DE60022085T2

DE60022085T2 - Aktive wandungen

Info

Publication number: DE60022085T2
Application number: DE60022085T
Authority: DE
Inventors: Lars-Gunnar Nilsson; Thomas Nilsson
Original assignee: Mederio AG
Current assignee: Mederio AG
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: SE9904484L; AU2034101A; SE513696C2; EP1237606B1; CA2391888C; ATE302039T1; CN1409644A; PL355427A1; AU774276B2; US6536426B1; EP1237606A1; CN1310685C; BR0016225A; JP2003516201A; SE9904484D0; US6722365B2; DE60022085D1; CA2391888A1; US20030094176A1; KR20020071877A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Minimieren der Menge eines feinen Pulvers, das an den Wänden eines Verteilungselements, welches eine Mischung aus Luft und dem Pulver transportiert, anhaftet.
Hintergrund
In manchen technischen Gebieten existiert das Problem, dass ein Teil eines feinen Pulvers, das mit Gas gemischt und nachfolgend von diesem Gas, z. B. Luft, transportiert wird, an den Wänden eines Verteilungselements anhaftet, wenn es durch dieses Verteilungselement bewegt wird. Instrumente zum Messen z. B. der Menge des mit einem Transportiergas gemischten Pulvers sowie zum Vorsehen einer Messung der Körnergrößenverteilung sind oft mit dem Problem konfrontiert, dass die unterschiedlich großen, zu messenden Pulverkörner leicht an den Wänden eines Messkanals anhaften. Dies bringt es mit sich, dass eine Reinigung regelmäßig während der Messung durchgeführt werden muss, außerdem ist die Genauigkeit der Messung stark abhängig davon, wie oft Reinigungsmaßnahmen durchgeführt werden.
Ein anderer Bereich, der mit einem ähnlichen Problem konfrontiert ist, ist z. B. das Verabreichen von medizinischen Zusammensetzungen mittels eines Inhalators. Die Verabreichung von medizinischen Pulvern kann heute auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Im Gesundheitswesen ist man immer mehr auf die Möglichkeit konzentriert, Medikamente als ein Pulver mittels eines Inhalators direkt in die Lungen eines Patienten zu dosieren, um somit eine wirksame, schnelle und patientenfreundliche Verabreichung solcher Substanzen zu erhalten.
Damit medizinische Pulver, die mittels eines Inhalators verabreicht werden, in den Lungen ankommen, sollte das Pulver vorzugsweise eine Körnergröße von 0,5 bis 10 μm aufweisen. Eine größere Körnergröße wird einfach nur im Mund und Hals stecken bleiben, und eine kleinere Körnergröße kann mit der Ausatemluft wieder nach draußen gelangen.
Pulver mit kleiner Körnergröße hat außerdem eine starke Tendenz, sich zusammenzuballen, dass heißt zu verklumpen. In den Inhalatoren, die heutzutage verwendet werden, ist ein großer Teil der aktiven Substanz in der Form eines Agglomerats vorhanden, wenn es dosiert wird, und deshalb wird viel von dem Pulver in den oberen Atemwegen stecken bleiben. Verschiedene Möglichkeiten, das Pulver zu eetklumpen, wurden entwickelt und in den meisten Fällen wird die Einatemluft verwendet, um die Agglomerate zu zersetzen.
Es ist auch üblich, Träger mit einer größeren Körnergröße zu verwenden, auf welchen das feine Pulver verteilt wird. Beim Einatmen bleiben die größeren Körner dann im Mundraum stecken, während die kleineren Körner freigesetzt werden und zu den Lungen gelangen. Bestimmte Hersteller nutzen auch elektrisch betriebene Propeller, Piezovibratoren und/oder mechanische Vibration, um die Agglomerate zu zersetzen. Somit ist das Erzielen eines sehr großen Anteils von einzelnen Teilchen in der Einatemluft ein sehr wichtiger Faktor zum Erhalten eines hohen Wirkungsgrades bei der Inhalation. Noch ein weiteres Problem ist, dass das Pulver mit der medizinischen Zusammensetzung auch an den Wänden eines Inhalator-Verteilungselements, das normalerweise mit einem passenden Mundstück für die Verabreichung mittels eines Einatemvorgangs verbunden ist, anhaftet.
Es besteht deshalb eine Nachfrage nach einer Lösung, die zum großen Teil verhindert, dass insbesondere feines Pulver oder dessen Agglomerate an einem Verteilungselement anhaften, z. B. in einem Messinstrument oder einem Inhalator, die ansonsten mehr oder weniger verstopft werden, aufgrund des Pulvers, das an den Wänden anhaftet.
