossol formando câmara na comunicação fluida com compartimento para o primeiro e o segundo compartimento. Em uso, o medicamento reage com o composto de melhoramento de distribuição volátil na gás fase na câmara de formação de aerossol para formar partículas que contêm medicamento aerossolizadas.
[0041] Preferencialmente, o cartucho compreende adicionalmente pelo menos uma entrada de ar a montante do primeiro compartimento, e pelo menos uma entrada de ar a jusante da câmara de formação de aerossol, sendo a pelo menos uma entrada de ar e a pelo menos uma saída de ar dispostas de modo a definir uma via de fluxo de ar que se estende da pelo menos uma entrada de ar até a pelo menos uma saída de ar por meio do primeiro compartimento, do vaporizador e da câmara de formação de aerossol.
[0042] Tal como utilizados neste documento, os termos "a montante" e "a jusante" são utilizados para descrever as posições relativas de componentes, ou porções de componentes, de cartuchos, dispositivos de distribuição de aerossol e sistemas de distribuição de aerossol de acordo com a invenção em relação ao sentido do ar tragado através dos cartuchos, dispositivos de distribuição de aerossol e sistemas de distribuição de aerossol durante o uso do dos mesmos.
[0043] Tal como utilizado neste documento, o termo "entrada de ar" é usado para descrever uma ou mais aberturas através das quais o ar pode ser tragado ao interior do cartucho.
[0044] Tal como utilizado neste documento, o termo "saída de ar" é usado para descrever uma ou mais aberturas através das quais o ar pode ser tragado para fora do cartucho.
[0045] Em uma modalidade preferencial, a pelo menos uma entrada de ar compreende uma µluralidade de perfurações fornecidas em uma carcaça externa do cartucho. Preferencialmente, as perfurações estendem-se circunferencialmente à volta da carcaça externa.
[0046] Preferencialmente, o medicamento tem um ponto de fusão abaixo dos 150 graus Celsius.
[0047] Alternativamente, ou em acréscimo a isso, o medicamento tem preferencialmente um ponto de ebulição abaixo de 300 graus Celsius.
[0048] Em certas modalidades preferenciais, o medicamento compreende uma ou mais bases de nitrogênio alifáticas ou aromáticas, saturadas ou insaturadas (compostos alcalinos compreendendo nitrogênio) em que o átomo de nitrogênio encontra-se presente em um anel heterocíclico ou em uma cadeia acíclica (substituição).
[0049] O medicamento pode compreender um ou mais compostos selecionados dentre um grupo constituído por: nicotina; 7- Hidroximitraginina; Arecolina; Atropina; Bupropiona; Catina (D-norpseudoefedrina); Clorofeneramina; Dibucaína; Dimemorfan, Dime-tiltriptamina, Difenidramina, Efedrina, Hordenina, Hiosciamina, Isoare-colina, Levorfanol, Lobelina, Mesembrina, Mitraginina, Muscatina, Pro-caína, Pseudoefedrina, Pirilamina, Racloprida, Ritodrina, Escopolami-na, Esparteína (Lupinidina) e Ticlopidina; constituintes de fumaça do tabaco, tais como Tetra-hidroisoquinolinas 1,2,3,4, Anabasina, Anata-bina, Cotinina, Miosmina, Nicotrina, Norcotinina e Nornicotina; drogas anti-asmáticas, como Orciprenalina, Propranolol e Terbutalina; drogas anti-angina, tais como Nicorandil, Oxprenolol e Verapamil; drogas anti-arritmia, tais como a Lidocaína; agonistas nicotínicos, tais como a Epi-batidina, 5-(2R)-azetidinilmetóxi) -2-cloropiridina (ABT-594), (S)-3-metil-5-(l-metil-2-pirolidinil)isoxazola (ABT 418) e (±)-2-(3-Piridinil)-l-azabiciclo[2.2.2]octano (RJR-2429); antagonistas nicotínicos, tais como Metilicacotinina e Mecamilamina; inibidores da acetil colinesterase, como Galantamina, Piridostigmina, Fisostigmina e Tacrina; e inibidores da MAO, tais como Metoxi-N, N-dimetiltriptamina, 5-metoxi-a-metiltriptamina, Alfa-metiltriptamina, Iproclozida, Iproniazida, Isocarbo-xazida, Linezolida, Meclobemida, N, N - Dimetiltriptamina, Fenelzina, Fenil-etilamina, Toloxatona, Tranilcipromina e Triptamina.
[0050] A fonte de medicamento preferencialmente é uma fonte de nicotina.
[0051] A fonte de medicamento pode compreender um elemento de sorção e um medicamento sorvido no elemento de sorção.
[0052] O segundo compartimento pode compreender um elemento de sorção com um medicamento sorvido sobre si. Mais preferencialmente, o segundo compartimento compreende um elemento de sorção poroso com o medicamento sorvido sobre o mesmo. O elemento de sorção poroso pode compreender um ou mais materiais porosos selecionados a partir do grupo que consiste em materiais µlásticos porosos, fibras poliméricas porosas e fibras de vidro porosas. Os um ou mais materiais porosos podem ou não ser materiais de capilaridade e são, preferencialmente, inertes em relação ao ácido ou cloreto de amônio. Os material ou materiais porosos preferenciais específicos dependerão das propriedades do medicamento. Os um ou mais materiais porosos podem ter qualquer porosidade adequada, de modo a serem utilizados com diferentes medicamento com diferentes propriedades físicas.
[0053] Inclusão de um elemento de sorção com um medicamento sorvido sobre o mesmo no segundo compartimento pode reduzir, de maneira vantajosa, o risco de vazamento do medicamento a partir do cartucho.
[0054] Ademais, escolhendo-se um elemento de sorção com propriedades adequadas, a inclusão de um elemento de sorção pode permitir controle melhorado da liberação do medicamento.
