CN1192702A - 吸入器上的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸入装置,包括用于将粒度小于10μm的细碎粉状药物的聚集体破碎,以提供具有大量在呼吸范围内(即粒度小于10μm)的颗粒的细碎的药物,该装置包括至少一对位于气体/空气流动途径上的表面,所述成对的表面中的第一表面在气体/空气流动途径上形成一个收缩的入口表面,以使沿该流动途径收缩部分的气体/空气的速度加快,所述成对的表面中的第二表面位于或接近所述收缩部分的出口处,并形成一个冲击表面,以便在使用中聚集体或颗粒冲击该表面,并使所述第一和第二表面的取向与所述流动途径的纵向成不同角度。
Description
发明技术领域
本发明涉及一种吸入装置,包括用于将粒度小于10μm的细碎的粉状药物的聚集体破碎,以形成具有大量在呼吸范围内(即粒度小于10μm)的颗粒的细碎药物。
发明背景
在吸入治疗中,最重要的是被吸入的药物颗粒的直径小于10μm,以确保药物颗粒能适当渗入肺的支气管部分。
对于直径小于10μm的颗粒来说,颗粒间力通常大于其重力,因此,该材料是有粘性的。当对这种细碎的粉状药物进行处理,例如,在贮存、输送、过筛、过滤、混合或研磨期间,会随机形成不定形的附聚体或聚集体。
当使用干粉吸入器,特别是呼吸启动的干粉吸入器时,重要的是使该吸入装置具有这样的装置:该装置在吸入之前或期间将由所述细碎的粉状物形成的附聚体或聚集体破碎成粒度在呼吸范围内,即小于10μm、优选小于5μm的初级颗粒。
如果所述粒子大于10μm,将不能渗透到肺的支气管部分,而是停留在口喉通道,或被吞咽到胃肠道,并在那里产生不希望有的副作用。这种颗粒也更容易滞留在该装置上,从而导致颗粒的损失,这会对剂量的精度造成不利影响。
先有技术
用于破碎在粒度小于10μm的细碎粉状药物中形成的附聚体/聚集体的装置在先有技术中是公知的。这种装置的例子之一披露于EP-B-069715中。在该文献中,在空气导管里设置了一个转动的类似推进器的装置,以作为解聚装置。另一个例子披露于EP-B-237507中,其中,在一个具有用于盛放多份剂量的容器的由呼吸启动的干粉吸气器的接口管和/或空气导管中设置一个静止的偏转装置。在吸气时,该静止的偏转装置产生一种解聚作用,因为它被设计成能在携带所述物质的空气流中产生湍流运动。由于这种湍流运动,所述颗粒将冲击空气导管和偏转装置壁,并相互撞击,以这种方式破碎成在呼吸范围内的颗粒。
在WO 92/04069中披露了一种供一次性使用的一次性呼吸启动的干粉吸入器。该吸入器具有用于在空气导管中破碎附聚体/聚集体的装置。在该吸气器中也设有解聚装置,用于在吸气期间在空气流中产生湍动。当所有的解聚装置都被构建成一个相对该吸入器的管状外壳的纵向呈约30°角的平面时,可实现上述目的。
试验表明,上述解聚装置不能产生最佳解聚效果。有时,在吸入器中的滞留会达到不可接受的程度。这会因不同的吸入而导致不同的剂量。
本发明
因此,本发明的目的是提供解聚装置,该装置能优化解聚作用并尽可能减少常规气体或空气流速下的滞留量和流动阻力,流速取决于患者的吸入力。
根据本发明,提供一种吸入装置,其包括用于破碎聚集体的装置,该装置的特征是,所述装置包括至少一对位于气体/空气流动通道上的表面,该对表面的第一表面在所述气体/空气流动途径上形成一个收缩的入口表面,以加快沿该流动途径通过所述收缩部分的气体/空气的速度,该对表面的第二表面位于或接近所述收缩部分的出口,并形成一个冲击表面,以便在使用中聚集体或颗粒冲击该第二表面,第一和第二表面相对所述流动途径纵向以不同角度取向,以使第一和第二表面与该流动途径的纵向成不同角度。
通过阅读从属权利要求2-11可以了解其它优选实施例和优点。
附图简述
下面将结合附图以举例方式对本发明装置进行说明,其中:
图1表示本发明解聚装置的一种优选实施例;
图2表示如图1所示的本发明的第一解聚装置;和
图3表示如图1所示的本发明的第二解聚装置的两个部件。
附图详述
在粉末技术领域中众所周知的是,通过在聚集体冲击表面(例如位于聚集体的运动方向上的壁)之前赋予它一个加速度,以破碎由粉状物质形成的聚集体。当该方法被用于吸入材料时,所谓的解聚装置被置于该吸入装置的气体/空气流动途径上。可以如上述文献般地以壁的形式提供该解聚装置。
试验表明,聚集体破碎成初级颗粒与所述表面的位置和角度以及吸入器的气体/空气流动途径在不同位置上的截面尺寸有关。下面将结合附图1,2,3对本发明解聚装置的一种优选实施例进行说明。
该优选实施例中的本发明的解聚装置被设计成位于单位剂量干粉吸气器的气体/空气流动途径上,但该解聚装置的构造可方便地适合于安置在任何干粉吸入器的气体/空气流通途径中,该吸入器有一个包括位于气体/空气流通途径10中的粉状物质的聚集体的剂量药物8、一个空气入口5和一个空气出口6。所述空气入口5与空气出口6相隔一定距离,以便在吸入期间气体/空气流能通过所述空气入口和空气出口间的气体/空气途径,从而升起所述药物,以便由气体/空气流中的气体携带。该装置的说明与该实施例相关,不过这仅是为清楚起见而给出的一个例子。
在该优选实施例中,沿吸入器里的气体/空气流通途径10设置几组倾斜的平面。药物8被放置在一个室(未示出)中,该室可以是一种单位剂量室或一种可以再填充以供再次吸入的室。
所述倾斜表面在气体/空气流动途径上形成收缩部分,由此加快吸入的气体/空气流的速度,并在其经过该气体/空气流动途径时进行导向。由此迫使聚集体和/或颗粒冲击气体/空气途径的壁和表面。
在该优选实施例中,所述解聚装置主要有两种不同的形式和结构。
如图1和2所示,第一解聚装置20和30分别形成成对的壁21a,21b和31a,31b,并相对于气体/空气流的主方向(图中箭头A)和由空气入口向空气出口看去气体/空气流动途径10和装置的对称的纵向中央轴分别成角αa和αb。在图1-3中,所述纵向中央轴由X-X表示。最好是,所述成对壁由气体/空气流途径两侧的外壳边缘对称地延伸,并相互隔开,以形成气体/空气流通道,并在该气体/空气流通道中形成一个收缩部分。第一对壁21a,21b接近药物8的释放部位。所述成对的壁21a,21b和31a,31b分别与位于气体/空气流的主方向A的纵向上的部分22a,22b和32a、32b连接。所述纵向部分平行于气体/空气流的主方向A延伸,并被分隔开,以形成气体/空气流通道。所述纵向部分22a,22b和32a,32b的另一端分别与壁23a、23b和33a、33b连接,它们与各解聚装置的第一壁和纵向部分一起分别形成四边形20、30。在图1和2中示出了该第一解聚装置的一种优选实施例。壁23a、23b和33a、33b的角度和形成仅对解聚装置和气体/空气流途径的结构和形状重要,但对该装置的功能不重要。所述功能的重要特征是为了尽可能减少物质在气体/空气流途径中的滞留。因此,可以采用具有该功能的任何角度和/或形式的壁。
第二解聚装置40、50分别形成成对的壁41a、41b和51a、51b。每对壁中的两壁相互连接,并分别形成顶或点42、52。顶或点42、52位于气体/空气流途径10的中部,并与气体/空气流途径的对称纵向轴X-X吻合,还与从空气入口5向空气出口6看出气体/空气流的主方向A相吻合。
在该优选实施例中,所述第二解聚装置40、50形成绕其纵向轴Y-Y对称的四边形,如图3所示。所述四边形是这样形成的,以使各四边形的纵轴相互平行,而在该优选实施例中,与气体/空气流途径的对称的纵轴X-X相吻合。
所述解聚装置的冲击表面41a、41b和51a、51b分别与气体/空气流主方向A和从空气入口5向空气出口6看去的气体/空气流途径和该装置的对称的纵向轴X-X形成角β和δ。第二解聚装置40和50的优选实施例如图3所示。