Zusammenfassung
Eine Pulververteilungsvorrichtung zum Transportieren und Mischen eines feinen Pulvers mit einem Gas wird offenbart. Die Vorrichtung bietet ein Verteilungselement, das eine Verbindung zwischen einer Quelle von feinem Pulver und einer Ablassöffnung bildet. Das Verteilungselement umfasst einen ersten Einlassbereich und einen Auslassbereich für einen mit dem feinen Pulver gemischten Strom eines erstes Gases. Der Hauptkörper des Verteilungselements bildet einen porösen Körperbereich, der von einem zweiten Gas umgeben ist. Wenn ein Druckgefälle zwischen dem zweiten Gas und dem ersten Gas erzeugt wird, d. h. das erste Gas auf einem geringfügig niedrigeren Druckniveau ist, wird das zweite Gas durch den porösen Körper hindurchtreten und somit verhindern, dass Pulver in der Mischung aus dem ersten Gas und feinem Pulver innerhalb des Verteilungselements anhaftet oder dieses verstopft, welches somit eine aktive nicht-haftende Wand in Bezug auf das feine Pulver erhält.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird im unabhängigen Anspruch 1 und im abhängigen Anspruch 2 dargelegt. Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im unabhängigen Anspruch 3 dargelegt, und weitere Ausführungsbeispiele der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 4 bis 10 dargelegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung und ihre weiteren Ziele und Vorteile sind am besten verständlich, wenn man auf die nachfolgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in denen
1 ein Verteilungselement gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verbindung einer Quelle von feinem Pulver darstellt, und
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verteilungselements gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, um die Menge des zweiten Gases zu regeln, um ein gewünschtes Druckgefälle zu erhalten.
Genaue Beschreibung
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verteilungselements, das die vorliegende Erfindung darstellt, gezeigt. Solch ein Verteilungselement kann z. B. in einem Messinstrument oder auch in einer Inhalatorvorrichtung verwendet werden. Bei einem Messinstrument wird das Verteilungselement zwischen eine Quelle eingesetzt, die ein Pulver liefert, dass mit einem Gas, welches das Pulver transportiert, gemischt wird, um eine Messeinrichtung zu bilden. Ein Instrument, das das Verteilungselement nutzt, könnte typischerweise eine Messeinrichtung zum Messen der Größe der Pulverteilchen von der Pulverquelle sowie der Verteilung der Teilchengrößen, wenn diese von einem Gasstrom transportiert werden, sein. Eine solche typische Messung könnte z. B. einen Laserstrahl nutzen, der durch die kleinen Körner des vom Gas transportierten Pulvers gestreut wird. In einem Inhalator kann das Verteilungselement zwischen einer Pulverquelle und einem Mundstück, das für die Einatmung des Pulvers verwendet wird, eingesetzt werden.
Eine Eingangsseite 10 des Verteilungselements ist mit einer passenden Pulverquelle verbunden. In ähnlicher Weise ist eine Ausgangsseite 12 des Verteilungselements mit einem Auslass verbunden, der im Falle eines Inhalators ein geeignetes Mundstück für die Inhalation wäre. Das Hauptverteilungselement in einem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht z. B. aus einem Rohr mit einem porösen Körper 16. Ein erstes Gas 1, das durch den Verteilungselementkörper strömt, enthält eine Mischung aus Gas und Pulver, z. b. eine medizinische Zusammensetzung, die mittels eines Inhalators verabreicht werden soll. Das Verteilungselement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 dargestellt ist, wird von einem zweiten Gas 2 umgeben. Ein Druckunterschied zwischen dem ersten Gas 1 und dem zweiten Gas 2 wird normalerweise erhalten, indem ein Unterdruck im ersten Gas 1 erzeugt wird, zum Beispiel durch Ansaugen des ersten Gases 1 aus dem Auslassbereich 12. Wenn das zweite Gas 2 auf einem höheren Druckniveau im Vergleich zum ersten Gas 1 ist, wird das zweite Gas 2 durch den porösen Körperbereich 16 hindurchtreten, wodurch verhindert wird, dass Pulver an der Innenseite des Verteilungselementkörpers anhaftet oder diesen verstopft.
