CZ294896A3

CZ294896A3 - Valve for inhaling apparatus

Info

Publication number: CZ294896A3
Application number: CZ962948A
Authority: CZ
Inventors: Preben Korntved Mortensen; Stig Waldorff
Original assignee: Astra Ab
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1997-01-15
Also published as: CA2187654A1; IL113207A; RU2154503C2; FI964058A; ZA952816B; SE9401220D0; EE03249B1; JPH09511424A; NO964312L; HU9602784D0; SK129296A3; NZ284170A; AU693885B2; EG21192A; HU217199B; CN1146160A; FI964058A0; WO1995027525A1; TW333458B; BR9507349A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká ventilu určeňéh^ zejména gro inhalační přístroje opatřené nádobkou a ták —zvaným mezikusem nebó redukční vložkou. Ventil má ventilovou skříň obsahujíčT~první díl, upravený pro osazení na výstupním otvoru tělesa inhalačního přístroje, a druhý díl, na který je možno nasadit náústek nebo obličejovou masku, přičemž první a druhý díl jsou opatřeny dírou vymezující inhalační kanálek a ventilová skříň obsahuje první membránu umístěnou v inhalačním kanálku a druhou membránou, jak je to popsáno v předvýznakové části patentového nároku 1.

Zařízení tohoto druhu jsou popsána v GB-A-2 230 456.

Vynález se zejména týká redukčních ústrojí a mezikusů určených pro připojení k inhalátoru obsahujícímu odměřené dávky léku, nazývanému aerosolovým zařízením pro léčení nemluvňat a malých dětí.

Při léčení bronchiálních chorob jako je bronchitida nebo astma u kojenců a malých dětí je hlavním problémem zvládnutí inhalace léčebných látek. Jestliže se například astma projeví u malých dětí, například nemluvňat, ve věku od 6 měsíců do

4,5 až 5 let, je zvláště obtížné přimět tak malé děti ke správné inhalaci léčebných látek. Požadavkem rodičů také je, aby se k tomu potřebná zařízení a přístroje mohly co nej snadněji používat.

Osoby trpící bronchiálními nemocemi, například astmatem, mají omezenou vitální kapacitu plic a síla jejich dechu je značně snížená. To je ještě více patrné, je-li pacientem malé dítě nebo nemluvně.

Proto je nanejvýš důležité, aby přístroje určené pro používání malými dětmi nebo nemluvňaty byly konstruovány takovým způsobem, aby se redukovala potřebná inhalační síla a kapacita nutná pro vdechnutí požadovaného množství látky. Je také důležité, aby respirační objem byl malý a aby také byl mrtvý prostor, to znamená prostor nacházející se mezi výstupem mezikusu/vstupem ventilu a výstupem ventilu/náústkem/obličejovou maskou, co nejmenší, aby se zamezilo nebo alespoň omezilo zpětné nadechování vydechovaného vzduchu, obsahujícího například vysoký podíl oxidu uhličitého CC^·

Je proto důležité, aby ventil napojený na výstupní otvor mezikusu či redukční vložky byl konstruován tak, aby kladl co nejmenší odpor průchodu vzduchu a minimalizoval mrtvý prostor, přičemž by měl pracovat požadovaným způsobem i při působení zcela nepatrných inhalačních sil.

Dosavadní stav techniky

Dosud bylo vyvinuto několik různých přístrojů určených pro inhalační léčbu malých dětí a nemluvňat. Většina z nich má formu stacionárních přístrojů, které je nutno umístit do nemocnic a které jsou složité a drahé. Jejich činnost je podporována často dmychadly vytvářejícími proud vzduchu, napomáhající dětem v inhalaci, což znamená, že děti nemusí vynakládat téměř žádnou sílu. Tyto přístroje se ukázaly jako velmi dobré. Stacionární zařízení však mají z hlediska uživatele spoustu nevýhod, které se zejména zvýrazňují u malých dětí a tím také u jejich rodičů. Protože inhalační kapacita nemluvňat je omezená, je aplikace inhalační léčby velmi zdlouhavá, což je ovšem rovněž nevyhovující.

