BR112020025818A2 - sistema para vaporização molecular de uma substância líquida - Google Patents

Abstract

Um sistema (1) é configurado para liberar uma substância líquida na forma de vapor seco no contexto de terapia respiratória. O sistema (1) compreende: - um reservatório (2) para contenção da substância; - meio de dispensa (6) da substância em conexão fluídica com o dito reservatório (2); - primeiro meio de vaporização eletromecânico do tipo de vibração (3), configurado para aplicar vibrações à substância contida dentro do dito reservatório (2) de tal modo a trazer a substância para um estado de vapor seco; - segundo meio de vaporização por aquecimento (4), configurado para liberar energia térmica à substância contida no dito reservatório (2), de tal modo a trazer a substância para um estado de vapor seco; - uma unidade de controle (7) configurada para controlar o acionamento do dito primeiro meio de vaporização mecânico (3) e/ou do dito segundo meio de vaporização por aquecimento (4) de acordo com um programa de liberação predeterminado.

Description

“SISTEMA PARA VAPORIZAÇÃO MOLECULAR DE UMA SUBSTÂNCIA LÍQUIDA”

DESCRIÇÃO Campo Técnico da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um sistema para a liberação de uma substância líquida, configurado para realizar a vaporização da mencionada substância na forma de vapor seco saturado.

[002] O sistema da presente invenção destina-se, em particular, a aplicações médicas, com o propósito de administrar uma solução vaporizada em um paciente, contendo esta substância um ingrediente ativo que possui uma alta capacidade de penetração no nível da membrana pulmonar. Fundamentos

[003] A administração na forma de vapor de substâncias líquidas compreendendo ingredientes ativos medicinais é usada tradicionalmente em terapias que visam resolver transtornos do trato respiratório superior e inferior. Estas substâncias compreendem em geral um ingrediente ativo medicinal ligado a um solvente.

[004] Numerosos dispositivos são conhecidos na técnica, tais como inaladores, aerossóis e nebulizadores, adequados para a quebra destas substâncias líquidas em gotas de tamanho tal que sejam dispersadas no ar e permitam a administração delas nas vias aéreas ou nas cavidades nasais, dos brônquios e da faringe do paciente.

[005] Atualmente, existem basicamente dois métodos de projeção de substâncias contendo ingredientes ativos na via aérea/cavidade do paciente, na forma de vapor ou nebulização.

[006] Um primeiro método é implementado por intermédio de sistemas nebulizadores aerossóis ou mecânico/eletromecânico. Estes sistemas fornecem a passagem de um fluxo de ar por um bico, bico este que está conectado por um tubo pequeno a um reservatório contendo a solução a ser administrada. Devido ao fluxo de ar, gotas da substância são forçadas a passar através do tubo até que elas saiam do bico. Nestes sistemas, o tamanho e o número de gotas distribuídas depende da velocidade do fluxo de ar, e não são ajustáveis nem mensuráveis.

[007] Um segundo método, por sua vez, fornece o aquecimento da solução a ser administrada por ar até a temperatura de vapor, de modo a permitir a inalação do vapor pelo paciente.

[008] Por estes métodos de liberação torna-se complexo conseguir controlar os parâmetros da substância distribuída, no que se refere ao tamanho das gotas distribuídas, a dosagem, as pressões, a velocidade e a temperatura de liberação. Por conseguinte, eles não permitem que a terapia de administração seja implementada de uma maneira precisa e personalizada, nem repeti-la de uma maneira consistente.

[009] Ademais, as gotas obtidas pela vaporização operada por dispositivos do tipo conhecido, embora de tamanho reduzido, possuem uma capacidade de penetração interrompida no nível dos brônquios do paciente.

[010] O documento US6196219B1 descreve um inalador para a administração a um paciente de uma substância líquida medicinal na forma de uma dispersão de gotas atomizadas. O inalador compreende um alojamento que contém uma provisão do líquido a ser distribuído conectado a um dispositivo de pulverização, e este dispositivo pode ele próprio conter uma provisão de líquido.

[011] O documento US8714150B2 descreve um cigarro eletrônico para a liberação de uma ou mais substâncias na forma de gás ou vapor. O cigarro eletrônico compreende um alojamento, um primeiro cartucho, um segundo cartucho, uma fonte de energia ou bateria, um controlador e um dispositivo de comunicação.

[012] O documento US2012/118301 descreve um cigarro eletrônico compreendendo um transdutor plano para pulverização de uma substância destinada a ser inalada pelo usuário. O cigarro eletrônico compreende um alojamento dentro do qual está contido um reservatório que coleta o líquido a ser pulverizado, e meio de alimentação, tal como uma bateria recarregável.

[013] O documento US2017/0245550 descreve um dispositivo vaporizador que inclui meios para substituir automaticamente (ou alimentar) uma substância líquida a ser vaporizada, quando a dose vaporizada foi totalmente inalada pelo usuário.

[014] O documento US2017/0367402 descreve um dispositivo vaporizador portátil compreendendo uma provisão de líquido a ser vaporizado, um canal conectado a dita provisão, dentro do qual o dito líquido pode escoar, e um elemento de aquecimento. Este elemento é configurado para gerar calor a ser transferido ao líquido que está escoando para dentro do canal a fim de vaporizá-lo; com este propósito, o elemento de aquecimento pode estar limitado ao canal, como uma bobina.

[015] O documento US2017/0181475 descreve um cigarro eletrônico que compreende um microprocessador de controle, um dispositivo de memória de dados do usuário e parâmetros operacionais do próprio dispositivo, e meios de acesso à rede internet ou para conexão a outros dispositivos.

[016] O documento WO2008/077271 A1 descreve um dispositivo de defumação computadorizado que inclui um bocal para cigarro, uma bateria, uma comutação pneumática, uma câmara de líquido e uma câmara atomizante.

