CN107580513A - 用于将物质雾化递送到身体的自然腔道的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于将预定体积的物质递送在受试者的至少一个体腔内的设备，包括：a.预定体积，用于容纳所述预定体积的所述至少一种物质；b.放置在所述体腔附近的递送端，所述递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；c.可机械连接到所述容器的阀，其特征是至少两种配置：i)激活配置，其中所述阀使得能够递送预定体积Vsub[ml]的所述物质；以及，ii)非激活配置，其中所述阀防止所述预定体积Vsub[ml]的所述物质从所述容器递送到所述体腔；d.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体。

Description

用于将物质雾化递送到身体的自然腔道的设备和方法
技术领域
本发明总体涉及一种用于将雾化物质递送到身体的自然腔道的系统。
背景技术
现有技术的许多设备着重于允许更好的气溶胶形成和在鼻腔中更好地分散的机制。用于更好地递送的其他机制着重于包括材料和结构的特殊制剂以允许在目标组织中更好地吸收。
这些策略中的各个都有其优点和缺点。例如，对递送设备的改进能够改善将材料引到期望区域，但是忽略了增强化合物进入并通过粘膜层的吸收的需要。另一方面，对组合物、制剂或二者的改进能够改善进入并通过粘膜层的吸收，但是可能完全忽略将足够量的材料递送到期望组织的难度。
因此，长期以来认为需要提供一种能够优化以用于将物质有效地递送到目标部位的系统，所述优化既忽略了将足够的材料引到目标部位的需要，也忽略了确保充分进入并通过粘膜层的吸收的需要。
发明内容
本发明的一个目的是公开一种用于将雾化物质递送到身体的自然腔道的系统和方法。
本发明的另一目的是公开一种用于将预定体积Vsub[ml]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的设备，所述设备包括：
a.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳预定体积Vsub[ml]的至少一种物质；
b.放置在体腔附近的递送端，递送端与容器流体连通；递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
c.至少一个可机械连接到容器的阀，特征是至少两种配置：i)激活配置，其中阀使得预定体积Vsub[ml]的物质能够经由递送端从容器递送到体腔；以及，ii)非激活配置，其中阀防止预定体积Vsub[ml]的物质从容器递送到体腔；
阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从非激活配置重新配置为激活配置，反之亦然；以及
d.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
一旦阀从非激活配置重新配置为激活配置，所述设备被配置为由所述加压气体携带所述物质并经由递送端中的孔口将物质递送在体腔内；
其中，设备被配置为以a)dPgas/dT的压力速率；b)dVgas/dT的体积速率；和c)dVsub/dT的体积速率，通过直径D[mm]的孔口递送预定体积Vsub[ml]的物质和预定体积Vgas的加压气体；
进一步地，其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Vsub在约0.01－7ml的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)压力速率，
f)压力速率dPgas/dT大于约0.001barg/ms；
g)体积速率dVsub/dT大于约0.0001ml/ms；
h)体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，以下中的至少一项成立：
a.身体腔道是鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合；
b.物质的粘度η在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.在从所述设备离开之后，物质的颗粒的DV50直径小于约100μm；
d.颗粒的DV90直径小于约1000μm；
e.包含所述物质和所述气体的气溶胶羽流的全宽度对向小于约25°的角度θ；
f.羽流中的颗粒具有在约5m/s至50m/s的范围内的速度；
g.加压气体包括空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合；
h.在至少一种物质的分散期间，预定体积Vgas[ml]的加压气体与携带在其中的预定体积Vsub[ml]的物质的混合物形成气溶胶的羽流；气溶胶具有预定的分布，所述分布是均匀的或不均匀的，不均匀分布选自由以下构成的组：任意分布，混合物内的至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；气溶胶的特性选自由以下构成的组：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，气溶胶的特性能够根据设备的特性确定，设备的特性选自由以下构成的组：加压气体的预定体积、物质的预定体积、加压气体的预定压力、预定孔口大小、及其任何组合；
i.至少一种物质选自由气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合构成的组；
j.至少一种物质在惰性气氛下或在真空下储存以防止在储存期间反应。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，所述体积是容器。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，容器是具有主纵向轴线的胶囊，胶囊包括数量n个的隔室，胶囊被配置为容纳预定体积Vsub[ml]的至少一种物质，预定体积Vsub[ml]的至少一种物质能够容纳在n个隔室中的至少一个中；以下中的至少一项成立：
a.隔室的数量n是大于或等于1的整数；至少一个隔室具有选自以下构成的组的形状的横截面：楔形、圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合；
b.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有不同的体积；
c.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有相同的体积；
d.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有不同的横截面积；
e.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有相同的横截面积；
f.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室包含不同的物质；
g.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室包含相同的物质；
h.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室围绕胶囊的主纵向轴线同轴设置；
i.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室沿胶囊的主纵向轴线依次设置；
j.对于隔室的数量n大于1，多种物质在分散期间混合；以及
k.对于隔室的数量n大于1，多种物质在分散期间反应。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，容器包括能够流体连接到设备的外部的端口，端口被配置为使得至少一种物质能够经由端口插入到室中。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，该设备包括端口盖，端口盖配置成为端口提供气密封闭，端口盖沿设备能够滑动，围绕设备能够旋转，围绕设备的外部上的铰链能够旋转及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，当物质被递送到管中时，以下中的至少一项成立：
a.沿管向下行进的距离为L，并且L大致上独立于物质的粘度η；
b.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a1a P+b1a；L的单位为cm，P的单位为barg，a1a在约0至约70的范围内，b1a在约0至约130的范围内；
c.L大致上独立于Vsub；
d.沿管向下行进的距离为L，L＝a1b P3-b1b P2+c1b P；L的单位为cm，P的单位为barg，a1b在约2至约6的范围内，b1b在约-20至约-60的范围内，c1b在约70至约230的范围内；
e.沿管向下行进的距离为L，L＝a1c Pb1c；L的单位为cm，P的单位为barg，a1c在约71至约120的范围内，b1c在约0.30至0.63的范围内；
f.沿管向下行进的距离为L，L＝a2a/(1+b2a exp(-c2a D)；L的单位为cm，P的单位为barg，a2a在约325至约363的范围内，b2a在约-47至约163的范围内，c2a在约7至约15的范围内；
g.沿管向下行进的距离为L，L＝a2b D2+b2b D+c2b；L的单位为cm，P的单位为barg，a2b在约-928至约-229的范围内，b2b在约600至约1378的范围内，c2b在约-160至约15的范围内；
h.沿管向下行进的距离为L，L＝a3a Vsub+b3a；L的单位为cm，P的单位为barg，a3a在约-0.55至约0.59的范围内，b3a在约96至约467的范围内；
i.沿管向下行进的距离为L，L＝a5a Vgas+b5a；L的单位为cm，P的单位为barg，a5a在约3.7至约13.5的范围内，b5a在约152至约248的范围内；
j.沿管向下行进的距离为L，L＝b5b Vgas/(a5b+Vgas)；L的单位为cm，P的单位为barg，a5b在约-0.18至约5.3的范围内，b5b在约268至约498的范围内，以及
k.沿管向下行进的距离为L，L＝a5c Vgas b5c；L的单位为cm，P的单位为barg，a5c在约-19至约250的范围内，b5c在约-0.09至约0.9的范围内。
本发明的另一个目的是公开一种用于将预定量Msub[mg]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的设备，所述设备包括：
a.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳至少一种物质的预定量Msub[mg]；
b.放置在体腔附近的递送端，辅助递送端与容器流体连通；递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
c.至少一个可机械连接到容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中阀使得预定量Msub[mg]的物质能够经由递送端从容器递送到体腔；以及，ii)非激活配置，其中阀防止预定量Msub[mg]的物质从容器递送到体腔；
阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从非激活配置重新配置为激活配置，反之亦然；以及
d.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
一旦阀从非激活配置重新配置为激活配置，设备被配置为由加压气体携带物质并经由递送端中的孔口将物质递送在体腔内；
其中，设备被配置为以dPgas/dT的压力速率，通过直径D[mm]的孔口递送预定量Msub[mg]的物质和预定体积Vgas的加压气体；
进一步地，其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Msub在约0.01－1000mg的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)压力速率，
f)压力速率大于约0.001barg/ms；
g)量速率dMsub/dT大于约0.0001mg/ms；
h)体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，以下中的至少一项成立：
a.身体腔道是鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合；
b.物质的粘度η在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.在从设备离开之后，物质的颗粒的DV50直径小于约100μm；
d.在从设备离开之后，物质的颗粒的DV90直径小于约1000μm；
e.包含物质和气体的气溶胶的羽流的全宽度对向小于约25°的角度θ；
f.羽流中的颗粒具有在约5m/s至50m/s的范围内的速度；
g.加压气体包括空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合；
h.在至少一种物质的分散期间，预定体积Vgas[ml]的加压气体与携带在其中的预定量Msub[mg]的物质的混合物形成气溶胶的羽流；气溶胶具有预定的分布，分布是均匀的或不均匀的，不均匀分布选自由以下构成的组：任意分布，混合物内的至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；气溶胶的特性选自由以下构成的组：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，气溶胶的特性能够根据设备的特性确定，设备的特性选自由以下构成的组：加压气体的预定体积、物质的预定体积、加压气体的预定压力、预定孔口大小、及其任何组合；
i.至少一种物质选自由气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合构成的组；
j.至少一种物质在惰性气氛下或在真空下储存以防止在储存期间反应；以及
k.当经由设备经鼻给药时，剂量-反应曲线对于物质的脑浓度大致上是线性的；
l.当经由设备经鼻给药时，物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，所述体积是容器。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，容器是具有主纵向轴线的胶囊，胶囊包括数量n个的隔室，胶囊被配置为容纳预定量Msub[mg]的至少一种物质，量Msub[mg]的至少一种物质能够容纳在n个隔室中的至少一个中；以下至少一项成立：
a.隔室的数量n是大于或等于1的整数；至少一个隔室具有选自以下构成的组的形状的横截面：楔形、圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合；
b.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有不同的体积；
c.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有相同的体积；
d.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有不同的横截面积；
e.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室具有相同的横截面积；
f.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室包含不同的物质；
g.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室包含相同的物质；
h.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室围绕胶囊的主纵向轴线同轴设置；
i.对于隔室的数量n是大于1的整数，至少两个隔室沿胶囊的主纵向轴线依次设置；
j.对于隔室的数量n大于1，多种物质在分散期间混合；以及
k.对于隔室的数量n大于1，多种物质在分散期间反应。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，容器包括能够流体连接到设备的外部的端口，端口被配置为使得物质能够经由端口插入到室中。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，设备包括端口盖，端口盖配置成为端口提供气密封闭，端口盖沿设备能够滑动，围绕设备能够旋转，围绕设备的外部上的铰链能够旋转及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该设备，其中，当物质被递送到管中时，以下至少一项成立：
a.沿管向下行进的距离为L，并且L大致上独立于物质的粘度η；
b.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a6a P+b6a；L的单位为cm，P的单位为barg，a6a在约0至约116的范围内，b6a在约0至约306的范围内；
c.沿管向下行进的距离为L，L＝a6b P3-b6b P2+c6b P；L的单位为cm，P的单位为barg，a6b在约6.5至约9.75的范围内，b6b在约-65至约-97.5的范围内，c6b在约202至约303的范围内；
d.沿管向下行进的距离为L，L＝a6c Pb6c；L的单位为cm，P的单位为barg，a6c在约0至约902的范围内，b6c在约0至3.72的范围内；
e.沿管向下行进的距离为L，L＝a7a Vgas+b7a；L的单位为cm，P的单位为barg，a7a在约0至约10的范围内，b7a在约165至约282的范围内；
f.沿管向下行进的距离为L，L＝b7b Vgas/(a7b+Vgas)；L的单位为cm，P的单位为barg，a7b在约-0.26至约2.05的范围内，b7b在约235至约350的范围内；以及
g.沿管向下行进的距离为L，L＝a7c Vgas b7c；L的单位为cm，P的单位为barg，a7c在约0至约320的范围内，b7c在约0至约0.96的范围内。
本发明的另一个目的是公开一种用于将预定体积Vsub[ml]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的方法，包括：
a.提供设备，所述设备包括：
i.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳预定体积Vsub[ml]的至少一种物质；
ii.与容器流体连通的递送端，递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
iii.至少一个机械地连接到容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中阀使得预定体积Vsub[ml]的物质能够经由递送端从容器递送到体腔；以及，ii)非激活配置，其中阀防止预定体积Vsub[ml]的物质从容器递送到体腔；
阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从非激活配置重新配置为激活配置，反之亦然；以及
iv.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
b.将物质安放在预定体积中；
c.将阀设置成非激活配置；
d.用气体将流体密封室加压至预定压力；
e.将递送端放置在体腔附近；
f.将阀从非激活配置重新配置为激活配置，从而将物质携带在预定体积Vgas的加压气体中；从而
g.以dPgas/dT的压力速率,通过直径D[mm]的孔口递送预定体积Vsub[ml]的物质和预定体积Vgas的加压气体；
其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Vsub在约0.01－7ml的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
f)压力速率，
g)压力速率大于约0.001barg/ms；
h)体积速率dVsub/dT大于约0.0001ml/ms；
i)体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
j)预定时间段，dT→0；以及
k)dT在约0至500毫秒的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤中的至少一个：
a.从由鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合构成的组中选择身体腔道；
b.选择物质的粘度η为在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.以DV50直径表征递送的气溶胶中所述物质的颗粒，所述气溶胶是所述至少一种物质和所述气体的混合物，所述DV50直径小于约100μm；
d.以小于约1000μm的DV90直径表征所述颗粒；
e.以羽流角θ表征所述气溶胶的羽流，所述羽流角θ对向所述羽流的全宽度，所述羽流角θ对向小于约25°的角度；
f.将所述羽流中的颗粒的速度表征为在约5m/s至50m/s的范围内；
g.从由空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合构成的组中选择所述气体；
