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Die
Erfindung betrifft ein atemzugskontrolliertes Inhalationsgerät für Trockenpulver,
insbesondere von mit Medikamenten vermischtem Trockenpulver, bestehend
aus einem Gehäuse
mit einem Mundstück,
einer im Gehäuse
befindlichen Vorratskammer für
das Trockenpulver, sowie einer Luftführungseinheit zwischen einem Übergabebereich
für das
Trockenpulver und dem Mundstück.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichmäßigen Verteilen
des Trockenpulvers mit einem atemzugskontrollierten Inhalationsgerät.
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Zur
Behandlung von Atemwegserkrankungen ist die Zuführung entsprechender Wirkstoffe
auf dem Wege der Inhalation seit langem eine der primären Methoden.
Die dabei – oft
auch als transporttaugliche Ausgestaltungen – verwendeten Geräte erlangen
diesbezüglich
durch die steigende Zahl der Atemwegserkrankungen während der
letzten Jahre immer größere Bedeutung.
Vor allem atemluftkontrollierte Geräte, die eine schonende Alternative
zu treibgasgesteuerten Geräten
darstellen, kommen vermehrt zum Einsatz, da sie nicht den unangenehmen Effekt
einer Kältereizung
verursachen.
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Aus
der
DE 40 04 904 A1 ist
eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der der Wirkstoff an der
Peripherie einer Dosiertrommel bereitgehalten und radial nachgestellt
wird. Das Innere der Dosiertrommel enthält eine Steuervorrichtung zum
aktiven Ausbringen der abgeteilten Inhaliermenge aus radial auswärts gerichteten,
offenen Dosierausnehmungen. Dazu werden den Boden der winkelgleich
verteilt angeordneten Dosierausnehmungen bildende Schieber zentral
kurvengesteuert. Da diese Steuermechanik zudem von einer eine Längsseite
der Vorrichtung nahezu voll einnehmenden Betätigungstaste ausgelöst wird,
ist der diesbezügliche
Aufwand erheblich. Außerdem
sind die dosierten Arzneistoffe durch eine Zwangsentleerung der
Dosierausnehmung addierbar, es kann daher zu einer gefährlichen Überdosierung
kommen. Der Raum, der für
die Vorratskammer verbleibt, ist volumenmäßig nur ein Bruchteil der im Taschenformat
ausgebildeten Vorrichtung.
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Die
DE 198 25 434 A1 beschreibt
ein Inhalationsgerät,
bei welchem die Dosiervorrichtung vor der Einnahme des Medikaments
vorgespannt wird und in diesem Zustand an einem durch das Einatmen
bewegbaren Anschlag gehalten wird. Mit dem Einatmen wird die Dosiervorrichtung
freigesetzt und beschleunigt, wobei die beschleunigte Bewegung abrupt
unterbrochen wird, indem das Anschlagstück der Dosiervorrichtung an
das Gehäuse
bzw. den Gehäuseboden
anschlägt.
Diese plötzliche
Unterbrechung der Drehbewegung der Dosiervorrichtung hat zur Folge, daß das pulverförmige Medikament
mit hoher Geschwindigkeit aus der Dosierkavität herausgeschleudert und weiträumig im
Luftkanal verteilt wird. Auch dieser Aufbau ist relativ kompliziert
und weist darüber hinaus
den Mangel einer nichtvorhandenen strömungsorientierten Luftführung auf.
Der Luftkanal ist geradlinig aufgebaut und ermöglicht keinerlei Zirkulation
oder Verwirbelung der zu inhalierenden Stoffe.
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Schließlich beschreibt
die
DE 43 40 768 A1 eine
Vorrichtung zum Inhalieren pulverförmiger Stoffe, wobei eine spezielle
Wirbelkammer in schneckenförmiger
Ausgestaltung vorgesehen ist. Auch hier ist der im Übrigen komplizierte
Konstruktions aufbau nachteilig. Des weiteren ermöglicht die Wirbelkammer zwar
eine gewisse Gleichmäßigkeit
der Verteilung des Pulvers. Indess führt die schneckenförmige Windung
der Wirbelkammer verstärkt
zu Reibungs- und Widerstandspunkten, die einem vollständigen Durchzug
der Partikel hinderlich sind.
