DE1928393A1

DE1928393A1 - Vorrichtung zur oralen Inhalation pulverfoermiger Medikamente

Info

Publication number: DE1928393A1
Application number: DE19691928393
Authority: DE
Inventors: Altounyan Roger Ed Collingwood; Harry Howell
Original assignee: Fisons Pharmaceuticals Ltd
Current assignee: Fisons Pharmaceuticals Ltd
Priority date: 1965-03-19
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1969-12-11
Also published as: DK125369B; DE2000389B2; SE360015B; DE2000389A1; DK119676B; NL7007071A; FI51148C; BE733968A; PH10570A; NO125960B; BR6909380D0; FI51148B; IE32910L; FR2010520A1; CA933058A; IE32910B1; NL6908511A; CH527619A; GB1301856A; SE365120B

Description

FISONS HiARMACEUTICALS LIMITED ' 12 Derby Road, Loughborough, Leicestershire, England.

Vorrichtung zur oralen Inhalation pulverförmiger Medikamente.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur oralen Inhalation pulverförmiger Medikamente.

Wird ein ein Pulver enthaltender Behälter, z. B. eine Medikamentkapsel, der bzw. die-von einer gleichförmig zylindrischen Welle getragen wird, innerhalb eines verjüngten Tragrohres in Drehung versetzt, das an seinem inneren Ende (d. h. an dem das freie Ende der Welle umgebenden Ende) einen kleineren Innendurchmesser als.an seinem äußeren Ende besitzt, so hat sich herausgestellt, daß das innerhalb des Behälters befindliche Pulver zu einem strömenden Medium, d. h. zu einem Fluidat, gemacht und axial dem Behälter entlang bewegt wird, während die Welle, an der der Behälter angebracht ist, sich um ihre eigene Achse dreht und auch um die Achse des Tragrohrs umläuft bzw. präzediert, wobei die Drehachse der Welle eine Bahn beschreibt, die innerhalb eines Präzessionskegels oder -kegelstumpfes liegt.

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Die Abmessungen des Präzessionskegels oder -kelelstumpfes hängen von dem Radius der Welle und den Radien jedes der Enden des Tragrohres sowie von der Länge des Tragrohres ab.

Man kann die Gesamtbewegung eines Punktes an der Wandung des das Pulver enthaltenden Behälters in einer zur Präzessionsachse radialen Ebene in etwa als eine hypotrochoidale Bewegung beschreiben, d. h. als eine in Kreisbogenform verlaufende Folge von Wendepolpunkten oder Wendepunkten (cusps) , wobei die Bewegungskurvenstücke an den Knotenpunkten ineinander übergehen, die Übergangskurven sein können, (transition curves) und wobei einfache Punkte oder kleine Schleifen einen Wendepunkt mit dem nächsten verbinden.

Wenn sich nun der Behälter dreht und präzediert, erfährt Jeder Punkt seiner Wandung wiederholte Veränderungen seiner radialen Beschleunigung. Wenn die Beschleunigung von der Präzessionsachse weg genügend groß ist, werden die Kräfte, die die Pulverteilchen in ihrer Stellung an der Behälterwandung halten, überwunden und das Pulver verläßt die Behälterwandung, wobei es in diesem Behälter freien Flug ausführt, während die Behälterwandung ihre Bewegung längs '■■-■■'-■ ihrer trochoidalen Bahn fortsetzt. Später treffen die Pulver- teilchen auf die Behälterwandung an einer Stelle auf, die- — von derjenigen verschieden ist als die Stelle, an der sie ihren freien Flug begonnen haben. Da die Drehachse des Behälters

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zur Präzessionsachse geneigt ist, ist anzunehmen, daß die Teilchen auf die Behalterwendung an einer Stelle auftreffen, die in Achsrichtung des Behälters zu der Ausgangsstelle versetzt liegt. Somit erfahren die Pulverteilchen nicht nur eine Fluidation bzw. Umwandlung in ein Fluidat innerhalb des Behälters, sondern bewegen sich auch dem Behälter entlang.

Zwar geht die Verwirbelung bzw. Fluidat -Bildung.des Pulvers innerhalb des Behälters vor sich, wenn eine unregelmäßige Bewegung stattfindet, z. B. wenn ein gewisser Schlupf zwischen der Lagerung und der Welle vorliegt, doch ist zu bemerken, daß eine gleichförmige oder gleichmäßige Bewegung erwünscht ist. Es ist daher zu bevorzugen, daß zwischen der ¥elle bzw. Achse und ihrer Lagerung eine rollende Berührung im wesentlichen in allen Zeiträumen erfolgt, in denen die Umlaufbewegung oder Präzession der Lagerung stattfindet.