Přístroje známé ze stavu techniky jsou opatřeny jednocestným ventilem, který má zamezit pronikání vydechovaného vzduchu do tělesa redukční vložky. Tyto ventily vyžadují pro otevření určitý inhalační proud, avšak malé děti a nemluvňata nejsou schopna takový proud vzduchu, potřebný k otevření ventilu, produkovat.

V US-PS 5 012 803 je popsán mezikus, mající tenkou přepážku z plastového nebo elastomerního materiálu, umístěnou v inhalačním kanálku a působící jako inhalační ventil a exhalační ventil, umístěný ve speciálně navržené obličejové masce. U tohoto řešení však není patrná žádná snaha o zmenšení mrtvého prostoru uvnitř ventilu a toto zařízení není upraveno pro používání malými dětmi nebo nemluvňaty.

V GB-A 2 230 456 je popsána redukční vložka pro umožnění inhalační léčby malých dětí. Tato vložka je opatřena inhalačním ventilem a exhalačním ventilem. Inhalační ventil obsahuje kotouč tlačený do uzavřené polohy, ve které dosedá působením pružiny na prstencové sedlo.

V tomto případě je možno používat i jiných druhů inhalačních ventilů, obsahujících například kuželovitou membránu. Inhalační ventil by měl být konstruován tak, aby se otevřel ihned po poklesu tlaku na vnější straně pod hodnotu tlaku na vnitřní straně, přičemž k otevření by měl stačit malý tlakový rozdíl. Exhalační ventil obsahuje kotouč zachycený uvnitř válcové komory.

Ventily známé ze stavu techniky mají několik nevýhod. Jsou vytvořeny z několika částí, které se složitě montují a jejichž výroba je nákladná. U řešení podle GB-A 2 230 456 jsou oba ventily, to znamená inhalační ventil a exhalační ventil, umístěny ve stejné komoře. U této konstrukce se neprojevila snaha o minimalizaci mrtvého prostoru. Naopak, v důsledku konstrukčního vytvoření se samostatným exhalačním ventilem umístěným ve stejné komoře jako inhalační ventil dochází ke zvětšení mrtvého prostoru. Kromě toho inhalační ventil obsahuje středově umístěný kotouč, který se při inha4 láci pohybuje axiálním směrem. Pro částice léku unášené v inhalovaném proudu vzduchu tak tvoří kotouč ventilu překážku, což povede k zachycování částic a tedy jednak ke snižování jejich obsahu v proudu inhalovaného vzduchu a jednak k zanášení ventilu. Kromě toho umístění exhalačního ventilu uvnitř inhalační komory povede ke srážení vlhkosti obsažené ve vydechovaném vzduchu uvnitř inhalační komory a v důsledku toho budou částice léku, obsažené v proudu inhalovaného vzduchu, ulpívat na stěnách komory. Redukci množství látek bude nutno kompenzovat, což by mohlo být uskutečněno dodáváním větší dávky léku nebo delší dobou inhalace. Tato opatření jsou však zcela nevhodná, jestliže s pomocí takového přístroje mají inhalovat malé děti nebo nemluvňata. Známé přístroje se také velmi složitě demontují, aby se jejich součásti mohly vyčistit.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit konstrukci ventilu, která by odstraňovala nevýhody známých přístrojů a která by se mohla vyrábět levné a jednoduše.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen ventilem podle vynálezu, jehož ventilová skříň sestává z prvního dílu a z druhého dílu, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že druhý díl je opatřen druhou dírou vymezující výdechový kanálek a oba kanálky jsou vytvořeny odděleně od sebe a jsou umístěny vedle sebe.

Další výhodná provedení ventilu podle vynálezu jsou popsána v závislých patentových nárocích 2 až 9.