[0055] Em modalidades preferenciais, o primeiro compartimento do cartucho compreende uma fonte de composto de melhoramento de distribuição volátil e o segundo compartido do cartucho compreende uma fonte de nicotina. A fonte de nicotina pode compreender um ou mais dentre nicotina, base de nicotina, um sal de nicotina, tal como nicotina-HCl, bitartarato de nicotina, ou ditartarato de nicotina, ou um derivado de nicotina.
[0056] A fonte de nicotina pode compreender nicotina natural ou nicotina sintética.
[0057] A fonte de nicotina pode compreender nicotina pura, uma solução de nicotina em um solvente aquoso ou não aquoso, ou um extrato de tabaco líquido.
[0058] A fonte de nicotina pode compreender ainda um composto de formação de eletrólitos. O composto de formação de eletrólitos pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em hidróxidos de metais alcalinos, óxidos de metais alcalinos, sais de metais alcalinos, óxidos de metais terrosos alcalinos, hidróxidos de metais terrosos alcalinos e combinações dos mesmos.
[0059] Por exemplo, a fonte de nicotina pode compreender um composto de formação de eletrólitos selecionado dentre um grupo que consiste em hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, óxido de lítio, óxido de bário, cloreto de potássio, cloreto de sódio, carbonato de sódio, citrato de sódio, sulfato de amônio e combinações dos mesmos.
[0060] Em determinadas modalidades, a fonte de nicotina pode compreender uma solução aquosa de nicotina, base de nicotina, um sal de nicotina ou um derivado de nicotina e um composto de formação de eletrólitos.
[0061] Alternativamente, ou em acréscimo a isto, a fonte de nicotina pode compreender adicionalmente outros componentes incluindo, mas não se limitando a, aromas naturais, aromas artificiais e antioxi-dantes. Preferencialmente, o segundo compartimento compreende uma fonte de medicamento líquido. Preferencialmente, o segundo compartimento é configurado para conter entre cerca de 50 microlitros e cerca de 150 microlitros do medicamento líquido, mais preferencialmente cerca de 100 microlitros do medicamento líquido.
[0062] O medicamento líquido tem um ponto de ebulição adequado para o uso em um sistema de distribuição de aerossol tal como descrito neste documento: se o ponto de ebulição for muito elevado, o vaporizador não poderá vaporizar o medicamento líquido. O medicamento líquido tem também propriedades físicas que permitem que o medicamento seja transmitido pelo elemento de transferência a partir do segundo compartimento até o vaporizador. Preferencialmente, o medicamento líquido tem propriedades físicas, incluindo viscosidade, que permitem que o medicamento líquido seja transmitido através do elemento de transferência a partir do segundo compartimento até o vaporizador por meio de ação capilar.
[0063] O vaporizador é localizado preferencialmente a jusante do primeiro compartimento de tal modo que o ar tragado através do cartucho passe através do primeiro compartimento antes de passar pelo vaporizador.
[0064] O vaporizador compreende, preferencialmente, um aquecedor acionado eletricamente, sendo o aquecedor conectável a um fornecimento de energia elétrica. O aquecedor compreende preferencialmente pelo menos um elemento de aquecimento configurado para aquecer o medicamento de modo a formar um vapor que contenha medicamento. O aquecedor pode compreender um elemento de aquecimento único. Alternativamente, o aquecedor pode compreender mais de um elemento de aquecimento, por exemplo dois, ou três, ou quatro, ou cinco, ou seis ou mais elementos de aquecimento. O elemento de aquecimento ou os elementos de aquecimento podem ser dispostos adequadamente a fim de vaporizar da maneira mais eficaz possível o medicamento. O cartucho preferencialmente compreende contatos elé-tricos configurados para serem acoplados a uma fonte de energia em um dispositivo de distribuição de aerossol para prover energia a pelo menos um elemento de aquecimento.
[0065] O pelo menos um elemento de aquecimento, preferivelmente, compreende um material com resistência elétrica. Os materiais com resistência elétrica adequados incluem, mas não se limitam a: semicondutores tais como cerâmicas dopadas, cerâmicas eletricamente "condutivas" (tais como, por exemplo, dissiliceto de molibdênio), carbono, grafite, metais, ligas metálicas e materiais compósitos feitos a partir de um material cerâmico e um material metálico. Tais materiais compostos podem compreender cerâmicas dopadas ou sem dopantes. Exemplos de cerâmicas dopadas adequadas incluem carbonetos de silício dopado. Exemplos de metais adequados incluem titânio, zircô-nio, tântalo e metais do grupo µlatina. Exemplos de ligas metálicas adequadas incluem aço inoxidável, ligas contendo níquel, cobalto, cromo, alumínio, titânio, zircônio, háfnio, nióbio, molibdênio, tântalo, tungstênio, estanho, gálio, manganês e ferro, e superligas à base de níquel, ferro, cobalto, aço inoxidável, Timetal e ligas à base de ferro, manganês e alumínio. Em materiais compostos, o material com resistência elétrica pode, opcionalmente, ser imerso em, encapsulado em ou revestido com um material insulado ou vice-versa, dependendo das cinéticas de transferência de energia e das propriedades fisioquímicas externas requeridas. Exemplos de elementos de aquecimento compósitos adequados são divulgados em US 5,498,855, WO 03/095688 A2 e US 5.514.630.
