DE19700106A1 - Zerstäuber - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Zerstäubern und insbe­ sondere mit Medikamentenzerstäubern zur Erzeugung eines Flüssig­ medikamentenaerosols, welches Tropfen mit kleiner Größe zur Inhalationstherapie hat.

Verschiedene Bauarten von Zerstäubern gibt es, welche ein Flüs­ sigmedikamentenaerosol erzeugen, welches zur Abgabe an die Lunge eines Patienten bestimmt ist. Bei der Auslegung eines Medikamen­ tenzerstäubers ist es ein gemeinsames Ziel, ein Aerosol zu er­ zeugen, welches Tropfen hat, welche sehr klein und möglichst gleichmäßig sind. Nur die kleinen Tropfen bleiben in Suspension, um tief in die Lunge eines Patienten einzudringen. Aufgrund ihrer Masse und Trägheit haben alle größere Tropfen, welche von einem Patienten inhaliert werden, die Tendenz, daß sie mit den Wänden der Atemwege kollidieren und sich dort ansammeln, bevor sie tief in die Lungen eindringen. Im allgemeinen muß das Medi­ kament tief in die Lungen eindringen, um den gewünschten thera­ peutischen Effekt zu erzielen. Ein Medikament, welches niemals die Wirkflächen der Lunge erreicht, wird vergeudet und folglich werden hierdurch die Behandlungskosten größer.

Wenn ein Patient mit einer üblichen Auslegungsform eines Zer­ stäubers über ein Mundstück inhaliert, wird Umgebungsluft durch eine Kammer zu dem Patienten gesaugt. Unter Druck stehende Luft wird ebenfalls zu der Kammer abgegeben, und sie wird über eine Flüssigkeitsöffnung geleitet, um das Flüssigmedikament anzusau­ gen und zu zerstäuben, um hierdurch ein Aerosol zu bilden. Nor­ malerweise wird das Aerosol mit dem Umgebungsluftstrom ver­ mischt, welche der Patient inhaliert. Jedoch kann sich das Aero­ sol mit Sauerstoff oder mit mit Sauerstoff angereicherter Luft vermischen, wenn dies für den Patienten erforderlich ist. Ver­ schiedene Techniken wurden eingesetzt, um die Flüssigkeit zu der Öffnung zu befördern, um die Flüssigkeitstropfen in dem Aerosol möglichst klein zu machen und um alle größeren Tropfen von dem Aerosol zu separieren, so daß diese Tropfen in dem Zerstäuber zurückbleiben.

Bei einer üblichen Auslegungsform eines Zerstäubers wird unter Druck stehende Zerstäubungsluft über eine Öffnung ausgegeben und abgelenkt, um über eine Fluidöffnung zu strömen und einen Fluid­ strom über die Öffnung anzusaugen, sowie das Fluid in kleine Tropfen zu zerstäuben, wenn der Fluidstrom in dem Zerstäubungs­ luftstrom angesaugt wird. Die Tropfen haben einen Bereich von Abmessungen. Das erhaltene Aerosol wird mit einem größeren Umge­ bungsluftvolumenstrom vermischt, wenn es in die Lungen des Pa­ tienten beim Inhalieren des Patienten eingesaugt wird. Verschie­ dene Ablenkeinrichtungen wurden eingesetzt, um die Zerstäubungs­ luft über die Fluidöffnung zu lenken, und um das Fluid anzusau­ gen und zu zerstäuben. Bei einer Auslegungsform eines Zerstäu­ bers sind zwei Fluidöffnungen auf diametral gegenüberliegenden Seiten einer Zerstäubungsluftöffnung vorgesehen. Die Zerstäu­ bungsluft wird gegen ein Ablenkglied gelenkt, welches den Luft­ strom in zwei Ströme aufteilt, welche jeweils über eine Öffnung strömen. Bei einer anderen Auslegungsform eines Zerstäubers wird die Zerstäubungsluft über eine Öffnung ausgegeben, welche kon­ zentrisch zu einer ringförmigen Fluidöffnung angeordnet ist. Die Zerstäubungsluft wird gegen eine runde oder konische Ablenkein­ richtung gelenkt, um den Luftstrom mit radialer Ausrichtung über die ringförmige Fluidöffnung zu lenken. Nachdem die Flüssigkeit zerstäubt ist, vermischt sie sich mit einem größeren Umgebungs­ luftstrom, wenn der Patient inhaliert. Wenn der Patient nicht inhaliert, kondensieren die Tropfen in dem Aerosol auf den In­ nenwänden des Zerstäubers und strömen zu dem Behälter zurück. In typischer Weise wird das Aerosol entweder nach unten in Richtung zu einem Fluidbehälter gelenkt oder radial nach außen auf die Wände des Behälters, und es strömt dann nach oben zu einem Aero­ solauslaß. Wenn das Aerosol einen schlangenförmig gewundenen Strömungsweg im Zerstäuber zurücklegt, tendieren die größeren Tropfen dazu, daß sie mit den Wänden der Kammer kollidieren und an diesen kondensieren, sowie zu dem Fluidvorratsbehälter zu­ rückströmen.