Předmětem vynálezu je také použití ventilu podle nároku 10 a-také způsob montáže ventilu podle nároku 11.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 rozložený pohled na výhodné příkladné provedení ventilu, obr. 2 osový řez ventilem ve složeném stavu, obr. 3 příčný řez ventilem, vedený rovinou III-III z obr. 2, obr. 4A a 4B dva různé boční pohledy na první membránu určenou pro osazení v inhalačním kanálu ventilu, obr. 5 boční pohled na druhou membránu umístěnou v inhalačním kanálu ventilu a ebr-.—pohled —výhodné—konstrukční provoděni— části ventilu.

Příklady provedení vynálezu

Ventil podle vynálezu bude v další části objasněn pomocí výhodného příkladného provedení.

Ventil podle vynálezu má ventilovou skříň 2 vytvořenu ze dvou dílů, z prvního dílu 4 a z druhého dílu 6, které jsou upraveny pro vzájemné spojení. První díl 4 je upraven pro připojení na výstupní konec inhalačního přístroje opatřený tělesem, například tak zvaným mezikusem nebo redukční vložkou. Mezikus ve formě redukční vložky je vytvořen tak, aby mohl být používán malými dětmi a má obsah mezi 150 a 500 ml, zejména kolem 250 ml, ovšem může mít pochopitelně jakýkoliv jiný výhodný objem a tvar. Přechodová část 5 prvního dílu 4 je přizpůsobena pro připojení k mezikusu a je zejména upravena pro úplné zasunutí do odpovídající části tohoto mezikusu. Koncová část 7 druhého dílu 6 je tvarově a rozměrově přizpůsobena náústku nebo obličejové masce a je zejména upravena pro úplné zasunutí do odpovídající části obličejové masky nebo náústku. Vytvoření koncových částí v takových tvarech a rozměrech, aby bylo možno dosáhnout jejich úplného zasunutí do odpovídajících částí obličejové masky nebo náústku, značně přispívá k záměru minimalizovat nevyužitý prostor v přístroji. Druhá koncová část druhého dílu 6 má být spojena s prvním dílem 4 a má proto větší průřezovou plochu než první díl 4.

První díl 4 i druhý díl 6 jsou opatřeny průchozí dírou, tvořící po spojení obou dílů 4., 6 k sobě inhalační kanálek 8. Ve výhodném příkladném provedení probíhá tato díra podél střední osy X-X prvního dílu 4, avšak v druhém dílu 6 probíhá podél osy, která je rovnoběžná se střední osou X-X, ale je odsazena do strany od střední osy druhého dílu 6. V důsledku tohoto přesazení polohy díry v druhém dílu 6 je na něm vytvořena část 10., přesahující přes prodloužení prvního dílu 4 po spojení obou dílů 4, 6. dohromady.

V úseku inhalačního kanálku 8, nacházejícím se v druhém dílu 6, je umístěna první membrána 12.. Tato první membrána 12 tvoří inhalační ventil a je vytvořena tak, aby se proudem inhalovaného vzduchu inhalačním kanálkem 8. v průběhu inhalace otevřela. Jak je patrno z obr. 4A a 4B, první membrána 12 je tvořena hlavním tělesem 16., opatřeným na jednom konci okrajovým lemem 14. Hlavní těleso 16 má tvar válce seříznutého dvěma rovinami 18a, 18b. Tyto dvě roviny 18a, 18b spolu svírají úhel, který je roven přibližně 60°. Ve vrcholu úhlu sevřeného oběma rovinami 18a« 18b je vytvořena průsečnice obou rovin 13a, 18b, ve které je vytvořen otvor 20., jak je to naznačeno na obr. 4A a 4B. Okrajový lem 14 hlavního tělesa 16 má být umístěn ve vybrání 22 vytvořeném ve stěně inhalačního kanálku 8. v druhém dílu 6. Jsou-li oba díly 4, 6 spojeny dohromady, bude okraj první membrány 12 udržován ve vybrání 22 koncovou hranou prvního dílu 4.

