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Die nachfolgende Erfindung bezieht sich auf einen Pulverinhalator, dessen in Einsatzzustand konstituierenden Baueinheiten Pulverbehältnis und Luftkanalgehäuse sowie die Verwendung des Pulverinhalators.
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Pulverinhalatoren zur sublingualen, nasalen und inhalativen Applikation pulverförmiger, fest-stofflicher Arzneimittel oder anderer wirkstoffhaltiger Mittel sind bekannt. Sie können als treibgasfreie Applikationsvorrichtungen ausgestaltet sein und setzen ein Aerosol durch den Inspirationsvorgang, respektive einen tiefen Inhalationsvorgang frei. Die Energie für die Dispergierung wird dabei durch den inspiratorischen Fluss gewonnen. Die pulverförmige Substanz ist dabei in einem Vorratsbehältnis enthalten; es sind auch spezielle Vorratsbehältnisse wie Blister, Kapseln, Container, Kartuschen und andere Pharmaverpackungen bekannt. Je nach Art des Pulverinhalators wird der reine Wirkstoff oder es wird der Wirkstoff mit einem Träger, der ein unbedenklicher Hilfsstoff wie beispielsweise Laktose oder Glukose für adhährierte Wirkstoffpartikel ist, eingesetzt.
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Hat das Vorratsbehältnis das pulverförmige Medikament in einer vielfachen Dosiermenge bevorratet, so muss dem Behältnis oder dem Pulverinhalator, der mit dem Behältnis zum Einsatz kommt, eine Dosiereinrichtung zugeordnet sein. Eine Dosiervorrichtung erübrigt sich, wenn das Pulverbehältnis, das in dem Pulverinhalator zum Einsatz kommt, eine Einzeldosis enthält. Ein Hauptaugenmerk bei diesen Single-Dose-Inhalatoren liegt daher auf dem Öffnen des Pulverbehältnisses. Dabei wird das in einem Pulverinhalator eingelegte Single-Dose-Behältnis beispielsweise mit Nadeln oder Dornen perforiert oder eine Siegelfolie wird abgezogen, sodass die Einatemluft durch das perforierte bzw. geöffnete Behältnis strömt oder das geöffnete Behältnis passiert und das enthaltene Pulver mitreißt.
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Aus
US 7,305,986 B1 sind Einzeldosis-Kapseln als Vorratsbehältnisse zur Verwendung in einem Pulverinhalator bekannt. Eine Kapsel besteht aus zwei Hülsen, die ineinander angeordnet werden und gegeneinander zwischen einer gesperrten und ungesperrten Position verdreht werden können. In der ungesperrten Position fluchtet zumindest eine Öffnung in der ersten Hülse mit einer Öffnung in der zweiten Hülse, sodass die Kapsel mit einem Medikament befüllt werden kann. In der gesperrten Position fluchten zumindest zwei weitere Öffnungen in der ersten Hülse mit zumindest zwei Öffnungen in der zweiten Hülse, sodass Luft durch die Kapsel treten kann, wodurch das Medikament in der Kapsel freigegeben wird. Als Wirbel erzeugende Strukturen werden Kegel genannt, die sich von den Innenwänden der Hülsen erstrecken.
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WO 2009/121020 A1 offenbart ein Inhalationssystem aus einem Pulverbehältnis und einem einfach zu bedienenden und unempfindlichen Pulverinhalator mit einheitlicher Wirkstofffreigabe. Der Pulverinhalator weist ein Gehäuse mit einem Eingriffsabschnitt für ein Mundstück auf, das einen Lufteinlass, eine Kammer für ein Pulverbehältnis und einen Luftauslass aufweist. Das Mundstück ist in dem Eingriffsabschnitt des Gehäuses in einer Eingriffsposition bewegbar und kann in einer vorbestimmten Position von dem Gehäuse gelöst werden.
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WO 2014/012069 A2 beschreibt einen Pulverinhalator mit einem Mundstückbauteil und einem Bauteil, das ein Pulverbehältnis aufnimmt. In den Bauteilen liegen zumindest zwei starre Luftleitungen vor, von denen zumindest eine bei der Verwendung ausgebildet ist, eine Leitplatte oder Zapfen aufzuweisen, um die Bewegung des trockenen Pulvers in dem Pulverbehältnis zu lenken. Der Pulverinhalator kann ein bewegliches Element aufweisen, um das Pulverbehältnis von einer Aufbewahrungsposition in eine Dosierkonfiguration zu bewegen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bedienfertigen, einfach und zuverlässig zu nutzenden, einfach aufgebauten und daher kostengünstig fertigbaren Pulverinhalator bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Pulverinhalator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Pulverbehältnisses für ein zu inhalierendes Pulver, sodass dies einfach und geschickt mit einem geeigneten Inhalator verabreicht werden kann, und wird durch ein Pulverbehältnis mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 12 gelöst
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Weiterbildungen der Vorrichtungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Entsprechend ergibt sich ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe, ein Luftkanalgehäuse zu schaffen, das mit einer zu inhalierenden Pulversubstanz beschickt werden kann, um so einen kostengünstigen und simplen Pulverinhalator zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Luftkanalgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
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Die Verwendung eines solchen Pulverinhalators wird durch Anspruch 14 offenbart.
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Ein erfindungsgemäßer Pulverinhalator besteht aus den Baueinheiten Luftkanalgehäuse und Pulverbehältnis, das – je nach Ausführungsform – lösbar oder unlösbar, jedoch beweglich in einer Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses aufgenommen ist. Das Pulverbehältnis weist zumindest eine Kammer auf, die eine Pulverdosis enthält oder aufnehmen kann und die durch eine Wandung mit zumindest einer Lufteinlassöffnung und Luftauslassöffnung begrenzt ist. Die Wandung der Kammer des Pulverbehältnisses ist entsprechend der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses geformt und dimensioniert. Das Luftkanalgehäuse wiederum begrenzt zumindest einen Luftkanal, der einen Lufteinlass mit der Aufnahmekavität und die Aufnahmekavität mit einem Luftauslass verbindet, der als Mund- oder Nasenstück ausgebildet ist. Der Luftkanal liegt vorteilhaft auf einer Achse mit dem Lufteinlass und dem Luftauslass, die an voneinander abgewandten Enden des Luftkanalgehäuses ausgebildet sind, sodass der beim Inhalieren eingesetzte Atemstrom effizient genutzt wird. Das Luftkanalgehäuse ist unbeweglich mit dem Lufteinlass und dem Luftauslass ausgebildet; bei entsprechender Materialwahl (nicht elastischer Kunststoff oder Metall) kann man von einem starren Gehäuse sprechen. „Unbeweglich” meint hierin im Wesentlichen ungelenkig und soll auch Materialien umfassen, die geringfügig biegeelastisch sind und insofern nicht als völlig starr angesehen werden.
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Erfindungsgemäß weist das Pulverbehältnis ein Betätigungselement auf, das benachbart zu der zumindest einen Kammer angeordnet ist. Das Pulverbehältnis kann mittels des Betätigungselements von einer Sperrposition, in der zumindest ein geschlossener Wandabschnitt der Wandung des Pulverbehältnisses eine Sperre in dem Luftkanal zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass des Luftkanalgehäuses bildet, in eine Freigabeposition überführt werden. In der Freigabeposition des Pulverbehältnisses wird ein Fluidpfad freigegeben oder auch bereitgestellt, der von dem Lufteinlass durch den Luftkanal des Luftkanalgehäuses, durch die Lufteinlassöffnung, die Kammer und die Luftauslassöffnung des Pulverbehältnisses und durch den Luftkanal zu dem Luftauslass des Luftkanalgehäuses verläuft. So kann das Pulverbehältnis direkt mittels des Betätigungselements in der Aufnahmekavität bewegt werden. Anders als bei den bekannten Pulverinhalatoren, bei denen eine Luftkanalgehäusekomponente – häufig das Mundstückbauteil – bewegt werden muss, um das Pulverbehältnis von einer verschlossenen in eine Freigabeposition zu überführen, kann das erfindungsgemäße Pulverbehältnis, das einfach in die Aufnahmekavität gesteckt werden kann, durch Betätigung an dem Betätigungselement direkt in eine Freigabeposition bewegt werden. Das Luftkanalgehäuse kann somit äußerst einfach, ohne Gelenke und ohne Bypass, aufgebaut werden und ist daher kostengünstig fertigbar.