Während der Umlauf- oder Präzessionsbewegung hat die Lagerung an jedem Ende des Lagerrohrs eine vorzugsweise rollende Berührung mit der Welle bzw* Achse. Jeder der Berührungsvorgänge erzeugt eine trochoidale Bewegung, und diese Bewegungen vereinigen sich miteinander zu einer resultierenden Gesamtbewegung der Behälterwandung. Während derjenigen die durch das eine Ende der Lagerung erzeugt wird, geht ein Punkt der Behälterwandung während jedes Umlaufs des Behilters um die Präzessionsachse durch eine Anzahl tfon Knotenpunkten der trochoidalen Bahn hindurch. Wie es sich nachstehend ergibt,

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hängt die Anzahl dieser Knotenpunkte von den Abmessungen der Lagerung und der Welle bzw. Achse am Berührungspunkt ab. Bei rollender Berührung ist die Anzahl der Knotenpunkte um eine größer als das Verhältnis der Umlauizahl des Behälters um die Präzessionsachse zur Drehzahl des Behälters um seine eigene Achse (aas nachstehend Frequenz- oder Drehzahlverhältnis genannt wird). Das Frequenz- oder Drehzahlverhältnis selbst hängt vom Verhältnis des Durchmessers des Lagers am Berührungspunkt zu dem Gesamtspielraum zwischen der Welle und dem Lager an diesem Punkt ab. Je größer dieser Spielraum ist, um so mehr ist die durch diese Berührung erzeugte trochoidale Bewegung exzentrisch und um so mehr herrscht sie im allgemeinen vor, d. h. ist sie eine dominierende B°wpfflirvg-WffiYT&ffl^JS^fäffliffifflP™ 1SSBaSSGL Um ein gleichmäßiges Arbeiten des Lagers und der Welle— ' zu fördern oder herbeizuführen, wird vorzugsweise die Einwirkung der nichtdomini er enden Bewegung

dadurch auf ein Minimum herabgesetzt, daß man den Spielraum zwischen der Welle und dem Lager an dem zugehörigen Ende auf einen möglichst geringen Betrag herabsetzt. Dies hat zur Folge, daß die Anzahl der Knotenpunkte der an diesem Ende der Lagerung erzeugten Bewegung erhöht wird.

Um die Verwirbelung bzw. Fluidatbildung des Pulvers innerhalb des dieses enthaltenden Behälters zu erreichen, müssen die vom Behälter zufolge der dominierenden BewegungäBäfflpXffiäSlä: aufgenommenen Änderungen der radialen Beschleunigung so groß sein, daß nicht nur die dieser entgegenwirkenden, durch die nichtüominierende Bewegung^^ffi¥MWftuid die Kohäsionskräfte zwischen den

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Teilchen sowie zwischen den Teilchen und der Behälterwandung erzeugten Beschleunigungen, sondern auch die während der Bewegungen des Behälters erzeugten Zentrifugalkräfte überwunden werden. Im Idealfall würde der Einfluß der nichtdominierenden Bewegungskomponente null sein, und wenn man die zwischen den Teilchen wirkenden Kräfte unberücksichtigt läßt, stellt sich heraus, daß die Verwirbelung in diesem Idealfall an einer gegebenen Stelle der Behälterwandung stattfindet, wenn der Ausdruck T₁:

a / r² \ ^ R

erfüllt ist, in welchem a der Abstand des Punktes der Behälterwandung von dem Punkt der Berührung von Welle und Lager bei der nichtdominierenden Bewegung, h der Abstand zwischen dem Punkt der Berührung von Welle und Lager bei der dominierenden Bewegung von dem Punkt der Berührung zwischen Welle und Lager bei der nichtdominierenden Bewegung, R der Innenradius des Lagers an dem Punkt der Berührung bei der nichtdominierenden Bewegung, r der Radius der Welle und R der Innenradius des Behälters an dem genannten Punkt der Behälterwandung sind. Gewöhnlich liegt der Grenzfall bzw. eine Begrenzung (limiting case) für die Verwirbelung am Unterteil oder Boden des Pulverbehälters vor, wenn dieser einen flachen Boden und parallele Seitenwände bzw. eine zylindrische Wandung besitzt. Hat jedoch der Behälter einen gewölbten Boden, so liegt dieser Grenzfall an irgendeinem Punkt oberhalb des Bodens vor, z. B-. da, wo dessen parallele Wandungen beginnen, und der Grenzfall bzw. die Grenze kann dann leicht festgestellt werden.

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μη Q mm -

Es muß unterstrichen werden, daß der vorgenannte mathematische Ausdruck die I-Iindesanforderungen für die Verwirbelung unter den genannten idealen Bedingungen darstellt. Zwischen den Teilchen wirkende Kräfte müssen jedoch auch überwunden werden, und die nichtdominierende Bewegungskomponente kann in "Widerstreit mit ' der dominierenden Bewegungaiamroaniaaia: stehen und dieser entgegenwirken, derart, daß die erzeugten verwirbelnden, fluidatbildenden Kräfte herabgesetzt werden,, Die linke Seite des oben angegebenen Ausdrucks muß daher praktisch die rechte Seite, um einen Betrag übersteigen, der sich nach Haßgabe der vorgenannten Faktoren ändert. Der oben angegebene Ausdruck kann in der Praxis somit nur dazu benutzt werden, die ungefähren Dimensionen der Vorrichtung zu bestimmen, die dann durch Versuche auf ein Optimum gebracht werden können* Es ist zu bemerken, daß eine zufriedenstellende Vorrichtung in einem Rahmen gebaut werden kann, der einen weiten Bereich von. Abmessungen in einer Anzahl von Permutationen umfaßt,