Eine Schwierigkeit bei diesen Auslegungsformen von üblichen Zerstäubern ist darin zu sehen, daß das Fluid zu den Fluidöff­ nungen zur Zerstäubung nur dann strömt, wenn der Zerstäuber in einer aufrechten Lage gehalten wird. Wenn der Zerstäuber gekippt oder geneigt wird, kann der Fluidstrom zu der Fluidöffnung klei­ ner werden, und die erzeugte Menge an Tropfen kann kleiner wer­ den oder die Erzeugung sogar eventuell aufhören. Die mittlere Größe der Tropfen kann variieren. Wenn ein Patient an das Bett gebunden ist, und für diesen Patienten eine Atemtherapie ange­ ordnet wird, kann es erforderlich sein, daß der Zerstäuber in beträchtlich geneigter Anordnung eingesetzt werden sollte, um die Therapie verabreichen zu können. Auch können manchmal kleine Kinder den Zerstäuber nicht in einer aufrechten Position während der Durchführung der Therapie halten. Selbst wenn die Zerstäuber derart ausgelegt sind, daß im Gebrauchszustand ein Neigen oder Kippen zugelassen wird, so haben diese häufig ein beträchtliches Medikamentenrestvolumen, welches durch den Zerstäuber in geneig­ ter Anordnung nicht zerstäubt werden kann.

Einige Zerstäuber nutzen eine Kapillarförderung zur Abgabe eines Flüssigkeitsstroms von einem Vorratsbehälter zu der Flüssig­ keitsausgabeöffnung, an welcher die Flüssigkeit zerstäubt wird. Solange ein Teil des Kapillarströmungsweges in die Flüssigkeit im Vorratsbehälter eingetaucht ist, ist die Neigung vorhanden, daß die Flüssigkeit zu der Flüssigkeitsauslaßöffnung strömt. Bei einer üblichen Auslegungsform hat der Vorratsraum oder der Be­ hälter einen abgerundeten Boden, welcher die Flüssigkeit zu dem unteren Ende eines im allgemeinen rohrförmigen Kapillarströ­ mungsweges abgibt. Wenn man diesen Zerstäuber in nennenswertem Maße kippt oder neigt, wird der Flüssigkeitsstrom unterbrochen, da das Einlaßende des Kapillarförderweges nicht mehr in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Bei einer anderen üblichen Ausle­ gungsform hat der Vorratsraum bzw. der Behälter einen im all­ gemeinen ebenen Boden, welcher sich zu einer kreisförmigen Sei­ tenwand erstreckt. Eine Scheibe ist geringfügig in einem Abstand von dem Boden von der Seitenwand angeordnet, um einen scheiben­ förmigen Kapillarfluidförderdurchgang zu bilden. In der Nähe der Mitte des Behälters ist der scheibenförmige Durchgang mit einem rohrförmigen Kapillarförderdurchgang verbunden, welcher zu der Flüsigkeitsauslaßöffnung führt. Diese Konstruktion erzeugt einen langen Fluidförderweg mit einer 900 Krümmung in der Mitte. Bei einer weiteren üblichen Auslegungsform erstreckt sich ein nach oben verlaufender konischer Kapillardurchgang von der Nähe einer kreisförmigen Seitenwand des Behälters zu einer Fluidaustritts­ öffnung, welche eine Zerstäubungsluftöffnung umgibt. Der koni­ sche Kapillarfluidförderdurchgang hat einen Nachteil dahinge­ hend, daß der nach oben verlaufende konische Mittelbereich im Behälter das Fassungsvermögen des Behälters limitiert, wenn die Abmessungen des Behälters nicht größer gewählt werden.

Viele der üblichen Auslegungsformen der Zerstäuber sind derart beschaffen, daß sie nur für eine Einmalanwendung oder eine ge­ ringe Anzahl von Anwendungen bestimmt sind und dann weggeworfen werden. Die Auslegungsform des Zerstäubers ist daher nicht so gewählt, daß man eine leichte Reinigung vornehmen kann, so daß der Zerstäuber wiederverwendet werden kann.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Flüssigmedikament-Zerstäu­ ber, welcher sowohl in einer aufrechten Lage als auch in einer gegenüber der aufrechten Lage um 90° geneigter Lage ohne Verlust an Zerstäubungsgrad und ohne eine signifikante Veränderung der mittleren Teilchengröße betrieben werden kann. Der Zerstäuber hat ein hohles, im allgemeinen rohrförmiges, dreiteiliges Gehäu­ se. Ein Flüssigmedikament-Vorratsraum ist in einem unteren Ge­ häuseteil ausgebildet. Der Vorratsraum hat eine im allgemeinen glockenförmige untere Fläche, welche ausgehend von einer kreis­ förmigen äußeren Wand in Richtung nach innen und oben zu einer Mittelachse gekrümmt verläuft. Eine Zerstäubungsluftaustritts­ öffnung ist axial auf dem Scheitelpunkt der unteren Fläche an­ geordnet. Eine komplementäre Leiteinrichtung paßt über die unte­ re Fläche und ist in einem Abstand hiervon angeordnet, um einen glockenförmigen Kapillarfluidförderdurchgang zu bilden, welcher sich von der Nähe der rohrförmigen äußeren Wand zu einer ring­ förmigen Fluidöffnung erstreckt, welche die Zerstäubungsluftöff­ nung umgibt. Die Zerstäubungsluft wird gegen eine Ablenkeinrich­ tung an der Leiteinrichtung gerichtet, welche die Luft in eine nach außen gerichtete Wirbelrichtung über die Fluidöffnung lenkt, um das Fluid anzusaugen und zu zerstäuben. Die Wirbelwir­ kung erteilt der Zerstäubungsluft eine Turbulenz, wodurch die Zerstäubung dadurch verbessert wird, daß größere Fluidtropfen zu kleineren Tropfen aufgebrochen werden. Auch können Rippen an der Leiteinrichtung vorgesehen sein, um dem Aerosolstrom in dem Gehäuse eine Wirbelbewegung zu erteilen. Der Wirbelstrom oder der spiralförmige Strom des Aerosols unterstützt das Sammeln von allen größeren Fluidtropfen an den Wänden des Gehäuses, von denen aus sie zu dem Vorratsraum bzw. Behälter zurückgelangen. Der Zerstäuber liefert dem Patienten ein Aerosol, in welchem die Flüssigtropfen eine kleinere, mittlere Größe haben und diese in einem größeren Anteil als bei den üblichen Zerstäubern vorhanden sind.

