DE1616914B - Vorrichtung zur Erzeugung von therapeutisch wirksamen Spriihnebeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeujung von therapeutisch wirksamen Sprühnebeln, beitehend aus einem Behälter, der eine Mischung aus iinem flüssigen, zu versprühenden Wirkstoff und aus ;inem verflüssigten Treibgas enthält sowie mit einem \bgabeventil mit Sprühkopf versehen ist.

Aus der USA.-Patentschrift 3 001 524 geht eine /orrichtung als bekannt hervor, bei der die Müniungsöffnung des Sprühkopfes einen Durchmesser 'on 0,3 mm und ein Abgaberohr einen Durchmesser /on 18 bis 30 mm sowie eine Länge von 9 bis 10 cm laben. Diese Vorrichtung ist nicht dazu geeignet, iine sehr feine Zerstäubung zu erreichen, da die Flüsigkeitsteilchen an den Rohrwänden anstoßen, dort haften bleiben und herunterfließen, so daß sie einen Verlust darstellen. Am Äußeren Ende des Rohres dieser bekannten Vorrichtung werden daher nur solche Flüssigkeitsteilchen austreten, die im wesentlichen axial zum Rohr ausgestoßen werden.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Erzeugung therapeutischer Nebel gemäß der französischen Patentschrift 1190 196 soll eine Wirbelkammer dazu dienen, um eine noch feinere Zerstäubung des Sprühstrahles zu erreichen, Es hat sich gezeigt, daß mit einer Wirbelkammer allein nicht eine so feine und gleichmäßige Zerkleinerung der Flüssigkeitsteilchen bis zu einer Größe von 0,5 bis 5 Mikron möglich ist, die eine Voraussetzung für die therapeutische Wirksamkeit solcher Teilchen ist, weil Teilchen von mehr als 5 Mikron nicht in die Alveolen der Lunge gelangen, während Teilchen von weniger als 0,5 Mikron sich dort nicht absetzen.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der eingangs erwähnten Vorrichtung dahingehend, daß sehr gleichmäßige Flüssigkeitsteilchen in der erforderlichen Größenordnung erhalten werden, so daß der Flüssigkeitsstrahl vollständig in Form eines sehr feinen Nabels zur Verfügung steht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Kombination folgender Merkmale:

a) eine Wirbelkammer, die koaxial zur Sprühöffnung des Sprühkopfes angeordnet ist, deren Durchmesser 0,1 bis 0,3 mm beträgt, so daß ein Sprühstrahl mit einem weiten Winkel gebildet wird;

b) ein Rohr, das den Sprühkopf koaxial umgibt und nach vorn vollständig sowie nach hinten teilweise offen ist, wobei die Länge des Rohres dem 5- bis lOfachen seines Durchmessers von 18 bis 30 mm entspricht.

Es hat sich völlig überraschend gezeigt, daß bei der Anbringung des erfindungsgemäßen Rohres koaxial zu der der Wirbelkammer nachgeschalteten Sprühöffnung auch diejenigen Flüssigkeitsteilchen, die von der Rohrwandung anstoßen, von dieser nicht abgefangen werden und haften bleiben oder herabfüeßen und dadurch verlorengehen, sondern infolge der hohen Geschwindigkeit, mit der sie von der Wirbelkammer durch die Sprühöffnung ausgeworfen werden, an den Rohrwänden zerbersten und in mehrfach geteilter Form gegen die direkt aus dem Sprühventil kommenden Flüssigkeitsteilchen oder andere geborstene Flüssigkeitsteilchen anstoßen. Es können somit auf sehr einfache und billige Weise Flüssigkeitsteilchen mit einer Größe von 0,5 bis 5 Mikron erhalten werden, deren Durchdringungskraft außerordentlich hoch ist. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für bestimmte zu inhalierende Medikamente angewandt werden, die nur in Verbindung mit einem feinverteilten Nebel die tiefen Falten der Atmungsorgane erreichen. Denn die Flüssigkeitsteilchen verbleiben in der Luft im schwebenden Zustand, ohne daß sie sich an den Wänden der Atmungsorgane niederschlagen, bevor sie den zu behandelnden Bereich der Atmungsorgane erreichen. Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Nebel ist feinteilig wie Rauch und tritt langsam aus dem Rohr heraus. Die Partikai sind so fein, daß sie sich nicht auf einer Glasscheibe absetzen, wenn der Strahl gegen eine solche Scheibe gerichtet ist, und zwar selbst

dann, wenn es sich um ölpartikelchen bzw, -tröpf chen handelt, Eine poröse Oberfläche, z. B, ein Taschentuch, wird von dem Nebel nicht durchdrungen oder fühlbar benetzt,

