BR112016020393B1 - Umidificador para umidificar um aerossol - Google Patents

Abstract

umidificador para umidificar um aerossol. a invenção se refere a um umidificador configurado para umidificar um aerossol, o umidificador compreendendo um primeiro compartimento de água (100) contendo água usada para umidificar o aerossol; um segundo compartimento de água (300) contendo água usada para umidificar o aerossol; uma câmara intermediária (200) localizada entre o primeiro compartimento de água e o segundo compartimento de água (100, 300), a câmara intermediária (200) compreendendo uma entrada de aerossol (210) e uma saída de aerossol (220) e fornecendo primeiras superfícies limitantes de um caminho de passagem (230) através do qual o aerossol a ser umidificado passa; uma primeira camada (10) permeável ao vapor de água e impermeável à água líquida, que está localizada entre o primeiro compartimento de água (100) e a câmara intermediária (200), em que uma seção da primeira camada fornece uma segunda superfície limitante do caminho de passagem; uma segunda camada (20) permeável ao vapor de água e impermeável à água líquida, que está localizada entre o segundo compartimento de água (300) e a câmara intermediária (200), em que uma seção da segunda camada fornece uma terceira superfície limitante do caminho de passagem (230) oposta à segunda superfície limitante.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção se refere a um umidificador configurado para umidificar um aerossol.

Fundamentos

[0002] Nos dispositivos para a formação de aerossol de material seco que pode ser aerossolizado, o material que pode ser transformado em aerossol, por exemplo, uma substância farmacêutica em pó, é atuado com um gás comprimido ou gás portador em uma câmara fornecida de maneira especial e, arrastando as partículas para uma corrente de gás, é convertida dentro desta câmara para um estado que é referido como aerossol. As partículas do material seco estão presentes através de todo o volume do gás comprimido, preferivelmente em uma forma uniforme e finamente dispersa.

[0003] Em um contexto farmacêutico, tais dispositivos são usados para a administração por inalação de preparações farmacêuticas para ambos os pacientes que estão respirando normalmente e para pacientes ventilados mecanicamente e pacientes sob suporte de ventilação semelhante. No primeiro caso, exemplos típicos para tais dispositivos são inaladores em pó seco portáteis (DPIs) e inaladores de dose medida (MDIs). No caso de pacientes sob ventilação mecânica ou suporte de ventilação, o inalador por si só deve ser integrado, ou anexado, com o circuito de ventilação que compreende o ventilador, as tubulações a partir do ventilador para a interface de paciente e de volta, e a interface de paciente que comumente é um bocal adequado, uma máscara para respiro, uma cânula nasal ou uma cânula traqueal.

[0004] Como o nome já sugere, preparações farmacêuticas na forma de um pó seco inalável podem ser preparadas por inaladores em pó seco (DPIs). Uma limitação destes dispositivos é a quantidade de uma preparação farmacêutica que deve ser administrada. DPIs como conhecido atualmente tipicamente são capazes de transformar em aerossol quantidades de pó seco na faixa de miligrama. Enquanto isto é suficiente para muitas medicações, existem preparações farmacêuticas que necessitam da administração de quantidades significativamente maiores. Um exemplo são preparações de surfactante de pulmão, que comumente precisam ser administradas em quantidades de até várias gramas. Usando dispositivos de inalação de pó seco convencionais, administração para um paciente de um grama ou mais de uma preparação farmacêutica pode precisar de tempos de inalação inaceitavelmente longos. De maneira a resolver este problema, o aparelho de formação de aerossol de pó seco descrito em WO 2006/108558 foi concebido o que permite a formação de aerossol de vários gramas de substância em pó no curso de alguns minutos. Assim este dispositivo é uma boa escolha quando grandes quantidades, várias centenas de miligramas ou mais, de uma preparação farmacêutica devem ser administradas como um aerossol. Um problema adicional dos dispositivos conhecidos da técnica que proveem um aerossol é a capacidade de reprodução e a dose da quantidade de material em aerossol distribuído para o paciente. Este particularmente é o caso quando durante o armazenamento ou ainda durante o uso do dispositivo quando partículas do material que pode ser transformado em aerossol se aglomeram em grandes partículas com um diferente comportamento aerodinâmico. Partículas tendo um diâmetro aerodinâmico ótimo maior do que (que é de aproximadamente 1 a 5 μm) vai ter uma chance muito menor de alcançar o alvo, por exemplo, os alvéolos pulmonares, já que eles tendem a ser depositados nas vias aéreas superiores ou na garganta ou ainda em outro local já no aparelho de inalação. Dado que tal deposição indesejada é quase impossível de quantificar durante o tratamento de um paciente, um grau muito alto de deposição indesejada torna impossível determinar a dose exata da substância a ser administrada que alcança o órgão alvo.

[0005] Nas vértebras, as superfícies pulmonares internas envolvidas na troca de gás são cobertas por um filme fino de uma mistura de substância chamada de "surfactante pulmonar" ou "surfactante do pulmão". Os componentes mais importantes de surfactante de pulmão são fosfolipídios e as assim chamadas proteínas de surfactante, SP-A, SP-B, SP-C e SP-D. Surfactante de pulmão possui propriedades ativas em superfície e reduz a tensão de superfície nos alvéolos e pequenas vias aéreas até tal grau em que o colapso de alvéolos durante a exalação é evitado. A tensão de superfície é regulada de maneira dinâmica de forma que o colapso dos alvéolos e pequenas vias aéreas em favor dos grandes, que deve ser esperado de acordo com a lei de Laplace, é evitado pela adaptação apropriada da tensão de superfície. Por outro lado, a redução da tensão de superfície na região alveolar aumenta a complacência pulmonar, o que quer dizer que facilita a expansão do pulmão com a respiração. A presença de surfactante de pulmão resulta em uma estrutura bem equilibrada e fisiologicamente estável do pulmão e é vital para a função normal deste órgão. Enquanto no momento do nascimento os pulmões de mamíferos contêm uma quantidade significativa de surfactante de pulmão endógeno de maneira a garantir funcionalidade não restrita dos pulmões a partir da primeira respiração, os pulmões de bebês que nascem prematuramente (nascidos abaixo de 32 semanas de gestação e especialmente nascidos abaixo de 29 semanas de gestação) não são capazes ou não são suficientemente capazes de produzir surfactante de pulmão. Isto leva a uma deficiência que arrisca a vida de admissão de oxigênio (Síndrome da Angústia Respiratória de Recém Nascidos, IRDS). IRDS é a causa principal de morte em bebês que nascem prematuramente.

[0006] Preparações de surfactante de pulmão úteis para tratar Síndrome de Angústia Respiratória (RDS) tais como IRDS podem ser obtidas a partir dos pulmões de animais ou podem ser fabricados usando os componentes individuais como material de partida. Por exemplo, WO 92/06703 descreve a produção de preparações sintéticas de surfactante de pulmão através da evaporação de clorofórmio a partir de uma solução compreendendo fosfolipídios (tais como dipalmitoil- fosfatidilcolina (DPPC) e dioleilfosfatidil-etanolamina (DOPE)) e colesterol usando um evaporador rotativo para obter um filme fino que é suspenso novamente em um tampão, se for desejado junto com proteínas adequadas. EP 0 877 602 divulga o preparo de um surfactante sintético de pulmão através de secagem por pulverização de uma solução de DPPC, palmitoiloleilfosfatidilglicerol (POPG), ácido palmítico, cloreto de cálcio e proteína de surfactante SP-C.