[017] O documento WO2011/065754 A2 descreve um dispositivo para atomização e inalação de uma substância, compreendendo: um reservatório, um dispositivo de comutação, um dispositivo de alimentação de energia operando de acordo com o dispositivo de comutação, um dispositivo vaporizante para vaporização da substância.

[018] O documento WO2017/231278 A1 descreve um sistema gerador de aerossol compreendendo uma porção de armazenagem de líquido configurada para reter um substrato formador de aerossol, um primeiro e um segundo eletrodo, um gerador de aerossol incluindo um ou mais elementos geradores de aerossol e um sistema de controle. O primeiro e o segundo eletrodos estão arranjados de tal modo que pelo menos uma porção da porção de armazenagem de líquido se encontra entre eles. Sumário da Invenção

[019] O problema técnico exposto e resolvido pela presente invenção é, por conseguinte, o de fornecer um sistema que permita sobrepor os inconvenientes acima com referência à técnica anterior.

[020] Os inconvenientes acima mencionados são solucionados por um sistema independente de acordo com a reivindicação 1.

[021] Os recursos preferidos da presente invenção são o objeto das reivindicações dependentes.

[022] A presente invenção fornece um sistema de vaporização aprimorado de uma substância líquida contendo um ingrediente ativo, o qual permite que a substância seja administrada ao paciente na forma de vapor seco saturado (mais resumidamente também mencionado neste documento como vapor seco), ou seja, decomposto no nível molecular. De fato, como é sabido, o vapor seco saturado representa um estado de nível específico de uma substância líquida no qual toda a substância está na forma de vapor, e alguma gota de líquido encontra-se presente.

[023] De fato, o sistema da invenção é configurado para quebrar as ligações moleculares da substância, em particular, entre as moléculas do ingrediente ativo e o solvente e entre as moléculas do próprio ingrediente, a fim de obter moléculas livres.

[024] Vantajosamente, a substância reduzida a dimensões moleculares é capaz de alcançar não somente os brônquios, mas também a membrana dos alvéolos pulmonares, permitindo uma administração efetiva do ingrediente ativo ao paciente.

[025] O sistema da invenção é configurado para processar a substância até que ela alcance o estado de vapor seco saturado usando dois modos, os quais podem ser implementados independentemente entre si, alternativamente, em série ou simultaneamente.

[026] Um primeiro método fornece a substância a ser aplicada com vibrações em frequências acima de um valor limiar predeterminado, o qual é em função das características da própria substância. As vibrações precisam ter um conteúdo de energia tal que permita a quebra das ligações moleculares da substância para a obtenção do vapor seco.

[027] Um segundo método fornece a transferência da energia térmica para a substância até que ela alcance uma temperatura de vapor seco, e isto depende das características da própria substância, de modo a quebrar as ligações moleculares.

[028] Com este propósito, o sistema compreende meios mecânicos ou eletromecânicos, os quais fornecem a aplicação de energia vibratória, e meio térmico, que fornece o aquecimento da substância. De acordo com variantes preferidas do sistema proposto, o meio mecânico ou eletromecânico compreende um elemento cerâmico, em particular, adequado para a vibração em uma frequência ultrassônica. De acordo com outras variantes preferidas, os meios mecânicos são configurados para emitir vibrações em uma frequência ultrassônica que pode ser superior a 5 MHz, ou, em particular, entre 4,5 e 5,5 MHz, e/ou gerar uma densidade de energia superior a 10 W/cm2, preferencialmente entre 10 a 13 W/cm2.

[029] No que diz respeito ao meio térmico, de acordo com concretizações preferidas da invenção, ele está configurado para elevar a temperatura da substância pelo menos até 250°C. De fato, com referência a soluções médicas genéricas, quando é alcançado 100°C a temperatura da solução não aumenta, mas a energia adicional suprida provoca a quebra das ligações entre as moléculas do solvente e aquelas do soluto.

[030] De acordo com concretizações preferidas, o aquecimento da substância pode ocorrer por intermédio de um meio de indução alimentado com corrente a uma frequência compreendida entre 15 e 25 KHz.

[031] Ambos os métodos de quebra das ligações moleculares da substância são implementados de uma maneira controlada e predeterminada graças à presença de uma unidade de controle que é conectada ao meio de vibração e ao meio de aquecimento.

[032] Vantajosamente, as faixas operacionais preferidas informadas acima com referência aos meios mecânicos e ao meio térmico permitem obter a vaporização de uma substância líquida na forma de vapor seco saturado em um intervalo de tempo inferior a 10 segundos.

[033] De acordo com variantes preferidas da invenção, a unidade de controle é implementada por intermédio de um microprocessador eletrônico, configurado para controlar o acionamento do meio mecânico ou eletromecânico e do meio térmico de acordo com um programa de liberação predeterminado baseado na substância específica a ser distribuída e na terapia prescrita.

[034] O programa de liberação define parâmetros tal como, por exemplo, a frequência das vibrações a ser aplicada à substância, a temperatura, a pressão e a velocidade, as quais a substância vaporizada é distribuída, a dose de substância a ser administrada e a direção na qual o vapor é liberado, e isto em função da região corporal alvo de distribuição (por exemplo, cavidades nasais, vias aéreas superiores, pulmões, etc.).

[035] Vantajosamente, a fim de permitir a realização da liberação de substâncias de acordo com diferentes programas, de tal maneira a usar o sistema em tipos diferentes de terapias, concretizações preferidas do sistema compreendem uma interface configurada para permitir a um usuário selecionar diferentes programas de liberação predeterminados. Alternativamente, é propiciada a opção de selecionar manualmente os parâmetros de liberação, ou seja, pelo menos os parâmetros de ativação do meio de vaporização mecânico ou eletromecânico e o meio térmico.