Diese Wirkung Hißt sich noch verbessern durch eine Luftzufuhr zum Sprlihventü, durch die die Anzahl der Zusammenstöße der einzelnen Flüssigkeitsteilchen erhöht wird und die dennoch eine so große Geschwindigkeit beibehalten, daß sie sich weiterhin bei jedem Stoß gegen andere Partikel oder gegen die Rohrwände zerteilen. Zu diesem Zweck richtet sich eine weitere Ausgestaltung der Erfindung auf eine Kapsel, die den Teil des Rohres bedeckt, der im Innern den Sprühkopf enthält, und die in einer Stellung öffnungen im Boden des Rohres und eine öffnung ftir den radialen Kanal des Sprtihkopfes freigibt.

Die Wirbelkammer selbst ist zweckmäßig mit einem tangentialen Einlaßkanal versehen und besteht aus zwei kegelförmigen, abgestumpften Aushöhlungen mit einem Durchmesser gleicher Basis, von denen ao die eine die enge zylindrische Sprühöffnung aufweist.

Das Rohr setzt sich vorteilhaft aus zwei Teilen zusammen, die sich ineinanderschieben lassen und als Hülle für den Behälter in seiner Lage außer Gebrauch dient.

Das innere Rohr enthält zweckmäßig den Sprühkopf, der in zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrungen des Rohres eingreift und der e'nem Austrittsrohr des Abgabeventils in seiner Gebrauchslage angepaßt ist.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von therapeutisch wirksamen Sprühnebeln in einem Schnitt in schematlscher Darstellung, F i g. 2 die Vorrichtung in Ruhestellung im Schnitt,

F i g. 3 a bis 3 b einen Schnitt nach Linie HI-III in F i g. 2 in zwei verschiedenen Stellungen eines Teils der Vorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt der Vorrichtung nach F i g. 3 in Gebrauchsstellung,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung

F i g. 6 Einzelteile für die Zerstäubung.

Gemäß F i g. 1 taucht in einen Behälter 1 ein Rohr 2 ein, das zu einem üblichen Abgabeventil führt, das als Absperrventil oder als Dosierventil ausgebildet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Auf das Abgabeventil ist ein Sprühkopf 3 aufgesetzt, wobei durch Betätigung von zwei seitlichen Klauen 4 des Sprühkopfes das Abgabeventil betätigt werden kann, so daß das Sprühgut aus einer Sprühöffnung 5 entweicht.

Der Behälter enthält eine Flüssigkeit 6, z. B. Dichloridfluormethan, das aufgelöst oder als Emulsion oder als homogene Suspension einen Wirkstoff enthält. Für dieses Produkt beträgt der Dampfdruck bei 20° C etwa 5 atü. Um den Sprühstrahl aus der Sprühöffnung kräftiger zu gestalten, kann dem Behälter ein in der Flüssigkeit 6 inertes und unlösliches Gas, z. B. Stickstoff, zugesetzt werden.

Mit Hilfe eines mit Löchern 7 α versehenen, gelochten Sockels 7 ist auf den Sprühkopf 3 ein Rohr 12 in der Nähe der Sprühöffnung 5 aufgesetzt. Das Rohr ist vorn völlig offen. Mit einer Zerstäubungsöffnung von etwa 0,2 mm Durchmesser beträgt der Durchmesser D des Rohres zwischen 10 bis 40 mm, vorzugsweise zwischen 18 und 30 mm, um den besten Erfolg zu erreichen, Ein Durchmesser von 20 bis 22 mm scheint für die meisten gebräuchlichen therapeutischen Mittel am husten geeignet zu sein.

Die Lange des Rohres 12 entspricht dem 3- bis lOfachen des Durchmesser D, Die besten Erfolge erhalt man jedoch bei dem 5- bis lOfachen des Durchmessers Bei der öffnung 12 6 tritt, wie durch Pfeile gezeigt, ein verhältnismäßig langsamer und homogener Strahl mit in ihrer Abmessung sehr ähnlichen und in der Größenordnung günstigen Teilchen auf der ganzen Breite des Strahls mit gleicher Geschwindigkeit aus.