h.分散所述至少一种物质，在所述分散步骤期间，由所述预定体积Vgas[ml]的所述加压气体与携带在其中的所述预定体积Vsub[ml]的混合物形成具有预定分布的气溶胶的羽流；从由以下构成的组中选择所述预定分布：均匀分布、不均匀分布；从由以下构成的组中选择所述不均匀分布：任意分布，所述混合物内的所述至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；从由以下构成的组中选择所述气溶胶的特性：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，所述气溶胶的特性能够根据所述设备的特性确定，所述设备的特性选自由以下构成的组：所述加压气体的所述预定体积、所述物质的所述预定体积、所述加压气体的所述预定压力、所述预定孔口大小、及其任何组合；
i.从由以下构成的组中选择所述物质：气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合；
j.在惰性气氛下或在真空下储存至少一种所述物质以防止在储存期间反应；以及
k.将所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线表征为是大致上线性的形式；
l.当经由所述设备经鼻给药时，所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该方法，其中，所述体积是容器。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：提供容器，容器包括具有主纵向轴线的胶囊，胶囊包括数量n个的隔室，将胶囊配置为容纳预定体积Vsub[ml]的至少一种物质，将体积Vsub[ml]的物质容纳在n个隔室中的至少一个中；还包括以下步骤中的至少一个：
a.向胶囊提供n个隔室；n是大于或等于1的整数；
b.从由以下构成的组中选择n个隔室中的至少一个的横截面形状：楔形，圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合；
c.对于隔室的数量n是大于1的整数，提供多个隔室中的具有不同体积的至少两个隔室；
d.对于隔室的数量n是大于1的整数，提供具有相同体积的至少两个隔室；
e.对于隔室的数量n是大于1的整数，提供具有不同横截面积的至少两个隔室；
f.对于隔室的数量n是大于1的整数，提供具有相同横截面积的至少两个隔室；
g.对于隔室的数量n是大于1的整数，提供包含不同物质的至少两个隔室；
h.对于隔室的数量n是大于1的整数，提供包含相同物质的至少两个隔室；
i.对于隔室的数量n是大于1的整数，将多个隔室围绕胶囊的主纵向轴线同轴设置；
j.对于隔室的数量n是大于1的整数，将多个隔室沿胶囊的主纵向轴线依次设置；
k.对于隔室的数量n是大于1的整数，将多种物质在分散期间混合；以及
l.对于隔室的数量n是大于1的整数，使多种物质在分散期间反应。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：经由能够流体连接到所述设备的外部的端口，将所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质插入到所述容器中。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：为端口提供气密封闭，并且以至少一种运动相对于设备移动端口盖，至少一种运动选自由以下构成的组：沿设备滑动端口盖，使端口盖围绕设备旋转，使端口盖围绕设备的外部上的铰链旋转，及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将物质递送到管中并且测量物质沿管向下行进的距离L；并且还包括以下步骤中的至少一个：
a.选择粘度η使得L大致上独立于物质的粘度η；
b.选择Vsub使得L大致上独立于Vsub；
c.L＝a1a P+b1a并且选择a1a为在约0至约70的范围内，b1a为在约0至约130的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
d.L＝a1b P3-b1b P2+c1b P并且选择a1b为在约2至约6的范围内，b1b为在约-20至约-60的范围内，c1b为在约70至约230的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
e.L＝a1c Pb1c并且选择a1c为在约71至约120的范围内，b1c为在约0.30至0.63的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
f.L＝a2a/(1+b2a exp(-c2a D)并且选择a2a为在约325至约363的范围内，b2a为在约-47至约163的范围内，c2a为在约7至约15的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
g.L＝a2b D2+b2b D+c2b并且选择a2b为在约-928至约-229的范围内，b2b为在约600至约1378的范围内，c2b为在约-160至约15的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
h.L＝a3a Vsub+b3a并且选择a3a为在约-0.55至约0.59的范围内，b3a为在约96至约467的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
i.L＝a5a Vgas+b5a并且选择a5a为在约3.7至约13.5的范围内，b5a为在约152至约248的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
j.L＝b5b Vgas/(a5b+Vgas)并且选择a5b为在约-0.18至约5.3的范围内，b5b为在约268至约498的范围内；以及
k.L＝a5c Vgas b5c并且选择a5c为在约-19至约250的范围内，b5c为在约-0.09至约0.9的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg。
本发明的另一个目的是公开一种用于将预定量Msub[mg]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的方法，包括：
a.提供设备，所述设备包括：
i.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳所述至少一种物质的所述预定量Msub[mg]；
ii.与所述容器流体连通的递送端，所述递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
iii.至少一个可机械连接到所述容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中所述阀使得所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质能够经由所述递送端从所述容器递送到所述体腔；以及，ii)非激活配置，其中所述阀防止所述预定量Msub[mg]的所述物质从所述容器递送到所述体腔；
所述阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，反之亦然；以及
iv.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
b.将所述物质安放在所述预定体积中；
c.将所述阀设置成所述非激活配置；
d.用所述气体将所述流体密封室加压至所述预定压力；
e.将所述递送端放置在所述体腔附近；
f.将所述阀从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，从而将所述物质携带在所述预定体积Vgas的所述加压气体中；从而
g.以dPgas/dT的压力速率,通过所述直径D[mm]的孔口递送所述预定量Msub[mg]的所述物质和所述预定体积Vgas的所述加压气体；
其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Msub在约1－1000mg的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)所述压力速率，
f)所述压力速率大于约0.001barg/ms；
g)所述量速率dMsub/dT大于约0.0001mg/ms；
h)所述体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)所述预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤中的至少一个：
a.从由鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合构成的组中选择所述身体腔道；
b.选择所述物质的粘度η为在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.以DV50直径表征递送的气溶胶中所述物质的颗粒，所述气溶胶是所述至少一种物质和所述气体的混合物，所述DV50直径小于约100μm；
d.以小于约1000μm的DV90直径表征所述颗粒；
e.以羽流角θ表征所述气溶胶的羽流，所述羽流角θ对向所述羽流的全宽度，所述羽流角θ对向小于约25°的角度；
f.将所述羽流中的颗粒的速度表征为在约5m/s至50m/s的范围内；
g.从由空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合构成的组中选择所述气体；
h.分散所述至少一种物质，在所述分散步骤期间，由所述预定体积Vgas[ml]的所述加压气体与携带在其中的所述预定量Msub[mg]的混合物形成具有预定分布的气溶胶的羽流；从由以下构成的组中选择所述预定分布：均匀分布、不均匀分布；从由以下构成的组中选择所述不均匀分布：任意分布，所述混合物内的所述至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；从由以下构成的组中选择所述气溶胶的特性：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，所述气溶胶的特性能够根据所述设备的特性确定，所述设备的特性选自由以下构成的组：所述加压气体的所述预定体积、所述物质的所述预定体积、所述加压气体的所述预定压力、所述预定孔口大小、及其任何组合；
i.从由以下构成的组中选择所述物质：气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合；
j.在惰性气氛下或在真空下储存至少一种所述物质以防止在储存期间反应；以及
k.将所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线表征为是大致上线性的形式；
l.当经由所述设备经鼻给药时，所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该方法，所述体积是容器。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：提供所述容器，所述容器包括具有主纵向轴线的胶囊，所述胶囊包括数量n个的隔室，将所述胶囊配置为容纳所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤中的至少一个：
a.向所述胶囊提供一个隔室；
b.向所述胶囊提供一个隔室；n是大于或等于1的整数；
c.提供所述多个隔室中的具有不同体积的至少两个隔室；
d.提供具有相同体积的至少两个所述隔室；
e.提供具有不同横截面积的至少两个所述隔室；
f.提供具有相同横截面积的至少两个所述隔室；
g.提供包含不同物质的至少两个所述隔室；
h.提供包含相同物质的至少两个所述隔室；
i.将所述多个隔室围绕所述胶囊的所述主纵向轴线同轴设置；
j.将所述多个隔室沿所述胶囊的所述主纵向轴线依次设置；
k.将所述多种物质在所述分散期间混合；以及
l.使所述多种物质在所述分散期间反应。
本发明的另一个目的是公开如上所述的方法，还包括以下步骤：从由以下构成的组中选择所述至少一个的横截面形状：楔形、圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：经由能够流体连接到所述设备的外部的端口，将所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质插入到所述容器中。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：为所述端口提供气密封闭，并且以至少一种运动相对于所述设备移动所述端口盖，所述至少一种运动选自由以下构成的组：沿所述设备滑动所述端口盖，使所述端口盖围绕所述设备旋转，使所述端口盖围绕所述设备的外部上的铰链旋转，及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：从由以下构成的组中选择所述物质：气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：在惰性气氛下或在真空下储存至少一种所述物质，从而防止在储存期间反应。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：在将所述物质递送到管中并且测量所述物质沿管向下行进的距离L之后；选择所述粘度η使得L大致上独立于所述物质的粘度η。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中，测量所述物质沿管向下行进的距离L，L＝a6a P+b6a，其中L为cm，P为barg，并且选择a6a为在约0至约116的范围内，b6a为在约0至约306的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中，测量所述物质沿管向下行进的距离L，L＝a6b P3-b6b P2+c6b P，其中L为cm，P为barg，并且选择a6b为在约6.5至约9.75的范围内，b6b为在约-65至约-97.5的范围内，c6b为在约202至约303的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中，测量所述物质沿管向下行进的距离L，L＝a6c Pb6c，其中L为cm，P为barg，并且选择a6c为在约0至约902的范围内，b6c为在约0至3.72的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中，测量所述物质沿管向下行进的距离L，L＝a7a Vgas+b7a，并且选择a7a为在约0至约10的范围内，b7a为在约165至约282的范围内；
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中，测量所述物质沿管向下行进的距离L，L＝b7b Vgas/(a7b+Vgas)；其中L为cm，P为barg，并且选择a7b为在约-0.26至约2.05的范围内，b7b为在约235至约350的范围内；以及
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中，测量所述物质沿管向下行进的距离L，L＝a7c Vgas b7c；其中L为cm，P为barg，并且选择a7c为在约0至约320的范围内，b7c为在约0至约0.96的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：根据P＝ap1 Vsub -bpl计算所述压力P，其中L为cm，P为barg，ap1在从1至20000的范围内，bp1在从1至2的范围内。
本发明的另一个目的是公开该方法，还包括以下步骤：根据以下计算所述释放时间T
T＝av2+bv2(Vgas+Vsub)
其中av2在-100ms至100ms的范围内，bv2在-5至5的范围内，Vgas和Vsub的单位为ml，Vsub为Msub msub，其中msub为物质的分子量。
附图说明
在此参照附图通过仅示例的方式来描述本发明，其中：
图1A-C图示出了现有技术的示例；
图2示出了脸部的横截面，图示了鼻中的区域，其中的材料从鼻转移到身体的不同部分；
图3图示了本发明的设备的实施例；
图4-5图示了胶囊的实施例；
图6-7图示了本发明的设备的实施例；
图8-9图示了用于本发明的设备的喷嘴的实施例；
图10图示了本发明的设备的实施例；
图11图示了在本发明的设备的喷嘴内的气溶胶的形成；
图12图示了实验装置；
图13-16示出了使用该装置的实验结果；
图17-18示出了使用SipNose设备的材料到嗅觉上皮的摄取；
图19-23示出了从设备排出到充油柱的基座中的结果；
图24示出了在从设备排出到封闭管中之后在封闭管中产生的压力；
图25A-C示出鼻铸型和设备到鼻铸型中的排出结果；
图26-33例示了排出深度对各种设备参数的依赖性；
图34图示了渗透进入鼻铸型的深度；
图35图示了标识出羽流角(plume angle)的孔口；
图36A-C图示了不同设备的羽流角；
图37A-B图示了用于不同设备的离开鼻铸型的材料的量；
图38图示了实验装置；
图39A-J示出了使用该装置的实验结果；
图40示出了脑中胰岛素的浓度；
图41A-C示出了血液和脑中胰岛素的浓度；
图42-55图示了时间间隔的粒径测量值；
图56示出了典型的粒径分布；
图57-59示出各种参数对排空时间的影响；
图60A-C示出了气溶胶及其对屏幕的冲击；
图61A-E示出了物质在目标上的沉积；
图62示出了操作条件对羽流宽度的影响；
图63示出了反复激活对压力的影响；
图64示出了在咪达唑仑给药之后的睡眠评分；
图65-68示出了大鼠对咪达唑仑给药的反应；以及
图69-70示出了患有癫痫发作的人在治疗前后的EEG记录。
具体实施方式
与本发明的所有章节一起提供了以下描述，以使本领域任何技术人员能够使用所述发明并阐述发明人实施本发明所设想的最佳模式。然而，对于本领域技术人员来说，各种修改将是显而易见的，因为本发明的一般原理已经被具体地定义为提供一种能够改善药物向预定的期望位置的转移的设备以及提供一种能够改善药物通过组织的递送的设备。
在本发明中，参数和力(例如压力、气体/空气体积孔口直径)的组合使得能够形成优化的气溶胶特性，用于改善气溶胶向目标区域(例如鼻腔中的嗅觉上皮)的递送以及增强该区域的吸收以更好地递送到期望组织(例如脑)。
术语“ul”或“μm”在下文中是指单位微升。
术语“胶囊”或“容器”在下文中是指被配置为容纳可流动物质的容器。术语可流动在下文中是指任何液体、气体、气溶胶、粉末及其任何组合。应当强调，术语胶囊还能够指在其中放置有可流动物质的该胶囊内的预定体积。换句话说，预定体积的大小和形状被设计为包围所述物质的预定体积。
术语“多个”在下文中是指大于或等于1的整数。
术语“嗅觉上皮”在下文中是指鼻腔内专门的上皮组织。嗅觉上皮位于鼻腔的上方顶部。
术语“物质”在下文中是指能够流动的任何物质。这种物质能够是粒状材料，包括粉末、液体、凝胶、浆液、悬浮液及其任何组合。
术语“气体”是指易于压缩的任何流体。本文使用的气体包括但不限于空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合。手动充注的设备通常会使用空气作为载体气体。
术语“沟道”在下文中是指允许流体通过混合机构的至少一部分的通道。沟道能够设置在混合机构的一部分内，形成闭合孔；其能够在混合机构的一部分的外部，在混合机构的一部分上形成凹槽，以及其任何组合。
术语“约”在下文中是指低于或高于引用值的25％的范围。
术语“生物”或“生物反应调节剂”在下文中是指以生物来源制造或从生物来源中提取的材料，例如衍生自人类基因的遗传工程蛋白质或这种蛋白质的生物有效组合。
本文的所有压力都是相对于大气压力的表压。本文将使用“gauge”的标准缩写，即“g”，来书写压力单位。例如，大气压力为0barg，大气压力之上1bar(巴)的压力为1barg。
术语“释放时间”在下文中是指药物和载体气体大致上完全离开设备的时间。通常，释放时间受激活时间的影响，并且反映了设备从ACTIVE(激活)配置重新配置到INACTIVE(非激活)配置的时间，反之亦然。
术语“设备”、“本设备”、“SipNose设备”和“SipNose”将被互换使用以指代本发明的设备。
在下面所示的设备的所有实施例中，相同的附图标记指代相同的功能。
本文所示的所有附图都是说明性的，并且都不是按比例的。
本发明教导了一种用于将预定量的物质(优选地包括药物或药物的组合)递送到受试者的身体腔道中的设备，所述腔道包括任何的身体自然腔道，包括鼻孔、口、耳、喉咙、尿道、阴道、直肠及其任何组合。
在设备的优选实施例中，设备包括递送机构和药物胶囊，如下文所述。该设备能够将广泛的药物和材料应用到鼻腔用于局部效应，将广泛的药物和材料通过鼻腔递送到全身循环，通过鼻腔将广泛的药物和材料递送至中枢神经系统(CNS)、脑、脊髓和相关神经及其任何组合。
要应用的药物可以是但不限于药物、天然化合物、生物制剂、激素、肽、蛋白质、病毒、细胞、干细胞及其任何组合。
然而，应当强调的是，该设备能够单独提供，也能够与胶囊组合。
在一些情况下，胶囊将在其内设置有已知药物，并且在其他情况下，胶囊将在使用前“充满”药物。
在本发明的一些实施例中，能够共同优化设备操作特性和物质特性，以在期望部位处最大化物质的摄取。在这些实施例的优选变型中，通过利用由设备产生的递送特性与由所递送材料的制剂或组分产生的递送特性之间的协同作用来进一步优化摄取。
在一些实施例中，物质包含一种或更多种试剂，以凭借粘膜粘附剂和/或渗透性增强剂和/或纳米颗粒或大颗粒范围内的颗粒制剂及其任何组合来优化通过粘膜的递送。在这样的实施例中，设备和物质的组合增强了活性剂向目标区域(鼻上皮，更特别是嗅觉上皮)的递送和从其向目标组织(例如脑)的递送。
