CN105073169A - 吸入器 - Google Patents

Abstract

一种吸入器，该吸入器包括：可吸入组合物的存储器(5)；出口阀(7)，其用于控制组合物从存储器的流动；阀出口孔(32)，其具有当完全打开时在开口方向上测量的最大尺寸h；膨胀室(33)，阀的下游，具有沿膨胀室的中间测得直径D和长度L；以及排出孔(31)，其在膨胀室下游端，该孔具有长度l和直径d；其中0.1＜h/d＜1.0；0.05＜h/D＜0.25；1＜D/d＜10；5＜L/D＜15；0.1＜l/d＜5。

Description

吸入器

本发明涉及一种吸入器。特别地，本发明涉及一种出口构造的新型设计，其设计用于产生来自加压组合物的存储器的特定颗粒大小分布。

本发明已主要设计为仿真香烟的研制，例如WO2011/015825中所公开的那种。然而，它在其它类型的吸入器中具有广泛应用，例如通常用于哮喘吸入器的这种类型的定量雾化吸入器(MDI：ametereddoseinhaler)。

当作用部位是肺部本身或者用于将药物快速输送至大脑时，喷雾是将药物输送至患者的颇具吸引力的手段。由于渗透进入肺部的深度随着颗粒大小的减小而增大，喷雾的颗粒大小是在控制输送吸入的组合物时的重要参数。它在确定喷雾在呼吸系统中的沉积简况方面扮演着重要的角色。公知的是，较大颗粒(＞10μm)沉积在口腔和上胸段区域中，而较小颗粒(＜10μm)具有从上胸段穿过直达肺泡区域的沉积分布。细小的微滴(0.1μm＜Dm＜1μm)具有1-51μm之间的良好的肺泡沉积。超细小微滴(＜0.1μm)对于肺泡沉积而言是最理想的，药物分子能够从此处被有效地吸收到循环系统中，但是当前这在便携式设备中不能可行地生成。能够利用这种沉积分布来实现药物、蛋白质、疫苗、或者在仿真香烟设备的情形中尼古丁的有效传输。公知的是，对于大多数主流香烟而言，香烟烟雾的D50(中间质量直径，或以质量计的平均颗粒大小)为0.3-0.5μm。作为成功的香烟替代品，理想的是，仿真香烟能够再生成这种颗粒大小。

WO2004/022242公开了一种喷雾生成设备，其中生成的微滴大小处于0.5至2.5μm之间。微滴大小优选地通过增大蒸汽的流出速率来控制，当制剂液体源流经毛细管尺寸的流路时通过加热制剂液体源而产生蒸汽。在流出之后，蒸汽与空气混合以产生喷雾。

US5,957,124公开了用于生成颗粒大小范围为从0.5至12μm的喷雾的设备、包装和方法。该设备包括容纳药物制剂的可折叠存储器，当被制动时，它驱使制剂通过孔径为0.25至6μm的膜。对齐该膜以使将制剂从存储器驱使进入患者吸入空气所经过的通道。来自空气(其可加热或不加热)的足够的能量施加至制剂，以引起颗粒大小减小。将微处理器并入该设备，以获得吸入体积和流速的实时测量，用于确定驱使制剂通过孔的起始点。

WO2008/151796教导了一种吸入器，其产生平均颗粒大小为2-5μm的喷雾。此外，主要目的是设计一种吸入器，具有至少60000Pa^1/2s/m³的流阻，其转化为与相似类型的流出设备相比时高得多的吸阻。

US7,293,559公开了一种通过使用聚集漏斗来生成喷雾的设备，以利用第二液流聚集液体源，产生流出设备时2μm的平均颗粒大小。

WO2011/015825，我们自己的早期申请，公开了一种由非计量式呼吸启动阀组成的吸入器，包括从存储器(包含制剂)延伸至出口端的可变形管形式的流路。它公开了一种夹持构件，当没有吸力施加时其夹紧可变形管，而导致流动堵塞。当施加吸力时释放该夹紧以形成开口，以提供从存储器到出口的连续流动。然而，该公开涉及流量控制并参考利用这种设计生成的颗粒大小。

