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Die
Erfindung betrifft allgemein Techniken zum Entnehmen pulverförmiger Medikamente
aus Behältern
während
des Aerosolisierens.
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Eine
vielversprechende Möglichkeit
der Verabreichung verschiedener Arzneimittel an einen Patienten
ist die pulmonale Arzneimittelabgabe, wobei eine Arzneimitteldispersion
oder ein Aerosol durch den Patienten eingeatmet wird, so dass das
aktive Arzneimittel in der Dispersion die distalen oder alveolären Bereiche
der Lunge erreichen kann. Die pulmonale Arzneimittelabgabe hat sich
als besonders vielversprechend erwiesen, da sich gezeigt hat, dass bestimmte
Arzneimittel leicht in den Blutkreislauf absorbiert werden. Die
pulmonale Abgabe kann beispielsweise bei Proteinen und Polypeptiden,
die über andere
Verabreichungswege schwierig abzugeben sind, eine brauchbare Vorgehensweise
sein.
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Es
wurde eine Vielzahl an Techniken eingesetzt, um Arzneimittel an
die Lungen abzugeben, einschließlich
Flüssigkeitszerstäuber, Messdoseninhalatoren
und dergleichen. Von besonderem Interesse für die Erfindung sind Trockenpulverdispersionsvorrichtungen,
die dazu imstande sind, pulverförmige Medikamente
zur Inhalation durch den Patienten in Aerosolform zu bringen. Exemplarische
Vorrichtungen zum Aerosolisieren pulverförmiger Medikamente sind in
den
US-Patenten Nr. 5,458,135 ,
5,775,320 ,
5,740,794 ,
5,785,049 ,
6,089,228 and
6,257,233 beschrieben.
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US 5,239,991 offenbart eine
Vorrichtung zur Verabreichung eines zu inhalierenden Medikaments, die
einen Behälter
umfasst.
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Zumindest
manche der in den vorstehend genannten Entgegenhaltungen beschriebenen
Vorrichtungen nutzen einen Hochdruckgasstrom, um das Pulver in ein
Entnahmerohr zu saugen, wobei das Pulver deagglomeriert wird, im
Hochdruckgastrom mitgerissen wird und als zur Inhalation geeignetes
Aerosol austritt. In manchen Fällen
können
derartige Vorrichtungen einen Behälter verwenden, der einen penetrierbaren
Deckel aufweist. Das Entnahmerohr wird durch den Deckel eingeführt, wobei
außerdem
eine Öffnung
in dem Deckel ausgebildet ist. Der Hochdruckgasstrom saugt dann
Luft durch den Behälter
und in das Entnahmerohr. Die durch den Behälter gesaugte Luft entnimmt
dort das Pulver, wo sie sich zur Bildung des Aerosols mit dem Hochdruckgasstrom
verbindet.
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Die
Erfindung betrifft alternative Möglichkeiten
der Entnahme von Pulver aus Behältern,
in denen das Pulver aufbewahrt wird. Die Erfindung betrifft außerdem den
Aufbau derartiger Behälter
zur Erleichterung der Entnahme des Pulvers.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein System bereitgestellt, wie im anhängenden
Anspruch 1 definiert, auf den nun Bezug genommen werden sollte.
Ausführungsformen
dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen 2–4 definiert,
auf die nun ebenfalls Bezug genommen werden sollte. Eine solche
Ausgestaltung ist dahingehend vorteilhaft, dass sie es ermöglicht,
dass die Luftströmung
nahe einer Innenwand der Höhlung
verbleibt, bis sie in ein Entnahmerohr gesaugt wird. Auf diese Weise
wird eine allgemein laminare Luftströmung quer über die Wände der Höhlung bereitgestellt bis sie
das Entnahmerohr erreicht, um eine allgemein gleichmäßige Scherbeanspruchung
quer über
die Wände
vorzusehen. Auf diese Weise dient die Luftströmung als ”Bürste” zur Entfernung von Pulver
von den Wänden,
wobei es in das Entnahmerohr gezogen werden kann.
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Der
Behälter
kann eine gekrümmte
Innenwand aufweisen, die zusammen mit dem erhöhten mittleren Bereich eine
allgemein halbtoroidale Geometrie in der Höhlung bildet. Bei einer solchen
Ausgestaltung haftet die Luft, während
sie durch die Höhlung
gesaugt wird, an den Wänden
und strömt
gleichmäßig den
erhöhten
mittleren Bereich empor und in das Entnahmerohr hinein. Alternativ
können
die Wände
so gekrümmt
sein, dass sie eine ”schleifenförmige” Ausgestaltung
bilden. Zweckmäßigerweise kann
ein Teil des unteren Endes des Behälters eine ebene Geometrie
haben, um ein zweckmäßiges Aufliegen
des Behälters
auf einer ebenen Oberfläche und
eine exakte vertikale Positionierung des Behälters zu erleichtern. Der Behälterkörper kann
ein Paar einander gegenüberliegender
gekrümmter
Wände und
ein Paar einander gegenüberliegender
allgemein planarer Wände
umfassen, die wenigstens teilweise die Höhlung bilden. Zweckmäßigerweise
kann der Behälterkörper ferner
eine sich von der Höhlung
erstreckende Lasche aufweisen, um die Handhabung des Behälters zu
erleichtern, z. B. etwa beim Einsetzen des Behälters in eine Aerosolisiervorrichtung.
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Die
Verwendung des erhöhten
mittleren Bereichs ist dahingehend vorteilhaft, dass er die Luft zum
Entnahmerohr lenkt oder schleust, um zu verhindern, dass Pulver
in der Mitte der Höhlung
zurückbleibt.
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Der
Behälter
kann eine oder mehrere gekrümmte
Innenwände
aufweisen. Auf diese Weise strömt
die Luft im Wesentlichen über
die gesamte Länge
der Höhlung
längs der
Wand, um im Wesentlichen das gesamte Pulver aus dem Behälter zu
entfernen. Durch Bereitstellen einer Wand mit einer durchgehenden
Krümmung
wird die Bewegungsenergie der strömenden Luft verändert, was
bewirkt, dass die Luftströmung
nahe der Wand verbleibt, wodurch nahe der Wand befindliches Pulver
in das Entnahmerohr gesaugt wird.