Gemäß der Erfindung wird somit eine Vorrichtung· geschaffen, die folgende Teile und Merkmale aufweist: ein hohles, langge- · strecktes Gehäuse, vorzugsweise ein rohrförmiges Gehäuse;dessen beide Enden einen oder mehrere Durchgangskanäle besit^tV'die ^i! dazu dienen, Luft durchtreten zu lassen, und ein propeUerähn--^· liches Glied, das im Gehäuse drehbar mittels-einer im wesent-—⁷ liehen oder genau gleichförmigen zylindrischen starren Welle ^;;- bzw. Achse von dem propellerähnlichen ölied getragen wird,"wobei die Welle oder Achse in einem verjüngten Gehäuserohr gelagert-·· ist, das im Gehäuse im wesentlichen oder genau "koaxial zur-^- <"— Gehäuselängeachse gelagert ist und wobei das Iiägerrolir an-se'iiiem

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inneren Ende (d. h. an dem das freie Ende der Welle umschließenden Ende) einen kleineren Innendurchmesser als an seinem äußeren Ende besitzt; die Welle und das Lagerrohr sind dafür eingerichtet, an jedem Ende des Lagerrohres in Reibungsberührung miteinander zu treten, wobei die Berührung am einen Ende des Lagerrohrs eine Bewegungskaajcnundut erzeugt, die über diejenige BewegungsksapaBanric«: vorherrscht, welche durch das andere Ende des Lagerrohrs erzeugt wird und wobei das propellerähnliche Glied an demjenigen Teil vorgesehen ist, der von der Einheit von Welle und Lagerrohr am weitesten entfernt ist, und ferner Mittelvorgesehen sind, die dazu dienen, einen Behälter für ein pulverförmiges Medikament aufzunehmen. Dabei sind die Abmessungen der Welle, des Lagerrohres und des propellerähnlichen Gliedes derart gewählt, daß in dem Ausdruck I :

a / r \R , der Term a / r

E [TZr ,^ ° E -■"

die Größe Rc um mindestens denjenigen Betrag übersteigt, der erforderlich ist, um die Verwirbelung bzw. Fluidatbildung des jeweiligen besonderen in dem Behälter befindlichen Materials herbeizuführen, wenn die Vorrichtung durch Durchleiten von Gas betrieben wird. In dem vorstehenden Ausdruck bedeutet: a den Abstand vom Boden des Behälters oder von dem Unterteil seiner parallelen Wandungen bis zu dem Punkt der Berührung zwischen der Welle und dem Lagerrohr für die nichtdominierende Bewegung, *ΐΜγ wenn der Behälter auf das propellerähnliche Glied

aufgesetzt ist, h den Abstand des Punktes der Berührung zwischen Welle und Lagerrohr für die dominierende Bewegung

dem Punkt der Berührung zwischen Welle und 909850/0914

Lagerrohr für die nichtdominierende

R den Innenradius des Lagerrohrs an dem Punkt der Berührung für die dominierende BewegungflflgaapoKBHartrg, r den Radius der Welle und R_ den Innenradius des Pulverbehälters, der auf dem propellerähnlichen Glied angebracht werden soll, und zwar in einem Abstand a von dem Punkt der Berührung zwischen Welle und Lagerrohr für die nichtdominierende

Der Ausdruck "propellerähnliches Glied" bezeichnet vor- und nachstehend Glieder, wie z.B. eine Habe oder einen Ansatz, die bzw. der einen oder mehrere Flügel trägt, welche dazu dienen, eine Drehbewegung der Nabe bzw. des Ansatzes um die mit ihr verbundene starre Welle hervorzurufen, wenn ein Gasstrom durch die Flügel hindurchströmt. Die Nabe kann wie eine Turbine mit einer Vielzahl von Flügeln oder wie eine archimedische Spirale mit einem einzigen Flügel versehen sein. Die Flügel können auf der Nabe oder auf der die Nabe tragenden Welle angebracht sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet insbesondere bei der Verabfolgung eines pulverförmigen Medikaments durch orale Inhalation an einen Patienten Verwendung. In diesem Fall« kann der Benutzer der Vorrichtung durch die Vorrichtung hindurch saugen, wobei die mitgerissenen Teilchen des Medikaments, oder einer Droge während der Inhalation tief in die Lunge eingeführt werden. Statt dessen kann das eine Ende der Vorrichtung mit einem Gummiquetschkolben versehen sein, durch den der erforderliche Gasstrom erzeugt wird, welcher die Vorrichtung antreibt

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- 9 und das Pulver mitnimmt, das aus dem Behälter austritt.

¥ie vorstehend schon angegeben, können die Dimensionen der -erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem weiten Bereich derart variiert werden, daß der oben angegebene Ausdruck I erfüllt wird. Jedoch können verschiedene Abmessungen durch bestimmte Faktoren begrenzt sein, sodaß die Anzahl der möglichen Permutationen der Abmessungen herabgesetzt wird. So kann etwa die beabsichtigte Art der Benutzung der Vorrichtung Begrenzungen für die Gesamtgröße der Vorrichtung mit sich bringen. Zimt Beispiel kann oder muß eine durch die Inhalation einer Person angetriebene Vorrichtung beträchtlich kleiner sein als eine Ausführung der Vorrichtung, bei der die Pulverzerstäubung durch einen Gummiquetschkolben bewirkt wird; falls die Vorrichtung in der Tasche des Benutzers mitgeführt werden soll, kann sie selbstverständlich etwa 15 cm Gesamtlänge nicht überschreiten» Andererseits kann der bei der Vorrichtung bu verwendende Pulverbehälter in einer speziellen Standardform und -größe ausgeführt sein. Zum Beispiel werden Medikamente gewöhnlich als Standardgelatinekapseln eingesetzt, die etwa 20 bis 100 mg der Droge enthalten. Für eine zweckentsprechende Wirkungsweise wird die Kapsel nur zwischen bis zur Hälfte bis ein Drittel ihres gesamten Fassungsvermögens mit dem Pulver gefüllt. Somit kann die Größe der jeweils verwendeten KapseiBegrenzungen für die Behälter abmessungen bedingen.