[0007] Foi descoberto que a inalação de um aerossol formado pela formação de aerossol de preparações de surfactante de pulmão em pó seco no ar seco tende a levar à formação de deposições indesejadas, uma vez que o aerossol entra em contato com a superfície úmida do tecido que reveste as vias aéreas. Tais depósitos formados nas vias aéreas podem alcançar um tamanho que ameaça entupir os brônquios, a traquéia, ou outras partes das vias aéreas, assim enfrentando um risco de sufocação serio para o paciente. Uma vez que tal deposição começa, um acúmulo rápido de um coágulo formado é observado.

[0008] WO 2012/025496 descreve um sistema em que partículas são fornecidas em uma forma em aerossol que, antes da inalação pelo paciente, mas após a formação de aerossol, são sujeitadas a uma etapa de umidificação. Surpreendentemente acontece que com a inalação de um aerossol contendo partículas com suficiente água na sua superfície forma muito menos agregados do que um aerossol de partículas secas essenciais. No entanto, WO 2012/025496 não diz nada sobre os detalhes estruturais de umidificadores especialmente adaptados ao processo de geração de tais partículas umidificadas, e, em particular, com relação às geometrias úteis de tais umidificadores.

Sumário

[0009] De maneira apropriada, existe uma necessidade de fornecer um umidificador que é capaz de umidificar efetivamente um aerossol. Como usado aqui, "aerossol" comumente vai significar essencialmente partículas secas suspensas em uma fase gás, por exemplo, partículas de uma preparação farmacêutica tais como, por exemplo, surfactante de pulmão, suspensas no ar. No entanto, como será observado pelo perito na técnica, partículas de aerossol não necessariamente precisam ser sólidas, mas também podem ser líquidas. Em tal caso o aerossol pode compreender gotículas de uma solução, uma suspensão ou um material fundido suspenso em uma fase gás.

[0010] A necessidade mencionada acima é satisfeita pelas funcionalidades da reivindicação independente. Concretizações adicionais são descritas nas reivindicações dependentes.

[0011] De acordo com um primeiro aspecto, um umidificador configurado para umidificar um aerossol é fornecido, o umidificador compreendendo um primeiro compartimento de água contendo água usada para umidificar o aerossol e um segundo compartimento de água contendo água usada para umidificar o aerossol. Uma câmara intermediária (ou "câmara média") está localizada entre o primeiro e o segundo compartimentos de água e compreende uma entrada de aerossol e uma saída de aerossol, a câmara intermediária provendo adicionalmente primeiras superfícies limitantes de um caminho de passagem através do qual o aerossol a ser umidificado passa. O umidificador adicionalmente contém uma primeira camada permeável ao vapor de água e impermeável à água líquida (uma camada "semipermeável") que está localizada entre o primeiro compartimento de água e a câmara intermediária. Uma seção desta primeira camada fornece uma segunda superfície limitante (na forma de uma parede semipermeável) do caminho de passagem. O umidificador contém uma segunda camada permeável ao vapor de água e impermeável à água líquida que está localizada entre o segundo compartimento de água e a câmara intermediária. Uma seção da segunda camada fornece uma terceira superfície limitante (na forma de uma parede semipermeável) do caminho de passagem oposta à segunda superfície limitante.

[0012] Este umidificador com os dois compartimentos de água e as duas camadas proveem um dispositivo eficaz para umidificar o aerossol. Vapor de água pode passar a partir do compartimento de água através da correspondente camada para a câmara intermediária onde o aerossol é umidificado. Adicionalmente, controlando a temperatura e assim a pressão de vapor no primeiro compartimento de água e o segundo compartimento de água, o aerossol a ser umidificado pode ser aquecido na sua passagem através da câmara intermediária. Apesar do fato de que a primeira camada e a segunda camada constroem uma parte do caminho de passagem, uma grande superfície é fornecida onde o vapor de água e o aerossol entram em contato entre si. Adicionalmente, com os compartimentos de água em superfícies laterais opostas (na forma de paredes semipermeáveis) da câmara intermediária uma umidificação homogênea do aerossol é obtida, minimizando assim perdas de partícula.

[0013] A câmara intermediária pode ter uma forma substancialmente cilíndrica e a saída de aerossol pode estar localizada em uma superfície lateral da câmara intermediária. Isto quer dizer que o aerossol não passa através da câmara intermediária em uma direção axial da câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica, mas a entrada de aerossol e a saída de aerossol são fornecidas em uma superfície lateral e não em uma superfície de extremidade axial do umidificador. Adicionalmente a entrada de aerossol e saída de aerossol estão localizadas substancialmente na mesma altura na superfície lateral na direção axial. O caminho de passagem delimitado pelas primeiras superfícies limitantes, a segunda superfície limitante e a terceira superfície limitante podem estar localizadas na câmara intermediária de tal modo que o aerossol que passa através do caminho de passagem está escoando principalmente perpendicular com uma direção axial definida pela forma substancialmente cilíndrica da câmara intermediária.

[0014] A segunda superfície limitante e a terceira superfície limitante, através do qual o aerossol a ser umidificado é umidificado por um vapor de água que passa através da correspondente parede semipermeável da superfície limitante estão localizadas paralelas entre si em lados opostos do caminho de passagem. Como será explicado abaixo, este arranjo geométrico ajuda a evitar a deposição de partículas do aerossol no caminho de passagem. Quando vapor de água entra no caminho de passagem através da parede semipermeável, um momento é transferido para as partículas contidas no caminho de passagem na direção em que um vapor de água está viajando através da parede semipermeável. Assim, apenas se uma única superfície limitante através do qual vapor de água entra no caminho de passagem foi fornecida, partículas do aerossol podem ser depositadas na superfície de lado oposto da parede através do qual um vapor de água entra no caminho de passagem. No presente caso, no entanto, tal deposição de partículas na parede oposta é evitada já que vapor de água entra no caminho de passagem a partir de lados opostos com o resultado de que a transferência de momento eficaz é de zero. Um vapor de água que entra no caminho de passagem a partir do primeiro compartimento de água e a partir do segundo compartimento de água possuem um momento oposto de forma que o momento efetivo aplicado ao aerossol no caminho de passagem é zero. Como uma consequência, uma deposição de partículas no caminho de passagem pode ser evitada ou reduzida de maneira eficaz.

[0015] Preferivelmente, a entrada de aerossol, o caminho de passagem, e a saída de aerossol são arranjados de tal modo que o aerossol que sai da saída de aerossol possui uma direção de escoamento que é oposta com a direção de escoamento do aerossol que entra na entrada de aerossol. Em outras palavras, isto quer dizer que a entrada de aerossol e a saída de aerossol são fornecidas na mesma metade da superfície lateral. Preferivelmente, a câmara é arranjada de tal modo que o eixo da câmara conformada de maneira cilíndrica na direção horizontal. Isto resulta em uma superfície lateral superior e uma superfície lateral inferior. Preferivelmente, a entrada de aerossol e a saída de aerossol são fornecidas na superfície lateral superior. É especialmente benéfico fornecer a saída de aerossol na superfície lateral superior de maneira a evitar qualquer líquido condensado que pode ser gerado na câmara intermediária de ser transportado junto com o aerossol para o paciente que está inalando, como o líquido será coletado naturalmente em uma parte inferior da superfície lateral da câmara intermediária. Para a remoção deste líquido condensado o caminho de passagem pode conter adicionalmente uma abertura que também é localizada na superfície lateral da câmara intermediária. Preferivelmente, a abertura é fornecida em parte da superfície lateral que é oposta com a parte da superfície lateral onde a entrada de aerossol e a saída de aerossol são fornecidas. Com uma orientação horizontal do eixo da câmara intermediária a abertura pode ser fornecida em uma parte inferior da superfície lateral em que a entrada e a saída são fornecidas em uma parte superior da superfície lateral.