Die Abmessungen des Rohres 12, das um den Sprühkopf 3 angeordnet ist, machen es somit möglich, ein wirklich therapeutisches Aerosol zu erhalten, gestatten es aber auch, das Rohr als Hülle für den die Flüssigkeit enthaltenden Behälter zu benutzen. Da das Rohr verhältnismäßig lang ist, kann man es teleskopartig ausbilden, um es zu verringern.

Ein solches Beispiel zeigen die F i g. 2 bis 6. Die Rohre 15,16 lassen sich ineinanderschieben. Um dieses Einschieben zu begrenzen, hat das äußere Rohr

15 eine innere Ringschulter 15 α und das innere Rohr

16 eine äußere Ringschulter 16 a. Diese Ringschultern liegen gegeneinander, wenn das Rohr völlig ausgezogen ist (F i g. 4).

Das innere Rohr 16 ist durch einen Boden 18 abgeschlossen, der eine mittlere öffnung 21 und über den Umfang verteilte Öffnungen aufweist, von denen eine öffnung 20 die Form eines Kreisausschnitts hat und die anderen kreisförmig sind.

Das mit dem Boden 18 versehene Ende des Rohres 16 wird von einer Kapsel 22 aus elastischem Material umschlossen. Auf der flachen inneren Oberfläche der Kapsel 22 befindet sich ein Knopf 23, der in eine öffnung 21 des Bodens 18 rastend eingreifen kann und daher die Kapsel in ihrer Lage festhält. Diese Oberfläche der Kapsel enthält außerdem öffnungen 24, die in ihrer Anordnung und Verteilung den öffnungen 19 und 20 im Boden 18 des Rohres 16 entsprechen. Die Kapsel enthält außerdem einen Sporn 25, der in die öffnung 20 des Rohrbodens eingreift. So kann die Kapsel 22 bis zum Anschlag des Sporns 25 an die radialen Ränder der öffnung 20 in einem bestimmten Winkel gedreht werden. Auf diese Weise lassen sich entweder die öffnungen 19 und 20 mit den öffnungen 24 in Übereinstimmung bringen oder mit den vollen Teilen der fachen Oberfläche der Kapsel die öffnungen 19 und 20 verschließen.

Quer zum Rohr 16 und in der Nähe seines Bodens 18 befindet sich ein Sprühkopf 27, der zylindrisch ausgebildet ist und mit seinen Enden in zwei Bohrungen 28 und 29 quer zum Rohr 16 eingreift. Der Sprühkopf wird durch einen Sporn 30, der in Vorsprünge 31 der Innenwand des Rohres eingreift, an einer Drehung gehindert.

Im Innern enthält der Sprühkopf 27 einen Kanal 32, der im rechten Winkel durch eine öffnung 33 mit einem Raum 34 verbunden ist. Der Raum 34 enthält, gegen eine Schulter abgestützt, drei Konstruktionselemente, die in F i g. 6 dargestellt sind. Es handelt sich um einen Filter 35, einen ausgehöhlten Zylinder 36 und eine mit einer feinen Zerstäubungöffnung 38 versehen Platte 37. Der Zylinder 36 hat auf seiner Rückseite eine Aushöhlung 39, die mit Hilfe von zwei tiefen, einander gegenüberliegenden Rillen 40 mit der Stirnseite des Zylinders verbunden ist. Auf dieser Stirnseite sind Rillen 41 eingeschnitten, die tangential

im gleichen Sinne zur zentralen, kegelförmig abgestumpften Aushöhlung 42 an der Stirnseite des Zylinders 36 führen. Die Grundfläche der Aushöhlung 42 besitzt den gleichen Durchmesser wie diejenige einer hinteren kegelförmig abgestumpften Erweiterung 43, welche die Sprühöffnung 38 aufweist. Die beiden Aushöhlungen 42 und 43 bilden eine Wirbelkammer, in der die durch das Filter 35, die Höhlung 39 und die Rillen 40 und 41 ankommende Flüssigkeit als kräftiger, kegelförmiger Strahl durch die Sprühöffnung 38 vor ihrem Austritt verwirbelt wird. Wenn diese Flüssigkeit, wie bekannt, aus einem verflüssigten Treibgas zusammen mit einem zu zerstäubenden, flüssigen Mittel besteht, wird hierdurch schon eine sehr feine Zerstäubung bewirkt.