[036] Ademais, as variantes particularmente vantajosas propiciam a opção de simplesmente selecionar o tipo de substância a ser administrada por intermédio do meio de interface adequado. Com base na seleção escolhida, a unidade de controle ativa o meio mecânico ou eletromecânico e/ou o meio térmico de acordo com parâmetros predeterminados, ou seja, de acordo com um programa de liberação predeterminado.

[037] De acordo com outras variantes, a unidade de controle é configurada para estar em comunicação de dados com uma unidade de memória, onde os programas de liberação predeterminados são armazenados, bem como as associações entre estes programas de liberação e os tipos de substância que podem ser selecionados por intermédio do meio de interface.

[038] Ademais, de acordo com concretizações preferidas também é possível ajustar o modo de administração, escolhendo entre liberação contínua ou pulsada, e no último caso, é possível programar a duração do pulso, o intervalo entre os pulsos subsequentes, a dosagem da substância administrada para cada pulso e o número total de pulsos de liberação.

[039] De acordo com uma outra variante particularmente vantajosa, no sistema da invenção são fornecidos outros meios para a conexão a um aspirador/compressor (preferencialmente uma turbina), de tal modo a ser capaz de implementar também um modo de administração da substância por nebulização da mesma.

[040] Este modo de administração é necessário para a administração por inalação (brônquios/pulmões) de ingredientes ativos insolúveis e/ou inseridos em lipossomas (por exemplo, sais, tal como o pirofosfato férrico inserido em lipossomas).

[041] Vantajosamente, o sistema de acordo com a invenção permite obter partículas da substância a ser administrada, contendo um ingrediente ativo determinado, com um diâmetro inferior a 1 mícron, adequado para administração intersticial. Particularmente, partículas destas dimensões são adequadas para alcançar os pequenos brônquios e prosseguir até os alvéolos pulmonares a fim de ativar o processador de passagem na corrente sanguínea do ingrediente ativo.

[042] Outros vantagens, recursos e métodos de uso da presente invenção tornar-se-ão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir de algumas concretizações, apresentadas a título de exemplo não limitativo.

Breve Descrição dos Desenhos

[043] Será feita referência às Figuras anexas, nas quais:

[044] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de exemplo de uma primeira concretização preferida de um sistema de acordo com a presente invenção;

[045] A Figura 2 mostra um diagrama de blocos de exemplo de uma segunda concretização preferida de um sistema de acordo com a presente invenção;

[046] A Figura 3 mostra um diagrama de blocos de exemplo de uma terceira concretização preferida de um sistema de acordo com a presente invenção; e

[047] A Figura 4 mostra detalhadamente, esquematicamente, uma concretização preferida de um reservatório compreendido em um sistema de acordo com a concretização mostrada na Figura 3.

[048] Os desenhos acima indicados destinam-se exclusivamente para os propósitos de ilustração e não limitativos. Descrição Detalhada de Concretizações Preferidas

[049] Com referência inicial à Figura 1, uma concretização preferida de um sistema de acordo com a presente invenção é designada em geral pelo numeral 1.

[050] O sistema 1 é configurado para a liberação de uma substância líquida, compreendendo um ingrediente ativo medicinal, decomposto no nível molecular na forma de vapor seco, para realizar uma terapia respiratória.

[051] O sistema 1 possui preferencialmente uma configuração modular, para permitir a implementação de métodos de liberação que variam dependendo do tipo de substância e terapia respiratória.

[052] O sistema 1 em primeiro lugar compreende um corpo de suporte 100 e um reservatório 2, conectável removivelmente a este último. O reservatório 2 é configurado para conter a substância líquida, e é preferencialmente feito de material metálico, ou, de qualquer maneira, de material compatível com a própria substância.

[053] O reservatório 2 pode ter uma tampa de rosca acabada em uma seção de entrada para o líquido a ser vaporizado, e possui uma capacidade preferencialmente de 5 a 40 cm3, preferencialmente, igual a 15 cm3. Além disso, o reservatório 2 compreende preferencialmente meio de acesso facilitado dentro dele, de tal modo que é facilmente inspecionado e permite uma limpeza periódica.

[054] O reservatório 2 está em comunicação com o meio de coleta 5 da substância, preferencialmente compreendendo uma bomba 18 e/ou uma válvula de retenção 13, configurada para impedir que o vapor seja expelido para dentro do reservatório 2 pela bomba 18. A bomba 18 é configurada, em particular, para retirar e expelir vapor em doses quantitativamente definidas, e a uma pressão programável por uma unidade de controle 7, que será abordada abaixo. Este meio de coleta 5 é conectável removivelmente ao reservatório 2.

[055] Ademais, sensores ou sondas 14, 15 podem ser alojados dentro do reservatório 2, configurados respectivamente para a detecção de pressão e temperatura da substância, de modo que estes parâmetros podem ser monitorados durante sua vaporização dentro do reservatório 2. Em particular, o aquecimento acima de 100°C podem trazer a pressão dentro do reservatório para cerca de 3 atmosferas; em geral, para substâncias em solução, esta pressão promove a liberação de moléculas de soluto daquelas de solvente.

[056] As sondas 14, 15 estão em comunicação com a unidade de controle 7. Ademais, podem estar presentes meios para a regulagem da pressão e da temperatura da substância presente no reservatório 2, conectados à unidade de controle 7.

[057] O sistema 1 compreende ainda meio de dispensa 6 da substância, colocado em conexão fluídica com o meio de coleta 5. Este meio 6 compreende, por exemplo, um ou mais dispositivos de distribuição nasal e/ou oral, tal como máscaras ou tubos fornecidos com bocais de vários formatos e comprimentos dependendo do alvo de distribuição, que pode ser a boca, o nariz, a orelha ou outra cavidade ou superfície a ser tratada.