[0016] A câmara intermediária adicionalmente pode compreender pelo menos uma protrusão em protrusão a partir da superfície lateral da câmara intermediária para o seu interior. Esta pelo menos uma protrusão pode ser parte das primeiras superfícies limitantes e fornece uma superfície de suporte para cada uma da primeira camada e da segunda camada. Adicionalmente, pelo menos duas protrusões podem ser fornecidas em vez de uma protrusão em que cada uma está em protrusão a partir da superfície lateral da câmara intermediária para o seu interior. Como pelo menos duas protrusões constroem superfícies adicionais (ou paredes) de parte do caminho de passagem e são parte das primeiras superfícies limitantes e estão em protrusão para o interior da câmara intermediária de tal modo que o caminho de passagem segue um padrão sinuoso dentro da câmara intermediária entre as pelo menos duas protrusões. Isto quer dizer que as duas protrusões podem estar em protrusão a partir de partes opostas da superfície lateral interna para o interior.

[0017] A primeira camada que descansa em uma primeira superfície de suporte das protrusões fornecidas e a segunda camada que descansa em uma segunda superfície de suporte das protrusões vedam seções vizinhas do caminho de passagem entre si em uma direção axial da câmara intermediária. Isto quer dizer que o aerossol que escoa através do caminho de passagem precisa escoar em torno de diferentes protrusões de forma que um caminho de escoamento definido dentro da câmara intermediária é fornecido.

[0018] O umidificador pode ser usado em conjunto com um dispositivo de formação de aerossol e o aerossol umidificado é fornecido para um paciente que tanto é um paciente ventilado de maneira mecânica ou que é um paciente que respira de maneira ativa. Quando o umidificador é usado em conjunto com um paciente que respira de maneira ativa, a câmara intermediária pode ter adicionalmente uma segunda entrada no caminho de passagem configurada para a entrada de ar de respiração adicional para o caminho de passagem. O gás de respiração dentro do caminho de passagem então pode ser umidificado e aquecido se for necessário junto com o aerossol. Observado em uma direção do escoamento do aerossol no caminho de passagem, esta segunda entrada pode estar localizada após a entrada de aerossol. Adicionalmente, a segunda entrada pode ser arranjada angulada com relação à primeira entrada de forma que o aerossol e o ar de respiração não entram na câmara intermediária em dois escoamentos paralelos. Este ângulo da segunda entrada com relação à primeira entrada garante que o ar de respiração pode se misturar com o aerossol.

[0019] Em uma concretização, cada um do primeiro e do segundo compartimentos de água pode conter uma unidade de aquecimento que é usada para aquecer a água no compartimento correspondente. Em outra concretização, um circuito de água pode ser fornecido que circula água quente através do primeiro e do segundo compartimentos de água. Um circuito de água pode ter uma bomba para bombear a água através de um circuito de água e um trocador de calor que pode ser usado para aquecer a água.

[0020] A água em cada compartimento de água preferivelmente deve ter uma temperatura substancialmente constante dentro do compartimento de água. Cada compartimento de água pode compreender projeções que guiam uma circulação de água no compartimento correspondente de água e que ajuda a circular a água dentro do compartimento de tal modo que uma temperatura substancialmente uniforme é obtida dentro do compartimento de água. Cada uma das projeções fornecidas em cada um dos compartimentos de água constrói uma adicional superfície de suporte para a primeira camada ou para a segunda camada. A primeira camada é adicionalmente preferivelmente arranjada substancialmente paralela com a segunda camada. Com tal arranjo, um arranjo simétrico espelhado do umidificador pode ser obtido.

[0021] É adicionalmente possível que um bocal é fornecido na entrada de aerossol através do qual o aerossol a ser umidificado entra no caminho de passagem. Tal bocal então possui uma seção transversal que aumenta na direção de escoamento do aerossol e o bocal compreende as paredes internas pelo menos uma membrana excitável que é configurada para ser excitada por pulsos de pressão. Em uma configuração preferida o aerossol a ser umidificado por um umidificador de acordo com a presente invenção é gerado por um dispositivo como divulgado em WO 2006/108558 ou em WO 2010/122103. Em tais dispositivos, pulsos de ar pressurizado são usados para sugar material que pode ser transformado em aerossol fora de um reservatório e para arrastar o material em um escoamento de ar, tal que um aerossol é formado. Estes pulsos de pressão introduzidos no caminho de escoamento do aerossol então também pode ser usado para excitar a membrana excitável que forma as paredes internas do bocal, muito parecido elas são usadas em um dispositivo de acordo com WO 2010/122103 para excitar as paredes internas do reservatório usado para armazenar o material que pode ser transformado em aerossol, as paredes internas do canal de formação de aerossol e/ou as paredes internas de um espaçador oco. A membrana excitável no bocal ajuda a evitar que partículas no aerossol fiquem aderidas para a entrada de aerossol e assim ajuda a evitar a aglomeração de partículas na entrada de aerossol. Preferivelmente, o bocal possui uma forma cônica e o ângulo de abertura do bocal pode estar entre 5° e 50°, preferivelmente entre 7° e 11 °, mais preferivelmente entre 8° e 10°, e ainda mais preferivelmente 9°. Os pulsos de pressão podem ser os pulsos de pressão que são usados para gerar o aerossol a partir do material que pode ser transformado em aerossol.

[0022] A invenção será descrita em detalhe adicional com referência aos desenhos anexos. Breve Descrição dos Desenhos

[0023] A Fig. 1 mostra uma vista explodida de um umidificador configurado para umidificar um aerossol.

[0024] A Fig. 2 é uma vista de perspectiva para a compartimento de água contendo água usada para umidificar o aerossol.

[0025] A Fig. 3 mostra uma vista de perspectiva de uma câmara intermediária do umidificador através do qual o aerossol passa, o aerossol sendo umidificado durante a passagem através da câmara, a Fig. 4 mostra a câmara da FIG. 3, adicionalmente incluindo uma entrada para ar de respiração.

[0026] A Fig. 5 é uma vista esquemática de um bocal que pode estar fornecido em uma entrada de aerossol da câmara mostrada na Fig. 3.

[0027] A Fig. 6 é uma vista esquemática de um circuito de água usado para aquecer a água que passa através do compartimento de água da Fig. 2. Descrição Detalhada

[0028] Em referência aos desenhos, um umidificador que pode ser usado para umidificar um aerossol será explicado em maior detalhe.

[0029] O umidificador compreende um primeiro compartimento de água 100 contendo água usada para umidificar um aerossol que escoa através de uma câmara intermediária 200. O umidificador adicionalmente contém um segundo compartimento de água 300, o segundo compartimento de água ainda contendo água usada para umidificar o aerossol. A câmara intermediária é imprensada entre o primeiro compartimento de água 100 e o segundo compartimento de água 300. Entre o primeiro compartimento de água 100 e a câmara intermediária 200 uma primeira camada 10 é fornecido que é permeável ao vapor de água, mas impermeável à água líquida. Uma segunda camada 20 permeável ao vapor de água, mas impermeável à água líquida é fornecido entre a câmara 200 e o segundo compartimento de água 300.

