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Die
vorliegende Erfindung betrifft Ventile zur Verwendung in Aerosolbehältern. Genauer
gesagt betrifft die Erfindung ein Ventil mit einem Treibmittel-angetriebenen
selbstzurückkehrenden
Mechanismus.
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Arzneimittel
zur Behandlung von Atmungsstörungen
und nasalen Störungen
werden häufig
in Aerosol-Formulierungen durch den Mund oder die Nase verabreicht.
Ein umfassend genutztes Verfahren zur Abgabe derartiger Aerosol-Arzneimittelformulierungen
involviert das Bereiten einer Formulierung des Arzneimittels als
eine Suspension oder eine Lösung
in einem Flüssiggas-Treibmittel.
Die Suspension/Lösung
wird in einem abgedichteten Kanister gelagert, der in der Lage ist
dem Druck zu widerstehen, der erforderlich ist, um das Treibmittel
als eine Flüssigkeit
beizubehalten. Die Suspension/Lösung
wird durch Aktivierung von einem an dem Kanister befestigten Dosis-Dosierventil
dispergiert.
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Ein
Dosierventil umfasst im Allgemeinen eine Messkammer, die ein festgelegtes
Volumen aufweist und dazu ausgestaltet ist, pro Betätigung eine genaue
vorbestimmte Medikamentendosis zu verabreichen. Wenn die Suspension
durch den hohen Dampfdruck des Treibmittels aus dem Kanister durch das
Dosis-Dosierventil gedrängt
wird, verdampft das Treibmittel schnell, wobei es eine sich schnell
bewegende Wolke aus sehr feinen Partikeln der Arzneimittelformulierung
hinterlässt.
Diese Partikelwolke wird durch eine Kanalisierungsvorrichtung, wie
beispielsweise einem Zylinder oder einen Konus mit offenem Ende
in die Nase oder den Mund des Patienten gerichtet. Gleichzeitig
mit der Aktivierung des Aerosoldosis-Dosierventils inhaliert der Patient
die Arzneimittelpartikel in die Lungen oder Nasenhöhlen. Systeme
zur Abgabe von Arzneimitteln auf diese Art sind als Dosieraerosole
(metered dose inhalers, MDI) bekannt. Siehe Peter Byron, Respiratory
Drug Delivery, CRC Press, Boca Raton, FL (1990) für einen
allgemeinen Hintergrund zu dieser Therapieform.
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Patienten
verlassen sich häufig
auf eine durch MDIs abgegebene medikamentöse Behandlung für eine schnelle
Behandlung von Atmungsstörungen,
die entkräftend
und in einigen Fällen
sogar lebensbedrohlich sind. Deshalb ist es wesentlich, dass die
verordnete Dosis der medikamentösen
Behandlung mittels Aerosol, die an den Patienten abgegeben wird,
durchweg die durch den Hersteller beanspruchten Spezifikationen
trifft und die Erfordernisse der FDA und von anderen Aufsichtsbehörden erfüllt. Das
heißt,
jede aus dem Kanister abgegebene Dosis muss, innerhalb enger Toleranzen,
die gleiche sein.
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Herkömmliche
Dosierventile zur Verwendung mit unter Druck stehenden Behältern umfassen einen
Ventilschaft, der in einem Ventilelement koaxial gleitbar ist, das
eine ringförmige
Messkammer definiert, und äußere und
innere Dichtungen, die zwischen den jeweiligen äußeren und inneren Enden des
Ventilschafts und des Ventilelements operativ sind, um die Messkammer
dazwischen abzudichten. Der Ventilschaft ist hohl, wodurch die Messkammer
in einer Nicht-Abgabeposition des Ventilschafts mit dem Behälter verbunden
ist und mit einem Produkt daraus beladen wird. Der Ventilschaft
ist in eine Abgabeposition bewegbar, in der die Messkammer von dem
Behälter
isoliert ist und zu der Atmosphäre
belüftet
ist, für
den Ablass von einem Produkt. In Ruhe kann das Ventil zum Beispiel
durch eine Feder oder durch den Innendruck, der durch die Treibmittelzusammensetzung
ausgeübt
wird, zu der Nicht-Abgabe- oder Abgabeposition vorgespannt werden.
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Sämtliche
der herkömmlichen
Treibmittel-angetriebenen Spender erfordern jedoch eine manuelle Aktivierung
und ein Zurückstellen
vor jedem Ablassen einer Dosis. Deshalb ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ein Ventil zur Verwendung in einem Aerosolbehälter bereitzustellen,
das einen Treibmittel-angetriebenen Mechanismus verwendet, um das
Ventil zu aktivieren und automatisch zurückzustellen, so dass es scharf
gemacht ist, wobei es bereit ist die nächste Dosis abzugeben.
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Folglich
sieht die Erfindung in einem Aspekt ein Treibmittelbetriebsfähiges selbstaktivierendes und
selbstzurückkehrendes
Dosierventil gemäß Anspruch
1 hiervon vor.
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Typischerweise
schaltet eine Bewegung des Ventilelements zwischen der ersten und
der zweiten Position das Ventil zwischen einer ersten Abgabesequenz,
in der eine Formulierungsdosis aus dem Ventil abgegeben wird, und
einer zweiten Abgabesequenz um, in der eine zweite Formulierungsdosis
aus dem Ventil abgegeben wird.
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Das
Ventilelement und der Ventilkörper
können
eine erste Messkammer mit einem ersten Messvolumen, und eine zweite
Messkammer mit einem zweiten Messvolumen definieren. Das erste Messvolumen
und das zweite Messvolumen können
gleich sein.
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Vorzugsweise
weist der Ventilkörper
einen ersten Antriebseinlass bzw. Initial-Einlass auf, der einen
freien Formulierungsfluss in die erste Messkammer zulässt, um
das erste Messvolumen auszubilden, und einen zweiten Antriebseinlass,
der einen freien Formulierungsfluss in die zweite Messkammer zulässt, um
das zweite Messvolumen auszubilden.