第一和第二解聚装置20、30和40、50以这种方式位于气体/空气流途径上:它能形成气体/空气流和聚集体/颗粒的加速区和起导向作用,以迫使所述聚集体和颗粒冲击该解聚装置的壁。
解聚装置的形式是通过试验确定的,用于上述目的最佳形式如图1所示。解聚装置的形式对于物质在气体/空气流途径中的滞留以及具有解聚装置的吸入器的气体/空气流动阻力也是重要的。例如,如果解聚装置被制成三角形,其顶部在吸入时朝向空气流方向,该装置的后侧具有大体为平的表面,其位置垂直于吸入的空气流。这会产生明显的滞留。
试验已经表明,为了使该解聚装置很好地起作用,进而使吸入器也很好地起作用,角αa和αb的值,特别是角β和δ的值极端重要。用不同物质进行了几种试验,已确定影响气体/空气流在吸入期间的性能的不同参数的最佳值的角度值。因此,重要的是能在常见的气体/空气流速下使物质的滞留和流动阻力减至最小,并使解聚作用最大,所述流速取决于患者的吸入力。
早期的试验业已证实,αa和αb应与从空气入口向空气出口看去的气体/空气流动的主方向约成30°角,并与平行于该装置的纵向对称轴的纵轴成30°角。30°角的选择取决于使流动阻力和物质的滞留减至最小,并优化空气/气体流进入气体/空气流途径的第一收缩部分的加速度。
角β值与从空气入口向空气出口看去的气体/空气流主方向以及该装置的纵轴所成的角度大约为45°。
角δ值与从空气入口向空气出口看去的气体/空气流主方向以及该装置的纵轴的角度大约为60°。
上述数值的选择基于试验结果,其结果归纳如下。
为了确定角β和δ的最佳值而进行试验的结果的总结:
为了确定第二和第三解聚装置的最佳值,即角β和δ,进行几种试验。在下表中给出了对这些试验结果的总结。
在所有实验中,第一角αa和αb都保持恒定为30°,以形成空气/气体流进入空气/气体流途径的顺利入口。试验是用具有不同特性的物质进行的,用于每一试验的物质示于表中。
为了能够比较不同试验的结果,引入一个指数。该指数基于以下计算:
I=(F2÷(Re*C))*10000
其中,I是指数,F是精细颗粒的百分率(fraction),Re是滞留量,以总剂量的百分比计,而C是吸入阻力(C-值)。将上述结果乘以10000,以提供一个“易读”数值。
研究1
表1
在该研究中使用一种物质-Terbutalinesulphat,该试验的目的是测定角β和δ值之间的关系。
试验号 | 角αa,αb值 | 角β值 | 角δ值 | 精细颗粒百分率(F) | 滞留量(占总剂量的%) | 吸入阻力( C -值) | 指数(I) |
1 | 30° | 75° | 60° | 44 | 18 | 15395 | 70 |
2 | 30° | 45° | 60° | 44 | 15 | 14424 | 89 |
3 | 30° | 75° | 21° | 36 | 18 | 14765 | 70 |
4 | 30° | 45° | 21° | 35 | 14 | 12488 | 49 |
5 | 30° | 60° | 30° | 43 | 21 | 12825 | 69 |
由β为45°、δ为60°的试验2可以看出,其具有最大的指数。另一方面,β为45°、δ为21°的试验4具有最小的指数。这表明β<δ比β>δ更为可取。
研究2
在该试验中,试验了3种不同的物质Terbutalinesulphate、Budesonide和Formoterol与乳糖的混合物。该试验的目的是确定在21°-75°范围内是否有一个角度最佳值。
表2
物质:Terbutalinesulphate
试验号 | 角αa,αb值 | 角β值 | 角δ值 | 精细颗粒百分率(F) | 滞留量(占总剂量的%) | 吸入阻力( C -值) | 指数(I) |
1 | 30° | 21° | 21° | 24 | 8 | 10630 | 71 |
