BRPI0315862B1 - aparelho de distribuição de drogas - Google Patents

Abstract

"método e aparelho de inalação aperfeiçoados". aparelho de distribuição de drogas do tipo que libera uma droga em forma aerolisada dentro de uma corrente de ar inalada de uma pessoa, programada para liberar a droga em um pulso que termina em um tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando a inalação parar. em feito isto, um tempo de residência mínimo dentro dos pulmões é criado, e o tempo de tratamento da droga pode ser reduzido. um método correspondente de controlar um aparelho de distribuição de drogas compreende a etapa de controlar o aparelho para liberação da droga na forma aerolisada dentro de uma corrente de ar inalada de uma pessoa em um pulso que termina em um tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando a inalação parar.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS" A presente invenção se refere a um aparelho de distribuição de drogas do tipo que libera uma droga em forma aerolisada dentro de uma corrente de ar inalada de uma pessoa.

Um número de dispositivos estão disponíveis para distribuição de drogas dentro do pulmão do paciente. Um nebulizador pneumático ou do tipo jato é particularmente efetivo no suprimento de drogas aerolisadas para inalação, mas outros tipos de nebulizadores estão também disponíveis, tais como nebulizadores do tipo ultra-sônico no qual a droga a ser atomizada é forçada através de uma rede pela vibração de um cristal piezo- elétrico, imediatamente após as gotinhas passarem através da rede serem arrastadas no ar sendo inalado pelo paciente. 0 calibre da rede determina o tamanho das gotinhas que entram na corrente de ar. Nebulizadores eletrodinâmicos (EHD) e nebulizadores de jato micro capilares são também conhecidos. Alternativamente, um espaçador dosimétrico pode ser usado. Quando usado um espaçador, a droga é introduzida dentro de uma câmera de manutenção do espaçador, tanto na forma aerolisada, ou por carregamento do ar dentro da câmara de manutenção com a droga na forma pulverizada. 0 paciente respira a partir da câmara de manutenção desta forma inalando o ar carregando a droga. Tais espaçadores são particularmente efetivos quando tratam crianças ou pacientes mais velhos, e para uso com certas drogas. A droga é normalmente distribuída em um número de respirações.

Um exemplo de nebulizadores do tipo rede é mostrado no WO 99/63946, e exemplos de nebulizadores de jatos micro capilares e EHD podem ser encontrados no WO 00/38770 e US 6119953 respectivamente, e nós aqui importamos estas discussões em sua totalidade por referência.

Um nebulizador pneumático é mostrado no EP 0627266 A2 no qual ar a partir de uma fonte de ar pressurizada circulada a partir de um orifício de saída ao redor do qual estão dispostos orifícios através dos quais o líquido a ser atomizado é retirado a partir de um reservatório principal. Cada um destes orifícios está dentro de uma ranhura formando um reservatório secundário ao redor do orifício de saída de ar. Uma barreira defletora é localizada ao redor e na trajetória do ar circulando a partir da saída de ar de maneira que ele circule a partir da saída de ar, sendo imediatamente desviado ao redor do topo dos orifícios de saída do líquido desta forma criando regiões de baixa pressão retirando o líquido abaixo do reservatório principal, e atomizando aquele líquido quando ele é retirado a partir dos orifícios. As gotinhas geradas deste modo são transportadas para o paciente para inalação. A atomização pode ser ligada e desligada por ligamento ou desligamento do suprimento de ar pressurizado para o nebulizador.

Publicação de patente européia número 0910421 descreve um nebulizador, fabricado sob o nome Halolite, que distribui a droga durante a primeira metade da inalação do paciente de maneira a maximizar a deposição no pulmão. O aparelho é interativo pelo fato dele medir a duração da inalação do paciente e calcular o período de tempo que é a metade de uma média de duração de inalação do paciente. Ele é, portanto, capaz de adaptar a distribuição da droga com o perfil do paciente e levar em conta as mudanças na duração de inalação do paciente no tempo. Ele não requer que o paciente realize uma manobra de inalação especifica. A descrição total da EP 0910421 é, desta forma, incorporada dentro deste pedido para referência.