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Das Betätigungselement des in der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses angeordneten Pulverbehältnisses kann aus der Aufnahmekavität herausragen oder unverdeckt innerhalb einer Aufnahmeöffnung der Aufnahmekavität vorliegen, sodass das Betätigungselement unmittelbar und direkt gegriffen werden kann.
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Jede Kammer kann eine Füllöffnung aufweisen, die nicht die Lufteinlass- oder -auslassöffnung ist und die vorzugsweise an einer dem Betätigungselement gegenüberliegenden Grundfläche der Wandung vorliegen kann. Durch diese Füllöffnung kann die Pulverdosis in die Kammer gelangen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Randabschnitt der Wandung um die Füllöffnung mit Zinken ausgebildet sein, wodurch ein Blockieren des Pulverbehältnisses beim Einbau in die Aufnahmekavität oder bei der Überführung in die Freigabeposition durch das in der Kammer bzw. der Aufnahmekavität vorliegende Pulver verhindert werden kann.
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Die Aufnahmekavität kann gegenüber einer Aufnahmeöffnung, durch die das Pulverbehältnis aufgenommen wird, einen Aufnahmeboden aufweisen, also einseitig geschlossen sein, oder eine weitere Öffnung aufweisen. Diese weitere Öffnung kann durch einen an dem Luftkanalgehäuse benachbart zu der weiteren Öffnung angelenkten Deckel, der vorzugsweise einstückig mit dem Luftkanalgehäuse gefertigt ist, oder durch einen separaten Deckel verschlossen sein oder werden. Unter Deckel sollen hierbei Verschlusselemente im weiteren Sinne verstanden werden: Es sind Abdeckungen durch Folien, etwa aus Kunststoff oder Metall, genauso als Deckel zu verstehen wie feste Deckel. Der Verschluss kann dabei, insbesondere, wenn eine mehrmalige Verwendbarkeit des Luftkanalgehäuses vorgesehen ist, reversibel, d. h. wieder öffenbar sein.
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Zum Verschließen der Luftein- und -auslassöffnungen und der Füllöffnung des Pulverbehältnisses bestehen diverse Möglichkeiten, abhängig unter anderem davon, ob die Aufnahmekavität gegenüber einer Aufnahmeöffnung einen Aufnahmeboden aufweist, also einseitig geschlossen ist, oder eine weitere Öffnung aufweist. Die Luftein- und -auslassöffnungen des Pulverbehältnisses können mit einem öffenbaren Verschlussmittel geschlossen sein, sodass das Pulverbehältnis außerhalb eines Luftkanalgehäuses dicht verschlossen ist, und bei der Aufbewahrung kein Pulver aus- und keine Luft oder Feuchtigkeit eindringen kann. Alternativ können die Luftein- und -auslassöffnungen auch nur durch die Wandung der Aufnahmekavität in der Sperrposition geschlossen sein. In ähnlicher Weise kann die Füllöffnung der Kammer, z. B. zur Aufbewahrung des Pulverbehältnisses außerhalb eines Luftkanalgehäuses, mit einem Deckel oder einer Versiegelung oder durch den Aufnahmeboden der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses geschlossen sein. Hat die Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses keinen Aufnahmeboden, so kann die Füllöffnung der Kammer auch dadurch verschlossen werden, dass diese weitere Öffnung der Aufnahmekavität durch den separaten, an der Aufnahmekavität befestigbaren Deckel oder durch einen an dem Luftkanalgehäuse angelenkten Deckel geschlossen wird.
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Für eine optimale Luftströmung durch das Pulverbehältnis entsprechen Luftein- und Auslassöffnungen am Pulverbehältnis in Form und Querschnitt den Luftein- und Auslassöffnungen des Luftkanalgehäuses an der Aufnahmekavität.
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In einer alternativen Ausführungsform, in der das Luftkanalgehäuse mit Aufnahmeboden ausgeführt ist, ist vorgesehen, dass die Lufteinlass- und -auslassöffnungen und die Füllöffnung mittels einer einseitig geschlossenen Hülse geschlossen werden, in der die Wandung des Pulverbehältnisses oder die innerhalb der Wandung rotatorisch und/oder translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Diese Hülse weist zumindest zwei Öffnungen auf, die in Anzahl, Abmessungen und relativer Lage zueinander den einer Kammer zugeordneten Lufteinlass- und -auslassöffnungen entsprechen. Ferner weist diese Hülse zumindest ein Pass- oder Rastelement zum Eingriff mit einem korrespondierenden Gegenpass- oder -rastelement auf, das in der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses vorliegt und so positioniert ist, dass die zumindest zwei Öffnungen der Hülse mit dem Luftkanal des Luftkanalgehäuses und damit mit der Lufteinlass- und -auslassöffnung des Pulverbehältnisses in Freigabeposition fluchten.
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Ferner kann das Pulverbehältnis ein oder mehrere Rastelemente und alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere Anschläge und das Luftkanalgehäuse an oder in der Aufnahmekavität zumindest ein korrespondierendes Rastelement und/oder einen korrespondierenden Anschlag aufweisen, sodass die korrespondierenden Rastelemente und/oder Anschläge miteinander in Eingriff gebracht werden können, um eine korrekte Positionierung des Pulverbehältnisses in der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses sicher zu stellen.
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Die Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses kann zylindrisch mit kreisrunder oder polygonaler Grundfläche geformt sein, sodass die Wandung des Pulverbehältnisses entsprechend zylindrisch mit kreisrunder oder polygonaler Grundfläche geformt und dimensioniert ist, wobei die Wandung mit dem Betätigungselement einstückig, bevorzugt aus Spritzgusskunststoff, gefertigt sein kann. Je nach Form der Wandung des Pulverbehältnisses kommt eine rotatorische, translatorische Bewegung oder eine Kombination aus beiden Bewegungen des Pulverbehältnisses in der Aufnahmekavität in Frage. Für rotatorische oder kombinierte Bewegbarkeit sind kreiszylindrische Wandungen erforderlich, während eine reine translatorische Bewegung sowohl für Zylinder mit polygonaler als auch kreisrunder, oder auch elliptischer oder ovoider Grundfläche möglich ist. Je nach Art der Bewegbarkeit – ob rotatorisch und/oder translatorisch bei einer kreiszylindrischen Wandung oder nur translatorisch bei einer prismatischen Wandung – kann das Betätigungselement für die entsprechend drehende oder schiebende oder ziehende Betätigung ausgebildet sein. So kommt für beide Bewegungsarten beispielsweise ein Rändelrad oder ein zwei- oder mehrflügeliger Hahn als Betätigungselement in Frage, bei der translatorischen Bewegbarkeit kann das Betätigungselement beispielsweise auch pilzkopfartig als Druckknopf ausgeführt sein.
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Auch das Luftkanalgehäuse kann in einer bevorzugten Ausführungsform einstückig ausgebildet sein. Der Luftauslass kann je nach Anforderung als Mundstück oder Nasenrüssel ausgeformt sein, ein Mundstück kann rund oder eckig mit abgerundeten Konturen oder oval ausgebildet sein, was u. a. auch das Strömungsverhalten des eingezogenen Luftstroms in der Anwendung des Pulverinhalators beeinflusst.