Pro funkci ventilu podle vynálezu je důležité, aby první membrána 12 byla vyrobena z měkkého a ohebného materiálu. Zejména stěny první membrány 12 musí být ohebné, to znamená, že musí být co nejtenčí, protože otvor v této první membráně 12 se musí otevřít již malým tlakem vzduchu. První membrána 12 inhalačního ventilu je konstrukčně vytvořena tak, že se otevírá již při tlaku vzduchu jen nepatrně větším než 0 Pa nebo 0 mmHg.

Ve výhodném provedení je první membrána 12 vyrobena ze silikonu, EPDM nebo chloroprenu, ale může být vyrobena z libovolného jiného materiálu, majícího podobné charakteristické vlastnosti, to znamená z měkkého a ohebného materiálu.

Ve výhodném příkladném provedení ventilu podle vynálezu je v inhalačním kanálku 8 druhého dílu 6 vytvořena perforovaná stěna 38. Perforovaná stěna 38 je opatřena skupinou otvorů 40 pro průchod proudu vzduchu a má také funkci bezpečnostní stěny, která má zamezit poškození první membrány 12 při vniknutí cizího předmětu do inhalačního kanálku j3. Tato perforovaná stěna 38 je také bezpečnostní stěnou pro uživatele, protože zajišťuje, že se první membrána 12 po případném uvolnění ze svého uchycení nemůže dostat do úst nebo plic uživatele. Perforovaná stěna 38 může být tvořena síťkou nebo mřížkou.

V další části bude popsána funkce první membrány 12 , aby se objasnila důležitost správné volby druhu materiálu a tloušťky jejích stěn pro zmenšení jejího odporu proti propouštění proudu vzduchu při inhalaci, což je jedním ze základních úkolů vynálezu. Jestliže se uživatel při inhalaci nadechuje, proud vzduchu prochází inhalačním kanálkem 8. a první membránou 12, jak je to naznačeno šipkou A na obr. 2. Působením proudu vzduchu se plochy první membrány 12, definované dvěma rovinami 18a, 18b, od sebe oddělí, takže otvor 20 se otevře a vzduch může proudit do náústku nebo do obličejové masky, navazující na výstupní otvor ventilu Tloušťka stěn první miembrány 12 je zejména 0,15 až 0,2 mm, jestliže jsou tyto stěny vyrobeny z materiálů uvedených v předchozí části, ovšem pokud by bylo použito jiného materiálu, mohla by být tloušťka stěn pro dosažení optimální funkce ventilu i jiná.

Druhý díl 6 je opatřen další dírou, jak je to patrno z obr. 1, 2 a 3. Tato další díra je vytvořena vedle inhalačního kanálku 8. a v části druhého dílu 6, která přesahuje přes prodloužený obrys prvního dílu 4.. Druhá díra působí jako výdechový kanálek 24 a probíhá od koncové části 7 druhého dílu 6 do okolního vzduchu. Ve výdechovém kanálku 24 je umístěna druhá membrána 26 , která tvoří vyfukovací ventil, zobrazený na obr. 5. Druhá membrána 26 je zejména rovinná a kruhová a je opatřena nejméně jedním, zejména dvěma vystupujícími přidržovacími prvky 28., umístěnými vedle sebe a těsně u obvodu druhé membrány 26. Vyfukovací ventil je ve výhodném příkladném provedení upraven pro otevření tlakem vzduchu od 30 do 40 Pa. Šipkou B je na obr. 2 naznačen proud vyfukovaného vzduchu.