Um sistema de distribuição de drogas descrito no W098/52633, denominado sistema Akita é conhecido, no qual a droga aerolisada é distribuída ao paciente em uma corrente de ar sob uma pressão positiva distribuída em 15 litros por minuto para um volume equivalente a 80% da capacidade respiratória. A capacidade respiratória é definida como o volume de inalação medido a partir do término da exalação tidal normal para a capacidade máxima do pulmão. O sistema inclui fluxo de inalação controlado que impede que o ar seja distribuído mais rapidamente. Isto possui o efeito de prolongamento da duração da inalação. O sistema controla o paciente quando respirar, quando manter sua respiração, e quando exalar. Assim, ele é arranjado de tal maneira que o paciente, após encher seu pulmão para capacitar com ar é instruído pelo sistema para manter sua respiração por um período tipicamente da ordem de 5 a 9 segundos. O paciente é então indicado para exalar. O padrão de respiração é repetido até a droga ter sido completamente distribuída. Tal sistema é efetivo na distribuição de uma alta proporção da droga aos pulmões uma vez que o tempo de residência da droga nos pulmões é relativamente longo, neste caso pelo menos 5 segundos, e para a maior parte das drogas mais longos que isto. Como resultado, na exalação, a maior parte da droga foi sedimentada dentro dos pulmões de tal maneira que ela não possa ser retirada dos pulmões durante a exalação.

Entretanto, o sistema Akita deve primeiro ser colocado com o paciente em uma clínica, uma vez que o sistema deve conhecer a capacidade respiratória do paciente de maneira a indicar o começo da etapa de manutenção da respiração em um tempo apropriado. Diferentes pacientes podem ter capacidades respiratórias muito diferentes dependendo de vários fatores incluindo idade, tamanho corpóreo e o efeito de quaisquer doenças respiratórias. Em adição, a duração da manutenção da respiração pode também ser customizada para o paciente particular para assegurar que o paciente não sofra durante o uso do sistema. Se a manutenção da respiração é muito longa, então o paciente pode se tornar incapaz de continuar o tratamento por um número de respirações sem sofrer tais perigos. Em adição, quando mudam os sintomas do paciente, então o sistema necessita ser configurado de novo, levando em conta que isto leva a uma outra visita a clinica.

De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, o aparelho de distribuição de drogas, do tipo que libera a droga na forma na aerolisada dentro da corrente de ar inalada por uma pessoa é programada para liberar a droga em pulso que termina em um tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando a inalação parar para efetuar a manutenção do aerossol em que o tempo de residência é pelo menos 0.5 segundos.

Para assegurar que o tempo de residência mínimo dentro do pulmão é de um certo comprimento, a quantidade de droga que pode ser exalada é minimizada uma vez que a sedimentação da droga torne um fator significante provido que o tempo de residência é suficientemente grande. A manutenção do aerossol acarreta um tempo de residência no pulmão mínimo de 1 segundo. O aparelho de distribuição da droga é programado para liberar a droga em um pulso, em uma proporção pré-determinada do período esperado de inalação, no caso em que o limiar da respiração não é alcançado. O limiar da respiração deve ser a duração esperada mínima de inalação, e/ou o volume tidal mínimo durante a inalação. A duração esperada mínima de inalação deve ser de duas vezes o tempo pré- determinado antes da pessoa estar esperando parar a inalação quando o pulso termina. O volume tidal mínimo deve ser cerca de 1 litro. O tempo pré-determinado esta entre 0.5 segundos e 2.0 segundos, entre 0.75 segundos e 1.5 segundos, ou 1 segundo.

De acordo com uma concretização, o aparelho adicionalmente compreende um sensor de fluxo de ar que senti a corrente de ar inalada pela pessoa. O aparelho pode adicionalmente incluir uma memória para manter qualquer uma das seguintes: (i) a duração da inalação de um número de inalações recentes; (ii) a duração média de inalação de um número de inalações recentes; (iii) o tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando a inalação parar; (iv) o limiar da respiração; (v) as instruções de programação na operação do aparelho. O aparelho pode também incluir um processador para controlar a operação do aparelho, e para calcular o comprimento do pulso de liberação da droga. Um timer pode também ser incluido. A distribuição do aerossol é cessada pelo menos metade de um segundo antes da pessoa estar esperando a inalação parar, ou cerca de 1 segundo antes.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, o método de controlar o aparelho de distribuição de drogas do tipo que libera a droga na forma aerolisada dentro da corrente de ar inalada de uma pessoa compreende: controlar o aparelho para liberação da droga na forma aerolisada dentro da corrente de ar inalada de uma pessoa em um pulso que termina em um tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando a inalação parar para efetuar uma manutenção de aerossol na qual o tempo de residência minimo no pulmão seja de 0.5 segundos. A manutenção do aerossol proporciona um tempo de residência minimo no pulmão de 1 segundo. É preferido que o método adicionalmente compreenda a etapa de criação de uma estimativa de duração de inalação. Para isto, um tempo pré-determinado pode ser determinado.