非限制性示例是包含待递送药物和至少一种化学渗透增强剂(CPE)的组合物。在优选实施例中，组合物包含两种或更多种CPE，其通过使用鼻递送设备以添加的方式影响或协同地起作用以增加上皮的通透性，同时向细胞提供可接受的低水平的细胞毒性。选择一个或更多个CPE的浓度以提供最大量的总体潜能(OP)。另外，CPE是根据治疗选择的。主要通过细胞间转运起作用的CPE优选用于将药物递送至上皮细胞。主要通过细胞旁转运起作用的CPE优选用于通过上皮细胞递送药物。本文还提供了粘膜粘附剂，其能够延长目标组织/粘膜对活性剂的暴露时段，以增强活性剂向粘膜并通过粘膜的递送。
与现有技术的鼻递送设备和技术相比，本发明的设备能够在鼻腔中或在目标区域以及目标组织的位置处的其他期望的身体腔道中产生细小气溶胶，而不是仅在设备内或从设备离开后紧接着产生气溶胶。利用作为驱动力的压力和作为载体的空气允许材料作为气溶胶和预雾化状态的混合物从喷嘴释放。所得气溶胶的性质通常取决于设备和设备排出到其中的介质的性质。影响气溶胶特性的设备的性质是递送压力、递送气体的体积、其孔口的特性以及激活时间。
在一些实施例中，气溶胶性质与所递送的物质相当独立，而在其他实施例中，能够共同优化压力、体积、孔口特性和递送物质性质。
在现有技术的设备中，气溶胶在设备的出口附近产生。通常，气溶胶包括气溶胶的宽“扇”和低驱动力。因此，大的液滴通常从设备非常靠近出口沉积，而较小的液滴往往快速接触通道的壁，使得沉积通常主要靠近设备的递送端，其中很少的物质达到身体腔道中较深的期望部位，例如鼻的中部和上部鼻甲。
相比之下，在本设备中，气体和物质的预雾化混合物作为气溶胶和预雾化材料(流体或粉末)的混合物利用显著的驱动力离开设备。当预雾化材料撞击鼻通道的壁时，它将“爆炸”成为能够被压力驱动深入到鼻通道以在期望区域中沉积的细小气溶胶。
图1A-D图示了意在将药物递送到鼻通道的现有技术的胶囊。图1A图示了来自Wolfe Tory的LMA MAD鼻雾化器，图1B图示了典型的鼻泵，图1C图示了简单盐水鼻喷雾器(Simply Saline nasal spray)，图1D图示了Optinose呼吸动力递送设备。
典型的现有技术设备释放雾化药物。然而，都有严重的限制。
LMA MAD鼻雾化器(图1A)包括注射器，因此如果用户小心，则剂量大小能够相当准确。然而，通过用户按压柱塞来提供递送压力，使得递送速度和递送压力(及液滴大小)的控制取决于用户按压柱塞难度，这使得这些参数难以控制。此外，注射器柱塞经受粘滑动作，特别是在开始按压时，使得递送参数更难以准确控制。
由于由用户在激活期间施加的压力来提供递送能量，所以诸如鼻泵(图1B)的设备在每次激活时通常不提供固定剂量。通常，在用户激活之后产生的液滴的大小存在很大的离散性，使得难以将药物准确地瞄准到期望位置。
简单盐水鼻喷雾器(图1C)包括加压容器。按下按钮以释放内容物的一部分。每次激活降低了容器内部的压力，从而降低了递送的速度和压力，并改变了液滴大小。激活时间的长度取决于按钮保持按压的时间，因此对所递送的量的控制几乎没有。
Optinose呼吸动力递送设备(图1D)是以呼吸为动力的。它使用包含单剂量药物的胶囊，因此剂量大小被很好地控制。然而，递送速度和递送压力(及颗粒物离散性)取决于用户呼气入设备的难度以及用户持续呼气的时长。此外，呼气开始时的呼气压力通常高于结束时的，所以递送参数在递送期间会有变化。
不同于本发明的设备，现有技术的设备都未提供对包括剂量体积、载体体积、压力和递送速度的所有递送参数的精确控制。
与现有技术的设备不同，本发明的设备(SipNose设备)的另一个优点是，它能够被配置为在高压下精确地递送大体积(>100ul)，使得能够如针对小体积一样可靠且可重复地针对大体积产生高速气溶胶。
图2图示了进入鼻孔的物质沉积的位置。典型的位置是(a)在通过下鼻甲(240)后沉积在肺中，从而使物质能够穿过肺的肺泡的壁转移；(b)沉积在内衬鼻通道的粘膜中，特别是下鼻甲(240)和中鼻甲(230)，便于将物质转移到血液中；以及(c)沉积在上鼻甲(220)的嗅觉上皮粘膜中，便于通过嗅觉神经末梢(250)经由薄筛骨(未显示)将物质(通常为气溶胶)转移到脑，其中气体和物质的混合物经由递送端进入身体腔道。通常，排出(递送)时间小于约500ms。
下面公开的实施例公开了用于在预定压力下提供预定体积的气体的设备和方法的非限制性示例。
图3示出了设备的示例性实施例。在图3的实施例中，活塞(8)用来压缩气体。活塞通过由可旋转的连接器(13)而附接到活塞(8)的杆(4)移动。活塞(8)气密地并且可滑动地装配在空气室(2)中。杆(4)在其近端处可旋转地附接到手柄(3)，使得杆(4)的远端能够从手柄(3)拉离以使活塞(8)朝向设备的近端缩回并将空气拉入空气室(2)中，并且能够从手柄(3)推动杠杆(4)的远端以使活塞(8)朝向设备的远端延伸并压缩气体。在使用时，将接口件(5)放置在口中，并将接鼻件(6)放置在鼻孔中。在接口件(5)上吸气激活设备(未图示的机构)，从空气室(2)释放压缩的气体，由此气体从中通过物质胶囊(21)并通过接鼻件(6)的远端离开设备。
图3中公开的实施例通常可配置成四个状态：(a)非激活状态，其中阀处于其非激活配置，室包含非加压气体，并且与阀流体连接的室的部分处于最小值，(b)预激活状态，其中阀处于其非激活配置，室包含非加压气体，并且与阀流体连接的室的部分处于最大值，在该阶段要进入身体腔道的尖端(递送端)能够在“真空”条件下或不在该条件下，(c)装载配置，其中室包含预定量的加压气体，并且阀处于其非激活状态，以及(d)激活状态，其中阀处于其激活状态。典型地，激活状态将从设备释放的气体和物质的混合物排出设备，经由递送端进入身体腔道。
气溶胶的特性，即其大小、形状和速度取决于气体从室离开的速度、递送的空气的体积、递送孔口的特性以及激活时间。气体从室离开的速度和递送的空气的体积取决于在装载状态下的室中的气体的压力、在装载状态下的室的体积、以及室与递送孔口之间的流体连接的特性。在激活期间和激活之间在这些特性方面改变越少，则设备将越可靠且越可再生。因此，在控制流体连接的特性时，需要考虑打开阀门所需的时间。在本发明的设备中，阀打开时间既可再现又可短，并且不以任何方式取决于用户，因此递送包括气体的短且可再现的高速脉冲。
非激活状态和装载状态似乎相同；它们的不同之处在于，在装载状态下，室包含加压气体，而在非激活状态下，室不包含加压气体。
在一些实施例中，包括旨在用于紧急情况或日常家庭用途的实施例，该设备是仅具有两种状态(装载状态和激活状态)的一次性设备。以装载状态提供设备；触发机构的激活将气体和物质排出。
在其他实施例中，以预激活状态提供设备。用户通过对气体加压而将设备变换成装载状态，并激活触发机构以排出气体和物质。
胶囊能够是单隔室或多隔室。单隔室胶囊能够包括柔性硅胶管，优选地在两端处被密封。
多隔室胶囊能够在不同隔室中包含物质的不同组分；至少一个隔室能够包含载体气体，以及其任何组合。
在一些实施例中，存在用于载体气体和物质的单个胶囊。一些实施例针对物质和气体具有分开的胶囊。
一些实施例将气体保持在气体保持室中。气体保持室能够在制造时被填充，或者能够通过充注机构填充至预定压力。
一些实施例将物质保持在保持室中。保持室能够在制造时填充，或者能够通过诸如但不限于注射器的填充机构填充。
应当强调的是，本发明涉及一隔室胶囊以及多隔室胶囊。
图4A-E示出了多隔室胶囊的示例性实施例。
在多隔室胶囊中，壁将胶囊分成隔室。隔室能够具有大致相同的体积或不同的体积，以及相同的厚度或不同的厚度；如果是圆形的，则它们能够具有相同的直径或不同的直径。它们能够在端面具有相同的面积或不同的面积。
隔室一起能够形成胶囊的体积的大部分，或者它们能够形成胶囊的体积的一小部分。
隔室壁能够成角度地或线性地相等地间隔开，或者它们能够不相等地间隔开。间隔能够是任意的，它们能够是规则的，它们能够遵循图案，以及其任何组合。
隔室能够在胶囊的边缘附近或在胶囊内的其他位置处。
在使用之前，隔室优选地被气密密封以防止其中所含的物质的混合。
隔室壁的形状能够大致上类似于胶囊壁(对于非限制性实例，透镜状胶囊内的透镜状壁)，或者隔室的壁的形状中的至少一个与胶囊的横截面的形状不同。(对于非限制性示例，圆形胶囊内的透镜状壁。)
隔室壁能够是不易碎的或易碎的。易碎壁允许在物质离开隔室之前相邻隔室的内容物混合或反应。
隔室能够但不一定在至少一端处具有易碎膜。
任何隔室都能够包含一种物质或物质的混合物；任何两个隔室都能够包含相同的物质或其混合物，或不同的物质或其混合物。
胶囊壁和隔室壁的任何组合的材料能够是刚性的、半柔性的、柔性的以及其任何组合。柔性或半柔性的隔室壁或胶囊壁能够在激活期间减少空气路径中的死空间-低气流区域。
在图4A中所示的实施例中，隔室(130)同轴地设置在外部被膜(110)内，其中隔室彼此嵌套。中央隔室形成圆筒，其余的隔室(在图4A的示例性实施例中为3个)各自形成圆筒的环。嵌套隔室不需要同轴。
在图4B中示意性地图示的实施例中，胶囊(100)包括包围由壁(120)分开的n个成角度地设置的隔室(130)的外部被膜(110)，其中n小于约10。在图4B中所示的实施例中，n为例如6。
在图4C中示意性地图示的实施例中，胶囊(100)包括外部被膜(110)，外部被膜(110)包围在胶囊(130)的边缘附近的6个成角度地设置的圆筒形隔室、中央隔室(140)以及辅助隔室(150、155)，总共14个隔室。
实际上，图4C中所示的实施例将具有不超过约20个隔室。
在一些实施例中，没有中央隔室(140)。
在所示的示例性实施例中，辅助隔室是中空的，包含物质。在其他实施例中，辅助隔室(150、155)中的至少一个由固体材料构成，从而形成胶囊结构的一部分。
在优选实施例中，中央隔室(140)和中央辅助隔室(155)是实心的，形成该结构的实心中央芯。其余的隔室(130、150)包括物质，其中在优选实施例中，隔室(130)包含诸如药物的物质，并且辅助隔室(150)包含优选压缩气体的推进剂。
在图4D中所示的示例性实施例中，隔室(130)在外部被膜(110)内形成切片。在图4D的示例性实施例中，切片中的一些具有平行的边，而中心切片是楔形的；在其他实施例中，所有切片具有大致上平行的边。在其他实施例中，多个切片是楔形的。切片型胶囊能够具有多达约10个隔室。
在图4E中所示的示例性实施例中，隔室(130)纵向布置，其中段之间的壁是易碎的。能够使用任何数量的这种隔室，隔室的长度能够不同。
这些实施例仅仅是示例性的；能够使用上述布置的任何组合。
在所示的示例性实施例中，将隔室分开的壁是平面的。在其他实施例中，壁能够形成规则形状或不规则形状的曲线。
至少一个隔室的主纵向轴线能够平行于胶囊的主纵向轴线，其能够螺旋地设置，其能够与胶囊的主纵向轴线成一定角度，以及其任何组合。
隔室的主纵向轴线能够是直的，它们能够形成规则的曲线，它们能够形成不规则的曲线，以及它们的任何组合。对于任何一对隔室，主纵向轴线能够相同或它们能够不同。
在大多数实施例中，胶囊的上游闭合表面(未图示)和下游闭合表面(未图示)的至少一部分是易碎的或可拆卸的，使得当破碎或以其他方式去除时，药物能够被递送到期望的沉积位置。在这些实施例的变型中，至少一个闭合表面的不同部分具有不同的断裂强度，使得不同部分能够在药物递送期间的不同时间断裂，从而使得能够在不同隔室中差别混合医药制剂或差别递送至少两个隔室中的药物。
在一些实施例中，胶囊的侧表面的至少一部分是易碎的，从而能够实现另一混合路径或递送路径。
胶囊能够是具有圆形横截面的圆柱形(如图所示)，具有卵形、椭圆形、透镜状或多边形横截面的圆柱形，多边形具有至少3个边且不大于约20个边。多边形能够是规则的或不规则的。
胶囊能够是球形、椭圆形、卵形、枕形、足球形、星状及其任何组合。胶囊能够形成规则或不规则的形状。
隔室能够具有通过设备的大致上恒定的横截面，或者横截面能够在面积、形状或其任何组合中变化。
图5图示了胶囊中的混合室的示例性实施例的分解图的示意图，胶囊的被配置为混合组合物中的组分的部分。在该示例性实施例中，示出了胶囊的被膜(110)和胶囊的上游闭合表面(1010)。还示出了混合机构(1020)，在这种情况下是一部分式机构。物质隔室未示出。
在该示例性实施例中，混合机构(1020)在混合机构(1020)的周围包括螺旋设置的空气沟道(1022)。混合机构(1020)的中心部分是实心的，迫使载体气体和物质穿过沟道(1022)。通过使气体所穿过的沟道变窄，并且通过改变气流的方向，增强物质的混合。混合机构(1020)装配在胶囊(100)的被膜(110)内，并且混合发生在胶囊(100)内。
在一些实施例中，使用单个沟道。这能够具有环形、圆形、多边形、透镜状、饼形不规则或其任何组合的横截面。沟道主纵向轴线能够穿过胶囊的任何部分。非限制性实例包括圆形横截面，其中主纵向轴线在胶囊中心处，以及在胶囊周边处的环形横截面，其中主纵向轴线在胶囊中心处。
在一些实施例中，胶囊包括两个单元，一个单元包括至少一种物质，一个单元包括混合机构，使得物质离开隔室，然后在混合机构中混合。
在其他实施例中，混合机构(1020)包括贯穿其横截面设置的沟道。
沟道能够横跨横截面任意布置，横跨横截面规则布置，或横跨横截面不规则布置。
沟道能够被线性地设置，平行于胶囊的主纵向轴线；或线性地并且对胶囊的主纵向轴线以一定角度设置。
至少一个沟道的主纵向轴线能够相对于混合机构的主纵向轴线、相对于与主纵向轴线垂直的轴线或其任何组合而弯曲。
能够使用上述沟道形状的任何组合。
沟道横截面的形状能够沿沟道的长度大致上相同，形状能够沿沟道的长度改变，横截面的大小能够沿沟道的长度改变，及其任何组合。
沟道的横截面的形状能够沿沟道的长度以相同的方式变化，或者它们能够以不同的方式变化。
沟道的横截面的形状能够对于所有沟道相同，或者至少两个沟道的横截面的形状能够不同。
沟道的横截面的大小能够沿沟道的长度以相同的方式变化，或者它们能够以不同的方式变化。
沟道的横截面大小能够对于所有沟道相同，或者至少两个沟道的横截面的大小能够不同。
在一些实施例中，混合机构(1020)包括多个纵向部分，其中所述部分具有流体连接的沟道，但是沟道在纵向上不同地设置。对于非限制性示例，两部分式设备能够具有螺旋设置的沟道，其中在第一部分中具有左旋螺旋，并且在第二部分中具有右旋螺旋。
在一些实施例中，在两个部分中存在不同数量的沟道。在其他实施例中，在两个部分中存在相同数量的沟道。
在其他多部分式混合机构(1020)中，包括沟道的部分通过大致上无沟道的区域流体连接。
混合机构能够包括1至10个区域。各个区域能够具有任何上述的沟道设置。
在一些实施例中，能够通过整体式混合机构(一部分式设备或多部分式设备)进行混合。在其他实施例中，能够通过端对端地设置多个单部分机构(彼此抵接或具有间隔物以提供无沟道区域)来进行混合。
在混合过程期间，第一可流动物质和第二可流动物质能够彼此机械混合并与空气或其他气体混合，它们能够彼此反应，及其任何组合。
在一些实施例中，能够通过沉积在混合区域的壁上或其一部分上的催化剂来增强至少一种可流动物质的反应。
胶囊的标准，无论是单隔室还是多隔室，都能够进行优化以包括：确保单剂量的物质以其整体被递送，确保单剂量包含预定量的物质，确保剂量被递送到鼻的期望区域，并且确保剂量的递送造成患者的最小可能的不适。能够针对各个特定组合优化这些标准的任何组合，从而产生胶囊的不同实施例。
也能够优化胶囊，以易于插入到递送设备，易于从递送设备去除，在储存期间内容物的稳定性，用于胶囊材料对环境劣化的抵抗，用于抵抗不期望的断裂，用于使用的可靠性，用于混合的完全性，用于反应的完整性，及其任何组合。
在一些实施例中，胶囊包括被配置为在空气接触用户之前从空气中去除选自由颗粒、颗粒物、细菌、病毒、湿气和不期望的气体组成的组中的至少一种的过滤器。这种过滤器通过防止令人不愉快的气味或口味到达用户并通过防止颗粒或颗粒物到达用户能够使使用该设备的体验对于用户而言更加愉快并且更安全。通过去除细菌和病毒，能够防止用户的感染。
在一些实施例中，胶囊仅包含单一剂量的物质，每次使用后胶囊被替换。在其他实施方案中，胶囊包含多个剂量的物质，优选分开包装，使得剂量对于每次使用是新鲜的。
在物质的分散期间，穿过胶囊的气体携带包含在隔室内的物质，使得物质在分散的混合物内具有预定分布，其中预定分布能够是匀质分布或异质分布。异质分布能够是：任意分布、混合物内的至少一种物质的分散遵循预定图案的分布、及其任何组合。
根据本发明的另一实施例，在设备变换成所述预激活状态期间空气到室中的运动使得在胶囊附近或胶囊中的区域中产生真空。
图6-7示出了具有机械触发机构的设备的实施例的装载和触发区域的示例性实施例，所有这些设备都被配置为完全、快速和可再现地打开，其中阀打开的时间可再现，而独立于用户可以如何操作设备。例如，在本文描述的抽吸设备中，弱抽吸将在与强抽吸相同的时间段内引起相同的完全打开，并且，在本文公开的机械设备中，触发机构的缓慢激活将在与触发机构的快速激活相同的时间段内引起相同的完全打开。
在一些实施例中，设备的装载区域包括至少一个过滤器，以在空气接触用户之前从空气(或其他气体)中去除选自由颗粒、颗粒物、细菌、病毒、湿气和不期望的气体组成的组中的至少一种。
优选地，在从外部环境(房间、周围区域)到空气室的入口处将空气或气体过滤。可选地或另外地，能够在从空气室的出口处、同时在装载空气室内及其任何组合处将空气过滤。
图6A-D示出了具有夹紧触发机构的设备(1000)的装载部分的优选实施例。图6A示出了设备的侧视图，图6B示出了沿图6A中的线AA截取的横截面，图6C示出了分解图，图6D示出了立体图。
设备包括与中空的下游部分(1889)流体密封连接的中空上游部分(1881)。在该实施例中，激活机构(1880)包括杯形插入件(1884)，该杯形插入件(1884)紧贴地且流体密封地配合在设备的中空内部。插入件(1884)的外缘优选地固定到激活机构(1880)的外壁，其内缘(1885)能够在激活机构(1880)的内壁(1886)(优选管状)上滑动。在激活机构(1880)的关闭位置，止动件(1882)由插入件的内缘(1885)牢固地保持。
激活机构(1880)的内壁包括通孔(1883)。在该实施例的一些变型中，柔性管(1888)流体密封地固定到壁(1886)，使得在抵接止动件(1882)的壁的至少一部分中存在柔性管。在该实施例的其他变型中，柔性管(1888)穿过孔(1883)。
在激活机构的该实施例的优选变型中，在关闭位置中，止动件(1882)装配并位于内壁(1886)中的孔中。在其他变型中，止动件(1882)装配并位于内壁(1886)中的凹陷中。
当激活机构(1880)处于关闭位置时，柔性管(1888)被夹紧在止动件(1882)和通孔(1883)的内侧之间。
当激活机构(1880)被激活时，插入件(1884)沿壁向上滑动，释放止动件(1882)，使得柔性管(1888)中的夹紧区域被释放，从而释放加压气体并使物质分散。
在图6中所示的实施例中，能够通过在抽吸机构(1810)上抽吸、在杯状插入件(1884)上方产生部分真空并将其向上拉动从而释放止动件(1882)，或通过按下可压杆(1870)来将激活机构激活。按下可压杆(1870)使其向内，使得可压杆的斜面部分(1782)向上推动杯形插入件(1884)，从而释放止动件(1882)，释放加压气体并使物质分散。
在一些实施例中，柔性填充材料(例如但不限于柔性管)能够放置在包含要递送的物质的设备(未示出)的区域内，以减少设备内的死空间。减少死空间将不会影响释放后形成的气溶胶的特性，但是将会降低压力损失并增加设备内的空气速度，从而大致减少在激活完成后残留在设备内(胶囊内或粘附到设备的内壁(例如喷嘴内))的残留物质。在本领域中众所周知的是，在设备的后续使用中能够释放递送设备内的残留材料，并且在设备的给定使用期间释放的这种残留材料的量是非常可变的。因此，最小化设备内的残留物质将提高递送的准确性和再现性，从而通过最大化实际从当前胶囊递送的物质的分数，并通过最小化设备的壁上的残留物质的量，来提高其重复性和可靠性。
应当注意，胶囊(以下公开)被设计为避免胶囊自身内的残留体积，因为即使在单剂量或一次性胶囊的情况下，在处理包含残留量的有害药物或组合物中的其他有害成分的胶囊中仍存在安全问题。
其他触发机构包括但不限于可释放卡扣、可压按钮、可检测的预定声音模式、可检测的预定光模式、可移动杆、可从第一位置移动到第二位置的滑动件、可旋转旋钮被旋转、配置的可释放闩锁及其任何组合。
预定声音模式能够是：恒定音调声音、变化音调声音、恒定音量声音、变化音量声音及其任何组合。
预定光模式能够是：恒定色光、变色光、恒定亮度光、变化亮度光及其任何组合。
在一些实施例中，设备包括单向阀，使得气体能够从充注机构流动到递送端，但不能在相反方向上流动。
在一些实施例中，待分散的物质(其能够包含任何数量的物质)能够作为待分散的物质或作为一种或多种前体存储在胶囊内，其中胶囊能够放置在设备内，如下文所述。在这样的实施例中，胶囊在激活期间一次全部或分阶段破裂，从而使物质分散。
在其他实施例中，以常规方法制备的物质可引入设备内的保持室中，并且在激活设备时，使物质分散。这种实施例能够用作紧急分散设备，因为能够将任何可流动物质引入到保持室中，并且因为不具有用于分离前体或用于在室中提供惰性气氛的设施的保持室不意图长期储存物质。
在一些实施例中，能够放置胶囊的胶囊室也能够用作保持室，使得物质能够从胶囊或直接从保持室分散。
在其他实施例中，插入件能够放置在胶囊室内，其中插入件的内部是保持室。
在图7A-C中示出了激活机构的实施例，可引入任何可流动物质的分散设备(1000)。未示出充注机构。图7A示出了实施例的侧视图，图7B示出了实施例的俯视图，图7C示出了沿图7B中的线AA截取的横截面。
在该实施例中，将物质装载到设备中的工具是注射器(2000)。注射器(2000)能够放置在注射口(图7C中的2100)中，并且注射器柱塞被压下，使得可流动物质进入设备(1000)内的分散室(2200)。在将物质注入到室中之前、期间或之后，能够以本文所述的任何方式(使用本文所述的或本领域已知的任何激活机构)对设备进行充注。
在一些实施例中，注射器留在注射口中。在其他实施例中，为注射口提供盖(2300)，使得在将物质装载到室中之后，能够通过盖将注射口密封。如图7的实施例中所示，盖(2300)能够纵向滑动到注射口(2100)上和从注射口(2100)纵向滑动离开。在其他实施例中，它能够围绕设备旋转或螺旋以覆盖或揭开注射口(2100)，它能够围绕设备的主体上的铰链旋转，使其翻转到注射口(2100)和从注射口(2100)翻转离开，或者能够使用将口密封的任何其他方法。在所示的实施例中，在打开位置，注射器穿过盖中的孔以到达室。在盖中能够使用上述实施例的任何组合。