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Die
von dem Gasstrom angesaugte Luft kann durch einen Strömungsquerschnitt
strömen,
der progressiv kleiner wird. Auf diese Weise wird die Luft beschleunigt,
während
sie durch den Behälter
und in das Entnahmerohr strömt,
um die Entfernung im Wesentlichen des gesamten Pulvers aus dem Behälter zu
unterstützen.
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Ein
Loch kann durch das obere Ende des Behälters gestochen werden, damit
das Entnahmerohr durch das Loch im oberen Ende in die Höhlung eingeführt werden
kann. Bei einer Variante kann der Gasstrom an einer von dem unteren
Ende des Entnahmerohres entfernten Stelle in das Entnahmerohr eingeleitet
werden. Des Weiteren kann der Gasstrom unter einem spitzen Winkel
relativ zur Mittelachse des Entnahmerohres eingebracht werden. Auf
diese Weise kann der Strömungsquerschnitt
durch den Behälter
und das Entnahmerohr gesteuert werden, um die durch den Behälter strömende Luft
zu beschleunigen. Ein Loch kann im unteren Ende des Behälterkörpers ausgebildet
werden und der Gasstrom kann durch das Loch im unteren Ende und
dann durch das Entnahmerohr strömen,
wobei Außenluft
durch die Öffnungen
in die Höhlung
gesaugt wird, um das Pulver in das Entnahmerohr zu bewegen. Ein
Strömungseinsatz
kann bereitgestellt werden, um den Abstand des Entnahmerohrs relativ
zum Behälter
zu steuern. Auf diese Weise kann der Strömungsquerschnitt durch den
Behälter
und das Entnahmerohr gesteuert werden, um die durch den Behälter strömende Luft
zu beschleunigen.
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Eine
Menge eines vorzugsweise unter Druck stehenden Gases wird zum Erzeugen
eines Hochdruckgasstroms freigesetzt, der zum Entnehmen des Pulvers
aus dem Behälter
verwendet wird.
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Das
System kann ferner eine Druckquelle zum Erzeugen eines Hochdruckgasstroms
in zumindest einem Teil des Entnahmerohrs umfassen. Auf diese Weise
kann Luft durch die Öffnungen
gesaugt werden, um das Pulver aus der Höhlung in das Entnahmerohr zu
bewegen, wobei das Pulver im Gasstrom zur Bildung eines Aerosols
mitgerissen wird.
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Ein
Strömungseinsatz
kann zum Steuern des Abstandes des Entnahmerohrs relativ zum Behälter vorhanden
sein. Des Weiteren kann der Strömungseinsatz
zusammen mit den Öffnungen
und dem Entnahmerohr dazu verwendet werden, die Luftströmung durch
den Behälter
zu beschleunigen. Die Öffnungen
können
beispielsweise dafür
ausgestaltet sein, einen ersten Strömungsquerschnitt zu bilden, wobei
ein Spalt zwischen dem Entnahmerohr und dem unteren Ende des Behälters einen
zweiten Strömungsquerschnitt
festlegen kann. Ein Querschnitt des Entnahmerohrs kann einen dritten
Strömungsquerschnitt
festlegen. Auf diese Weise kann der Halter dafür ausgestaltet sein, den Behälter relativ
zum unteren Ende des Entnahmerohrs oder umgekehrt zu bewegen, so
dass der erste Strömungsquerschnitt größer als
der zweite Strömungsquerschnitt
ist und der zweite Strömungsquerschnitt
größer als
der dritte Strömungsquerschnitt
ist.
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Im
oberen Ende des Behälterkörpers können gekrümmte Laschen
oder Folien vorgeformt sein, um in der Höhlung einen Wirbel zu erzeugen,
während die
Luft durch die Höhlung
strömt.
Auf diese Weise wird die Entfernung im Wesentlichen des gesamten Pulvers
aus dem Behälter
gefördert.
Gemäß einem weiteren
Aspekt kann ein Teil des unteren Endes des Behälters eine ebene Geometrie
haben, um seine Anordnung auf dem Halter zu erleichtern.
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Der
Behälter
kann ein vorgeformtes mittiges Loch und Öffnungen um den Rand der Höhlung herum
aufweisen. Ein Deckel kann abnehmbar am oberen Ende des Behälters angebracht
sein. Auf diese Weise kann der Deckel, nachdem der Behälter in
die Aerosolisiervorrichtung eingesetzt worden ist, vom Behälter abgezogen
werden, damit das Entnahmerohr in das mittige Loch eingesetzt und
die Öffnungen freigelegt
werden können.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Draufsicht eines Behälters zum
Aufnehmen eines Pulvers.
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2 ist
eine seitliche Schnittansicht des Behälters gemäß 1 entlang
der Linie 2-2.
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3 ist
eine räumliche
Ansicht des Behälters
gemäß 1,
die die in einem oberen Ende ausgebildeten Öffnungen und ein in das obere
Ende eingeführtes
Entnahmerohr zeigt.
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4 ist
eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Verfahrens
zum Entnehmen eines Pulvers aus dem Behälter gemäß 3.
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5 ist
eine Teildraufsicht eines weiteren Beispiels eines Behälters mit
gekrümmten
Laschen oder Folien zum Erzeugen eines Wirbels in dem Behälter beim
Entnehmen des Pulvers.
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6 ist
eine seitliche Teilschnittansicht einer der Laschen des Behälters gemäß 5.
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7 ist
eine Draufsicht eines alternativen Behälters.
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8A ist
eine seitliche Schnittansicht des Behälters gemäß 7 entlang
der Linie A-A.
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8B ist
eine seitliche Schnittansicht des Behälters gemäß 7 entlang
der Linie B-B.
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9 ist
eine räumliche
Ansicht eines Behälters,
in den ein Entnahmerohr eingesetzt ist, die die verschiedenen Strömungsquerschnitte
zeigt, durch die die Luft strömt,
wenn das Pulver dem Behälter entnommen
wird.
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10 ist
eine schematische Seitenansicht einer Aerosolisiervorrichtung, die
zum Aerosolisieren eines Pulvers eingesetzt werden kann.
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11 ist
eine schematische Seitenansicht eines Behälters und eines Entnahmerohrs,
die eine alternative Technik zum Entnehmen des Pulvers zeigt.