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Vie oben ausgeführt, ist es erwünscht, daß der Einfluß' der ' nichtdominierenden BewegungaflraapraPBHCBQHE entweder auf ein Minimum gebracht oder die dominierende komplementiert wird. Zwar kann letzteres dadurch bewerkstelligt werden, daß man die Anzahl der Knotenpunkte, der nichtdominierenden Bewegung gWgu einem ganzzahligen Vielfachen, z. B. zum Zwei-, Drei- oder Vierfachen, der Anzahl der Knotenpunkte der dominierenden Bewegungakoapnnxajxia: macht; Jedoch kann es sich in der Praxis als schwierig erweisen, ein solches exaktes Verhältnis herbeizuführen. Bei der Erfindung wird deshalb vorgezogen, den Einfluß der nichtdominierenden

_ein Minimum zu bringen. Gewöhnlich

wird die nicht dominier ende Rp^pg^r durch das enge,

d. h. das innere Ende des Lagerrohrs hervorgehoben, und der

kann

Einfluß der Bewegung dieses Endes des Lagerrohrs»dadurch auf ein Minimum herabgesetzt werden, daß man den Gesamtspielraum zwischen der Welle und dem Lager an dieser Berührungsstelle herabsetzt. Hierdurch wird die Anzahl der Knotenpunkte der erzeugten Bewegung erhöht, und es hat sich bei der Erfindung herausgestellt, daß im allgemeinen, wenn die Anzahl der Knotenpunkte der nicht-dominierenden Bewegung größer als 15, vorzugsweise größer als 30, ist, der Einfluß dieser Bewegung auf ein zufriedenstellendes Ausmaß herabgesetzt wird.

Wie oben beschrieben, soll die in dem Lager gelagerte Welle starr sein; es hat sich nämlich herausgestellt, daß eine unzulässige Biegung der Welle ein ungleichmäßiges Arbeiten der Vorrichtung bewirken kann. Es wurde außerdem als erwünscht

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gefunden, eine aiüme ./,.eile fu verwenden,- soweit sie dem Erfordernis der Starrheit entsBrielit. Die Wahl des werkstoffs für die.,Hers.teilung ,der tfelle und die /beabsichtigte Art der Verwendung der Vorrichtung -können.-eine Grenze für den Grad der Feinheit bzw, geringen Dicke der zu verwendenden Welle setzen. Bei Verwendung kaltgezogenen rostfreien Stahls -kann· · z.. B. die Welle bei einer Vorrichtung, bei der die Zerstäubung durch Inhalation einer Person erzeugt wird, einen Durchmesser bis herab zu 2,032 mm besitzen,, v/ährend eine solche Welle sich als unzulässig biegsam erweisen würde, wenn die Vorrichtung durch einen Gasstrom hoher Geschwindigkeit betrieben

Die· Länge des Lagerrohrs und der,Radien der Welle sowie jedes der Enden des. Lagerrp.hr s beeinflussen die Größe des Winkels, der durch den"Kegel oder Kegelstumpf der Präzessionsbewegung gebildet.wi.rd»; Ist der von diesem Kegel bzw. Kegelstumpf eingeschlossene ^in&el .zu groß oder zu klein, z» 3. kleiner

^,_;&° »oder .,größer als. 60°, .so kann die Geschwindigkeit der Förderung des jeweils geförderten Materials durch den Behälter hindurch übermäßig.-rg_:rp.ß_i-..adej;--ilb6-rTnäß_>i_:g·-gering werden. Es. Vrurde gelungen,, dafl^innerh^lb.des^^ Bereichs ,.von 1 bis 2° liegende, eingeschlossene ^egel>i|nkel für -gewöhnlicii ,zweckentspreclaende Fördergeschwindigkeiten ergeben.

Soll die-erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verabfolgung eines BAD ORIGINAL

feinteiligen Medikaments durch orale Inhalation bei Verwendung einer ein Pulver enthaltenden Kapsel dienen, deren Innendurchmesser an ihren einander parallelen Wandungen (bzw, deren Zylinderdurchmesser) etwa 6,3 mm beträgt, so wurde für diesen Fall ermittelt, daß sich eine zufriedenstellende Fluidatbildung des Pulvers innerhalb der Kapsel im allgemeinen bei denjenigen Geschwindigkeiten der Gasströmung durch die Vorrich tung hindurch ergibt, die durch einen Patienten erzeugt werden können (z.B. bei etwa 0,5 1 pro 1/2 Sekunde), wenn die Anzahl der Knotenpunkte der dominierenden Bewegung 3b0BKaÖBKBgan@ssäcx ±XOTpatresad3Bcinnerhalb des Bereichs von 2 bis 25, vorzugsweise 3 bis 10 oder 5 bis 7, liegt. Es ist ersichtlich und hervorzuheben, daß eine solche Anzahl der Knotenpunkte sich nur dann als zufriedenstellend erweist, wenn die Amplitude der Wendepunkte oder Wendepolpunkte, die die von der Kapselwandung durchlaufene trochoidale Bahn bestimmen, genügend groß ißt. Gibt man nun nach Wahl eine bestimmte Anzahl von Knotenpunkten vor, so vereinfacht sich die Wahl der übrigen Variablen, die für eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Vorrichtung notwendig sind.