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Bei
einer Ausführungsform
ist das Ventilelement ein Ventilschaft, und durch das Treibmittel
ausgeübter
Druck löst
eine reziproke Kolbenbewegung des Schafts in dem Ventilkörper aus,
um das Ventil zwischen der ersten und der zweiten Abgabesequenz
umzuschalten.
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Der
Ventilschaft und der Ventilkörper
können eine
ringförmige
erste und zweite Messkammer definieren.
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Die
erste Reaktionsoberfläche
kann die Form einer ersten Kolbenkopfoberfläche annehmen, und die zweite
Reaktionsoberfläche
kann die Form einer zweiten Kolbenkopfoberfläche annehmen.
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Das
Ventil der vorliegenden Erfindung nutzt durch das Treibmittel ausgeübten Druck
in dem Kanister, um das Ventilelement in eine Richtung anzutreiben
und dann das Ventil in seine Originalposition zurückzuführen. Bei
einer Ausführungsform
fängt eine
Messkammer eine Dosis, wenn sich das Ventilelement in eine Richtung
bewegt, und die andere Messkammer fängt eine Dosis, wenn das Ventilelement
seine Bewegungsrichtung umkehrt. Deshalb lässt bei der Ausführungsform,
wo das Ventilelement ein Ventilschaft ist, eine nach unten gerichtete
Kolbentätigkeit
eine Formulierungsdosis ab, und eine nach oben gerichtete Kolbentätigkeit
lässt eine
andere Formulierungsdosis ab.
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Typischerweise
ist der Querschnittbereich der zweiten Reaktionsoberfläche größer als
der Querschnittbereich der ersten Reaktionsoberfläche.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
ist das Ventilelement eine rotierende Scheibe, und durch das Treibmittel
ausgeübter
Druck löst
eine Drehung der Scheibe in dem Ventilkörper im Uhrzeigersinn und gegen
den Uhrzeigersinn aus, um das Ventil zwischen der ersten und der
zweiten Abgabesequenz umzuschalten.
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Alternativ
kann das Ventilelement eine rotierende Scheibe sein, und durch das
Treibmittel ausgeübter
Druck löst
eine Drehung der Scheibe in dem Ventilkörper im Uhrzeigersinn und gegen
den Uhrzeigersinn aus, um das Ventil zwischen der ersten und der
zweiten Abgabesequenz anzutreiben.
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Vorzugsweise
definieren die rotierende Scheibe und der Ventilkörper keilförmige ringförmige erste
und zweite Messkammern.
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Typischerweise
weisen jede der ersten und zweiten Messkammern zwei gegenüberliegende
Flächen
auf, die durch die Scheibe definiert werden, eine Leitfläche und
eine Sekundärfläche, wobei
die Leitfläche
einen größeren Querschnittbereich
als die Sekundärfläche aufweist,
derart, dass die erste Leitfläche
die erste Reaktionsoberfläche
ist und die zweite Leitfläche
die zweite Reaktionsoberfläche
ist.
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Die
erste und die zweite Reaktionsoberfläche können einen gleichen Querschnittbereich
aufweisen.
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Vorzugsweise
ist das Ventilelement durch den Verschluss bei einer oder mehreren
der folgenden Phasen arretiert:
- (i) während der
ersten Abgabesequenz; und/oder
- (ii) während
der zweiten Abgabesequenz.
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Das
Ventil kann in der Position arretiert sein, wo die erste und/oder
zweite Messkammer in frei fließender
Verbindung mit der Formulierung in dem Aerosolbehälter ist.
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Atem-betätigbare
oder Atem-unterstützte
Inhalationsvorrichtungen wurden entwickelt, um sich den Bedürfnissen
von Patienten mit schlechten Koordinierungsfertigkeiten und/oder
unzuverlässiger
Atmungsfähigkeit
zuzuwenden. Derartige Vorrichtungen weisen typischerweise einen
Atemauslösemechanismus
auf, der eine Medikamentenfreigabe als Reaktion auf das Einatmen
eines Patienten auslöst.
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Vorzugsweise
umfasst das Atem-betriebsfähige
Ventil einen Monitor zum Überwachen
des Atemzyklus eines Patienten, zum Beispiel ein oder mehrere Flügel oder
Segel, die als Reaktion auf einen Luftfluss bewegbar sind.
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Vorzugsweise
umfasst der Monitor einen oder mehrere Sensoren zum Wahrnehmen:
- (i) des mit einem Atemzyklus assoziierten Druckprofils
(z.B. ein Druckwandler); und/oder
- (ii) des mit einem Atemzyklus assoziierten Luftflussprofils
(Sensoren mit gefederten Flügeln und/oder
Anemometer); und/oder
- (iii) des mit einem Atemzyklus assoziierten Temperaturprofils;
und/oder
- (iv) des mit einem Atemzyklus assoziierten Feuchtigkeitsprofils;
und/oder
- (v) des mit einem Atemzyklus assoziierten chemischen Profils.
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Typischerweise
sieht der Monitor ein Signal zum Abgeben der Formulierung an einem
Auslösepunkt
vor. Der Auslösepunkt
kann mit dem Punkt übereinstimmen,
an dem die Lungen eines Patienten leer sind.
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Der
Monitor kann einen elektronischen Informationsprozessor umfassen,
der optional einen Prädiktionsalgorithmus
zum Vorhersagen des optimalen Auslösepunkts aufweist.
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Vorzugsweise
sind innere und/oder äußere Dichtungen
jeweils zwischen den inneren und/oder äußeren Enden des Ventilelements
und Ventilkörpers operativ,
um die erste und/oder zweite Messkammer dazwischen abzudichten.
