DE60221611T2

DE60221611T2 - Trockenpulverinhalator

Info

Publication number: DE60221611T2
Application number: DE60221611T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kyotanabe-shi Takano; Kei Kyoto-shi Asai; Makoto Tabata
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-09-14
Also published as: JP3619176B2; DE60221611D1; EP1293225A3; EP1293225B1; US20030056789A1; JP2003079731A; EP1293225A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Trennvorrichtungsmodul für Arzneimittelpartikel zur Bildung von Trockenpulver in einem Inhalator, der von einem Patienten mit einer Atemwegserkrankung zur Inhalierung eines Medikaments verwendet wird, als auch auf einen Inhalator, der mit solch einem Modul ausgestattet ist.
Trockenpulverinhalatoren zur Unterstützung eines Patienten mit einer Atemwegserkrankung, wie z. B. Asthma, bei der Inhalation eines Medikaments zur Einflussnahme auf den Zustand und Verbesserung des Zustands der Krankheit sind kommerziell erhältlich. Ein Trockenpulvermedikament wird gewöhnlicherweise durch Anhaften von 1-10 μm effektiver Komponente (Medikament) bis mehrere zehn an ungefähr 100 μm Laktose sogenannter Verdünnungsbasis, um das Trockenpulvermedikament leichter einnehmbar zu machen, gebildet. Ein Trockenpulverinhalator ist derart eingerichtet, dass er durch die Inhalation des Patienten betrieben wird, wobei der Inhalator eine Wirbelströmung der Luft, wenn der Patient inhaliert erzeugt und bewirkt, dass sich das Medikament von der Laktose trennt, so dass der Patient das gelöste Medikament inhalieren kann.
Eines der Probleme solch eines Inhalators im Stand der Technik ist, dass der Grad der Erzeugung der Wirbelströmung sehr von der Geschwindigkeit der inhalierten Luft abhängt. Wenn der Patient sehr krank oder sehr jung ist und eine ausreichende Geschwindigkeit der Luft nicht erreicht werden kann, kann nicht genug Wirbelströmung der Luft mit der Atmung vorliegen und das Medikament nicht ausreichend gelöst werden. Weil Laktose, die an dem Medikament verbleibt, ein relativ großes Trägheitsmoment aufweist, kann sie mit dem Kehlkopf zusammenstoßen. Weil ihr Durchmesser relativ groß ist, kann sie weiterhin an den oberen Atemwegen anhaften, so dass das Medikament die Erreichung eines tieferen Abschnitts der Lunge, für den es bestimmt ist, verfehlt.
Ein weiteres Problem ist, dass Medikamente nicht immer kugelförmig sind. Einige von Ihnen können langgestreckt oder nadelförmig sein. Weil die Medikamentpartikel, die von kommerziell erhältlichen Trockenpulverinhalatoren erzeugt werden, in verschiedenen Winkeln ausgerichtet sind, sind deren mittlere aerodynamischen Massendurchmesser nicht konstant, sondern weisen eine große Verteilung auf. Im Ergebnis ist ebenso die Verteilung an der Position innerhalb des Körpers des Patienten, an der sich die Medikamente ablagern, ausreichend groß und dies erschwert, die therapeutische Wirkung auf den Patienten vorherzusagen.
Ein weiteres Problem des Trockenpulverinhalators gemäß dem Stand der Technik ist dessen Unfähigkeit, eine Verteilung der Durchmesser der Partikel, die ausgegeben werden sollen, auszuwählen.
Aus US-A-4627430 ist ein Inhalator bekannt, der einen Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Inhalationsmittels umfasst, in den ein Ansaugkonus zur Ansaugung des flüssigen Inhalationsmittels aus dem Behälter und zur Zerstäubung des Inhalationsmittels eingetaucht wird.
US-A-3971377 offenbart einen Inhalator, der die Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 aufweist.
Überblick über die Erfindung
Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung einen verbesserten Trockenpulverinhalator zu schaffen, der fähig ist, das Medikament, unabhängig von der Inhalationsrate des Patienten, effektiv von der Laktose zu trennen, die Orientierung der Medikamentpartikel zu vereinheitlichen und die Verteilung der Medikamentendurchmesser zu verändern.