[058] O meio de dispensa 6 é conformado para permitir a distribuição da substância de acordo com direção predeterminada e parâmetros de velocidade, os quais dependem exatamente da área e da geometria da seção de passagem da substância a ser administrada. Por conseguinte, é vantajosamente previsível que este meio de dispensa 6 seja intercambiável seletivamente, a fim de que seja possível selecioná-lo de acordo com a aplicação específica exigida.

[059] O meio de dispensa 6 é equipado preferencialmente com uma válvula de bloqueio, a qual normalmente permite a passagem do vapor, e que pode ser fechada para interromper a distribuição por comando da unidade de controle 7. A unidade de controle 7 controla o fechamento da válvula de bloqueio quando uma dose predeterminada de substância é administrada; e, desta forma, o controle de dosagem da substância administrada ao paciente é operado.

[060] O sistema 1 também compreende primeiro meio de vaporização mecânico ou eletromecânico 3, do tipo de vibração, configurado para aplicar vibrações à substância contida no reservatório 2 de tal modo a trazê-la para um estado de vapor seco.

[061] O primeiro meio de vaporização 3 é configurado preferencialmente para aplicar vibrações de frequência ultrassônica à substância, em particular, a uma frequência de pelo menos 3 MHz, preferencialmente superior a ou igual a 5 MHz. Ademais, o primeiro meio de vaporização 3 pode ser configurado para gerar em associação com estas vibrações uma densidade de energia suficiente para quebrar as ligações moleculares da substância, por exemplo, pelo menos igual a 3 W/cm2, preferencialmente igual a ou superior a 10 W/cm2.

[062] Ainda mais preferencialmente, o primeiro meio de vaporização 3 é configurado para emitir vibrações em uma frequência ultrassônica entre 4,5 e 5,5 MHz, e/ou para gerar uma densidade de energia preferencialmente entre 10 a 13 W/cm2. Em associação com esta densidade de energia, uma liberação de vapor seco saturado é obtida a uma pressão de 1000 milibares.

[063] Em outras palavras, o primeiro meio de vaporização 3 é configurado para aplicar energia vibratória mecânica, com frequência ajustável e densidade de energia, que permitem que a substância alcance a dimensão molecular mediante o rompimento das ligações entre as moléculas, trazendo-as para o estado de vapor seco. Em particular, o primeiro meio de vaporização 3 compreende um elemento vibratório feito de material cerâmico.

[064] Ademais, o sistema 1 compreende segundo meio de vaporização 4 do tipo de aquecimento, configurado para transferir energia térmica à substância contida no reservatório 2, de tal modo a quebrar as ligações moleculares e trazê-las para o estado de vapor seco.

[065] O segundo meio de vaporização 4 é configurado para trazer a temperatura da substância para a temperatura de vapor seco saturado, por exemplo, a pelo menos 250°C para uma substância com uma temperatura de ebulição a 100°C.

[066] Preferencialmente, o segundo meio de vaporização 4 é configurado para ser suprido com corrente a uma frequência de entre 15 e 25 KHz.

[067] De acordo com concretizações preferidas da invenção, o segundo meio de vaporização 4 compreende elementos de aquecimento por indução, preferencialmente aplicados pelo menos em uma porção de fundo do reservatório 2. Em particular, o segundo meio de vaporização 4 pode ser implementado de modo a permitir, se desejado, vaporização quente, ou aquecer o vapor produzido por execução do primeiro meio de vaporização 3.

[068] Em particular, o primeiro meio de vaporização 3 é configurado para aplicar vibrações em frequências ultrassônicas compreendida entre 4,5 e 5,5 MHz à substância líquida, gerando uma densidade de energia entre 10 a 13 W/cm2, e o segundo meio de vaporização 4 compreende meio de indução suprido com e frequência de corrente entre 15 e 25 KHz, configurado para trazer a temperatura da substância a pelo menos 250°C, a configuração do sistema 1 sendo tal como para realizar a vaporização da substância líquida na forma de vapor seco saturado em um intervalo de tempo menor que 1 segundo.

[069] Basicamente, ambos os meios de vaporização dotados de uma ação mecânica ou eletromecânica 3 e a ação térmica 4 são configurados para produzir um aumento de quantidade de energia da substância suficiente para quebrar as ligações moleculares, trazendo-as para o estado físico de vapor seco saturado. Por conseguinte, a vaporização da substância pode ser atingida usando apenas um dos primeiro e segundo meios 3, 4, os quais podem ser implementados independentemente um do outro.

[070] Alternativamente, o sistema 1 propicia que a vaporização seja realizada pelo uso simultâneo tanto do dito primeiro como segundo meios 3, 4, regulados adequadamente pela unidade de controle 7 ou por intermédio de um controle manual. Com este propósito, o sistema 1 pode compreender meio de interface 8 conectado a outra unidade de controle 7, configurado para permitir a um usuário ajustar os parâmetros de implementação dos primeiro e segundo meios de vaporização 3, 4, bem como selecionar um programa de liberação predeterminado.

[071] Este modo de atuação simultânea é exigido, por exemplo, para o tratamento de substâncias oleosas, cuja vaporização requer a aplicação de uma frequência superior a ou igual a 5 MHz, com densidade de energia até acima de 10 W/cm2. Ademais, é necessário recorrer a um aumento acentuado da temperatura, que deve ser superior ao valor de ebulição da substância oleosa (e.g. acima de 200°C).

[072] Como antecipado, a unidade de controle 7, a qual pode ser implementada por intermédio de um microprocessador eletrônico, é configurada para comandar a implementação do primeiro meio de vaporização 3 e/ou segundo meio de vaporização 4 de acordo com parâmetros que podem ser definidos em um programa de liberação predeterminado, ou alternativamente eles podem ser selecionados manualmente por um operador usando o meio de interface 8.