Bei der Herstellung des Zerstäubers wird ein dreiteiliges Gehäu­ se vorgesehen, welches ein Vorratsraumteil, ein unteres Verteiler- bzw. Sammelteil und ein oberes Verteiler- bzw. Sammelteil um­ faßt. Die Leiteinrichtung wird während des Gebrauchszustandes in ihrer Position in dem Vorratsraumteil gehalten. Die Gehäuseteile und die Leiteinrichtung lassen sich leicht zum Reinigen trennen, so daß der Zerstäuber wieder verwendet werden kann.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, einen verbesserten Zerstäu­ ber zur Verabreichung eines Aerosols an die Lungen eines Patien­ ten bereitzustellen, für den eine Atmungstherapie verordnet worden ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich aus der nachstehenden Beschreibung von′ bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zerstäubers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Zerstäubers nach Fig. 1 in Querschnittsdarstellung;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Leiteinrichtung für den Zer­ stäuber nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Leiteinrichtung nach Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Leiteinrichtung entlang der Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Verdeut­ lichung von Einzelheiten der Bodenfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Zerstäubungsluft- Ablenkeinrichtung für die Leiteinrichtung nach Fig. 3;

Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Verdeut­ lichung von Einzelheiten der Bodenfläche einer modifi­ zierten bevorzugten Ausführungsform einer Zerstäu­ bungsluft-Ablenkeinrichtung für die Leiteinrichtung nach Fig. 3;

Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht zur Verdeut­ lichung von Einzelheiten der Bodenfläche einer weite­ ren bevorzugten Ausführungsform einer Zerstäubungs­ luft-Ablenkeinrichtung für die Leiteinrichtung nach Fig. 3;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer modifizierten, bevorzugten Ausführungsform einer Leiteinrichtung für′ den Zerstäu­ ber nach Fig. 1;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform einer Leiteinrichtung für den Zerstäuber nach Fig. 1;

Fig. 11 eine perspektivische Draufsicht auf den oberen Teil einer Leiteinrichtung nach Fig. 10; und

Fig. 12 eine perspektivische Unteransicht des oberen Teils der Leiteinrichtung nach Fig. 10.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung ist ein Zerstäuber 15 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ge­ zeigt. Der Zerstäuber 15 hat ein im allgemeinen rohrförmiges Gehäuse 16, welches in ein unteres Fluidvorratsteil 17, ein unteres Sammel-Verteilerteil 18 und ein oberes Sammel-Verteil­ erteil 19 unterteilt ist. Ein rohrförmiges Mundstück 20 läuft unter einem Winkel zu einer Seite und geringfügig nach oben an dem oberen Sammelteil 18. Das Mundstück 20 hat ein offenes, freies Ende 21, welches derart beschaffen und ausgelegt ist, daß es sich in den Mund eines Patienten zur Verabreichung eines medizinischen Aerosols an den Patienten eingeführt werden kann, wenn der Patient über das Mundstück 20 atmet. Ein Ausschnitt eines Luftschlauches 22 ist so gezeigt, daß dieser mit dem Vor­ ratsteil 17 verbunden ist. Der Luftschlauch 22 ist mit einer geeigneten Druckgasquelle (nicht gezeigt), wie einem üblichen medizinischen Luftkompressor der Bauart verbunden, welche zum Betreiben von medizinischen Zerstäubern ausgelegt ist. Ein Druckluftstrom von dem Schlauch 22 zerstäubt das Medikamenten­ fluid zu kleinen Tropfen, welches in dem Vorratsteil 17 enthal­ ten ist. Wenn ein Patient über das Mundstück 20 einatmet, wird Umgebungsluft über ein Rückschlagventil 23 auf dem oberen Sam­ melteil 19 angesaugt. Die Luft wird mit dem zerstäubten Medika­ ment vermischt, um ein Aerosol zu bilden, und das Aerosol wird über das offene Mundstückende 21 zu dem Patienten abgegeben. Wenn der Patient ausatmet schließt das Rückschlagventil, und das ausgeatmete Gas wird über ein Rückschlagventil 20 zur Umgebung abgegeben.