Ve výhodném příkladném provedení je každý přidržovací prvek 28 orientován přibližně kolmo na rovinu druhé membrány 26 a je opatřen na svém konci zesílením 30, které je zobrazeno na obr. 5. Toto zesílení 30 má tvořit přidržovací prostředek pro zajištění polohy druhé membrány 26. Druhá membrána 26, přidržovací prvek 28 a zesílení 30 jsou zejména vytvořeny ze stejného materiálu, který musí být měkký a ohebný, přičemž pro zjednodušení výroby ventilu podle vynálezu jsou první membrána 12 a také druhá membrána 26 vyrobeny ze stejného materiálu.

Druhý díl 6 je opatřen vedle výdechového kanálku 24. nejméně jedním, avšak zejména dvěma otvory 32. Tyto otvory 32 mají dvě části tvořené dvěma souosými délkovými úseky, z nichž jeden úsek má průměr odpovídající průměru přidržovacího prvku 28 a druhý úsek má průměr odpovídající průměru zesílení 30.

Přidržovací prvky 28 jsou spolu se svými zesíleními 30 určeny pro použití při osazování druhé membrány 26, které se provádí následovně. Jestliže má být druhá membrána 26 upevněna ve výdechovém kanálku 24., přidržovací prvky 28 se zesíleními 30 se zasunou do otvorů 32 tak hluboko, až se zesílení 30 přidržovacích prvků 28 dostanou do délkových úseků otvorů 32, majících větší průměr. Zesílení 30 v takové poloze zamezí vypadnutí druhé membrány 26.

Při spojování různých částí ventilu do jednoho celku se nejprve osadí na svá místa první membrána 12 a druhá membrána

26. První membrána 12 se uloží do vybrání 22 v druhém dílu

6. a druhá membrána 26 se upevní způsobem popsaným v předchozím odstavci. První díl 4 ventilu se potom spojí s druhým dílem 6 v podstatě libovolným postupem. Druhý díl 6 je opatřen límcem 36 a první díl 4. je opatřen prstencovou spojovací částí 34. Po spojení obou dílů 4, 6. zaklapne límec 36 druhého dílu 6 za prstencovou spojovací část 34 prvního dílu 4. a oba díly 4, 6 jsou tak pevně spojeny dohromady.

Oba tyto díly je také možno spolu spojit slisováním v průběhu výroby ventilu. V takovém případě je jeden díl opatřen koncovou částí upravenou pro vložení do odpovídající koncové části druhého dílu. Oba díly mohou být také spolu sešroubovány vzájemným záběrem vnějších a vnitřních závitů, vytvořených na příslušných částech prvního a druhého dílu, popřípadě slepením nebo svařením.

Ve všech těchto případech je důležité, aby uvnitř inhalačních nebo exhalačních kanálků nevznikaly po spojení obou dílů žádné hrany nebo vybrání, ve kterých by mohly v průběhu používání ventilu ulpívat částice inhalační látky, vlhkost nebo prach. Tím je současně usnadněno čištění ventilu, které se může jednoduše provádět volným průtokem proudu vody nebo jiné čisticí tekutiny oběma kanálky ventilu.

Ve výhodném provedení jsou oba díly ventilu vyrobeny z plastu vstřikovým litím, přičemž za výhodný materiál pro jejich výrobu se pokládá polysulfon.

Ventil podle vynálezu může být pochopitelně v rozsahu patentových nároků obměňován.

Například membrány v inhalačním a exhalačním kanálku mohou mít jiné tvary a jiné konstrukční provedení. Ve výhodném základním provedení příkladu podle vynálezu je sice první » membrána 12 v inhalačním kanálku 8. tvořena dvěma skloněnými rovinami 18a, 18b a otvor může být vytvořen v průsečnici, ve které se obě roviny 13a, 13b protínají, jak je to zobrazeno na obr. 4b. Membrána může však výt vytvořena ze tří rovinných částí, skloněných k sobě, přičemž propouštěcí otvor je vytvořen v místě, ve kterém se tři roviny proložené rovinnými částmi protínají. Tato konstrukce odpovídá vytvoření biologického srdečního ventilu s chlopněmi.