De acordo com uma concretização, a criação de uma estimativa de duração de inalação inclui o tempo de duração da inalação de uma ou mais respirações anteriores. Onde mais que uma respiração anterior é marcada, uma média destas respirações, tipicamente três ou quatro respirações, é tomada.

Se o limiar da respiração não é alcançado, a droga é liberada em um pulso por uma proporção pré-determinada do periodo esperado de inalação. 0 limiar da respiração pode ser uma duração esperada minima de inalação, e em um arranjo, a duração esperada minima de inalação ser de duas vezes o tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando a inalação parar quando o pulso termina. Alternativamente, o limiar da respiração é o volume tidal minimo durante a inalação, sendo 1 litro. 0 tempo pré-determinado está entre 0.5 segundos e 2 segundos, entre 0.75 segundos e 1.5 segundos, e cerca de 1 segundo. O método compreende sentir a corrente de ar inalada pela pessoa.

De acordo com o terceiro aspecto da invenção, o uso do aparelho de distribuição de drogas de acordo com o primeiro aspecto da invenção com a droga na fabricação da droga na forma aerolisada para uso no tratamento de qualquer uma das seguintes condições: asma, COPD, fibrose cistica, hipertensão pulmonar primária, deficiência A1AT, transplante de pulmão, câncer de pulmão.

De acordo com um quarto aspecto da invenção, a liberação de uma droga na forma aerolisada dentro da corrente de ar inalada de uma pessoa em um pulso que termina em um tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando parar a inalação para efetuar uma manutenção de aerossol na qual o tempo de residência minimo no pulmão seja de 0.5 segundos. O aparelho em uma concretização inclui um regulador de fluxo de ar para restrição da velocidade da corrente de ar inalada através do dispositivo. A invenção pode agora ser descrita por meio de exemplo somente com referência aos desenhos nos quais: Figura 1 é um gráfico no qual o tempo de residência total da droga dentro do pulmão é plotado contra a percentagem da droga que é depositada dentro dos pulmões;

Figura 2 é um gráfico plotando o tempo de manutenção da respiração / manutenção do aerossol contra a fração de filtro exalada;

Figura 3 é um gráfico plotando o volume de inalação contra a deposição total no pulmão;

Figura 4 é uma vista esquemática de um nebulizador de acordo com a presente invenção;

Figura 5 é uma segunda vista do nebulizador da Figura 4;

Figura 6 é uma vista esquemática de um nebulizador de acordo com a segunda concretização da invenção;

Figura 7 é uma vista em perspectiva de um regulador de fluxo de ar da concretização mostrada na Figura 6; e, Figura 8 é um diagrama em bloco mostrando como o nebulizador é controlado, e como o paciente é sinalizado.

Experiência Os sistemas Akita e Halolite descrito na parte introdutória deste pedido foram usados em uma experiência na qual o paciente foi suprido com o rádio classificado aerossol. 0 aerossol foi rádio classificado para permitir a avaliação cintilográfica da experiência. Os sistemas foram usados de acordo com as recomendações dos fabricantes. Um nebulizador Sidestream (Profile Respiratory Systems Ltd., Bognor Régis UK) e um grampo de nariz foram usados. 0 sistema Akita proporcionou uma corrente de pressão positiva de ar para inalação de 15 litros por minutos acima de um volume equivalente a 80% da capacidade respiratória com a manutenção da respiração de entre 5 a 9 segundos. Uma tela de computador proporciona realimentação para o paciente como para a duração de inalação e a pausa de manutenção de alimentação requerida. No caso do Sistema Akita, no começo da inalação, a tela de computador demonstra uma contagem regressiva numérica do período sobre o qual o paciente deve inalar. No final daquele período de tempo, a pessoa pode manter sua respiração enquanto a tela de computador mostra uma contagem regressiva adicional de tempo até que seja permitido ao paciente exalar. No caso do Sistema Halolite, o paciente respira dentro e fora naturalmente sem qualquer realimentação indicando a pessoa quando iniciar a inalação, parar a inalação ou realizar a manutenção da respiração. De fato, com o Halolite, uma vez que a pessoa pretenda respirar em uma maneira relaxada, lenta, ela não pode ter qualquer período de manutenção da respiração. Entretanto, uma vez que a atomização pare antes do término da respiração, existe um período de tempo durante o qual o paciente está ainda inalando, mas nenhum aerossol está alcançando os pulmões da pessoa. Este período de tempo é referido neste pedido como o "tempo de manutenção de aerossol".