Innenliegende Einzelheiten des Zerstäubers 15 sind in den Fig. 2 bis 5 gezeigt. Das Vorratsteil 17 hat eine im allgemeinen rohrförmige äußere Wand 25. Eine innere, rohrförmige Wand 26 ist koaxial in einem Abstand zu der äußeren Wand angeordnet, und die Wände 25 und 26 sind zusammen an einem oberen Ende 27 der inne­ ren Wand 26 angebracht. Ein im allgemeinen glockenförmiger Boden 28 erstreckt sich von der inneren Wand 26 nach innen und oben, um eine Fluidvorratskammer 29 zu bilden, welche ein vorbestimm­ tes Fassungsvermögen hat. Vorzugsweise ist der Zerstäuber 15 derart ausgelegt, daß er bis zu 9 ccm eines flüssigen Medika­ ments aufnehmen kann und mit diesem betrieben werden kann. Gege­ benenfalls können Volumenfüllpegelmarkierungen für das Medika­ ment (nicht gezeigt) an der Wand 29 oder an der äußeren Wand 25 angebracht werden, um das Flüssigkeitsvolumen in der Vorrats­ kammer 29 anzuzeigen. Ein kurzes Rohr 30 erstreckt sich von dem Mittelteil des glockenförmigen Bodens 28 nach unten. Das Rohr 30 hat vorzugsweise eine geringfügig konisch ausgebildete Außen­ gestalt und ist derart bemessen, daß ein Ende 31 des Druckzer­ stäuberluft-Abgaberohrs 22 aufgenommen werden kann. Ein axial angeordneter Durchgang 32 erstreckt sich durch das Rohr 30 zu einer Zerstäubungsluft-Ausgabeöffnung 33, welche an einem Schei­ telpunkt 34 des glockenförmig ausgebildeten Bodens 28 liegt.

Eine Leiteinrichtung 35 ist derart bemessen, daß sie über den glockenförmig ausgebildeten Behälterboden 28 paßt. Die Leitein­ richtung 35 hat eine glockenförmige untere Fläche 36, welche komplementär zu dem Behälterboden 28 und geringfügig in einem Abstand zu diesem angeordnet ist, um einen Kapillarfluidförder­ durchgang 37 zu bilden. Eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Rippen 38 kann auf dem Boden 28 und/oder auf der Leitfläche 36 zur Beabstandung der Fläche 36 von dem Boden 28 vorgesehen sein, um eine gleichförmige Umfangsdicke bei dem Kapillarfluidförderdurchgang 37 einzuhalten. Die Leiteinrichtung 35 hat eine ringförmige, untere Begrenzung 39, welche einen geringfügigen Abstand von der Wand 26 hat, um einen ringförmigen Einlaß für den Kapillarfluidförderdurchgang 37 zu bilden. Der Kapillarfluidförderdurchgang 37 erstreckt sich zu einer ringför­ migen Fluidabgabeöffnung 40, welche die Zerstäubungsluft-Aus­ gabeöffnung 33 umgibt. Da der Boden der Vorratskammer 29 gloc­ kenförmig gestaltet ist und einen ringförmigen Einlaß zu dem Kapillarfluidförderdurchgang hat, wird die Restflüssigkeit, welche nicht zerstäubt wird, möglichst klein gemacht, und das Flüssigkeitsaufnahmevolumen in dem Vorratsraum läßt sich gegen­ über einem Zerstäuber vergrößern, welcher einen konisch ausge­ bildeten Behälterboden hat. Folglich bringt der glockenförmig ausgebildete Boden den Vorteil mit sich, daß man einen konischen Kapillarfluidförderdurchgang ohne eine Herabsetzung des Fluid­ aufnahmevermögens erhält, welche sich bei einem konisch ausge­ bildeten Boden ergeben würde.

Zwei diametral gegenüberliegende parallele Stifte 41 legen ein ringförmiges Oberteil 42 auf der Leiteinrichtung 35 fest. Das Oberteil 42 ist in einem Abstand über der Zerstäubungsluftöff­ nung 33 und der Fluidausgabeöffnung 40 angeordnet. Das Oberteil 42 hat eine zentrale Öffnung 43, welche von einem stabförmigen Teil 44 überbrückt wird. Eine Zerstäubungsluftablenkeinrichtung 45 ist an dem stabförmigen Teil 43 angebracht, um die Zerstäu­ bungsluft von der Öffnung 33 in eine allgemein spiralförmige Richtung über den Fluidauslaßöffnungsbereich 40 hinweg abzulen­ ken, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird. Das Ober­ teil 42 hat einen Rand 46, welcher die zerstäubten Partikel in eine Richtung nach außen und unten lenkt. Oberhalb des Randes 46 hat das Oberteil 42 eine zylindrische äußere Wand 47.

Das untere Verteilerteil 18 des Gehäuses 16 ist lösbar fest mit dem Vorratsteil 17 verbunden. Ein konisch ausgebildetes, unteres Ende 50 an dem unteren Verteilerteil 18 kann in einen komplemen­ tären inneren konischen Rand 51 an dem Behälterteil eingepreßt sein, um die Teile 17 und 18 mittels Reibung zusammenzuhalten. Alternativ kann eine bajonettähnliche Verbindung (nicht gezeigt) oder eine Schraubverbindung (nicht gezeigt) zwischen den Teilen 17 und 18 vorgesehen sein, um diese Teile lösbar fest mitein­ ander zu verbinden. Das untere Verteilerteil 18 ist rohrförmige ausgebildet und hat eine innere Aerosolkammer 52, welche mit der Vorratskammer 29 verbunden ist. Ein oberes Ende 53 des Gehäuse­ teils 18 hat eine Lufteinlaßöffnung 54 und eine Aerosolauslaß­ öffnung 55. Ein Rohr 56 umgibt die Aerosolauslaßöffnung 55 und ragt von dem oberen Ende 53 des unteren Verteilerteils 18 vor. Ein Rohr 57 erstreckt sich von der Lufteinlaßöffnung 54 in die Kammer 52 zu einem axial liegenden offenen Ende 58 nach unten. Wenn das untere Verteilerteil 18 fest mit dem Vorratsteil bzw. Behälterteil 17 verbunden ist, nimmt das Rohrende 58 die zylin­ drische Wand 47 an dem Oberteil 52 der Leiteinrichtung auf.