[0030] Um aerossol a ser umidificado entra na câmara intermediária através de uma entrada de aerossol 210. Um caminho de passagem 230 é construído na câmara intermediária como mostrado inter alia na Fig. 3. O aerossol é umidificado na sua passagem através do caminho de passagem a partir da entrada de aerossol 210 para uma saída de aerossol 220. Quando o aerossol entra na entrada de aerossol 210, o aerossol é essencialmente seco (o aerossol fornecido foi gerado através de formação de aerossol de um pó essencialmente seco). No presente contexto, "essencialmente seco" se refere a um conteúdo de água das partículas contidas no aerossol na sua forma de armazenamento típica de pós secos a ser transformados em aerossol em formadores de aerossol disponíveis comercialmente. Tipicamente um conteúdo de água de tal pó seco não é maior do que 5% p/p, não mais do que cerca de 3% p/p, não mais do que cerca de 2% p/p ou ainda não mais do que cerca de 1% p/p. Partículas essencialmente secas são partículas que são prontamente transformadas em aerossol, em particular usando um dispositivo de formação de aerossol como descrito inter alia em WO 2006/108558 ou WO 2010/122103 A1. Antes de ser suspensas em um gás portador no dispositivo de formação de aerossol, as partículas que podem ser inaladas essencialmente secas formam um pó. No dispositivo de formação de aerossol conhecido a partir da técnica, este pó seco é transformado em um aerossol suspendendo as partículas secas em um gás portador. Este aerossol essencialmente seco entra no umidificador através da entrada de aerossol 210 onde vapor de água é adicionado para o aerossol para obter um aerossol umidificado tendo um maior conteúdo de água na saída de aerossol 220 do que na entrada de aerossol 210.

[0031] As partículas podem ser um pó essencialmente seco como mencionado acima. De maneira a maximizar a fração que pode ser inalada de partículas (isto é, a fração das partículas que, com a inalação, são transportadas para e depositadas no pulmão profundo), o diâmetro aerodinâmico mediano de massa de partícula (MMAD) no aerossol pode estar entre 0, 1 e 10 μm, preferivelmente entre 1 e 5 μm ou aproximadamente 3 μm. As partículas contêm uma substância terapeuticamente ativa que pode ser qualquer substância tendo um efeito terapêutico desejado com a inalação incluindo lipídeos tais como fosfolipídios, drogas de molécula pequena, peptídeos, proteínas tais como proteínas de surfactante ou análogos sintéticos dos mesmos, enzimas ou anticorpos, ácidos nucléicos tais como siRNA, e assim por diante. A substância terapeuticamente ativa também pode ser qualquer mistura de substâncias que possui um efeito terapêutico desejado com a inalação, tal como surfactante de pulmão natural ou artificial. Por exemplo, o efeito terapêutico da substância terapeuticamente ativa pode ser exercido pela interação física com o tecido do pulmão (como é o caso com surfactante de pulmão), através da ligação de uma molécula com um receptor, através da inibição ou ativação de uma enzima, através da ação enzimática por si só, pela ligação de um anticorpo para um epitopo específico, por interferência de RNA, através da interação com um patogênico presente nas vias aéreas (incluindo a interação com a replicação do patogênico, produção de toxina e/ou secreção de toxina) e assim por diante, independentemente se o efeito terapêutico desejado já ocorre no pulmão (ou outras partes das vias aéreas) ou em outras localizações do corpo que, subsequente à inalação e admissão, são alcançadas pela substância terapeuticamente ativa através do sistema vascular. Exemplos não limitantes para substâncias terapeuticamente ativas que podem ser usadas vantajosamente de acordo com a invenção são ambos agonistas de beta- adrenoceptores atuando curtos e longos, glucocorticoides e outros esteróides (por exemplo, Ciclesonide), inibidores de fosfodiesterase tais como, por exemplo, inibidores de PDE4 (em particular Roflumilast) ou inibidores de PDE5 (por exemplo, Sildenafil), anticolinérgicos, surfactante de pulmão natural ou artificial, DNAse (por exemplo, Pulmozyme), insulina, antibióticos, compostos citostáticos, compostos anti-inflamatórios, compostos mucolíticos, e qualquer outra substância terapeuticamente ativa que pode ser administrada de maneira vantajosa para os pulmões de um paciente. Em uma concretização preferida a substância terapeuticamente ativa é surfactante de pulmão que exerce o seu efeito terapêutico pelo menos em parte pela interação física com o tecido do pulmão, designadamente por uma redução da tensão de superfície nos alvéolos. Em outra concretização preferida, a partícula de acordo com a invenção compreende mais do que uma substância terapeuticamente ativa. Em uma concretização particularmente preferida, a partícula de acordo com a invenção compreende mais do que uma substância terapeuticamente ativa, uma delas sendo surfactante de pulmão.

[0032] "Surfactante de pulmão" (ou "surfactante pulmonar") quer dizer qualquer substância ou composição farmaceuticamente aceitável que é capaz de satisfazer pelo menos parte das funções normais de surfactante naturais de pulmão de mamíferos (em particular humano). Preparações de surfactante de pulmão podem ser obtidas através da extração de tecidos naturais (por exemplo, pulmão de bovino, ovino ou porco) ou podem ser fabricados a partir de ingredientes individuais tais como fosfolipídios, proteínas de surfactante de pulmão ou derivados dos mesmos (incluindo proteínas de surfactante artificial de pulmão tais como o polipeptídeo KL4), ácidos graxos, sais e outros componentes. Surfactantes de pulmão comercialmente disponíveis compreendem Alveofact, Curosurf, Exosurf, Infasurf, Pumactant (ALEC), Surfaxin, e Survanta. Pelo menos mais um surfactante de pulmão, Venticute, está sob investigação clínica. Certas composições de surfactante artificial de pulmão imitam surfactante natural de pulmão contendo fosfolipídios e pelo menos um derivado recombinante de proteína de surfactante SP-C tal como o mutante FF/I chamado "rSP-C" (INN Lusupultide, conhecido a partir de EP 0 7 64 172), que é um derivado de truncação de SP-C humano que porta três mutações pontuais. Em uma aplicação particularmente preferida da presente invenção a substância terapeuticamente ativa (ou uma das substâncias terapeuticamente ativas, se as partículas compreendem mais do que uma substância terapeuticamente ativa) é surfactante de pulmão que foi fabricada por secagem por pulverização e compreende DPPC, POPG, rSP-C, ácido palmítico, e cloreto de cálcio. Em uma aplicação particularmente preferida adicional a substância terapeuticamente ativa é surfactante de pulmão que foi fabricado de acordo com os ensinamentos de EP 0 877 602.

[0033] Um importante uso de surfactante de pulmão deseja realizar pelo menos partes do papel de surfactante natural de pulmão endógeno. Isto pode ser particularmente importante quando um paciente sofre de uma deficiência de surfactante de pulmão endógeno. Surfactante de pulmão então pode ser administrado para os pulmões do paciente de maneira a substituir a falta ou danos (por exemplo, no caso de aspiração de conteúdos gástricos, por atividade proteolítica) de surfactante endógeno ("terapia de substituição de surfactante"). Exemplos onde a função de surfactante de pulmão endógeno é prejudicada são adquiridos Síndrome de Angústia Respiratória (ARDS), IRDS, fibrose pulmonar idiopática, fibrose cística, doença pulmonar obstrutiva crônica (COPD) (em particular exacerbações de COPD), e bronquite crônica. Um exemplo adicional é a deficiência de surfactante de pulmão de recém-nascidos prematuros (em particular de recém-nascidos que nascem abaixo de 32 ou ainda abaixo de 29 semanas de gestação).

[0034] Voltando para as figuras 1, 2, e 3, o aerossol contendo a substância ativa que entra na câmara 200 é trazida para contato com vapor de água fornecido pelos dois compartimentos de água opostos 100 e 300.