Isto contrasta com o Sistema Akita no qual a atomização ocorre durante a fase de inalação total, e somente para uma vez que o paciente comece a manutenção da respiração. Portanto, o tempo de manutenção do aerossol e o tempo de manutenção da respiração são de preferência diferentes, mas possuem o mesmo efeito de definição de um período mínimo durante o qual o aerossol está residente dentro do pulmão. Após a manutenção da respiração o indivíduo exala através de um filtro de maneira reter qualquer dos aerossóis.

Um tempo de tratamento de entre 5 e 12 minutos foi necessário para distribuir uma dose determinada de 0.4 ml de Tc-DTPA a partir de um enchimento de nebulizador a 2. 5 ml. A avaliação cintilográfica dos pacientes foi realizada de maneira a identificar como muito do rádio classificado como aerossol permaneceu nos pulmões dos pacientes. Os resultados de ambos os sistemas foram analisados com relação aos parâmetros de respiração dos pacientes. Os resultados das experiências estão mostrados nas Figuras 1, 2 e 3. Na Figura 1, o tempo de residência total das drogas dentro dos pulmões é plotado contra a deposição total nos pulmões como a percentagem da distribuição de aerossol total. Pode ser visto mais claramente que a deposição no pulmão aumenta com o tempo de residência total. Por exemplo, um tempo de residência total de 2 segundos é apto para resultar em menos que 30% do aerossol sendo depositado nos pulmões, enquanto que dobrando o tempo de residência para 4 segundos pode tipicamente dar uma deposição total no pulmão de mais de 40%. O tempo de residência total alcançando 12 segundos, a deposição no pulmão alcança cerca de dois terços do aerossol distribuído.

Figura 2 é um gráfico no qual o tempo de manutenção do aerossol (Sistema Halolite) e o tempo de manutenção da respiração (Sistema Akita) é plotado contra a fração de filtro exalada. A fração exalada é reduzida com aumento do aerossol ou do tempo de manutenção da respiração. É indicado que para um tempo de manutenção da respiração ou do aerossol na ordem de 1 segundo, as perdas exaladas estão na região de 15- 20%, mas se o tempo de manutenção da respiração ou do aerossol é aumentado para 2 segundos, as perdas são reduzidas para 10%. Aumentando o tempo de manutenção da respiração ou do aerossol permite mais tempo para o aerossol depositar no pulmão, quando o método principal de deposição para partículas deste tamanho é sedimentação, que é dependente do tempo.

Durante a experiência, o volume de cada inalação pessoal foi também medido, e este volume de inalação é plotado contra a deposição total no pulmão como a percentagem da quantidade total do aerossol distribuído em um gráfico na Figura 3. A partir deste gráfico, pode ser visto que existe um aumento geral na deposição no pulmão quando o volume de inalação aumenta. Para assegurar uma eficiência de deposição mínima de cerca de 50%, um volume de inalação mínimo de cerca de 1 litro é requerido. A conclusão final desta experiência é que quanto mais o aerossol está residente dentro dos pulmões, maior a deposição total nos pulmões. Isto pode ser alcançado pelo paciente mantendo sua respiração seguindo a inalação, pelo aumento do tempo de inalação do paciente, e pelo uso de um período de manutenção do aerossol.

Descrição da Concretização Preferida Esta invenção aplica a nebulizadores do tipo que gera pulsos de atomização, como nos nebulizadores da técnica anterior descritos acima. A invenção pode ser aplicada a outros nebulizadores ou a outros dispositivos de distribuição de drogas tais como espaçadores.

Prolongando a proporção de inalação do paciente no qual a atomização ocorre acima de 50% como é usado no Halolite, resulta no paciente recebendo seu tratamento mais rápido uma vez que pode ocorrer menos respiração para distribuição do volume requerido de medicação. Entretanto, para manter um tempo de residência no pulmão satisfatório para a medicação, a distribuição do medicamento pode parar algumas vezes antes do paciente parar a inalação de maneira que o medicamento possui um tempo de residência minimo, de metade de um segundo, ou um segundo de duração. Este tempo de residência é referido como o periodo de manutenção do aerossol. Entretanto, o periodo de manutenção do aerossol nunca é mais curto que 50% da duração acima citada de inalação. O tempo de tratamento pode então ser minimizado enquanto os efeitos terapêuticos são mantidos.

Figuras 4 e 5 deste pedido mostram um nebulizador adequado, baseado no Halolite. Referindo a Figura 4, um bocal 1 é mostrado através do qual o paciente inala a direção da seta 2. Abaixo do bocal 1 está uma seção de atomização removível 3 que, por sua vez, permanece na base 4. A base 4 é mostrada em mais detalhes na Figura 5. A base 4 inclui uma entrada 5 através da qual o ar é suprido sob pressão a partir de um compressor (não mostrado) . O ar pressurizado é conduzido via um tubo 6 para um coletor 7 que controla o fluxo de ar pressurizado para uma sarda de ar 8 que direciona o ar dentro da seção de atomização 3 mostrada na Figura 4. A base 4 também inclui um sensor de pressão 9 que detecta a pressão dentro da seção de atomização 3 via uma porta 10 .