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12 ist
eine schematische Seitenansicht einer alternativen Aerosolisiervorrichtung.
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13 ist
eine Draufsicht eines weiteren alternativen Behälters mit einem abnehmbaren
Deckel.
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14 ist
eine seitliche Schnittansicht des Behälters gemäß 13.
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15 ist
eine schematische Seitenansicht einer atembetätigten Aerosolisiervorrichtung.
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Beschreibung der speziellen
Ausführungsformen
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Es
werden exemplarische Techniken und Einrichtungen zum Entnehmen von
Pulver bereitgestellt, das in einem Behälter aufgenommen ist, typischerweise
in einer abgedichteten Höhlung.
Gemäß einem
Aspekt wird das entnommene Pulver in einem Hochdruckgasstrom mitgerissen,
um das Pulver in Aerosolform zu bringen, so dass es zur Inhalation durch
einen Patienten geeignet ist. Ein Behälter, in dem das Pulver versiegelt
ist, kann verwendet werden. Lediglich beispielhaft zu nennen für eine Art
von Behälter,
die mit der Erfindung verwendet werden kann und nahezu überall erhältlich ist,
sind ”Blisterverpackungen”. Beispiele
für andere
Arten von Behältern
sind in dem
US-Patent Nr. 5,740,794 beschrieben.
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Die
Pulver können
durch Erzeugen einer Öffnung
oder eines Zugangsweges im Behälter
und anschließendes
Fließenlassen
von Luft oder anderen Gasen durch den Behälter entnommen werden, um das
Pulver aus dem Zugangsweg hinauszubewegen. Öffnungen werden ebenfalls im
Behälter
erzeugt, um die Luftströmung
durch den Behälter
zu fördern.
Eine beispielhafte Möglichkeit
des Saugens von Luft durch den Behälter besteht darin, ein in
die Höhlung
eingeführtes
Entnahmerohr zu verwenden. Man lässt
einen Hochdruckgasstrom durch wenigstens einen Teil des Entnahmerohrs
fließen,
um zu bewirken, dass die Luft im Behälter in das untere Ende des
Entnahmerohrs gesaugt wird, wobei das Pulver zur Bildung eines Aerosols
im Hochdruckgasstrom mitgerissen wird. Beispiele für Techniken,
die die Verwendung eines solchen Entnahmerohrs umfassen, sind in
dem
US-Patent Nr. 5,740,794 beschrieben.
Des Weiteren kann eine Vielzahl an Techniken eingesetzt werden, um
den Hochdruckgasstrom zu erzeugen, damit die Luft durch den Behälter gesaugt
wird. Verschiedene Techniken zum Erzeugen des Hochdruckgasstroms sind
beispielsweise in den
US-Patenten
Nr. 5,740,794 ,
6,089,228 und
6,257,233 beschrieben. Gase,
die zum Erzeugen des Gasstroms verwendet werden können, umfassen
Luft, CO
2, HFCs, CFCs und dergleichen.
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Zum
Saugen von Luft durch den Behälter und
in das untere Ende des Entnahmerohrs kann der Hochdruckgasstrom
an einer vom unteren Ende entfernten Stelle in das Entnahmerohr
eingeleitet werden. Der Hochdruckgasstrom kann beispielsweise unter
einem spitzen Winkel in das Entnahmerohr eingebracht werden, wie
allgemein in dem
US-Patent Nr.
5,740,794 beschrieben. Alternativ kann ein Loch im unteren
Ende des Behälters
zusammen mit einer oder mehreren Öffnungen ausgebildet und das
Entnahmerohr in das obere Ende des Behälters eingeführt werden,
so dass es allgemein mit dem Loch fluchtet. Der Hochdruckgasstrom
kann dann durch das Loch und in das Entnahmerohr strömen, um
zu bewirken, dass Luft durch die Öffnungen, durch den Behälter und
in das untere Ende des Entnahmerohrs gesaugt wird.
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Eine
Vielzahl an Schemata kann allein oder in Kombination eingesetzt
werden, um die Entnahme des Pulvers unter Verwendung durch den Behälter strömender Luft
zu fördern.
Eine Technik umfasst beispielsweise die Verwendung von Luft oder
anderer Gase zum gleichmäßigen ”Abbürsten” der Seiten
der Höhlung.
Genauer kann die Luft nahe einer oder mehrerer Innenwände strömen bis
die Luft den Behälter
durch das Entnahmerohr verlässt.
Auf diese Weise wird im Wesentlichen längs der gesamten Länge der
Innenwand eine Scherbeanspruchung bereitgestellt, um die Entfernung
jeglichen an der Wand haftenden Pulvers zu unterstützen, so
dass es in das Entnahmerohr bewegt werden kann. Die Wände können mit
einer Vielzahl von Geometrien ausgeführt werden, um eine laminare
Strömung
quer über
die Wände
zu fördern,
so dass sich die Strömung
nicht von den Wänden
löst, während sie
durch den Behälter
strömt.
Auf diese Weise wird ein gleichmäßiges ”Abbürsten” der Wände erreicht.
Lediglich beispielhaft besteht eine zweckmäßige Möglichkeit der Ausbildung der
Wände darin,
sie mit einem Krümmungsgrad
zu versehen, so dass sie sich durchgehend zum Entnahmerohr empor
krümmen.
Eine derartige durchgehend gekrümmte
Oberfläche
ermöglicht
eine laminare Strömung
im Wesentlichen längs
der gesamten Länge
der Wände
und bis zum Entnahmerohr. Die Krümmung
der Wände
bewirkt außerdem häufig Instabilitäten, die
sich als Mehrzahl gegenläufig
drehender Wirbel manifestieren, manchmal als ”Taylor-Görtler-Wirbel” bezeichnet,
welche lokal parallel zu den gekrümmten Wänden verlaufende Drehachsen
haben. Diese Wirbel dienen dazu, Pulver von den Wänden abzubürsten. Der
Behälter
umfasst einen erhöhten
Bereich in der Mitte des Behälters,
so dass die Wände
schräg
zum Entnahmerohr ansteigen. Auf diese Weise ist in der Mitte des
Behälters kein
toter Raum vorhanden und die Strömung
verbleibt benachbart zu den Wänden,
bis sie durch das Entnahmerohr austritt.