Ein nach unten weisender Flansch 59 umgibt die Aerosolauslaßöff­ nung 55 und erstreckt sich von dem oberen Ende 53 in die Aero­ solkammer 52. Der Flansch 59 ist in einem Abstand von einer äußeren Wand 60 des unteren Verteilerteils 18 angeordnet. Eine nach unten offene Ausnehmung 61 ist zwischen der äußeren Wand 60, dem Flansch 59 und dem Ende 53 ausgebildet. Vorzugsweise hat die Ausnehmung 61 ein Volumen, welches wenigstens so groß wie das maximale Volumen der Flüssigkeit ist, welche sich in der Vorratskammer 29 befindet. Wenn der Zerstäuber 15 gestürzt angeordnet wird, strömt alle Flüssigkeit in der Vorratskammer 29 in die Ausnehmung 61 und tritt nicht aus dem offenen Mundstüc­ kende 21 aus.

Das obere Verteilerteil 19 bildet zwei gesonderte Kammern. Das Einatmungs-Rückschlagventil 23 steht mit einer Umgebungsluftkam­ me,r 62 in Verbindung, welche ihrerseits mit der Öffnung 54 ver­ bunden ist. Ein Rohr 63 in dem oberen Verteilerteil 19 arbeitet mittels einer Gleitbewegung und mit Reibschluß mit dem Rohr 56 zusammen, welches von dem unteren Verteilerteil 18 vorsteht, um die Verteilerteile 18 und 19 zusammen zu halten. Die inneren Teile des Rohrs 63 und′ des Mündungsstücks 20 bilden eine Aero­ sol-Auslaßkammer 64. Das Ausatmungs-Rückschlagventil 24 ist mit der Ausatmungsluft von der Aerosol-Auslaßkammer 64 verbunden, wenn ein Patient in das Mundstück 20 ausatmet. Da das Einat­ mungs-Rückschlagventil 23 geschlossen wird, wenn der Patient in das Mundstück 20 ausatmet, kann das ausgeatmete Gas nicht in die Aerosolkammer 52 eindringen.

Beim Betrieb befindet sich eine gewünschte Menge eines flüssigen Medikaments in der Vorratskammer 29, und die Gehäuseteile 17, 18 und 19 sind miteinander verbunden. Ein medizinischer Luftkom­ pressor (nicht gezeigt) ist über den Schlauch 22 angeschlossen, um Druckluft dem Zerstäuber 15 zur Zerstäubung des Medikaments zuzuleiten. Die Zerstäubungsluft wird über die Öffnung 33 abge­ geben und wird in eine im allgemeinen radiale Richtung über die ringförmige Fluidaustrittsöffnung 40 geleitet. Das Fluid strömt von der Vorratskammer 29 zu der Nähe der Fluidauslaßöffnung 40 mittels Kapillarwirkung. Der Luftstrom über der Fluidaustritts­ öffnung 40 saugt Fluid von der Öffnung 40 an und zerstäubt das Fluid in kleine Tropfen. Die Zerstäubungsluft wird entweder über das offene Mundstücksende 21 oder über das Rückschlagventil 24 ausgegeben, wenn das Mundstückende 21 gesperrt ist. Der Strom der Zerstäubungsluft von der Öffnung ist sehr klein. Bis ein Patient an dem Mundstück 20 atmet, bleiben die Tropfen im Inne­ ren und kondensieren gegebenenfalls an den Wänden der Aerosol­ kammer 52. Die kondensierten Tropfen strömen in die Vorratskam­ mer 29 zurück und können anschließend wieder zerstäubt werden. Wenn ein Patient das Mundstück 20 in den Mund einführt und ein­ atmet, wird Umgebungsluft über das Rückschlagventil 23 ange­ saugt. Die Luft strömt durch die Kammer 62 und das Rohr 57 zu der Leitöffnung 43. Die Luft wird nach unten durch die Leitöff­ nung 53 angesaugt und vermischt sich mit den zerstäubten Fluid­ tropfen, um ein Aerosol zu bilden, welches radial nach außen und unten strömt und durch den Rand 46 gelenkt wird. Der Aerosol­ strom ändert dann seine Richtung und wird durch die Kammer 52 und durch die Mundstückkammer 64 nach oben zu dem Mund des Pa­ tienten gesaugt. Wenn der Aerosolstrom seine Richtung in der Kammer 52 ändert, leisten die größeren Partikel einen größeren Widerstand in Strömungsrichtung aufgrund ihrer Trägheit und es besteht die Tendenz, daß diese mit den Wänden der Kammer 52 kollidieren und dort kondensieren.