在一些实施例中，物质被储存在设备中的胶囊或密封隔室中。在激活之前或期间，胶囊或密封隔室被破坏并且胶囊上的压力(例如通过按下按钮来移动内置注射器的活塞)迫使内容物进入分散室(2200)。将穿过分散室(2200)的气体分散，然后携带物质并将其递送。
在具有分开的储存室和保持室的设备的一些实施例中，胶囊包括注射器或类似隔室、橡胶活塞和密封件的注射器。注射器和活塞的纵向轴线与设备的纵向轴线成直角。活塞上的压力以类似于图7中的注射器(2000)和保持室(2200)的方式将物质从注射器移动到保持室中。
在所示的实施例中，使用夹紧触发机构(如上面在图6中所示)，但能够使用本文所述的任何其他激活机构或本领域已知的任何常规阀。
参见图7-9，示出了喷嘴(1100)的三个示例性实施例。在图8和图9二者中，喷嘴(1100)具有直径比喷嘴更大的尖端延伸部(1110)，尖端延伸部大致上围绕喷嘴(1100)的远端。在图7中，喷嘴尖端大致上是圆锥形的，缺少可选的尖端延伸部(1110)。
在图8和图9二者的示例性实施例中，尖端延伸部(1110)在其中具有孔(1112)以允许物质从延伸部侧向离开，并且尖端(1110)在其远端具有至少一个孔(1113)，以允许物质从喷嘴(1100)纵向离开。图8A-D示出了具有尖端延伸部(1110)的喷嘴(1100)的实施例。图8A示出了从远端看的喷嘴(1100)的立体图，而图8B示出了侧视图。图8C示出了沿图8A中的AA线的喷嘴的横截面，而图8D示出了在图8C中的喷嘴的尖端处的圆圈区域B的放大图，更详细地示出了喷嘴的尖端和尖端延伸部。能够清楚地看到尖端延伸部(1110)中的孔(1112)和尖端中的孔(1113)。在一些实施例中，喷嘴(1110)仅具有侧孔(1112)，使得没有物质从喷嘴(1110)的远端逸出。
在优选实施例中，尖端延伸部的远端不包括任何纵向突起，在开口(1113)周围的区域中是大致上平坦的，并且在非平面的情况下，从开口的平面向近侧延伸。
为了防止材料从鼻通道逸出或进入鼻腔中不期望的区域，在一些实施例中，喷嘴包括中间延伸部，可膨胀部分(1120)。图9示出了具有尖端延伸部(1110)和可膨胀部分(1120)的喷嘴的实施例。图9E和9G示出了从近端看的喷嘴的立体图，而图9A和9C示出了喷嘴(1100)的侧视图。图9B和9D分别示出了沿图9A中的线AA和沿图9C中的线BB的喷嘴(1100)的横截面。图9F示出了图9B中的喷嘴的中央的圆圈区域C的放大图，而图9H示出了图9D中的喷嘴的中央的圆圈区域D的放大图。
图9A、9B、9E和9F示出了具有未膨胀的可膨胀部分的喷嘴，图9C、9D、9G和9H示出了具有已膨胀的可膨胀部分的喷嘴。
在图8-9的示例性实施例中，尖端延伸部和膨胀的中间延伸部是大致环面的；在其他实施例中，它们能够是大致上球形的、大致上卵形的、大致上椭圆形的、大致为圆锥体的平截头体(优选具有圆形远侧边缘)、大致上圆锥形(优选具有圆形远侧边缘)及其任何组合。
喷嘴尖端和尖端延伸部(1110)具有多个孔(1112、1113)，其将喷嘴(1100)的孔流体地连接到设备的外部，从而允许材料从设备的内部离开。在所示的示例性实施例中，具有在喷嘴的远端中的孔(1113)(图8A和C；在图9中未示出)以及在尖端延伸部(1100)中的四个孔(1112)。喷嘴的延伸部和远端都能够具有更多或更少的孔，并且在一些实施例中，一者或另一者能够没有孔。孔(1112)能够围绕延伸部的周边规则地间隔开，孔(1112)能够围绕周边不规则地间隔开，孔(1112)能够集中在周边的预定部分中，及其任何组合。类似地，尖端的远端中的孔能够在尖端中规则地或不规则地间隔开。
在一些实施例中，延伸部(1110)能够被填充，能够包括软材料，能够包括柔性材料及其任何组合。
延伸部(尖端延伸部和中间延伸部二者)能够具有许多功能。这种功能的非限制性列表是：(1)确保喷嘴(1100)在鼻通道中的正确定位，其中正确位置能够是喷嘴(1100)在鼻通道中的中央、喷嘴(1100)接触鼻通道的预定部分或喷嘴(1100)更靠近鼻通道的预定部分，(2)密封鼻通道，使得材料不能从其中逸出，(3)密封鼻通道，使得物质不接触其不期望的部分，(4)密封鼻通道，使得物质保留在鼻通道的预定区域中，(5)通过提供柔软的和/或柔性的接触区域及其任何组合，减少喷嘴与鼻通道之间的接触的不适，特别是在延伸部意在密封抵靠鼻通道的壁的实施例中。正确的定位能够用于以下目的：改善物质向预定区域的递送、防止由鼻分泌物堵塞孔、防止由与鼻通道、粘膜的接触堵塞孔、及其任何组合。
喷嘴延伸部(在激活过程中膨胀的那些和具有预定形状且不膨胀的那些)能够：(1)以喷嘴尖端自身从鼻腔去除的方式附接到喷嘴，或(2)具有可从喷嘴尖端释放的选项，使得它们停留在鼻腔中直到被用户或看护者拉出，或其任何组合。在至少一个喷嘴延伸部保留在鼻腔中的实施例中，优选地，在预定时间之后，优选短时间之后，去除喷嘴延伸部或延伸部。
在一些实施例中，喷嘴(1100)中的孔(1112)大致上不在与喷嘴(1100)的主纵向轴线垂直的平面中。在这样的实施例中，孔(1112)能够设置成沿与喷嘴(1100)的主纵向轴线平行的线、沿围绕喷嘴(1100)形成螺旋的线、不规则地在喷嘴(1100)的远端部分中、在喷嘴(1100)的远端部分中规则间隔开、及其任何组合。
因此，药物的分散能够大致上从与喷嘴(1100)的主纵向轴线垂直的环(围绕延伸部1110的边缘的孔(1112))、从与喷嘴(1100)的主纵向轴线垂直的圆(喷嘴的延伸部(1110)的远尖端中的孔(1113))、从与喷嘴(1100)的主纵向轴线平行的线(孔(1112))或以围绕喷嘴(1100)的主纵向轴线的螺旋、或者从沿喷嘴(1100)的侧面延伸的体积的表面的至少一部分。
在一些实施例中，选择尖端延伸部(1110)的大小，使得延伸部(1110)大致上沿其整个圆周与鼻通道接触。在这样的实施例中，在喷嘴(1100)的远尖端中的材料出口孔(1113)或延伸部(1110)的远侧面上的孔(1112)不能到达靠近延伸部(1110)的区域并且将仅到达在鼻通道中比延伸部(1110)更深的区域。在这样的实施例中，物质将到达鼻通道的上部。
在延伸部(1110)与鼻通道接触的位置处从孔(1112)离开的材料将直接沉积在鼻通道的壁上。在这样的实施例中，沉积处于非常窄的带中；能够为关注材料定制带的位置。
离开靠近与鼻通道的壁接触的延伸部(1110)的区域的孔(1112)的材料将不能到达与鼻通道的壁接触的延伸部(1110)的区域远侧的位置，并且因此将沉积在鼻通道的下部。
返回到图9，在本实施例中，可膨胀部分(1120)围绕喷嘴(1100)。在其他实施例中，可膨胀部分(1120)能够部分地围绕喷嘴(1100)。能够使用单个可膨胀部分(1120)或多个可膨胀部分(1120)。可膨胀部分能够在喷嘴的表面上，或者它能够被存储在喷嘴内，当其膨胀时弹出。可膨胀部分能够在膨胀时具有预定形状。可膨胀部分的面朝外部分的形状能够是球体表面的一部分，能够是圆柱体的一部分，锥体的一部分，或者能够符合鼻通道的预定部分的形状。这种成形有助于确保在充气时一个或多个可膨胀部分温和地引导喷嘴，使得其位于相对于鼻通道的位置或鼻通道的正确部分。当设备就位时，还能够减轻用户的不适，或者如果从设备上可拆卸，则能够在被用户或看护者去除之前将鼻通道密封一段时间。
可膨胀部分(1120)优选地在将设备插入鼻通道之后充气。能够在激活设备之前或之时充气。
应当注意，设备的实施例不限于图4-9中所示的示例性实施例。
在递送到鼻孔的实施例中，能够通过诱导用户的嗅闻来改善物质的递送。
嗅闻(例如，当嗅闻到某些东西时，通过鼻短而急促地呼吸)与软腭(缘膜，Velum)位置高度相关。嗅闻通过专门的嗅觉运动系统以气味依赖的方式迅速调节，并影响鼻腔的后端处的软腭的位置。当通过鼻嗅闻时，腭处于其上部位置，以导致鼻腔与口腔之间的分离。
除了有意识的控制以外，嗅闻可能被用作鼻中的刺激物或气味的化学物质反射地引起。能够实时调节总体嗅闻持续时间和模式，以优化嗅觉感知。当嗅觉系统遇到浓缩气味剂时，嗅闻活力降低且嗅闻时间缩短；当遇到稀释气味剂时，嗅闻活力增加且持续时间延长。气味愉悦也影响嗅闻；嗅闻活力和持续时间在嗅到令人愉快的气味时增加，并且在嗅闻到令人不愉快的气味时降低。
在优选实施例中，本文公开的设备能够将气味剂释放到用户的鼻腔中，以便反射地引起嗅闻。气味剂能够是单一气味剂或气味剂的混合物，并且能够包含来自不同化学族的化合物，非限制性实例为：
·酯类：乙酸香叶酯、乙酸乙酯、乙酸苄酯、乙酸辛酯。
·线性萜类：香叶醇、柠檬醛、香茅、橙花叔醇。
·环状萜类：萜品醇、侧柏酮。
·芳香族：丁子香酚、香草醛、茴香醚、百里酚。
·胺：吲哚。
还有醇、醛、酯、酮、内酯和硫醇的芳族化合物。
在优选实施例中，物质包含在胶囊内。胶囊能够具有单个隔室，也能够是多隔室的。胶囊能够包含广泛的药物和材料。芳族化合物能够储存在喷嘴中，或者喷嘴或其一部分能够用芳族化合物浸渍，以便当喷嘴尖端被放置在鼻腔中时触发缘膜的关闭。递送能够用于局部效应，至体循环、至中枢神经系统(CNS)、至脑(优选经由嗅觉上皮)、至脊髓和相关联的神经，及其任何组合。
如上所述，要递送的药物和材料能够是但不限于药物、天然化合物、生物制品、激素、肽、蛋白质、病毒、细胞、干细胞及其任何组合。
储存的一种或多种物质如果足够薄，则能够作为液体、气溶胶、粉末、浆液、悬浮液或凝胶储存。一种或多种物质能够与或不与载体一起储存；载体能够是液体、气体或粉末。
所递送的物质能够包括粉末、液体和粉末的混合物、气体和粉末的混合物、粉末的混合物、液体、液体和气体的混合物、液体的混合物、气体、或气体的混合物。
例如通过将储存的一种或多种物质在真空中或在惰性气氛下包装，储存的一种或多种物质能够被包装以使降解最小化。优选地，胶囊是单次使用的，使得能够在每次使用该设备时递送单个可控的剂量。胶囊能够放置在设备的容器中，或者容器能够包括胶囊。
使用惰性气体作为载体用于递送药物消除了用户与递送载体之间的相互作用的可能性；对载体(特别是用于慢性疾病的药物)的过敏是日益严重的问题。此外，递送载体与药物接触不超过几秒钟，并且通常不超过几毫秒，从而使由于与递送载体的相互作用而导致的药物的降解最小化。
以下给出使用设备可递送的药物和材料的实例。以下列出的所有示例都是示例性的，并不限于此。
可递送的药物和材料包括：治疗过敏性鼻炎；治疗骨质疏松症；疫苗接种和免疫接种；性功能障碍药物；治疗B12缺乏症；戒烟；治疗妇科问题；治疗其他妇女的健康问题；全身麻醉药；局部麻醉药；阿片类镇痛药；激动剂-拮抗剂和拮抗剂；镇咳药；用于治疗运动障碍的药物；抗癫痫药；用于情感障碍的药物；抗精神病药(精神安定药)；镇静催眠药，抗焦虑药和中枢作用性肌肉松弛剂；治疗焦虑症；骨骼肌松弛剂；治疗帕金森病；治疗阿尔茨海默病；治疗疼痛以及抗偏头痛治疗。
用于治疗过敏性鼻炎的药物包括：类固醇，包括皮质类固醇、氟替卡松(Flonase)、Patanase、伯克纳(Beconase)、Anihistamine、氮卓斯汀(Astelin)、欧太林(Otrivin)TM、洛伐他汀、Theramax、艾敏释(Avamys)、Lufeel、Sinofresh、内舒拿(Nasonex)、Nasocort和氟替卡松糠(Veramyst)。
用于治疗骨质疏松症的药物包括：Miacalcin、Fortical和Stadol。
疫苗接种和免疫接种药物包括：LAVIN和包括鼻内用流感疫苗(FluMist)的流感疫苗。
用于戒烟的药物包括：NasalFent。
能够递送的其他药物包括：降钙素和甲状旁腺激素。
能够递送的神经递质和神经调节剂包括：乙酰胆碱(ACH)、抗胆碱能药物、三磷酸腺苷(ATP)、天冬氨酸盐(Asp)、β-淀粉样蛋白、β-内啡肽、缓激肽、多巴胺(DA)、L-DOPA、Carbio-Dopa、肾上腺素、强啡肽、内吗啡肽、脑啡肽、5-羟基色胺(5-HT)、舒马普坦、Imitrex、双氢麦角胺(Migranal)、佐米曲坦、佐米格、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸酯(glu)、甘氨酸、组胺、瘦素、神经生长因子和其他生长因子)、去甲肾上腺素、一氧化氮和P物质。
能够递送的全身麻醉药包括：阿芬太尼、地氟烷、恩氟烷、依托咪酯、芬太尼、氟烷、异氟烷、氯胺酮、美索比妥、甲氧氟烷、咪达唑仑、劳拉西泮、地西泮吗啡、一氧化二氮(N2O)、异丙酚、七氟烷、舒芬太尼、Sublimase和硫喷妥钠。
能够递送的局部麻醉药包括：苯佐卡因、布比卡因、可卡因、利多卡因、丙胺卡因、普鲁卡因、罗哌卡因和丁卡因。
能够递送的阿片类止痛剂、激动剂-拮抗剂和镇咳药包括：激动剂、可待因、二苯氧基化物、芬太尼、海洛因和其他阿片类、氢可酮、1-α-乙酰基-地美环素、左醋美沙朵、洛哌丁胺、哌替啶、美沙酮、吗啡、羟考酮、d-丙氧芬、阿片样物质加对乙酰氨基酚和ASA的组合以及曲马多。
能够递送的激动剂/拮抗剂和拮抗剂包括：丁丙诺啡、布托啡诺、纳布啡、纳洛啡、纳洛酮、纳曲酮、纳美芬、喷他佐辛、可待因、右美沙芬和氢可酮。
能够递送的用于治疗帕金森病和运动障碍的药物包括：金刚烷胺、阿扑吗啡、巴氯芬、苯二氮卓类、苯扎托品、溴隐亭、卡比多巴、环苯扎林、丹曲林、多巴胺、恩他卡朋、氟哌啶醇、L-DOPA、培高利特、普拉克索、罗匹尼罗、司来吉兰(丙炔苯丙胺)、苯海索、雷沙吉兰、azilect(雷沙吉兰)、司来吉兰、拉多替吉、罗替戈汀、纽普罗、单胺氧化酶抑制剂和COMT抑制剂。
能够递送的抗癫痫药包括：乙酰唑胺、卡马西平、氯硝西泮、地西泮、乙琥胺、非尔氨脂、加巴喷丁、拉莫三嗪、劳拉西泮、苯巴比妥、苯妥英、扑米酮、噻加宾、托吡酯、丙戊酸、氨己烯酸和咪达唑仑。
能够递送的用于情感障碍的药物包括：抗抑郁剂、阿米替林、安非他酮、西酞普兰、氯米帕明、地昔帕明、氟西汀、氟伏沙明、丙咪嗪、去甲替林、帕罗西汀、苯乙肼、舍曲林、曲唑酮、反苯环丙胺、文拉法辛、抗躁狂药、卡马西平、碳酸锂和丙戊酸。
能够递送的抗精神病药(精神安定药)包括：氯丙嗪(CPZ)、氯氮平、氟奋乃静、氟哌啶醇、奥氮平、喹硫平、利培酮、舍吲哚、硫利达嗪、氨砜噻吨和齐拉西酮。
能够递送的镇静催眠药、抗焦虑剂和中枢作用性肌肉松弛剂包括：阿普唑仑、水合氯醛、苯海拉明、氟马西尼、氟西泮、羟嗪、劳拉西泮、奥沙西泮、苯巴比妥、替马西泮、三唑仑、扎来普隆和唑吡坦。
能够递送的焦虑阻碍剂和骨骼肌松弛剂包括：阿普唑仑、氯西平、二钾氯氮卓、地西泮、氟马西尼(拮抗剂)、劳拉西泮和奥沙西泮。
能够递送的阿尔茨海默病的治疗包括：多奈哌齐、加兰他敏、利凡斯的明、他克林、地特胰岛素、诺和灵、优泌林、胰岛素、类胰岛素激素、胰岛素类似物如NPH胰岛素、赖脯胰岛素、门冬胰岛素、地特胰岛素、赖谷胰岛素、甘精胰岛素、德谷胰岛素、BDNF、GDNF、MIBG、抗癌剂、抗癌药、多巴胺激动剂和多巴胺拮抗剂。
能够递送的其他药物包括：安非他明、咖啡因、麻黄素、甲基苯丙胺、哌甲酯、苯丁胺、西布曲明、双硫仑、乙醇、甲醇、纳曲酮、阿托品、东莨菪碱、氯胺酮、麦角酸二乙酰胺(LSD)、MDMA(亚甲基二氧甲基苯丙胺)、酶斯卡灵、苯环己哌啶(PCP)、屈大麻酚、大麻/THC、有机溶剂、尼古丁、戊巴比妥、神经保护性化合物、神经保护性肽、神经保护性因子、davunetide、抗精神分裂症药物、抗抑郁药、柯丹(comtan)、恩他卡朋、抗ADHD剂、抗ADHD药如哌醋甲酯(利他林)、以及抗自闭症和抗自闭症症状药。
能够递送的其他材料包括：纯化的天然和合成生物制品、肽、蛋白质、抗体、包括干细胞的细胞、细胞的部分、纳米颗粒和微颗粒。纳米颗粒和微颗粒能够包括药物；它们能够作为药物、细胞或细胞的部分的载体；及其任何组合。
在优选的实施例中，物质包括渗透增强剂以改善物质的活性成分穿过粘膜的渗透。
在一些制剂中，制剂能够包括包含至少一种活性剂和渗透增强剂的聚合物微颗粒，其中活性剂选自由肽、蛋白质、抗体、核酸、小分子、细胞及其任何组合组成的组。
许多渗透增强剂在文献中已知。
一种这样的渗透增强剂是透明质酸(也称为HA或透明质烷)，其是在体内自然发生的多糖。由于其优异的水结合性、粘弹性和生物学性质，HA能够改善现有制剂的属性(例如但不限于吸收特性)，并且还能够向现有制剂添加新属性。开发新制剂时，包含HA能够是有利的。
当用于药物递送和靶向时，HA能够提供比传统聚合物质明显的优势，传统聚合物质例如合成聚合物，例如但不限于聚(乙二醇)、聚(乳酸)、聚(乙醇酸)、聚丙烯酸和聚(N-异丙基丙烯酰胺)或其他生物聚合物如壳聚糖和藻酸盐。
HA在药物递送区域的优点包括但不限于：
·设计受控药物释放曲线时的灵活性；
·更稳定的药物制剂；
·有效的药物靶向，经由靶向部位处的积累和受体介导的摄取；
·提高药物的生物利用度和生物相容性；以及
·降低聚合物控制的健康组织聚合物微球中的药物细胞毒性，释放制备粘膜粘附剂。
其他渗透增强剂包括但不限于以下：
组包含：脂肪酸、中链甘油酯、表面活性剂、类固醇洗涤剂、酰基肉碱、月桂酰基-DL-肉碱、烷酰基胆碱、N-乙酰化氨基酸、酯、盐、胆汁盐、钠盐、含氮环以及衍生物。增强剂能够是阴离子、阳离子、两性离子、非离子或两者的组合。阴离子能够是但不限于：十二烷基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、N-月桂基肌氨酸钠、辛酸钠。阳离子能够是但不限于：十六烷基三甲基溴化铵、癸基三甲基溴化铵、苄基二甲基十二烷基氯化铵、十四烷基二甲基氯化铵、十二烷基氯化吡啶。两性离子能够是但不限于：癸基二甲基氨基丙烷磺酸盐、棕榈基二甲基氨基丙磺酸盐。脂肪酸包括但不限于：丁酸、己酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、其盐、衍生物和任何组合、或或那些脂肪酸的甘油酯、甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯。胆汁酸或盐、包括共轭或非共轭胆汁酸、例如但不限于：胆酸盐、脱氧胆酸盐、牛磺胆酸盐、甘胆酸盐、牛磺去氧胆酸盐、熊脱氧胆酸盐、牛磺脱氧胆酸盐、鹅脱氧胆酸盐及其衍生物和盐及组合。渗透增强剂包含金属螯合剂如EDTA、EGTA、表面活性剂如十二烷基硫酸钠、聚乙烯醚或酯、聚乙二醇-12月桂基醚、水杨酸酯聚山梨酯80、壬基苯氧基聚氧乙烯、二辛基磺基琥珀酸钠、皂角苷、棕榈酰肉碱、月桂酰-1-肉碱、十二烷基麦芽糖苷、酰基肉碱、烷酰基胆碱和组合。其他包括但不限于3-硝基苯甲酸酯、封闭带毒素、乳酸盐的脂肪酸酯、甘草酸盐、羟基β-环糊精、N-乙酰化氨基酸如钠N-[8-(2-羟基苯甲酰基)氨基]辛酸酯和壳聚糖、盐和衍生物以及任何组合。
其他增强剂包括：油包水的制剂、水包油的制剂；乳液、双乳液、微乳液、纳米乳液、油包水乳液、水包油乳液；类固醇洗涤剂和酰基转移酶；以允许更好地吸收在粘膜组织中，更好地渗透和吸收在目标细胞中，包封的药物/活性成分的更好的稳定性。
一些实施例单独地或与渗透增强剂组合地包括粘膜粘附剂，例如但不限于生物粘附蛋白、碳水化合物和粘膜粘附聚合物。
在本发明的胶囊中，设备包括至少一个隔室，并且优选地包括多个隔室，各个隔室包含可流动物质。递送设备被设计为使隔室破裂，使得可流动物质与载体(优选空气)混合，并且通常但不排他地递送到鼻通道中的预定沉积部位。
药物能够作为液体、粉末或气溶胶来供给。在优选实施例中，药物以单剂量胶囊供应。在其他实施例中，药物以多剂量胶囊手段供给，多剂量胶囊被配置成每次激活提供单个剂量。
在优选实施例中，可流动物质胶囊具有多个隔室。隔室能够包含至少一种药物、至少一种药物前体、载体气体、压缩气体及其任何组合。
不同的隔室能够包含不同的药物，多种药物以单个剂量被递送到鼻孔或其他递送部位。以这种方式，能够在单次注射中将多种药物供给到鼻孔，在设备的激活与物质的递送和其沉积在目标部位之间的短时间期间最多地发生药物之间的相互作用。
在一些实施例中，组分之间的相互作用是不期望的。在这样的实施例中，顺序释放将利用组分的释放与其在体内的吸收之间的短时间段，以防止这种不期望的相互作用和/或反应。
在其他实施例中，期望混合和/或反应。在这样的实施例中，通过同时使所有隔室破裂并使组分混合/相互作用(在气溶胶中或在至少一个混合室中)，反应能够一次性发生。在其他实施例中，能够在使用前的期望时间通过针插入到空隔室中或插入到占用的隔室中来添加组分(从而能够发生期望的反应)。在其他实施例中，隔室壁以预定顺序破裂，使得混合/相互作用以预定顺序分阶段发生。混合/相互作用能够发生在一个或多个隔室中、混合室中、设备的空气通道中、气溶胶中、身体的鼻(或其他)通道中及其任何组合。
作为非限制性实例，药物能够包括储存在胶囊的四个隔室中的四种组分。在激活之前，将第五组分注入隔室1。在预定时间之后，将设备激活，隔室1和隔室2之间的壁被破坏，允许5/1和2的混合。其后，组分3周围的壁破裂，然后与5/1/2混合并与2反应。最后破裂的壁是围绕隔室4的壁；材料4保留在气溶胶的单独部分中，并在5/1/2/3沉积之后沉积在鼻通道上。
在另一个实例中，前体A与前体B混合以形成中间体C，随后，中间体C与前体D混合以形成最终产物E。
来自不同隔室的组分的混合或反应或释放能够在不同的链接隔室中同时发生，或者它们能够按顺序发生，如在上述实施例中。能够使用顺序和同时反应和/或混合和/或释放的任何组合。组分能够同时(混合或不混合地)、顺序地及其任何组合到达沉积部位。
应当注意，在不同隔室的壁的破裂之间可能存在几分之一秒的预定延迟，对于非限制性示例，以允许一组组分的完全混合或允许一组组分之间的反应在下次混合/反应开始或递送开始之前完成。
在一些实施例中，设备或优选地胶囊，包括混合机构或混合室，使得(如上所述)组合物的组分能够在激活过程中混合和/或反应，使组分能够分开储存和/或作为稳定的前体而储存，而将包含至少一种药物的预定治疗递送到预定的递送部位。
在设备的优选实施例中，在喷嘴内形成气溶胶和预雾化雾的混合物，喷嘴的侧端处的孔对分散羽流的形状或气溶胶的速度几乎没有影响。
图10中示出了用于证明雾的形成位置的实验装置，并且在表1和图11中示出了对于三种不同的操作条件(1、2和3)的测试结果。
表1：气溶胶形成的位置
图10示出了设备的一个实施例，在右侧具有喷嘴(6100)和喷嘴尖端(6200)，具有表示在图11中放大的区域(6190)的支架(何处？)。
在图11的中央示出了激活前的表现，在右边示出了激活期间的表现。在激活前，喷嘴是清晰的；其中没有气溶胶。在激活后，喷嘴由于其中的气溶胶和/或预雾化雾而显得不透明。如果未形成气溶胶或预雾化雾，则液体将以薄流离开，这将在图像中体现为喷嘴中央下的条纹。
示例1