Ein Trockenpulverinhalator gemäß dieser Erfindung ist, wie in Anspruch 1 definiert, nicht nur dadurch gekennzeichnet, dass er eine Struktur, die eine Strömungsstrecke für das Medikament von einer Stromaufwärtsseite zu einer Stromabwärtsseite derart vorsieht, dass sie mit der Atmung synchron läuft, einen Rotor, der in dieser Strömungsstrecke angeordnet ist, und Antriebsmittel zur Drehung des Rotors aufweist, sondern auch dadurch, dass der Rotor eine konvexe Oberfläche auf der Stromaufwärtsseite aufweist. Die konvexe Oberfläche des Rotors auf der Stromaufwärtsseite kann einen Abschnitt, der konisch oder halbsphärisch ist, oder einen Abschnitt eines Konus oder einer Sphäre beinhalten. Mit anderen Worten die Rotoroberfläche kann eine Konusform, deren spitzer Abschnitt entfernt wurde, haben.
Durch Vorsehen eines Inhalators mit einer so aufgebauten Trennvorrichtung, wird ein stationärer Fluss in der Nähe des Drehkonus, wenn der Rotor gedreht wird, erzeugt und eine Scherkraft, die durch die Geschwindigkeitsdifferenzierung an den Partikeln innerhalb des Medikaments bewirkt wird, wirkt auf das in diesem Fluss verteilte Medikament. Folglich wird nur das Medikament, das von einer Versorgungsquelle verteilt wird, leicht von der Laktose gelöst, wenn die Partikel den Rotor passieren. Im Ergebnis können die Medikamentpartikel zuverlässig einen festgelegten Körperabschnitt des Patienten, der eine Behandlung benötigt, wie z. B. ein tiefer Innenabschnitt der Lunge, erreichen.
Während die von der Laktose gelösten Medikamentpartikel in der Nähe der geneigten Oberfläche des drehenden Rotors schweben, werden sie in die gleiche Richtung, wenn sie eine flache oder nadelähnliche Form aufweisen, ausgerichtet. Weil ihre aerodynamischen Partikeldurchmesser einheitlich werden, können sie effizienter an einem Zielabschnitt innerhalb des Patienten abgelagert werden.
Wenn ein Ventilator auf der Stromaufwärtsseite des Rotors für die Verteilung und die Beförderung des Medikaments in Richtung des Rotors angeordnet wird, werden die Medikamentpartikel mit Gewalt in Richtung des Rotors beschleunigt und folglich effizienter von der Laktose getrennt.
Ein Trennvorrichtungsmodul für Arzneimittelpartikel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin mit einem Detektor für die Feststellung der Drehgeschwindigkeit des Rotors und einer Steuerungseinheit für die Steuerung der Antriebsmittel gemäß der Drehgeschwindigkeit des Rotors, die durch den Detektor nachgewiesen wurde, ausgestattet. Mit solch einem Detektor und einer Steuerungseinheit kann die Arzneimittelpartikeltrennvorrichtung auf verschiedene Weisen, den Ergebnissen, die durch den Detektor ermittelt wurden, entsprechend, gesteuert werden. Zum Beispiel kann die Drehgeschwindigkeit (die Anzahl der Drehungen pro Zeiteinheit) des Rotors derart angepasst werden, dass sie die Verteilung der Durchmesser der Medikamentpartikel verändert. Als weiteres Beispiel kann die Drehung des Rotors gemäß der gemessenen Atmungsgeschwindigkeit des Patienten gesteuert werden. Bei einer solchen Verwendung können Medikamentpartikel derart erzeugt werden, dass sie eine Größe haben, die unabhängig von der Atmungsgeschwindigkeit des Patienten ist. Der Rotor kann derart gesteuert werden, dass er seine Drehung in Synchronisation mit der Atmung des Patienten startet.
Wenn der Rotor und der Ventilator an der gleichen Welle befestigt sind, können sie durch ein einziges Antriebsmittel betrieben werden und folglich kann die Anzahl der anzuordnenden Bauteile reduziert werden und das Modul kleiner gemacht werden. Wenn die Antriebsmittel weiterhin koaxial mit dem Rotor und dem Ventilator angeordnet sind, kann die Folge der Vorgänge in einer Luftströmung, die die Zufuhr der Medikamentpartikel von einer Quelle, deren Trennung von der Laktose und den Transport des getrennten Medikaments beinhaltet, effizient durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Außenansicht eines Inhalators, der diese Erfindung verkörpert.