[0035] O gás portador em que a substância terapeuticamente ativa é fornecida (e que junto com a substância terapeuticamente ativa fornece o aerossol) pode ser ar, por exemplo, ar medicinal, e pode ser ar padronizado disponível em qualquer hospital. De maneira a evitar a aderência das partículas a ser formadas em aerossol durante o processo de formação de aerossol, a umidade relativa do gás portador usado para gerar o aerossol preferivelmente é de 20% ou menos. Ainda mais preferivelmente, a umidade relativa do gás portador é menor do que 10%. Como uma consequência, o aerossol que entra na entrada de aerossol 210 em vez disso será seco. A umidade relativa do aerossol (ou mais precisamente: gás portador do aerossol) passando através da câmara 200 será aumentado a partir de menos do que 10% ou 20% até menos do que 100% ou mais, falando de maneira geral para um valor que está próximo do ponto de orvalho, trazendo o aerossol para o contato com vapor de água. Como será descrito em detalhe adicional abaixo, o vapor de água é gerado pelo primeiro compartimento de água 100 e o segundo compartimento de água 300 através do qual água aquecida passa.

[0036] Os dois compartimentos de água 100, 300 contêm água que comumente foi aquecida até uma temperatura elevada, por exemplo, 50 - 60°C, para aumentar a pressão de vapor de água. A água líquida contida no primeiro compartimento de água 100 e o segundo compartimento de água 300 é separada da câmara intermediária pela primeira camada 10 e a segunda camada 20, respectivamente. Ambas as camadas proveem uma barreira semipermeável que é permeável ao vapor de água mas essencialmente impermeável à água líquida. Por meio de exemplo, a barreira semipermeável é uma membrana que é comumente feita a partir de um material sintético tal como, por exemplo, Nafion, Goretex ou Sympatex. A primeira camada 10 e a segunda camada 20 podem ser feitas a partir de qualquer material que possui as propriedades desejadas de maneira a permitir que vapor de água entre na passagem de aerossol enquanto retém água líquida, e preferivelmente são feitas de um material finamente perfurado.

[0037] Na concretização da Fig. 1 o umidificador é mostrado em uma orientação já que pode ser instalado durante o uso. A câmara intermediária possui uma forma substancialmente cilíndrica com o eixo do cilindro tendo uma orientação horizontal. A entrada de aerossol 210 e a saída de aerossol 220 são fornecidas em uma superfície lateral da câmara conformada de maneira cilíndrica 200. Na concretização mostrada, a entrada de aerossol 210 e a saída de aerossol 220 são fornecidas tal que o aerossol que entra na entrada de aerossol possui uma direção de escoamento que é oposta com a direção de escoamento do aerossol que sai da saída de aerossol. Quando a câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica 200 está localizada como mostrado na Fig. 1 com o eixo do cilindro se estendendo na direção horizontal, é garantido que a saída de aerossol está localizada em uma superfície lateral superior da câmara intermediária. Fora da câmara intermediária 200 um alojamento 201 é fornecido, o alojamento 201 sendo projetado de tal modo que o umidificador pode ser posicionado em uma superfície horizontal ou de alguma forma é trazido para uma posição estável. O alojamento 201 adicionalmente contém aberturas, através das quais o alojamento 201 da câmara intermediária pode ser conectado fixamente com a primeira camada 10, a segunda camada 20, para um alojamento 101 do primeiro compartimento de água e um alojamento 301 do segundo compartimento de água usando, por exemplo, elementos de fixação. Na concretização mostrada, os alojamentos 301, 201, e 101 são conformados substancialmente na forma de quadrados. No entanto, deve ser entendido que qualquer forma pode ser usada. As aberturas podem ser orifícios configurados para receber elementos de fixação tais como parafusos.

[0038] Como pode ser observado a partir da Fig. 1, todo o umidificador é projetado de tal modo que é simétrico espelhado com um plano A que é mostrado na Fig. 1 e que passa através da câmara intermediária. Plane A possui uma superfície normal paralela com a direção axial da câmara intermediária e está localizada na metade da largura da câmara quando observada na direção axial.

[0039] Como será entendido facilmente por um perito na técnica, através do umidificador de acordo com a presente invenção o caminho de passagem será conformado de um modo para reduzir ou até evitar a ocorrência de escoamento turbulento. Fazer isto vai ajudar a reduzir a deposição de partículas transformadas em aerossol para um mínimo. Uma das medidas a ser tomada de maneira a reduzir ou evitar o escoamento turbulento é para evitar quaisquer ângulos e bordas agudos ao longo do caminho de escoamento do aerossol. Isto pode ser observado, por exemplo, nas pontas das protrusões 240, 250 e 260, que são feitas arredondadas para acomodar um escoamento laminar suave de aerossol em torno das mesmas.

[0040] Em conjunto com Fig. 2, um compartimento de água contendo a água usada para umidificar o aerossol é explicado em maior detalhe. Em conjunto com Fig. 2 o primeiro compartimento de água 100 é divulgado em maior detalhe. No entanto, quando o sistema é preferido para ser simétrico espelhado, a explicação é dada abaixo também é aplicável para o segundo compartimento de água 300.

[0041] O primeiro compartimento de água 100 está localizada em um alojamento 101 e o compartimento de água também é conformado de maneira cilíndrica com uma entrada de água 110 para encher o compartimento de água com água. Na concretização mostrada, uma unidade de aquecimento 130 é fornecido no compartimento de água. Esta unidade de aquecimento 130 pode ser um corpo conformado de maneira cilíndrica, por exemplo, feito de metal, e pode incluir um elemento de aquecimento elétrico para aquecer a água dentro do compartimento de água. Para controlar a temperatura da água dentro do compartimento de água, um sensor de temperatura 150 pode ser fornecido. Quando o compartimento de água é cheio com água pela primeira vez, o ar fornecido no compartimento de água pode deixar o compartimento de água através de ventilação 160. Para evitar a contaminação da água dentro do compartimento de água, um filtro 170 pode ser fornecido na ventilação 160. O compartimento de água 100 adicionalmente compreende projeções 140 que estão arranjados dentro do compartimento de água de tal modo que guia é fornecida para uma circulação de água no compartimento de água. As projeções ajudam a obter uma distribuição de temperatura homogênea dentro do compartimento de água. As projeções 140 adicionalmente possuem uma segunda função. O compartimento de água é fechado em uma extremidade do compartimento de água por uma superfície de extremidade axial 102. As projeções 140 se estendem a partir desta superfície de extremidade axial 102 na direção axial do compartimento de água de tal modo que as superfícies de extremidade 101 e 102 estão localizadas na mesma altura axial que a superfície 103 do alojamento 101 em que a primeira camada é fornecida. As superfícies 141 e 142 proveem um suporte para a camada 10 que é uma membrana elástica. As projeções com superfícies de suporte 141 e 142 ajudam a evitar ou reduzir a deformação da membrana.

[0042] Na concretização mostrada, a água dentro do compartimento de água é aquecida usando a unidade de aquecimento 130. Em outra concretização um circuito de água pode ser fornecido em que a água é aquecida fora do compartimento de água e passada através do compartimento de água. Tal concretização será descrita posteriormente em detalhe adicional em conjunto com Fig. 6. Em tal concretização, a unidade de aquecimento 130 não necessariamente precisa ser fornecida já que a água no compartimento de água pode ser aquecida fora do compartimento de água.