2 | 30° | 75° | 21° | 24 | 11 | 11110 | 50 |
3 | 30° | 45° | 45° | 32 | 11 | 12420 | 76 |
4 | 30° | 21° | 75° | 37 | 12 | 13120 | 86 |
5 | 30° | 75° | 75° | 40 | 11 | 14000 | 107 |
表3
物质:Budesonide
试验号 | 角αa,αb值 | 角β值 | 角δ值 | 精细颗粒百分率(F) | 滞留量(占总剂量的%) | 吸入阻力( C -值) | 指数(I) |
1 | 30° | 21° | 21° | 17 | 12 | 10630 | 22 |
2 | 30° | 75° | 21° | 22 | 22 | 11110 | 20 |
3 | 30° | 45° | 45° | 27 | 17 | 12420 | 36 |
4 | 30° | 21° | 75° | 37 | 28 | 13120 | 39 |
5 | 30° | 75° | 75° | 43 | 31 | 14000 | 42 |
表4
物质:与乳糖混合的Formoterol
试验号 | 角αa,αb值 | 角β值 | 角δ值 | 精细颗粒百分率(F) | 滞留量(占总剂量的%) | 吸入阻力( C -值) | 指数(I) |
1 | 30° | 21° | 21° | 31 | 16 | 10630 | 58 |
2 | 30° | 75° | 21° | 42 | 28 | 11110 | 58 |
3 | 30° | 45° | 45° | 49 | 21 | 12420 | 90 |
4 | 30° | 21° | 75° | 51 | 27 | 13120 | 74 |
5 | 30° | 75° | 75° | 63 | 30 | 14000 | 86 |
上述试验的结果也表明,β<δ的结果好于β>的结果。β值对所述结果的影响不明显,但β=45°、δ=45°的结果比预计的好。实际上,对于与乳糖混合的物质Formoterol而言,这一结果是最佳的。
在前两个研究中所获得的结果表明,β角的最佳值似乎是45°。
研究3
进行该研究是为了确定δ角的上限值。所用物质为调节过的和未调节过的Terbutalinesulphate。
表5:
物质:调节过的Terbutalinesulphate
试验号 | 角αa,αb值 | 角β值 | 角δ值 | 精细颗粒百分率(F) | 滞留量(占总剂量的%) | 吸入阻力( C -值) | 指数(I) |
1 | 30° | 45° | 60° | 49 | 14 | 13442 | 129 |
2 | 30° | 45° | 70° | 49 | 20 | 14825 | 81 |
3 | 30° | 45° | 75° | 52 | 17 | 15502 | 103 |
4 | 30° | 45° | 80° | 50 | 22 | 15183 | 75 |
5 | 30° | 45° | 85° | 52 | 23 | 15482 | 76 |
6 | 30° | 45° | 90° | 26 | 16 | 15872 | 83 |
表6
物质:未调节过的Terbutalinesulphate
试验号 | 角αa,αb值 | 角β值 | 角δ值 | 精细颗粒百分率(F) | 滞留量(占总剂量的%) | 吸入阻力( C -值) | 指数(I) |
1 | 30° | 45° | 60° | 53 | 11 | 13442 | 191 |
2 | 30° | 45° | 75° | 49 | 12 | 15502 | 129 |
3 | 30° | 45° | 90° | 55 | 13 | 15872 | 147 |