2 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Inhalators aus 1.
3 ist eine Schnittansicht des Inhalators aus 1.
4 ist eine Seitenansicht eines konisch geformten Rotors zur Darstellung der Abmaße seiner Beispiele.
5 ist ein Diagramm zur Darstellung der Scherkräfte auf die Medikamentpartikel innerhalb des Inhalators dieser Erfindung.
6A und 6B sind Zeichnungen zur Erklärung der Scherkräfte, die auf die Medikamentpartikel aufgrund der Drehbewegung des Rotors des Inhalators wirken.
7 ist eine Schnittansicht eines weiteren Inhalators, der diese Erfindung verkörpert.
8 ist eine auseinandergezogene diagonale Ansicht eines weiteren Inhalators, der diese Erfindung verkörpert.
9 ist eine Schnittansicht des Inhalators aus 8.
10 ist ein schematisches Blockdiagramm des Inhalators aus 8 und 9.
11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit des Rotors und des Partikeldurchmessers des Medikaments und dessen Verteilung zeigt.
12 ist eine Schnittansicht eines Abschnittes eines weiteren Inhalators, der diese Erfindung verkörpert.
13 ist ein schematisches Blockdiagramm des Inhalators aus 12.
14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 14-5 und 14-6, zusammen als 14 bezeichnet, sind Seitenansichten von Rotorbeispielen mit verschiedenen Formen, die in dem Inhalator dieser Erfindung verwendet werden können.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezug auf ein Beispiel beschrieben. 1 ist eine Außenansicht eines Inhalators, der diese Erfindung verkörpert. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht und 3 ist dessen Schnittansicht. Wie gezeigt, weist der Inhalator ein rohrförmiges Gehäuse 10, das innerhalb eine Strömungsstrecke für das Medikament bildet, auf und beinhaltet einen Batterieaufnahmeabschnitt 12, der fähig ist, zwei Batterien 20 darin aufzunehmen. Batterieanschlüsse 21 sind an beiden Seiten des Batterieaufnahmeabschnitts 12 vorgesehen und eine Batterieabdeckung 22 ist abnehmbar daran angebracht.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 10 ist ein Schaltkreisgehäuse 14, das darin eine Platine 30, die, auf ihr montiert, sowohl eine CPU 31, die als Steuerungsmittel dient, als auch einen Schalter 32 aufweist, aufnimmt und das mit einer Abdeckung 34 versehen ist. Der Schalter 32 ist nach außen freigelegt, wobei er die Abdeckung 34 durch ein Durchgangsloch 34a durchsetzt.
Ein Mundstück 40 ist ausklinkbar auf eine Öffnung an einem Ende des Gehäuses 10 eingerastet und eine Unterseitenabdeckung 42 ist auf die gegenüberliegende Öffnung des röhrenförmigen Gehäuses 10 eingerastet und verschließt diese. In der Mitte der Unterseitenabdeckung 42 befindet sich eine Luftöffnung 42a, in die eine teilweise offene Nadel 44 eingesetzt ist, wobei sie eine Kapsel 45, die ein Medikament enthält, durchsetzt, so dass die Öffnung der Nadel 44 innerhalb der Kapsel 45 liegt. Die Kapsel 45 wird gehaltert, indem sie in einen Halterungsrah men 42b, der von der Unterseitenabdeckung 42 nach innen vorsteht, gedrückt wird.
Ein Rotor 50, der eine konisch geformte Oberfläche in Richtung der Kapsel 45 aufweist, ist innerhalb des Gehäuses 10 drehbar gelagert. Gemäß diesem Beispiel weist der Rotor 50 einen konischen Abschnitt 51 mit einer geneigten äußeren Oberfläche und einen kreisförmigen scheibenartigen Basisabschnitt 52 auf. Ein kleiner Abstand wird zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Basisabschnittes 52 und der inneren Oberfläche des Gehäuses 10 beibehalten. Die Welle eines Rotormotors (oder Antriebsmittel) 55, die bewirkt, dass der Rotor 50 sich dreht, ist in der Mitte des Basisabschnittes 52 des Rotors 50 befestigt. Der Motor ist in der Mitte eines Befestigungselementes 16, das innerhalb des Gehäuses 10 gebildet ist, befestigt, so dass Luftspalte an dem Anbringelement 16 gebildet sind, um der Luft und dem Medikament zu gestatten hindurchzufließen. Die Welle des Motors 55, die Mittenachse des Rotors 50 und die Nadel 44 sind derart angeordnet, dass sie in einer gegenseitig koaxialen Beziehung innerhalb des Gehäuses 10 stehen.