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Der
Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein atemzugskontrolliertes
Inhalationsgerät der
eingangs genannten Art zu schaffen, das infolge eines einfachen
Aufbaus mit wenigen Einzelteilen kostengünstig herstellbar ist, eine
geringe Baugröße aufweist,
mit einem Doppeldosierschutz ausgestattet ist und mit dem eine vollständige und
gleichmäßige Verteilung
des Trockenpulvers während
des Inhalationsvorganges erreicht werden kann. Weiterhin soll ein
Verfahren geschaffen werden, welches eine vollständige und gleichmäßige lungengängige Verteilung des
zu inhalierenden Trockenpulvers in der Atemluft ermöglicht.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird dadurch gelöst, daß die Vorratskammer
mit einem Dosierförderer
gekoppelt ist, der in den Übergabebereich
derart eintaucht, daß unmittelbar
am Anfang der Luftführungseinheit
eine vorgegebenen Menge an Trockenpulver positionierbar ist und daß die anschließende Luftführungseinheit
einen Strömungskanal
aufweist, der abwechselnd mit Verengungen und jeweils nachfolgenden
Erweiterungen versehen ist, wobei die Verengungen und die Erweiterungen
kontinuierlich ineinander übergehen
und daß der
Strömungskanal
für die
durch die Luftführungseinheit
strömende
Luft eine dreidimensionale mäanderähnliche
Form aufweist.
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In
einer besonders günstigen
Ausgestaltungsform der Erfindung besteht die Luftführungseinheit
aus einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper, der wechselweise mit
kugelkalottenähnlichen Einbuchtungen
versehen ist, die sich von jeweils gegenüberliegenden Wandungen des
Grundkörpers
in den Strömungskanal
der Luft erstrecken. Die so ausgestaltete Luftführungseinheit erlaubt eine
sehr effektive und vollständige Verteilung
des Trockenpulvers während
des Inhalationsvorganges, da die angesaugte Luft zirkuliert und
die aufsteigenden Partikel optimal miteinander vermischt werden
können.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Strömungskanal einen in Gebrauchslage
des Inhalationsgerätes
ansteigenden Einzugsbereich aufweist und daß der Dosierförderer unmittelbar
stromab vor dem Einzugsbereich positionierbar ist. Durch diese Anordnung
kann das Trockenpulver im Bedarfsfall direkt in den Strömungskanal
gelangen, und von dort unmittelbar angesaugt werden. Hierdurch wird
das Risiko des Eindringes von Feuchtigkeit oder eines ungewollten
anteiligen Verlustes der Portionierung während der Inhalation verringert.
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In
einer weiteren günstigen
Ausführungsform der
Erfindung ist das Gehäuse
mit einem Lufteinlaß versehen,
der stromab gegenüber
dem Einzugsbereich angeordnet ist. Die Öffnung der Vorrichtung in Form
des Lufteinlasses ermöglicht
ein verstärktes und
restluftunabhängiges
Ansaugen der Partikel.
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Ferner
sieht eine weitere Ausführungsform vor,
daß die
Vorratskammer gegenüber
dem Einzugsbereich verriegelt ist, indem der Dosierförderer als
flacher Schieber ausgeführt
ist, der eine quer verlaufende Dosierbohrung zur Aufnahme des Trockenpulvers
aufweist, wobei sich die Dosierbohrung im geschlossenen Zustand
der Vorratskammer in dieser befindet und in Dosierposition unmittelbar
vor dem Einzugsbereich der Luftführungseinheit
und daß der Schieber
die Vorratskammer im wesentlichen ständig verschlossen hält. Auf
diese Weise kann ein Doppeldosierschutz sichergestellt werden, da
pro Inhalationsvorgang nur die in der Dosierbohrung befindliche Menge
an Trockenpulver zur Verfügung
steht. wird der Inhalationsvorgang abgebrochen oder unterbrochen,
so wird das restliche in der Dosierbohrung befindliche Trockenpulver
in die Vorratskammer zurückbefördert, oder
fällt aus
dem Einzugsbereich heraus und steht damit bei einem weiteren Inhalationsvorgang
nicht mehr zur Verfügung.
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Eine
günstige
Ausführungsform
sieht hierbei vor, daß der
Schieber federbelastet in einer Ausgangsposition gehalten wird,
in der die Vorratskammer verschlossen ist und daß der Schieber entgegen einer
Federkraft in die Dosierposition bewegbar ist. Ein federgesteuerter
Bewegungsmechanismus gewährleistet,
daß ein
versehentlicher Austritt, ein ungewolltes Eindringen von Feuchtigkeit
oder ein nicht vorgesehenes Betätigen
der Vorrichtung nahezu ausgeschlossen werden. Außerdem liegt ein wesentlicher
Vorteil dieser Ausgestaltung darin, daß wegen der Einfachheit des
funktionalen Aufbaus, abgesehen von der nötigen Rückstellfeder, nur ein bewegtes Teil
(Dosierförderer)
benötigt
wird, was wiederum die ständige
Einsatzbereitschaft des Gerätes
garantiert und das Risiko etwaiger Fehlfunktionen minimiert.