[073] O programa de liberação predeterminado define pelo menos os valores de frequência, duração e densidade de energia das vibrações aplicadas pelo primeiro meio de vaporização 3 e/ou os valores de temperatura e duração do aquecimento operado pelo segundo meio de vaporização 4, em associação com um tipo específico de terapia e substância a ser administrada. Os parâmetros acima mencionados dependem fortemente das características físico-químicas da substância (em particular, da energia de ligação molecular), que pode ser levada a temperaturas mais ou menos altas para alcançar o estado de vapor seco, ou energizada a frequências mais ou menos altas.

[074] Além disso, o sistema 1 pode compreender uma unidade de memória 9 conectada a ou integrada na unidade de controle 7, em que os programas de liberação predeterminados são armazenados, associados com tipos respectivos de terapia de administração e de substância a ser administrada. Desse modo, é possível garantir a capacidade de replicação da terapia de administração da substância para um número indeterminado de intervalos de tempo. Em particular, a unidade de memória 9 também pode ser concebida na forma de uma chave USB que pode ser conectável vantajosamente ao sistema 1 e a dispositivos eletrônicos externos adicionais, de modo a permitir a modificação ou atualização dos programas de liberação predeterminados.

[075] A unidade de controle 7 pode ser configurada adicionalmente para regular a pressão e a temperatura da substância líquida a ser vaporizada contida no reservatório 2. No que diz respeito à temperatura, está é mantida compreendida preferencialmente entre 18°C e 250°C. Ademais, a unidade de controle 7 pode regular a quantidade de vapor distribuído e sua pressão através da bomba 18, da válvula 13 e da válvula de bloqueio do meio de dispensa 6.

[076] Ademais, de acordo com concretizações particularmente vantajosas da presente invenção, o primeiro meio de vaporização 3 e/ou o segundo meio de vaporização 4 é conectável removivelmente ao corpo de suporte 100, de modo a concretizar um sistema do tipo modular.

[077] Em particular, o primeiro meio de vaporização 3 e/ou o segundo meio de vaporização 4 é integrado ao reservatório 2, de modo a atingir um grupo vaporizador seletivamente removível 50 do corpo de suporte 100.

[078] De fato, a modularidade do sistema 1 permite que o grupo vaporizador 50 seja removido do corpo de suporte 100, compreendendo o primeiro meio de vaporização 3, o segundo meio de vaporização 4 e o reservatório 2, para substitui-lo por um outro reservatório 2 conectado a meios de atomização da substância contida nele. Dessa forma, o sistema 1 permite conceber também um modo de administração para nebulização, além daquele que prevê a geração de vapor seco.

[079] O meio de pulverização compreende um compressor 15, preferencialmente fornecido com um filtro, mostrado com uma linha pontilhada, como um exemplo na Figura 1, e meio de conexão configurado para conceber uma comunicação fluídica entre o reservatório 2 e o compressor 15. O reservatório 2, o compressor 15 e o respectivo meio de conexão deles concebem um grupo nebulizador, designado pelo numeral de referência 60 da Figura 2.

[080] Com referência ainda à Figura 2, está mostrada uma outra forma de realização do sistema 1’ da invenção, da qual apenas alguns dos componentes que serão descritos abaixo estão representados. Os componentes não representados na Figura 2, bem como aquelas não contemplados na seguinte descrição do sistema T, são considerados iguais aos compreendidos no sistema 1.

[081] O sistema 1’ compreende, em vez do grupo vaporizador 50 consistindo do primeiro meio de vaporização 3, o segundo meio de vaporização 4 e o reservatório 2, um grupo nebulizador 60, compreendendo o antirreservatório 2 para contenção de uma outra substância, o compressor 15 e o meio de conexão 16, o último configurado para realizar uma comunicação fluídica entre o outro reservatório 2 e o compressor

15. O meio de conexão 16 possui uma conformação de bico, tal como para regular de uma maneira predeterminada o tamanho das gotículas que constituem o fluxo de substância nebulizada a ser administrada.

[082] Tanto o reservatório adicional 2 como o compressor 15, que são integrados preferencialmente entre si, são conectados removivelmente ao corpo de suporte 100. O compressor 15 também é conectado removivelmente à unidade de controle 7, enquanto que o outro reservatório 2 é conectado removivelmente ao meio de coleta 5.

[083] Em particular, o compressor 15 pode trabalhar a uma pressão entre 0,5 e 3,5 (preferencialmente igual a 1,5) atmosferas, enquanto que o meio de coleta 5 pode compreender uma bomba de dispensa que opera a uma pressão de entre 0,5 e 3,5 (preferencialmente igual a 2,5) atmosferas.

[084] De acordo com esta variação, a configuração do sistema T é tal que permite a nebulização e a distribuição da outra substância contida no reservatório 2 por acionamento do compressor 15 pela unidade de controle 7, de acordo com um programa de liberação predeterminado ou uma seleção manual dos parâmetros operacionais do compressor 15. Esta variante T destina-se a distribuir substâncias não vaporizáveis, aumentando desse modo a versatilidade da invenção.

[085] Como previsto, por intermédio da configuração apropriada do meio 16, é possível ajustar o tamanho das gotículas nebulizadas, as quais podem ser, por exemplo, entre 2 e 20 micra.

[086] A fonte de alimentação do sistema T 1 pode ser deixada para uma bateria recarregável 11, conectada à unidade de controle 7. Vantajosamente, a operação do sistema T 1 pode ser fornecida durante a fase de carregamento da bateria 11.