用于向鼻腔提供受控药物递送的加压空气载体的实施例。
其他实施例能够用于递送至耳朵、口、喉咙和直肠。
在设备的该实施例中，以下参数在给定的范围上是可变的：
·压力，在约1barg与约20barg之间
·空气体积，在约lcc与约50cc之间
·激活时间，小于0.5秒
在该实施例中未进行研究的另一重要考虑因素是喷嘴在身体腔道中的位置，对于非限制性示例，喷嘴在鼻腔中的插入深度。
实际上，能够基于化合物、药或药物的特性(例如但不限于体积、密度、粘度、物质的状态、药物制剂及其任何组合)来优化以下之一：压力、空气体积、以及充注与激活之间的时间。化合物能够是液体、粉末或其任何组合。
压力、空气体积、充注与激活之间的时间、以及孔口的位置连同递送的物质的特性；所有这些都对雾化物质在鼻腔中的最终分布有贡献，或者换句话说，雾化物质在鼻腔中的沉积的图案遵循物质以给定的预定参数而从设备的排出。
能够优化的其他标准包括但不限于液滴大小、液滴大小分布、作为时间的函数的液滴大小以及作为时间、羽流几何形状、图案特性和颗粒的速度的函数的液滴大小分布。
然后，递送的材料是载体内以预定形式的预定体积的所选择的药物，其中载体包括预定体积的空气/气体，空气/气体的体积在预定压力下浓缩。
下面给出了显示改变压力、空气体积和充注与激活之间的时间的影响的测试。在模拟人鼻腔(结构、摩擦、气流、表面积或表面粘膜)的至少一个方面的模型中测量沉积。
模型1
使用内径为0.6cm的36cm长的塑料管作为用于鼻腔中的鼻摩擦和空气阻力的模型。测量气溶胶分布的长度，以及气溶胶分布的特性。
使用2mg/ml的亚甲基蓝的盐水。观察管中的染料分布图案和到达管端部的染料量。
参照图12，示出了测试装置，示出了递送设备(2610)、塑料管(2620)和捕获完全通过管的材料的吸收垫(2630)。
参照图13A-B，使用4barg的压力以及100微升的液体体积来用于测试。对于图13A中所示的两个结果，使用18cc的空气体积，而对于图13B中所示的两个结果，使用10cc的空气体积。
如通过与图13B相比图13A中更强的颜色(示出更多的沉积材料)以及更均匀的分布所示出的，将液体染料通过管(2620)的端部递送(如通过其在吸收剂(2630)上的沉积所确定的)对于18cc的空气体积更有效。
参照图14A-B，内管表面上的沉积特性对于18cc空气体积(图14A)比对于10cc体积(图14B)好得多，其中内管表面上的气溶胶沉积更均匀得多，与10cc空气体积(图14B)相比，在18cc空气体积(图14A)下被递送更长的距离并且具有小得多的液滴。
参照图15A-B，使用2barg的压力以及100微升的液体体积来用于测试。对于图15A中所示的两个结果，使用14cc的空气体积，而对于图15B中所示的两个结果，使用5cc的空气体积。类似于图13的结果，如通过与图15B相比图15A中更强的颜色(示出更多的沉积材料)以及更均匀的分布所示出的，将液体染料通过管递送到管(2620)的端部(如通过其在吸收剂(2630)上的沉积所确定的)对于14cc的空气体积更有效，。
参照图16A-D，使用20cc的空气体积、7barg的压力以及100μl的液体染料体积来用于试验。在这些测试中，设备被充注；允许经过0.5min(图16A)、5min(图16B)、50min(图16C)和150min(图16D)的时间；并激活设备。从图16A-D中能够看出，充注设备与其激活之间的经过时间对结果几乎没有影响，表明设备能够在激活与释放药物之前很长一段时间保持处于充注状态。
模型2
使用鼻铸型模型来提供与普通人鼻腔更实际的比较。发现材料分散和渗透到鼻腔层中取决于压力和空气体积以及所沉积的材料的形式和特性。
图17示出了压力(其他参数保持恒定)对粉末沉积的影响。与4barg压力相比，在8barg压力下，2 1/2倍以上的粉末达到嗅觉上皮。
模型3
使用SPECT-CT对两个人类志愿者检查空气体积和空气压力对鼻腔和鼻咽中的99mTC-DTPA气溶胶的分布的影响。
在这两种情况下，沉积的材料包含300微升的DTPA；1.75mc(milli Ciri)，空气体积为20ml。对于图18A中所示的结果，使用6barg的压力，而对于图18B中所示的结果使用4barg的压力。
在图18A中，气溶胶在呼吸和嗅觉上皮(虚线箭头)处定位在鼻腔中，没有到达鼻咽，并且没有进入胃肠道。在图18B中，在较低的压力下，气溶胶在呼吸和嗅觉上皮处定位在鼻腔中，并且还向下移动到鼻咽(上部虚线箭头)中并进入胃肠道(下部虚线箭头)中。
压力影响分布，从而影响雾化药物在人体内的吸收。
如上所述，通过控制诸如压力、空气体积、物质体积和喷嘴形状等的参数，能够控制期望的物质的沉积位置和分布以及沉积的物质的特性。
示例2
在所有已知的其他产生气溶胶的机构中，孔口位于喷嘴的端部，并且设备的喷嘴的内径(特别是其孔口)是影响气溶胶形成和气溶胶特性的主要参数。与此相对，在本发明中，不需要孔口。更重要的是，使常规孔口置于喷嘴的端部将实际上限制到达被分散的液体或粉末的力，因此将降低在目标部位处产生期望的细小气溶胶的能力。因此，本发明中能够使用的大直径管(约比通常使用的管和孔口的直径大一个数量级)导致期望的细小气溶胶，其以1-100微米级的中值直径(DV50)的液滴有效地携带入鼻腔中。
在本发明中，气溶胶是作为设备的空气体积-压力参数的结果而产生的，并且受到鼻腔阻力的影响，而不是主要受到孔口直径的影响。
为了模拟鼻摩擦和空气阻力，并且作为在鼻腔中形成气溶胶的模型，使用内径为2cm的36cm长的玻璃管，其中填充有其长度的长达22cm的油。
理论分析表明，5cm的管相当于约0.1-0.5cm的鼻通道；因此22cm的管将近似地模拟鼻通道的全部深度。
测试材料为200微升的亚甲基蓝液体溶液。
将液体溶液从设备排出到管的基底，并且拍摄图片和视频以便能够跟踪气溶胶形成的过程。确定沉积区域的长度、气溶胶分布和气溶胶液滴的直径作为时间的函数。
图19A-D示出了孔口大小对常规设备中的液滴大小(图19B、D)和液滴分布(图19A、C)的影响。
使用注射器将亚甲基蓝溶液注入到管中。图19A-B示出了较大针(21G，约0.5mm)的液滴分布和大小，图19C-D示出了较小针(25G；约0.2mm)的液滴分布和大小。较大直径的针(图19A-B)产生比较小直径的针(图19C-D)更大的液滴。
相比之下，图20A-D和21A-D示出，如果使用本发明的技术则情况相反，其中气溶胶通过加压气体产生。
参照图20，图20A-D示出了在本发明的设备中孔口大小对液滴大小(图20B、D)和液滴分布(图20A1、A2、C)的影响。图20A1示出了管的下部中的分布，而图20A2示出了管的上部中的分布。
在图20A-D中，将本发明的设备充注至7barg的压力，并且将20ml的亚甲基蓝溶液通过孔口排出到管的基底。图20A-B示出了较大针(21G；约0.5mm)的液滴分布和大小，图20C-D示出了较小针(25G；约0.2mm)的液滴分布和大小。在这种情况下，较大的喷嘴(图20A、B)比较小直径的喷嘴(图20C、D)具有更小直径的液滴、更均匀的气溶胶和在管上延伸得更远的分布。
参照图21，图21A-D示出了在本发明的设备中孔口大小对液滴大小(图21B、D)和液滴分布(图21A、C)的影响。
在图21A-D中，将本发明的设备充注至4barg的压力，并且将18ml的亚甲基蓝溶液通过孔口排出到管的基底。图21A-B示出了较大针(21G；约0.5mm)的液滴分布和大小，图21C-D示出了较小针(25G；约0.2mm)的液滴分布和大小。在这种情况下，较大的喷嘴(图21A、B)比较小直径的喷嘴(图21C、D)具有更小直径的液滴和更均匀的气溶胶。
图20和图21的比较示出，较高体积-较高压力组合(20ml，7barg)比较低体积-较低压力组合(18cc，4barg)具有更小直径的液滴、具有更大的均匀性以及在管上延伸得更远的分布。
在图22和图23中，在2种商业现有技术设备与本发明设备之间进行比较。在所有情况下，测试0.1ml的水溶液。在图22A和C以及图23A和C中，液体是亚甲基蓝水溶液；在图22B和图23B中，仅使用盐水溶液。将液体从设备排出到填充有油的管的基底中。在图22A和图23A中，使用了OtrivinTM设备。在图22B和图23B中，使用了OtrimerTM设备，在图22C和图23C中，使用本发明的技术。对于OtrivinTM(图22A)设备和OtrimerTM(图22B)设备二者，施用时溶液达到的高度小于10厘米，并且液体在管的底部附近形成明显的团(bolus)。与此相对，随着设备演示本发明(图22C)，液体作为小液滴出现在管中，其中一些液滴达到管中20cm的高度。
两分钟后(图23A-C)，来自OtrivinTM设备的液体已经达到约5cm的高度(图23A)，而来自OtrimerTM设备的液体已经下降到管的基底；它其在图23B的管的底部几乎看不到。与此相对，在本发明技术中，液滴在管中相当稳定(图23C)；液滴有相当均匀的分布，直到达到约12cm的高度并且一些液滴已达到接近20cm的高度。
参照图24，鼻施用器连接到约7ml体积的封闭管，连接到压力传感器。约7ml体积代表鼻腔的大致体积。这些设备被排放到封闭管中，并且在管中产生的最大压力被测量。用于四个商业设备，OtrivinTM设备(图24A)、Marimer设备(图24B)、Rhinox设备(图24C)和AlrinTM设备(图24D)的管中的压力为小于1barg。与此相对，来自本发明技术的管中的压力(图24E)几乎为2.5barg，是最接近的商业设备Marimer设备(图24B)的2 1/2倍多。
参照图25，通过填充有油的人鼻铸型模型(图25A)的鼻孔递送亚甲基蓝水溶液，以模拟鼻腔的内部压力和条件。虚线圆圈(10200)示出了从鼻铸型的顶部的出口；到达出口的物质将到达鼻中的嗅觉上皮。图25B和C示出了将OtrivinTM设备(图25B)和基于本发明技术的设备(图25C)应用到鼻铸型的鼻孔后的鼻铸型模型。从图25B中能够看出，利用OtrivinTM设备将没有物质到达嗅觉上皮——没有物质到达从鼻铸型的出口。与此相对，材料的液滴(虚线圆圈10210)已经离开了鼻铸型，这表明，与商业设备不同，从基于本发明技术的设备排出的材料能够达到嗅觉上皮。
在以下实施例中，在使用设备进行的一组实验中获得结果，其中在各个示例中，改变一个参数并且固定所有其他参数。
在示例4-11中，在内径0.5cm且长345cm的塑料管中测量气溶胶迁移的距离。测量在室温下进行。
对于以下示例，在示例4-9中，除非另有说明，物质为液体，使用100微升的盐水用于设备的各个激活，在示例10-11中，物质为粉末。
A.液体气溶胶实验
示例3-压力的影响
对于SipNose设备，对于0.8mm的孔口直径和3ml的空气体积，在表2和图26A-C中示出了压力对气溶胶迁移距离的影响。
表2：压力对气溶胶迁移距离的影响
在(0，0)处的点(3330)不是测量点，但能够包括在内，以提高拟合的质量。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对数据的拟合。
图26A示出了对数据的最佳拟合直线，不包括零处的点，其中距离L为L＝a1a P+b1a，距离L为cm且压力P为barg。参数ala在约0至约70的范围内，并且b1a在约0至约130的范围内，距离L为cm且压力P为barg。数据很好地拟合为直线，虽然线不穿过(0，0)处的点附近。
图26B显示了对数据的最佳拟合立方，包括零处的点，其中距离L为L＝a1b P3-b1bP2+c1b P，距离L为cm且压力P为barg。参数a1b在约2至约6的范围内，并且b1b在约-20至约-60的范围内，并且c1b在约70至约230的范围内，距离L为cm且压力P为barg。数据很好地拟合为立方折线。
图26C示出了对数据的最佳拟合幂拟合，包括零处的点，其中距离L为L＝L＝a1cPb1c，距离L为cm且压力P为barg。参数a1c在约71至约120的范围内，b1c在约0.30至0.63的范围内，距离L为cm且压力P为barg。数据很好地拟合为幂律曲线。
示例4-孔口直径的影响
对于SipNose设备，在表3和图27A-B中示出了孔口直径对气溶胶迁移距离的影响。
表3：孔口直径对气溶胶迁移距离的影响
对于恒定的压力和空气体积，孔口直径越大，高达约0.8mm，则气溶胶迁移越远。对这些数据进行拟合。
在(0，0)处的点(3330)不是测量点，但能够包括在内，以提高拟合的质量。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对数据的拟合。
图27A示出了最佳拟合线(包括零处的点)为等式L＝a2a/(1+b2a exp(-c2a D)，其中距离L为cm且压力P为barg。参数a2a在约325至约363的范围内，b2a在约-47至约163的范围内，c2a在约7至约15的范围内。数据很好地拟合为等式。
图27B示出了最佳拟合线(包括零处的点)为等式L＝a2a/(1+b2a exp(-c2a D)，其中距离L为cm且压力P为barg。参数a2b在约-928至约-229的范围内，b2b在约600至约1378的范围内，c2b在约-160至约15的范围内。数据很好地拟合为等式。
示例5-药体积的影响
在表4中示出了药量对气溶胶迁移距离的影响，并且在图28A-B中示出了对SipNose数据的拟合。
表4：药体积对气溶胶迁移距离的影响
在所有情况下，气溶胶对SipNose设备比对商业设备在管中向下迁移得更远。
对于SipNose设备，在(0，0)处的点(3330)不是测量点，但能够包括在内，以提高拟合的质量。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对数据的拟合。
图28A示出了对SipNose数据的最佳拟合线(包括零处的点)为等式L＝a3a Vsub+b3a，其中距离L为cm且压力P为barg。参数a3a在约-0.55至约0.59的范围内，b3a在约96至约467的范围内。数据很好地拟合为等式，但是很明显，对迁移距离L的主要影响是载体气体体积而不是药体积，因为线明显不通过零。
图28B示出了，对于SipNose数据，对于关注范围内的药体积，通过假设药体积对迁移距离没有影响，能够很好地拟合。
示例6-样品粘度的影响
在表5和图29中示出了样品的粘度对气溶胶迁移距离的影响。
很明显，在所研究的粘度范围内，粘度对迁移距离仅仅有可以忽略的影响。
表5：样品粘度对气溶胶迁移距离的影响
对于测试范围中的粘度，从约0.9cP至约23cP，粘度对气溶胶迁移距离没有影响。
示例7-气体体积的影响
在表6和图30A-C中示出了样品中的空气的体积对气溶胶迁移距离的影响。
表6：气体体积对气溶胶迁移距离的影响
对于恒定的孔口直径和压力，气体体积越大，气溶胶迁移得越远。对这些数据进行拟合。
在(0，0)处的点(3330)不是测量点，但能够包括在内，以提高拟合的质量。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对数据的拟合。
图30A示出了最佳拟合线(不包括零处的点)为等式L＝a5a Vgas+b5a，其中距离L为cm且压力P为barg。参数a5a在约3.7至约13.5的范围内，并且b5a在约152至约248的范围内。数据很好地拟合为直线，虽然线不穿过(0，0)处的点附近。
图30B显示了最佳拟合线(包括零处的点)为等式L＝b5b Vgas/(a5b+Vgas)，其中距离L为cm且压力P为barg。参数a5b在约-0.18至约5.3的范围内，并且b5b在约268至约498的范围内。数据很好地拟合为立方折线。
图30C示出了对数据的最佳拟合幂拟合(包括零处的点)，其中距离L为L＝a5cVgas b5c。参数a5c在约-19至约250的范围内，b5c在约-0.09至约0.9的范围内，距离L为cm并且压力P为barg。数据很好地拟合为幂律曲线。
示例8-激活持续时间的影响
在表7和图31中示出了激活的持续时间对气溶胶迁移距离的影响。
表7：释放持续时间对气溶胶迁移距离的影响。释放持续时间反映了设备的释放时间
表7和图31图示了阀门类型(在SipNose设备中使用)对距离的影响。
表7和图31示出，通常释放气体的时间越短，气溶胶在管中向下迁移越远。虽然在表2中未示出，但是开/关阀也具有最大直径的阀开口。
B.粉末释放实验
示例9-压力的影响
在表8和图32中示出了压力对粉末迁移距离的影响。
表8：压力对粉末迁移距离的影响
在(0，0)处的点(3330)不是测量点，但能够包括在内，以提高拟合的质量。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对数据的拟合。
图26A示出了对数据的最佳拟合直线，不包括零处的点，其中距离L为L＝a6a P+b6a，距离L为cm且压力P为barg。参数a6a在约0至约116的范围内，并且b6a在约0至约306的范围内，距离L为cm且压力P为barg。数据很好地拟合为直线，虽然线不穿过(0，0)处的点附近。
类似于液体物质示例(示例3，图26)，发现良好的拟合(未示出)是立方L＝a6b P3-b6b P2+c6b P，距离L为cm且压力P为barg，其中参数为：a6b在约6.5至约9.75的范围内，b6b在约-65至约-97.5的范围内，c6b在约202至约303的范围内。
类似于液体物质示例(示例3，图26)，发现良好的拟合(未示出)是幂律等式L＝a6cPb6c，距离L为cm且压力P为barg，其中参数为：a6c在约0至约902的范围内，b6c在约0至约3.72的范围内。
示例10-空气体积的影响
在表9和图33中示出了空气体积对粉末迁移距离的影响。
表9：空气体积对粉末迁移距离的影响
对于恒定的压力和孔口直径，空气体积越大，气溶胶迁移越远。对这些数据进行拟合。
在(0，0)处的点(3330)不是测量点，但能够包括在内，以提高拟合的质量。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对数据的拟合。
图26A示出了对数据的最佳拟合直线，不包括零处的点，其中距离L为L＝a6a P+b6a，距离L为cm且压力P为barg。参数a6a在约0至约116的范围内，并且b6a在约0至约306的范围内，距离L为cm且压力P为barg。数据很好地拟合为直线，虽然线不穿过(0，0)处的点附近。
类似于液体物质示例(示例3，图26)，发现良好的拟合(未示出)是立方L＝a6b P3-b6b P2+c6b P，距离L为cm且压力P为barg，其中参数为：a6b在约6.5至约9.75的范围内，b6b在约-65至约-97.5的范围内，c6b在约202至约303的范围内。
类似于液体物质示例(示例3，图26)，发现良好的拟合(未示出)是幂律等式L＝a6cPb6c，距离L为cm且压力P为barg，其中参数为：a6c在约0至约902的范围内，b6c在约0至约3.72的范围内。
示例11-空气体积对渗透入鼻铸型的深度的影响
在鼻铸型实验中，使用人鼻的模型，各为1cm的切片。在以下实验中，针对鼻铸型模型测量材料(液体气溶胶或粉末)的分布。
在表10和图34中示出了空气体积对样品在鼻铸型模型中达到的深度的影响。
表10：空气体积对在鼻铸型模型中的深度的影响
在(0，0)处的点(3330)不是测量点，而是示出为参照，因为对于空气体积为零(无递送气体)将预计渗透为0层。虚线(3310)连接数据点，包括(0，0)处的附加点。实线(3320)示出对测量数据的线性拟合。在关注的空气体积范围内(约5ml至约19ml之间)，渗透入鼻腔的深度随空气体积大致线性增加，虽然如在鼻铸型中反映的，鼻通道的不规则度可能建议了亚线性关系。
根据另一实施例，拟合能够从由对数、抛物线、指数、S形、幂律及其任何组合组成的组中选择。
示例12-羽流角
与现有技术的鼻递送设备和技术相对，本发明的设备能够在鼻腔中或目标区域和目标组织的位置处的其他期望的身体腔道中产生细小气溶胶，而不是在从设备离开之后紧接着产生。利用作为驱动力的压力和作为载体的空气允许材料作为预雾化状态的材料和气溶胶的组合而从喷嘴释放。所得气溶胶的性质通常取决于设备和气溶胶所排放到的介质的性质。影响气溶胶特性的设备的性质是递送速度、递送气体的体积和递送孔口的特性。
在一些实施例中，气溶胶性质相当独立于递送物质，在其他实施例中，能够共同优化压力、体积、孔口特性和递送物质性质。
在现有技术的设备中，在设备的出口处产生气溶胶。通常，气溶胶包括粒径的宽分散、气溶胶的宽“扇”和低驱动力。因此，大液滴通常非常靠近设备的出口沉积；较小的液滴倾向于快速接触通道的壁，使得沉积通常主要靠近设备的出口，其中很少的物质到达腔道中较深的期望部位，例如鼻的鼻甲。
与此相对，在本设备中，气体和物质的气溶胶和预雾化混合物以显著的驱动力离开设备，当预雾化流体撞击鼻通道的壁时，它“爆炸”成能够被压力驱动深入鼻通道以沉积在期望的区域的细小气溶胶。
参照图35，示出了喷嘴及其释放的气溶胶的示意图。孔口发射形成其中具有颗粒(2)分布的锥形羽流(1)的气溶胶。
羽流角是由羽流对向的总角度，如由图35中的角度α所示，并且由线之间对向的角度θ所示(如图36A中所示)。
在图36中，针对2个商业鼻递送设备(图36A-B)和SipNose设备(图36C)比较羽流角θ。在室温下测量气溶胶。在距各个设备中的排放位置相同的距离(3cm)处测量羽流的宽度。
SipNose设备比两个商业设备具有窄得多的羽流。对于商业设备的羽流角而言，来自Teva的AlrinTM(图36A)具有35°的羽流角，LMA MAD NasalTM(图36B)具有27°的羽流角，而SipNose设备(图36C)的羽流角具有仅8.7°的羽流角。
所有上述参数允许气溶胶更好地沉积在关注区域中，例如鼻腔中的嗅觉上皮的区域；并且允许被诸如脑的目标组织更好地吸收。
示例13-羽流强度
图37针对现有技术设备中的一个(商业设备2-LMA MAD NasalTM)和本发明的设备(SipNose)比较到达鼻模型上层的材料的量。在每种情况下，将100μl的液体气溶胶排放到人鼻模型(鼻铸型)中。去除鼻铸型的上层，以观察达到鼻腔上部区域的气溶胶的量和特性。很明显，在使用本发明的技术(图37B)时，在关注区域(鼻腔的最上部)中具有更好的物质的分布。
图38示出了用于确定喷雾羽流的覆盖范围的实验装置。设备(3510)在左侧，用于测量覆盖范围的屏幕在右侧(3520)。设备和屏幕之间的距离约为25cm。