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Bei
einer Ausführungsform
steht die zweite Messkammer mit der Formulierung in dem Aerosolbehälter über zumindest
einen Rückkehrkanal
durch den Ventilkörper
in Verbindung.
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Vorzugsweise
umfasst das Ventilelement zumindest eine Aussparung oder Öffnung,
derart, dass die zweite Messkammer mit dem oder jedem Rückkehrkanal über die
oder jede Aussparung in Verbindung steht.
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Das
Ventil umfasst vorzugsweise eine Auslasseinrichtung, welche die
Aerosol-Formulierung entweder zu einer Auslassdüse oder -loch oder zu einem
unterschiedlichen Bereich des Ventils leitet, derart, dass die Formulierung
aus dem Ventil über
einen zusätzlichen
Ablassdurchgang austritt.
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Typischerweise
ist das Ventil der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem
Dosieraerosol.
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Wie
er hierin verwendet wird, bedeutet der Begriff „Dosieraerosol" oder „MDI" eine Einheit mit
einem Kanister, einer gecrimpten Kappe, welche die Öffnung des
Kanisters bedeckt, einem in der Kappe befindlichen Arzneimittel-Dosierventil,
einer Messkammer und einer geeigneten Kanalisierungsvorrichtung,
in welche der Kanister eingepasst wird. Der Begriff "Arzneimittel-Dosierventil" oder „MDI-Ventil" bezieht sich auf
ein Ventil und seine assoziierten Mechanismen, die bei jeder Aktivierung
eine vorbestimmte Menge einer Arzneimittelformulierung aus einem
MDI liefern. Die Kanalisierungsvorrichtung kann zum Beispiel eine
Betätigungsvorrichtung
für das
Ventil und einen zylindrischen oder konusartigen Durchgang umfassen,
durch den ein Medikament aus dem gefüllten MDI über das MDI-Ventil an die Nase
oder den Mund eines Patienten abgegeben werden kann, z.B. eine Mundstück-Betätigungsvorrichtung.
Die Beziehung der Teile von einem typischen MDI ist in dem
US Patent 5,261,538 dargestellt.
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Bei
einer Ausführungsform
enthält
das Ventil eine Formulierung mit einer Substanz in einem Flüssigtreibmittel.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
sieht die Erfindung einen Kanister zur Verwendung in einem Dosieraerosol
vor, das an ihm ein Ventil aufweist, wie es hierin oben definiert
ist.
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Typischerweise
enthält
der Kanister eine pharmazeutische Aerosol-Formulierung mit einem Medikament und
einem Fluorkohlenwasserstoff-Treibmittel.
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Aerosol-Formulierungen,
die im Allgemeinen verwendet werden, umfassen eine Lösung/Suspension
eines Medikaments, ein oder mehrere Flüssigtreibmittel, optional mit
Co-Treibmitteln und optional einem Adjuvans bzw. Hilfsmittel oder
grenzflächenaktiven
Stoff, obwohl die Erfindung auf das Abgeben von jeglicher Aerosol-Formulierung
anwendbar sein kann.
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Vorzugweise
ist das Treibmittel flüssiges HFA
134a, 227 oder ein Gemisch daraus.
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Typischerweise
ist das Treibmittel frei von Hilfsmitteln.
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Das
Medikament kann aus Fluticason-Propionat, Salbutamol, Beclomethason-Dipropionat,
Salmeterol, pharmazeutisch akzeptablen Salzen, Solvaten oder Estern
davon, und Gemischen daraus, ausgewählt werden.
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Bei
noch einer anderen Ausführungsform stellt
die Erfindung einen Aerosol-Kanister zur Verwendung in einem Dosieraerosol
bereit, mit einem Ventil, wie es hierin oben definiert ist.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst das Dosieraerosol eine Atemaktivierungsvorrichtung.
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Typischerweise
umfasst die Atemaktivierungsvorrichtung einen Monitor zum Überwachen des
Atemzyklus eines Patienten.
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Vorzugsweise
umfasst der Monitor einen oder mehrere Sensoren zum Wahrnehmen:
- (i) des mit einem Atemzyklus assoziierten Druckprofils
(z.B. ein Druckwandler); und/oder
- (ii) des mit einem Atemzyklus assoziierten Luftflussprofils
(Sensoren mit gefederten Flügeln und/oder
Anemometer); und/oder
- (iii) des mit einem Atemzyklus assoziierten Temperaturprofils;
und/oder
- (iv) des mit einem Atemzyklus assoziierten Feuchtigkeitsprofils;
und/oder
- (v) des mit einem Atemzyklus assoziierten chemischen Profils.
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Der
Monitor kann ein Signal zum Abgeben der Formulierung an einem Auslösepunkt
vorsehen. Der Monitor kann einen elektronischen Informationsprozessor
umfassen, der einen Prädiktionsalgorithmus
zum Vorhersagen des optimalen Auslösepunkts aufweist.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen
weiter beschrieben, die dazu dienen, die Erfindung darzustellen,
aber die nicht beabsichtigt sind, beschränkend zu sein, wobei in den
Zeichnungen:
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1 ein
selbszurückkehrendes
Ventil mit einem Atemaktivierungsverschluss gemäß der Erfindung darstellt,
während
der ersten Abgabesequenz in der ersten Ladeposition;
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2 das
Ventil von 1 darstellt, während der
ersten Abgabesequenz in der ersten Abgabeposition;
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3 das
Ventil der 1 und 2 darstellt,
während
der zweiten Abgabesequenz in der zweiten Ladeposition;
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4 das
Ventil der 1 bis 3 darstellt,
während
der zweiten Abgabesequenz in der geschlossenen zweiten Messvolumen-Position;
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5 das
Ventil der 1 bis 4 darstellt,
während
der zweiten Abgabesequenz in der zweiten Abgabeposition; und
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6 eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung darstellt, bei der das selbstzurückkehrende Ventil ein Drehventil
ist.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren stellt 1 eine selbstzurückkehrende
Ventilanordnung gemäß der Erfindung
dar, mit einem Ventilschaft 2, der innerhalb eines Ventilkörpers 4 reziprok
gleitbar ist. Die Ventilanordnung ist in den Hals von einem Kanister 6 eingeführt, der
eine Treibmittel-enthaltende Arzneimittelformulierung 8 in
einem Arzneimittelreservoir 10 enthält, über eine abdichtende Kanister-Gasket-Seal-Dichtung 12.
