CN1657111A - 药物分配器 - Google Patents

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Abstract

一种药物分配器(10)，其包括：流体药物供给源(24)；喷射器(26)；与该喷射器流体连通的收集器(30)；与该流体药物供给源和该收集器流体连通的阀(28)；被构造成感测该收集器特征的传感器(32)；以及被构造成响应于该收集器特征从而操纵该阀的控制器(34)。

Description

药物分配器
技术领域
本发明涉及一种药物分配器。本发明还涉及药物吸入器的压力调节装置和方法。
背景技术
吸入器提供了一种选择性输送药物的方法，其可让病人吸入药物，而不是吞下药片、喝下或注射药物。在某些情况下，比如就直接针对病人肺的药物来说，吸入药物能让药物更快地到达目标区域。此外，一般认为吸入药物带来的痛苦要比其他药物输送方法小得多。
许多吸入器依靠机械雾化器或加压药筒来分配药物。此类机构的药物输送可取决于施加在启动机构上的作用力、运载气体的压力、以及由使用者施加的吸入力。如此一来，药物输送通常是不精确的，这样的吸入器通常仅与具有较大剂量容许偏差的药物一起使用。
作为一种选择，电子吸入器比如那些利用气泡喷射器或压电喷射器来分配药物的吸入器提供了一种更为有利的输送药物的方法。不过，药物正压力会导致药物从吸入器的喷孔中漏出。因此，吸入器会将药物保持在微小的背压或负表压。不过，太大的背压会导致吸入器的喷射器缺乏药物，“未准备好”。如果喷射器以该方式未准备好，吸入器随后就会启动失灵，导致喷射剂量不精确。过高的背压也会导致在不操作时将空气吸入吸入器内，从而导致气泡滞留，导致在剂量方面的喷射问题和/或误差。
此外，吸入器采用的药物供给源的压力变化仍会随着输送装置的寿命而改变药物的剂量。药物压力上的变化也会影响由吸入器产生的各微滴的大小。太小的微滴不能保留在病人的肺上，反而会排出人体外。同样，太大的微滴不能被肺吸收，也会排出人体外。
附图说明
图1示出了根据本发明一实施例的吸入器；
图2是图1中吸入器的局部示意图；
图3是图1中吸入器上的喷射器的示意图；
图4是根据本发明一实施例的电子阀的局部示意图；
图4A示出了该电子阀在封闭状态下的构造；
图4B示出了该电子阀在开启状态下的构造；
图5是一个根据本发明一实施例的吸入器的操作流程图；和
图6是一个根据本发明一实施例的制造吸入器的方法流程图。
具体实施方式
首先参照图1，示出了一个根据本发明一实施例的吸入器10。该吸入器10包括一个主体12，其能够装入吸入器装置。正如进一步阅读能理解的那样，吸入器10可被构造成响应控制器送出的信号而进行选择性剂量的药物/吸入剂的喷射。适当的药物通常包括液态的、固态的、粉末状的、糊状的或其他形式的。
吸入器10可以包括一个显示器14，它的作用就是给吸入器的使用者提供信息，如用药物量数和/或吸入器中剩余的剂量数，或者是吸入器将要启动喷射的剂量。显示器14也适于给使用者提供这样的信息，如病人姓名、病人的标识号、指定医生的姓名、指定医生的标识号、药物的类型、推荐的剂量、剂量服法、推荐剂量和/或剂量服法的有效改变等等。正如能理解的那样，显示器14可被放置在主体12上任何方便的地方。
吸入器可以包括一个或多个输入机构，如可按压钮16，从而允许使用者选择显示器14显示的信息或改变吸入器的操作参数。例如，按下按钮16可以允许使用者改变当前显示的操作参数和/或改变吸入器输送的剂量。吸入器10还可以包括启动器，如可按压钮18，当其触发时可以引起一定剂量的药物的喷射，并以一种适当的方式通过接口20被使用者吸入。按钮18尤其可以选择性地采取触发器、开关或触控式钮的形式。按钮16和/或按钮18可以位于吸入器主体的侧面，如图所示，或可以根据实际情况安置在任何其他能方便使用者的地方。