[0043] A água no compartimento de água pode ser aquecida até uma temperatura que comumente está entre 37°C e 100°C, preferivelmente aquecida até uma temperatura entre 45°C e 75°C ou uma temperatura entre 50°C e 60°C. A quantidade de vapor de água que passa o limite de fase e entrando na câmara intermediária 200 depende da permeabilidade da barreira semipermeável das camadas 10 e 20, na pressão de vapor da água líquida que depende da temperatura e aumenta com a temperatura, na pressão parcial de vapor de água já presente na fase gás e na temperatura da fase gás. Já que o vapor de água vai ter a mesma temperatura que a água aquecida, o vapor de água que entra na câmara intermediária 200 também vai ajudar a aquecer o aerossol que escoa na câmara intermediária 200. O aquecimento do aerossol aumenta a capacidade do aerossol para vapor de água de forma que uma quantidade considerável de vapor de água pode ser adicionada para o aerossol. Quando a quantidade desejada de vapor de água foi tomada, a fase gás conteúdo de água comumente está próxima da saturação. Na prática, o aquecimento do aerossol na sua passagem através da câmara intermediária para uma temperatura na faixa de 50°C a 60°C acaba sendo muito vantajoso com relação à quantidade de água disponível para a condensação das partículas antes da administração para o paciente. Deve ser entendido que, antes de o aerossol umidificado ser alimentado para o paciente, comumente uma etapa de refrigeração será aplicada em que o aerossol umidificado novamente é resfriada para uma segunda temperatura na faixa de 15°C - 45°C, preferivelmente para uma segunda temperatura acima de 20°C e ainda mais preferivelmente para uma temperatura de cerca de 37°C. Neste contexto, referência a WO 2012/025496 é feita, que descreve o processo de preparo de aerossóis umidificados de substâncias terapêuticas em detalhe.

[0044] Em conjunto com Fig. 3, a câmara intermediária através do qual o aerossol é guiado será explicado em maior detalhe. O aerossol, como explicado acima, será aquecido quando passa através da câmara intermediária e será umidificado durante esta passagem. Um alojamento 201 é fornecido que, na superfície lateral, rodeia a câmara intermediária 200. A câmara intermediária também é conformada de maneira cilíndrica com a entrada de aerossol 210 fornecida na superfície lateral da câmara e a saída de aerossol 220 sendo fornecida na superfície lateral da câmara intermediária. Dentro da câmara 200 o aerossol escoa ao longo de um caminho de passagem 230 antes de deixar a câmara intermediária. O comprimento do caminho de passagem pode estar entre 10 e 30 cm. No entanto, outros comprimentos também são concebíveis e os comprimentos dependem da quantidade de vapor de água a ser adicionados para o aerossol na câmara, na velocidade de escoamento do aerossol e na temperatura desejada do aerossol aumentam. Como pode ser observado na Fig. 1, o caminho de passagem, nas superfícies de extremidade opostas da câmara, é fechado na direção axial pela primeira camada 10 e pela segunda camada 20, respectivamente. A câmara intermediária compreende várias protrusões 240, 250, e 260 que estão em protrusão a partir da superfície lateral da câmara para o interior da câmara, construindo assim primeiras superfícies limitantes do caminho de passagem. Na concretização mostrada, a primeira seção do caminho de passagem é formada após a entrada de ar em uma direção radial da câmara pela superfície externa da câmara e por uma primeira superfície 241 da protrusão 240. As protrusões se estendem na direção axial da câmara sobre toda a extensão axial da câmara. As protrusões adicionalmente contêm na direção as superfícies de extremidade axiais 243. Estas superfícies de extremidade proveem superfícies de suporte para a primeira camada e para a segunda camada 10, 20. Uma das superfícies de extremidade axiais 243 fornece uma superfície de suporte para uma das duas camadas 10 ou 20, em que a outra superfície de suporte (oposta) 243 na outra extremidade axial fornece uma superfície de suporte para a outra camada das duas camadas 10, 20. O aerossol que entra na câmara através da entrada de aerossol 210 passa ao longo do caminho de passagem que na primeira parte é delimitado pelas superfícies 241 da protrusão 240, a superfície externa da câmara e pelas camadas opostas 10 e 20.

[0045] Como mostrado na Fig. 3, a protrusão vizinha 250 está em protrusão a partir da superfície interna oposta para o interior de tal modo que uma passagem conformada em U é formada pela protrusão 240 e 250. Na concretização mostrada, uma protrusão adicional 260 é mostrada que novamente se estende a partir da superfície lateral superior para o interior. Como pode ser observado na Fig. 3, protrusões vizinhas se estendem a partir de seções opostas da superfície lateral de tal modo que o caminho de passagem segue um padrão sinuoso dentro da câmara entre as protrusões. A protrusão 250 compreende as superfícies 251, 252 e a protrusão 260 compreende superfícies 261, 262 que faceiam o caminho de passagem. De maneira apropriada, as superfícies 241, 242, 251, 252, 261, e 262 são parte das primeiras superfícies limitantes do caminho de passagem. Uma seção da primeira camada 10 que faceia o caminho de passagem e delimita o caminho de passagem na direção axial da câmara intermediária constrói uma segunda superfície limitante do caminho de passagem. Do mesmo modo uma seção da segunda camada 20 que delimita o caminho de passagem na direção axial da câmara intermediária constrói uma terceira superfície limitante do caminho de passagem. Adicionalmente, as superfícies internas da câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica faceando para o interior da câmara e fornecida inter alia no lado direito após a entrada de aerossol 210 na direção de escoamento e no lado esquerdo antes da saída de aerossol 220 delimitar adicionalmente o caminho de passagem. Assim, dentro da câmara intermediária o caminho de passagem é delimitado pelas primeiras superfícies limitantes, a segunda superfície limitante, a terceira superfície limitante, e as superfícies internas da câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica. As superfícies de extremidade 253 e 263 novamente proveem superfícies de suporte para a primeira camada e para a segunda camada. Como pode ser observado na Fig. 3, o caminho de passagem é formado principalmente pela superfície interna da parede lateral e pelas paredes das protrusões 240, 250, 260, isto é, as paredes 241, 242, 251, 252 e as paredes 261, 262. Dependendo do comprimento desejado do caminho de passagem, que, dentre outros, pode ser escolhido de acordo com o escoamento intencionado do aerossol, a temperatura intencionada da água nos compartimentos de água, o grau de umidificação intencionado do aerossol, e outros fatores, o número de protrusões pode ser variado. Enquanto na concretização mostrada três protrusões foram selecionadas, de concretizações alternativas de curso com diferentes números de protrusões são possíveis. Por exemplo, o número de protrusões pode ser 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou qualquer outro número. Nos casos onde o escoamento de aerossol para o umidificador (através da entrada de aerossol 210) é desejado para ser oposto (anti-paralelo) ao escoamento de aerossol fora do umidificador (através da saída de aerossol 220), o número de protrusões preferivelmente é desigual (por exemplo, 1, 3 ou 5). Por outro lado, nos casos onde o escoamento de aerossol para o umidificador é intencionado de ter a mesma direção que o escoamento de aerossol fora do umidificador, um número par de protrusões é preferido (por exemplo, 2 ou 4).

[0046] Na concretização mostrada, três protrusões são usadas de forma que dentro do caminho de passagem o aerossol 310 alterações para a direção para a direção de escoamento oposta. O número de protrusões, no entanto, pode depender do comprimento do caminho de passagem necessário para umidificar o aerossol e para aquecer o aerossol.

[0047] Como pode ser observado na Fig. 3, o aerossol é passado diretamente ao longo das duas camadas 10, 20 que aproximam o caminho de passagem na direção axial da câmara. As duas camadas 10, 20 vedam o caminho de passagem na direção axial e as duas membranas são pressionadas contra as superfícies de suporte das superfícies em projeção pela pressão hidrostática da água nas câmaras de água. O aerossol é umidificado passando ao longo das camadas 10, 20.