Es ist unmöglich, über die vorstehenden allgemeinen Angaben hinaus Verfahren anzugeben, durch die sich die Abmessungen der erfindungs gemäß en Vorrichtung für al 1 e Fälle bestimmen ließen, da die Abmessungen gegenseitig voneinander abhängig sind und auch davon abhängen, welche Art der Verwendung der Vorrichtung beabsichtigt ist. Durch die vorstehend genannten Angaben wird jedoch die Anzahl der möglichen

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- 13 - . en,
Permutation-'lierabgesetzt, die gemacht werden können oder müssen, um den obengenannten Ausdruck: I zu erfüllen. Wie oben angegeben _f ist bei dem. Ausdruck I der Einfluß der jnichtdominierenden Bewegung bzw, Bewegungskomporiente und sind die Einflüsse der zwischen den Teilchen wirkenden Kräfte vernachlässigt. In der Praxis ist es Jedoch notwendig, bei der Bestimmung geeigneter Abmessungen auch diese zwei Variablen zu berücksichtigen. Man kann dies auf der G-rundlage eines Probier- und Fehlerausgleichsverfahrens (nach der regula falsi) bewerkstelligen, bei dem nach Berechnung derjenigen Abmessungen, die zur Erfüllung des Ausdrucks I notwendig sind unter idealisierten Bedingungen, eine der Variablen, z» B. der Behälterradius, zur Verbesserung der Pluidatbildung derart variiert wird, daß man eine ungefähre Abschätzung oder Festlegung der Grenze oder Grenzen erhält, bis zu der oder denen die Abmessung bzw* Abmessungen geändert werden müssen, um ein zufriedenstellendes Arbeiten der Vorrichtung zu erhalten. Hierauf können eine oder mehrere der Abmessungen der Vorrichtung, die nicht die gleichen Abmessungen wie diegenigen zu sein brauchen, welche während des Brobierverf ahrens variiert wurden, so geändert wurden, daß die Eluidatbildung gewährleistet ist. Statt dessen kann, man den Einfluß der nichtdomini er enden Bewegung ι auf die dominierende Bewegung iii errechnen und eine zweckentsprechende Ausgleichung oder Berichtigung vornehmen» Dabei kann Jedoch der Einfluß der zwischen den Teilchen wirkenden Kräfte nicht gut oder nur schwierig errechnet werden,

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und erweist es sich gewöhnlich als notwendig, Versuche nach dem Probier- und Fehlerausgleichsverfahren auszuführen, um festzustellen, welche Ausgleichansätze zur Behebung der Fehler gemacht werden müssen»

Als Richtlinie wurde - speziell mit einer Kapsel, deren Innendurchmesser in ihrem Bereich paralleler Wandungen bzw. zylindrischen Querschnitts etwa 6,3 mm beträgt und bei der der Unterteil bzw. Boden dieses Wandungsbereichs sich ungefähr in 5,1 mm Abstand vom oberen Ende des Lagerrohrs

befindet, - gefunden, daß man eine zufriedenstellende Verwirbelung bzw. Fluidatbildung und Verabfolgung des in dem Behälter befindlichen Pulvers erreichen kann, wenn der Innendurchmesser des Lagers an seinem inneren Ende in einem Bereich liegt, der 1,5 bis 6 %_t vorzugsweise 2,5 bis 5 %_f z. B. etwa 3,75 ?o, größer ist als der Durchmesser der Welle, wenn ferner der Innendurchmesser des Lagers an seinem äußeren Ende dem Durchmesser der Welle plus etwa 1,3 bis 3,5 %* z. B. 2,5 %, der inneren Länge des Lagerrohrs gleich ist, und wenn die innere Länge des Lagerrohrs das Vier- bis Zehnfache, etwa das Siebenfache des Durchmessers, der Welle beträgt. Bei einer bevorzugten Ausführung des Lagers und des Rohres ist eine Welle aus kaltgezogenem rostfreiem Stahl mit etwa 2,03 mm Durchmesser vorgesehen, die in einem Lagerrohr aus ha£tem Polyamid, z. B. der Art des Nylon (eingetragenes Warenzeichen), gelagert ist, welches an seinem äußeren Ende einen Innendurchmesser von etwa 2,44 mm und an seinem inneren Ende einen Innendurchmesser von 2,08 mm sowie eine Länge von etwa 12,7 mm besitzt.