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In bestimmten Ausführungsformen kann das Pulverbehältnis zwei oder mehr Kammern aufweisen, die längs in Bezug zur Längsachse der zylindrischen Wandung übereinander, ggf. beidseitig zu dem Betätigungselement, angeordnet sind. Die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung jeder Kammer können hierbei – wie auch bei den einfachen Pulverbehältnissen mit nur einer Kammer – gegenüberliegend in der Wandung, also auf einer gedachten Durchmesserlinie, ausgebildet sein, wobei auch eine Lufteinlassöffnung und eine Luftauslassöffnung des Luftkanals an der Aufnahmekavität entsprechend gegenüberliegend angeordnet vorgesehen ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Pulverbehältnis zwei oder mehr sektorzylindrische Kammern aufweisen, die im Querschnitt benachbart zueinander innerhalb der zylindrischen Wandung angeordnet sind. Ein solches mehrkammriges Pulverbehältnis kann dann bei mehreren Inhalationsanwendungen mit einem Luftkanalgehäuse eingesetzt werden, um jedes Mal eine Pulverdosis zu inhalieren. Das Betätigungselement gestattet auch hier die einfache und korrekte Positionierung der jeweiligen Kammer in dem Luftkanalgehäuse. Hierbei liegen die Luftein- und -auslassöffnungen jeder Kammer innerhalb des jeweiligen Zylindersektors in der Wandung und damit nicht mehr auf einer gedachten Durchmesserlinie, sodass die Luftein- und -auslassöffnungen des Luftkanals an der Aufnahmekavität entsprechend der Luftein- und -auslassöffnungen jeder Kammer angeordnet sind.
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In jeder Kammer kann eine oder können mehrere Luftverwirbelungsstruktur(en) vorliegen. Hierunter kann beispielsweise eine sich von einer Innenwand der Kammer erstreckende Luftverwirbelungsstruktur verstanden werden, die bevorzugt einstückig damit ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein separater, lose in der Kammer vorliegender Desagglomerator vorgesehen sein, der derart dimensioniert ist, dass er in keiner Orientierung durch die Lufteinlass- und -auslassöffnungen passt. Vorzugsweise ist ein loser Desagglomerator nicht massiv, sondern mit Luftpassagen ausgeführt, um in der Anwendung des Pulverinhalators ein Blockieren der Luftauslassöffnung zu verhindern.
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Zur Modifikation der Strömungsverhältnisse in der Kammer kann die Lufteinlassöffnung einen größeren Durchmesser aufweisen als die Luftauslassöffnung; ferner kann zu diesem Zweck ein Profil der Lufteinlass- und/oder Luftauslassöffnung in der Wandung scharfkantig, angefast oder abgerundet sein.
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Das Betätigungselement kann eine oder mehrere Markierungen aufweisen, die eine Information über die Orientierung der Lufteinlass- und Luftauslassöffnungen in Bezug zu dem Betätigungselement bereitstellt und so eine Überprüfung der korrekten Positionierung des Pulverbehältnisses in der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses ermöglicht.
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Um die Strömungsbedingungen in der Kammer des Pulverbehältnisses, die in der Aufnahmekavität angeordnet wird, zu optimieren, kann der Luftkanal im Luftkanalgehäuse sich von dem Lufteinlass zu der Aufnahmekavität im Durchmesser verjüngen, sodass die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt, und von der Aufnahmekavität zu dem Luftauslass im Durchmesser aufweitet, sodass die Geschwindigkeit wieder abnimmt. Dabei können die Verjüngung und die Aufweitung jeweils gleichmäßig und stetig sein oder auch alternativ in zumindest zwei Abschnitte/Stufen mit unterschiedlicher Steigung aufgeteilt sein. Wenigstens ein Abschnitt des einlassenden oder auslassenden Luftkanals kann parabelförmig ausgebildet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass vor allem der Lufteinlass zumindest in dem ersten Abschnitt an der Innenwand Luftleitstrukturen aufweist, die bevorzugt schnecken- oder spiralartig verlaufende Leitstege sein können, die den eingezogenen Luftstrom in Torsion versetzen. Es ist aber nicht ausgeschlossen, dass auch andere Abschnitte in Luftein- und -auslass mit Luftleitstrukturen ausgestattet sein können.
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Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist ein Pulverbehältnis für einen Pulverinhalator, der ein Luftkanalgehäuse mit einer Aufnahmekavität für das Pulverbehältnis aufweist, wobei das Pulverbehältnis zumindest eine Kammer zur Aufnahme einer Pulverdosis aufweist, die durch eine Wandung mit zumindest einer Lufteinlassöffnung und Luftauslassöffnung begrenzt ist. Ein erfindungsgemäßes Pulverbehältnis ist zum lösbaren Anordnen in einen erfindungsgemäßen Pulverinhalator ausgebildet.
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Ein erfindungsgemäßes Luftkanalgehäuse als Baueinheit zur Ausbildung eines Pulverinhalators in Zusammenwirkung mit einem erfindungsgemäßen Pulverbehältnis weist einen Lufteinlass, eine Aufnahmekavität für das Pulverbehältnis und einen als Mund- oder Nasenstück ausgebildeten Luftauslass auf, wobei zumindest ein Luftkanal den Lufteinlass mit der Aufnahmekavität und die Aufnahmekavität mit dem Luftauslass verbindet. Das Luftkanalgehäuse ist dabei ungelenkig, im Wesentlichen starr und unbeweglich im obigen Sinne (bei Verwendung unelastischer Materialien), oder mit geringfügiger Biegeelastizität bei Verwendung elastischer Kunststoffe mit dem Lufteinlass und dem Luftauslass an voneinander abgewandten Enden ausgebildet und die Aufnahmekavität ist entsprechend einer Wandung des Pulverbehältnisses geformt und dimensioniert. Das Pulverbehältnis kann so durch die Aufnahmeöffnung in der Aufnahmekavität derart aufgenommen werden, dass das Betätigungselement des in der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses angeordneten Pulverbehältnisses frei bedienbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Verwendung des Pulverinhalators zum Inhalieren einer Pulverdosis umfasst das Überführen des Pulverbehältnisses von der Sperrposition in die Freigabeposition durch Betätigen des Betätigungselements.