Die Größe und die Form des Rotors 50 können von der Größe des Inhalators abhängen. 4 zeigt zwei Beispiele eines Rotors mit einem konisch geformten Abschnitt 51 unter Bezug auf dessen Anstieges θ hinsichtlich des Basisabschnitts 52, die Höhe h des Basisabschnittes 52 und des äußeren Durchmessers w des Basisabschnittes 52. Beispiel 1 hat ein θ = 20°, Beispiel 2 hat ein θ = 30°, wobei h und w sowohl für Beispiel 1 als auch 2 gleich sind.
Wenn der Schalter 32 gedrückt wird, um den Motor 55 einzuschalten, beginnt der Rotor 55 sich zu drehen. Wenn ein Patient durch das Mundstück 40 einatmet, entsteht ein Unterdruck innerhalb des Gehäuses 10, der bewirkt, dass Luft durch die Luftöffnung 42a in dem Unterseitenabschnitt 42 und die Nadel 44 in den Innenraum des Gehäuses 10 strömt. Wenn die Luft die Nadel 44 durchströmt, wird das Medikament innerhalb der Kapsel 45 durch die Öffnung der Nadel 44 angesaugt und innerhalb des Gehäuses 10 verteilt. Das verteilte Medikament wird dann in Richtung des Rotors 50 bewegt.
Inzwischen besteht eine stationäre Luftströmung, die sich in der Nähe der Umfangsoberfläche des konischen Abschnittes 51 aufgrund der Drehbewegung des Rotors 50 entwickelt hat. Im Ergebnis erfährt das innerhalb dieser stationären Strömung verteilte Medikament eine Scherkraft, die durch die auf das Medikament erzeugte Geschwindigkeitsdifferenzierung entsteht. Im Allgemeinen ist solch eine Scherkraft proportional zu dem Anstieg der Geschwindigkeit n oder der Rate, mit dem oder in der sich die Geschwindigkeit des stationären Flusses ändert. Wie in 5 gezeigt, wird, wenn eine X-Achse entlang der Oberfläche eines Objekts in der Richtung einer stationären Strömung gewählt und eine Z-Achse senkrecht zu der Oberfläche definiert wird, die Scherkraft τ an jedem Punkt durch τ = η (du/dz) ausgedrückt, wobei η die Viskosität ist. 6A zeigt ein Koordinatensystem, das auf ähnliche Weise auf der Oberfläche des konischen Abschnittes 51 des Rotors 50, der in 1 bis 3 gezeigt ist, definiert ist, wobei die Z-Achse senkrecht zu der konischen Oberfläche ist und die X- und die Y-Achse tangential, wie gezeigt, zu ihr sind. In diesem Fall, wie in 6B gezeigt, wirkt die Ansaugkraft in die X-Richtung und eine Scherkraft τ in die Y-Richtung. Die Laktose und das Medikament werden durch diese Scherkraft getrennt.
Weil der Inhalator gewöhnlich in einer aufrechten Position mit dem Mundstück 40 nach oben orientiert verwendet wird, fällt die gelöste Laktose durch die Gravitationskraft nach unten und nur das Medikament in Pulverform wird in die Richtung des Mundstückes 40 gesaugt. Folglich kann das Medikament den Ort der Behandlung, wie z. B. einen tiefen Innenbereich der Lunge, zuverlässig erreichen und dessen Behandlungswirkung verbessert werden. Darüber hinaus kommen, wäh rend das Medikament in der Nähe der drehenden geneigten Oberfläche des Rotors 50 schwebt, die nadelförmigen kristallinen und die flach geformten Partikel unter einem festen Winkel ins Schweben und die Medikamentpartikel bekommen eine aerodynamisch einheitliche Partikelgröße. Dies hat das positive Ergebnis, dass effektiv bewirkt wird, dass das Medikament innerhalb des Körpers des Patienten abgelagert wird.