图39A-J示出了不同设备的喷雾覆盖范围的示例。图39A-D示出了不同设备参数的SipNose设备的覆盖范围和液滴分布，图39E-J示出了一些不同商业设备的覆盖范围和液滴分布。
在所有情况下，SipNose设备产生覆盖屏幕的更明确的区域的喷雾图案。大量的颗粒到达屏幕，并且在覆盖区域中，这明显多于任何商业设备。
商业设备F和J是现有技术设备中最好的，其中合理量的气溶胶到达屏幕，但是分布比SipNose设备宽得多，几乎覆盖了整个屏幕。商业设备H和I是现有技术设备中最差的，甚至很少的气溶胶达到屏幕的距离。
表11和12示出了不同操作参数和孔口大小为0.8mm的SipNose设备的羽流特性(表11)以及四个商业设备的羽流特性(表12)。
表11：SipNose设备的羽流特性
表12：商业设备的羽流特性
在SipNose设备与商业设备之间的羽流的性质之间看到显著差异；如果有的话，在羽流角、羽流高度或羽流速度之间看到小的重叠。对于SipNose设备，羽流角度的范围为5°至25°，距设备3cm的羽流高度的范围为1至20mm，距设备6cm的羽流高度的范围为5mm至25mm，羽流速度的范围为5m/s至50m/s。对于商业设备，羽流角度超过33°，距设备3cm的羽流高度超过18mm，距设备6cm的羽流高度超过29mm，羽流速度小于5m/s。
示例14-脑吸收
图40表明在给药后作为时间的函数的、期望的物质到脑中的吸收。该实验中的物质是人胰岛素(Lispro胰岛素，5807Da)；动物模型是兔子。给药是经由SipNose鼻给药的10U/Kg的人胰岛素。在给药后1h、2h和3h使用胰岛素定量ELISA测量脑浓度。
Lispro胰岛素用SipNose设备被递送到脑并且能够被具体地检测到。
示例15-血液和脑吸收
在图41中，针对SipNose设备与IV给药比较将胰岛素到脑的递送的功效。该物质是给药到兔子的Lispro胰岛素(5807Da)。使用四只兔子；所有动物均被给予0.5U/kg人胰岛素。对兔子1和3经由IV给药，对兔子2和4经由SipNose鼻给药。使用胰岛素定量ELISA测量脑浓度。
图41A-C中示出了实验结果。图41A示出了被给予IV给药的两只动物(1和3)和用SipNose设备被给予鼻给药的两只动物的血液中的胰岛素的浓度。图41B示出了四只动物的脑前部中的胰岛素的量，图41C示出了相同的四只动物的脑后部的胰岛素的量。
从图41A-C能够得出以下结论：
1.当与I/V给药相比时，用SipNose设备将Lispro胰岛素递送至脑是非常有效的
2.用SipNose直接鼻对脑的方法将胰岛素递送到脑，导致胰岛素在脑前部和后部二者中。
示例16-粒径
图42A-D示出了对于孔口直径为1.5mm且盐水体积为100μl、粒径作为时间的函数的粒径。进行了两次运行，第一次如图42A-B中所示，第二次如图42C-D中所示。图42A和图42C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图42B和图42D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约480-550μm)爆裂后，中值粒径为40-45μm。LD90值不太一致，但在约500-600μm的范围内。
图43A-D示出了对于孔口直径为1.5mm且盐水体积为500μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图43A-B中所示，第二次如图43C-D中所示。图43A和图43C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图43B和图43D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约480-550μm)爆裂后，中值粒径为约50-65μm。LD90值不太一致，但在约170μm的数量级。
图44A-D示出了对于孔口直径为1.0mm且盐水体积为100μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图44A-B中所示，第二次如图44C-D中所示。图44A和图44C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图44B和图44D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约480-520μm)爆裂后，中值粒径为约25μm。LD90值不太一致，但在约600μm的数量级。
图45A-D示出了对于孔口直径为1.0mm且盐水体积为500μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图45A-B中所示，第二次如图45C-D中所示。图45A和图45C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图45B和图45D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约480-550μm)爆裂后，中值粒径为约28-30μm。LD90值不太一致，但在700-800μm体积的大颗粒爆裂后在约50μm的数量级。
图46A-D示出了对于孔口直径为0.8mm且盐水体积为100μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图46A-B中所示，第二次如图46C-D中所示。图46A和图46C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图46B和图46D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约480-520μm)爆裂后，中值粒径为约23-24μm。LD90值不太一致，但在约600μm的数量级。
图47A-D示出了对于孔口直径为0.8mm且盐水体积为500μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图47A-B中所示，第二次如图47C-D中所示。图47A和图47C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图47B和图47D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约550-650μm)爆裂后，中值粒径为约32-35μm。LD90值不太一致，但在700-800μm体积的大颗粒爆裂后在约60-65μm的数量级。
图48A-D示出了对于孔口直径为0.5mm且盐水体积为100μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图48A-B中所示，第二次如图48C-D中所示。图48A和图48C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图48B和图48D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约550-600μm)爆裂后，中值粒径为约23μm。LD90值不太一致，但在700-800μm体积的大颗粒爆裂后在约55μm的数量级。
图49A-D示出了对于孔口直径为0.5mm且盐水体积为200μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图49A-B中所示，第二次如图49C-D中所示。图49A和图49C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图49B和图49D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约550-650μm)爆裂后，中值粒径为约25μm。LD90值不太一致，但在700-800μm体积的大颗粒爆裂后在约55-60μm的数量级。
图50A-D示出了对于没有孔口的SipNose设备且盐水体积为300μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图50A-B中所示，第二次如图50C-D中所示。图50A和图50C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图50B和图50D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD50约360-400μm)小爆裂后，中值粒径为约45-48μm。LD90值不太一致，但在700-800μm体积的大颗粒爆裂后在约100-140μm的数量级。
图51A-D示出了对于没有孔口的SipNose设备且盐水体积为1000μl、激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图51A-B中所示，第二次如图51C-D中所示。图51A和图51C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图51B和图51D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。中值粒径为约45-50μm。LD90值非常不一致，但在约180μm的数量级。
图52A-D示出了对于孔口直径为0.8mm且盐水体积为100μl、在3barg的气体压力下激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图52A-B中所示，第二次如图52C-D中所示。图52A和图52C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图52B和图52D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在少量大颗粒(LD 50约400-560μm)之后，中值粒径为约35-40μm。LD90值不太一致，但在约90-100μm的数量级。
图53A-D示出了使用具有1mm孔口的SipNose设备，对于高粘度物质、粘度为23cP的OtrivineTM，激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图53A-B中所示，第二次如图53C-D中所示。图53A和图53C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图53B和图53D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。在大颗粒(LD 50约520-560μm)小爆裂之后，中值粒径为约45-48μm。LD90值非常不一致，但在约300μm的数量级。
图54A-D示出了使用具有0.5mm孔口的SipNose设备，对于高粘度物质、粘度为23cP的OtrivineTM，激活后的时间对粒径的影响。进行了两次运行，第一次如图54A-B中所示，第二次如图54C-D中所示。图54A和图54C中示出了以体积计的中值粒径(DV50值)，而图54B和图54D中示出了大于90％的颗粒的颗粒体积，DV90值。粒径与其在1mm直径孔口的情况下相比不太一致。在大颗粒(LD 50约560-600μm)小爆裂之后，中值粒径为约40-55μm。LD90值非常不一致。
图55A-D示出了对于AlrinTM现有技术设备、激活后的时间对粒径的影响。如同SipNose设备，AlrinTM设备是手动激活的。与对于SipNose设备可见的相比，AlrinTM设备的粒径具有较少的运行对运行的一致性。AlrinTM设备的中值粒径为约40-70μm，而DV90粒径约为65-120μm。
这些结果总结在表13中。
表13：各种参数对粒径的影响
SipNose气溶胶液滴具有在其他鼻递送设备的典型范围内的平均直径，甚至更小。用23cP的高粘度溶液代替盐水对粒径分布几乎没有造成差别。
对于所使用的参数范围，递送参数对粒径影响不大。
图56中给出了液滴大小分布的例子，其示出了颗粒数与粒径之间的关系，X轴(粒径)是对数。该分布是不对称的，在大直径侧具有长的“尾巴”。最大的液滴在约900μm的数量级，最小的颗粒在约2-5μm的数量级。DV50直径约为75μm。
表14和15示出了对于参数6barg压力、19ml气体和0.8mm孔口直径，在两个SipNose设备中对100ul和400ul盐水(23-1l为100ul并且23-12为400ul)10次重复平均的液滴大小分布。在示出的所有情况下，10次重复测量都发现了低可变性。
表14：设备23-11
设备版本 Dv(0，0.5)(um) 遮光(％)
23-11 73.0 1.3
23-11 70.6 1.5
23-11 78.8 0.9
23-11 86.6 1.2
23-11 74.2 1.3
23-11 88.7 1.0
23-11 64.9 1.2
23-11 86.7 1.3
23-11 55.3 1.2
23-11 58.3 1.1
均值 73.7±11.8
表15：设备23-12
设备版本 Dv(0，0.5)(um) 遮光(％)
23-12 68.7 3.8
23-12 83.5 2.4
23-12 81.7 4.8
23-12 71.4 22.9*
23-12 92.1 3.3
23-12 83.8 4.3
23-12 83.3 5.3
23-12 100.6 3.4
23-12 100.8 2.8
23-12 92.3 6.4
23-12 108.6 3.4
均值 88.3±12.9
*异常值
表16示出了SipNose设备的再现性的示例。通过称重进行测量，可能示出可变性的部分取决于测量技术。
表16：SipNose设备的再现性
SipNose气溶胶液滴具有在其他鼻递送设备的典型范围内的平均直径，甚至更小。
虽然液滴具有小的直径，但气溶胶羽流的宽度非常窄，并且这允许气溶胶在鼻腔的内部部分中更好的分布，而不会沉积在诸如鼻腔的空腔的前部。
SipNose设备示出了高的一致性
示例17压力对释放时间的影响
参照图57，在SipNose设备(实线和虚线)和两个商业设备(星形和空心方形)中测试对于8.1ml或8.5ml(气体+物质)的气体压力对排空/释放时间的影响。对于第一次SipNose实验(实线)，药体积为100μl(总体积为8.1ml)，对于第二次SipNose实验(虚线)，药体积为500μl(总体积为8.5)。第一个商业设备(星形)是来自Novartis的OtrimerTM；第二个是来自Church&Dwight Co.，Inc.的Simply Saline Nasal Mist(简单盐水鼻喷雾器)(http://www.armandhammer.com/SimplySaline.aspx)。能够看出，即使对于较大体积，释放8.1ml和8.5ml的气体+物质所需的时间也小于300ms，并且该时间远远小于商业设备释放8ml的体积所需的12s(OtrimerTM，星形)和20s(Simply Saline，方形)。
参照图58，SipNose设备(实线和虚线)示出了药体积对释放时间(药物和载体气体大致上完全离开设备的时间)的影响。通常，释放时间受激活时间的影响，反映了设备从激活配置重新配置到非激活配置的时间，反之亦然。
对于SipNose设备，使用8ml气体。对于第一次SipNose实验(实线)，压力为2barg，对于第二次SipNose实验(虚线)，压力为6barg。能够看出，即使对于较大体积，释放时间也小于300ms。
参照图59，对于SipNose设备(实线和虚线)，以及两个商业设备(来自LMA的MADNasal(点划线和双点划线)和来自Church&Dwight Co.,Inc.的Simply Saline Nasal Mist(http://www.armandhammer.com/SimplySaline.aspx)(虚线))示出了气体体积对释放时间的影响。对于SipNose设备，使用2barg(菱形)和5barg(三角形)的压力，并且使用100μl(实线)和500μl(虚线)的药体积。对于MAD Nasal设备，使用100μl(点划线)和500μl(双点划线)的药身体积，并通过手动压缩设备产生压力。对于Simply Saline设备，使用6barg的压力。
SipNose设备的释放时间小于300ms，即使是较低的压力和更高的体积，也显着小于利用商业设备所需的1.5s至20s。
在所有的SipNose实验中，在从2barg到10barg的压力范围、从2ml至12ml的气体体积范围和从100μl至500μl的药体积范围内，需要显著小于0.5s来排空药物加气体的SipNose设备。这显著低于甚至最快的商业设备所需的1.5秒以上。
在一些实施例中，释放时间小于1s。
在一些实施例中，其小于0.5s。
在优选实施例中，释放时间在100ms和500ms之间。
应当强调，本发明的任何实施例及其任何变型能够用于人(医疗用途)和动物两者。因此，上面公开的任何设备及其任何变型能够用于兽医应用以及(人)医疗应用。
表17中示出了具有0.8mm孔口和8ml气体体积的SipNose设备的压力速率ΔP/Δt和由AlrinTM鼻泵以及Simply SalineTM鼻泵递送的盐水的压力速率ΔP/Δt。对于SimplySalineTM鼻泵，没有预定义的释放时间。当按下激活按钮时，释放开始，只要按钮保持按下，释放就继续。
表17：压力速率ΔP/Δt
很明显，SipNose设备的压力速率在比商业设备的压力速率大2个数量级的数量级上。
对于气体体积为8ml、药体积为0.1ml、孔口直径为0.8mm，对于高于2barg的压力，作为时间的函数的压力能够根据下式计算
P＝471Vsub -1.5
对于气体体积为8ml、药体积为0.5ml、孔口直径为0.8mm，对于高于2barg的压力，作为时间的函数的压力能够根据下式计算
P＝8510Vsub -1.5
通常，对于孔口直径为0.8mm并且高于2barg的压力，压力能够根据下式计算
P＝ap1Vsub -bp1
其中ap1在从1至20,000的范围内，bp1在从1至2的范围内。
表18中示出了药体积速率ΔVsub/Δt。对于SipNose设备，孔口直径为0.8mm，气体体积为8ml。
表18：药体积速率ΔVsub/Δt
对于压力为2barg、气体体积为8ml、孔口直径为0.8mm的释放时间可由下式计算
T＝37+exp(2+0.018Vsub)
对于压力为6barg、气体体积为8ml、孔口直径为0.8mm的释放时间能够由下式计算
T＝-2.9+2exp(2.86+0.025Vsub)
通常，对于孔口直径为0.8mm，如果仅药体积变化，则释放时间能够由下式计算
T＝av1+bv1exp(cv1+dv1Vsub)
其中，av1在从-50至50的范围内，bv1在从0.1至5的范围内，cv1在从1至5的范围内，dv1在从0.01至0.05的范围内。
表19中示出了气体体积速率ΔVgas/Δt。对于SipNose设备，孔口直径为0.8mm。对于SipNose设备，压力为2barg，而对于MAD Nasal设备，由手按压设备；没有测量递送压力。
表19：气体体积速率ΔVgas/ΔT
对于压力P为2barg、药体积Vsub为100μl，SipNose设备的释放时间能够由下式计算
T＝-38+1.43Vgas
对于压力P为2barg、药体积Vsub为500μl，SipNose设备的释放时间能够由下式计算
T＝68.5-0.367Vgas
对于压力P为6barg、药体积Vsub为100μl，SipNose设备的释放时间能够由下式计算
T＝-20+1.11Vgas
对于压力P为6barg、药体积Vsub为500μl，SipNose设备的释放时间能够由下式计算
T＝-16+0.182Vgas
通常，对于孔口直径为0.8mm，释放时间能够由下式计算
T＝av2+bv2Vgas
其中，av2在-100至100的范围内，bv2在-5至5的范围内。
示例18
对于SipNose设备和两个商业设备Alrin和Otrivin设备，通过从距被发射设备的喷嘴(9100)的尖端50cm处的目标(9200)处进行发射，来比较携带距离和扩散宽度面积。图60A-C示出了发射期间的设备。
对于SipNose设备(图60A)，气溶胶(9150)对于喷嘴(9100)和目标(9200)之间的大部分距离是可见的，并且沉积的材料在目标(9200)上形成明显的片(9300)。
对于Alrin设备(图60B)和Otrivin设备(图60C)，气溶胶实际上是不可见的，即使在尖端或喷嘴(9100)附近，也没有任何材料已经达到目标(9200)的证据。
示例19
对于喷嘴与目标之间30cm的距离，在载体体积中分散100μl液体，对于SipNose设备和三种商业设备(Alrin设备、来自Wolfe Tory的MAD Nasal设备以及Otrivin设备)，针对不同的操作条件比较气溶胶穿过4mm的织物介质的渗透。在所有情况下，来自SipNose设备的气溶胶渗透了4mm的织物(图61A-E和表20)。
表20：在吸收表面上的扩散
图61A-C示出，对于三种典型的操作条件，大量的材料渗透4mm的织物，与鼻铸型示例(示例14，图37)可见的一致。
图61A-C还示出了描绘较重沉积区域的内部区域(虚线圆圈)和描绘较轻沉积区域的外部区域(实心圆圈)。对于两个商业设备，来自Wolfe Tory的MAD Nasal(图61D)以及Alrin(图61E)，沉积在整个区域上是轻的，并且沉积区域的边缘没有很好地限定。
示例20
对于SipNose设备，针对不同操作条件测量内部(更致密)区域的直径，并对四个商业设备(来自Novartis的Otrivin设备、来自Novartis的Otrimer设备、来自Teva的Alrin设备以及来自Wolfe Tory的MAD设备)测量总直径。
如图62中所示，对于SipNose设备，在阀开启时间小于500msec的所有操作条件下，羽流宽度明显更小。
使用缓慢打开的阀(打开时间>500msec)进行四次测试。在两种情况下，打开的阀的直径小(0.22mm)，没有形成气溶胶。在另外两种情况下(阀直径为0.8mm，空心方形)，羽流宽(12cm和10cm)。这表明在优选实施例中，阀打开时间应小于500msec，并且只要打开时间在该范围内，则羽流宽度比商业设备的羽流宽度窄得多并且更好地限定。