Referindo novamente à Figura 4, ar sob pressão passa através da saida de ar 8 da base 4 e é conduzido através de um poste tubular 11 para um bocal atomizador 12 fora do qual o ar circula sob pressão. Um defletor 13 é localizado na trajetória de circulação do ar pressurizado a partir do bocal 12 de maneira que o ar pressurizado é defletido lateralmente de maneira a passar debaixo de uma chicana 14. A passagem do ar pressurizado ao redor do topo do poste tubular 11 leva a medicação 13 a ser retirada acima entre a superfície exterior do poste tubular 11 e a superfície interna de uma camisa 16 que circunda o poste tubular 11. A medicação 15 é atomizada na corrente de ar, e carregada para fora na corrente de ar abaixo da borda da chicana e acima através do bocal 1 ao paciente. 0 sensor de pressão 9 na base 4 monitora o padrão de respiração do paciente, e na base do padrão de respiração, o coletor 7 é controlado por um processador (não mostrado) para suprir ar pressurizado para a seção de atomização 3 somente durante parte de uma inalação de um usuário. 0 processador calcula o comprimento do pulso de atomização.

Exemplo de Cálculos Um exemplo preferido de cálculos realizados pode agora ser mostrado. Onde existe volume tidal adequado, e tempo suficiente entre o término da geração de aerossol e o inicio da exalação, a duração do pulso pode ser estendida de 50% do produto Halolite da técnica anterior sem afetar significantemente a quantidade de aerossol exalada.

Primeiramente, um cálculo pode ser feito para encontrar o volume tidal (TVcaic) .

Um meio pelo qual isto pode ser feito é pela multiplicação da duração da inspiração medida pelo sensor 9 pelo fluxo de inalação de pico medido pelo sensor 9 e então por uma constante que é determinada a ser cerca de 0.7.

Um outro meio no qual o volume tidal (TVCaic) é encontrado é realizado na respiração pela base da respiração de maneira a calcular, por exemplo, a partir das três respirações prévias, um volume de inalação médio para a próxima respiração. O fluxo inspiratório do paciente é continuamente monitorado, tipicamente a cada 10 ms e isto é integrado sobre a duração da inspiração do paciente para derivar o volume tidal do paciente. GB 2343122A descreve um nebulizador e também descreve estes dois cálculos do volume de inspiração. Nós aqui incorporamos todos os detalhes destes cálculos a partir daquele documento aqui por esta referência.

Se o volume tidal calculado (TVCaic) é menor que o limite do volume tidal, então o processador pode controlar o gerador de aerossol para gerar um aerossol simples durante os primeiros 50% da fase de inalação. Neste caso, o limite do volume tidal é o volume tidal mínimo requerido para estender o tempo de pulso acima de 50% do período de inalação, e é determinado para cerca de 1 litro nesta concretização, embora outros volumes possam ser selecionados.

Se o volume tidal calculado (TVcaic) é mais que ou igual ao limite do volume tidal, então o processador pode realizar um cálculo através do qual o tempo pré-determinado antes da pessoa estar esperando inalar é subtraído a partir da duração esperada de inalação para definir o comprimento do pulso pelo qual o processador controla o gerador de aerossol para gerar um aerossol. Por exemplo, se o tempo pré-determinado é um segundo, e a duração esperada de inalação da pessoa é quatro segundos, então um aerossol pode ser gerado por três segundos. Outros tempos pré-determinados podem também ser apropriados.

Por exemplo, ele pode estar na faixa de 0.5 segundos a 2 segundos, ou em uma faixa estreita de 0.75 a 1.5 segundos. A invenção também se refere a outros aparelhos de distribuição de drogas, tais como espaçadores no qual uma dose da droga em forma de gotinhas ou de pós é liberada dentro de uma câmara espaçadora ou câmara de manutenção a partir do qual o paciente inala. Estes são mais apropriados para pacientes mais jovens ou crianças que tenham dificuldade no uso de um inalador multi-dose ou inalador de pó seco, por exemplo, pois eles têm coordenação confusa na liberação da droga com o inicio da inalação, ou por que suas taxas de fluxo de inalação são muito pequenas. Por exemplo, espaçadores são descritos na publicação de patente Internacional número WO 96/13294, os teores dos quais sendo aqui incorporados por referência. 0 comprimento do pulso de atomização é dependente do volume tidal de inspiração do paciente. 0 nebulizador pode, portanto, medir o volume tidal do paciente, preferivelmente na respiração pela base da respiração de maneira a calcular, por exemplo, as três ou quatro respirações prévias, um volume de inalação médio para a próxima respiração.