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Weitere Ausführungsformen sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren deutlich und besser verständlich. Gegenstände oder Teile derselben, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators a) vor Anordnung des Pulverbehältnisses in der Verschlussposition in dem Luftkanalgehäuse und b) mit einem in Freigabeposition in dem Luftkanalgehäuse angeordneten Pulverbehältnis,
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2 Längsschnittansichten eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit Luftkanalgehäuse und Pulverbehältnis in a) Verschlussposition und b) Freigabeposition und c) eine vergrößerte Detaildarstellung aus a),
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3 Draufsichten auf einen erfindungsgemäßen Pulverinhalator mit Luftkanalgehäuse und Pulverbehältnis in a) Verschlussposition und b) Freigabeposition und c) eine vergrößerte Detaildarstellung aus a),
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4 Frontansichten auf den als Mundstück ausgeformten Luftauslass eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit Luftkanalgehäuse und Pulverbehältnis in a) Verschlussposition und b) Freigabeposition und Rückansichten auf den Lufteinlass eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit Luftkanalgehäuse und Pulverbehältnis in c) Verschlussposition und d) Freigabeposition,
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5 Seitenansichten auf ein Pulverbehältnis mit unterschiedlich großen Luftein- und -auslassöffnungen,
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6a) eine Seitenansicht auf ein Pulverbehältnis mit Zinken und b) eine perspektivische Ansicht auf ein Pulverbehältnis mit Zinken und einem alternativen Betätigungselement,
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7 eine perspektivische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit einem Pulverbehältnis mit Zinken,
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8 eine Längsschnittansicht a) und eine perspektivische Ansicht b) eines Luftkanalgehäuses eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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9 perspektivische Ansichten a) eines alternativen Luftkanalgehäuses eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit einem klappbaren Deckel als Boden der Aufnahmekavität und b) einer Detailansicht des klappbaren Deckels,
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10 Längs-, Quer- und Detailansichten a) bis f) eines in dem Luftkanalgehäuse mit klappbarem Deckel aufgenommenen Pulverbehältnis mit alternativem Betätigungselement,
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11 eine perspektivische Ansicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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12 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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13 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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14 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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15 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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16 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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17 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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18 eine Untersicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit integrierter Luftverwirbelungsstruktur einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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19 eine perspektivische Ansicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit hexagonaler Grundfläche eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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20 eine perspektivische Teilschnittansicht eines in einer entsprechend geformten Aufnahmekavität in Sperrposition aufgenommenen Pulverbehältnisses mit hexagonaler Grundfläche,
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21 eine perspektivische Ansicht a) und eine Längsschnittansicht b) eines Pulverbehältnisses mit zwei Kammern,
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22 eine Querschnittansicht eines Pulverbehältnisses mit zwei Kammern in einer alternativen Ausführungsform,
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23 eine Längsschnittansicht a), eine Draufsicht b) eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit Luftkanalgehäuse mit alternativem Mundstück und Pulverbehältnis in Freigabeposition und eine perspektivische Ansicht c) dieses Pulverinhalators mit Pulverbehältnis in Verschlussposition,
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24 schematische Seitenschnittansichten von Herstellungsschritten eines Pulverbehältnisses für einen erfindungsgemäßen Pulverinhalator,
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25 eine Seitenschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Pulverinhalator mit gedeckelter Aufnahmekavität nach 2k-Spritzgussverfahren,
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26 Seitenschnittansichten eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators nach einem alternativen Herstellungsverfahren,
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27 Seiten- und Querschnittansichten von Herstellungsschritten eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators mit hexagonalem Pulverbehältnis,
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28 Seitenschnittansichten eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators nach einem weiteren alternativen Herstellungsverfahren,
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29a) bis c) perspektivische Ansichten unterschiedlicher Desagglomeratoren und d) eine Seitenansicht des Desagglomerators aus c),
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30 perspektivische Ansichten a) eines alternativen, mehrfach verwendbaren Pulverbehältnisses und b) eines damit verwendbaren Pulverinhalators,
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31a) eine perspektivische Ansicht, b) eine Draufsicht, c) eine Ansicht auf das Mundstück, d) eine Ansicht auf den Lufteinlass, e) eine Seitenschnittansicht zum Befüllen, f) eine Seitenschnittansicht während der Aufbewahrung und g) eine Seitenschnittansicht während der Verwendung eines alternativ geformten erfindungsgemäßen Pulverinhalators,
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32 eine perspektivische Ansicht auf ein zweiteiliges Luftkanalgehäuse eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf ein Pulverbehältnis und ein Luftkanalgehäuse und einen daraus gebildeten Pulverinhalator. Das Luftkanalgehäuse begrenzt einen Lufteinlass, eine Aufnahmekavität für das Pulverbehältnis und einen als Mund- oder Nasenstück ausgebildeten Luftauslass. Wenigstens ein Luftkanal verbindet den Lufteinlass mit der Aufnahmekavität und diese mit dem Luftauslass. Das in der Aufnahmekavität angeordnete Pulverbehältnis ragt mit einem Betätigungselement aus der Aufnahmekavität heraus, sodass das Pulverbehältnis mittels des Betätigungselements in der Aufnahmekavität zwischen einer Sperrposition, in der das Pulverbehältnis den Luftkanal zwischen dem Lufteinlass und dem Luftauslass verschließt, und einer Freigabeposition bewegt werden kann, in der eine fluide Kommunikation zwischen dem Luftkanal und dem Inneren des Pulverbehältnisses bereitgestellt wird. So stellt die Aufnahmekavität quasi eine Ventilkammer dar, in der das Pulverbehältnis als Ventil angeordnet ist. Je nach Ausführung wird dazu das Pulverbehältnis in der Aufnahmekavität um seine Längsachse, die senkrecht zu einer durch den Luftkanal definierten Achse steht, gedreht oder längs zu seiner Längsachse verschoben. Die Aufnahmekavität bzw. das Pulverbehältnis können so konzipiert sein, dass das wirkstoffhaltige Pulver entweder durch einen direkten Luftstrom, durch lokale Unterdruckbildung (Venturiprinzip) oder durch Aufwirbelung in den Luftstrom aufgenommen wird.
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So kann bei dem erfindungsgemäßen Pulverinhalator das Luftkanalgehäuse einstückig ausgebildet werden und ist kostengünstig im Kunststoffspritzguss fertigbar. Lufteinlass und Luftauslass sind am Luftkanalgehäuse, das unbeweglich, d. h. ohne Gelenkverbindung ausgeführt ist, bevorzugt an gegenüberliegenden Enden ausgebildet. Anders als in den Figuren dargestellt kann der Luftauslass nicht nur als Mundstück, sondern auch als Nasenrüssel ausgeformt sein.
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In 1 bis 4 sind verschiedene Ansichten eines beispielhaften erfindungsgemäßen Pulverinhalators 1 gezeigt, der aus einem Pulverbehältnis 2 und einem Luftkanalgehäuse 3 besteht. In 1a ist das Pulverbehältnis 2 vor Anordnung in der Aufnahmekavität 32 gezeigt. Das Pulverbehältnis 2 befindet sich in Sperrposition, da die Luftauslassöffnung 23' (die Lufteinlassöffnung ist in dieser Darstellung nicht zu sehen) und ein damit korrespondierender Steg 24 als Markierung auf dem als Rändelrad ausgeführten Betätigungselement 22 senkrecht zu dem Luftkanal steht, der axial durch das Luftkanalgehäuse 3 verläuft. Der Luftkanal erstreckt sich von dem Lufteinlass 31 mit einem ersten trichterförmigen Abschnitt 31' und einem zweiten, weiter verjüngten Abschnitt 31'' zu der Aufnahmekavität 32, und von dort zu dem Luftauslass 33 mit einem ersten, sich aufweitenden Abschnitt 33' und einem zweiten, als Mundstück ausgeformten Abschnitt 33''.
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Das Pulverbehältnis 2 ist mit seiner Wandung 21 korrespondierend zu der Aufnahmekavität 32 geformt und dimensioniert, sodass es passgenau durch die Aufnahmeöffnung 32' in die Aufnahmekavität 32 eingeführt werden kann. Das als Rändelrad ausgeführte Betätigungselement 22 des Pulverbehältnisses 2 kommt dabei auf der Aufnahmeöffnung 32' zu liegen, sodass ein tangential ausgeformter Anschlag 22' des Rändelrads 22 mit seiner ersten Anschlagsseite an einem Gegenanschlag 35' der Aufnahmekavität 32 zu liegen kommt. Durch Drehen des Pulverbehältnisses 2 an dem Rändelrad 22 in der Aufnahmekavität 32 um 90° entgegen der ersten Anschlagsrichtung (hier entgegen Uhrzeigersinn) wird der Pulverinhalator 1 in die Freigabeposition (1b) überführt, in der die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' des Pulverbehältnisses 2 in der durch den Luftkanal definierten Gehäuseachse liegen, was auch durch die Markierung 24 auf der Oberseite des Rändelrads 22 angezeigt wird und wie auch aus den Längsschnittansichten in 2a und b ersichtlich ist. Hierbei kommt der Anschlag 22' des Rändelrads 22 mit seiner zweiten Anschlagsseite an der anderen Seite des Gegenanschlags 35' zur Anlage, wodurch die korrekte Positionierung der Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' in dem Luftkanal sichergestellt wird. Entsprechend 1a und b zeigt 2a den Pulverinhalator 1 in Sperrposition und 2b in Freigabeposition. Hier und in 4c und d (sowie in 3a und b gestrichelt) sind in dem trichterförmigen Abschnitt 31' des Lufteinlasses 31 schnecken- bzw. spiralartig verlaufende Leitstege 34 zu sehen, die – wenn das Pulverbehältnis 2 in Freigabeposition ist (vgl. 2b, 3b) den eingesaugten Luftstrom in Torsionsbewegung versetzen, wenn am Mundstück 33'' eingeatmet wird. Der so verwirbelte Luftstrom wird durch den sich verjüngenden zweiten Lufteinlassabschnitt 31'' beschleunigt, ehe er durch die Lufteinlassöffnung 23 in die durch die Wandung 21 begrenzte Kammer 25 des Pulverbehältnisses 2 eintritt, dort das vorliegende Pulver (nicht dargestellt) mitreißt und durch die Luftauslassöffnung 23' in den sich aufweitenden Abschnitt 33' weiterströmt. Die Querschnittsaufweitung sorgt dort zunächst für eine Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit und erzielt damit einen Spacer-Effekt, d. h. die Wirkstoffpartikel werden gleichmäßig im Luftstrom verteilt, der dann durch das Mundstück 33'' am Luftauslass 33 zum Anwender gelangt.