示例21
图63比较了SipNose设备与典型商业设备Otrimer递送设备的可重复性。在这两种情况下，设备被重复激活，总共激活五次。在两个设备激活之前和之后测量压力。
对于SipNose设备，激活前的压力在1％内，每次相同(6.13±0.02barg)，而对于Otrimer递送设备，每次使用该设备时，压力降低；最后激活前的压力小于初始压力的60％(第一次激活，6.14barg，最后激活，3.57barg)。
此外，对于SipNose设备，对于每次激活(每次之后压力＝0，比率为当前/第一次＝1)，压力被完全排出。另一方面，对于Otrimer递送设备，只有一小部分压力被排出。压力差小于第一次激活的激活前的压力的5％，并且随着激活次数降低，第五次激活时小于1％。
其他类型的递送设备包括压力定量吸入器(pMDI)、干粉吸入器和喷雾器。
在pMDI中，递送压力必然会随着激活次数降低，因为固定初始压力的一部分在每次激活时被排出。干粉吸入器往往具有差的可重复性，因为患者吸入以递送药物，其本质上不太可控。如上所表明的，鼻喷雾往往具有相当长的“恢复时间”，降低了后续激活的可重复性。
喷雾器能够有良好的可重复性。在典型的喷雾器中，高压气体流过设备，与气溶胶结合，然后被递送给患者。如果使用调节器来控制流过设备的气体的压力，则喷雾器的可重复性能够与调节器的精度和可靠性一样好。
来自Boehringer Ingelheim的Soft Mist吸入器是一种无载体吸入器。它包括药物盒，具有刚性外壳和容纳药物的柔性内袋；和保持器。保持器包括相对于上部部分可旋转的底部部分，盒能够配合到底部部分。旋转底部部分使弹簧张紧，弹簧向下朝向设备的基底移动盒。这在基底与盒之间的区域中引起压力，并迫使空气通过盒基底的孔，压缩柔性内袋并使液体药物通过毛细管上升到保持室中。
触发设备上的压力释放弹簧并激活设备。释放的弹簧收缩回到其非激活位置，其将盒和附着的毛细管向上推入保持室中。止回阀防止药物返回到柔性袋。保持室中药物上的增加的压力迫使药物通过喷嘴，从而使其雾化。
与SipNose设备不同，与SipNose设备超过10m/sec的速度相比，Respimat设备被设计为产生速度小于30cm/sec的低速“软”雾。对于Respimat设备，高速雾是不利的并且是要避免。
在Respimat设备中，气溶胶的质量通过喷嘴的设计来控制，由喷嘴中的许多小开口产生小的粒径。
示例22
在本发明的SipNose设备的实施例和现有技术设备(基于正位移的商用鼻泵(如用于AlrinTM递送的泵)和来自Wolfe Tory的MAD Nasal)之间，对用于药物前的麻醉剂咪达唑仑的递送功效进行比较。
鼻泵的比较(使用5mg/ml溶液)：对于使用商业鼻泵(正排量泵)的药物前过程，为了实现3mg咪达唑仑的分散剂量，将递送设备插入鼻孔中并递送咪达唑仑的等分试样。然后将递送设备插入相反的鼻孔中，并递送咪达唑仑的第二等分试样。在各个循环之间以30秒的间隔重复两次，总共六个等份的咪达唑仑，每个鼻孔中三个。与此相对，对于SipNose设备递送，将0.6ml的单次剂量递送到一个鼻孔。
MAD的比较(使用1mg/ml溶液)：对于使用MAD雾化器的药物前过程，为了达到1.4mg咪达唑仑的期望剂量，将递送设备递送到一个鼻孔中并且递送1.4ml的体积内的咪达唑仑的等分试样。对于SipNose设备递送，以2等份的0.7ml递送咪达唑仑，每个鼻孔一个。
为了确定麻醉的功效，使用BIS EEG监测，其中根据EEG活性计算脑活动的BIS值。清醒的、未镇静的个体通常具有BIS值≥97。轻度镇静的个体通常具有80几的BIS值，中度镇静的个体通常具有70几的BIS值，而完全镇静的个体通常具有低于约70的BIS值；约45与约60之间的BIS通常用于手术维持阶段期间的全身麻醉。
在商业设备和本SipNose设备之间进行两次比较。在第一次，给药3mg咪达唑仑，商业设备是商业鼻泵(正排量)，在第二次，给药1.4mg咪达唑仑，商业设备是MAD施用器。
从表21能够看出，SipNose设备在所有8个情况中均有效镇静患者，而商业鼻泵仅对4例患者中的3例有效。在任何情况下都不会有不良事件。SipNose设备和商业设备的平均起效时间没有显著差异，因为可变范围大。
SipNose设备的给药时间明显更短，1秒对1分钟。
SipNose设备镇静率较高，与商业设备的最小BIS为87.5±5.3相比，SipNose设备的最小BIS为74.5±9。
表21：在用咪达唑仑镇静时SipNose和商业鼻泵的比较
如果对患者进行睡眠评分，其中1表示患者未入睡，2表示患者昏睡或平静，3表示患者正在睡眠，则SipNose设备(图64)获得了3分，所有患者睡眠，而商业设备的评分小于2。
在第二次比较中，咪达唑仑的总剂量在1.4ml的载体总体积中为1.4mg。对于SipNose设备，其以两个0.7ml的等份试样给药，而对于来自Wolfe Tory的商业MAD Nasal雾化器，其以一个等份试样给药。对四名患者施用Midozolam，两名用SipNose设备，两名用商业MAD设备。
如表22中所示，用SipNose设备的镇静效果更好；用商业设备的患者2完全镇静失败。对于该较低剂量，SipNose设备的起效时间明显更短(3和5分钟对20分钟和8分钟)。
即使对于这种较低剂量，其中SipNose给药是以两个等份试样，并且商业设备给药是以单个等份试样，对于SipNose设备，给药时间更低，在1秒内给药每个等份试样，而不是用商业设备在7-10秒给药单个等份试样。
表22：SipNose和商业鼻泵关于用咪达唑仑镇静的比较
除了BIS值以外，通过观察患者发现睡眠评分。SipNose给药的睡眠评分为3，商用鼻泵的平均为1.5。
从该示例能够看出，SipNose设备在用于递送小分子咪达唑仑的功效和起效时间方面至少与商业设备一样好，SipNose设备的起效时间不大于商业设备的起效时间。SipNose设备在诱导麻醉方面更可靠，与用商业设备在6名患者中出现2例失败和1例部分失败相比，在10名患者中没有失败。用SipNose设备给药单个等份试样更快，约1秒对商业设备的约10秒。
此外，能够用SipNose设备在单个等份试样中给药更大的剂量，减少递送总剂量所需的等份试样数量，从而降低给药错误的机会和患者的不适。更快速的给药(1秒对7-10秒或1分钟)也将减少患者的不适，并减少错误的机会(例如，在等份试样完全递送之前释放患者)。
示例23
在该实施例中，在开始用咪达唑仑治疗之前，通过给药47.5-50mg/kg戊四唑(PTZ)5分钟，在大鼠中诱导癫痫发作。经由IV或使用SipNose设备通过鼻通道给药咪达唑仑。有两个剂量水平，0.6mg/kg(图65)和6mg/kg(图66)。
在所有情况下，使用Racine分级标准来确定癫痫发作的严重程度。PZT在t＝-5分钟；在时间t＝0开始治疗时间。
治疗由盐水(对照，菱形)、经由IV(三角形)给药的咪达唑仑或通过SipNose设备(方形)鼻腔给药的咪达唑仑组成。
0.6mg/kg
在图65中能够看出，癫痫发作严重程度由时间t＝0从0上升到4。在时间t＝0后，癫痫发作严重程度降低。对于盐水给药，Racine严重程度由约时间t＝5分钟稳定；在约t＝10分钟和约t＝60分钟之间的整个时间内，其保持在约1至约1.5之间。在咪达唑仑的IV给药后，其保持在约0.5至约1之间，而在SipNose给药后，在约时间t＝10分钟和时间t＝60分钟之间的整个时间段内为零，没有出现癫痫发作。
6mg/kg
在图66中能够看出，癫痫发作严重程度由时间t＝0从0上升到4。在时间t＝0后，癫痫发作严重程度降低。对于盐水给药，Racine严重程度由时间约t＝5分钟稳定；在时间约t＝10分钟和时间约t＝60分钟之间的整个时间段内维持在约1至约1.5之间。
对于这种较大的剂量，IV和SipNose反应更相似；两者都低于0.5的Racine严重程度。在约时间t＝10分钟和时间t＝60分钟之间的整个时间段内，没有发现癫痫发作(Racine评分0)。
示例24
在该实施例中，向大鼠给药约0.6mg/kg与约6mg/kg之间的咪达唑仑剂量，并且在给药60分钟后测量脑中咪达唑仑的浓度。
如图67中所示，对于约0.6mg/kg至约6mg/kg之间的剂量，剂量-反应曲线基本上是线性的。
在其他情况下，由于对于某些药物，受试者的剂量-反应曲线将不是线性，所以即使到达目标位置(例如脑)的量随剂量增加而线性增加，剂量-反应曲线也可能不是线性的(例如，低于阈值无响应、响应对于剂量超过阈值的情况独立于剂量等)。
示例25
通过给药戊四唑(PTZ)在大鼠中诱导癫痫发作，并且在给药咪达唑仑后60分钟测量癫痫发作的严重程度。咪达唑仑的剂量随着SipNose鼻递送设备和I/V给药而从0至6mg/kg变化。测量咪达唑仑的脑浓度，在图68中示出了脑浓度与抽搐评分之间的相关性。脑浓度从0至130ng/gr脑组织变化。黑方形代表I/V给药的动物，黑点代表SipNose给药的动物。
从图68中能够看出，Racine严重程度(抽搐评分)保持在约1，直到咪达唑仑的IV给药为约25ng/gm。然后，Racine严重程度随之缓慢下降，直到咪达唑仑的IV给药约为130ng/gm才达到零。与此相对，仅需要使用约11ng/gm的咪达唑仑的SipNose浓度来完全阻止癫痫发作(评分＝0)。
如上文的示例所揭示的，SipNose设备相对于设备参数的微小变化(例如，压力、体积等)是稳定的；设备参数的微小变化不会显著改变结果。
示例26：人的癫痫持续状态(SE)的抗癫痫治疗：
患有癫痫发作(SE)的39岁患者的病例研究用SipNose递送设备以2mg咪达唑仑的剂量通过鼻腔递送咪达唑仑来治疗。
通过在1ml载体体积中向每个鼻孔给药1ml咪达唑仑来进行咪达唑仑的给药。在用SipNose设备的药物鼻给药之前(图69A和69B)和3分钟之后测量EEG记录。从记录能够看出，在药物给药后，脑信号传导以短的起效时间恢复正常。
图70图示了在用SipNose设备的药物鼻给药后3分钟的EEG记录。
能够看出，经由SipNose鼻递送设备的药物给药导致在癫痫发作期间减少重复的不正常脑活动。脑活动在给药后3分钟恢复正常，这反映了药物对脑中的目标的快速起效和有效递送。
在前面的描述中，为了说明和描述的目的，已经展现了包括优选实施例的本发明的实施例。它们并不是穷举的或将本发明限制于所公开的精确形式。根据上述教导，明显的修改或变化是可能的。选择和描述实施例以提供本发明的原理及其实际应用的最佳图示，并且使得本领域普通技术人员能够在各种实施例中使用本发明，并且适用于特定用途的各种修改能够预期。所有这些修改和变化在由所附权利要求确定的本发明的范围内，当按照广度来解释时，它们是公正、合法、公平的。

Claims (23)

1.一种用于将预定体积Vsub[ml]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的设备，所述设备包括：
a.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质；
b.放置在所述体腔附近的递送端，所述递送端与所述容器流体连通；所述递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
c.至少一个可机械连接到所述容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中所述阀使得预定体积Vsub[ml]的所述物质能够经由所述递送端从所述容器递送到所述体腔；以及，ii)非激活配置，其中所述阀防止所述预定体积Vsub[ml]的所述物质从所述容器递送到所述体腔；
所述阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，反之亦然；以及
d.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
一旦所述阀从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，所述加压气体被配置为携带所述物质并经由所述递送端中的所述孔口将所述物质递送在所述体腔内；
其中，所述设备被配置为，以a)dPgas/dT的压力速率；b)dVgas/dT的体积速率；和c)dVsub/dT的体积速率，通过直径D[mm]的所述孔口递送所述预定体积Vsub[ml]的所述物质和所述预定体积Vgas的所述加压气体；
进一步地，其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Vsub在约0.01－7ml的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)所述压力速率，
f)所述压力速度dPgas/dT大于约0.001barg/ms；
g)所述体积速率dVsub/dT大于约0.0001ml/ms；
h)所述体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)所述预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内；
k)及其任何组合。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，以下中的至少一项成立：
a.所述身体腔道是鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合；
b.所述物质的粘度η在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.在从所述设备离开之后，所述物质的颗粒的DV50直径小于约100μm；
d.所述颗粒的DV90直径小于约1000μm；
e.包含所述物质和所述气体的气溶胶羽流的全宽度对向小于约25°的角度θ；
f.所述羽流中的颗粒具有在约5m/s至50m/s的范围内的速度；
g.所述加压气体包括空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合；
h.在所述至少一种物质的分散期间，所述预定体积Vgas[ml]的所述加压气体与携带在其中的所述预定体积Vsub[ml]的所述物质的混合物形成气溶胶的羽流；所述气溶胶具有预定的分布，所述分布是均匀的或不均匀的，所述不均匀分布选自由以下构成的组：任意分布，所述混合物内的所述至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；所述气溶胶的特性选自由以下构成的组：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，所述气溶胶的特性能够根据所述设备的特性确定，所述设备的特性选自由以下构成的组：所述加压气体的所述预定体积、所述物质的所述预定体积、所述加压气体的所述预定压力、所述预定孔口大小、及其任何组合；
i.至少一种所述物质选自由气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合构成的组；
j.至少一种所述物质在惰性气氛下或在真空下储存以防止在储存期间反应；以及
k.当经由所述设备经鼻给药时，剂量-反应曲线对于所述物质的脑浓度大致上是线性的；
l.当经由所述设备经鼻给药时，所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述体积存储在容器中。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述容器是具有主纵向轴线的胶囊，所述胶囊包括数量n个的隔室，所述胶囊被配置为容纳所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质，所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质能够容纳在所述n个隔室中的至少一个中；以下中的至少一项成立：
a.所述隔室的数量n是大于或等于1的整数；至少一个所述隔室具有选自以下构成的组的形状的横截面：楔形、圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合；
b.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有不同的体积；
c.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有相同的体积；
d.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有不同的横截面积；
e.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有相同的横截面积；
f.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室包含不同的物质；
g.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室包含相同的物质；
h.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室围绕所述胶囊的所述主纵向轴线同轴设置；
i.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室沿所述胶囊的所述主纵向轴线依次设置；
j.对于隔室的所述数量n大于1，所述多种物质在所述分散期间混合；以及
k.对于隔室的所述数量n大于1，所述多种物质在所述分散期间反应。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述容器包括能够流体连接到所述设备的外部的端口，所述端口被配置为使得所述至少一种物质能够经由所述端口插入到所述室中。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述设备包括端口盖，所述端口盖配置成为所述端口提供气密封闭，所述端口盖沿所述设备能够滑动，围绕所述设备能够旋转，围绕所述设备的外部上的铰链能够旋转及其任何组合。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述物质被递送到管中时，以下中的至少一项成立：
a.沿管向下行进的距离为L，并且L大致上独立于所述物质的所述粘度η；
b.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a1a P+bla；L的单位为cm，P的单位为barg，a1a在约0至约70的范围内，bla在约0至约130的范围内；
c.L大致上独立于Vsub；
d.沿管向下行进的距离为L，L＝a1b P3-b1b P2+c1b P；L的单位为cm，P的单位为barg，a1b在约2至约6的范围内，b1b在约-20至约-60的范围内，c1b在约70至约230的范围内；
e.沿管向下行进的距离为L，L＝a1c Pb1c；L的单位为cm，P的单位为barg，a1c在约71至约120的范围内，b1c在约0.30至0.63的范围内；
f.沿管向下行进的距离为L，L＝a2a/(1+b2a exp(-c2a D)；L的单位为cm，P的单位为barg，a2a在约325至约363的范围内，b2a在约-47至约163 的范围内，c2a在约7至约15的范围内；
g.沿管向下行进的距离为L，L＝a2b D2+b2b D+c2b；L的单位为cm，P的单位为barg，a2b在约-928至约-229的范围内，b2b在约600至约1378的范围内，c2b在约-160至约15的范围内；
h.沿管向下行进的距离为L，L＝a3a Vsub+b3a；L的单位为cm，P的单位为barg，a3a在约-0.55至约0.59的范围内，b3a在约96至约467的范围内；
i.沿管向下行进的距离为L，L＝a5a Vgas+b5a；L的单位为cm，P的单位为barg，a5a在约3.7至约13.5的范围内，b5a在约152至约248的范围内；
j.沿管向下行进的距离为L，L＝b5b Vgas/(a5b+Vgas)；L的单位为cm，P的单位为barg，a5b在约-0.18至约5.3的范围内，b5b在约268至约498的范围内，以及
k.沿管向下行进的距离为L，L＝a5c Vgas b5c；L的单位为cm，P的单位为barg，a5c在约-19至约250的范围内，b5c在约-0.09至约0.9的范围内。
8.一种用于将预定量Msub[mg]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的设备，所述设备包括：
a.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质；
b.放置在所述体腔附近的递送端，所述递送端与所述容器流体连通；所述递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
c.至少一个可机械连接到所述容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中所述阀使得预定量Msub[mg]的所述物质能够经由所述递送端从所述容器递送到所述体腔；以及，ii)非激活配置，其中所述阀防止所述预定量Msub[mg]的所述物质从所述容器递送到所述体腔；
所述阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，反之亦然；以及
d.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
一旦所述阀从所述未激活配置重新配置为所述激活配置，所述加压气体被配置为携带所述物质并经由所述递送端中的所述孔口将所述物质递送在所述体腔内；
其中，所述设备被配置为，以dPgas/dT的压力速率，通过直径D[mm]的所述孔口递送所述预定量Msub[mg]的所述物质和所述预定体积Vgas的所述加压气体；