[087] À luz do que foi descrito até agora, o sistema T 1 de acordo com a presente invenção pode ser usado vantajosamente para a distribuição de soluções aquosas, ou suspensões aquosas no caso de ingredientes ativos insolúveis vaporizáveis a alta temperatura de vapor, bem como para liberação de soluções não- aquosas, vaporizáveis a temperatura ambiente, ou soluções com a necessidade de vaporização a temperatura intermediária. Por exemplo, a invenção torna possível fornecer águas térmicas, incluindo água ferrosa, para reproduzir as condições térmicas na atmosfera.

[088] Ademais, a configuração do sistema T que fornece o compressor 15,

permite realizar a nebulização de substâncias adesivas em muco. Ademais, a nebulizaçao permite distribuir ingredientes ativos insolúveis, mesmo se inseridos em lipossomas. Deste modo, o ingrediente ativo pode ser tomado por inalação (brônquios/pulmões) mesmo se ele for insolúvel e/ou inserido em lipossomas (por exemplo, sais, tal como pirofosfato férrico). Vantajosamente, a invenção permite que gotas das substâncias adesivas em muco sejam projetadas diretamente na garganta a uma temperatura ambiente, cujas gotas irão formar uma película protetora quando elas entrarem em contato com a garganta, devido à temperatura da mucosa.

[089] Vantajosamente, a invenção possibilita que uma substância seja distribuída, na qual parâmetros, tal como a dose (quantidade de produto) distribuída, a pressão, a velocidade de projeção e, no caso da variante de nebulização, também o diâmetro das nanogotas que constituem a mescla nebulizadora são eletronicamente controladas. Estes parâmetros podem ser armazenados na unidade de memória 9, em associação com cada programa de liberação predeterminado.

[090] Além disso, em virtude da modularidade do sistema T 1 e da intercambiabilidade entre o grupo vaporizador 50 e o grupo nebulizador 60, é possível selecionar diferentes modos de distribuição, por exemplo, ele pode ser escolhido entre vapor molecular a temperatura ambiente, vapor molecular aquecido a temperatura programada ou nebulizaçao com tamanho de gotícula predeterminado.

[091] Ademais, a invenção pode propiciar que a unidade de controle 7 controle uma distribuição da substância, tanto nas condições de vaporização como nebulização, de acordo com um modo contínuo ou de acordo com um modo pulsado, de acordo com um programa de liberação predeterminado ou com uma seleção do tipo manual. No caso de distribuição pulsada, a duração de pulso, o intervalo entre um pulso e o próximo, a dosagem de substância distribuída para casa pulso, bem como o número total de pulsos, podem ser programados.

[092] Será feita referência agora à Figura anexa 3, na qual é mostrado o diagrama de blocos de uma terceira concretização preferida de um sistema de acordo com a presente invenção, designado pelo numeral 1000. Além dos componentes mostrados na Figura 3, o sistema 1000 pode compreender outros componentes compreendidos no sistema 1 e/ou V. Todos os componentes compreendidos dentro do sistema 1000 e não representados na figura 3, bem como aqueles não abrangidos pela descrição a seguir do sistema 1000, são entendidos como sendo iguais àqueles compreendidos dentro do sistema 1. O sistema 1000 compreende um reservatório 22 com uma ‘câmara dupla’. Como mostrado detalhadamente na figura 4, em particular, o reservatório 22 compreende uma primeira câmera 25 e uma segunda câmara 26. A segunda câmara 26 é configurada preferencialmente de tal modo a circunscrever, pelo menos parcialmente, a primeira câmara 25. De acordo com esta configuração preferida, a primeira câmara 25 é contida, pelo menos parcialmente dentro da segunda câmara 26.

[093] A primeira câmara 25 está ademais em conexão fluídica com a segunda câmara 26, em particular, a primeira câmara 25 pode ter uma abertura de entrada em uma de suas paredes de fundo – ou não ter qualquer parede de fundo – esta abertura voltada para dentro da segunda câmara 26, em particular, em uma parede de fundo 39 da segunda câmara 26 mencionada acima.

[094] O sistema 1000 compreende ainda, em associação com o reservatório 22 acima mencionado, primeiro e segundo meios de vaporização 3, 4. Em particular, o sistema 1000 possui meio de aquecimento compreendendo um indutor 29, conectado a um gerador de indução respectivo 35, e meio de vibração compreendendo preferencialmente um elemento cerâmico 33, adaptado para vibrar em frequências ultrassônicas, conectado a um gerador ultrassônico respectivo 34.

[095] De acordo com a concretização preferida mostrada na figura 4, o elemento cerâmico 33 apto para vibrar em frequências ultrassônicas é associado com a parede de fundo 39 acima mencionada da segunda câmara 26, preferencialmente fora da dita câmara 26. O indutor 29 está, em vez disso, preferencialmente associado com a primeira câmara 25, em particular, em uma parede lateral 49, preferencialmente fora da primeira câmara 25.

[096] O gerador de indução 35 e o gerador ultrassônico 34 são ativados seletivamente para permitir a vaporização da substância a ser administrada ao paciente.

[097] Preferencialmente, a substância a ser vaporizada é contida dentro da segunda câmara 26 e é trazida para o estado de vapor seco saturado pela ação do meio de vibração de frequência ultrassônica. O vapor assim obtido flui para a primeira câmara 25 e é submetido ali a aquecimento pelo meio de aquecimento acima mencionado. A primeira câmara 25 também possui uma abertura de entrada, em uma posição preferencialmente oposta àquela da abertura de entrada, a partir da qual o vapor pode sair para deixar o reservatório 22.

[098] Com referência ainda à Figura 3, o sistema 1000 pode compreender ainda uma válvula de dispensa 28 que determina a quantidade, em outras palavras, a dosagem, da substância vaporizada a ser administrada e uma bomba de turbina 27 para transportar ar a ser alimentado na entrada para o reservatório 22, de modo a realizar um fluxo de transporte da substância vaporizada. O fluxo de ar pode penetrar a segunda câmara 26 por intermédio de uma entrada 44 (Figura 4), enquanto a saída do fluxo de ar e a substância vaporizada é designada pelo numeral 30.