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Damit das eingesetzte Pulverbehältnis 2 nicht versehentlich aus der Aufnahmekavität 32 entnommen werden kann, kann, wie in der Detaildarstellung 2c zu entnehmen, an der Wandung 21 des Behältnisses 2 ein umlaufender Ringwulst 21'' ausgebildet sein, der in eine korrespondierende Ringnut 35'' in der Wandung der Aufnahmekavität 32 rastend eingreifen kann. Detaildarstellung 3c zeigt neben dem Steg 24, der die Position der Luftauslassöffnung 23' markiert, an dem in Sperrposition befindlichen Pulverbehältnis 2 eine Ausnehmung 24'', die die Position der Lufteinlassöffnung 23 markiert. Selbstverständlich können auch Markierungen, die von den gezeigten Beispielen Steg und Ausnehmung abweichen, eingesetzt werden.
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4a bis d verdeutlichen die Sperr- und Freigabepositionen in Ansichten aus axialer Richtung. 4a, b zeigen die Sicht auf das Mundstück 33'' und 4c, d auf den Lufteinlasstrichter 31'. In a) und c) ist jeweils die Wandung 21 des Pulverbehältnisses zu sehen, die den Luftkanal sperrt, während in b) die Lufteinlassöffnung 23 und in d) die Luftauslassöffnung 23' des Pulverbehältnisses zu sehen ist.
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In den weiteren 5 bis 30 sind die Merkmale, die dem Ausführungsbeispiel aus 1 bis 4 entsprechen, der Übersichtlichkeit wegen nur noch teilweise mit Bezugszeichen versehen. Merkmale, die neu sind oder sich von den in 1 bis 4 gezeigten Ausführungen unterscheiden, sind bezeichnet. Für die nicht bezeichneten Gegenstände bzw. Teile der Gegenstände haben obige, im Zusammenhang mit 1 bis 4 gemachten Ausführungen ebenfalls Gültigkeit.
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5 zeigt ein beispielhaftes Pulverbehältnis 2, das benachbart zu der von der Wandung 21 begrenzten Kammer ein Rändelrad als Betätigungselement 22 aufweist, mittels dessen das Pulverbehältnis 2 von der Sperr- in die Freigabeposition überführt werden kann, wenn das Pulverbehältnis in der Aufnahmekavität eines Luftkanalgehäuses angeordnet ist, wie in den Beispielen der 1 bis 4 gezeigt ist. Ferner sind in 5 die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' des Pulverbehältnisses 2 zu sehen, wobei aus der Darstellung hervorgeht, dass die Lufteinlassöffnung 23 größer ist als die Luftauslassöffnung 23'. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die durch die Lufteinlassöffnung 23 in die Kammer 25 eintretende Luftströmung nicht ungehindert bzw. ungebremst aus der Kammer 25 austreten kann, ohne das darin enthaltene Pulver aufzuwirbeln und mitzureißen. Der Strömungsverlauf durch die Kammer kann ferner durch Variation der Bohrungsprofile in den Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' beeinflusst werden.
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Ein alternatives Pulverbehältnis 2 ist in 6a und b zu sehen, bei dem die Wandung 21 nicht durchgehend ist: An dem von dem Betätigungselement 22 abgewandten Ende geht die Wandung 21 in Zinken 21' über. Diese Zinken 21' sorgen in bestimmten Ausführungsformen des Pulverinhalators bzw. bestimmten Herstellungsvarianten, die später noch erläutert werden, dafür, dass das Pulverbehältnis beim Einbau in die Aufnahmekavität oder bei der Überführung in die Freigabeposition nicht durch eine Pulverdosis blockiert wird, die in der Kammer bzw. der Aufnahmekavität vorliegt. Ferner kann so Material eingespart werden. 6b zeigt ferner ein alternatives Betätigungselement 22, das hier als Hahn mit zwei Flügeln 24' ausgeführt ist. Vorteilhaft können diese Flügel 24' gleichzeitig als Markierung dienen, um dem Anwender anzuzeigen, ob das Pulverbehältnis in Sperr- oder Freigabeposition vorliegt.
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So zeigt 7 das Pulverbehältnis 2 aus 6b angeordnet in der Aufnahmekavität eines Luftkanalgehäuses 3 in Freigabeposition, in der die Luftauslassöffnung 23' mit der Luftauslassöffnung 37' des Luftkanalgehäuses 3 und entsprechend auch die Lufteinlassöffnung 23 mit der Lufteinlassöffnung des Lufteinlasses fluchten. Die Flügel 24' stehen dabei senkrecht zu der durch den Luftkanal definierten Achse. Selbstverständlich kann die Orientierung der Flügel auch so gewählt werden, dass sie mit der durch den Luftkanal definierten Achse in der Freigabeposition übereinstimmt. Aus der Darstellung in 7 wird zudem deutlich, dass lediglich die Zinken 21' des Pulverbehältnisses 2 den Boden 32'' der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses 3 kontaktieren.
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8 und 9 zeigen jeweils ein Luftkanalgehäuse 3, wobei sich beide im Wesentlichen bis auf die Gestaltung der Aufnahmekavität 32 mit Lufteinlass 31 und Luftauslass 33 gleichen. Auch der obere Rand 35 der Aufnahmekavität 32 ist in beiden Fällen mit dem Gegenanschlag 35' für den Anschlag 22' des Pulverbehältnisses ausgebildet. Während allerdings in 8 der Boden 32'' der Aufnahmekavität 32 geschlossen ist, hat die Variante aus 9 einen klappbaren Deckel 38, um die Aufnahmekavität 32 am unteren Ende zu verschließen. In der Detaildarstellung 9b ist zu sehen, dass der Deckel 38 über ein Filmgelenk 38'' mit dem Luftkanalgehäuse 3 verbunden ist, das somit einstückig gefertigt werden kann. Des Weiteren ist ein Stopfenabschnitt 38' zu sehen, der sich von dem Deckel 38 erstreckt und der die untere Öffnung der Aufnahmekavität 32 abdichtend verschließen kann. Um den Deckel 38 in der Öffnung sicher zu halten und ein versehentliches Öffnen zu erschweren/vermeiden, können an dem Deckel 38 und der unteren Öffnung der Aufnahmekavität 32 Rastmittel vorgesehen sein, hier in Form einer Rastausnehmung 39 in dem Stopfenabschnitt 38' und einer sich von der Innenwandung der Aufnahmekavität 32 erstreckenden Rastzunge 39'.
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Details einer erfindungsgemäßen Variante des Pulverinhalators mit einem Pulverbehältnis 2, das einen als Hahn mit Flügeln 24' ausgebildetes Betätigungselement 22 aufweist, und mit einem Luftkanalgehäuse 3 entsprechend dem in 9 mit einem klappbaren Deckel 38 sind in 10 zu sehen. 10a zeigt einen Ausschnitt des Luftkanalgehäuses mit der Aufnahmekavität 32, deren untere Öffnung mit dem Deckel 38 verschlossen ist. In der Aufnahmekavität 32 ist das Pulverbehältnis in Sperrposition angeordnet. Eine Querschnittansicht auf Höhe der Aufnahmekavität 32 ist mit geöffnetem Deckel in 10c und mit geschlossenem Deckel in 10b dargestellt. Detailausschnitt A mit Rastzunge 39' und Rastausnehmung 39 an der Innenwand der Aufnahmekavität 32 und dem Stopfenabschnitt 38' ist in 10e und Detailausschnitt B mit dem Ringwulst 21'' an der äußeren Mantelfläche der Wandung 21 im Eingriff in einer entsprechenden Ringnut 35'' in der Innenwand der Aufnahmekavität 32 ist in 10f zu sehen. 10d zeigt im Querschnitt das Pulverbehältnis 2 in Freigabeposition.