上述试验的结果还表明,当β角和δ角分别为45°和60°时取得最佳结果。
上述试验的结果形成了选择本发明吸入装置的以下角度值的基础:
αa和αb为30°,β为45°,而δ为60°。
本发明的装置制造简单。最好将其制成两个部分,一个第一个大致扁平的部分和一个第二部分,其中,在模塑或冷成型工艺中成型具有收缩部分和解聚部分的空气流途径。然后以下述方式将这两部分连接在一起,以便在两部分之间形成空气密封。为此,可以采用热-或冷-密封、激光焊接或超声焊接,以及任何其它的焊接方法。该装置的上述两部分优选由塑料制成,但可以采用易于制成所需的空气流通道的任何其它材料。该装置还可以由两个相同部分组成,这两部分密封连接在一起。然而,这是一种更复杂的方法。
还可以用注射模塑或吹塑方法将该装置制成一个部分。
改进
毫无疑问,上述本发明装置可以在所附权利要求范围内加以改进。
因此,在优选实施例中,第一和第二解聚装置形成具有上述形状的四边形。不过,解取和装置的形状显然是可以变化的。例如,该解聚装置的“后侧”可具有任何形状,但最好不会明显减低气体/空气流速或如上述的大量滞留物质。例如,第二解聚装置可形成三角形或为V形,以使该三角或V形的顶部位于该装置的气体/空气流途径的中央。
角αa和αb和β、δ值可以改变,尽管所进行的试验已证实这些角度的最佳值如上文所述。
另外,本领域技术人员容易理解的是,上述解聚装置以及如权利要求所述的解聚装置可加以改进,以便用于任何粉状物吸入器,特别是干粉吸入器中。
Claims (10)
1.一种吸入装置,包括用于破碎粒度小于10μm的细碎药物的聚集体的装置(20;30;40;50),以形成具有大量粒度在呼吸范围内,即小于10μm的细碎药物,其特征在于:所述装置(20;30;40;50)包括至少一对位于气体/空气流途径中的表面,该对表面的第一表面在气体/空气流途径上形成一个收缩部分的入口表面,以加快沿该流通途径通过该收缩部分的气体/空气速度,该对表面的第二表面位于或接近所述收缩部分的出口,并形成一个冲击表面,以便在使用中聚集体或颗粒冲击所述表面,并使所述第一和第二表面与所述流通途径的纵向成不同角度。
2.如权利要求1的装置,其特征在于,至少顺序设置两对所述表面(40,50),以使在使用该装置时,药物的聚集体或颗粒冲击位于或接近至少两个收缩部分的出口处的两个冲击表面,其中,两个收缩部分间的气体/空气体积是这样设计的,以使沿流通途径自第一收缩部分而来的气体/空气速度降低,然后由于通过第二收缩部分通道其速度进一步加快。
3.如权利要求2的吸入装置上的装置,其特征在于,所述第一解聚装置(20,30)由成对的平面或壁(21a,21b;31a,31b)形成,所述平面或壁由气体/空气流途径两侧的外壳边缘延伸而来,并分别相对从空气入口(5)向空气出口(6)看去的外壳(1)的纵向成角αa和αb。
4.如权利要求3的吸入装置上的装置,其特征在于所述角αa和αb优选为约30°。
5.如权利要求4的吸入装置上的装置,其特征在于,所述第二解聚装置(40,50)由成对的平面或壁(41a,41b;51a,51b)形成,其绕外壳(1)的纵向中心轴对称设置,并分别相对从空气入口(5)向空气出口(6)看去的外壳(1)的纵向成角β和δ。
6.如权利要求5的吸入装置上的装置,其特征在于,角β优选约为45°,角δ优选约为60°。
7.如上述权利要求中任一项的装置,它是一次性使用的,而且基本上由塑料制成。
8.如权利要求7的装置,它是一种干粉吸气器,盛有至少一份剂量的用于治疗疾病的药物。
9.如权利要求7或8的装置,其特征在于有一个用于装多份剂量药物的室。
10.如权利要求7、8或9中任一项的装置,其特征在于,所述药物包括一种活性成分和其所用的载体。
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