Um timer é incluído no nebulizador conectado ao sensor de pressão 9 (mostrado na Figura 5) de maneira a medir a duração da inspiração. Uma memória é também incluída no qual é armazenada uma ou mais das seguintes: 1. a duração da inalação de um número de inalações recentes; 2. a duração média de inalação de um número de inalações recentes; 3. o tempo pré-determinado; 4 . o limiar da respiração ou 5. as instruções de programação na operação do aparelho.

De acordo com uma forma da invenção, o fluxo inspiratório do paciente é monitorado continuamente, tipicamente cada dez milisegundos, e isto é integrado sobre a duração da inspiração.

Em vista do fato que o nebulizador adapta ao padrão de respiração do paciente, quando o paciente começa a respirar, nenhuma atomização ocorre durante as primeiras três ou quatro respirações. Aquelas primeiras três ou quatro respirações são usadas para analisar o padrão de respiração do paciente. A taxa de fluxo daquelas respirações são medidas, e a partir disto, a duração média da fase de inalação das respirações é calculada. A duração média da inalação é então usada no calculo para determinar o comprimento do pulso de atomização durante a respiração subseqüente. Em adição, quando o paciente continua a respirar e expirar, a duração média de inalação é calculada usando as respirações imediatamente procedentes à respiração que está sendo citada. Assim, se o padrão de respiração do paciente melhora durante o tratamento, o nebulizador pode adaptar esta mudança de maneira a adaptar a dose administrada durante cada respiração.

Concretização adicional Referindo agora a Figura 6, um aparelho de distribuição de drogas é mostrado que é um nebulizador do tipo rede 51 para gerar um aerossol indicado geralmente 52 em uma passagem 53. A passagem 53 possui uma entrada 54 através da qual ar entra nela, e em sua extremidade oposta 55 o ar passando através da passagem 53 é conduzido a um bocal ou similar (não mostrado). Durante operação do nebulizador 51, o aerossol 52 é arrastado no fluxo de ar conduzindo a um bocal. A nebulização ocorre por uma droga sendo forçada através de uma placa de rede 56 pela utilização de um transdutor ultra-sônico 57 que aciona uma buzina 58 para vibrar na região da placa de rede 56. A buzina 58 é localizada próxima à face posterior da placa de rede 56 e é levada a vibrar pelo transdutor ultra-sônico 57, através do qual o aerossol 52 é gerado a partir da face frontal da placa de rede 56. A substância a ser atomizada dentro de um aerossol 52 está em contato fluido com a face posterior da placa de rede 56 e é isto que é acionado através dos orificios da placa de rede 56 pela vibração da buzina 58.

Durante cada tratamento, um certo volume da substância a ser atomizada é localizada em um reservatório 59 que é localizado acima da placa de rede 56 o qual alimenta a substância a ser atomizada para sua face posterior. Um sensor de fluido 60 é localizado entre o reservatório 59 e a placa de rede 56 tal que uma vez que a substância a ser atomizada tenha sido substancialmente bem aerolisada, isto é detectado, de maneira que o transdutor ultra-sônico 57 pode ser desligado no término do tratamento.

Um suprimento de energia 61 é usado para prover de energia o atomizador desde que a energia é requerida para acionar a aerolisação. Um controlador eletrônico 62 controla o transdutor ultra-sônico 57 de maneira que, por exemplo, uma vez que o sensor de fluido 60 percebeu que não existe líquido remanescente a ser atomizado, o transdutor ultra-sônico 57 pode ser desligado. Em adição, um dispositivo de controle mais sofisticado pode ser usado aqui tal que a respiração do paciente seja medida, e atomização somente ocorre durante a parte da inalação do padrão de respiração do paciente.

Um regulador de fluxo de ar 63 é localizado na passagem 53. Isto é mostrado em maiores detalhes na Figura 7 a partir da qual ela pode ser visto que o regulador 63 inclui uma estrutura 64 tendo uma borda interior 65 (mostrado em linhas pontilhadas) que define uma abertura através da qual o ar deve passar se ele entrar na passagem 53. Um batente resiliente 66 está localizado na frente da abertura localizada na estrutura 64, e uma nervura 67 situada na estrutura 64 atua como um espaçador para impedir o batente 66 a partir de fechar completamente a abertura. O batente 66 é tipicamente feito de um material de silicone resiliente. Isto significa que qualquer fluxo de ar através do regulador 63 que passa através da abertura e então contra o batente 66 podendo causar que o batente 66 seja defletido a partir da estrutura 64 permitindo que o ar passe relativamente livre.