[0066] O pelo menos um elemento de aquecimento pode assumir qualquer forma adequada. Por exemplo, o pelo menos um elemento de aquecimento pode assumir a forma de uma pá de aquecimento, tal como aquelas descritas em US 5.388.594, US 5.591.368 e US 5.505.214. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aqueci-mento pode assumir a forma de um revestimento ou substrato com porções eletro-condutivas diferentes, tal como descrito em EP 1 128 741 A1, ou um tubo metálico com resistência elétrica, tal como descrito em WO 2007/066374 A1. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento pode ser um aquecedor de extremidade em disco ou uma combinação de um aquecedor em disco com agulhas ou hastes de aquecimento. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento pode assumir a forma de uma folha metálica gravada isolada entre duas camadas de um material inerte. Em tais modalidades, o material inerte pode compreender Kapton®, poliimida pura ou folha de mica. Alternativamente, o pelo menos um elemento de aquecimento pode assumir a forma de uma folha de material que possa ser enrolado à volta do vaporizador. A folha pode ser feita a partir de qualquer material adequado, por exemplo, uma liga à base de alumínio, uma liga à base de alumínio-manganês-ferro ou Timetal. A folha pode ter formato retangular, ou pode ter um formato padronizado que pode formar uma estrutura semelhante a bobinas quando enrolado à volta do vaporizador. Outras alternativas incluem um fio ou filamento de aquecimento, por exemplo, um fio de níquel-cromo (Ni-Cr), µlatina, tungstênio ou de liga de aço, tais como os descritos em EP 1 736 065 A1, ou uma µlaca de aquecimento.
[0067] Em uma modalidade preferencial, o pelo menos um elemento de aquecimento compreende uma bobina de fio cercando o vaporizador. Nesta modalidade, o fio é preferencialmente um fio metálico. Mais preferencialmente ainda, o fio é um fio de liga de metal. O elemento de aquecimento pode cercar parcial ou completamente o vaporizador.
[0068] Em uma modalidade alternativa, o vaporizador pode compreender um atomizador incluindo o pelo menos um elemento de aquecimento. Além do elemento de aquecimento, o atomizador pode incluir um ou mais elementos eletromecânicos, como elementos piezoelétricos. Além disso ou, alternativamente, o atomizador também pode incluir elementos que usam efeitos eletrostáticos, eletromagnéticos ou pneumáticos.
[0069] O elemento de transferência pode compreender um material poroso. O elemento de transferência pode ter uma primeira porção, que se estende ao interior do segundo compartimento, e uma segunda porção adjacente ao vaporizador.
[0070] Preferencialmente, o elemento de transferência compreende um material de capilaridade para transmitir o medicamento a partir do segundo compartimento até o vaporizador por meio de ação capilar. O material de capilaridade pode ser um pavio capilar com uma primeira porção, que se estende ao interior do segundo compartimento, e uma segunda porção adjacente ao vaporizador. Em uso, o medicamento é transferido do segundo compartimento ao vaporizador por meio de ação capilar no pavio capilar. Quando o vaporizador é ativado, o medicamento na segunda porção do pavio capilar é vaporizado para formar um vapor que contém medicamento.
[0071] Preferencialmente, o vaporizador é configurado para aquecer o medicamento na segunda porção do pavio capilar a uma temperatura entre cerca de 60°C e cerca de 150°C. Mais preferencialmente, o vaporizador é configurado para aquecer o medicamento na segunda porção do pavio capilar a uma temperatura entre cerca de 65°C e cerca de 120°C. Ainda mais preferencialmente, o vaporizador é configurado para aquecer o medicamento na segunda porção do pavio capilar a uma temperatura entre cerca de 70°C e cerca de 100°C para formar um vapor que contenha o medicamento.
[0072] O pavio capilar pode ser um pavio capilar linear com uma primeira extremidade livre a estender-se ao interior do segundo compartimento e uma segunda extremidade livre adjacente ao vaporizador. Alternativamente, o pavio capilar pode ser um pavio capilar tortuoso. Em tais modalidades, a primeira porção do pavio capilar a estender-se até o interior do vaporizador e a segunda porção do pavio capilar adjacente ao vaporizador podem ser extremidades livres do pavio capilar ou porções tortuosas do pavio capilar. Por exemplo, o pavio capilar pode ser um pavio capilar em formato de U em que a porção curva do pavio capilar em formato de U estende-se até o interior do segundo compartimento e as extremidades livres do pavio capilar em formato de U são adjacentes ao vaporizador. De forma alternativa, o pavio capilar pode ser um pavio capilar em formato de U em que as extremidades livres do pavio capilar em formato de U se estendem ao interior do segundo compartimento e a porção curva do pavio capilar em formato de U é adjacente ao vaporizador. Deve-se entender que qualquer outro formato de pavio capilar pode ser também usado.
[0073] O pavio capilar pode ter uma estrutura fibrosa ou esponjosa. Por exemplo, o pavio capilar pode compreender uma µluralidade de fibras ou fios, geralmente alinhados na direção longitudinal do cartucho ou material esponjoso formado em forma de haste, ao longo da direção longitudinal do cartucho. A estrutura do pavio forma uma µluralidade de furos ou tubos pequenos, através dos quais o medicamento pode ser transportado do segundo compartimento ao vaporizador, por meio de ação capilar. O pavio capilar pode compreender qualquer material adequado ou combinação de materiais adequados. Exemplos de materiais adequados são materiais à base de cerâmica ou grafite na forma de fibras ou de pós sinterizados. O pavio capilar pode ter qualquer capilaridade e porosidade adequadas para ser usado com medicamentos que tenham propriedades físicas diferentes, tais como a densidade, a viscosidade, a tensão de superfície e a pressão de vapor.
[0074] Pode ser fornecido um material poroso entre o pavio capilar e o vaporizador. O material poroso pode ser de qualquer material ade-quado que seja permeável ao medicamento e permita que o mesmo migre do pavio capilar ao vaporizador. O material poroso é preferencialmente inerte em relação ao medicamento. O material poroso pode ou não ser um material de capilaridade. O material poroso pode compreender um material hidrofílico para melhorar a distribuição e propagação do medicamento. Isso pode ajudar na formação consistente de vapor. O material ou materiais porosos preferenciais específicos dependerão das propriedades físicas do medicamento. O material poroso pode ter qualquer porosidade adequada para ser usado com medicamentos com diferentes propriedades físicas. Preferencialmente, o pavio capilar e o material poroso encontram-se em contato, já que isto dá ensejo a uma boa transferência do medicamento.