Der Ventilschaft 2 umfasst einen Kolbenkopf „A" 14 mit
zwei Dichtungsringen 16 und einen Kolbenkopf „B" 18, der
auch zwei Dichtungsringe 20 aufweist. Zwischen den Kolbenköpfen „A" und „B" definiert liegt
eine erste Messkammer 22. Der Schaft 2 umfasst
ferner eine Aussparung 24, die dazu dient eine Verbindung
zwischen einem Rückkehrkanal 26,
der mit dem Arzneimittelformulierungsreservoir 10 verbunden
ist, und einer zweiten Messkammer 28 zu schaffen, wenn
der Schaft weiter in den Ventilkörper 4 eingeführt ist
(siehe 4).
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Obwohl
die Figur die zweite Messkammer 28 als durch den Ventilschaft 2 und
den Ventilkörper 4 definiert
darstellt, wird auch erwägt,
dass die Kammer die Form von einem abgedichteten Kolben/Zylinder
annimmt. Des Weiteren kann der Ventilschaft 2 aus einem
Ein- oder Zweikomponenten-Formgebungsteil
hergestellt sein. Vorzugsweise ist der Schaft 2 als ein
Zweikomponenten-Formgebungsteil hergestellt.
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Weitere
Dichtungen sind an dem Ventilkörper 30 vorhanden.
Das Ventil. in 1 wird während der ersten Abgabesequenz
durch einen Atemaktivierungs-Zapfenverschluss 32 mit einer
Rückstellfeder 34 arretiert,
so dass das Schloss nach einer Atemaktivierung und einem Arzneimittelablassen
wieder abgedichtet wird.
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1 stellt
die erste Ladeposition während der
ersten Abgabesequenz dar. Der durch die Arzneimittelformulierung
auf den Kolbenkopf „A" 14 ausgeübte Druck
ist derart, dass er den Ventilschaft 2 durch den Ventilkörper 4 drängt (wie
durch den Pfeil X gezeigt). Der Atemaktivierungsverschluss hält den Schaft 2 jedoch
derart zurück,
dass die erste Messkammer 2 in direkter Verbindung mit
dem Arzneimittelreservoir 10 ist.
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In 2 wurde
der Atemaktivierungsverschluss 32 gelöst und der durch die Arzneimittelformulierung
ausgeübte
Druck X ist derart, dass er den Schaft 2 nach unten in
den Ventilkörper 4 antreibt. Ein
erstes geschlossenes abgemessenes Dosisvolumen 36 wird
somit in der ersten Messkammer 22 gefangen, und da der
fortgesetzte Druck den Kolbenkopf „B" 18 hinter die Körperöffnung 38 antreibt,
die den Aktivierungsverschluss aufgenommen hat, wird das Arzneimittel
freigegeben.
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In 3 treibt
der fortgesetzte Druck, der durch die Arzneimittelformulierung ausgeübt wird, den
Schaft 2 durch den Ventilkörper 4 an, bis die
Aussparung 24 in dem Ventilschaft 2 in direkter
Verbindung mit dem Rückkehrkanal 26 ist,
der zu dem Arzneimittelreservoir 10 führt. In dieser Phase beginnt die
Arzneimittelformulierung 8 in die zweite Messkammer 28 einzutreten
und einen Druck auf den Kolbenkopf „B" 18 auszuüben. Es gibt nun einen gleichen,
aber entgegengesetzten Druck auf den Kolbenkopf „A" 14 und auf den Kolbenkopf „B" 18. Der frei
liegende Oberflächenbereich
des Kolbenkopfes „B" 18 ist
jedoch größer als
der frei liegende Oberflächenbereich
des Kolbenkopfes „A" 14. Da
die Kraft auf eine Oberfläche
direkt proportional zu dem Oberflächenbereich ist, gibt es eine
größere nach
innen gerichtete Kraft auf den Kolbenkopf „B" 18. Wie in 4 gezeigt,
kehrt der Schaft 2 folglich die Richtung der Bewegung um,
bewegt sich zurück
nach oben durch den Ventilkörper 4 und
unterbricht die in Verbindung stehende Verbindung zwischen dem Arzneimittelformulierungsreservoir 10 und
der zweiten Messkammer 28 über die Aussparung 24.
An diesem Punkt besteht ein geschlossenes zweites Messvolumen 40 in
der zweiten Messkammer 28. Eine weitere Bewegung des Schafts 2 durch
den Ventilkörper 4 wird
durch den Atemaktivierungsverschluss 32 angehalten. Eine
weitere Aktivierung des Verschlusses 32 führt zu dem
Ablassen des zweiten abgemessenen Arzneimittelvolumens 40 (5).
Durch eine Evakuierung der zweiten Messkammer 28 kehrt
die Ventilanordnung in die Position zurück, die in 1 dargestellt
ist, und der Zyklus ist scharf gemacht, um wieder zu starten.
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6 stellt
eine andere Form des Ventils gemäß der vorliegenden
Erfindung dar. Das gezeigte Ventil ist ein Drehventil und umfasst
einen Ventilkörper
mit einer oberen Platte 42 und einer unteren Platte 44.
Die obere Platte 42 weist eine "O-Ring"-Dichtung 46 auf, um einen
abdichtenden Kontakt mit der Bodenplatte 44 sicherzustellen.