Entretanto, o fluxo de ar passando no caminho oposto pode levar o batente 66 a fechar, e a abertura pode ser severamente restrita permitindo um fluxo de ar limitado para passar. A natureza resiliente do batente pode tender a oferecer mais resistência para o fluxo de ar aumentando a diferença de pressão nos lados opostos da estrutura 64. Isto regula o fluxo de ar, portanto, limita a taxa em que o ar passa através da passagem 53 através do bocal e possui o efeito de prolongamento da duração da inalação que permite pulsos mais longos do aerossol a ser distribuído. Isto pode reduzir o tempo que é levado para distribuição de um volume da droga. 0 nebulizador também inclui um detector de fluxo de ar 68 que é capaz de medir tanto a direção do fluxo de ar através da passagem 53 e a velocidade do fluxo de ar. Nesta concretização, ele é indicado para ser localizado dentro da passagem 53, mas podería ser localizado em várias outras posições, freqüentemente no bocal. 0 detector 68 pode ser qualquer um de um variedade de tipos diferentes de detector, tal como um sensor de temperatura, um sensor de pressão, um sensor do tipo microfone ou um sensor mecânico que é defletido pelo fluxo de ar. 0 tipo de sensor usado não é um fator importante nesta invenção. A Figura 8 mostra o arranjo do nebulizador na forma de diagrama de blocos. Um bloco se refere ao detector de fluxo de ar 68 mostrado na Figura 6. 0 rendimento a partir do detector 68 é passado para um processador 70 que controla o gerador de aerossol 72 e um dispositivo de sinalização do paciente 73. O processador 70 pode incluir o controle eletrônico 62 mostrado na Figura 6. O gerador de aerossol 72 se refere a uma combinação da placa de rede 56, o transdutor ultra-sônico 57, a buzina 58 e o reservatório 59 no nebulizador 51 mostrado na Figura 6. 0 dispositivo de sinalização do paciente 73 não é mostrado na Figura 6, mas é alguma forma de dispositivo que gera sinais de regeneração para o paciente quando a inalação é detectada e quando o tratamento está completo. De acordo com um arranjo, isto pode ser um dispositivo vibrador que leva o nebulizador 5 1a vibrar levemente. Alternativamente, pode ser um dispositivo de áudio que usa sons para sinalizar o paciente. Pode eventualmente ser um dispositivo visual onde o paciente é sinalizado com base em sinais visuais que podem ser luzes ou um mostrador LCD. 0 dispositivo de sinalização 73 pode ser uma combinação destes sistemas. A operação básica deste nebulizador será agora descrita. Primeiramente, o paciente pode despejar um certo volume da substância a ser atomizado dentro do reservatório 59. 0 reservatório 59 pode ser de um tamanho tal que possa exatamente segurar o volume apropriado da substância que é requerida. 0 paciente pode então começar a respirar através do bocal. Após o começo da inalação, o detector de fluxo de ar 68 pode detectar o começo da inalação, e o controle eletrônico 62 pode levar o transdutor ultra-sônico a vibrar, deste modo acionando a buzina 58 para causar a aerolisação da substância a ser atomizada. Quando a substância é aerolisada, o reservatório 59 enche, e uma vez que o nível da substância cai abaixo do sensor de fluido 60, o controle eletrônico 62 desliga o transdutor ultra- sônico.

Durante a inalação, o regulador de fluxo de ar 63 opera para regular a velocidade do ar passando através da passagem 53 e para o paciente, desta forma prolongando a fase de inalação do paciente. O nebulizador pode somente distribuir aerossol carregado com o aerossol 52 durante parte de cada inalação pelo paciente. O nebulizador pode ser arranjado tal que tenha um período pré-determinado de tempo no término de cada inalação do paciente durante o qual a droga não é distribuída. É, portanto, importante que o nebulizador seja capaz de estimar a duração de cada fase de inalação. Portanto, quando o paciente primeiro usa o dispositivo, ele pode respirar dentro e fora, e o começo e término da inalação pode ser medido pelo número de respirações tipicamente três ou quatro, e um comprimento de respiração médio calculado. Este comprimento de inalação médio é usado quando a estimativa para a duração subseqüente da inalação.