[0075] O pelo menos um elemento de aquecimento pode aquecer o medicamento na segunda extremidade do pavio capilar por meio de condução. O elemento de aquecimento pode encontrar-se pelo menos parcialmente em contato com a segunda extremidade do pavio capilar. De maneira alternativa, o calor do elemento de aquecimento pode ser conduzido ao medicamento na segunda extremidade do pavio capilar por meio de um elemento condutor de calor. De maneira alternativa, o pelo menos um elemento de aquecimento pode transferir calor ao ar ambiente tragado através do cartucho durante o uso, o que, por sua vez, aquece o medicamento na segunda extremidade do pavio capilar por meio de convecção. O ar ambiente pode ser aquecido antes de passar pela segunda extremidade do pavio capilar. De maneira alternativa, o ar ambiente pode ser tragado sobre a segunda extremidade do pavio e depois aquecido, tal como descrito em WO 2007/078273 A1.
[0076] O primeiro compartimento que compreende o composto de melhoramento de distribuição volátil pode ser fornecido circunferenci-almente à volta de pelo menos uma porção do segundo compartimen-to. Em tais modalidades, o primeiro compartimento pode ser definido por uma parede externa do segundo compartimento e uma carcaça externa do cartucho. Alternativamente, o primeiro compartimento e o segundo compartimento podem ser dispostos sequencialmente ao longo da direção longitudinal do cartucho com o primeiro compartimento a montante do segundo compartimento. Em tais modalidades, o primeiro compartimento e o segundo compartimento podem encostar-se um ao outro ou podem ser espaçados ao longo da direção longitudinal do cartucho.
[0077] Preferencialmente, o primeiro compartimento é substancialmente vedado antes do primeiro uso do cartucho. Por exemplo, o primeiro compartimento pode compreender um ou mais lacres que podem ser perfurados, ou de qualquer outro modo abertos quando do primeiro uso do cartucho.
[0078] Tal como descrito acima, o composto de melhoramento de distribuição volátil interage com o medicamento na fase gasosa de modo a formar partículas que contenham medicamento. Onde o composto de melhoramento de distribuição volátil é um ácido, e a fonte de medicamento for uma fonte de nicotina, o ácido interage com a nicotina na fase gasosa para formar partículas de sal de nicotina. Preferencialmente, o diâmetro aerodinâmico mediano de massa das partículas de sal de nicotina é inferior a cerca de 6 mícrons. O diâmetro aerodinâmico mediano de massa das partículas de sal de nicotina pode ser inferior a cerca de 1 mícron. Preferencialmente, o diâmetro aerodinâmico mediano de massa das partículas de sal de nicotina é entre 0,5 mícrons e cerca de 5 mícrons.
[0079] O cartucho pode compreender adicionalmente um terceiro compartimento. Preferencialmente, o terceiro compartimento encontra-se a jusante do segundo compartimento. Se o cartucho compreender uma câmara formadora de aerossol, o terceiro compartimento encon-tra-se, preferencialmente, a jusante da câmara formadora de aerossol. O terceiro compartimento pode compreender uma fonte de aroma. Como alternativa, ou além disso, o terceiro componente pode incluir um material de filtragem capaz de remover pelo menos uma porção de qualquer composto de melhoramento de distribuição volátil não reagido misturado com partículas contendo medicamento aerossolizado tragado por meio do terceiro compartimento. O material de filtragem pode incluir um adsorvente, tais como carvão ativado. Como será apreciado, qualquer número de compartimentos adicionais pode ser fornecido conforme desejado. Por exemplo, o cartucho pode incluir um terceiro compartimento, compreendendo um material do filtro e um quarto compartimento do filtro a jusante do terceiro compartimento composto por uma fonte de sabor.
[0080] Preferencialmente, o cartucho compreende uma carcaça externa opaca. Isto reduz, de maneira vantajosa, o risco de degradação do composto de melhoramento de distribuição volátil e do medicamento devido à exposição à luz.
[0081] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é fornecido um dispositivo configurado para receber um cartucho tal como descrito neste documento. O dispositivo compreende: uma carcaça externa; uma fonte de energia; meio de controle de temperatura para controlar a temperatura do primeiro compartimento do cartucho; e circuitos eletrônicos configurados para controlar a energia para os meios de controle da fonte de energia; em que o circuito eletrônico é configurado para manter o primeiro compartimento do cartucho a uma temperatura entre cerca de 30°C e cerca de 50°C.
[0082] Em uma modalidade preferencial, os meios de controle compreendem um aquecedor para aquecer o primeiro compartimento do cartucho.
[0083] O uso de tal dispositivo em combinação com um cartucho de acordo com a invenção, vantajosamente permite mais consistente distribuição de geração e medicamento aerossol por tragada. Ao configurar o dispositivo para manter o primeiro compartimento do cartucho a uma temperatura compreendida entre cerca de 30°C e 50°C, o efeito das condições ambientais no momento da distribuição de geração e medicamento aerossol por tragada pode ser atenuado.
[0084] Alternativamente, ou em acréscimo a isto, o dispositivo pode compreender um aquecedor para aquecer o ar ambiente tragado através do dispositivo até uma temperatura entre cerca de 30°C e cerca de 50°C antes de passar através do primeiro compartimento do cartucho.
[0085] De acordo com mais um aspecto adicional da invenção, é fornecido um sistema de distribuição de aerossol. O sistema de distribuição de aerossol compreende: um dispositivo tal como descrito neste documento em cooperação com um cartucho tal como descrito neste documento. O dispositivo ou cartucho compreende um primeiro compartimento que compreende um composto de melhoramento de distribuição volátil. O dispositivo ou cartucho compreende um segundo compartimento que compreende uma fonte de medicamento. O dispositivo ou cartucho compreende um vaporizador para aquecer o medicamento. O dispositivo ou cartucho compreende adicionalmente um elemento de transferência para transmitir o medicamento do segundo compartimento até o vaporizador. O dispositivo ou cartucho compreende adicionalmente uma câmara de formação de aerossol em comunicação fluida com o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Em uso, o medicamento reage com o composto de melhoramento de distribuição volátil na gás fase na câmara de formação de aerossol para formar partículas que contêm medicamento aerossoliza-das.