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Zusätzlich zu den obengenannten wesentlichen Merkmalen kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung weitere Merkmale aufweisen, die dazu dienen, ihre Wirkung und ihre Vorteile zu verbessern oder auf ein Optimum zu bringen. Zum Beispiel kann in dem Gehäuse eine innere Verengung oder ein Venturikanal in demjenigen Bereich vorgesehen sein, der sich bei der beabsichtigten Lage des Pulverbehälters hinter diesem befindet, um hier und/ oder am Behälter vorbei die Geschwindigkeit der Gasströmung zu erhöhen, wie weiter vorn angegeben, kann das Gehäuse mit einem Quetschkolben oder -balg versehen sein, durch den der durch die Vorrichtung hindurchgehende Gasstrom erzeugt werden kann. Wenn jedoch der Benutzer der Vorrichtung Luft an deren einem Ende durch diese hindurch saugt, wird das eine Ende des Gehäuses als Mundstück ausgebildet. Nach der Erfindung ist das propellerähnliche Glied vorzugsweise zwischen dem Pulverbehälter und dem Mundstück angeordnet, wenn ein solches vorgesehen ist. Die Vorrichtung kann auch mit einem Ventil, das die Durchströmung nur in einer Richtung erlaubt, versehen sein, und -das gewährleistet, daß der Gasstrom die Vorrichtung nur in einer Richtung durchströmen kann; in einem Stück oder verbunden mit der Vorrichtung kann auch eine Einrichtung zum Durchstoßen des Pulverbehälters innerhalb der Vorrichtung vorgesehen sein und zu diesem Zweck betätigbar sein, z. B. unter Federvorspannung stehende Bolzen oder Dorne, die an einem elastischen U- oder C-fÖrmigen Glied angebracht sind.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann innerhalb eines weiten Bereichs von Möglichkeiten aus geeigneten Werkstoffen, wie Metallen, z. B. rostfreien Stählen oder Aluminium und durch Wärme härtbaren Kunstharzen oder thermoplastischen Kunstharzen, z. B. Polystyrol, einem Polyamid wie Nylon (eingetragenes Warenzeichen), Polypropylen, Harnstofformaldehydharzen u.dgl. hergestellt werden. Da die Berührung zwischen der Welle und dem Lager eine Reibungsberührung sein soll, sollen Welle und Lager nicht selbstschmierend sein. Zwar kann in manchen Fällen eine Berührung von Metall zu Metall zweckmäßig sein, iet aber vorzuziehen, die Welle aus einem nicht nachbearbeiteten oder nicht vergüteten Metall, z. B. aus einem kalt gezogenen rostfreien Stahldraht, herzustellen und das Lagerrohr aus einem geformten (gepreßten, gespritzten oder gegossenen) harten Polyamid, wie z. B. Nylon, herzustellen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung soll vorzugsweise für die Abgabe von Medikamenten geeignet sein, die in einer Standardgelatinekapsel von etwa 6,3 mm Innendurchmesser enthalten sind. Ferner wird bevorzugt, daß der Behälter durchstoßen wird und mindestens zwei Löcher enthält, die zweckmäßig etwa 0,6 bis 0,65 mm Durchmesser besitzen und die symmetrisch um die Wandungen des Behälters herum angebracht sind. Es ist erwünscht, daß der Behälter derart angebracht wird, daß die Löcher sich in demjenigen Teil des Behälters befinden, der von dem propellerartigen Glied am weitesten weg liegt, auf dem er montiert ist, wobei z. B. die Löcher in der Schulter des frei abgerundeten Ende der Kapsel angebracht sind.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu verwendet werden, in weitem Bereich unterschiedliche pulverförmig© Medikamente abzugeben, und diese können amorph oder kristallin beschaffen sein.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine einfache Ausführungsform

der Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungs~

form der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 3 einen Längsschnitt durch' eine Kappe, die dazu geeignet ist, bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 verwendet zu werden.

Gleiche Teile sind in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. ^χ) bzw. einander entsprechende Teile

Gemäß Fig. 1 besitzt die Inhalationsvorrichturig ein rohrförmiges Gehäuse 1, dessen eines Ende B zur Einführung in den Mund dient. Koaxial im Gehäuse ist ein längliches Lagerrohr 2 angebracht, in welchem lose und drehbar eine Yfeile 3 gelagert ist, die ein propellerartiges Glied 4 trägt; dieses Glied besitzt Flügel 5 und ist mit einem becherartigen Organ versehen, das dazu dient, eine mit Löchern versehene Kapsel 6 aufzunehmen und festzuhalten, die fein-zerteiltes Medikament enthält.

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Wird das Ende B des Gehäuses 1 in den Mund eingesetzt und Luflt durch den Mund inhaliert, so verursacht der dabei erzeugte Luftstrom, daß sich das propellerartige Glied 4 dreht und präzediert, sodaß das in der Kapsel 6 befindliche feingepulverte Medikament aus: der Kapsel herausgetrieben wird und zusammen mit dem Luftstrom an den Flügeln 5 vorbei, aus dem Ende B des Gehäuses 1 heraus und in den Hund und die Atmungsorgane des Benutzers eintritt. :

Gemäß Fig. 2 besitzt die Inhalationsvorrichtung bei dieser Ausführungsform ein Gehäuse von annähernd kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 1,9 cm und einer Länge von etwa 5 cm; das Gehäuse weist zwei aneinander angreifende Gehäuseteile 7 und 8 auf, wobei der Gehäuseteil 8 zum Einführen in den Mund dient und Durchlaßkanäle 9 aufweist, die den Durchtritt der Luft erlauben. Innerhalb des Gehäuseteils 8 und koaxial in diesem ist ein Lagerrohr 2 angebracht, in welchem eine Welle 3 lose und drehbar gelagert ist, die aus einem kalt gezogenen rostfreien Stahldraht besteht und das propellerartige Glied 4 trägt, welches die Flügel 5;:■,..-

besitzt. ;;:::■·

Das prop eil erart ige Glied 4 weist einen becherförmigen Teil ■■■;· auf, der dazu dient, eine Eapsel 6 mit Paßsitz aufzunehmen;, "i". die das feingepulverte Medikament enthält. Zweckmäßig besitzt der becherförmig geformte Teil solche Größe, dass er eine . - ;,,: Kapsel von 6,3 mm Innendurchmesser aufnimmt und deren Boden in einem Abstand von etwa 0,5 cm seiner parallelen Wandungen ,

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bzw. seines zylindrischen Wandungsteils vom oberen Ende des Lagers in seiner Einsatzstellung festhält.