Des Ventilelement nimmt die Form von einer rotierenden Scheibe 48 an, mit
zwei keilförmigen
Messkammern 50, 52. Jede keilförmige Kammer weist zwei gegenüberliegende Flächen „A" 54 und „B" 56 auf.
Die obere Platte 42 weist zwei Einlasslöcher 58 auf, die mit
dem Arzneimittelreservoir (nicht gezeigt) in Verbindung stehen. Die
Arzneimittelformulierung geht unter Druck durch beide Einlasslöcher durch,
aber zu jedem Zeitpunkt kann lediglich eine Messkammer mit einem
Einlassloch ausgerichtet sein. Die Arzneimittelformulierung füllt die
ausgerichtete Messkammer 52, wobei die Oberflächen „A" und „B" von dem Treibmittel
unter Druck gesetzt werden; weil der Oberflächenbereich von „B" größer als
der Oberflächenbereich
von „A" ist, dreht sich
die Kammer in die Richtung von „B" (siehe Pfeil Z). An diesem Punkt (nicht
gezeigt), füllt sich
die Messkammer 50 mit der Arzneimittelformulierung und
die Messkammer 52 lässt
das Arzneimittel an den Patienten ab.
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Die
Dosieraerosole können
durch Verfahren des Stands der Technik vorbereitet werden (siehe z.B.
Byron oben und
US Patent 5,345,980 ).
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Herkömmlicherweise
sind die Kanister und Kappen zur Verwendung in MDI's aus Aluminium oder
einer Aluminiumlegierung hergestellt, obwohl andere Metalle, die
durch die Arzneimittelformulierung nicht beeinflusst werden, wie
beispielsweise rostfreier Stahl, eine Kupferlegierung oder Blechtafel verwendet
werden können.
Ein MDI-Kanister kann auch aus Glas oder Kunststoff fabriziert werden.
Vorzugsweise sind die MDI-Kanister und Kappen, die bei der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, jedoch aus Aluminium oder einer Legierung
daraus hergestellt.
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Das
Arzneimittel-Dosierventil kann aus Teilen bestehen, die üblicherweise
aus rostfreiem Stahl, einem pharmakologisch widerstandsfähigem Polymer,
wie beispielsweise Acetal, Polyamid (z.B. NylonR),
Polycarbonat, Polyester, Fluorkohlenwasserstoff-Polymer (z.B. TeflonR) oder einer Kombination aus diesen Materialien
hergestellt sind. Außerdem werden
Dichtungen und „O-Ringe" aus verschiedenen
Materialien (z.B. Nitrilkautschuke, Polyurethan, Acetylharz, Fluorkohlenwasserstoff-Polymere) oder andere
Elastomermaterialen in und um das Ventil herum verwendet.
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Der
Dichtungsring kann durch Schneiden eines Rings aus einem Bogen aus
einem geeigneten Material ausgebildet werden. Alternativ kann der Dichtungsring
durch ein Formgebungsverfahren ausgebildet werden, wie beispielsweise
einem Spritzgussformgebungs-, einem Pressformgebungs- oder einem
Pressspritzformgebungsverfahren.
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Typischerweise
umfasst der Dichtungsring und/oder zweite Dichtungsring ein Elastomermaterial.
Der Ring ist typischerweise elastisch verformbar.
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Das
Elastomermaterial kann entweder ein thermoplastisches Elastomer
(TPE) oder ein Duromer umfassen, das optional vernetzt sein kann.
Der Dichtungsring kann auch ein thermoplastisches Elastomergemisch
oder -legierung umfassen, bei dem/der ein Elastomermaterial in einer
thermoplastischen Matrix dispergiert ist. Die Elastomere können optional
zusätzlich
herkömmliche
Polymeradditive enthalten, wie beispielsweise Verarbeitungshilfen, Farbstoffe,
Tackifier, Gleitmittel, Siliciumdioxid, Talk oder Verarbeitungsöle, wie
beispielsweise Mineralöl, in
geeigneten Mengen.
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Geeignete
Duromer-Kautschuke umfassen Butylkautschuke, Chlorbutylkautschuke,
Brombutylkautschuke, Nitrilkautschuke, Silikonkautschuke, Fluorsilikonkautschuke,
Fluorkohlenwasserstoffkautschuke, Polysulfidkautschuke, Polypropylenoxidkautschuke,
Isoprenkautschuke, Isopren-Isobutenkautschuke, Isobutylenkautschuke
oder Neopren(Polychloropren)kautschuke.
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Geeignete
thermoplastische Elastomere umfassen ein Copolymer von ungefähr 80 bis
ungefähr 95
Molprozent Ethylen und eine Gesamtmenge von ungefähr 5 bis
ungefähr
20 Molprozent von einem oder mehreren Comonomeren, die aus der Gruppe ausgewählt werden,
die aus 1-Buten, 1-Hexen und 1-Okten besteht, wie im Stand der Technik
bekannt ist. Zwei oder mehrere derartiger Copolymere können zusammen
gemischt werden, um ein thermoplastisches Elastomergemisch auszubilden.
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Eine
andere geeignete Klasse von thermoplastischen Elastomeren sind die
Styren-Ethylen-/Butylen-Styren-Block-Copolymere. Diese Copolymere
können
zusätzlich
ein Polyolefin (z.B. Polypropylen) und ein Siloxan umfassen.
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Das
thermoplastische Elastomermaterial kann auch aus einem oder mehreren
der folgenden ausgewählt
werden: Polyesterkautschuke, Polyurethankautschuke, Ethylenvinylacetetkautschuk,
Styrenbutadienkautschuk, Copolyetherester-TPE, olefinisches TPE,
Polyesteramid-TPE und Polyetheramid-TPE.
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Andere
geeignete Elastomere umfassen Ethylenpropylendienkautschuk (EPDM).