[0086] Preferencialmente, o dispositivo ou o cartucho compreen-dem adicionalmente um bocal em comunicação fluida com a câmara de formação de aerossol. Preferencialmente, o bocal é parte do cartucho.
[0087] O bocal pode compreender qualquer material adequado ou uma combinação de materiais adequados. Exemplos de materiais adequados incluem termoplásticos que são adequados para aplicações alimentícias ou farmacêuticas, por exemplo, polipropileno, polie-tercetona (PEEK) e polietileno.
[0088] Preferencialmente, o cartucho não é recarregável. Deste modo, quando o medicamento no segundo compartimento do cartucho foi consumido inteiramente, repõe-se o cartucho.
[0089] Em determinadas modalidades, o dispositivo, bem como o cartucho, podem ser descartáveis.
[0090] De forma vantajosa, todos os elementos do dispositivo potencialmente em contato com o composto de melhoramento de distribuição volátil ou o medicamento são alterados quando o cartucho é reposto. Isso evita qualquer tipo de contaminação cruzada no dispositivo entre diferentes bocais e diferentes cartuchos, por exemplo, cartuchos que compreendam diferentes compostos de melhoramento de distribuição volátil ou medicamentos.
[0091] O medicamento no segundo compartimento pode ser vantajosamente protegido da exposição ao oxigênio (porque o oxigênio não pode, geralmente, adentrar o segundo compartimento por meio do pavio capilar ou outro elemento de transferência) e, em algumas modalidades, à luz, de modo que o risco de degradação do medicamento seja significativamente reduzido. Portanto, um nível elevado de higiene pode ser mantido. Além disso, o risco de o vaporizador tornar-se entupido com o medicamento pode ser significativamente reduzido, de maneira vantajosa, ao repor-se o cartucho a intervalos adequados.
[0092] Em modalidades preferenciais, o vaporizador compreende um aquecedor acionado eletricamente, sendo o aquecedor conectável à fonte de energia no dispositivo. Quando o dispositivo e o cartucho encontram-se acoplados, o aquecedor no cartucho está em conexão elétrica com o abastecimento de energia por meio dos circuitos, estando os circuitos dispostos de modo a fornecer energia ao aquecedor no cartucho. Em uma modalidade, a energia é fornecida ao aquecedor no cartucho quando o usuário aciona um comutador. Nesta modalidade, é fornecida ao aquecedor no cartucho energia substancialmente contínua por um período fixo de tempo. Preferencialmente, a fonte de energia tem energia os suficiente para prover energia ao aquecedor no cartucho por pelo menos cerca de 4 minutos, preferivelmente pelo menos cerca de 5 minutos, e mais preferencialmente cerca de 6 minutos. Verificou-se que a duração média de uma experiência de fumo é de aproximadamente 6 minutos.
[0093] Preferencialmente, a fonte de energia compreende energia suficiente para permitir que o usuário inicie entre cerca de 200 tragadas e cerca de 500 tragadas.
[0094] Em uma modalidade alternativa, a energia é fornecida ao aquecedor no cartucho somente quando um usuário inicia uma tragada. Preferencialmente, o circuito elétrico compreende um sensor para detectar o fluxo de ar, indicativo de um usuário inciando uma tragada. O sensor pode ser um dispositivo eletromecânico. Alternativamente, o sensor pode ser qualquer um dentre: um dispositivo mecânico, um dispositivo óptico, um dispositivo opto-mecânico, um sensor à base de sistemas mecânicos microelétricos (MEMS). Em tais modalidades, os circuitos eletrônicos são preferencialmente dispostos para fornecer um pulso de corrente elétrico para o aquecedor no cartucho quando o sensor detecta um usuário iniciar uma tragada. Preferencialmente, o período de tempo do pulso de corrente elétrica é pré-determinado, dependendo da quantidade de formulação de nicotina que se deseja va-porizar. O circuito eletrônico é preferencialmente programável para essa finalidade.
[0095] Alternativamente, os circuitos eletrônicos podem compreender um interruptor operável manualmente por um usuário iniciar uma tragada. Em tais modalidades, o período de tempo do pulso de corrente elétrica enviada ao aquecedor no cartucho mediante operação manual do comutador por parte de um usuário é preferencialmente pré-configurado, dependendo da quantidade de formulação de nicotina que se deseja vaporizar. O circuito eletrônico é preferencialmente programável para essa finalidade.
[0096] Preferencialmente, a fonte de energia compreende uma pilha contida no dispositivo. A fonte de energia pode ser uma bateria de íon-lítio ou uma sua variada, por exemplo uma bateria de íon-lítio poli-mérica. Alternativamente, a fonte de energia por der uma bateria de níquel-hidreto metálico ou uma bateria de níquel cádmio ou uma pilha de combustível.
[0097] A fonte de energia pode compreender circuitos carregáveis por meio de um porção externa de carregamento. Nesse caso, o circuito, quando carregado, preferencialmente fornece energia para um número predeterminado de tragada, após o qual o circuito deve ser reco-nectado à porção carregamento externa. Um exemplo de circuito apropriado compreende um ou mais capacitadores ou baterias recarregáveis.
[0098] Preferencialmente, o dispositivo e o cartucho são dispostos de modo a travarem-se um no outro de maneira liberável quando acoplados.
[0099] A carcaça externa do dispositivo pode ser formada a partir de qualquer material adequado ou combinação de materiais adequados. Os exemplos de materiais adequados incluem, mas não se limitam a, metais, ligas, µlásticos ou materiais compósitos contendo um ou mais destes materiais. Preferencialmente, a carcaça externa é leve e não quebradiça.