Der Durchmesser des Lagers 2ist an seinem inneren Ende ungefähr 3,75 % größer als der Durchmesser der Welle3, und der Durchmesser des äußeren Endes des Lagers 2 ist im .Durchmesser der Welle 3 plus etwa 2,5 % der gesamten Länge des Lagers gleich, die ungefähr das Siebenfache des Durchmessers der Welle 3 beträgt.

Die Spitse 10 der Welle3 besitzt Kegelform mit einem Kegelwinkel von etwa 30° und läuft in einen im wesentlichen halbkugelförmigen Teil aus, dessen Durchmesser etwa halb so groß ist wie der Durchmesser der Welle 3.

Der Gehäuseteil 7 besitzt in seiner oberen Stirnwandung Luftdurchlaßkanäle 11, die den Durchtritt von Luft gestatten, und ferner ein zur Verengung des Innenraums dienendes Glied 12, das den durch die Vorrichtung hindurchströmenden Luftstrom einschnürt und auf diese Weise dessen Geschwindigkeit beim Vorbeiströmen an der Kapsel erhöht.

Durch die Stirnwandung des Gehäuseteils 7 ragt ein Sperrglied 13 hindurch, das an seinem äußeren Ende mit einem plattenartigen Teil l4 verbunden ist. Zwischen diesem Teil 14 und dem Gehäuseteil 7 ist eine Feder 15 angebracht, die das Sperrglied 13' in eine Stellung drückt, in der es für gewöhnlich offen ist. Das Glied 14 besitzt ein Schraubengewinde 16, das in ein ent-

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sprechendes Schraubengewinde 18 innerhalb einer Kappe 17 eingreift (die in Fig. 3 gezeigt ist) und auf diese Weise das Sperrglied 14 in einer Schließstellung festhält, in der es an der Kapsel 6 angreift und diese festhält, wenn sie in dem becherartigen Teil des Propellergliedes 4 angebracht ist. Wenn sich die Kappe 7 in ihrer Gebrauchsstellung befindet, kannLuft durch die Vorrichtung nicht inhaliert werden und wird die Kapsel 6 fest in Ruhestellung gehalten. Wird die Kappe 17 von der Vorrichtung abgenommen, so drückt die Feder 15 das Sperrglied 13 in ihre für gewöhnlich eingenommene Offenstellung und kann Luft durch die Vorrichtung hindurch inhaliert werden, sodaß sich das propellerartige Glied 4 dreht und feingepulvertes, in der Kapsel befindliches Medikament verabfolgt wird.

Um das Sperrglied 13 herum ist die Scheibe 19 angebracht, die als nur in einer Richtung durchlassendes Ventil de.r Vorrichtung dient, Wird Luft durch die Vorrichtung geblasen _t

so legt sich die Scheibe 19 gegen die Stirnwandung des Gehäuseteils 7 und schließt die Lufteinlassöffnungen 11, sodaß weiterer Luftdurchtritt in dieser Richtung unterbunden wird. Wird Luft durch die Vorrichtung hindurch angesaugt, so wird die Scheibe 19 von der Stirnwandung des Gehäuseteils wegbewegt, sodaß die Einlaßkanäle 11 freigegeben und Lüftdurchtritt durch die Vorrichtung gestattet wird.

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Die Vorrichtung kann aus beliebigem geeignetem Werkstoff hergestellt werden, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunstharz, wie z, B. Polyamid bzw. Nylon; in diesem Falle kann die Vorrichtung durch Spritzguß oder sonstige Spritztechnik hergestellt werden*

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Claims

Patentanspruch

I)) Vorrichtung zur oralen Inhalation pulverförmiger heciikamente, dadurch gekennzeichnet, daß ein längliches homes Gehäuse (1 bzw. 7» 8) an seinen beiden starren Enden mit einem oder mehreren, für den Durchtritt von Luft bestimmten Durchtrittskanälen (bei A bzw. B, 11 bzw. 9) versehen ist und in seinem Inneren gelagert ein propellerartiges Glied (5) aufweist, das mittels einer im wesentlichen gleichförmig zylindrischen starren Welle (3) drehbar gelagert ist, die ihrerseits in einem sich verjüngenden Lagerrohr (2) drehbar gelagert ist, das im Gehäuse im wesentlichen koaxial zu dessen Längsachse angebracht ist und an seinem inneren Ende (d. h. an demjenigen Ende, das das freie Ende der Welle aufnimmt,) einen kleineren Innendurchmesser als an seinem äußeren Ende besitzt, wää daß ferner die Welle &) una das Lagerohr (2) so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie an federn. Ende des Lagerrohrs in Reibungsberührung miteinander stehen und die Berührung am einen Ende des Lagerrohrs eine Bewegung erzeugt, welche über diejenige Bewegung dominiert, die am anderen Ende des Lagerrohrs erzeugt wird, daß weiterhin das propellerartige Glied (5) an demjenigen Teil (4) angebracht ist, der am weitesten von der Einheit von Welle und Lagerrohr entfernt ist, wobei ein Organ oder eine Vorrichtung (4) zur Aufnahme eines pulverförmiges Medikament enthaltenden Behälters (6) in Verbindung mit der Welle und dem propellerartigen Glied vorgesehen ist, daß außerdem die Welle (3), das Lagerrohr (2) und das propeller-