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Eine
weitere Technik zum Erleichtern der Entnahme des Pulvers besteht
darin, die Luftströmung
durch den Behälter
zu beschleunigen. Eine zweckmäßige Möglichkeit
der Beschleunigung der Luftströmung
besteht darin, die Fläche,
durch die die Luft hindurchtritt, während sie durch den Behälter hindurch
und aus dem Entnahmerohr hinaus strömt, progressiv zu verkleinern.
Durch progressives Verkleinern des Strö mungsquerschnitts wird die
Luft beschleunigt, während
sie durch den Behälter
und in das Entnahmerohr strömt.
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Noch
eine weitere Technik zum Erleichtern der Entnahme des Pulvers besteht
darin, einen Wirbel in der Höhlung
zu erzeugen, damit die Luft die Seiten des Behälters abbürsten kann, während sie durch
die Höhlung
und aufwärts
in das Entnahmerohr wirbelt. Zweckmäßigerweise können gekrümmte Ränder, Laschen
oder Folien im oberen Ende des Behälters ausgebildet werden, um
den Wirbel zu initiieren, wenn Luft in den Behälter gesaugt wird.
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Die
Behälter
können
derart gestaltet sein, dass sie vorgeformte Löcher und/oder Öffnungen aufweisen.
Auf diese Weise muss die Oberseite des Behälters nicht beim Einführen des
Entnahmerohrs oder Ausbilden der Öffnungen durchstochen werden. Zweckmäßigerweise
kann ein abnehmbarer Deckel oben auf dem Behälter angeordnet werden. Nach dem
Einsetzen in eine Aerosolisiervorrichtung kann der Deckel vom Behälter abgezogen
werden, um die Löcher
und/oder Öffnungen
freizulegen. Das Entnahmerohr wird dann in den Behälter eingeführt und
das Pulver wie hierin beschrieben entnommen.
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Bezugnehmend
nun auf die 1 und 2 wird ein
Behälter 10 beschrieben.
Der Behälter 10 umfasst
einen Behälterkörper 12 mit
einem oberen Ende 14 und einem unteren Ende 16 (siehe 2). Zweckmäßigerweise
kann eine Lasche 18 vorgesehen werden, um die Handhabung
des Behälters 10 zu
erleichtern. Der Behälterkörper 12 begrenzt
eine Höhlung 20,
in der ein Pulver versiegelt ist. Zweckmäßigerweise kann der Behälterkörper 12 im
Wesentlichen aus jeder Art von Material gefertigt werden, die mit
dem in der Höhlung 20 aufgenommenem Pulver
kompatibel ist. Beispiele für
Materialien, die verwendet werden können, umfassen Metalle, wie etwa
Aluminium, Verbundstoffe, Kunststoffe und dergleichen. Eine zweckmäßige Möglichkeit
der Ausführung
des Behälters 10 besteht
darin, einen dünnen Streifen
aus Metall oder einem Verbundstoff bereitzustellen und dann die
Höhlung 20 unter
Verwendung eines Pressstempels zu pressen. Ein weiterer dünner Metallstreifen
kann dann an dem Streifen mit der Höhlung befestigt werden, um
die Höhlung
zu verschließen
und abzudichten. Zweckmäßigerweise kann
Ultraschallschweißen
oder Heißsiegeln
eingesetzt werden, um die zwei Metallstreifen zusammenzufügen. Es
versteht sich jedoch, dass andere Techniken und Materialien zum
Bauen des Behälters 10 eingesetzt
werden können.
Des Weiteren können mehrere
Behälter
als einzelne Kette für
Mehrfachdosis-Aerosolisiervorrichtungen ausgebildet werden.
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Die
Höhlung 20 hat
einen allgemein kreisförmigen
Außenumfang 22 und
ist durch eine durchgehend gekrümmte
Wand 24 gebildet, die in oder nahe der Mitte des Behälters einen
erhöhten
mittleren Bereich 26 bildet. Auf diese Weise wird ein allgemein halbtoroidaler
Innenraum gebildet.
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Bezugnehmend
nun auf 3 ist ein in die Höhlung 20 eingeführtes Entnahmerohr 28 dargestellt.
Das Entnahmerohr 28 weist ein unteres Ende 30 auf,
das allgemein mit dem erhöhten
mittigen Bereich 26 fluchtet, wenn es in den Behälter 10 eingeführt ist.
Zweckmäßigerweise
kann das untere Ende 30 des Entnahmerohrs 28 einen
scharfen Rand umfassen, um seinen Eintritt in die Höhlung 20 zu
erleichtern. Alternativ kann ein vorgeformtes Loch im oberen Ende 14 ausgebildet
sein, um den Eintritt des Entnahmerohrs 28 in die Höhlung 20 zu
ermöglichen. Das
untere Ende 30 ist so positioniert, dass es mit Abstand
vom unteren Ende 16 der Höhlung 20 angeordnet
ist. Auf diese Weise wird zwischen dem unteren Ende 30 und
dem unteren Ende 16 ein Spalt bereitgestellt, damit Luft
in dem Spalt strömen
kann. Ebenfalls in 3 gezeigt ist eine Mehrzahl
von Öffnungen 32,
die rund um den Umfang 22 ausgebildet sind. Gemäß einem
Aspekt können
die Öffnungen 32 so
ausgebildet sein, dass sie in dem Bestreben, rund um den Umfang 22 einen
Ring auszubilden, mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind.
Auf diese Weise kann Luft im Wesentlichen rund um den gesamten Umfang 22 in
die Höhlung 20 eingebracht werden.
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Bezugnehmend
nun auf
4 wird eine Technik zur Entnahme
von Pulver aus dem Behälter
10 unter
Verwendung des Entnahmerohrs
28 beschrieben. Man lässt einen
Hochdruckgasstrom (nicht gezeigt) an einer über dem oberen Ende
30 gelegenen
Stelle an einem Teil des Entnahmerohrs
28 vorbei strömen, wie
allgemein in dem
US-Patent Nr. 5,740,794 beschrieben.