[00100] O sistema de distribuição de aerossol e o dispositivo são preferencialmente portáteis. O sistema de distribuição de aerossol pode ter um tamanho e um formato comparáveis a um artigo para fumar convencional, tal como um charuto ou cigarro.
[00101] De acordo com outro aspecto adicional da invenção, é fornecido um método de distribuição de partículas aerossolizadas que contenham medicamento a um usuário. O método compreende: controlar a temperatura de um composto de melhoramento de distribuição volátil entre cerca de 30°C e cerca de 50°C para formar um vapor que contenha um composto de melhoramento de distribuição volátil; aquecer uma fonte de medicamento até uma temperatura de entre cerca de 70°C e cerca de 100°C para formar um vapor que contenha o medicamento; e pôr em contato o vapor que contém o composto de melhoramento de distribuição volátil com o vapor que contém o medicamento, de modo a formar partículas aerossolizadas que contém partículas.
[00102] Em uma modalidade preferencial, a etapa de controlar a temperatura do composto de melhoramento de distribuição pode incluir o aquecimento do composto de melhoramento de distribuição.
[00103] Como será apreciado, vários fatores influenciam a formação das partículas que contêm medicamentos. Em geral, a fim de controlar a distribuição do medicamento, é importante controlar a vaporização do medicamento e a distribuição do composto de melhoramento de distribuição volátil. É igualmente importante controlar as relativas quantidades do medicamento e o composto de melhoramento de distribuição volátil. Na modalidade preferencial, onde o composto de melhoramento de distribuição volátil é um ácido e a fonte de medicamento é uma fonte de nicotina, a razão molar de ácido para nicotina na câmara de formação de aerossol é cerca de 1:1. Foi constatado que o uso do ácido ou do cloreto de amônio como um composto de melhoramento de distribuição aumenta em aproximadamente o dobro a taxa de distribuição de nicotina a um usuário para energia equivalente fornecida ao vaporizador.
[00104] A vaporização do composto de melhoramento de distribuição volátil é controlada pela concentração do composto de melhoramento de distribuição volátil no primeiro compartimento, e pela área de troca externa do composto de melhoramento de distribuição volátil no primeiro compartimento. A vaporização do composto de melhoramento de distribuição volátil pode ser controlada mediante o aquecimento do primeiro compartimento do cartucho ou mediante aquecimento do ar ambiente tragado através do dispositivo antes que este passe pelo primeiro compartimento do cartucho. Em modalidades preferenciais em que o primeiro compartimento compreende ácido pirúvico, preferencialmente cerca de 60 microgramas de ácido pirúvico são vaporizados por tragada.
[00105] A vaporização do medicamento pode ser controlada por meio da energia fornecida ao vaporizador e através das propriedades do elemento de transferência para transmitir o medicamento ao vaporizador.
[00106] Preferencialmente, no qual a fonte de medicamento é uma fonte de nicotina, a energia fornecida para o vaporizador é entre sobre 0,1 W e cerca de 0,2 W para produzir uma distribuição de nicotina ideal para o usuário de cerca de 100 microgramas por tragada. Mais preferencialmente, a energia fornecida ao aquecedor é de entre cerca de 0,13 W e cerca de 0,14 W.
[00107] Em e-cigarros comerciais, a energia fornecida ao vaporizador é, no mais dos casos, muito maior; em algumas casos as medições mostram um abastecimento de energia entre 3,7 W e cerca de 5 W. A redução em consumo de energia em sistemas de distribuição de aerossol e dispositivos de acordo com a invenção em comparação a tais e-cigarros é, portanto, notável. Além disso, a temperatura de operação do vaporizador em sistemas de distribuição de aerossol e cartuchos de acordo com a invenção pode ser reduzido a entre cerca de 80°C a cerca de 100°C, comparada a entre cerca de 200°C a cerca de 300°C em e-cigarros comerciais.
[00108] Para evitar dúvidas, as características descritas anteriormente em relação a um aspecto da invenção podem também ser aplicáveis a outros aspectos da invenção. Em particular, as características descritas acima com relação a cartuchos, dispositivos e sistemas de distribuição de aerossol de acordo com a invenção podem também referir-se, onde apropriado, a métodos de acordo com a invenção, e vice-versa.
[00109] Uma modalidade exemplar da invenção será agora descrita, com referência aos desenhos anexos em que:
[00110] As Figuras 1(a)-(d) mostram uma modalidade de sistema de distribuição de aerossol de acordo com a invenção; e
[00111] A Figura 2 mostra uma vista detalhada de um cartucho de acordo com uma modalidade da invenção sem a carcaça externa.
[00112] A Figura 1(a) mostra um sistema de distribuição de aerossol 100 com aproximadamente a mesma forma e o mesmo tamanho de um artigo para fumar convencional, como um charuto e um cigarro. O sistema de distribuição de aerossol 100 compreende um dispositivo 102, um cartucho 104 e um bocal 106. O bocal 106 faz parte do cartucho 104. O cartucho 104 compreende entradas de ar 108 posicionados a montante do bocal, e uma saída de ar 110 na extremidade de boca do bocal 106. Um comutador 112 é fornecido no dispositivo.
[00113] A Figura 1(b) mostra uma vista em secção transversal do sistema de distribuição de aerossol 100, em que mais detalhes do dispositivo 102 e o cartucho 104 são mostrados. O cartucho 104 compre-ende um primeiro compartimento 114 que compreende um ácido pirú-vico e um segundo compartimento 116 que compreende uma formulação de nicotina líquida. Tal como mostrado na Figura 1(b), o primeiro compartimento 114 é disposto de maneira circunferencial à volta do segundo compartimento 116 e é definido pela superfície externa circunferencial do segundo compartimento 116 e a superfície circunferencial interna da carcaça externa 118 do cartucho 104.