应当理解的是，接口20可以根据所分配的特定药物、使用者的年龄以及所执行的医疗方法而采取可替换的形式，例如包括这样的形式，即能适合套在病人的嘴上和/或鼻子上的形式。另外，主体12可以被塑造成给使用者的手和/或手指提供空间区域。本发明并不局限于更为传统的如图1所示的L型吸入器，也可以包括直线型吸入器设计，其中药物供给源一般位于接口的同一轴上。
吸入器10通常包括喷射装置22，用于喷射流体药物的微滴，如图2中的局部示意图所示。该装置包括流体药物供给源24；包括许多喷射器26的喷射头25；阀28，该阀可以与流体药物供给源流体连通；收集器30，其限定了一个收集量，可以与喷射器流体连通；传感器32，其可被构造成感测收集器内流体的压力；以及控制器34，其可被构造成响应收集器内的压力来操纵阀。
喷射装置上的喷射器用来产生药物气雾而被使用者吸入。如图3详细示出的那样，每个喷射器可以包括喷射腔36，其与流体药物收集器30流体连通。流体药物38可以从收集器进入喷射腔自身。每个喷射器都可以适于接收和容纳一定量的流体药物在其喷射腔内。这一点可以部分地通过喷射器自身的几何形状实现，其中，在喷射腔内接近喷射孔42的地方可以形成一个弯月面40。通常，由于这些弯月面的存在，药物不会通过喷射孔而不进行喷射。
通常，每个喷射器包括至少一个喷射元件44，该喷射元件44被构造成选择性地且可控制地从相应的喷射腔内喷射作为汽化药滴46的药物。该喷射元件(也称汽化元件)可以采取一个与喷射孔相对的加热元件的形式。在该实施例中，作为对控制器34发出的喷射信号的响应(例如，在加热元件上施加一个预定的电压)，该加热元件可以被激活，从而加热在加热元件附近的药物，而加热元件又向喷射孔膨胀，克服弯月面的抵抗力，促使药物以预知大小的微滴形式喷出喷射孔。基于喷射器和喷射孔的大小和形状以及消耗在喷射腔内的能量，可以可靠地预测这种喷射微滴的大小和轨迹。
一旦汽相微滴已经被喷射，以及喷射元件不工作(例如冷却)时，药物可以再次流进喷射腔，从而有效地在喷射孔附近形成弯月面时将新的药物填满喷射腔。
喷射元件44可以采取任何不同的形式，例如包括，电阻器、压电换能器、多孔膜的振动，或者其他能由吸入器的控制器独立激活的喷射器。在每种情况下，当前描述的吸入器通常不需要使用汽雾载体或推进器就能产生一种吸入流。
应该理解的是，每个喷射元件都可以单独、成组地控制，或从整套喷射器中选择一部分来控制。通过电控制喷射元件的激活比例，就能控制药物喷射的比例，从而控制吸入器产生的药物剂量。剂量也可以通过将喷射率和数量控制适当地组合来调节。这样的调整通常使用控制器34来实现。控制器34适于通过电子的、机械的或者两者同时使用的方式来控制吸入器10。因而，控制器34可以包括一个处理器48和一个存储器50，该存储器50被构造成存储医生选择的、药物师选择的和/或使用者选择的既定程序的操作参数。存储器50可以包括易失性存储器、非易失性存储器或两者都有。例如，使用者通常通过16和18与控制器34进行交流并将关于被释放的药物剂量的信息/指令提供给处理器48。这种信息可以由使用者提供，或者由医师或药物师直接地或间接地提供。
控制器34可以与喷射器26连通，以便能够控制喷射元件44。通常，这种指令以一种电信号的形式出现，来指挥一个或多个喷射元件并激发这些元件，从而实现药滴的喷射。这样，当一位使用者按下或以其他方式激活该激发输入键18时，控制器34可以送出一个适当的喷射信号给至少一个喷射元件44。在收到一个喷射信号时，每个喷射元件产生一个喷射药滴，如上所述。通常，药物在相关联的喷射腔内膨胀变化的作用力足以成功地从喷射腔内喷射出药滴。电信号的持续时间、强度和/或其他特征可以被改变，使得在药物剂量和/或喷射特征方面发生变化，取决于所使用的喷射元件的类型以及使用者所需的剂量。