Das EPDM kann selbständig
oder als Teil von einem thermoplastischen Elastomergemisch oder
-legierung vorhanden sein, z.B. in der Form von Partikeln, die im
Wesentlichen gleichmäßig in einer
kontinuierlichen thermoplastischen Matrix (z.B. Polypropylen oder
Polyethylen) dispergiert sind. Kommerziell erhältliche thermoplastische Elastomergemische
und -legierungen umfassen die SANTOPRENETM-Elastomere.
Andere geeignete thermoplastische Elastomergemische umfassen Butylpolyethylen
(z.B. in einem Verhältnis
im Bereich zwischen ungefähr
2:3 und ungefähr
3:2) und Butylpolypropylen.
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Jegliche
Teile des Ventils, welche die pharmazeutische Aerosolsuspension
berühren,
können mit
Materialien wie beispielsweise Fluorpolymer-Materialien beschichtet
sein, welche die Neigung des Medikaments verringern, daran anzuhaften.
Geeignete Fluorpolymere umfassen Polytetrafluorethylen (PTFE) und
Fluorethylenpropylen (FEP). Jegliche bewegliche Teile können auch
Beschichtungen auf ihnen aufgebracht haben, die ihre gewünschten
Bewegungscharakteristiken steigern.
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Reibungsbeschichtungen
können
deshalb aufgebracht werden, um einen Reibungskontakt zu steigern
und Schmiermittel verwendet werden, um einen Reibungskontakt zu
verringern, so wie es notwendig ist.
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Typischerweise
umfasst der Dichtungsring und/oder der zweite Dichtungsring zusätzlich ein Schmiermaterial.
Geeigneterweise umfasst der Dichtungsring und/oder der zweite Dichtungsring
bis zu 30%, vorzugsweise von 5 bis 20% Schmiermaterial.
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Außerdem kann
der Schaft auch ein Schmiermaterial umfassen. Geeigneterweise umfasst
der Ventilschaft bis zu 30%, vorzugsweise von 5 bis 20% Schmiermaterial.
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Der
Begriff „Schmiermittel" hierin bedeutet jegliches
Material, das eine Reibung zwischen dem Ventilschaft und der Dichtung
verringert. Geeignete Schmiermittel umfassen Silikonöl oder ein
Fluorkohlenwasserstoffpolymer wie beispielsweise Polytetrafluorethan
(PTFE) oder Fluorethylenpropylen (FEP).
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Ein
Schmiermittel kann auf den Schaft, Dichtungsring oder einen zweiten
Dichtungsring durch jedes geeignete Verfahren aufgebracht werden,
einschließlich
Beschichten und Imprägnieren,
wie beispielsweise durch Spritz- oder einem Tamponage-Verfahren.
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Bei
der medizinischen Nutzung enthalten die Kanister gemäß der Erfindung
eine pharmazeutische Aerosolformulierung mit einem Medikament und
einem Fluorkohlenwasserstoff- oder Wasserstoff-enthaltenden Chlorfluorkohlenwasserstoff-Treibmittel.
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Geeignete
Treibmittel umfassen zum Beispiel C1-4-Wasserstoff-enthaltende Chlorfluorkohlenwasserstoffe
wie beispielsweise CH2ClF, CClF2CHClF,
CF3CHClF, CHF2CClF2, CHClFCHF2, CF3CH2Cl und CClF2CH3; C1-4-Wasserstoff-enthaltende
Fluorkohlenwasserstoffe wie beispielsweise CHF2CHF2, CF3CH2F,
CHF2CH3 und CF3CHFCF3; und Perfluorkohlenwasserstoffe
wie beispielsweise CF3CF3 und
CF3CF2CF3.
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Wo
Mischungen der Fluorkohlenwasserstoffe oder Wasserstoff-enthaltenden Chlorfluorkohlenwasserstoffe
verwendet werden, können
sie Mischungen der oben identifizierten Verbindungen oder Mischungen
sein, vorzugsweise binäre
Mischungen, mit anderen Fluorkohlenwasserstoffen oder Wasserstoff-enthaltenen
Chlorfluorkohlenwasserstoffen, zum Beispiel CHClF2,
CH2F2 und CF3CH3. Vorzugsweise
wird ein einzelner Fluorkohlenwasserstoff oder Wasserstoff-enthaltender
Chlorfluorkohlenwasserstoff als das Treibmittel verwendet. Besonders
bevorzugt als Treibmittel sind C1-4-Wasserstoff-enthaltende Fluorkohlenwasserstoffe
wie beispielsweise 1,1,1,2-Tetrafluorethan(CF3CH2F) und 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluor-n-Propan(CF3CHFCF3) oder Mischungen
daraus.
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Die
pharmazeutischen Formulierungen zur Verwendung in den Kanistern
der Erfindung enthalten keine Komponenten, die einen Abbau des stratosphärischen
Ozons hervorrufen. Insbesondere sind die Formulierungen im Wesentlichen
frei von Chlorfluorwasserstoffen wie beispielsweise CCl3F,
CCl2F2 und CF3CCl3.
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Das
Treibmittel kann außerdem
ein flüchtiges
Hilfsmittel enthalten, wie beispielsweise ein gesättigter
Kohlenwasserstoff, zum Beispiel n-Butan, Isobutan, Pentan und Isopentan
oder ein Dialkylether, zum Beispiel Dimethylether. Im Allgemeinen kann
bis zu 50% Gew./Gew. des Treibmittels einen flüchtigen Kohlenwasserstoff enthalten,
zum Beispiel 1 bis 30% Gew./Gew. Es werden jedoch Formulierungen
bevorzugt, die frei oder im Wesentlichen frei von flüchtigen
Hilfsmitteln sind. In bestimmten Fällen kann es wünschenswert
sein, angemessene Mengen von Wasser einzuschließen, was vorteilhaft bei der Modifikation
der dielektrischen Eigenschaften des Treibmittels sein kann.