[00114] Tal como mostrado na Figura 1(c), o primeiro compartimento 114 compreende um µlugue poroso de material fibroso 120 com ácido pirúvico adsorvido no mesmo. O cartucho 104 compreende adicionalmente um pavio capilar 122 tendo uma primeira extremidade no interior do segundo compartimento 116 e uma segunda extremidade fora do segundo compartimento. O pavio capilar 122 é configurado para transmitir a formulação de nicotina líquida do segundo compartimento 116 ao vaporizador que cerca a segunda extremidade do pavio capilar 122. O vaporizador compreende um aquecedor elétrico. Uma câmara de formação de aerossol 124 é fornecida a jusante do segundo compartimento 116 no bocal 106. O bocal 106 pode compreender um terceiro compartimento (não ilustrado) que compreende um material de filtração.
[00115] O dispositivo 102 compreende uma fonte de energia 126 na forma de uma bateria recarregável. O dispositivo 102 compreende adicionalmente circuitos eletrônicos 128 configurados para controlar o fornecimento de energia da fonte de energia 126 ao vaporizador. O dispositivo 102 compreende igualmente um aquecedor (não ilustrado) configurado para aquecer o primeiro compartimento 114 do cartucho 104.
[00116] A Figura 1(c) mostra o sistema de distribuição de aerossol 100 com suas peças componentes separadas. O sistema de distribuição de aerossol 100 é configurado de tal modo que o cartucho 104 é descartável, e como tal, pode ser separado do dispositivo 102, e substituído. Uma porção de acoplamento 130 é fornecida para permitir que o cartucho 104 seja acoplado ao dispositivo 102. A porção de acoplamento 130 compreende uma porção rosqueada macho no dispositivo 102 e uma porção rosqueada fêmea no cartucho 104. A porção de acoplamento 130 também compreende conectores elétricos (não mostrados) que permitem que a energia seja fornecida para o vaporizador. A Figura 1(d) mostra uma vista alternativa do sistema de distribuição de aerossol mostrados na Figura 1(c).
[00117] Quando em uso, o usuário traga na extremidade de boca do bocal 106, de modo que o ar é aspirado ao interior do cartucho 104 através das entradas de ar 108 na carcaça externa 118, a jusante através do cartucho 104, e depois para fora da saída de ar 110 no bocal 106 e para o interior da boca do usuário. O ar adentra o primeiro compartimento 114 e captura o vapor do ácido pirúvico passando por sobre o µlugue poroso de material fibroso 120 com ácido pirúvico ad-sorvido dentro de si. Para permitir geração consistente de vapor de ácido pirúvico, o primeiro compartimento é aquecido pelo aquecedor no dispositivo até aproximadamente 40°C. Alternativamente, o aquecedor pode aquecer o ar tragado ao interior do cartucho 104 através das entradas de ar 108 na carcaça externa 118 antes que este passe através do primeiro compartimento 114. O fluxo de ar que deixa o primeiro compartimento 114 e subsequentemente passa pelo vaporizador é um fluxo de ar que contém ácido pirúvico.
[00118] São fornecidos sensores de detecção de tragada (não mostrados) que se comunicam com os circuitos eletrônicos 28. Quando é detectada uma tragada, o circuito eletrônico ativa o vaporizador para vaporizar a formulação de nicotina líquida. O fluxo de ar que contém ácido pirúvico e a formulação de nicotina vaporizada são tragados a jusante para o interior da câmara de formação de aerossol 124. O ácido pirúvico e a nicotina interagem na fase gasosa na câmara de formação de aerossol 124 de modo a formar partículas de sal de nicotina com diâmetro de partícula aerodinâmica de média de massa entre cerca de 0,5 mícrons e cerca de 5 mícrons. As partículas de sal de nicotina aerossolizadas são tragadas para fora do cartucho 104 e para o interior da boca do usuário através da saída de ar 110 no bocal 106. O sistema de distribuição de aerossol 100 é configurado para distribuir cerca de 100 microgramas de nicotina para o usuário por tragada. O circuito eletrônico é configurado para fornecer aproximadamente 0,14 W de energia para o vaporizador para cada tragada.
[00119] Qualquer ácido pirúvico não reagido pode ser removido do aerossol de partículas de sal de nicotina pelo material de filtração no terceiro compartimento no bocal 106.
[00120] O primeiro compartimento 116 é configurado para armazenar aproximadamente 150 microlitros de ácido pirúvico, e o segundo compartimento é configurado para armazenar aproximadamente 100 microlitros da formulação de nicotina líquida. A fonte de energia 126 é fornecida com energia suficiente para permitir cerca de 200 a 500 tragadas antes de ser necessário recarregá-la. O volume do primeiro e segundo compartimentos é suficiente para permitir também 200 a 500 tragadas antes que o cartucho precise ser substituído. Cada tragada libera aproximadamente 100 microgramas de nicotina e aproximadamente 60 microgramas de ácido pirúvico. Para otimizar a interação entre a nicotina e o ácido pirúvico, é preferencial uma razão molar de aproximadamente 1:1.
[00121] A Figura 2 mostra uma vista detalhada de um cartucho 200 que compreende o primeiro compartimento e o segundo compartimento; a configuração mostrada é uma modalidade alternativa à alternativa mostrada nas Figuras 1(a)-(d). Por fins de simplicidade, a carcaça externa do cartucho foi omitida da Figura 2. A Figura 2 mostra também a rota de passagem de fluxo de ar através do cartucho. Como pode ser visto, o cartucho 200 compreende um primeiro compartimento 202 a cerca circunferencialmente uma porção do segundo compartimento 116. A segunda extremidade do pavio capilar 204 é circunscrita por um aquecedor elétrico 206. O aquecedor elétrico 206 encontra-se sob a forma de um fio alongado bobinado à volta do pavio capilar 204. A seta 208 mostra a rota de passagem de fluxo de ar das entradas de ar até o primeiro compartimento 202, e por sobre o pavio capilar 204. São fornecidos contatos elétricos 210 para conectar o aquecedor elétrico 206 à fonte de energia no dispositivo (não ilustrado).