Um cálculo pode então ser feito pelo processador 70 para subtrair o período de manutenção a partir do comprimento de inalação estimado. Isto pode dar o período sobre o qual o aerossol pode ser distribuído ao paciente tal que o período de manutenção de aerossol durante o qual o paciente continua a inalar sem qualquer aerossol sido inalado, podería aproximar o período de manutenção do aerossol pré-determinado desejado. Como tal, o processador 70 pode controlar o gerador de aerossol 72 para gerar um aerossol da droga a partir do começo da inalação para o início do período de manutenção do aerossol quando ele é desligado pelo processador 70. O cálculo total é explicado em mais detalhes abaixo com relação à concretização preferida.

Uma vez que os sintomas do paciente possam variar com o tempo, tanto a partir de tratamento a tratamento, e freqüentemente durante um tratamento simples, pelo recálculo regularmente do período estimado de inalação, o nebulizador permanece otimizado para aquele paciente naquele tempo particular. De fato, na concretização preferida, o período de inalação estimado é recalculado a cada respiração pela tomada de uma média dos poucos últimos períodos de inalação.

Durante a exalação, o ar exalado pode ser retirado a partir de uma saída no bocal, ou alternativamente pode fluir de volta para a passagem 53 através do regulador do fluxo de ar 63 que pode abrir para permitir que o ar seja exaurido livremente. Localizar o detector de fluxo de ar o mais próximo possivel do bocal, e onde o ar exalado é exaurido a partir da salda no bocal, ele pode normalmente ser apropriado para localizar o detector de fluxo de ar 68 dentro do bocal. 0 uso do regulador de fluxo de ar pode ser preferido uma vez que ele prolonga o periodo de inalação que permite pulsos mais longos de aerossol a serem distribuídos, e isto reduzindo os tempos de tratamento.

Também, o regulador de fluxo de ar 63 pode ser localizado em qualquer lugar no dispositivo onde ele pode restringir o fluxo de ar conduzido ao paciente. Entretanto, é preferível que ele seja localizado acima do ponto em que o aerossol é gerado durante a inalação. Deste modo, o aerossol não pode ser removido da corrente de ar pela constrição causada pelo regulador de fluxo de ar 63.

Deve ser apreciado que, embora um nebulizador do tipo rede é usado no dispositivo mostrado nas Figuras 6 e 7, outros tipos de nebulizadores podem ser igualmente apropriados. 0 que é importante é a adaptação do nebulizador ao padrão de respiração atual do paciente.

Claims (13)

1. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS para liberar uma droga em forma aerolisada dentro de uma corrente de ar inalada de uma pessoa, o aparelho de distribuição de drogas caracterizado por compreender: um processador programado: para obter o tempo final de inalação que corresponde a um tempo de residência mínimo no pulmão em que a droga entregue a uma pessoa no tempo final de inalação antes do final da inalação terá a manutenção do aerosol dentro dos pulmões da pessoa pelo tempo de residência mínimo, em que o tempo de residência mínimo é 0.5 segundos; determinar uma duração de pulso para um pulso de liberar a droga com base na subtração do tempo final de inalação da duração de inalação esperada; e liberar o pulso da droga para a duração do pulso para que o pulso termine em um tempo final de inalação antes da pessoa estar esperando a inalação parar para efetuar a manutenção de aerossol da droga entregue no pulso na qual o tempo de residência mínimo da droga entregue no pulso é 0.5 segundos.

2. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela manutenção do aerossol proporcionar um tempo de residência mínimo no pulmão de 1 segundo.

3. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com as reivindicações 1, caracterizado por ser programado para liberar o pulso da droga para uma duração de pulso para que o pulso é uma proporção pré-determinada do período esperado de inalação no caso em que o limiar da respiração não é alcançado.

4. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo limiar da respiração ser a duração esperada minima de inalação.

5. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela duração esperada minima de inalação ser de duas vezes o tempo de inalação final antes da pessoa estar esperando a inalação parar quando o pulso termina.

6. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo limiar de respiração ser o volume tidal minimo.

7. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo limiar da respiração ser de 1 litro.

8. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tempo de inalação final estar entre 0.75 segundos e 1.5 segundos.

9. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tempo de inalação final ser de 1 segundo.

10. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender um sensor de fluxo de ar que percebe a corrente de ar inalada pela pessoa.

11. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por adicionalmente compreender uma memória para manter qualquer uma das seguintes: (i) a duração da inalação de um número de inalações recentes; (ii) a duração média de inalação de um número de inalações recentes; (iii) o tempo final de inalação antes da pessoa estar esperando a inalação parar; (iv) o limiar da respiração; (v) as instruções de programação na operação do aparelho.

12. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender um processador para controlar a operação do aparelho.

13. - APARELHO DE DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender um timer.