[0048] A entrada de aerossol 210 e a saída de aerossol 220 são ambas fornecidas nas superfícies laterais superiores. Oposta à saída de aerossol 220, uma abertura 280 é fornecida em uma parte inferior do caminho de passagem onde líquido condensado gerado no aerossol aquecido pode ser coletado e pode sair do caminho de passagem. Uma saída de água é fornecida em uma superfície lateral da câmara intermediária, preferivelmente em uma superfície lateral oposta à entrada e à saída. Com uma orientação do umidificador e a câmara intermediária como mostrado na Fig. 3, a entrada de aerossol e a saída de aerossol estão localizadas em uma parte superior da superfície lateral, em que a abertura para a remoção de líquido condensado é fornecida na superfície lateral inferior.

[0049] Na concretização mostrada na Fig. 3, a passagem compreende duas seções onde a abertura 280 pode ser fornecida. Como mostrado na Fig. 3 é fornecida na seção inferior da passagem que está mais próxima da saída 220.

[0050] Como pode ser deduzido a partir das Figs. 1 e 3, um vapor de água que entra para o caminho de passagem 230 entra no caminho de passagem em direção oposta. Um vapor de água a partir do primeiro compartimento de água 100 vai entrar no caminho de passagem principalmente em uma direção axial da câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica, em que um vapor de água a partir do segundo compartimento de água também vai entrar no caminho de passagem principalmente na direção axial perpendicular com o escoamento. No entanto, um vapor de água a partir do primeiro compartimento de água 100 e o segundo compartimento de água 300 possuem um momento direcionado nas direções opostas de forma que o momento global aplicado para o aerossol a ser umidificado no caminho de passagem é zero. Como uma consequência, o depósito de material que pode ser transformado em aerossol em uma superfície oposta à primeira camada ou oposta a uma segunda camada é evitada.

[0051] Na Fig. 4 uma concretização adicional da câmara intermediária 200 é mostrada. A concretização mostrada na Fig. 4 difere da concretização da FIG. 3 pelo fato de que uma segunda entrada 270 é fornecida no caminho de passagem configurado para a entrada de ar de respiração no caminho de passagem. Como discutido na parte de introdução da descrição, o aerossol umidificado pode ser administrado tanto para pacientes respirando espontaneamente quanto para pacientes ventilados de maneira mecânica e pacientes sob suporte de ventilação. A concretização mostrada na Fig. 4 é particularmente adequada para a administração de aerossol para pacientes respirando de maneira espontânea. Quando um aerossol umidificado é fornecido para um paciente para a inalação, é preferido não apenas umidificar o aerossol, mas também umidificar o ar de respiração, já que outra mistura de aerossol umidificado com ar de respiração não umidificado pode levar de maneira inevitável a uma secagem indesejável do aerossol umidificado. O ar de respiração a ser umidificado entra na câmara intermediária através da segunda entrada 270 que está localizada abaixo (ou, quando observado na direção do escoamento de aerossol, após) a primeira entrada 210. A entrada para o ar de respiração não está localizada paralela com a entrada do aerossol, mas é angulada com relação à entrada do aerossol tal que o ar de respiração vai se misturar de maneira mais eficiente com o aerossol que entra através da entrada 210. Um tubo é conectado com a entrada 270 através do qual o ar de respiração pode entrar na câmara 200. Adicionalmente, uma válvula de retenção pode ser fornecida no tubo, a válvula de retenção garantindo que, quando o paciente está exalando, o aerossol não deixa a câmara 200 na direção oposta com a direção de escoamento do aerossol. Com o paciente respirando, o aerossol e o ar de respiração são misturados e eles são ambos umidificados, como explicado acima em conjunto com Figs. 1 a 3, e são alimentados para a saída de aerossol. Um conector de saída 290 é fornecido na saída de aerossol. Este conector de saída 290 pode ser usado para conectar cabos ou dispositivos similares para a câmara intermediária 200 para guiar adicionalmente o aerossol umidificado.

[0052] Em outra concretização é possível fornecer um umidificador separado para o ar de respiração. Em tal concretização, um sistema como mostrado na Fig. 1 pode ser usado separadamente para o ar de respiração tal que nem o aerossol entra na entrada 210, mas apenas ar de respiração. Nesta concretização o sistema mostrado na Fig. 1 pode ser fornecido duas vezes, uma para umidificar e aquecer o aerossol e a outra para umidificar e aquecer o ar de respiração. Esta concretização pode ser usada quando o ar de respiração não é compatível com o aerossol fornecido. O restante da câmara mostrada na Fig. 4 corresponde com a câmara mostrada na Fig. 3 e não é explicada em detalhe novamente.

[0053] Como pode ser deduzido a partir das Figs. 3 e 4, a câmara intermediária 200 com a sua forma substancialmente cilíndrica possui uma maior extensão radial do que uma extensão longitudinal em uma direção de um eixo longitudinal da forma cilíndrica. Em outras palavras, a forma cilíndrica da câmara intermediária é tal que a forma possui uma maior extensão radial do que uma extensão longitudinal.

[0054] O primeiro compartimento de água e o segundo compartimento de água englobam a câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica na direção axial, em que a entrada de aerossol e a saída de aerossol estão localizadas em uma superfície lateral da câmara intermediária conformada de maneira cilíndrica de forma que o aerossol que passa através do caminho de passagem substancialmente não possui componente na direção axial da câmara intermediária, mas apenas componentes perpendiculares com a direção axial.

[0055] Em conjunto com Fig. 5, um bocal 500 é explicado em maior detalhe que pode ser fornecido na entrada de aerossol 210 e através do qual então o aerossol a ser umidificado entra no caminho de passagem. O aerossol a ser umidificado entra no bocal 500 como indicado pela seta na Fig. 5 através da abertura 540 e deixa o aerossol pela abertura 550. O bocal 500 compreende um alojamento 510 em que um caminho de passagem para o aerossol a ser umidificado é formado por uma membrana excitável 520 que é projetada de tal modo que a seção transversal do caminho de passagem aumenta na direção de escoamento. A membrana pode ser excitada por pulsos de pressão que são usados no dispositivo de formação de aerossol para gerar o aerossol, e a excitação da membrana pode ajudar a evitar partículas do aerossol de aderirem e se aglomerarem nas paredes internas do bocal. O termo "membrana" se refere a qualquer estrutura semelhante a membrana que é essencialmente impermeável ao gás, líquido, e o material que pode ser transformado em aerossol. A membrana excitável é projetada tal que deforma de maneira elástica e oscila em resposta aos pulsos de pressão. Estes pulsos de pressão podem vir a partir do gás portador fornecido para um dispositivo de formação de aerossol. No entanto, o bocal adicionalmente pode compreender uma abertura 530 através do qual uma fonte externa para gerar pulsos de pressão pode ser conectada com o interior do alojamento 510 para excitar a membrana.

[0056] Foi descoberto que o aerossol que entra no umidificador tende a aderir na entrada do umidificador. Se paredes rígidas são usadas nesta parte do umidificador, as partículas do aerossol podem se acumular nas paredes laterais. Isto pode levar a uma abertura reduzida da entrada de aerossol, o que por sua vez pode causar velocidade de escoamento aumentada e impedir o funcionamento apropriado do umidificador. No entanto, modificar a entrada no modo descrito (isto é, fornecer um bocal 500, as paredes internas das quais são formadas por uma membrana excitável 520) permite a remoção (quase contínua) de partículas depositadas de maneira indesejada através da aplicação de pulsos de pressão que, como explicado acima, podem ser aplicados ao sistema de maneira a gerar o aerossol a ser umidificado. Preferivelmente, o bocal possui uma forma cônica com um ângulo de abertura definido. O ângulo de abertura do bocal está entre 5° e 15°, preferivelmente entre 7° e 11 °, e mais preferivelmente 9°. A membrana excitável 520 pode ser uma única membrana, mas também pode ser formada por duas membranas separadas que se conectadas formam o caminho de passagem para o aerossol passando através do bocal.