根据本发明，提供了一种吸入器，其包括：可吸入组合物的存储器；出口阀，其用于控制组合物从存储器的流动；阀出口孔，其具有当完全打开时在开口方向上测量的最大尺寸h；膨胀室，其在阀的下游，具有沿膨胀室的中间测得的直径D和长度L；以及排出孔，其在膨胀室下游端处，该孔具有长度l和直径d；其中：

0.1＜h/d＜1.0

0.05＜h/D＜0.25

1＜D/d＜10

5＜L/D＜15

0.1＜l/d＜5。

这种布置能够输送具有0.5μm的D50的颗粒大小分布，并因而能够产生在香烟烟雾中发现的这种类型的小颗粒大小分布。然而，本发明仅简单地通过现存组件几何尺寸的仔细选择而实现这些。正如现有技术一样，它不需要任何附加特征，例如挡板或热量输入。由于它避免了降解和与废气风险相关的问题，所以避免加热组合物是有益的。

上面引用的各个参数的组合是已经在确定用于产生最佳颗粒大小的关键的几何关系所需要的许多次试验后达到的一个。所有五个参数是互相关的。然而，广义地讲，这些参数的效果如下。

比率h/d在促进湍流方面是重要的。通过排出孔(它的直径等于或大于阀出口高度)，确保了气泡分散的同质模式，这对于微滴大小减小和喷雾(spray)而非喷射(jet)的形成是有利的。

优选地，h/d为0.2至0.9之间，并且更优选地大体为0.5。

比率h/D在确保当它流经阀出口孔时存在足够体积用于制剂扩张方面是重要的。如果膨胀室的直径太大，则流动就会是层流式，进而阻止有效的颗粒破裂。优选地，h/D为0.05至0.25之间，并且更优选地为0.10至0.15之间。

比率D/d在维持流出设备的小微滴大小方面具有重要的作用，这是因为确保仍有足够的体积用于混合而避免显著的死区。优选地，D/d为2至7之间，并且更优选地为3至5之间。

比率L/D影响膨胀室内的流态。在所要求保护的范围内为制剂提供足够的体积，以蒸发、再循环和形成有效尺寸的气泡，从而在出口孔的出口处提供小的、均匀尺寸的微滴。优选地，比率L/D为6至13之间，并且更优选地为7至10之间。

直径D指定为在膨胀室的中点处测量。这是因为优选地是，膨胀室从阀出口孔至排出孔以0°至30°之间的坡口角度渐缩，优选地为9°至10°之间，并且更优选地大体为2°。这一渐缩防止在膨胀室内形成死区，并促进良好混合系统，这对于获得均匀喷雾是有用的。

比率l/d在湍流出口喷雾的制备方面是重要的。通过最优化其比值，微滴大小能够减小或增大。优选地，l/d为1至4之间，并且更优选地为2至3之间。

优选地，0.05mm＜h＜1mm，并且更优选地，0.05mm＜h＜0.6mm。优选地，0.15mm＜d＜0.25mm。优选地，0.6mm＜D＜0.12mm。优选地，7.0mm＜L＜7.8mm。优选地，0.40mm＜l＜0.5mm。

例如，出口阀可以是滑动闸门阀构件，其打开至所需的范围。然而，优选地，出口阀是夹紧阀，其中阀元件夹紧可变形管，该出口阀具有表示夹紧点处的最大开口高度的出口孔大小。它优选为呼吸操作阀。

优选地，可变形管还提供膨胀室和排出孔。这允许射出喷雾的微滴外形完全由单个组件的尺寸来限定。这在将吸入器调谐至所需的颗粒大小方面极其有用，并且在产生提供颗粒轮廓范围的吸入器方面也极其有用，同时仅需要改变单个组件从而实现这些不同尺寸。

优选地，吸入器被构造为使得出口处的喷雾的雷诺数为1000至4000之间，并且优选为1500至3000之间。

吸入器可以是MDI，但是优选为仿真香烟。优选地，可吸入组合物包括尼古丁和推进剂(propellant)。

为了使组合物和出口孔的下游的吸入器之间的碰撞最小化，出口孔优选地靠近吸入器的出口端(优选为10mm以内，更优选为5mm以内，并且最优选为3mm以内)。基于同样的原因，优选地存在外展式流路，其具有从阀出口孔至出口端的至少10°的角度。