Die zu zerstäubende Flüssigkeit ist in einem zylindrischen Behälter 44 enthalten, dessen Durchmesser dem inneren Durchmesser des Rohres 16 derart entspricht, daß man ihn in dieses einschieben kann (F i g. 2). Dieser Behälter ist mit einem Abgabeventil versehen, das in einem Deckel 45 enthalten ist. Das Ventil endet in einem Ventilschaft 46. Wenn dieser rohrförmige Ventilschaft gegen das Innere des Behälters 44 gedrückt wird, strömt eine bemessene Menge Flüssigkeit am Ende des Ventilschaftes 46 aus.

In der Ruhestellung (F i g. 2) wird der Behälter durch Anlage des Deckels 45 an einigen feinen Rippen 47 an der Innenwand des Rohres 16 durch elastischen Druck festgehalten. Ein zu tiefes Eindringen des Behälters in das Rohr 16 wird durch eine Hülse 48 des Behälters verhindert, die sich gegen den äußeren Rand der Rohre 15 und 16 legt und die den gleichen Durchmesser wie das äußere Rohr 15 hat, so daß die äußere Oberfläche der zusammengeschobenen Vorrichtung ergänzt wird (F i g. 2).

Die Kapsel 22 ist mit einem Loch 49 versehen, das in der Stellung, in der die Kapsel die Löcher 19 freigibt, auch einen Zugang zum Kanal 32 freigibt.

So kann, wenn der Behälter 44 aus dem Innern der Rohre herausgeholt ist, sein rohrförmiger Ventilschaft 46 in den Sprühkopf 27 eingeschoben werden, wenn die Löcher 19 am Boden 18 des Rohres 16 infolge der entsprechenden Stellung der Kapsel 22 in bezug auf dieses Rohr freigemacht sind. In dieser Stellung liegt ein ebener Teil 50 der Kapsel dem Behälter gegenüber.

Wenn das Rohr 15 ausgezogen ist, damit beide Rohre 15, 16 ihre größte Ausdehnung haben, strömt beim Druck auf den ebenen Teil 50 der Kapsel 22 ein homogener Nebel von feinstverteilten Tröpfchen wie ein Rauch aus dem offenen Ende des Rohres 15 aus. Man erhält dagegen einen Strom in Form einer schnell strömenden Wolke ohne Homogenität, wenn das Rohr 15 im Rohr 16 eingeschoben bleibt.

Bei einem praktischen Versuch hatte die Sprühöffnung 38 einen Durchmesser von 0,18 mm und die Länge der Rohre 15 und 16 betrag 13 cm, ihr innerer Durchmesser 2 cm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von therapeutisch wirksamen Spriihnebeln, bestehend aus einem Behälter, der eine Mischung aus einem flüssigen, zu versprühenden Wirkstoff und aus einem verflüssigten Treibgas enthalt, sowie mit einem Abgabeventil mit Sprühkopf versehen ist, gekennzeichnet durch die Kombination ao folgender Merkmale:

a) eine Wirbelkammer, die koaxial zur Sprühöffnung (38) des Sprühkopfes (27) angeordnet ist, deren Durchmesser 0,1 bis 0,3 mm beträgt, so daß ein Sprühstrahl mit ^IS einem weiten Winkel gebildet wird;

b) ein Rohr, das den Sprühkopf (27) koaxial umgibt und nach vorn vollständig sowie nach hinten teilweise offen ist, wobei die Länge des Rohres dem 5- bis lOfachen seines Durchmessers von 18 bis 30 mm entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer mit einem tangentialen Einlaßkanal (41) versehen ist sowie aus zwei kegelförmigen, abgestumpften Aushöhlungen (32, 43) mit einem Durchmesser gleicher Basis besteht, von denen die eine (43) die enge zylindrische Sprühöffnung (38) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (15, 16) aus zwei Teilen besteht, die sich ineinanderschieben lassen und als Hülle für den Behälter (44) in seiner Lage außer Gebrauch dient.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (16) den Sprühkopf (27) enthält, der in zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrungen (28, 29) des Rohres eingreift und der einem Austrittsrohr (46) des Abgabeventils in seiner Gebrauchslage angepaßt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Kapsel (22), die den Teil des Rohres (16) bedeckt, der im Innern den Sprühkopf (27) enthält, und die in einer Stellung öffnungen (19) im Boden (18) des Rohres (16) und eine öffnung (49) für den radialen Kanal (32) des Sprühkopfes freigibt.

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