吸入器10还可以包括一个电源(未示出)。该电源可以是电池或其他合适的电源，一次性的或永久的都可以。在某些情况下，理想的是，该电源是一个可充电的电源，如充电电池。
在收集器30内的药物压力可以至少部分地通过使收集器内的药物供给源与柔性部件52流体连接来调节，如图2所示。柔性部件52可以是有回弹力的和/或弹性的，这样当吸入器被激发时，药物从喷射装置中喷出，收集器内的压力减小，该柔性部件52例如可向收集器内发生弹性变形。这种柔度用来调节收集器内的压力。或者，在调节的压力是正压的情况下，在收集器从药物供给源中得到补充期间，该柔性部件可以弹性变形，这样当压力减少时，该柔性部件便松弛下来。
该柔性部件的弹力可以由弹性气囊、橡皮球、横隔膜或其他不脱离该总构思范围的适合的机构。该柔性部件可以不必是一个吸入器的分立元件。例如，该收集器本身具有柔性部件的功能，因为在收集器内压力变化并要求更新收集器内的药物供给源之前，药物可以从吸入器至少喷射一次。同样，收集器本身可以用一种足够有弹性的材料制造，这样收集器自身的主体就用于调节收集器内部的压力。如上所述，在喷射装置22中使用的喷射机构可以在正流体压力下令人满意地工作时，该弹性部件可以被构造成在收集器内提供一个调节好的正压，而不是负背压。
通过调节喷射器的药物压力，吸入器的操作参数不怎么受吸入器自身方位的影响。换句话说，吸入器可以有效地操作，甚至当其倾斜地拿着的时候。另外，通过监控收集器内的流体压力，吸入器的控制器可以进一步被构造成检测低位药物，因此，在没有药物给操作带来不利影响之前，就能发现吸入器的停用操作。
该弹性部件的作用可以帮助排除在药物压力方面的短期波动(或脉冲)，因此可以帮助调节输送到喷射器中的流体。在一个实施例中，该弹性部件采用弹性隔膜的形式，将外界空气和容纳在收集器内的药物流体分开。通常选择这样一种隔膜，即，隔膜自身的大小和弹力会产生一个操作压力范围，该范围允许吸入器至少能够从收集器中的流体中输送一剂药物，而不需通过阀28从流体供给源中补充收集器内的流体。
收集器容积与一个可控制的阀机构28的出口流体连接，阀机构28响应收集器30内所测的压力而开或关。任何一个能够允许经调节和控制将药物流体从药物供给源添加到收集器体中的阀都是适用于本发明目的的阀。许多这种可控制的阀机构都是在市场上买得到的，针对特定场合选择特定的设计也落在本领域技术人员的了解范围内。例如，合适的阀机构可以包括蠕动阀(“夹紧阀”)、电磁阀或任何其他可自动启动的阀。
应该理解的是，可控制的阀机构28既可以是开的也可以是闭合的，也可以理解的是，更加昂贵的带有不同流控制的阀机构是能够代替“开/关”阀机构的。
阀28的进口可以与流体药物供给源24流体连接。当在收集器中的背压达到一个可接受的最小值时，阀28就会打开，从而将收集器体与流体药物供给源流体连接起来。然后，流体药物可以流入该收集器，从而增大药物压力。当背压大到第二个可接受的值时，阀就会关闭。这样，阀28和弹性部件52就可充当一个主动的压力调节机构。通常，收集器30内的流体可被保持在一定的压力下，该压力在喷射器26的运行极限内变化，而不管流体药物供给源内的压力如何。