[00122] Para evitar perdas de nicotina entre tragadas e para simular um sistema de detecção de tragada, foi aplicado um regime de fumo Health Canada de referência (volume de tragada de 55 ml, duração de tragada de 2 segundos, intervalo de 30 segundos entre tragadas) e o sinal da bomba PDSP foi usado para conduzir o aquecimen-to/vaporização da nicotina através de um abastecimento de alimentação durante a tragada de 2s.
[00123] No seguinte experimento, um sistema de distribuição de aerossol mostrado na Figura 1b foi preparado. Um cartucho incluindo um pavio capilar e um fio de aquecimento estava cheio de nicotina pura, enquanto um µlugue poroso (tanque XMF-0507) saturado com 150 µl o ácido pirúvico foi posicionado a montante no fluxo de ar de tragada. Cinco cursos de fumo de 30 tragadas foram completas usando-se energia de aquecimento crescente, de 0 a 0,2W. Distribuições dos grupos de 30 tragadas foram coletadas em filtros Cambridge e analisados à cata de ácido pirúvico e nicotina. Os resultados são apresentados na tabela abaixo: 
[00124] Como o µlugue de ácido pirúvico não é aquecido (mantido a uma temperatura laboratorial de 22°C), as distribuições de ácido pirúvico são relativamente constantes, ao passo que as distribuições de nicotina crescem como função da energia de aquecimento. Na configuração do experimento, a razão equimolar ideal é alcançada quando a nicotina é aquecida entre 0,1 w e 0,15W.
[00125] A experiência confirma que a demanda muito baixa de energia de aquecimento (em comparação a e-cigarros convencionais) fornece a quantidade desejada de ingredientes na câmara de formação de aerossol para distribuição a um consumidor.
Claims (13)
- Cartucho (104), compreendendo:
um primeiro compartimento (114), compreendendo uma fonte de composto de melhoramento de distribuição volátil;
um segundo compartimento (116) que compreende uma fonte de medicamento;
um vaporizador para aquecer o medicamento;
caracterizado por:
o cartucho (104) ainda compreender um elemento de transferência para transmitir o medicamento do segundo compartimento (116) ao vaporizador, em que o elemento de transferência compreende um material de capilaridade para transmitir o medicamento do segundo compartimento (116) ao vaporizador por meio de ação capilar e em que o material de capilaridade é um pavio capilar (122) com uma primeira porção que se estende até o segundo compartimento (116) e uma segunda porção adjacente ao vaporizador. - Cartucho (104), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma câmara de formação de aerossol (124) em comunicação fluida com o primeiro compartimento (114) e o segundo compartimento (116).
- Cartucho (104), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma entrada de ar (108) a montante do primeiro compartimento (114) e pelo menos uma saída de ar (110) a jusante da câmara de formação de aerossol (124), sendo que a pelo menos uma entrada de ar (108) e a pelo menos uma saída de ar (110) estão dispostas de modo a definir uma rota de fluxo de ar que se estende da pelo menos uma entrada de ar (108) até a pelo menos uma saída de ar (110) por meio do primeiro compartimento (114), do vaporizador e da câmara de formação de aerossol (124).
- Cartucho (104), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o segundo compartimento (116) compreende um elemento de sorção com o medicamento sorvido no mesmo.
- Cartucho (104), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o medicamento compreende nicotina pura, uma solução de nicotina ou um extrato de tabaco líquido.
- Cartucho (104), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro compartimento (114) compreende um elemento de sorção com o composto de melhoramento de distribuição volátil sorvido nele.
- Cartucho (104), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o composto de melhoramento de distribuição volátil compreende um ácido selecionado dentre um grupo que consiste em ácido 3-metil-2-oxovalérico, ácido pirúvico, ácido 2-oxovalérico, ácido 4-metil-2-oxovalérico, ácido 3-metil-2-oxobutanoico, ácido 2-oxo-octanoico e combinações dos mesmos.
- Cartucho (104), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o vaporizador compreende um aquecedor acionado eletricamente, sendo o aquecedor conectável a um fornecimento de energia elétrica.
- Sistema de distribuição de aerossol (100), caracterizado pelo fato de que compreende:
um dispositivo (102) em cooperação com um cartucho (104), de acordo com qualquer uma das reivindicações. - Sistema de distribuição de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (102) ou o cartucho (104) compreende adicionalmente um bocal (106) em comunicação fluida com a câmara de formação de aerossol (124).
- Sistema de distribuição de aerossol (100), de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de o dispositivo (102) ser configurado para receber o cartucho (104), em que o dispositivo (102) compreende:
um alojamento externo;
uma fonte de energia (126);
meios de controle de temperatura para controlar a temperatura do primeiro compartimento (114) do cartucho (104);
meios de controle de temperatura para controlar a temperatura do vaporizador para aquecer um medicamento; e
circuitos eletrônicos configurados para controlar a energia para os meios de controle de temperatura da fonte de energia (126); e
em que o circuito eletrônico está configurado para manter o primeiro compartimento (114) do cartucho (104) a uma temperatura entre cerca de 30 ° C e cerca de 50 ° C. - Sistema de distribuição de aerossóis (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o circuito eletrônico está configurado para manter a temperatura do medicamento a uma temperatura entre cerca de 70 ° C e cerca de 100 ° C.
- Método para distribuir partículas aerossolizadas que contêm medicamento a um usuário, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
o controle da temperatura de um composto de melhoramento de distribuição volátil a entre cerca de 30°C e cerca de 50°C para formar um vapor que contém composto de melhoramento de distribuição;
o aquecimento do medicamento até uma temperatura entre cerca de 70°C e cerca de 100°C de modo a formar um vapor que contém medicamento; e
a colocação do vapor que contém composto de melhoramento de distribuição em contato com o vapor que contém medicamento de modo a formar partículas aerossolizadas que contém medicamento.
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