[0057] Em conjunto com Fig. 6, uma concretização é divulgada em maior detalhe onde a água não é aquecida através da unidade de aquecimento 130 mostrada na Fig. 1, mas onde a água é aquecida através de um circuito de água que circula água através de um compartimento de água tal como compartimento de água 100. Na concretização mostrada na Fig. 6, um circuito de água 400 permite que a água circule através do primeiro compartimento de água 100. No entanto, deve ser entendido que o mesmo circuito 400 também pode circular a água através do segundo compartimento de água 300. Em outra concretização um circuito de água é fornecido para cada compartimento de água.

[0058] Um circuito de água 400 compreende um trocador de calor 450 e um elemento de aquecimento 460 que aquece uma circulação de água em um circuito de água. Um circuito de água compreende um reservatório de água 410 e válvula de retenção 420, através do qual a água pode ser fornecida para um circuito de água. Na junção 430 a água, após ter passado o compartimento de água 100, é alimentada de volta para o circuito. Uma bomba 440 para bombear a água através de um circuito de água transfere a água para o elemento de aquecimento 460 e o trocador de calor 450. A água então é passada através da entrada de água 110, a água que sai do compartimento de água em uma saída de água 120. Como o compartimento de água, para as suas outras funcionalidades funcionais, corresponde com o compartimento de água discutido acima em maior detalhe em conjunto com Fig. 2, uma discussão mais detalhada do compartimento de água é evitada. Uma ventilação 470 pode ser fornecida através do qual ar contido em um circuito de água pode sair de um circuito de água, especialmente quando um circuito de água é cheio pela primeira vez. Uma segunda válvula de retenção 480 garante um escoamento direcional da água em um circuito de água. A bomba 440 é projetada de tal modo que a velocidade de escoamento da água é tal que uma temperatura desejada da água dentro da câmara é obtida, por exemplo, uma temperatura de água de 40°C a 50°C dentro da câmara de água como discutido acima. Para controlar a temperatura, um sensor de temperatura pode ser fornecido no compartimento de água tal como a temperatura sensor 150.

[0059] O umidificador discutido acima fornece aquecimento e umidificação eficientes de um aerossol como uma câmara intermediária que fornece o caminho de passagem para o aerossol a ser umidificado é imprensado entre dois compartimentos de água. A primeira camada e a segunda camada proveem uma superfície grande ao longo da qual o aerossol vai passar do seu modo através da câmara intermediária.

Claims (15)

1. Umidificador configurado para umidificar um aerossol caracterizado por compreender: um primeiro compartimento de água (100) contendo água usada para umidificar o aerossol, um segundo compartimento de água (300) contendo água usada para umidificar o aerossol, em que o primeiro compartimento de água (100) e o segundo compartimento de água (300) compreendem, cada um, uma unidade de aquecimento (130, 330) para aquecer a água no compartimento correspondente, uma câmara intermediária (200) localizada entre o primeiro compartimento de água e o segundo compartimento de água (100, 300), a câmara intermediária (200) compreendendo uma entrada de aerossol (210) e uma saída de aerossol (220) e fornecer primeiras superfícies limitantes de um caminho de passagem (230) através do qual o aerossol a ser umidificado passa, uma primeira camada (10) permeável ao vapor de água e impermeável à água líquida, que está localizada entre o primeiro compartimento de água (100) e a câmara intermediária (200), em que uma seção da primeira camada fornece uma segunda superfície limitante do caminho de passagem, uma segunda camada (20) permeável ao vapor de água e impermeável à água líquida, que está localizada entre o segundo compartimento de água (300) e a câmara intermediária (200), em que uma seção da segunda camada fornece uma terceira superfície limitante do caminho de passagem (230) oposta à segunda superfície limitante; e em que a câmara intermediária (200) possui uma forma substancialmente cilíndrica, em que a entrada de aerossol (210) e a saída de aerossol (220) estão localizadas na superfície lateral da câmara intermediária; e em que a câmara intermediária (200) compreende pelo menos duas protrusões (240, 250, 260) em protrusão a partir da superfície lateral da câmara intermediária (200) para o seu interior, em que as pelo menos duas protrusões (240, 250, 260) são parte das primeiras superfícies limitantes, e estão em protrusão para o interior da câmara intermediária (200) de modo que o caminho de passagem (230) segue um padrão sinuoso dentro da câmara intermediária entre as pelo menos duas protrusões.

2. Umidificador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o caminho de passagem delimitado pelas primeiras superfícies limitantes, pela segunda superfície limitante e pela terceira superfície limitante está localizado na câmara intermediária de tal modo que o aerossol que passa através do caminho de passagem está escoando substancialmente perpendicular a uma direção axial definida pela forma substancialmente cilíndrica da câmara intermediária.

3. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a primeira camada (10) é arranjada substancialmente paralela com a segunda camada (20).

4. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a entrada de aerossol (210), o caminho de passagem (230) e a saída de aerossol (220) são arranjados de tal modo que o aerossol que sai da saída de aerossol (220) possui uma direção de escoamento que é substancialmente oposta com a direção de escoamento do aerossol que entra na entrada de aerossol (210).

5. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a câmara intermediária (200) compreende uma segunda entrada (270) no caminho de passagem configurado para uma entrada de ar de respiração no caminho de passagem.

6. Umidificador, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a segunda entrada (270) está localizada depois da entrada de aerossol (210) em uma direção do escoamento do aerossol no caminho de passagem.

7. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um circuito de água (400) que circula água através do primeiro e do segundo compartimentos de água (100, 300).

8. Umidificador, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um circuito de água compreende uma bomba para bombear a água através de um circuito de água e um trocador de calor configurado para aquecer a água.

9. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que cada compartimento de água (100, 300) compreende projeções (140, 340) que guiam a circulação de água no compartimento de água correspondente e constrói uma superfície de suporte adicional para a primeira camada e para a segunda camada, respectivamente.

10. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a câmara intermediária (200) compreende no caminho de passagem uma abertura (280) para a remoção de líquido condensado, que está localizada na superfície lateral da câmara intermediária.

11. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que um bocal (500) é fornecido na entrada de aerossol através do qual o aerossol a ser umidificado entra no caminho de passagem (230), o bocal (500) tendo uma seção transversal que aumenta na direção de escoamento do aerossol, o bocal compreendendo, como paredes internas, pelo menos uma membrana excitável (520) que é configurada para ser excitada por pulsos de pressão.

12. Umidificador, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o bocal possui uma forma cônica.

13. Umidificador, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ângulo de abertura do bocal (500) está entre 5 e 15 graus, preferivelmente entre 7 e 11 graus, mais preferivelmente entre 8 e 10 graus ou é cerca de 9 graus.

14. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que cada cada um dos primeiro e segundo compartimentos de água (100, 300) possui uma forma substancialmente cilíndrica, em que cada um dos primeiro e do segundo compartimentos de água (100, 300) compreende, em um lado da superfície lateral uma entrada de água (110), e uma saída de água (120) em um lado oposto da superfície lateral.

15. Umidificador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que possui simetria espelhada com relação a um plano (A) que é perpendicular com uma direção axial da câmara intermediária no formato cilíndrico.

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