现将参照附图来描述根据本发明的吸入器的示例，其中：

图1和图2分别是现有技术吸入器在关闭和打开构造的横截面视图；

图3是示出根据本发明的出口阀的几何尺寸的横截面；以及

图4是示出根据本发明的吸入器的出口端的横截面。

本发明主要目的在于，用于我们仿真香烟的现有呼吸操作阀的改造。仿真香烟的基本设计在图1和2中示出，其取自WO2011/015825。

该设备具有由主底架2和封闭元件3制成的外壳1，如图1中所示。它由标签4保持就位。在外壳内，具有容纳可吸入组合物的存储器5。

呼吸致动阀7位于出口端8和存储器5之间。呼吸致动阀布置为使得当使用者在出口端8上抽吸时，呼吸致动阀7打开，以允许可吸入组合物从存储器5吸入。

出口端处的外壳具有两个孔。其中第一个是抽吸孔9，其与腔室10连通，这将在下文更为详细地描述，而第二个是出口孔11，可吸入组合物从出口孔11分发，这也在下文更为详细地描述。

出口路径13限定在存储器5和出口孔11之间。

出口路径13的一部分由可变形管状元件14来提供。通过现在将描述的机构，该管状元件在图1中所示的关闭位置和图2中所示的打开位置之间移动。

该机构包括枢转安装的叶片(vane)15和膜16。枢转安装的叶片在最靠近出口端8的一端处具有枢轴17，以及沿它的长度行进且远离出口端渐缩的中央加强肋18。在中点周围处，叶片15设置有用于接纳弹簧20的凹陷19，弹簧20将叶片15偏压进入图1中所示的关闭位置。在凹陷19下方是卡爪21，其具有三角形横截面，且被构造为在狭窄区域上将由叶片15所提供的力施加至可变形管14。叶片15由横隔物16支撑，横隔物16在叶片的端部22、23处密封至外壳。这使得密封腔室10而不是密封抽吸孔9。

膜16的下侧24打开至大气压，作为通过外壳1流出的渗漏路径，其在附图中并未示出，这是由于它绕出口路径1延伸，并因而在图1和2的平面上未示出。

当使用者利用图1中所示的构造下的设备在出口端8抽吸时，该抽吸由抽吸孔9通过孔25连通至腔室10，从而降低了该腔室内的压力。这使得叶片15反抗弹簧20的作用而提升至图2中所示的位置，使得横隔物变形为图2中所示的构造，并提升卡爪21以允许可变形管打开，进而允许可吸入组合物从存储器5沿出口路径13通过可变形管14以及通过出口孔11流出。使用者所施加的抽吸程度将决定叶片15移动的范围，并进而决定使用者接收到的组合物的量。一旦使用者停止抽吸，大气压将通过抽吸孔9返回腔室10，并且弹簧20使叶片返回至图1位置，进而夹紧管14使得其关闭。

在WO2011/015825的后一示例中，出口孔11设置在与可变形管状元件14所使用的相同的可变形管组件中。这种元件的另一示例公开在我们的较后期的申请WO2011/107737中。

呼吸致动阀的进一步修改公开在未决英国申请1215278.1中。在这一变型中，不存在孔25，从而使得腔室10为盲腔。在香烟的下部设置孔，以在膜4的下侧上提供气流路径，其具有出口端8处的出口。当使用者在这种香烟上抽吸时，下腔室中的压力减小而腔室下侧上的气流路径内的压力增加，从而打开阀。

本发明涉及对阀几何尺寸的改进。正是如此，它可应用于上述流路中的任一种。它可应用于图1和2中的两种布置，其中出口孔是与可变形管状元件14分离的组件，或者它们组合为单个元件，如上所述。

此外，虽然本发明有动机对仿真香烟进行改进，但它能够更广泛地应用于其它类型的吸入器，例如定量雾化吸入器。此外，虽然阀出口孔的尺寸是本发明的重要参数，但是阀可由任何公知的机构进行操作。因此，它可由手或者自动机构进行操作，而非呼吸操作。此外，例如可以用滑动闸门阀布置来替代夹紧阀。

