CN101112635A - 吸入装置 - Google Patents

Abstract

为了使用户吸入具有恒定颗粒直径的药物，用户使用的通过吸入口吸入药物的吸入装置具有气体贮存部件和气流路以及药物喷射部件，用户的呼气或其他气体贮存在所述气体贮存部件中，所述气流路与气体贮存部件连接并通过用户的吸入将药物导向吸入口，当用户通过气流路吸入贮存在气体贮存部件中的呼气或其他气体时，将药物从所述药物喷射部件喷入气流路的内部。

Description

吸入装置

技术领域

本发明涉及用于吸入气雾剂药物等的吸入装置。

背景技术

借助于用户用其吸入以摄取药物的吸入装置，使得用于用户的、能够利用信息数据库例如电子病案的治疗正逐渐被实现。这样的吸入装置也是便携式终端，所述终端组合了i)存储关于各个体用户的信息，包括关于用户的病案和处方的信息的存储器元件和ii)喷射制成气雾剂的药物以使用户能吸入它的喷雾器。其也具有根据用户的吸气或吸入特征控制吸入装置来雾化药物从而使用户能够遵照处方上的信息吸入药物的雾化控制元件(参见国际公开WO95/01137和WO02/04043)。

现在，在医疗工作中，药效的再现性特别重要。当使用上述吸入装置摄入药物时(即，在通过肺施用的情况下)，确保患者每一次吸入药物时药效的再现性是非常重要的，即，当以相同的量吸入药物时，总以相同的量吸收药物。这是因为只要已被吸入的药物以恒定的量被吸收，总是可获得相同的药效。如果患者每一次吸入药物时，药物具有不同的功效，那么，例如在胰岛素的情况下，该不同可能导致严重的问题例如低血糖症。

在通过肺施用的情况下的药效中，已知药物的颗粒直径很重要。这是因为药物的肺沉积率与药物颗粒直径密切相关。当吸入的药物颗粒很大时，该药物颗粒不能在吸入通道中转弯处的身体部位(例如，咽喉和支气管)转向，因而碰撞并附着至其壁，从而不能到达肺。已附着至支气管等的药物，与其在肺胞上被吸收的情况相比，以更慢的速度被吸收，且当例如你咳出痰时，也可排出一些该药物。因此，可能以较少的量吸收该药物。此外，如果已被吸入的药物具有太小的颗粒直径，药物通过呼气被排出体外而不沉积在肺中。通常认为，为了到达肺并沉积在该处，药物优选地可具有大约3μm的颗粒大小。更具体地，在吸入的药物颗粒中直径大约3μm的药物颗粒的比例越高，肺沉积率也越高，即，可获得的药效越高。因此，当用户使用吸入装置吸入药物时，无论使用吸入装置的环境如何，对于用户重要的是吸入具有恒定颗粒直径(大约3μm)的药物。

当具有恒定颗粒直径的药物以恒定的量从药物喷射部件喷出且在恒定的外部温度和外部湿度下导入用户体内时，颗粒直径可总在恒定的水平上变化，因此用户(患者)总可吸入具有恒定颗粒直径的药物。然而，如果患者每次使用吸入装置时外部温度和外部湿度都发生变化，那么患者吸入的药物的颗粒直径的变化水平变得更大或更小。

在药物是液体时，与通常的环境相比，当温度非常高或当湿度非常低时，其蒸发可大大加速。作为结果，在已被雾化和具有恒定颗粒直径的药物到达患者的口部之前，其可能变得具有较小的颗粒直径，考虑到药物对肺的沉积速率(肺沉积率)，这种直径是不想要的。当另一方面药物是固体时，在湿度非常高的情况下，药物颗粒的相互凝聚可大大加速。即，可能在已被雾化和具有恒定颗粒直径的药物到达患者口部之前，其已变得具有大颗粒直径，考虑到药物对肺的沉积速率(肺沉积率)，这种直径是不想要的。

作为用于保持患者吸入的药物的颗粒直径保持恒定的方法，在气流路(通过其将药物导向用户)中提供了控制药物的颗粒直径的加热器的技术是可获得的(参见国际公开号WO2000/00244)。然而，加热器消耗电，因此这使得装置具有较大的尺寸。这样的吸入装置预期要制作得很紧凑从而可被使用而不用考虑空间，因此作为患者可携带的紧凑型装置其不是优选的。