Kromě toho může mít exhalační kanálek stejně jako druhá membrána, která je uložena v tomto exhalačním kanálku, průřez tvaru půlměsíce, umístěného vedle a kolem částí inhalačního kanálku. Tato konstrukce umožní vytvoření většího exhalačního ventilu a kanálku a současné snižuje potřebnou velikost ventilové skříně.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Ventil určený pro použití “zejména v inhalačních příšer m trojieh opatřených tělesem, zejména mezikusem, a opatřený ventilovou skříní (2) obsahující první díl (4), upravený pro osazení na výstupním otvoru tělesa inhalačního přístroje, druhý díl (6), na který je možno nasadit náústek nebo obličejovou masku, přičemž první a druhý díl (4, 6) jsou opatřeny první dírou vymezující inhalační kanálek (8) a druhou dírou vytvořenou ve druhém dílu (6) a vymezující výdechový kanálek (24), oba kanálky (8, 24) jsou vytvořeny odděleně od sebe a umístěny vedle sebe, první membránu (12) umístěnou v inhalačním kanálku (8) a druhou membránu (26), vyznačuj ící se tím, že druhá membrána (26) je v podstatě rovinná, zejména kruhová a je opatřena nejméně jedním, zejména však dvěma vystupujícími přidržovacími prvky (28), umístěnými vedle sebe a těsně vedle okraje druhé membrány (26), přičemž ve stěně obklopující výdechový kanálek (24) je vytvořen nejméně jeden, zejména dva otvory (32), umístěné vedle sebe a upravené pro vložení prvků druhé membrány (26) při montáži do výdechového kanálku (24).
2. Ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že první díl (4) má svou koncovou část (5) upravenu pro úplné zasunutí do odpovídající části mezikusu a koncová část (7) druhého dílu (6) je upravena pro úplné zasunutí do odpovídající části obličejové masky nebo náústku pro omezení vzdálenosti mezi inhalačním vstupem a inhalačním výstupem ventilu.
3. Ventil podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t i m , že první membrána (12) má tvar válce s okrajovým lemem (14), seříznutého dvěma rovinami (18a, 18b), svírajícími spolu úhel přibližně 60°.

I SUBSTITUTE SHEET
4. Ventil podle nároku 1 nebo 3, vyznačující se t í m , že v úhlu sevřeném mezi dvěma rovinami (18a, 18b) je vytvořena průsečnice, ve které je upraven otvor (20).
5. Ventil podle nároku 4, vyznačující se tím, že stěna kolem inhalačního kanálku (8) je uvnitř druhého dílu (6) opatřena vybráním (22) pro uložení okrajového lemu (14) první membrány (12).
6. Ventil podle nároku 5, vyznačující se tím, že přidržovací prvky (28) jsou opatřeny zesílením (30) a otvory (32) mají dva délkové úseky s rozdílnými průměry pro uložení přidržovacích prvků (28) a zesílení (30).
7. Ventil podle nároků 1 až 6, přizpůsobený mezikusu s obsahem 150 až 500 ml, zejména 250 ml.
8. Použití ventilu podle nároků 1 až 6 ve spojení s inhalátorem s odměřenými dávkami, udržovanými pod tlakem.
9. Způsob montáže ventilu podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že okrajový lem (14) první membrány (12) se vloží do vybrání (22) v inhalačním kanálku (8), druhá membrána (26) se uloží do výdechového kanálku (24) a přidržovací prvky (28) se zesílením (30) se vsunou do otvoru (32) a prostrčí se otvorem (32) až na druhou stranu, načež se první díl (4) spojí s druhým dílem (6) vzájemným záběrem.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že oba díly (4, 6) ventilu se spolu spojí lisovaným spojem.
11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že oba díly (4, 6) ventilu se spolu spojí zaskakovacím spojem.

SUBSTITUTE SHEET

1/2

OBR. 1