本发明参照图3进行描述，图3公开了夹紧的夹管，其中应用了出口孔。夹管30具有其下游处的排出孔31，并由卡爪21在相对端的附近区域内夹紧。夹紧关闭的点表示阀出口孔32，当阀完全打开时，出口孔32具有在打开方向测量的最大高度h。包含可吸入组合物的存储器5位于这一加紧点的右方。存储器的一部分由夹管30的右侧部分构成，而剩余部分由设备外壳构成，如上所述。

位于阀出口孔32和排出孔31之间的是膨胀室33。它具有轴向长度L和沿膨胀室中间测量的内径D。排出孔31具有长度l和直径d。

图4示出了如何将夹管30并入吸入器中。在合适的情形中，相同的附图标记用于相同的组件以标示与上文关于图1和2描述的相同组件等同的组件。与排出孔31相对的环形边缘35在外壳1的主体内与台阶36接合，以保持夹管30。

在图4中示意性地示出管的封闭，其中卡爪21实际上仅仅使管压缩，而不是穿透夹管30的壁，如上所述。

排出孔31和出口端8之间的轴向距离x为1.4mm。排出孔31和出口端8之间是外展式流路37，其以51.1°的角度θ外展。流路的这种短距离和宽角度防止离开排出孔31的组合物在吸入器的主体上任意可能的撞击。

吸入器具有在600kPa的压力下保持的大约1ml的存储器容积。开口高度(h)在完全打开位置为0.1mm。长度(L)为7.4mm，而直径(D)为0.94mm。排出孔的长度(l)为0.5mm，而内径(d)为0.2mm。

Claims (22)

1.一种吸入器，该吸入器包括：可吸入组合物的存储器；出口阀，其用于控制组合物从所述存储器的流动；阀出口孔，其具有当完全打开时在开口方向上测量的最大尺寸h；膨胀室，其在阀的下游，具有沿所述膨胀室的中间测量出的直径D和长度L；以及排出孔，其在所述膨胀室的下游端处，该孔具有长度1和直径d；其中：

0.1＜h/d＜1.0

0.05＜h/D＜0.25

1＜D/d＜10

5＜L/D＜15

0.1＜1/d＜5。

2.根据权利要求1所述的吸入器，其中h/d在0.2至0.9之间，并且更优选地大体为0.5。

3.根据权利要求1或2所述的吸入器，其中h/D在0.07至0.2之间，并且更优选地在0.08至0.15之间。

4.根据权利要求3所述的吸入器，其中h/D在0.092至0.143之间，并且最优选为0.11。

5.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中D/d在2至7之间，并且更优选地在3至6之间。

6.根据权利要求5所述的吸入器，其中D/d在4至5之间，并且最优选地大体为4.5。

7.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中L/D在6至13之间，优选地在7至10之间，并且更优选地在7.65至8.30之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中所述膨胀室从所述阀出口孔起渐缩。

9.根据权利要求8所述的吸入器，其中所述渐缩具有0°至30°之间的坡口角度，优选地在9°至10°之间，并且最优选地大体为2°。

10.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中1/d在1至4之间，更优选地在2至3之间，并且最优选地大体为2.25。

11.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中所述出口阀是夹紧阀，其中阀元件夹紧可变形管，所述出口阀具有表示夹紧点处的最大开口高度的所述出口孔尺寸h。

12.根据权利要求9所述的吸入器，其中所述可变形管还提供所述膨胀室和所述排出孔。

13.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中所述出口阀是呼吸操作阀。

14.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中所述吸入器是仿真香烟。

15.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中所述可吸入组合物包含尼古丁和推进剂。

16.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中0.05mm＜h＜1mm，并且优选地，0.05mm＜h＜0.6mm。

17.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中0.15mm＜d＜0.25mm。

18.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中0.6mm＜D＜0.12mm。

19.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中7.0mm＜L＜7.8mm。

20.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中0.40mm＜1＜0.5mm。

21.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其中所述阀出口孔距所述吸入器的出口端小于10mm，优选地小于5mm，并且更优选地小于3mm。

22.根据权利要求21所述的吸入器，其中从所述阀出口孔和所述出口端，具有至少10°的角度的外展式流路。