另外，可在吸入装置中设置贮存患者呼气的部分(呼气贮存部分)，且将药物雾化入该部分以使患者吸入该部分中的气体，从而使患者吸入的药物颗粒直径可总是保持恒定(参见日本专利申请未审公开No.2004-350985)。然而，在该情况下，要当心药物附着至呼气贮存部分的壁上。在该日本专利申请未审公开No.2004-350985中采用了防止药物附着至壁上的方法，但效果一直不令人满意。一旦药物附着至呼气贮存部分的壁上，吸入的药物可减少。这不仅导致较低的治疗功效，而且在卫生方面也是不想要的。

发明内容

本发明已考虑背景技术一直以来具有的上述未解决的问题。因此，本发明的目的是提供吸入装置，通过使用该吸入装置总是可吸入具有恒定颗粒直径的药物和总是可获得相同的药效。

本发明的吸入装置是这样的吸入装置，通过使用该吸入装置，用户通过吸入口吸入药物，该吸入装置具有下列部分：贮存用户的呼气或其他气体的气体贮存部件；与气体贮存部分连接并通过用户的吸气引导药物通向吸入口的气流路；和当用户通过气流路吸入贮存在气体贮存部件中的呼气或其他气体时将药物从其喷入气流路的内部的药物喷射部件。

本发明的吸入装置不会使吸入的药物附着至气流路的内壁等从而减少吸入的药物量，且也使用户总是吸入具有恒定颗粒直径的药物。结果，当患者每一次吸入药物时都可保证药效的再现性。

根据下列结合附图的描述，本发明的其他特征和有利方面将变得明显，在所述附图中相同的参引字符在其整个附图中表示相同的或相似的部件。

参见附图，根据下列示例性实施方案的描述，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1是显示本发明的第一实施方案的吸入装置的截面图。

图2是显示当患者的呼气贮存在图1所示容器2中时的状态。

图3是显示本发明的第二实施方案的吸入装置的截面图。

图4显示当患者的呼气贮存在图3所示气缸7中时的状态。

图5是显示本发明的第三实施方案的吸入装置的截面图。

图6是显示当将其中贮存具有恒定温度和湿度的空气的容器2连接至图5中所示的流路部件3时的状态的视图。

具体实施方式

现参照附图详细地描述本发明的优选实施方案。

图1部分性地举例说明了作为本发明的第一实施方案的吸入装置。本发明的第一实施方案的吸入装置具有装置主体1，作为气体贮存部件的具有柔性的容器2(其中贮存经调节而具有恒定的温度和湿度的用户(患者)呼气或其他气体)，一端与容器2连接并形成气流路的流路部件3，通过用户的吸入可将药物通过所述气流路导向吸入口6，用于从其喷射(粒化或雾化)药物的药物喷射部件4和用于感知通过患者的吸入在气流路中产生的负压的压力传感器5。

药物

在本说明书中，“药物”包括对患者具有局部或全身性作用的任何生理或药理活性物质。要施用的活性物质包括抗生素、抗病毒物质、抗癫痫剂、镇痛药、消炎药和支气管扩张药，也包括病毒，所述药物中的任一种药物可以是无机或有机化合物。本说明书中提到的药物也包括对周围神经、肾上腺素能受体、胆碱能受体、骨骼肌、循环系统、平滑肌、血管系统、突触部位、神经效应器突触、内分泌系统和激素系统、免疫系统、生殖系统、骨骼系统、自分泌系统、消化系统和排泄系统、组胺系统和中枢神经系统起作用的药物。例如，其可选自多糖、类固醇、催眠药和镇静剂、精神兴奋剂、镇定剂、镇痉剂、肌肉松弛剂、抗帕金森剂、止痛剂、消炎药、肌肉收缩剂、抗感染剂、抗生素、抗微生物剂、抗疟药、激素反应剂(hormonal reactant)，激素反应剂例如包括避孕剂、交感神经兴奋剂、多肽、能够诱导生理作用的蛋白、利尿剂、脂质调节剂、抗雄激素剂、杀肠虫药，neoplasmicagent、抗肿瘤药、降血糖剂、营养物和补品、生长添加剂、脂肪、抗肠炎剂、电解质、疫苗和诊断剂。