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artige Glied (5) derart dimensioniert sind, daß in dem Ausdruck

2
a / r~ χ -· R

H fe > - ^c

das linke Glied

a , r²

E * R-r

mindestens um denjenigen Minimumbetrag größer ist als die Größe R., der zur Herbeiführung der Fluidatbildung des kleinteiligen, in dem Behälter befindlichen Stoffs erforderlich ist, wenn die Vorrichtung mittels Durchleitung von Gas in Betrieb gesetzt wird (wobei in dem obigen Ausdruck a den Abstand des Punktes der Berührung zwischen Welle und Lagerrohr für die nichtdominierende Bewegung vom Boden des Pulverbehälters oder vom Unterteil seiner parallelen bzw. zylindrischen Wandungen bedeutet, wenn der Behälter auf das propellerartige Glied aufgesetzt ist, wobei ferner h der Abstand zwischen dem Punkt der Berührung zwischen Welle und Lagerrohr für die dominierende Bewegung von dein der Berührung zwischen Welle und Lagerrohr für die nichtdominierende Bewegung, R der Innenradius des Lagerrohrs an dem Punkt der Berührung für die dominierende BewegungateonpöDODde, r der Radius der Welle und R der Innenradius des Pulverbehälters ist, der

—c '

auf dem propellerartigen Glied angebracht werden soll,, und zwar gemessen an dem Abstand a von dem Punkt der Berührung zwischen Welle und Lagerrohr für die nichtdominierende ¹ ' Bewegung.

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2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekeimzeichnet, daß ^? das Gehäuse (1 bzw. 7,8) an einem Ende (bei B bzw. bei 9) offen ausgebildet bzw. mit Öffnungen (9) versehen und mit einem Mundstück ausgerüstet ist, das zur■Einführung in- den Mund des Benutzers der Vorrichtung geeignet geformt ist, und daß das ■ propellerartige Glied (5) "in dem Gehäuse derart angebracht let, daß seine flügel sich zwischen dem Organ (4) nur Aufnahme des-Pulverbehälters (6) und dem Mundstück befinden.

3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, üadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) und das Lagerrohr (2) dafür eingerichtet und so ausgebildet sind, daß praktisch jederzeit während der Betätigung der Vorrichtung eine rollende Berührung zwischen beiden herbeigeführt wird.

4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch aie nichtdominierende Berührung ■ zwischen V.eile (3) unci Lager (2) erzeugte Bewegung teeKC'

ein Minimum herabgesetzt wird. ' ■'

5) Vorrichtung naoli einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, aal Ίμ~ Anzahl der durch die nichtdominierende Bewegung Wtäl 'fiHföi g &4Mffl$ä&M$& erzeugten Knotenpunkte der Bewegung bzw, BewGßungi/bahn größer als 1 ^j ist.

C) Vorrichtung nach einem der Ansprüche.]. - 5, dadurch.gekennzeichnet, daß dei (.urch den Kegel oder Kcgelstumpi der Präsessionsbewegu] i (ingeschlocsene V/inktl _f innerhalb dessen dic Achse der Welle (3) eine Bahn besehrρ^ ¹Vt, im Bereich

BAD ÖfflÖfNÄC ^J ^

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iwiachtn O,5 und 60° liegt.

7} Vorrichtung nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet, dad der eingeschlossen· Winkel des Präzessionskegels bzw. -kegelstumpfs innerhalb des Bereichs ron 1-2° liegt.

β) Torrichtung nach eines der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (2) an seines inneren Ende einen Innendurchmesser besitzt, der 1,5 bis 6 % größer als der Durchmesser der Welle (3) ist, und daß der Irraendurchaeseer aa Muiaren ttide des Lagers gleich den Durchmesser der Welle plus 1,3 bis 3,5 £ der inneren Länge des Lagerrohres (2) beträgt, die ihrerseits das Vies?- bis lehnfache des Durchmessers der Welle beträgt.

9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das propellerartige Glied (5) zur Aufnahme einer Kapsel (6) eingerichtet ist, deren Innendurchmesser ungefähr 6,3 mm beträgt, wobei die Größe a in aem (in Anspruch 1 genannten,) Ausdruck

a r²
H ^K-r '

ungeführ 5,1 mm beträgt.

10j vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, üaß R ungefähr 3,15 mm, a ungefähr 5,1 mm, h ungefähr 12,7 nm, R ungefähr 1,22 mm und r ungefähr 1,U2 mm betragen.

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BAD

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11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (4), vorzugsweise zur Aufnahme eines weiteren Behälters (6), der darf pulverförmig· Medikament enthält, auf dem propellerartigen Glied (5) angebracht ist.

12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der tob propellerartigen Glied (5) getragene Pulverbehälter (6) eine Kapsel ist.

15) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (6) in einer Schulter mit zwei oder mehr durchgestoßenen Löchern versehen ist und die Kapsel auf dem propellerartigen Glied so angebracht ist, daß ihr
durchbohrtes Ende das freie Ende der Kapsel ist»

Der Patentanwalt:

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