In einem zweiten dargestellten Ausführungsbeispiel wird, um ein gewünschtes Druckgefälle zu erhalten, ein zweites Gas 2 über einen zweiten Einlass 14 in einer zweiten Wand 15 in einen Raum zwischen dem porösen Körper 16 und der zweiten Wand 15 zugeführt. Durch Regeln der Menge des zweiten Gases wird ein gewünschtes Druckgefälle erreicht. Der Gasstrom, der durch das Verteilungselement strömt, enthält eine Mischung aus dem ersten Gas 1 und einem Pulver. Dieser Gasstrom, der immer noch einen niedrigeren Druck im Vergleich zum zweiten Gas 2 aufweist, impliziert, dass das zweite Gas 2 durch den porösen Körper 16 hindurchtritt und verhindert, dass Pulver an der Innenwand des porösen Körpers 16 anhaftet. Ein typisches Gas, das in einer Messeinrichtung verwendet wird, ist Luft oder bei manchen Einrichtungen Trockenluft, aber jede andere Art von verfügbarem Gas kann verwendet werden, z. B. kann sogar ein inertes Gas verwendet werden. Ein typisches Material für den Verteilungselementkörper 16 ist gesinterter poröser Kunststoff, aber auch ein poröses gesintertes Metall kann verwendet werden. Vorzugsweise ist das Material leitend oder elektrostatisch ableitend und mit einer Erdung der Vorrichtung verbunden, um eine elektrostatische Aufladung zu verhindern. Durch Ausgleich des Drucks am zweiten Gaseinlass 14 gegen den Druck des Transportgases 1 hilft das zweite Gas 2, wenn es durch den porösen Körper strömt, auch bei einer weiteren Verteilung des Pulvers innerhalb des ersten Gases 1. Dies gilt auch für eine Inhalatorvorrichtung, welche das vorliegende Verteilungselement nutzt, um den Wirkungsgrad des Inhalators zu verbessern, bei dem das Druckgefälle durch Ansaugen des ersten Gases 1, in diesem Falle nur einfach Luft, erzeugt wird, wenn eine mit Luft gemischte medizinische Pulverzusammensetzung inhaliert wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Inhalators kann der gesamte Bereich des Inhalatorgehäuses, das mit dem zu verabreichenden Pulver in Kontakt ist, aus einem porösen Material geformt sein, das vorzugsweise in einer Außenhülle enthalten ist. Diese Außenhülle bildet dann einen Raum zwischen einer Außenwand 15 und dem inneren porösen Körper, um ein Druckgefälle zum Inneren der Vorrichtung zu erhalten, wodurch, mit Hilfe des porösen inneren Körpers 16, verhindert wird, dass Pulverkörner an dem Innenkörper der Inhalatorvorrichtung anhaften.
Es ist für Fachleute auf dem Gebiet selbstverständlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne von deren Umfang abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Verfahren zum Minimieren der Menge eines Pulvers, das innerhalb eines Körpers einer Verteilungsvorrichtung, welche ein mit dem Pulver gemischtes Gas transportiert, anhaftet, gekennzeichnet durch die Schritte: Bilden eines Verteilungselementkörpers aus einem Material, das eine poröse Eigenschaft aufweist; Erzeugen eines Druckgefälles, so dass in einem Innenbereich des Verteilungselementkörpers (16) ein niedrigerer Druck erhalten wird, wobei ein Umgebungsgas (2) durch den Körper des Verteilungselements strömt, wodurch verhindert wird, dass Pulverteilchen an der Innenseite des Verteilungselements anhaften.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Verwendung eines gesinterten porösen Kunststoffes oder eines porösen gesinterten Metallmaterials für den Verteilungselementkörper.
Pulververteilungsvorrichtung zum Transportieren und Mischen von Pulver mit einem Gas, gekennzeichnet durch einen Verteilungselementkörper, der eine Verbindung zwischen einer Quelle von feinem Pulver und einer Ablassöffnung bildet, wobei der Verteilungselementkörper einen porösen Körper (16) mit einem ersten Einlassbereich (10) und einem Auslassbereich (12) für einen mit dem feinen Pulver gemischten Strom eines ersten Gases (1) umfasst, wobei der Verteilungselementkörper von einem zweiten Gas (2) umgeben ist, das durch einen porösen Körper (16) des Verteilungselementkörpers strömt, wenn ein Druckgefälle zwischen Außen- und Innenbereichen des Verteilungselementkörpers erzeugt wird, wodurch verhindert wird, dass Pulverteilchen an der Innenseite des Verteilungselements anhaften.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Körper (16) der Pulververteilungsvorrichtung aus einem gesinterten porösen Kunststoff oder einem porösen gesinterten Metallmaterial hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas (1) und das zweite Gas (2) beide Luft sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckunterschied zwischen dem ersten Gas (1) und dem zweiten Gas (2) durch Erzeugen eines Unterdrucks im ersten Gas (1) durch ein Ansaugen des ersten Gases (1) aus dem Auslassbereich (12) erhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulververteilungsvorrichtung ferner einen Außenwandbereich (15) aufweist, der einen inneren porösen Körper (16) umgibt, und dass der Außenwandbereich (15) ferner mit einem zweiten Einlassbereich (14) für ein Einlassen des zweiten Gases (2) mit einem höheren Druck im Vergleich zum ersten Gas (1) ausgestattet ist, damit das zweite Gas (2) durch den inneren porösen Körperbereich (16) strömt kann, wodurch verhindert wird, dass Pulver an Innenwänden des Verteilungselements anhaftet oder diese verstopfen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilungselement an seinem ersten Einlassbereich (10) auch eine Quelle des Pulvers aufweist, um somit eine Inhalationsanordnung zu bilden, die mit einem Mundstück zum Inhalieren des Pulvers verbunden ist, wobei aufgrund der aktiven Innenwände der Vorrichtung kein Pulver an den Innenwänden des Inhalators anhaftet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckunterschied zwischen dem ersten Gas (1) und dem zweiten Gas (2) durch Anpassen des Drucks des zweiten Gases (2), das am zweiten Einlassbereich (14) zugeführt wird, erhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Körper (16) leitend oder elektrostatisch ableitend ist und mit einer Erdung der Vorrichtung verbunden ist, um eine elektrostatische Aufladung zu verhindern.