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Die
Luftführungseinheit
kann einstückig
oder mehrstückig
ausgebildet sein, wobei sich Glas oder Kunststoff als kostengünstige Materialien
als besonders geeignet erwiesen haben. Selbstverständlich können auch
andere geeignete Materialien, wie Metalle, für die Herstellung der Luftführungseinheit
verwendet werden.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß die infolge
der Atmung angesaugte Atemluft derart durch eine Luftführungseinheit
geführt
wird, daß abwechselnd
eine Beschleunigung und ein nachfolgendes Abbremsen des Luftstromes
bei gleichzeitiger Verwirbelung und Änderung der Strömungsrichtung
erfolgt, wobei dem Luftstrom zu Beginn der Luftführungseinheit eine vorgegebene
Menge an Trockenpulver hinzudosiert wird. Die in diesem speziellen
Verfahren vorgesehenen Luftzirkulationen und Strömungsführungen ermöglichen eine wirksame Verwirbelung
der einzelnen Trockenpulverpartikel. Die Luftbewegungen streuen die
Partikel gleichmäßig und
gewährleisten
eine optimale Verteilung im Moment der Inhalation.
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In
einer günstigen
Ausführungsform
ist schließlich
vorgesehen, daß die
Beschleunigung der Luftströmung
durch Querschnittsverengungen in der Luftführungseinheit vorgenommen wird,
die sich abwechselnd auf jeweils gegenüberliegenden Seiten in der
Luftführungseinheit
befinden. Durch die Anreicherung der Partikelströme mit kinetischer Energie wird
deren Bewegungs- und Verteilungsleistung erhöht und ein etwaiger schwerkraftbedingter
Energieverlust kompensiert, was den Verwirbelungseffekt insgsamt
verbessert.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Dabei
zeigen:
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1a eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes im Ruhezustand
mit geöffnetem
Mundstück;
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1b eine Schnittdarstellung entlang der Linie
A-A nach 1a;
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1c eine Schnittdarstellung entlang der Linie
B-B nach 2b;
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1d eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes nach 1a – 1c;
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2a eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes im Ruhezustand
mit geschlossenem Mundstück;
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2b eine Schnittdarstellung entlang der Linie
A-A nach 2a;
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2c eine Schnittdarstellung entlang der Linie
B-B nach 2b;
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2d eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes nach 2a – 2c; 3a eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes im inhalationsbereiten
Zustand mit geöffnetem
Mundstück;
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3b eine Schnittdarstellung entlang der Linie
A-A nach 3a;
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3c eine Schnittdarstellung entlang der Linie
B-B nach
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3b;
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3d eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes nach 3a – 3c; 4a eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes im inhalationsbereiten
Zustand mit geschlossenem Mundstück;
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4b eine Schnittdarstellung entlang der Linie
A-A nach 4a;
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4c eine Schnittdarstellung entlang der Linie
B-B nach 4b;
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4d eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes nach 4a – 4c; 5 eine Explosionsdarstellung
der Einzelteile des erfindungsgemäßen atmungskontrollierten Inhalationsgerätes.
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Wie
in den 2a-d und 3a-d
gezeigt, wird die Vorratskammer 4 sowohl im unbenutzen
als auch im benutzen Zustand durch einen als Schieber 13 (gesondert
gezeigt in 5) ausgestalteten Dosierförderer 7 (ebenfalls
gesondert dargestellt in 5) im wesentlichen ständig verschlossen
gehalten. Ein Eindringen von externer Feuchtigkeit oder Verunreinigungen
kann somit in Hinblick auf das in der Vorratskammer befindliche
Trockenpulver nahezu ausgeschlossen werden.
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Der
Dosierförderer 7 weist
eine quer verlaufende Dosierbohrung 14 (gezeigt in 1b) zur Aufnahme des Trockenpulvers auf.
Vor dem Beginn des Inhalationsvorganges befindet sich die Dosierbohrung 14 in
der Vorratskammer 4. Eine Kappe 16 (gesondert
dargestellt in 5) schützt das Mundstück 3 hygienisch.
Das Inhalationsgerät 1 wird,
nachdem die Kappe 16 entfernt wurde (1a und
b), senkrecht mit dem Mundstück 3 nach
oben vom Mund entfernt gehalten. Nachdem der Nutzer zunächst unter
Vermeidung eines Kontakts mit dem Mundstück – d.h. ohne in das Mundstück 3 zu
blasen – tief
ausgeatmet hat, umschließt
er daraufhin das Mundstück 3 mit
den Lippen. Um den Inhalationsvorgang zu starten und den Dosierförderer 7 in
die Dosierposition zu versetzen, wird dieser entgegen einer durch eine
in 5 gesondert dargestellten Feder 15 erzeugten Kraft
nach unten gedrückt
(3b und 3d,
sowie 4b und 4d).