阀28也可以是一个电控阀。特别是，小型裸线管活性流体阀是适用于本发明吸入器的阀。如果所需的是一种更小的、动力需求降低的阀，可以使用多种装配式微型阀中的任何一种。微型阀意指一种机械装置，其在非常紧凑或精微的通道中控制流体的流动。微型阀可通过施加静电力、磁力或压电力来启动。例如，微型阀可以通过薄膜沉积、微刻、微切削加工或其组合而形成。一典型的微型阀54在图4A和4B中被示意性地示出。阀54包括一个阀入口56、一个阀出口58、一块固定的顶板60、一块固定的基板62、一块柔韧的毂板64，该毂板64包括一个阀封66。该柔韧毂板可被一个隔离元件68和一个狭窄的空隙70从顶板上分开。在正常情况下，毂板被坚固地挤靠在固定的基板上，这样阀封66就可以防止流体从阀进口56流到阀出口58。然而，当一个电压被施加在与毂板连接的电极72和与固定的顶板连接的电极74之间时，毂板可以被静电地弯曲，如图4所示。结果，该阀封从固定的基板上抬起，流体就被允许从阀进口流到阀出口。
该吸入器可以包括传感器32，其被安置成测量收集器的特性。该传感器可以被构造成直接测量收集器内药物流体的压力，或者被构造成测量由收集器和弹性部件所限定的容积，因此可以间接地测量药物流体的压力。该传感器可以向控制器传递测量结果，所以当需要的时候，阀28就可以操作。在一个实施例中，该传感器是一个压力传感器，其被安置在喷射头25的附近，所以由传感器测得的流体压力与喷射器内的流体压力比较一致。这一点可以帮助确保喷射器中被调节的流体压力落在存储在控制器内的操作参数之内。流体压力可以持续地被感测、不连续地感测或者响应控制器或使用者特定的动作来感测。
流体药物供给源可以与收集器和喷射器成为一体，或者可以可拆卸地分开。特别是，利用一个可以被除掉和更换的流体药物供给源是有用的，例如，在再补充药物的时候。有用的是，这种流体药物供给源的设计在流体方面是有效的。也就是说，供给源可以是基本完全抽空的，一旦低压使得吸入器不能使用，只剩下非常少的流体药物在供给源内。这种考虑可以优化吸入器本身的安全性、可用性和成本。例如，通过增加从药物供给源24中取出药物的百分比，流体药物供给源24的加压可能大大地增加吸入器的容积效率。加压可以将搁浅的流体量减少到流体药物供给源中最初流体量的20％以下、10％以下甚或5％以下。值得着重考虑的是，药物的配方是昂贵的，少量搁浅的流体可能比整个吸入器机构更值得考虑。另外，一些国家可能调节流体空容器的处理，这些空的流体容器里具有超过一定数量的搁浅流体。
由于这些原因，流体供给源可以包括一个增压元件76，所以流体药物供给源可以被增压。流体供给源的增压可以确保给流体阀提供充分的流体来满足有效地填满收集器体的要求。流体供给源可以使用多种方法来增压。流体供给源可以包括一种增压气体，或者一种气体增压弹性体或者滚动膜气囊。在流体供给源包括一种滚动膜气囊的情况下，利用片弹簧或“恒力”弹簧是有用的，所以当气囊变空时，施加在气囊上的压力可以保持基本不变。尽管讨论了各种增压流体供给源，应该理解的是，允许流体被积极地被抽取，或者依靠重力作用流进收集器的流体药物供给源也适用于本发明的目的。
本发明吸入器的操作包括的步骤由图5中的流程图80示出。在82处，使用者可以触发药物的喷射。随后在84处，控制器使用压力传感器来测量收集器内的流体压力。在86处，控制器可以确定所测量的收集器压力是否在记录于控制器存储器内的压力参数范围内。在88处，如果所测量的压力低于喷射器操作所需的最小值，可以开启通向药物供给源的阀。在一个实施例中，在90处，阀继续保持开启状态，直到收集器内的压力达到吸入器操作范围内的一个限定值。一旦测出一个适当的压力，在92处，该阀可以是关闭的，而在94处，药物被喷射。在阀可以开启的情况下，在一段时间过后，压力不能达到一个限定的最小收集器压力，在95处，可产生一个错误信息，通知使用者药物供给源可能空了。在96处，为了防止损坏吸入器，喷射机构便会不能使用。在98处，当进行了一次喷射后，控制器可确定使用药物供给源进行喷射的总次数是否与药物供给源允许使用的最大次数相等还是多了。在100处，如果喷射的次数小于允许的最大次数，喷射过程就完成。在102处，如果喷射次数等于或大于药物供给源允许的最大次数，吸入器就会产生一个错误信息，提醒使用者更换药物供给源。