[099] Esta configuração e funcionalidade do reservatório 22 permite a liberação dos agregados moleculares das soluções em um curto espaço de tempo, a temperaturas biologicamente toleráveis.

[0100] Ademais, o sistema 1000 compreende preferencialmente um sensor de temperatura 31 e um sensor de pressão 32, bem como um processador 36 para controlar a vaporização e meio de administração, e baterias recarregáveis 37 que fornecem energia aos sensores e ao meio de vaporização e que transportam a substância vaporizada/a ser vaporizada.

[0101] Em particular, o reservatório 22 pode ser feito de alumínio. Preferencialmente, a primeira e a segunda câmaras possuem uma conformação cilíndrica, ainda mais preferencialmente, concêntrica. De acordo com esta concretização, o diâmetro da segunda câmara pode medir aproximadamente de 5 a 7 cm, preferencialmente 6 cm (dependendo da quantidade de solução a ser vaporizada), enquanto a altura do reservatório 22, medido de acordo com uma direção ortogonal à parede de fundo 39, pode medir aproximadamente de 5 a 7 cm, preferencialmente 6 cm.

[0102] Doravante, está descrita uma concretização preferida de a substância contendo um ingrediente ativo ligado a um solvente por intermédio do sistema 1 de acordo com a presente invenção.

[0103] A substância é inserida no reservatório 2, compreendida no grupo vaporizador 50. O grupo vaporizador 50 é conectado ao corpo de suporte 100. Dependendo do tipo de substância a ser administrada na terapia de administração esperada, o usuário seleciona um programa de liberação predeterminado por intermédio do meio de interface 8, ou realiza um ajuste manual dos parâmetros de liberação. Alternativamente, a unidade de controle 7 adota automaticamente um programa de liberação predeterminado, armazenada em uma unidade de memória 9. Dependendo do programa de liberação predeterminado ou do ajuste manual realizado, a unidade de controle 7 comanda a implementação do primeiro meio de vaporização 3 e/ou segundo meio de vaporização 4, independentemente um do outro. A ativação deste primeiro 3 e do segundo 4 meios de vaporização pode ser executada em sucessão, ou em modo simultâneo.

[0104] Quando o primeiro meio de vaporização 3 é ativado, isto se aplica à substância uma energia vibratória mecânica em associação com uma densidade de energia tal que realizes a quebra das ligações moleculares na substância, tanto entre o ingrediente ativo e o solvente, quanto entre as mesmas moléculas do ingrediente ativo.

[0105] Quando o segundo meio de vaporização 4 é ativado, isto aplica à substância uma energia térmica tal que realizes a quebra das ligações moleculares tanto entre o ingrediente ativo e o solvente, e entre as próprias moléculas do ingrediente ativo.

[0106] Quando os primeiro e segundo meios de vaporização 3, 4 são implementados simultaneamente, a frequência das vibrações, a densidade de energia e o calor transferido à substância são regulados apropriadamente pela unidade de controle 7, de tal modo a quebrar as ligações moleculares e trazer a substância para o estado físico de vapor saturado seco.

[0107] Uma vez que a substância foi vaporizada, a unidade de controle 7 controla a ativação do meio de coleta 5, o qual traz a substância vaporizada desde o reservatório 2 para o meio de dispensa 6, aplicando uma pressão predeterminada. Finalmente, a substância é expelida através do meio de dispensa 6, meio este que opera uma regulação da velocidade e da direção do vapor liberado. Ademais, a dosagem da solução liberada por intermédio de uma válvula de bloqueio é realizada no meio de dispensa 6.

[0108] Em seguida, estão relatados os parâmetros operacionais preferidos do sistema de acordo com a presente invenção, o qual pode ser implementado por intermédio de cada uma das concretizações escritas acima.

[0109] Com referência a soluções de drogas não particularmente sensíveis ao calor, é possível ativar apenas o meio de vibração para obter a vaporização de aproximadamente 5 a 10 cm³ de solução, começando pela temperatura ambiente (20 a 25°C), durante menos de (aproximadamente) 1 minuto. Os parâmetros operacionais do sistema são listados abaixo: gerador de vibração por frequência ultrassônica em material cerâmico a uma frequência de 5 MHz, energizado a 60 W e alimentando uma densidade de energia de 12 W/cm2.

[0110] De acordo com um modo diferente de vaporização, é possível ativar o meio de vibração de frequência ultrassônica e o meio de aquecimento simultaneamente, de acordo com os seguintes parâmetros operacionais: gerador de vibração por frequência ultrassônica em material cerâmico operando a uma frequência de 5 MHz, com densidade de força produzida igual a 12 W/cm2, e aquecimento por indução por intermédio de a 20 KHz fonte de alimentação com 60 W de energia geral. De acordo com este método, a vaporização de 10 cm³ de solução é obtida em um intervalo de tempo menor que o segundo (normalmente 0,7 s), com uma substância vaporizada tendo partículas com um diâmetro menor que 1 mícron e tendo uma temperatura entre 40°C e 37°C.

[0111] Em particular, a vaporização por ultrassom de alta frequência (5 MHz) e alta densidade de energia (10 a 12 W/cm2, muito superior ao limiar de vaporização que normalmente é de 2,5 W/cm2) auxiliado pela transferência de energia térmica (de 20°C a 40°/45°C ao paciente) produz partículas com um diâmetro inferiores a 1 mícron em um intervalo de tempo menor que 1 segundo. Por conseguinte, considerando o tempo de latência (6/10 segundos) antes da recondensação, as partículas são capazes de alcançar os alvéolos pulmonares e a corrente sanguínea.