Dies bewirkt, dass Luft durch die Öffnungen
32 in den
Behälter
10 gesaugt
wird, wie durch die Pfeile dargestellt. Die Luft strömt durch die
Höhlung
20 bis
sie in das untere Ende
30 eintritt, wobei sie sich durch
das Entnahmerohr
28 fortbewegt. Schließlich verbindet sich die das
Pulver enthaltende Luft mit dem Hochdruckgasstrom, der das Pulver
deagglomeriert, wobei das Pulver zur Bildung eines Aerosols im Gasstrom
mitgerissen wird.
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Wie
in 4 gezeigt, weist die Wand 24 eine durchgehende
Krümmung
auf, so dass die durch die Höhlung 20 strömende Luft
mit einer laminaren Strömung
allgemein nahe der Wand 24 verbleibt. Auf diese Weise wird
im Wesentlichen längs
der gesamten Länge
der Wand 24 eine Scherbeanspruchung erzeugt, um jegliches
an der Wand 24 haftendes Pulver zu entfernen. Des Weiteren
lenkt der mittige Bereich 26 die Luft nach oben zum unteren
Ende 30, so dass im Wesentlichen kein toter Raum in der
Höhlung 20 vorhanden
ist. Auf diese Weise wird im Wesentlichen das gesamte Pulver in
das Entnahmerohr 30 gesaugt. Es versteht sich, dass die
Größe der Höhlung 20 sowie
der Krümmungsgrad
der Wand 24 in Abhängigkeit
einer Vielzahl von Merkmalen variiert werden können, die beispielsweise das
Volumen und die Geschwindigkeit der Luftströmung durch die Höhlung 20,
die Menge und Art des in der Höhlung 20 aufgenommenen
Pulvers und dergleichen umfassen.
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Bezugnehmend
nun auf die 5 und 6 wird ein
weiteres Beispiel eines Behälters 34 beschrieben.
Der Behälter 34 umfasst
einen Behälterkörper 36,
der eine Höhlung 38 (gestrichelt
dargestellt) bildet. Die Höhlung 38 hat
einen allgemein kreisförmigen
Außenumfang 40 und
umfasst einen erhöhten
mittigen Bereich, wie bereits beschrieben. Eine Mehrzahl von Öffnungen 44 ist
in einem oberen Ende 42 des Behälterkörpers 36 ausgebildet.
Ein mittiges Loch 46 ist ebenfalls im oberen Ende 42 ausgebildet
und dafür
ausgestaltet, ein Entnahmerohr aufzunehmen. Auf diese Weise kann
Luft durch die Öffnungen 44,
durch die Höhlung 38 und
in das Entnahmerohr gesaugt werden, wobei sie dem Behälter auf ähnliche
Weise wie vorstehend beschrieben entnommen wird.
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Ein
Merkmal des Behälters 34 besteht
darin, dass er gekrümmte
Flügel 48 an
jeder der Öffnungen 44 umfasst.
Wie am besten in 6 gezeigt, erstrecken sich die
Flügel 48 in
die Höhlung 38,
um in der Höhlung 38 einen
Wirbel zu erzeugen, wenn Luft durch die Öffnungen 44 eingesaugt
wird. Dies ist allgemein durch die Pfeile in 5 dargestellt.
Durch Erzeugen eines Wirbels in der Höhlung 38 wird die Luftströmung um
die Innenwände
herum gewirbelt, die die Höhlung 38 begrenzen,
um die Entfernung des an den Wänden
haftenden Pulvers zu unterstützen.
Der Wirbel führt
in vorteilhafter Weise zu einer Beschleunigung der Luft, um die
Entnahme des Pulvers aus dem Behälter
weiter zu unterstützen.
Des Weiteren können
große
Pulveragglomerate in der Höhlung 38 aufgrund
der zentripetalen Beschleunigung in Übereinstimmung mit ihrer in
Bezug auf kleinere Pulverpartikel größeren Masse durch den Wirbel
erfasst und radial nach außen
geworfen werden. Auf diese Weise ist es statistisch wahrscheinlicher, dass
größere Agglomerate
auf die Seite des Rohres aufprallen, um eine Deagglomeration zu
bewirken.
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Die 7, 8A und 8B zeigen
einen weiteren Behälter 50.
Der Behälter 50 umfasst
einen Behälterkörper 52 mit
einem oberen Ende 54, einem unteren Ende 56 und
einer Lasche 58. Der Behälterkörper 52 begrenzt eine
Höhlung 60,
in der ein Pulver aufgenommen ist. Die Höhlung 60 wird durch
zwei Seitenwände 62 und
zwei Stirnwände 64 begrenzt, um
eine ”schleifenförmige” Ausgestaltung
zu bilden. Ein erhöh ter
mittiger Bereich 66 erstreckt sich ähnlich wie bei dem erhöhten Bereich 26 des
Behälters 10 in die
Höhlung 60 hinauf.
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Zum
Entnehmen des Pulvers aus dem Behälter 50 wird ein Entnahmerohr
(nicht gezeigt) durch das obere Ende 54 eingeführt und
oberhalb des erhöhten
mittigen Bereichs 66 auf ähnliche Weise wie vorstehend
in Verbindung mit dem Behälter 10 beschrieben
ausgerichtet. Öffnungen
werden dann im oberen Ende 54 nahe den gekrümmten Wänden 64 ausgebildet.
Auf diese Weise wird Luft durch die Öffnungen und längs der
gekrümmten
Wand 64 gesaugt, wobei die Luft durch den erhöhten mittigen
Bereich 66 in das untere Ende des Entnahmerohrs gelenkt
wird. Durch Bereitstellen der gekrümmten Wände 64 neigt die Luftströmung dazu,
längs der
Wände zu
strömen,
um die Entfernung von an den Wänden haftendem
Pulver auf ähnliche
Weise wie vorstehend in Verbindung mit dem Behälter 10 beschrieben
zu unterstützen.
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Eine
weitere Technik, die eingesetzt werden kann, um die Entnahme des
Pulvers zu fördern,
ist das Beschleunigen der Luftströmung durch die Höhlung.
9 zeigt
eine Technik zum Beschleunigen der Luftströmung durch die Höhlung. In
9 ist
ein Behälter
68 gezeigt,
der einen Behälterkörper
70 mit einem
oberen Ende
72 und einem unteren Ende
74 umfasst.