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11 bis 18 zeigen verschiedene Pulverbehältnisse 2 mit einer kreiszylindrischen Wandung 21, die als Betätigungselement 22 ein Rändelrad aufweisen, und so sowohl zur rotatorischen als auch translatorischen Bewegung in der Aufnahmekavität vorgesehen sein können. Selbstverständlich können alle gezeigten Variationen auch in Verbindung mit einem Hahn als Betätigungselement in einem Pulverbehältnis oder einer von dem Kreiszylinder abweichenden Wandung verbunden sein.
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11a und b verdeutlicht eine erste Variante eines Pulverbehältnisses 2, bei dem eine kreiszylindrische Wandung 21 mit Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' die Kammer 25 umschließt. An dem Rändelrad 22 schließt sich direkt der Anschlag 22' in axialer Richtung an – im Falle eines Hahns wie in 6b zu sehen, kann der Anschlag 22' auch von dem Betätigungselement 22 abgesetzt sein. In der Kammer 25 des Pulverbehältnisses 2 kann, um die Desagglomeration der darin vorliegenden Pulverdosis zu unterstützen, ein loser Desagglomerator 26' vorliegen, für den Beispiele in 29 gezeigt sind.
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Integrale Luftverwirbelungs- bzw. Luftumlenkungsstrukturen 26, die einstückig mit dem Pulverbehältnis 2 gefertigt sind und ebenfalls dazu dienen, die Desagglomeration und Dispersion des Pulvers zu verbessern, sind jeweils in Untersicht und Längsschnittansicht in 12 bis 18 zu sehen. Bei den Luftverwirbelungs- bzw. Luftumlenkungsstrukturen 26 kann es sich um leitblech-, schnecken- oder spiralartige und/oder säulenförmige Strukturen handeln, die sich von der Innenwand der Kammer 25 an dem Betätigungselement 22 vorwiegend in Längsrichtung bis über eine durch die Luftein- und -auslassöffnung 23, 23' definierte Achse hinweg erstrecken.
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19 zeigt ein Pulverbehältnis 2, das im Unterschied zu dem Pulverbehältnis aus 11 eine zylindrische Wandung 21 mit hexagonalem Querschnitt aufweist, und daher zur translatorischen Bewegbarkeit des Pulverbehältnisses 2 in einer entsprechend geformten Aufnahmekavität 32 eines Luftkanalgehäuses 3, wie in 20 zu sehen, vorgesehen ist. Mit der translatorischen Bewegung entfallen der tangentiale Anschlag am Pulverbehältnis und der Gegenanschlag am Luftkanalgehäuse, es können aber (figurativ allerdings nicht dargestellt) korrespondierende Rastmittel an der Wandung 21 des Pulverbehältnisses 2 und in der Innenwandung der Aufnahmekavität 32 vorgesehen sein, die ein Einrasten in der Sperrposition und gegebenenfalls auch ein zweites Einrasten in der Freigabeposition ermöglichen.
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In der Darstellung in 20 ist das Pulverbehältnis 2 noch nicht vollständig eingeführt, wodurch hier die Sperrposition erreicht wird, in der die Luftauslassöffnung 37 des Luftkanalgehäuses 3 (und entsprechend selbstverständlich auch die korrespondierende Lufteinlassöffnung) durch einen durchgehenden Wandabschnitt der Wandung 21 verschlossen sind. In dem vorliegenden Beispiel wird die Öffnung der Aufnahmekavität 32, die nicht durch das Pulverbehältnis 2 verschlossen wird, durch einen separaten Deckel 4 oder eine Versiegelungsfolie 4 verschlossen.
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Außer den in den Figuren gezeigten kreisrunden und hexagonalen Querschnitten kommen selbstverständlich auch jegliche andere denkbare Querschnittsform für die Wandung eines Pulverbehältnisses und die entsprechende Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses in Frage. Während rotatorische Bewegung nur durch Pulverbehältnisse mit kreiszylindrischer Wandung möglich ist, lassen sich sämtliche anders geformten Pulverbehältnisse translatorisch bewegen.
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21 und 22 verdeutlichen zwei Varianten eines Pulverbehältnisses 2, das mehr als eine Kammer 25 aufweist, in der jeweils eine Pulverdosis vorliegt. In 21 sind die beiden Kammern 25 in axialer Richtung durch das rändelradartige Betätigungsmittel 22 voneinander getrennt angeordnet. In einer solchen Ausführungsform sind zumindest die Füllöffnung 25' sowie die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' der Kammer 25, die nicht in der Aufnahmekavität eines Luftkanalgehäuses angeordnet ist, verschlossen. Es können aber auch beide Füllöffnungen 25' und die jeweiligen Luftein- und auslassöffnungen 23, 23' verschlossen sein, sodass das Pulverbehältnis 2 auch getrennt von dem Luftkanalgehäuse aufbewahrt werden kann. Während der Verschluss der Füllöffnung unöffenbar, z. B. durch Verkleben oder Versiegelen, gestaltet sein kann, müssen die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' mit Verschlussmitteln verschlossen werden, die sich öffnen, beispielsweise abscheren oder -schälen lassen, vorzugsweise durch die Bewegung in der Aufnahmekavität bei der Überführung von der Sperr- in die Freigabeposition.
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Hingegen sind die beiden Kammern 25 in 22 axial nebeneinander benachbart angeordnet, wobei jede Kammer 25 zugeordnete Lufteinlass- und -auslassöffnungen 23, 23' aufweist. Die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' jeder Kammer 25 sind rotationssymmetrisch auf einer zu der Trennwand 25'' parallelen Sekante angeordnet.
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Während das Doppelpulverbehältnis aus 21 in einem Luftkanalgehäuse eingesetzt werden kann, das auch ein einfaches Pulverbehältnis wie in den vorherigen Beispielen aufnehmen kann, ist für ein Mehrfachpulverbehältnis wie in 22 ein Luftkanalgehäuse mit entsprechend von der Mittellinie versetzten Luftein- und -auslassöffnungen erforderlich. Theoretisch sind auch mehr als zwei derartig benachbarte Kammern denkbar, jedoch werden die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' in entsprechender Weise zusammenrücken, was dann auch eine entsprechende Gestaltung des Luftkanalgehäuses erforderlich machen würde.
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Bei der in 23a, b und c gezeigten Variante des Pulverinhalators 1 weist der als Mundstück ausgeformte Luftauslass 33 eine von den anderen Beispielen abweichende Auslasskontur 36 auf. Dabei weitet sich der Auslassabschnitt 33'' deutlich auf, was nach der Beschleunigung durch die an die Aufnahmekavität 32 angrenzenden engen Abschnitte 31'', 33' zu einer Verlangsamung der Luftströmung mit dem damit verbundenen Spacer-Effekt führt.
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Im nachfolgenden werden verschiedene Varianten zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators offenbart. Allen gemein ist, dass sowohl das Pulverbehältnis 2 als auch das Luftkanalgehäuse 3 im Spritzguss aus Kunststoff gefertigt werden können. Das Pulverbehältnis wird in der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses in der Sperrposition angeordnet, bevor oder nachdem eine Pulverdosis und gegebenenfalls auch ein loser Desagglomerator in das Pulverbehältnis oder die Aufnahmekavität gefüllt wurden. Der Verfahrensablauf ist hierbei auch von der Variante des Luftkanalgehäuses abhängig, je nach dem, ob dessen Aufnahmekavität einen Boden aufweist, oder nicht. Die dargestellten Varianten sind allerdings nur beispielhaft und nicht ausschließlich zu verstehen.