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Die
Dosierbohrung 14 befindet sich nun unmittelbar vor dem
Einzugsbereich 11 der Luftführungseinheit 5 (4b und 3b).
Dadurch, daß die Vorratskammer 4 mit
dem Dosierförderer 7 derart
gekoppelt ist, daß dieser
in den Übergabebereich 6 eintaucht
und die vorgegebenen Menge an Trockenpulver unmittelbar am Anfang
der Luftführungseinheit 5 positionierbar
ist, wird gewährleistet,
daß es
nicht zu einem ungewollten Verlust der Portionierung vor oder während der
Inhalation kommt.
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Der
Nutzer atmet nun so tief wie möglich durch
den Mund ein. Durch einen im Gehäuse 2 befindlichen
Lufteinlaß 12,
der – wie
in 3b dargestellt – stromab gegenüber dem
Einzugsbereich 11 angeordnet ist, wird Luft angesaugt und
es entsteht ein Luftstrom innerhalb des Inhalationsgerätes 1. Dieser
trägt die
Partikel des Trockenpulvers über
die Dosierborung 14 durch den Übergabe- und Einzugsbereich 6, 11 und
schließlich
durch die Luftführungseinheit 5 bis
es zu einem Austritt der Partikel durch das Mundstück 3 direkt
in die Atemwege des Nutzers kommt.
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Wird
der Inhalationsvorgang abgebrochen oder unterbrochen, so wird das
restliche in der Dosierbohrung 14 befindliche Trockenpulver
in die Vorratskammer 4 zurückbefördert, indem die Feder den Dosierförderer in
die Ausgangslage versetzt, oder fällt aus dem Einzugsbereich
heraus und steht damit bei einem weiteren Inhalationsvorgang nicht
mehr zur Verfügung.
Auf diese Weise wird die Gefahr einer Doppeldosierung vermieden.
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Die
infolge der Atmung angesaugte Atemluft wird derart durch die – in 5 gesondert
dargestellte – Luftführungseinheit
geführt,
daß abwechselnd eine
Beschleunigung und ein nachfolgendes Abbremsen des Luftstromes bei
gleichzeitiger Verwirbelung und Änderung
der Strömungsrichtung
erfolgt.
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Ermöglicht wird
dies dadurch, daß die
Luftführungseinheit 5 aus
einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 9 besteht, der
wechselweise mit kugelkalottenähnlichen
Einbuchtungen 10 versehen ist, die sich von jeweils gegenüberliegenden
Wandungen des Grundkörpers 9 in
den Strömungskanal 8 der
Luft erstrecken.
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Die
Luftführungseinheit 5 kann
einstückig oder
mehrstückig
ausgebildet sein, wobei sich Glas oder Kunststoff als kostengünstige Materialien
als besonders geeignet erwiesen haben. Selbstverständlich können auch
andere geeignete Materialien, beispielsweise Metalle für die Herstellung
der Luftführungseinheit
verwendet werden.
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Die
Beschleunigung der Luftströmung
wird dabei durch Querschnittsverengungen in der Luftführungseinheit 5 vorgenommen,
die sich abwechselnd auf jeweils gegenüberliegenden Seiten in der
Luftführungseinheit 5 befinden.
Die so ausgestaltete Luftführungseinheit 5 erlaubt
eine sehr effektive und vollständige
Verteilung des Trockenpulvers während
des Inhalationsvorganges, da die angesaugte Luft zirkuliert und
die aufsteigenden Partikel optimal miteinander vermischt werden
können.
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Durch
die Anreicherung der Partikelströme mit
kinetischer Energie wird deren Bewegungs- und Verteilungsleistung
erhöht
und ein etwaiger schwerkraftbedingter Energieverlust kompensiert,
was den Verwirbelungseffekt insgsamt verbessert.
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- 1
- Inhalationsgerät
- 2
- Gehäuse
- 3
- Mundstück
- 4
- Vorratskammer
- 5
- Luftführungseinheit
- 6
- Übergabebereich
- 7
- Dosierförderer
- 8
- Strömungskanal
- 9
- Grundkörper
- 10
- Einbuchtung
- 11
- Einzugsbereich
- 12
- Lufteinlaß (nicht
dargestellt)
- 13
- Schieber
- 14
- Dosierbohrung
- 15
- Feder
- 16
- Kappe