Der Behälterkörper
68 bildet
eine Höhlung
76,
die durch eine Innenwand
78 begrenzt wird. Die Höhlung
76 hat
einen erhöhten
mittigen Bereich, wie vorstehend beschrieben. Mehrere Öffnungen
79 sind im
oberen Ende
72 rund um einen Umfang der Höhlung
76 ausgebildet.
Ein mittiges Loch
80 ist ebenfalls im oberen Ende
72 bereitgestellt,
damit ein Entnahmerohr
82 wie gezeigt in die Höhlung
76 eingeführt werden
kann. Das Entnahmerohr
82 weist ein unteres Ende
84 und
ein oberes Ende
86 auf. Das Entnahmerohr
82 kann
wahlweise am oberen Ende
86 eine Fläche verringerten Querschnitts
aufweisen, um die Aerosolisierung des Pulvers wie allgemein in dem
US-Patent Nr. 5,740,794 beschrieben
zu unterstützen.
Obgleich dies nicht dargestellt ist, versteht es sich, dass ein
Hochdruckgasstrom an einem Teil des Entnahmerohrs
82 an
einer vom unteren Ende
84 entfernten Stelle, ähnlich wie
vorstehend beschrieben, vorbei strömen kann. Alternativ kann der
Hochdruckgasstrom durch ein Loch im unteren Ende
74 und
dann in das Entnahmerohr
82 strömen, wie nachfolgend beschrieben.
In jedem Fall bewirkt die Verwendung eines solchen Hochdruckgasstroms, dass
Luft durch die Öffnungen
79 in
die Höhlung
76 gesaugt
wird, wobei dass Pulver durch dessen unteres Ende
84 in
das Entnahmerohr
82 gesaugt wird, wobei es im Hochdruckgasstrom
mitgerissen und in Aerosolform gebracht wird.
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Jede
der Öffnungen 79 bildet
einen Strömungsquerschnitt
Ai. Miteinander summiert bilden die Flächen Ai einen Gesamteingangsströmungsquerschnitt AI.
Während
die Luft durch die Höhlung 76 tritt,
strömt
sie durch einen zwischen dem unteren Ende 84 des Entnahmerohrs 82 und
dem unteren Ende 74 der Höhlung 76 gebildeten
Spalt. Dieser Strömungsquerschnitt
kann durch Multiplizieren der Spaltbreite mit dem Umfang des Entnahmerohrs 82 am
unteren Ende 84 berechnet werden. Diese Fläche wird
als Spaltfläche
AG bezeichnet. Während die Luft durch das Entnahmerohr 82 strömt, wird
der Strömungsquerschnitt
nahe dem oberen Ende 86 wie gezeigt begrenzt. Diese Fläche ist
die Querschnittsfläche
AO des Entnahmerohrs. Zum Beschleunigen
der Luftströmung
durch die Höhlung 76 können die
Flächen
AI, AG und AO so ausgestaltet werden, dass AI > AG > AO.
Auf diese Weise wird der Strömungsquerschnitt
im Verlauf durch das System progressiv verkleinert. Dadurch wird
die Luftströmung
beschleunigt, während
sie durch die Höhlung 76 tritt.
Obgleich eine Vielzahl von Flächenverhältnissen
eingesetzt werden kann, lautet ein spezifisches Verhältnis AI = 2, AG = 1,5 und
AO = 1. Es versteht sich jedoch, dass andere Verhältnisse
verwendet werden können.
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Bezugnehmend
nun auf 10 wird eine Aerosolisiervorrichtung 90 beschrieben.
Die Vorrichtung 90 umfasst eine Basis 92, die
ein Gehäuse
für verschiedene
Komponenten der Vorrichtung 90 bildet. Von der Basis 92 umschlossen
ist ein Halter 94 zum Halten eines Behälters. Zur Vereinfachung der Darstellung
ist der Behälter 10 aus 1 in
der Basis 92 aufgenommen dargestellt. Es versteht sich
jedoch, dass andere Arten von Behältern mit der Vorrichtung 90 verwendet
werden können.
Ein Knopf 96 ist am Halter 94 vorgesehen, damit
der Halter 94 in der Basis 92 auf- und abbewegt
werden kann, wie durch die Pfeile dargestellt. Wie gezeigt, hat
der Halter 94 eine allgemein ebene Oberfläche. Wie
vorstehend beschrieben, kann der Behälterkörper 12 einen ebenen
Abschnitt am unteren Ende 16 umfassen, um seine Anordnung
auf dem Halter 94 zu erleichtern. Es versteht sich jedoch,
dass der Halter 94 mit unterschiedlichen Geometrien ausgeführt werden
kann, um das Halten des Behälters 10 sowie
das Einsetzen und Entfernen des Behälters 10 zu erleichtern.
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Über dem
Behälter
10 ist
ein Aerosolisiermechanismus
98 angeordnet, der ein Entnahmerohr
100 umfasst,
das in die Höhlung
20 des
Behälters
10 einführbar ist.
Ein unteres Ende
102 des Entnahmerohrs
100 kann
wahlweise einen scharfen Rand oder eine andere Lochungsstruktur
umfassen, um im oberen Ende des Behälters
10 ein Loch
auszubilden und seine Einführung
in die Höhlung
20 zu
erleichtern. Mit dem Entnahmerohr
100 unter einem spitzen
Winkel relativ zu einer Mittelachse des Entnahmerohrs
100 (und
relativ zum unteren Ende
102) verbunden ist ein Paar Kanäle
104.
Eine Druckquelle
106 wird dazu verwendet, in den Kanälen
104 einen
Hochdruckgasstrom zu erzeugen. Der Hochdruckgasstrom wird in das
Entnahmerohr
100 eingeleitet, um zu bewirken, dass Luft
aus der Höhlung
20 in
das untere Ende
102 gesaugt wird, wie allgemein in dem
US-Patent Nr. 5,740,794 beschrieben.