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Ein
polares Co-Lösungsmittel,
wie beispielsweise C2-6-aliphatische Alkohole
und Polyole z.B. Ethanol, Isopropanol und Propylenglycol, vorzugsweise
Ethanol, kann in der Arzneimittelformulierung in der gewünschten
Menge enthalten sein, um die Dispersion der Formulierung zu verbessern,
entweder als der einzige Arzneistoffträger oder zusätzlich zu
anderen Arzneistoffträgern,
wie beispielsweise grenzflächenaktive
Stoffe. Geeigneterweise kann die Arzneimittelformulierung 0,01 bis
5% Gew./Gew. enthalten, basierend auf dem Treibmittel eines polaren Co-Lösungsmittels,
z.B. Ethanol, vorzugsweise 0,1 bis 5% Gew./Gew., z.B. ungefähr 0,01
bis 1% Gew./Gew.
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Ein
grenzflächenaktiver
Stoff kann auch in der Aerosolformulierung verwendet werden. Beispiele
von herkömmlichen
grenzflächenaktiven
Stoffen sind in
EP 372777 offenbart.
Die Menge des verwendeten grenzflächenaktiven Stoffs ist wünschenswerterweise
in dem Bereich von 0,0001% bis 50% Gewicht-zu-Gewicht-Verhältnis relativ
dem Medikament, insbesondere 0,05 bis 5% Gewicht-zu-Gewicht-Verhältnis. Bevorzugte
grenzflächenaktive Stoffe
sind Lecithin, Oleinsäure
und Sorbitantrioleat. Bevorzugte Formulierungen sind jedoch frei
oder im Wesentlichen frei von grenzflächenaktiven Stoffen.
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Pharmazeutische
Formulierungen können 0,0001
bis 50% Gew./Gew., vorzugsweise 0,001 bis 20%, zum Beispiel 0,001
bis 1% Zucker relativ zu dem Gesamtgewicht der Formulierung enthalten.
Im Allgemeinen fällt
das Verhältnis
von Medikament zu Zucker in den Bereich von 1:0,01 bis 1:100, vorzugsweise
1:0,1 bis 1:10. Typische Zucker, die in den Formulierungen verwendet
werden können,
umfassen zum Beispiel Sucrose, Lactose und Dextrose, vorzugsweise
Lactose, und reduzierende Zucker, wie beispielsweise Mannitol und
Sorbitol, und können
in mikronisierter oder gemahlener Form sein.
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Die
endgültige
Aerosolformulierung enthält wünschenswerterweise
0,005 bis 10% Gew./Gew., vorzugsweise 0,005 bis 5% Gew./Gew., insbesondere
0,01 bis 1,0% Gew./Gew. des Medikaments relativ zu dem Gesamtgewicht
der Formulierung.
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Medikamente,
die in den Aerosolformulierungen verabreicht werden können, umfassen
jedes Arzneimittel, das bei der Inhalationstherapie nützlich ist.
Geeignete Medikamente können
somit ausgewählt
werden aus zum Beispiel schmerzlindernden Mitteln, z.B. Codein,
Dihydromorphin, Ergotamin, Fentanyl oder Morphin; Präparaten
für den
Hals, z.B. Diltiazem; Antiallergika, z.B. Cromoglycat, Ketotifen oder
Nedocromil; Antibiotika, z.B. Cephalosporine, Penicilline, Streptomycin,
Sulphonamide, Tetracycline und Pentamidin; Antihistamine, z.B. Methapyrilen; entzündungshemmende
Mittel, z.B. Beclomethason, Flunisolid, Budesonid, Tipredan, Triamcinolon-Acetonid, Fluticason
oder Mometason; Hustenmittel, z.B. Noscapin; Broncho-Dilatoren, z.B. Ephedrin,
Epinephrin, Fenoterol, Formoterol, Isoprenalin, Metaproterenol,
Phenylephrin, Phenylpropanolamin, Pirbuterol, Reproterol, Rimiterol,
Salbutamol, Salmeterol, Terbutalin, Isoetharin, Tulobuterol, Orciprenalin
oder (-)-4-Amino-3,4-Dichlor-α[[[6-[2(2-Pyridinyl)Ethoxy]Hexyl]Amino]Methyl]-Benzenmethanol;
Diuretika, z.B. Amilorid; Anticholinergetika, z.B. Ipratropium), Atropin
oder Oxitropium; Hormone, z.B. Cortison, Hydrocortison oder Prednisolon;
Xanthine, z.B. Aminophyllin, Cholin-Theophyllinat, Lysin-Theophyllinat oder
Theophyllin; und therapeutische Proteine und Peptide, z.B. Insulin
oder Glukagone. Es wird einem Fachmann klar sein, dass, wo es angemessen
ist, die Medikamente in der Form von Salzen (z.B. als Alkalimetall-
oder Aminsalze oder als Säurezusatz-Salze) oder
als Ester (z.B. niedrige Alkylester) oder als Solvate (z.B. Hydrate)
verwendet werden können,
um die Aktivität
und/oder Stabilität
des Medikaments zu optimieren, und/oder die Löslichkeit des Medikaments in
dem Treibmittel zu minimieren. Es wird einem Fachmann ferner klar
sein, dass, wo es angemessen ist, die Medikamente in der Form eines
reinen Isomers verwendet werden können, zum Beispiel R-Salbutamol
oder RR-Formotenol.