进一步地，其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Msub在约1－1000mg的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)所述压力速率，
f)所述压力速率大于约0.001barg/ms；
g)所述量速率dMsub/dT大于约0.0001mg/ms；
h)所述体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)所述预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，以下中的至少一项成立：
a.所述身体腔道是鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合；
b.所述物质的粘度η在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.在从所述设备离开之后，所述物质的所述颗粒的DV50直径小于约100μm；
d.在从所述设备离开之后，所述物质的所述颗粒的DV90直径小于约1000μm；
e.包含所述物质和所述气体的气溶胶的羽流的全宽度对向小于约25°的角度θ；
f.所述羽流中的颗粒具有在约5m/s至50m/s的范围内的速度；
g.所述加压气体包括空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合；
h.在所述至少一种物质的分散期间，所述预定体积Vgas[ml]的所述加压气体与携带在其中的所述预定量Msub[mg]的所述物质的混合物形成气溶胶的羽流；所述气溶胶具有预定的分布，所述分布是均匀的或不均匀的，所述不均匀分布选自由以下构成的组：任意分布，所述混合物内的所述至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；所述气溶胶的特性选自由以下构成的组：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，所述气溶胶的特性能够根据所述设备的特性确定，所述设备的特性选自由以下构成的组：所述加压气体的所述预定体积、所述物质的所述预定体积、所述加压气体的所述预定压力、所述预定孔口大小、及其任何组合；
i.至少一种所述物质选自由气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合构成的组；
j.至少一种所述物质在惰性气氛下或在真空下储存以防止在储存期间反应；以及
k.当经由所述设备经鼻给药时，剂量-反应曲线对于所述物质的脑浓度大致上是线性的；
i.当经由所述设备经鼻给药时，所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述体积是容器。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述容器是具有主纵向轴线的胶囊，所述胶囊包括数量n个的隔室，所述胶囊被配置为容纳所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质，所述量Msub[mg]的所述至少一种物质能够容纳在所述n个隔室中的至少一个中；以下中的至少一项成立：
a.所述隔室的数量n是大于或等于1的整数；至少一个所述隔室具有选自以下构成的组的形状的横截面：楔形、圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合；
b.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有不同的体积；
c.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有相同的体积；
d.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有不同的横截面积；
e.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室具有相同的横截面积；
f.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室包含不同的物质；
g.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室包含相同的物质；
h.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室围绕所述胶囊的所述主纵向轴线同轴设置；
i.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，至少两个所述隔室沿所述胶囊的所述主纵向轴线依次设置；
j.对于隔室的所述数量n大于1，所述多种物质在所述分散期间混合；以及
k.对于隔室的所述数量n大于1，所述多种物质在所述分散期间反应。
12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述容器包括能够流体连接到所述设备的外部的端口，所述端口被配置为使得物质能够经由所述端口插入到所述室中。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述设备包括端口盖，所述端口盖配置成为所述端口提供气密封闭，所述端口盖沿所述设备能够滑动，围绕所述设备能够旋转，围绕所述设备的外部上的铰链能够旋转及其任何组合。
14.根据权利要求8所述的设备，其中，当所述物质被递送到管中时，以下中的至少一项成立：
a.沿管向下行进的距离为L，并且L大致上独立于所述物质的所述粘度η；
b.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a6a P+b6a；L的单位为cm，P的单位为barg，a6a在约0至约116的范围内，b6a在约0至约306的范围内；
c.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a6b P3-b6b P2+c6b P；L的单位为cm，P的单位为barg，a6b在约6.5至约9.75的范围内，b6b在约-65至约-97.5的范围内，c6b在约202至约303的范围内；
d.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a6c Pb6c；L的单位为cm，P的单位为barg，a6c在约0至约902的范围内，b6c在约0至3.72的范围内；
e.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a7a Vgas+b7a；L的单位为cm，P的单位为barg，a7a在约0至约10的范围内，b7a在约165至约282的范围内；
f.沿管向下行进的距离为L，其中L＝b7b Vgas/(a7b+Vgas)；L的单位为cm，P的单位为barg，a7b在约-0.26至约2.05的范围内，b7b在约235至约350的范围内；以及
g.沿管向下行进的距离为L，其中L＝a7c Vgas b7c；L的单位为cm，P的单位为barg，a7c在约0至约320的范围内，b7c在约0至约0.96的范围内。
15.一种用于将预定体积Vsub[ml]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的方法，包括：
a.提供一设备，所述设备包括：
i.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质；
ii.与所述容器流体连通的递送端，所述递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
iii.至少一个可机械连接到所述容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中所述阀使得预定体积Vsub[ml]的所述物质能够经由所述递送端从所述容器递送到所述体腔；以及，ii)非激活配置，其中所述阀防止所述预定体积Vsub[ml]的所述物质从所述容器递送到所述体腔；
所述阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，反之亦然；以及
iv.流体密封室，被配置成在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
b.将所述物质安放在所述预定体积中；
c.将所述阀设置成所述非激活配置；
d.用所述气体将所述流体密封室加压至所述预定压力；
e.将所述递送端放置在所述体腔附近；
f.将所述阀从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，从而将所述物质携带在所述预定体积Vgas的所述加压气体中；从而
g.以dPgas/dT的压力速率,通过直径D[mm]的所述孔口递送所述预定体积Vsub[ml]的所述物质和所述预定体积Vgas的所述加压气体；
其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－21ml的范围内；
c)Vsub在约0.01－7ml的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)所述压力速率，
f)所述压力速率大于约0.001barg/ms；
g)所述体积速率dVsub/dT大于约0.0001ml/ms；
h)所述体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)所述预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤中的至少一个：
a.从由鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合构成的组中选择所述身体腔道；
b.选择所述物质的粘度η为在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.以DV50直径表征递送的气溶胶中所述物质的颗粒，所述气溶胶是所述至少一种物质和所述气体的混合物，所述DV50直径小于约150μm；
d.以小于约1000μm的DV90直径表征所述颗粒；
e.以羽流角θ表征所述气溶胶的羽流，所述羽流角θ对向所述羽流的全宽度，所述羽流角θ对向小于约25°的角度；
f.将所述羽流中颗粒的速度表征为在约5m/s至50m/s的范围内；
g.从由空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合构成的组中选择所述气体；
h.分散所述至少一种物质，在所述分散步骤期间，由所述预定体积Vgas[ml]的所述加压气体与携带在其中的所述预定体积Vsub[ml]的混合物形成具有预定分布的气溶胶的羽流；从由以下构成的组中选择所述预定分布：均匀分布、不均匀分布；从由以下构成的组中选择所述不均匀分布：任意分布，所述混合物内的所述至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；从由以下构成的组中选择所述气溶胶的特性：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，所述气溶胶的特性能够根据所述设备的特性确定，所述设备的特性选自由以下构成的组：所述加压气体的所述预定体积、所述物质的所述预定体积、所述加压气体的所述预定压力、所述预定孔口大小、及其任何组合；
i.从由以下构成的组中选择所述物质：气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合；
j.在惰性气氛下或在真空下储存至少一种所述物质以防止在储存期间反应；以及
k.将所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线表征为是大致上线性的形式；
l.当经由所述设备经鼻给药时，所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述体积是容器。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：提供所述容器，所述容器包括具有主纵向轴线的胶囊，所述胶囊包括数量n个的隔室，将所述胶囊配置为容纳所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质，将所述体积Vsub[ml]的所述物质容纳在所述n个隔室中的至少一个中；还包括以下步骤中的至少一个：
a.向所述胶囊提供n个隔室；n是大于或等于1的整数；
b.从由以下构成的组中选择所述n个隔室中的至少一个的横截面形状：楔形、圆形、卵形、椭圆形、多边形、环形、及其任何组合；
c.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，提供所述多个隔室中的具有不同体积的至少两个隔室；
d.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，提供具有相同体积的至少两个所述隔室；
e.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，提供具有不同横截面积的至少两个所述隔室；
f.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，提供具有相同横截面积的至少两个所述隔室；
g.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，提供包含不同物质的至少两个所述隔室；
h.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，提供包含相同物质的至少两个所述隔室；
i.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，将所述多个隔室围绕所述胶囊的所述主纵向轴线同轴设置；
j.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，将所述多个隔室沿所述胶囊的所述主纵向轴线依次设置；
k.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，将所述多种物质在所述分散期间混合；以及
l.对于隔室的所述数量n是大于1的整数，使所述多种物质在所述分散期间反应。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：经由能够流体连接到所述设备的外部的端口，将所述预定体积Vsub[ml]的所述至少一种物质插入到所述容器中。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括以下步骤：为所述端口提供气密封闭，并且以至少一种运动相对于所述设备移动所述端口盖，所述至少一种运动选自由以下构成的组：沿所述设备滑动所述端口盖，使所述端口盖围绕所述设备旋转，使所述端口盖围绕所述设备的外部上的铰链旋转，及其任何组合。
21.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：将所述物质递送到管中并且测量所述物质沿管向下行进的距离L；并且还包括以下步骤中的至少一个：
a.选择所述粘度η使得L大致上独立于所述物质的粘度η；
b.选择Vsub使得L大致上独立于Vsub；
c.L＝a1a P+b1a并且选择a1a为在约0至约70的范围内，b1a为在约0至约130的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
d.L＝a1b P3-b1b P2+c1b P并且选择a1b为在约2至约6的范围内，b1b为在约-20至约-60的范围内，c1b为在约70至约230的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
e.L＝a1c Pb1c并且选择a1c为在约71至约120的范围内，b1c为在约0.30至0.63的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
f.L＝a2a/(1+b2a exp(-c2a D)并且选择a2a为在约325至约363的范围内，b2a为在约-47至约163的范围内，c2a为在约7至约15的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
g.L＝a2b D2+b2b D+c2b并且选择a2b为在约-928至约-229的范围内，b2b为在约600至约1378的范围内，c2b为在约-160至约15的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
h.L＝a3a Vsub+b3a并且选择a3a为在约-0.55至约0.59的范围内，b3a为在约96至约467的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
i.L＝a5a Vgas+b5a并且选择a5a为在约3.7至约13.5的范围内，b5a为在约152至约248的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg；
j.L＝b5b Vgas/(a5b+Vgas)并且选择a5b为在约-0.18至约5.3的范围内，b5b为在约268至约498的范围内；以及
k.L＝a5c Vgas b5c并且选择a5c为在约-19至约250的范围内，b5c为在约-0.09至约0.9的范围内；其中L的单位为cm，P的单位为barg。
22.一种用于将预定量Msub[mg]的至少一种物质递送在受试者的至少一个体腔内的方法，包括：
a.提供一设备，所述设备包括：
i.至少一个预定体积，其大小和形状用于容纳所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质；
ii.与所述容器流体连通的递送端，所述递送端包括至少一个直径D[mm]的孔口；
iii.至少一个可机械连接到所述容器的阀，其特征在于至少两种配置：i)激活配置，其中所述阀使得所述预定量Msub[mg]的所述至少一种物质能够经由所述递送端从所述容器递送到所述体腔；以及，ii)非激活配置，其中所述阀防止所述预定量Msub[mg]的所述物质从所述容器递送到所述体腔；
所述阀响应于其激活能够在预定时间段dT内从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，反之亦然；以及
iv.流体密封室，适于在预定压力Pgas[barg]下容纳预定体积Vgas[ml]的加压气体；
b.将所述物质安放在所述预定体积中；
c.将所述阀设置成所述非激活配置；
d.用所述气体将所述流体密封室加压至所述预定压力；
e.将所述递送端放置在所述体腔附近；
f.将所述阀从所述非激活配置重新配置为所述激活配置，从而将所述物质携带在所述预定体积Vgas的所述加压气体中；从而
g.以dPgas/dT的压力速率,通过直径D[mm]的所述孔口递送所述预定量Msub[mg]的所述物质和所述预定体积Vgas的所述加压气体；
其中以下中的至少一项成立：
a)Pgas在约1－10barg的范围内；
b)Vgas在约1－12ml的范围内；
c)Msub在约1－1000mg的范围内；
d)D在0.2－6mm的范围内；
e)所述压力速率，
f)所述压力速率大于约0.001barg/ms；
g)所述量速率dMsub/dT大于约0.0001mg/ms；
h)所述体积速率dVgas/dT大于约0.001ml/ms；
i)所述预定时间段，dT→0；以及
j)dT在约0至500毫秒的范围内。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括以下步骤中的至少一个：
a.从由鼻腔、口、喉、耳、阴道、直肠、尿道及其任何组合构成的组中选择所述身体腔道；
b.选择所述物质的粘度η为在约1×10-3泊至约1泊的范围内；
c.以DV50直径表征递送的气溶胶中所述物质的颗粒，所述气溶胶是所述至少一种物质和所述气体的混合物，所述DV50直径小于约100μm；
d.以小于约1000μm的DV90直径表征所述颗粒；
e.以羽流角θ表征所述气溶胶的羽流，所述羽流角θ对向所述羽流的全宽度，所述羽流角θ对向小于约25°的角度；
f.将所述羽流中的颗粒的速度表征为在约5m/s至50m/s的范围内；
g.从由空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氖气、氙气及其任何组合构成的组中选择所述气体；
h.分散所述至少一种物质，在所述分散步骤期间，由所述预定体积Vgas[ml]的所述加压气体与携带在其中的所述预定量Msub[mg]的混合物形成具有预定分布的气溶胶的羽流；从由以下构成的组中选择所述预定分布：均匀分布、不均匀分布；从由以下构成的组中选择所述不均匀分布：任意分布，所述混合物内的所述至少一种物质的密度遵循预定图案的分布，及其任何组合；从由以下构成的组中选择所述气溶胶的特性：粒径、颗粒形状、颗粒分布、及其任何组合，所述气溶胶的特性能够根据所述设备的特性确定，所述设备的特性选自由以下构成的组：所述加压气体的所述预定体积、所述物质的所述预定体积、所述加压气体的所述预定压力、所述预定孔口大小、及其任何组合；
i.从由以下构成的组中选择所述物质：气体、液体、粉末、气溶胶、浆液、凝胶、悬浮液及其任何组合；
j.在惰性气氛下或在真空下储存至少一种所述物质以防止在储存期间反应；以及
k.将所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线表征为是大致上线性的形式；
l.当经由所述设备经鼻给药时，所述物质的脑浓度的剂量-反应曲线具有选自由以下构成的组的拟合：对数、抛物线、指数、S形、幂律、及其任何组合。
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