Die Druckquelle
106 kann eine beliebige einer Vielzahl
von Druckquellen sein, die manuell betätigte Kolben, komprimierte
Gase, Fluorkohlenwasserstoffe und dergleichen umfassen, wie allgemein
in den vorstehend genannten Patenten beschrieben. Es versteht sich
daher, dass die Druckquelle
106 zur Vereinfachung der Darstellung
lediglich schematisch dargestellt ist. Obgleich dies nicht dargestellt
ist, kann ein Betätigungsmechanismus eingesetzt
werden, um das unter Druck stehende Gas aus der Druckquelle
106 freizusetzen,
wenn ein Patient bereit ist, das aerosolisierte Medikament zu erzeugen.
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Der
Aerosolisiermechanismus 98 umfasst ein unteres Ende 108,
das als Anschlag oder Strömungseinsatz
dient, um den Spalt zwischen dem unteren Ende 102 des Entnahmerohrs 100 relativ
zum unteren Ende 16 des Behälters 10 zu steuern.
Auf diese Weise gerät,
wenn der Knopf 96 aufwärts
bewegt wird, das obere Ende des Behälters 10 mit dem unteren
Ende 108 in Eingriff, um den Abstand des Entnahmerohrs 100 relativ
zum unteren Ende des Behälters 10 festzulegen.
Die Verwendung eines solchen Strömungseinsatzes
ist dahingehend vorteilhaft, dass die Spaltfläche AG (siehe 9)
genau gesteuert werden kann, um die Beschleunigung der durch die
Höhlung 20 strömenden Luft ähnlich wie vorstehend
in Verbindung mit 9 beschrieben zu fördern.
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Vom
unteren Ende 108 erstrecken sich mehrere Lochungselemente 110,
die so ausgestaltet sind, dass sie rund um den Umfang der Höhlung 20 Öffnungen
im Behälter 10 erzeugen.
Auf diese Weise kann Luft durch die Öffnungen gesaugt werden, wenn
der Hochdruckgasstrom aus der Druckquelle 106 freigesetzt
wird.
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Mit
der Basis 92 ist eine Auffangkammer 112 verbunden.
Die Auffangkammer 112 ist so ausgestaltet, dass das aus
dem Entnahmerohr 100 austretende aerosolisierte Medikament
aufgefangen wird. Die Auffangkammer 112 umfasst ein Mundstück 114, durch
das der Patient das aufgefangene Medikament einatmen kann.
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Daher
kann die Vorrichtung 90 zum Bringen eines Medikaments in
Aerosolform verwendet werden, indem der Behälter 10 in die Basis 92 eingesetzt wird.
Der Halter 94 wird dann angehoben, um das Entnahmerohr 102 in
die Höhlung 20 einzuführen und
zu bewirken, dass die Lochungselemente 110 im Behälter 10 Öffnungen
ausbilden.
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Die
Druckquelle 106 wird betätigt, um eine Menge unter Druck
stehenden Gases freizusetzen, die bewirkt, dass Luft in und durch
die Öffnungen
und längs
der Wände
der Höhlung 20 gesaugt
wird bis sie in das Entnahmerohr 100 eintritt. Wenn das
Pulver in das Entnahmerohr 100 bewegt wird, trifft es auf
den Hochdruckgasstrom, der das Pulver deagglomeriert und das Pulver
in Aerosolform in die Auffangkammer 112 ausstößt. Obgleich
der Halter 94 so dargestellt ist, dass er sich vertikal
aufwärts
bewegt, versteht es sich, dass das Entnahmerohr 100 und/oder
die Lochungselemente 110 so ausgestaltet werden können, dass
sie zur Einführung
in die Höhlung 20 abwärts bewegt
werden. Des Weiteren können,
wie hierin beschrieben, alternative Aerosolisiermechanismen 98 eingesetzt
werden.
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Bezugnehmend
nun auf 11 wird eine alternative Technik
zum Saugen von Luft durch einen Behälter zum Bewegen des im Behälter befindlichen Pulvers
in ein Entnahmerohr beschrieben. In 11 ist
schematisch ein Behälter 116 mit
einem oberen Ende 118 und einem unteren Ende 120 dargestellt. Der
Behälter 116 umfasst
eine Höhlung 122 mit
einem erhöhten
mittigen Bereich 124. Mehrere Öffnungen 126 sind
im oberen Ende 118 ausgebildet, damit Luft in die Höhlung 122 gesaugt
werden kann. Ein Entnahmerohr 128 wird in die Höhlung 122 eingeführt, wobei,
wie dargestellt, ein unteres Ende 130 im Abstand von dem
erhöhten
mittigen Bereich 124 angeordnet ist. Ein unteres Loch 132 ist
im unteren Ende 120 des Behälters 116 ausgebildet.
Auf diese Weise kann ein Hochdruckgasstrom durch das untere Loch 132 und
dann durch das untere Ende 130 des Entnahmerohrs 128 strömen, wie
durch die Pfeile dargestellt. Dadurch wird Luft durch die Öffnungen 126 und
durch die Höhlung 122 gesaugt,
wobei sie in das untere Ende 130 des Entnahmerohrs 128 eintritt, wie
durch die Pfeile dargestellt. Während
die Luft durch die Höhlung 122 strömt, bewegt
sie das Pulver in das Entnahmerohr 128, ähnlich wie
vorstehend in Verbindung mit anderen Ausführungsformen beschrieben.
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In 12 ist
schematisch eine Aerosolisiervorrichtung 134 dargestellt,
die verwendet werden kann, um ein pulverförmiges Medikament unter Verwendung
der eben in Verbindung mit 11 beschriebenen
Techniken in Aerosolform zu bringen. Die Vorrichtung 134 umfasst
eine Basis 136 mit einem Halter 138 zum Halten
eines Behälters 140.
Der Halter 138 weist einen Knopf 142 auf, damit
der Behälter 140 auf- und abbewegt werden
kann, wie durch die Pfeile dargestellt. Ebenfalls in der Basis 136 befindet
sich ein Entnahmerohr 144 mit einem unteren Ende 146.
Durch Bewegen des Knopfes 142 kann das Entnahmerohr 144,
wie gezeigt, in den Behälter 140 eingeführt werden.
Alternativ kann das Entnahmerohr 144 bewegbar ausgestaltet
werden, so dass es in den Behälter 140 bewegt
werden kann.
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Unter
dem Halter 138 sind eine Druckquelle 148 und ein
Einführrohr 150 angeordnet.