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In 24 ist ein Pulverbehältnis 2 gezeigt, bei dem nach Befüllung mit einer (nicht dargestellten) Pulverdosis und in diesem Beispiel mit einem losen Desagglomerator 26' die Füllöffnung 25' mit einer Versiegelung 28 und die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' mit einem Verschlussmittel 27 verschlossen werden. Da solche Pulverbehältnisse 2 separat von einem Luftkanalgehäuse aufbewahrt werden können, eignet sich diese Variante für eine Mehrfachverwendung des Luftkanalgehäuses. Da die Füllöffnung des Pulverbehältnisses 2 durch die Versiegelung verschlossen ist, kann an dem zugehörigen Luftkanalgehäuse auf den Boden der Aufnahmekavität verzichtet werden. Ist die Versiegelung 28 zudem transparent, kann auch diese Weise nach Anwendung überprüft werden, ob die Pulverdosis vollständig inhaliert wurde.
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Bei den Verschlussmitteln kann es sich beispielsweise um eine angespritzte oder anderweitig aufgebrachte Kunststoff- oder Elastomerschicht handeln, die in oder über den Öffnungen 23, 23' vorliegt und in einer bevorzugten Ausführungsform leicht über die Wandung 21 überstehen kann. Diese Nippel können dann in entsprechenden Nuten der Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses beim Einführen des Pulverbehältnisses in die Aufnahmekavität in Sperrposition geführt werden. Diese Nuten enden an vorbestimmten Stellen, sodass bei Bewegung des Pulverbehältnisses aus der Sperr- in die Freigabeposition die Verschlussschicht weggeschoben oder abgeschert und so die Öffnungen 23, 23' freigelegt werden. Während bei einer translatorischen Bewegbarkeit zur Überführung aus der Sperr- in die Freigabeposition längs der Bewegungsrichtung gerade Nuten ausreichen, können die Nuten für Pulverbehältnisse, die durch eine Drehbewegung von der Sperr- in die Freigabeposition ähnlich wie bei einem Bajonettverschluss zunächst längs der Rotationsachse der Aufnahmekavität und dann rechtwinklig dazu auf einer Kreislinie an der Innenwand der Aufnahmekavität verlaufen.
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In 25 ist ein Pulverinhalator 1 gezeigt, bei dem die Füllöffnung des Pulverbehältnisses 2 und die Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses 3 durch einen separaten Deckel 4 verschlossen werden, der z. B. aufgeklebt, versiegelt oder verschweißt werden kann. Dieser Pulverinhalator lässt sich als Einwegartikel kostengünstig mit wenig Material in einem 2k-Spritzgussprozess herstellen. Zunächst wird das Pulverbehältnis 2 durch Kunststoffspritzguss hergestellt und im nächsten Schritt das Luftkanalgehäuse 3 um das in Sperrposition positionierte Pulverbehältnis 2 gespritzt, wobei die Füllöffnung des Pulverbehältnisses 2 und die Aufnahmekavität 32 an dieser Stelle offen gelassen wird. So kann die Pulverdosis 10 (gegebenenfalls auch ein loser Desagglomerator) in die Kammer 25 gefüllt werden, woraufhin die Aufnahmekavität 32 und damit auch das Pulverbehältnis 2 mit dem Deckel 4 verschlossen wird. Alternativ zu dem separaten Deckel kann das Luftkanalgehäuse 3 auch entsprechend der Ausführungsform aus 9 mit dem einstückig angelenkten Deckel ausgeführt werden.
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Alternativ zu dieser In-Mold-Assembly kann auch ein separat gefertigtes Pulverbehältnis, bei dem die Luftein- und -auslassöffnungen offen oder mit einem öffenbaren Verschlussmittel verschlossen sein können, in der beidseitig offenen Aufnahmekavität eines Pulverinhalators in Sperrposition angeordnet werden, um durch die offene Aufnahmekavität und die Füllöffnung mit der Pulverdosis (und gegebenenfalls einem losen Desagglomerator) befüllt zu werden. Anschließend werden die Öffnung der Aufnahmekavität und damit die Füllöffnung versiegelt bzw. mit dem angelenkten oder einem separaten Deckel verschlossen.
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26 verdeutlicht eine Herstellvariante eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators 1, bei der zunächst das Pulverbehältnis 2 mit der Pulverdosis 10 (und gegebenenfalls einem losen Desagglomerator) befüllt wird. Anschließend wird das Pulverbehältnis 2 mit der nach oben weisenden offenen Füllöffnung 25' in der Aufnahmekavität 32 des Luftkanalgehäuse 3 in Sperrposition platziert, wobei der Boden 32'' der Aufnahmekavität 32 die Kammer 25 verschließt. In 28 wird die Pulverdosis 10 in den mit dem Boden 32'' einseitig verschlossenen Aufnahmekavität 32 des Luftkanalgehäuses 3 gefüllt, woraufhin das Pulverbehältnis 2 in Sperrposition in der Aufnahmekavität 32 angeordnet wird. Insbesondere bei dieser Herstellungsvariante eignen sich Pulverbehältnisse mit einer Wandung 21, die in Zinken 21' endet, wie im Zusammenhang mit 6 und 7 beschrieben, da die Zinken 21' ein Blockieren beim Einführen und Bewegen des Pulverbehältnisses in der Aufnahmekavität verhindern.
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In 27 ist die Herstellung und Inbetriebsetzung eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators angedeutet, bei dem die Wandung 21 des Pulverbehältnisses 2 und entsprechend auch die Aufnahmekavität des Luftkanalgehäuses 3 einen sechseckigen Querschnitt aufweist. Die Befüllung des Pulverbehältnisses 2 mit der Pulverdosis 10 kann vor oder nach Anordnung des Pulverbehältnisses 2 in der Aufnahmekavität 32 in Sperrposition erfolgen, ehe die Aufnahmekavität 32 mit dem separaten Deckel 4 verschlossen wird (27a und c). 27b verdeutlicht in der Querschnittansicht die Sperrposition, bei der das Pulverbehältnis 2 noch nicht ganz in die Aufnahmekavität eingeführt ist, sodass die Luftauslassöffnung 23' des Pulverbehältnisses 2 durch einen geschlossenen Wandabschnitt der Aufnahmekavität verschlossen wird. In 27d ist das Pulverbehältnis 2 durch Druckausübung auf das Betätigungselement 22 in die Freigabeposition überführt worden, wie durch den Doppelpfeil F in der Querschnittansicht in 27e angedeutet wird, sodass nun die Luftein- und -auslassöffnungen des Pulverbehältnisses 23, 23' mit den korrespondierenden Lufteinlass- und -auslassöffnungen 37, 37' des Luftkanalgehäuses 3 fluchten.
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Je nach Ausführungsform des Pulverinhalators und Herstellungsverfahren kann der Pulverinhalator eher zur Mehrfachverwendung oder als Einwegartikel konzipiert sein. Einmalprodukte können im medizinischen Bereich bevorzugt sein, da sie dem Patienten und Arzt eine große Sicherheit hinsichtlich Funktionstüchtigkeit und Sterilität bieten. So kann durch die Verwendung von Einwegartikeln das Risiko von Kreuzkontaminationen oder Infektionsübertragungen minimiert werden. Zudem werden bei Einwegartikeln keine Funktionseinschränkungen durch Verschleißerscheinungen oder Verschmutzung auftreten. Andererseits können die aufgrund des einfachen Aufbaus leicht zu reinigenden Luftkanalgehäuse auch mehrfach mit Einweg-Pulverbehältnissen – wenn dessen Öffnungen verschlossen bzw. versiegelt sind – eingesetzt werden. Allerdings kann eine Mehrfachverwendung eines Luftkanalgehäuses z. B. mit angelenktem Deckel sinnvoller sein als die eines Luftkanalgehäuses, bei dem die Aufnahmekavität versiegelt ist.
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Bei allen Wegwert-Varianten, bei denen das Pulverbehältnis nicht separat befüllt und verschlossen wird, kann anstelle einer durchgehenden Wandung materialsparend eine Wandung mit Zinken (wie in 6 und 7 gezeigt) eingesetzt werden, da dort die Kammer 25 nicht nur durch die Wandung 21 des Pulverbehältnisses 2 sondern auch durch die Innenwand der Aufnahmekavität 32 begrenzt wird.