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Besonders
bevorzugte Medikamente zur Verabreichung unter Verwendung von Aerosolformulierungen
gemäß der Erfindung
umfassen Antiallergika, Bronchodilatoren und entzündungshemmende Steroide
zur Verwendung bei der Behandlung von Atmungsstörungen, wie beispielsweise
Asthma, durch Inhalationstherapie, zum Beispiel Cromoglycat (z.B. als
das Natriumsalz), Salbutamol (z.B. als die freie Base oder das Sulphat-Salz),
Salmeterol (z.B. als das Xinafoat-Salz), Formoterol (z.B. als das
Fumarat-Salz), Terbutalin (z.B. als das Sulphat-Salz), Reproterol
(z.B. als das Hydrochlorid-Salz), ein Beclomethason-Ester (z.B.
das Dipropionat), ein Fluticason-Ester (z.B. das Propionat). Salmeterol,
insbesondere Salmeterol-Xinafoat, Salbutamol, Fluticason-Propionat,
Beclomethason-Dipropionat
und physiologisch akzeptable Salze und Solvate davon sind besonders
bevorzugt.
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Fachleute
werden zu schätzen
wissen, dass Aerosolformulierungen gemäß der Erfindung, falls gewünscht, eine
Kombination von zwei oder mehr Wirkstoffen enthalten können. Aerosolzusammensetzungen
mit zwei Wirkstoffen sind für
die Behandlung von Atmungsstörungen,
wie beispielsweise Asthma, bekannt, zum Beispiel Formoterol und
Budesonid, Salmeterol (z.B. als das Xinafoat-Salz) und Fluticason
(z.B. als der Propionat-Ester), Salbutamol und Beclomethason (als
der Dipropionat-Ester) sind bevorzugt.
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Besonders
bevorzugte Formulierungen zur Verwendung in den Kanistern der vorliegenden
Erfindung umfassen ein Medikament und ein C1-4-Hydrofluoralkan,
insbesondere 1,1,1,2-Tetrafluorethan und 1,1,1,2,3,3,3-n-Heptafluorpropan
oder eine Mischung daraus als Treibmittel.
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Bevorzugte
Formulierungen sind frei oder im Wesentlichen frei von Formulierungsarzneistoffträgern. Somit
bestehen bevorzugte Formulierungen in der Hauptsache aus (oder bestehen
aus) dem Medikament und dem ausgewählten Treibmittel.
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Herkömmliche
Massengut-Herstellungsverfahren und Maschinenausstattung, die Fachleuten der
pharmazeutischen Aerosolherstellung bekannt sind, können für die Zubereitung
von Chargen großen
Maßstabs
für die
kommerzielle Produktion von gefüllten
Kanistern verwendet werden. Somit wird zum Beispiel in einem Massengut-Herstellungsverfahren
ein Dosierventil auf eine Aluminiumdose gecrimpt, um einen leeren
Kanister auszubilden. Das Medikament in Partikelform wird zu einem
Chargiergefäß hinzugefügt und flüssiges Treibmittel
wird unter Druck durch das Chargiergefäß in ein Herstellungsgefäß eingefüllt. Die
Arzneimittelsuspension wird vor einer Rezirkulation an eine Füllmaschine
gemischt und aliqoter Teil wird dann durch das Dosierventil in den
Kanister gefüllt.
Typischerweise wird bei Chargen, die zur pharmazeutischen Nutzung
zubereitet sind, jeder gefüllte
Kanister zur Kontrolle gewogen, mit einer Chargennummer kodiert
und in eine Ablage zur Lagerung gepackt, vor einem Testen der Freisetzung.
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Jeder
gefüllte
Kanister wird vor der Nutzung passend in einer geeigneten Kanalisierungsvorrichtung
angebracht, um ein Dosieraerosol zur Verabreichung des Medikaments
in die Lungen oder Nasenhöhle
von einem Patienten auszubilden. Geeignete Kanalisierungsvorrichtungen
umfassen zum Beispiel eine Ventilbetätigungsvorrichtung und einen
zylindrischen oder konus-artigen Durchgang, durch den das Medikament
aus dem gefüllten
Kanister über
das Dosierventil an die Nase oder den Mund eines Patienten abgeliefert
werden kann, z.B. eine Mundstück-Betätigungsvorrichtung.
Dosieraerosole sind dazu ausgestaltet, eine feste Einheitsdosierung
eines Medikaments pro Betätigung
oder „Puff" abzuliefern, zum Beispiel
in dem Bereich von 10 bis 5000 Mikrogramm Medikament pro Puff.
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Die
Verabreichung eines Medikaments kann für die Behandlung von leichten,
moderaten oder schweren akuten oder chronischen Symptomen oder für eine prophylaktische
Behandlung angezeigt werden. Man wird zu schätzen wissen, dass die verabreichte
präzise
Dosis von dem Alter und der Kondition des Patienten, dem bestimmten
verwendeten Medikament in Partikelform und der Frequenz der Verabreichung
abhängen
wird, und letztlich im Ermessen des Dienst habenden Arztes sein
wird. Wenn Kombinationen von Medikamenten verwendet werden, wird
die Dosis von jeder Komponente der Kombination im Allgemeinen diejenige
sein, die für
jede Komponente verwendet wird, wenn sie allein genutzt wird. Typischerweise
kann eine Verabreichung einmal oder mehrmals sein, zum Beispiel
von 1 bis 8 Mal pro Tag, wobei zum Beispiel 1, 2, 3 oder 4 Puffs
jedes Mal gegeben werden. Jede Ventilbetätigung kann zum Beispiel 5 μg, 50 μg, 100 μg, 200 μg oder 250 μg eines Medikaments
liefern. Typischerweise enthält jeder
gefüllte
Kanister zur Verwendung in einem Dosieraerosol 60, 100, 120 oder
200 abgemessene Dosen oder Puffs eines Medikaments; wobei die Dosierung von
jedem Medikament entweder bekannt ist oder leicht durch Fachleute
feststellbar ist.
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Man
wird verstehen, dass die gegebenen Beispiele lediglich beispielhaft
sind und dass kleinere Modifikationen daran durchgeführt werden
können, ohne
von dem Bereich der Erfindung, wie in den Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.