Die Druckquelle 148 und/oder das Einführrohr 150 können vertikal
aufwärts
bewegt werden, wie durch die Pfeile dargestellt, um den Behälter 140 zu
durchstechen und das Einführrohr 150 in
den oder nahe dem Behälter 140 einzusetzen.
Eine Menge unter Druck stehenden Gases kann dann aus der Druckquelle 150 freigesetzt
werden, wobei es durch das Loch im unteren Ende des Behälters 140 und
in das untere Ende 146 des Entnahmerohrs 144 strömt. Als
Alternative kann der Halter 142 abgesenkt werden, während die Druckquelle 148 stationär gehalten
wird, um das Loch im unteren Ende des Behälters 140 auszubilden.
Obgleich dies nicht dargestellt ist, versteht es sich, dass ein
Lochungsmechanismus eingesetzt werden kann, um eine oder mehrere Öffnungen
im Behälter 140 auszubilden
(oder der Behälter 140 kann
vorgeformte Öffnungen
umfassen). Auf diese Weise kann Außenluft durch die Öffnungen
in den Behälter
strömen,
um das Pulver beim Bewegen in das Rohr 144 zu unterstützen.
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Auf
der Basis 136 ist eine Auffangkammer 152 mit einem
Mundstück 154 angeordnet.
Bei einer solchen Ausgestaltung kann der Behälter 140 in den Halter 138 eingesetzt
und das Entnahmerohr 144 in den Behälter 140 eingeführt werden.
Ein Loch kann dann im unteren Ende des Behälters 140 ausgebildet und
ein unter Druck stehendes Gas aus der Druckquelle 148 freigesetzt
werden, um zu bewirken, dass ein Hochdruckgasstrom durch das Entnahmerohr 144 strömt. Dadurch
wird Luft in und durch den Behälter
und in das Entnahmerohr 144 gesaugt, wo das Pulver in Aerosolform
gebracht und in die Auffangkammer 152 ausgestoßen wird.
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In
den 13 und 14 ist
ein alternativer Behälter 156 dargestellt.
Der Behälter 156 umfasst einen
Behälterkörper 158 mit
einem oberen Ende 160 und einem unteren Ende 162.
Der Behälterkörper 158 bildet
eine Höhlung 164,
in der ein Pulver 166 aufgenommen ist. Von der Höhlung 164 erstreckt sich
eine Lasche 168, um die Handhabung des Behälters zu
erleichtern. Um den Umfang der Höhlung 164 herum
sind mehrere Öffnungen 170 ausgebildet, die
sich durch das obere Ende 160 erstrecken. Durch das obere
Ende 160 in der Mitte der Höhlung 164 erstreckt
sich ein Loch 172, das dafür ausgelegt ist, ein Entnahmerohr
(nicht gezeigt) ähnlich
wie das zuvor beschriebene aufzunehmen.
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Am
oberen Ende 160 ist an einer über der Höhlung 164 gelegenen
Stelle ein Deckel 174 befestigt. Der Deckel 174 ist
solchermaßen
an dem oberen Ende 160 befestigt, dass die Öffnungen 170 und
das Loch 172 abgedeckt sind, um das Pulver 166 in
der Höhlung 164 zu
versiegeln. Wie gezeigt, umfasst die Höhlung 164 einen erhöhten mittigen
Bereich 176. Der Deckel 174 wird zusammengefaltet
und erstreckt sich über
die Lasche 168 zurück.
Auf diese Weise erstreckt sich der Deckel 174 allgemein
aus einer Aerosolisiervorrichtung hinaus. Somit wird, wenn der Benutzer
bereit ist, das Medikament zu aerosolisieren, der Behälter 156 in
die Aerosolisiervorrichtung eingesetzt und der Deckel 174 vom
oberen Ende 160 abgezogen. Auf diese Weise werden die Öffnungen 170 und
das Loch 172 freigelegt. Ein Entnahmerohr kann dann durch
das Loch 172 ähnlich
wie vorstehend beschrieben eingeführt werden. Durch Vorformen
der Öffnungen 170 und 172 muss
das obere Ende 160 nicht durchstochen werden, während es
sich in der Aerosolisiervorrichtung befindet.
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In 15 ist
schematisch eine Aerosolisiervorrichtung 200 dargestellt,
die eingesetzt werden kann, um ein pulverförmiges Medikament in Aerosolform
zu bringen. Die Vorrichtung 200 umfasst eine Basis 202 mit
einem Halter 204 zum Halten eines Behälters 206, der stellvertretend
für sämtliche
hierin beschriebenen Behälter
ist. Der Halter 204 weist einen Knopf 208 auf,
damit der Behälter 206 auf-
und abbewegt werden kann, wie durch die Pfeile dargestellt. Ebenfalls
in der Basis 202 enthalten ist ein Entnahmerohr 210 mit
einem unteren Ende 212. Durch Bewegen des Knopfes 208 kann
das Entnahmerohr 210 wie gezeigt in den Behälter 206 eingeführt werden.
Alternativ kann das Entnahmerohr 210 bewegbar ausgeführt werden,
so dass es in den Behälter 206 bewegt
werden kann. Zweckmäßigerweise
kann ein Lochungsmechanismus 214 unter dem Halter 204 angeordnet
werden, damit ein Loch in die Unterseite des Behälters 206 gestochen
werden kann, wenn der Knopf 208 abgesenkt wird. Oben auf
der Basis 202 befindet sich ein Mundstück 216, auf das ein
Patient seinen Mund legen kann, wenn er bereit ist, eine Dosis des
Medikaments einzunehmen.
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Wahlweise
kann das Entnahmerohr 210 eine oder mehrere Biegungen 218 aufweisen,
um die Pulverdeagglomeration zu fördern, während das Pulver durch das
Entnahmerohr 210 tritt. Als weitere Variante können ein
oder mehrere Hindernisse 220 im Entnahmerohr 210 angeordnet
werden, um die Pulverdeagglomeration zu fördern. Es versteht sich ferner, dass
Biegungen und Hindernisse auch in den Entnahmerohren der anderen
hierin beschriebenen Aerosolisiervorrichtungen vorgesehen werden
können.
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Die
Erfindung wurde nun zum Zwecke eines klareren Verständnisses
im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass gewisse Abänderungen und
Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der zugehörigen Ansprüche durchgeführt werden
können.