[0112] A presente invenção foi descrita até aqui com referência a concretizações preferidas. É importante ficar compreendido que podem existir outras concretizações que se refiram ao mesmo núcleo inventivo, conforme definido pelo escopo de proteção das reivindicações expressas abaixo.

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema (1) para a liberação de uma substância líquida na forma de vapor seco saturado para uma terapia respiratória através de um dispositivo nasal e/ou oral, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: - um corpo de suporte (100); - um reservatório (2) para conter a substância; - meio de coleta (5), conectável removivelmente ao dito primeiro reservatório (2); - meio de dispensa (6) da substância, o dito meio de dispensa (6) estando em conexão fluídica com o dito meio de coleta (5), o dito meio de dispensa (6) tendo uma seção de passagem das substâncias apresentando uma área e uma geometria configuradas para permitir a liberação da substância de acordo com parâmetros de direção e velocidade predeterminados; - primeiro meio de vaporização mecânico (3) do tipo vibratório, configurado para aplicar vibrações à substância contida no dito reservatório (2); - segundo meio de vaporização por aquecimento (4), configurado para liberar energia térmica à substância contida no dito reservatório (2); - uma unidade de controle (7) configurada para controlar o acionamento do dito primeiro meio de vaporização mecânico (3) e do dito segundo meio de vaporização por aquecimento (4) de acordo com um programa de liberação predeterminado, em que o dito programa de liberação predeterminado define pelo menos os valores de frequência e duração das vibrações aplicadas pelo dito primeiro meio de vaporização mecânico (3) e valores de temperatura e duração do aquecimento operado pelo dito segundo meio de vaporização por aquecimento (4), o dito programa de liberação predeterminado estando associado com o tipo de terapia e de substância a ser liberada, em que os ditos primeiro (3) e segundo (4) meios de vaporização são configurados para serem acionados em conjunto dependendo de uma seleção automática ou manual, em que o dito reservatório (2), o dito meio de dispensa (6), o dito primeiro meio de vaporização (3) e o dito segundo meio de vaporização (4) são configurados para serem conectados removivelmente ao dito corpo de suporte (100) de tal modo a criar um sistema modular, em que o dito primeiro meio de vaporização (3) é configurado para aplicar à substância vibrações em frequência ultrassônica compreendida entre 4,5 e 5,5 MHz e gerando uma densidade de energia compreendida entre 10 a 13 W/cm2, e em que o dito segundo meio de vaporização (4) compreende meio de indução alimentado com corrente a uma frequência compreendida entre 15 e 25 KHz e configurado para trazer a temperatura da substância a pelo menos 250°C, de tal modo a trazer a substância contida no dito reservatório (2) para um estado de vapor seco.

2. Sistema (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que possui uma configuração tal que atinge a vaporização da substância líquida na forma de vapor seco saturado em um intervalo de tempo menor que 1 segundo.

3. Sistema (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito programa de liberação predeterminado fornece ativação simultânea do dito primeiro meio de vaporização (3) e do dito segundo meio de vaporização (4), de tal modo a trazer a substância para o estado de vapor seco.

4. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos primeiro (3) e segundo (4) meios de vaporização são integrados com o dito reservatório (2), de modo tal a ser removível seletivamente do dito corpo de suporte (100) junto com o dito reservatório (2).

5. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende meio de interface (8) conectado à dita unidade de controle (7) e configurado para permitir a um usuário selecionar um programa de liberação predeterminado.

6. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito primeiro meio de vaporização (3) compreende um elemento vibratório feito de material cerâmico.

7. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito segundo meio de vaporização (4) é aplicado a pelo menos uma porção de fundo do dito reservatório (2).

8. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito meio de dispensa (6) é intercambiável seletivamente.

9. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito meio de dispensa (6) compreende uma válvula de bloqueio conectada à dita unidade de controle (7), que pode ser acionada para interromper a dispensa de acordo com uma dosagem predeterminada.

10. Sistema (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito meio de coleta (5) da substância a partir do dito reservatório (2) compreende uma bomba (18) e uma válvula de retenção (13).

11. Sistema (1000), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um reservatório (22) que comporta uma primeira câmera (25) e uma segunda câmara (26) alternadamente em comunicação fluídica, de tal modo que um vapor seco saturado pode escoar da dita segunda câmara (26) para a dita primeira câmara (25), em que a dita segunda câmara (26) é configurada de tal modo a circunscrever pelo menos parcialmente a dita primeira câmara (25), em que o dito primeiro meio de vaporização (3) é conectado à dita segunda câmara (26) e o dito segundo meio de vaporização (4) é conectado à dita primeira câmara (25), o dito primeiro meio de vaporização (3) estando configurado de tal modo a aplicar vibrações a uma substância líquida contida dentro da dita segunda câmara (26) para trazê-la para o estado de vapor seco saturado e o dito segundo meio de vaporização (4) estando configurado de tal modo a aquecer o vapor seco saturado assim obtido.

12. Sistema (1’), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: - um outro reservatório (2) para a contenção de uma outra substância, - um compressor (15) e - meio de conexão (16) configurado para realizar uma comunicação fluídica entre o dito outro reservatório (2) e o dito compressor (15), em que o dito outro reservatório (2) e o dito compressor (15) são conectáveis removivelmente ao dito corpo de suporte (100), o dito compressor (15) é conectável removivelmente à dita unidade de controle (7) e o dito outro reservatório (2) é conectável removivelmente ao dito meio de coleta (5), a configuração do dito sistema (1’) sendo tal que permite a nebulização e distribuição da outra substância contida no dito outro reservatório (2) pelo acionamento do dito compressor (15) pela dita unidade de controle (7), de acordo com um programa de liberação predeterminado.