用于本发明的活性物质的实例包括，但不限于，胰岛素、降钙素、促红细胞生成素(EPO)、因子VIII、因子IX、西利酶、重组葡糖脑苷脂酶注射剂、环孢霉素、粒细胞集落刺激因子(GCSF)、α-1-蛋白酶抑制剂、elcatonins、GMCSF(粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子)、生长激素、HGH(人生长激素)、GHRH(生长激素释放激素)、肝素、LMWH(低分子量肝素)、干扰素α、干扰素β、干扰素γ、白细胞介素2、LHRH(促黄体激素释放激素)、生长激素抑制素、包含奥曲肽的生长激素抑制素类似物、后叶加压素类似物、FSH(促卵泡激素)、胰岛素样生长因子、insulintropin、白细胞介素1受体拮抗剂、白细胞介素3、白细胞介素4、白细胞介素6、M-CSF(巨噬细胞集落刺激因子)、神经生长因子、PTH(甲状旁腺激素)、胸腺素α1、IIb/IIIa抑制剂、α1抗胰蛋白酶、呼吸系统合胞体病毒抗体、CFTR(囊性纤维化跨膜传导调节蛋白)基因、，脱氧核糖核酸酶、BPI(细菌/通透性增加蛋白)、抗CMV(巨细胞病毒)抗体、白细胞介素1受体、13顺式维生素A酸、戊烷脒β-羟乙磺酸盐、硫酸沙丁胺醇、硫酸间羟异丙肾上腺素、二丙酸倍氯米松、氟羟泼尼松龙乙酰胺、布地奈德丙酮化物、异丙托溴铵、flunisoride、氟地松、色甘酸钠、烟碱、肺表面活性剂、两性霉素B、环丙沙星、庆大霉素、妥布霉素、酒石酸麦角胺和前述物质的类似物、激动剂和拮抗剂。其还可具有表现为Beer’s核酸分子的核酸结构；与病毒载体、相关病毒颗粒、脂质体或包含脂质体的材料相联或整合入其中的核酸；和适合于质粒DNA或RNA或细胞特别是肺泡区域的细胞转染或转化的类型的其他核酸。上述物质可具有各种形式，例如可溶性或不溶性带电荷或不带电荷的分子，以及分子合成产物或药物可接受盐的组分的形式。上述活性物质(反应物)可以是天然的分子，可以是通过重组产生的分子或可以是天然发生的或通过重组产生的且其至少一个氨基酸已被加入或缺失的活性物质(反应物)的类似物。上述物质还可包含适合用作疫苗的减毒病毒或失活的病毒。

用于本发明的液体药物是指以液体形式存在的药物或包含药物的液体介质。液体药物可包含任何想要的添加剂。液体中的药物可以溶解、分散、乳化、悬浮和成浆中的任一种状态存在，其更优选地可在液体中保持均匀状态。

在液体药物用作药物的情况下，液体的首选介质可优选地是水或有机物。考虑到将药物给活体施用的事实，优选地水是首选介质。

药物雾化方法

在本发明中，药物喷射部件(喷头)具有产生任何想要的喷射压力的元件。更特别地，喷射的模式包括，但不限于，粉剂喷射、MDI系统、喷射式喷雾器、超声波式雾化器、筛网式喷雾器(mesh typenebulizer)、凸轮推出(cam push-out)系统和喷墨系统。优选地可通过给药物提供热能的电热换能器或给药物提供机械能的电动机械换能器举例说明产生喷射压力的元件。即，可通过其中使用电热换能器给药物提供热能以使药物通过喷嘴(热喷射系统)喷出的方法和其中使用给药物提供机械能的电动机械换能器(例如压电元件)的振动压使药物通过喷嘴喷出的方法举例说明用于喷射药物的方法。可根据例如药物的类型选择喷射方法。

在使用热喷射系统的情况下，可提高有关个体液体喷射单位的喷嘴的嘴直径、用于喷射的热脉冲的卡路里、作为电热换能器的微型加热器的大小精度和再现性。因此，可获得较狭窄的雾滴直径分布。此外，头的生产成本可以是如此的低以至于该系统十分适合需要频繁更换头的紧凑装置。因此，当需要药物喷射装置具有可携带性和方便性时，这样的热喷射系统的药物喷射装置是特别优选的。

可以整体的形式提供喷射头与贮药池以建立药物喷射筒，或可以以与贮药器分离的部件的形式建立喷射头。

根据本发明的吸入装置，患者可总是吸入具有恒定颗粒直径的药物。因此，可获得药效的再现性而不会减少被吸入的药物，不会因为药物的附着而担心任何污染和不用考虑吸入时的使用环境。

这样建立本发明的吸入装置以使用户可携带它，且该吸入装置具有存储关于各个体用户的信息的存储工具(存储器)，所述信息包括关于用户的病案和处方的信息。因此，所述吸入装置是使用户吸入药物且提供了用于粉化或雾化颗粒大小高度均一的药物的工具的装置。这样设计所述装置以使用户能够按照处方上的信息有效地和卫生地通过吸入口(喷口)吸入药物。因此，在本说明书中，“流路部件”是指在吸入装置中形成从喷射药物的部件延伸至吸入口的药物通道的气流路的部件。即，流路部件内形成的空间对应于“气流路”。