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Wie für die integralen Luftverwirbelungsstrukturen 26, für die in 12 bis 18 Beispiele gezeigt sind, sind auch für lose in der Kammer 25 vorliegende Desagglomeratoren 26' verschiedene Strukturen denkbar, für die Beispiele in 29 zu sehen sind. Generell sorgen sowohl die integralen Luftverwirbelungsstrukturen 26 als auch die losen Desagglomeratoren für die Desagglomeration vor allem durch Aufprallen des aufgewirbelten Pulvers an der Struktur. Die dort gezeigten Desagglomeratoren 26' sind im Wesentlichen kugelartig geformt, es sind aber auch regelmäßig oder unregelmäßig polyedrisch geformte Desagglomeratoren denkbar.
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In der Anwendung dient ein solcher Desagglomerator 26' dazu, das Pulver zu desagglomerieren, zu zerkleinern und eventuell auch zu mischen – etwa wenn dort ein Pulvergemisch vorliegt. Damit ein solcher Desagglomerator 26' während der Anwendung des Pulverinhalators in der Kammer 25 bleibt, ist er größer als die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' des Pulverbehältnisses 2 dimensioniert. Damit er ferner nicht infolge der durch die Einatmung des Anwenders erzeugte Luftströmung die Luftauslassöffnung 23' des Pulverbehältnisses 3 blockieren kann, ist der Desagglomerator 26' nicht massiv, sondern mit Luftpassagen ausgeführt. Die kugelförmigen Desagglomeratoren 26' in 29a und b sind dazu als Hohlkugeln mit symmetrisch angeordneten Durchbrüchen ausgeführt, die in 29a schlitzartig und in 29b rund ausgebildet sind. Der Desagglomerator 26' aus 29c basiert ebenfalls auf einem Kugelkörper, ist jedoch mit unsymmetrischen Durchbrüchen versehen, wie in der Seitenansicht in 29d zu sehen ist. Ein so unsymmetrisch gestalteter Desagglomerator 26' wird im Pulverbehältnis im Luftstrom „torkelnd” herumgetragen und sorgt dadurch für zusätzliche Turbulenz.
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30 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators, bei dem die Luftein- und -auslassöffnungen 23, 23' und die Füllöffnung des Pulverbehältnisses 2 durch eine einseitig geschlossene Hülse 29 verschlossen sind. Die Wandung 21 des Pulverbehältnisses 2 und die Hülse 29 sind aufeinander abgestimmt geformt und dimensioniert, sodass die Wandung 21 exakt in der Hülse 29 aufgenommen wird, wie in 30a zu sehen, oder umgekehrt die Hülse 29 exakt innerhalb der Wandung 21 aufgenommen werden kann (nicht dargestellt). Die Hülse 29 weist in der Mantelfläche Öffnungen 29' und an der Bodenfläche Pass- oder Rastelemente 29'' auf, die bei Anordnung der Hülse 29 in der Aufnahmekavität 32 des Luftkanalgehäuses 3 derart mit Gegenpass- oder Rastmitteln des Luftkanalgehäuses 3 (nicht dargestellt) in Eingriff treten (Schlüssel-Schloss-Prinzip), dass die Öffnungen 29', die in der Mantelfläche der Hülse 19 in Position und Dimensionierung entsprechend vorgesehen sind, mit den Lufteinlass- und -auslassöffnungen des Luftkanalgehäuses 3 fluchten. So ist in 30b die Hülse 29 in der Position gezeigt, in der sie mit ihren Passelementen 29'' bei Anordnung in der Aufnahmekavität 32 mit den entsprechenden Gegenpasslementen in Eingriff treten kann, sodass die Öffnungen 29' den Luftkanal von Lufteinlass 31 zum Luftauslass 33 freigeben. Das in Sperrposition dargestellte Pulverbehältnis 2 wird nach Anordnung in der Hülse 29 durch Drehen um 90° (in diesem Ausführungsbeispiel in Uhrzeigersinn) in die Freigabeposition überführt, in der der Anschlag 22' des Pulverbehältnisses 2 an dem Gegenanschlag 35' zur Anlage kommt und die Lufteinlass- und -auslassöffnungen 23, 23'' mit den Öffnungen 29' in der Hülse 29 und den Luftein- und -auslassöffnungen des Luftkanalgehäuses 3 fluchten. Diese Ausführungsform des mit der Hülse verschlossenen Pulverbehältnisses kann zwar als Einwegartikel verwendet werden, ist jedoch vorzugsweise zur Mehrfachverwendung konzipiert, da sich nicht nur das Luftkanalgehäuse wiederverwenden lässt, sondern auch das nach Anwendung entleerte Pulverbehältnis einfach entnehmen, wiederbefüllen und mittels der Hülse wieder verschließen lässt.
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31a) bis g) zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverinhalators 1, bei dem sowohl der als Mundstück ausgeformte Luftauslass 33 als auch der Lufteinlass 31 abgeflacht ausgeformt sind. Der Querschnitt an Lufteinlass 31 und Auslass 33 hat die Form eines abgerundeten Rechtecks, wie aus den Ansichten c) und d) zu sehen ist. In der Draufsicht in b) ist der geschwungene Verlauf der Luftkanäle von Lufteinlass zur Aufnahmekavität und von dort zum Luftauslass gestrichelt dargestellt. Die Verjüngung bzw. Aufweitung sind stetig, jedoch mit unterschiedlichen Steigungen im Verlauf durch die Abschnitte 31', 31'', 33', 33''. Auf diese Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit und (in Verbindung mit den Leitstegen 34) Torsion bzw. Turbulenz der Luftströmung in die Medikamentenkammer und von dort zum Mund des Inhalierenden beeinflusst werden. In 31e) bis f) ist das Befüllen, Aufbewahren und Verwenden dieses Pulverinhalators gezeigt, der, wie das Ausführungsbeispiel in 30, mit einer zusätzlichen Hülse 29 ausgestattet ist. Selbstverständlich ist aber auch denkbar, dass ein Pulverinhalator ein Luftkanalgehäuse 3 entsprechend dem in 31 gezeigten Beispiel aufweist, in dem ein Pulverbehältnis 2 aufgenommen ist, das nicht durch eine Hülse 29, sondern durch eine andere der oben beschriebenen Ausführungsformen geschlossen ist.
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32 zeigt ein alternativ gefertigtes Luftkanalgehäuse 3, das aus zwei Teilen 3a, 3b besteht, die zusammengefügt, beispielsweise geklappt werden, um das Luftkanalgehäuse zu bilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pulverinhalator
- 10
- Pulverdosis
- 2
- Pulverbehältnis
- 21, 21', 21''
- Wandung, Zinken, Ringwulst
- 22, 22'
- Betätigungselement, Anschlag
- 23, 23'
- Lufteinlass- und -auslassöffnung
- 24, 24', 24''
- Markierung, Flügel, Ausnehmung
- 25, 25', 25''
- Kammer, Füllöffnung, Trennwand
- 26, 26'
- Luftverwirbelungsstruktur, Desagglomerator
- 27
- Verschlussmittel
- 28
- Versiegelung
- 29, 29', 29''
- Hülse, Öffnung, Rastmittel
- 3, 3a, 3b
- Luftkanalgehäuse, Gehäuseteile
- 31, 31', 31''
- Lufteinlass, Luftkanalabschnitte
- 32, 32', 32''
- Aufnahmekavität, Aufnahmeöffnung, Kammerboden
- 33, 33', 33''
- Luftauslass, Luftkanalabschnitte
- 34
- Luftleitstrukturen
- 35, 35', 35''
- Kammerrand, Anschlag, Ringnut
- 36
- Auslasskontur
- 37, 37'
- Lufteinlass- und -auslassöffnung
- 38, 38', 38''
- Deckel, Stopfenabschnitt, Gelenk
- 39, 39'
- Rastausnehmung, Rastzunge
- 4
- separater Deckel