应该理解的是，与其在88处开启阀，然后测量收集器压力，直到压力处在操作的范围内，倒不如将阀开启一个设定的时间段，然后关闭，继而测量收集器压力。如果感测的收集器压力没有处在限定的操作范围之内，阀就可以被打开一段额外的限定时间段。通常，如果测量的压力低于预定的最初压力，阀就会被打开而允许额外的流体药物流入收集器，收集器压力可被再次感测以确定收集器压力升高到至少一个预定的二次压力。
这里所公开的压力调节吸入器可以根据图6中示出的流程图110来制造。这种方法包括，在112处，用阀连接流体药物供给源和药物收集器；在114处，连接压力传感器和该药物收集器；在116处，将一个控制器连接到传感器和阀，阀就可以响应感测的压力而操作。该方法还可以包括，在118处，使一个柔性部件与收集器流体连接。
虽然在上面已经示出并描述了多种有关吸入器及使用吸入器方法的可替换实施例和布置方式，但对于本领域的技术人员来说，可以理解的是，许多其他的实施例、布置方式以及改进也都是可行的且落在本发明的范围内。本领域的技术人员将会理解，可以作出多种变化，而不脱离下面权利要求中限定的精神和范围。当前的说明应被理解成包括这里所述元件所有的新颖和非显而易见的组合，而权利要求会在本申请或后续申请中体现这些元件任何的新颖和非显而易见的组合。前述实施例是例证性的，对于本申请或后续申请可能要求保护的所有可行组合而言，没有单个的特征或元件是不可少的。

Claims (10)

1、一种药物分配器(10)，其包括：流体药物供给源(24)；喷射器(26)；与该喷射器流体连通的收集器(30)；与该流体药物供给源和该收集器流体连通的阀(28)；被构造成感测该收集器特征的传感器(32)；以及被构造成响应于该收集器特征从而操纵该阀的控制器(34)。
2、如权利要求1所述的分配器，其特征在于，该传感器被构造成感测该收集器内的流体压力和由该收集器限定的容积中的至少一个。
3、如权利要求1所述的分配器，其特征在于，该传感器与该收集器流体连接，并被构造成感测喷射器附近的压力。
4、如权利要求1所述的分配器，其特征在于，还包括调节该收集器内的压力的柔性部件(52)。
5、如权利要求4所述的分配器，其特征在于，该柔性部件被构造成响应于该收集器压力的变化而借助弹性变形从而调节压力。
6、一种用于药物吸入器(10)的压力调节器，该药物吸入器具有流体药物供给源(24)和流体药物收集器(30)，该压力调节器包括：柔性部件(52)，其与该药物收集器流体连接；阀(28)，其与该流体药物供给源和该药物收集器流体连通；传感器(32)，其被构造成感测该药物收集器内的药物压力；以及控制器(34)，其被构造成响应于该药物压力而操纵该阀。
7、如权利要求6所述的压力调节器，其特征在于，该柔性部件是弹性部件，其被构造成便于调节药物负压力。
8、一种调节吸入器内药物压力的方法，其中，该吸入器包括流体药物供给源和与该流体药物供给源流体连通的药物收集器；该方法包括：感测(84)该收集器内的第一药物压力；将所感测的压力与最小压力作比较(86)；从该流体药物供给源再填充(88)该收集器；以及感测(90)收集器内的第二药物压力。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括将该第二压力与所需压力作比较。
10、一种分配药物的方法，其中，分配器包括流体药物供给源和与该流体药物供给源流体连通的药物收集器；该方法包括：感测(84)该收集器内的药物压力；从该流体药物供给源再填充(88)该收集器；以及从该收集器中喷射(94)药物。
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