在常规的吸入装置中，通常这样设置：以气流路部件3的一端与吸入口6连接，在其另一端提供了开口(进气口)，这样当用户通过吸入口6吸入药物时在流路部件3中形成气流。在该吸入装置中，在其上运输药物的气流是外部气体，因此依赖于外部环境条件(例如温度和湿度)，可能存在药物颗粒直径的变化。

在本发明中，流路部件3和吸入口6可以以分开的部件形式可连接地设置，或可以以成整体形式设置。

实施方案1

图1部分性地举例说明作为本发明的第一实施方案的吸入装置。本发明的第一实施方案的吸入装置的特征在于在按常规为开口的部分提供用作气体贮存部件的容器2，在所述容器2中贮存了用户的呼气或其他气体。将容器2与处于叠起状态的流路部件3连接，并这样设计容器2以使患者能够将他或她的呼气从吸入口6通过所述气流路送至容器2。此外，这样建立吸入装置以在气流路中提供压力传感器5，从而检测通过患者吸入而在气流路中产生的负压，并且与该检测同步地使药物从喷头4雾化至喷口的内部。优选地将流路部件3可分离地连接至装置主体1。

容器2优选地具有柔性，这样用户吹气时可膨胀，且当用户吸气时其可变皱。用于容器2的材料可包括纸和乙烯树脂。为了使其在容器中容易保持温度和湿度恒定，具有低气体渗透性的铝箔、乙烯-乙烯醇共聚物树脂(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)和丁基橡胶是优选的。对于如何折叠容器没有特定的限制。其可以是无规则折叠的，以风箱结构形式折叠的或螺旋状折叠的。可依赖于年龄、体格或体形、肺容量等建立大小适当的此类可折叠容器2。

当患者通过吸入口吹气时，容器2膨胀，从而呼出的气体可贮存在其中(图2)。无论外部温度和湿度如何，患者呼出的气体都具有大约37℃的温度和大约95％的温度，因此具有恒定温度和湿度的气体可贮存在容器2中。当患者开始吸气时，气流路中提供的压力传感器5检测吸入，且与其同步的是，药物从作为药物雾化工具的喷头4雾化入气流路。通过主体1中提供的控制器(CPU)(未显示)进行包括喷头的驱动的装置控制。在由压力传感器5检测到负压后，控制器将驱动信号传送至喷头。将药物雾化入已贮存在容器2中的具有恒温和恒湿的气体的气流中。即，无论装置周围的温度和湿度如何，具有恒定颗粒直径和已在气流路中被雾化的液滴状药物总是被雾化入恒温恒湿气体中。因此，当药物在所述气流上运输到达吸入口6时，其蒸发量也总是恒定的。因此，无论装置周围的温度和湿度是多少，患者均可吸入具有恒定颗粒直径的药物。

在图1和2中所显示的装置中，压力传感器5与喷头4相比，被放置在离吸入口6更近的一侧。然而，对气流路中压力传感器5的位置没有特别的限制。同样，将压力传感器5放置在比喷头4更上游的气流的上游侧以使气流路中的药物不发生附着是优选的实施方案。

实施方案2

图3和4举例说明其中气缸7用作气体贮存部件的第二实施方案，所述气缸7取代实施例1中容器2(当用户吸气时容器2可变皱)。在气缸7的可移动部分8在图3中所示的流路部件3的一侧末端上的状态中，患者用他或她口中的吸入口6(吹口)吹气，因此气缸7中的空气通过其开口(气孔)溢出，这样可移动部分8移动通过气缸7的内部，从而呼气被贮存在呼气贮存部件9中，从而形成图4中所示的状态。无论周围的温度和湿度如何，贮存在呼气贮存部件9中的呼气分别具有大约37℃和大约95％的基本恒定的温度和湿度。此后，患者开始吸气，因此已贮存在呼气贮存部件9中的保持恒温和恒湿的气体流入患者的口中，其中压力传感器5检测吸入。基于已从负压传感器5发送的信号，热喷射系统的喷头4开始在气流路中雾化药物。

无论装置周围的温度和湿度如何，总是在气流路中被雾化的具有恒定颗粒直径的药物保持雾化成具有恒定的温度和湿度的气体，因此药物的蒸发量也总是恒定的。因此，无论装置周围的温度和湿度如何，患者总是可吸入具有恒定颗粒直径的液滴状药物。