Gemäß einem Merkmal nach der Erfindung ist die Zerstäubungsluft- Ablenkeinrichtung 45 derart beschaffen und ausgelegt, daß der abgelenkten Luft ein Wirbelstrom oder eine spiralförmige Strö­ mung erteilt wird. Die verstärkte Turbulenz in der Wirbelzer­ stäubungsluft unterstützt das Aufbrechen des Fluids in kleinere Tropfen bei der Zerstäubung. Fig. 6 ist eine vergrößerte per­ spektivische Ansicht zur Verdeutlichung von Einzelheiten einer Zerstäubungsluft-Ablenkfläche 68 an der Ablenkeinrichtung 45. Die Luftablenkfläche 68 hat ein ebenes Mittelteil 69, gegen den der Mittelteil des von der Öffnung 31 abgegebenen Luftstroms (Fig. 2) gerichtet wird. Wenn die Luft auf die ebene Fläche 69 trifft, bewirkt ein Druckaufbau, daß die Luft radial nach außen und über die Fluidabgabeöffnung 40 (Fig. 2) strömt. Wenn die Luft nach außen strömt, expandiert sie und der Druck wird klei­ ner. Eine Mehrzahl von geneigten, stufenförmig ausgebildeten und in Umfangsrichtung beabstandeten sowie ebenen Flächen 70 umgeben das Mittelteil 69, wobei vier derartige Flächen 70 verdeutlicht sind. Jede Fläche 70 ist unter dem gleichen Winkel relativ zu einer Mittelachse 71 geneigt, welche senkrecht zu der Innenflä­ che 69 ist, und jede Fläche 70 hat eine radial vorauslaufende Kante 72. Die stufenförmig abgesetzten Flächen 70 sind abgewin­ kelt, um dem expandierenden und nach außen gerichteten Luftstrom eine Wirbelbewegung zu erteilen. Die Wirbelturbulenz versucht, die größeren Fluidtropfen in Richtung nach oben in kleinere Tropfen auf zubrechen, so daß man mehr kleinere Tropfen erhält, und die mittlere Teilchengröße im Aerosol herabgesetzt wird.

Fig. 7 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Luftablenkfläche 68′ in einer modifizierten Luftablenkeinrich­ tung 45′. Die Ablenkfläche 68′ hat ein kleines abgerundetes Mittelteil 69′, gegen welches der Mittelbereich des Zertäubungs­ luftstroms von der Öffnung 33 gerichtet wird. Die abgerundete Fläche 69′ lenkt die Zerstäubungsluft radial nach außen gemäß einem Muster ab. Wiederum verleihen in Umfangsrichtung beabstan­ dete und stufenförmig ausgebildete Flächen 70′ dem expandieren­ den Zerstäubungsluftstrom eine Wirbelbewegung, um das Aufbrechen der Fluidteilchen in kleine Tropfen zu unterstützen.

Fig. 8 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer Luft­ ablenkeinrichtung 45′′. Eine Mehrzahl von geneigten, stufenförmig ausgebildeten, in Umfangsrichtung beabstandeten und ebene Flä­ chen 70′′ verlaufen konvergierend zu einem Mittelpunkt 69′′, gegen welchen der Zerstäubungsluftstrom gerichtet wird. Jede planare Fläche 70′′ hat eine vorauslaufende Kante 72′′, welche von einer Mittelachse 71′′ radial nach außen verläuft. Jede Fläche 70′′ ist relativ zur Achse 71′′ geneigt. Die Flächen 70′′ lenken die Luft in eine Spiralrichtung ab, um dem expandierenden Zerstäubungs­ luftstrom eine Wirbelturbulenz zu erteilen.

Obgleich die Flächenbereiche 70, 70′ und 70′′ an den Luftablenk­ einrichtungen nach den Fig. 6 mit 8 derart dargestellt sind, daß sie eben ausgebildet sind, können diese Flächenbereiche natürlich auch gekrümmt ausgebildet sein, wozu beispielsweise eine hohle oder eine ausgehöhlte Gestalt an jeder Oberfläche vorgesehen ist. Ein wesentliches Merkmal ist darin zu sehen, daß die Flächen derart gerichtet und geformt sind, daß man einen im allgemeinen spiralförmigen oder turbulenten Wirbelstrom für die expandierende Zerstäubungsluft erhält. Die turbulente spiralför­ mige Strömung der Zerstäubungsluft unterstützt das Aufbrechen der Tropfen zu Tropfen mit kleinerer Größe. Wenn der Patient nicht in das Mundstück 20 einatmet, unterstützt die Wirbelströ­ mung auch die Kondensation der Tropfen an den Wänden der Kammer 52, da der Strom der Zerstäubungsluft in der Kammer 52 nicht durch einen großvolumigen Umgebungsluftstrom beeinflußt wird.

Die Leiteinrichtung 35 kann auch derart modifiziert werden, daß die Kondensation aller verbleibenden größeren Tropfen in dem Aerosol unterstützt wird, bevor diese die Kammer 52 verlassen.

Fig. 9 zeigt eine modifizierte Leiteinrichtung 35′. Die Leit­ einrichtung 35′ ist ähnlich wie die Leiteinrichtung 35 nach den Fig. 3 bis 5 abgesehen davon ausgebildet, daß ein Rand 46′ an einem Oberteil 42′ abweichend ausgestaltet ist. Der Rand 46′ hat einen inneren, ringförmigen Abschnitt 75, welcher nach außen und geringfügig nach unten abgeflacht verläuft. Ein äußerer Rand­ abschnitt 76 erstreckt sich von einer äußeren Begrenzung 77 des Randabschnitts 75 nach unten und geringfügig nach außen. Wenn die Leiteinrichtung 35′ in den Zerstäuber 15 nach den Fig. 1 und 2 eingesetzt wird, lenkt der Rand 35′ das Aerosol in eine Richtung nach unten zu der Vorratskammer 29. Das Aerosol muß dann die Strömungsrichtung umkehren, um zu der Aerosol-Auslaß­ kammer 64 zu gelangen. Wird die Strömungsrichtungsveränderung verstärkt, ist eine größere Tendenz vorhanden, daß alle größeren Partikel im Aerosol sich fortgesetzt auf einem geradlinigen Weg bewegen und entweder auf das Fluid in der Vorratskammer 29 oder die Wände der Aerosolkammer 52 treffen, bevor sie die Aerosol- Auslaßkammer 64 und den Patienten erreichen.

Die Fig. 10 bis 12 zeigen Einzelheiten einer weiteren modi­ fizierten Lenkeinrichtung 35′′. Die Lenkeinrichtung 35′′ hat ein Oberteil 78, welches einen nach außen und geringfügig nach unten weisenden Rand 79 umfaßt. Eine Mehrzahl von Rippen 80 sind hän­ gend an dem Rand 79 angeordnet. Obgleich die Rippen 80 eben sein können, sind sie vorzugsweise jeweils in Form eines bogenförmi­ gen oder spiralförmigen Segments ausgebildet, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Die Rippen 80 sind in Umfangsrichtung über einen Abstand um den Rand 79 angeordnet. Der Rand 79 lenkt das Aerosol in eine geringfügig nach unten weisende Richtung, und die Rippen 80 sind derart angeordnet, daß sie dem Aerosol entweder eine Wirbelbewegung in Uhrzeigerrichtung gerichtet oder in Gegenuhrzeigerrichtung gerichtet erteilen, wenn dieses in die Kammer 52 nach außen und unten strömt, und wenn die Leiteinrich­ tung 35′′ in dem Zerstäuber 15 nach den Fig. 1 und 2 einge­ setzt wird. Ein Patient atmet an dem Mundstückende 21 ein. Die Wirbelwirkung bewirkt, daß alle größeren Tropfen in dem Aerosol in Kontakt mit den Wänden der Kammer 52 aufgrund der Zentriful­ kraft kommen und dort kondensieren, wodurch sich die mittlere Tropfengröße in dem Aerosol herabsetzen läßt.

Zwei wesentliche Zielsetzungen nach der Erfindung gibt es. Zum einen ist es erwünscht, eine größere Anzahl von kleinen Tropfen und eine kleinere Anzahl von größeren Tropfen in dem Aerosol bei dem Zerstäuber zu erzeugen. Durch den Einsatz einer Zerstäu­ bungsluft-Ablenkeinrichtung, welche der Zerstäubungsluft im Zerstäubungsbereich eine starke Turbulenz- und Wirbelwirkung erteilt, läßt sich die mittlere Teilchengröße der Tropfen her­ absetzen. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß ein und dieselbe Menge an zerstäubtem Fluid eine größere Anzahl von kleineren Tropfen und eine geringere Anzahl von größeren Tropfen erzeugt. Zum anderen ist es erwünscht, auf effektivere Weise alle größe­ ren Tropfen aus dem Aerosol abzuführen. Die Abführung der größe­ ren Tropfen wird entweder durch die Verstärkung der Strömungs­ richtungsveränderung erreicht, wenn das Aerosol zu dem Patienten strömt, oder dadurch, daß eine Spiralströmung dem Aerosol aufge­ prägt wird, so daß die größeren Partikel gegen die Wände der Aerosolkammer getrieben werden und dort kondensieren. Der Zer­ stäuber 15 hat auch gegenüber vielen üblichen Zerstäubern den Vorteil, daß er sich zum Reinigen leicht auseinandernehmen läßt, so daß eine Wiederverwendung des Zerstäubers ermöglicht wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Zerstäubers 15 wird die Fluidöffnung 40 von einer ringförmigen Öffnung gebildet, welche die Zerstäubungsluftöffnung 33 umgibt. Natürlich kann die ring­ förmige Fluidöffnung 40 durch eine Mehrzahl von Öffnungen er­ setzt werden, welche in regelmäßigen Abständen von der Zerstäu­ bungsluftöffnung 33 angeordnet sind.

Selbstverständlich sind zahlreiche Abänderungen und Modifikatio­ nen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (19)

1. Medikamentenzerstäuber, welcher folgendes aufweist:
eine Vorratskammer (29), welche ein Medikamentenvolumen zur Zerstäubung aufnehmen kann, wobei die Vorratskammer (29) eine kreisförmige äußere Wand (25) und einen glockenförmig ausgebildeten Boden (28) hat und der Boden (28) nach innen und oben zu einem Scheitel (34) gekrümmt ist,
eine Zerstäubungsluft-Austrittsöffnung (33) an dem Scheitelpunkt (34),
eine Leiteinrichtung (35, 35′, 35′′), welche über dem Kammerboden (28) angeordnet ist und die eine gekrümmte Fläche in einem Abstand von dem Boden (28) hat, um einen glockenförmig ausgebildeten Kapillarmedikamentenförder­ durchgang (37) zu bilden, welcher einen ringförmigen Einlaß in der Nähe der kreisförmigen äußeren Wand hat und in einer ringförmigen Öffnung (40) ausläuft, welche die Zerstäu­ bungsluft-Austrittsöffnung (33) umgibt, und
eine Ablenkeinrichtung (45; 45′; 45′′) in dem Luftweg ausgehend von der Zerstäubungsluft-Austrittsöffnung (33), welche Luft über die ringförmige Medikamentenöffnung (40) zum Ansaugen und Zerstäuben des Medikaments richtet.

2. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ablenkeinrichtung (45; 45′; 45′′) eine Ober­ fläche hat, welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie die Zerstäubungsluft lenkt, und daß die Ablenkoberfläche eine Mittelachse (71; 71′; 71′′) und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Flächenbereichen (70; 70′; 70′′) hat, welche derart beschaffen und ausgelegt sind, daß sie der Zerstäubungsluft, welche über die ringförmige Medi­ kamentenöffnung (40) gelenkt wird, eine Turbulenzwirbel­ bewegung erteilen.

3. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die in Umfangsrichtung beabstandeten Flächenbe­ reiche (70; 70′, 70′′) in Umfangsrichtung stufenförmig um die Achse (71; 71′; 71′′) angeordnet sind und relativ zu der Achse (71; 71′; 71′′) geneigt sind.

4. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die jeweiligen Flächen unter dem gleichen Winkel relativ zur Achse (71; 71′; 71′′) geneigt sind.

5. Medikamentenzerstäuber nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkfläche ferner einen zentralen Flächenbereich (69) umfaßt, welcher von den stufenförmig abgesetzten Bereichen (70; 70′; 70′′) getrennt ist und derart beschaffen und ausgelegt ist, daß auf diesen ein Luftstrom von der Zerstäubungsluft-Austrittsöffnung (33) trifft.

6. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zentrale Flächenbereich (69) ein ebener Flächenbereich ist, welcher sich senkrecht zu der Achse (71; 71′; 71′′) erstreckt.

7. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Flächenbereich (69′) abgerundet ist.

8. Medikamentenzerstäuber nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aerosolkammer (52) zur Aufnahme des zerstäuben Medikaments und eine Einrichtung (80) vorgesehen ist, welche einem Strom des zerstäubten Medikaments in die Aerosolkammer (52) eine Spiralströmungs­ richtung aufprägt.

9. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zum Aufprägen ′einer Spiral­ strömungsrichtung auf das zerstäubte Medikament eine Mehrzahl von Rippen (80) umfaßt, welche derart angeordnet sind, daß sie dem Strom des zerstäubten Medikaments eine Spiralströmungsrichtung aufprägen.

10. Medikamentenzerstäuber, welcher eine Zerstäubungsluft- Austrittsöffnung (33) hat, welche einen Luftstrom derart richtet, daß dieser auf eine Ablenkeinrichtung (35; 35′; 35′′) trifft, welche eine Fläche hat, welche die Luft derart ablenkt, daß sie über eine Medikamentenöffnung (40) zum Ansaugen und zum Zerstäuben des Medikaments von der Medika­ mentenöffnung strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober­ fläche der Ablenkeinrichtung (45; 45′; 45′′) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Flächenbereichen (70; 70′; 70′′) aufweist, welche eine Mittelachse (71; 71′; 71′′) haben, und daß die Flächenbereiche derart beschaffen und ausgelegt sind, daß sie der abgelenkten Zerstäubungsluft eine turbulente Wirbelbewegung erteilen.

11. Medikamentenzerstäuber nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die jeweiligen Flächenbereiche in Form einer geneigten Stufe ausgebildet sind, und daß die Flächenberei­ che unter ein und demselben Winkel relativ zu der Achse (71; 71′; 71′′) geneigt sind.

12. Zerstäuber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Flächenbereiche (70; 70′; 70′′) eben sind.

13. Zerstäuber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Flächenbereiche eine radial gerichtete Kante haben.

14. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Flächenbereiche als eine ebene Fläche ausgebildet sind, welche relativ zu der Achse (71; 71′; 71′′) geneigt ist und eine radial gerichtete Kante haben.

15. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Flächenbereich (69) gesondert zu den in Umfangsrichtung beabstandeten Flächenbe­ reichen (70; 70′; 70′′) vorgesehen ist, welcher im Mittelteil der Ablenkeinrichtung (45; 45′; 45′′) liegt und auf welchen ein Luftstrom von der Zerstäubungsluft-Austrittsöffnung (33) trifft.

16. Zerstäuber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Flächenbereich eine ebene Fläche ist, welche senkrecht zu der Mittelachse (71; 71′; 71′′) verläuft.

17. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Flächenbereich (69) abgerundet ausgebildet ist.

18. Zerstäuber mit einer Aerosolkammer (52) und einer Ein­ richtung (80) im Mittelbereich der Aerosolkammer (29) zur Erzeugung eines Aerosols, welches zu Beginn in eine im allgemeinen radiale Richtung strömt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiteinrichtung (35; 35′; 35′′) vorgesehen ist, welche eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandete Rippen (80) hat, welche die Aerosolerzeugungseinrichtung umgeben und derart beschaffen und ausgelegt sind, daß sie dem Aerosolstrom in der Aerosolkammer (52) eine Wirbelbewe­ gung aufprägen.

19. Zerstäuber nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (80) eine spiralförmige Gestalt haben.