实施方案3

图5和6是举例说明本发明的第三实施方案的吸入装置的截面图。本实施方案中的容器2是由丁基橡胶制造的且具有500ml体积的容器。其具有封闭机构11和转接器12。容器2是在用户吸气后可变皱的纸袋。可通过转接器12将容器2连接至流路部件3和从流路部件3分离。即，可将容器2可分离地连接至流路部件3。在容器2如图5中所示从流路部件3分离的状态中，在恒温或恒湿环境中将气体保持密封在气袋2中。可通过例如使用气体注射器从其中贮存恒温或恒湿气体的贮气筒封装入气体，或可通过向其中送入用户的呼气封装入气体。之前保持封装在容器2中的气体的环境条件优选地可设置在其中假定使用吸入装置的环境的温度和湿度的平均值，以使条件按平均数计算与环境(在其中假定使用了吸入装置的环境)中考虑的周围温度和湿度差异较小。

当封装入空气时，必需封装入至少其温度或湿度恒定的气体，且优选地装入其温度湿度都恒定的气体。

在即将由患者吸入之前，通过转接器12将容器2连接至流路部件3，在所述容器2中，事先将气体贮存在恒温或恒湿环境中，从而吸入装置形成图6中所示的状态。此后，打开封闭机构11，患者开始吸气，从而已贮存在容器2中的保持在恒温和恒湿下的气体流入患者的口中，其中压力检测器5检测吸入。基于已从压力传感器5发出的信号，热喷射系统的喷头4开始雾化气流路中的药物。

无论装置周围的温度和湿度如何，一直在气流路中被雾化的具有恒定颗粒直径的药物保持雾化成恒温和恒湿的气体，因此药物的蒸发量也总是恒定的。因此，无论装置周围的温度和湿度如何，患者可总是吸入具有恒定颗粒直径的液滴状药物。

末尾给出的表1显示通过检测颗粒直径获得的结果，所述颗粒直径是当在各自环境中通过喷雾形成的直径3.0μm的水滴从吹口出来时测量的直径。吹口截面积设置为100mm²；从喷雾部分至吹口出口的距离为0.04m；以及气流在气流路中的流速，20m/s。这样进行雾化以使以1,000,000滴/秒的频率形成液滴。

如表1中所示，当从吹口出来时，液滴的颗粒直径差异极大地依赖于环境。如果吸入的液滴颗粒直径不同，每一次吸入药物时，药物至肺的沉积率不同，从而使得不能获得药效的再现性。无论装置周围的温度和湿度如何，当将液滴雾化成恒温和恒湿的气体时，所述液滴可总是具有恒定的直径，因而可获得药效的再现性。

表1

温度	湿度	当雾化时药物的颗粒直径	当从吹口出来时液滴的颗粒直径
				10℃	90％	3.00μm	2.98μm
25℃	50％	3.00μm	2.80μm
				40℃	10％	3.00μm	2.37μm

本发明不限定于上述实施方案且可在本发明的精神和范围之内进行各种改变和变化。因此，为了告知公众本发明的范围，撰写下列权利要求。

尽管参照示例性实施方案描述了本发明，但要理解本发明并不限定于公开的示例性实施方案。下列权利要求的范围给予了最广泛的解释以包含所有这些改变和等同的结构和功能。

Claims (8)

1.用户借助其通过吸入口吸入药物的吸入装置，该吸入装置包括：

贮存用户呼气或其他气体的气体贮存部件；

与气体贮存部件连接并形成气流路的流路部件，所述气流路通过用户的吸入将药物导向吸入口；和

当用户通过气流路吸入贮存在气体贮存部件中的呼气或其他气体时，将药物从其喷入气流路的内部的药物喷射部件。

2.权利要求1的吸入装置，其还包含检测用户的吸入行为的检测单元。

3.权利要求2的吸入装置，其中所述检测单元包含压力传感器。

4.权利要求1的吸入装置，其中所述气体贮存部件包括具有柔性、当用户吸气时可起皱的容器。

5.权利要求1的吸入装置，其中所述气体贮存部件具有气缸。

6.权利要求1的吸入装置，其中将所述气体贮存部件可分离地连接至流路部件。

7.权利要求6的吸入装置，其中预先将具有恒温和恒湿的空气封入气体贮存部件中。

8.权利要求1的吸入装置，其中所述药物喷射部件具有为药物提供热能的电热换能器或给药物提供机械能的电动机械换能器。

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