7 zeigt einen weiteren Inhalator gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, der von dem oben unter Bezug auf die 1 bis 3 beschriebenen Inhalator nur dadurch unterschiedlich ist, dass ein Ventilator 60 innerhalb des Gehäuses 10 zur Verteilung und Beschleunigung des Medikaments in Richtung des Rotors 50 vorgesehen ist. Der Ventilator 60 ist an einer Welle 61, die wiederum an dem Rotor 50 in dessen Mitte angebracht ist, zwischen der Kapsel 45 und dem Rotor 50 innerhalb des Gehäuses 10 angebracht, so dass er mit dem Rotor 50 koaxial ist und sich zusammen mit dem Rotor 50 dreht. Der Ventilator 60, der sich folglich mit dem Rotor 50 dreht, dient dazu, das von der Kapsel 45 getrennte Medikament mit Gewalt in Richtung der geneigten Oberfläche des konischen Abschnittes 51 des Rotors 50 zu leiten. Folglich wird das Medikament effektiver von der Laktose getrennt. Weil der Rotor 50, der Ventilator 60 und der Motor 55 koaxial angeordnet sind, wird der Raum innerhalb des Gehäuses 10 effizient genutzt und die Trennung und die Emission des Medikaments kann effizient in einem Luftstrom durchgeführt werden.
8 und 9 zeigen noch einen weiteren Inhalator, der diese Erfindung verkörpert, der ähnlich zu dem Inhalator, der unter Bezug auf 7 oben beschrieben wurde, aufgebaut ist, aber zusätzlich einen Fotosensor 65 für die Feststellung der Drehgeschwindigkeit des Rotors 50 umfasst. In dem dargestellten Beispiel ist der Fotosensor 65 vom sogenannten Reflexionslichttyp, der ein an der Spitze des Ventilators 60 angebrachtes Zielelement 60a aufweist, das durch den Fotosensor 65 zu detektieren ist. Der Fotosensor 65 ist auf der Rückseite der Platine 30 angeordnet und eine schwarze Linie ist auf dem Zielelement 60a dem Fotosensor 65 gegenüber aufgebracht, so dass die Drehung des Ventilators 60 und folglich die des Rotors 50 hierdurch bestimmt werden kann. Der Fotosensor 65 und das Zielelement 60a bilden zusammen einen Drehungsdetektor 70 (in 10 gezeigt).
Ein Verfahren zum Betreiben des Inhalators ist schematisch in dem Blockdiagramm in 10 gezeigt. Die Drehgeschwindigkeit des Rotors 50, die durch den Fotosensor 65 festgestellt wird, wird an die Steuerungseinheit (CPU 31), die zur Durchführung einer Regelung des Motors 55 dient, übertragen.
Die Drehbewegung des Rotors 50 kann auf verschiedene Arten gesteuert werden. Zum Beispiel kann die Drehgeschwindigkeit des Rotors 50 gesteuert werden, so dass die Verteilung der Partikelgröße des Medikaments variiert wird. In solch einem Betriebsmodus kann ein Medikament mit einem Partikeldurchmesser, der nicht von der Atmungsgeschwindigkeit des Patienten abhängt, erzeugt werden. 11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit des Rotors 50 und des Partikeldurchmessers des Medikaments und dessen Verteilung zeigt. Wie aus 11 ersichtlich, wenn der Rotor sich nicht dreht (oder wenn der Rotor nicht vorgesehen ist), ist die Verteilung der Medikamentpartikel um ungefähr 7 μm zentriert, aber die Verteilung zentriert sich um ungefähr 5 μm, wenn der Rotor 50 sich mit einer Rate von 7000 min^–1 dreht und um ungefähr 2 μm, wenn der Rotor 50 sich mit einer Rate von 10000 min^–1 dreht. Neue Experimente der Erfinder zeigen hierin, dass sich die Verteilung um ungefähr 1 μm zentriert, wenn der Motor sich mit einer Rate von 12000 min^–1 dreht. Folglich, wenn der Rotor 50 sich mit einer schnellen Rate über 10000 min^–1 dreht, können die Medikamentpartikel auf einen mittleren aerodynamischen Massendurchmesser von ungefähr 1 μm vereinheitlicht werden, so dass sie effizient einen tiefen Teil des Körpers des Patienten erreichen können, obwohl es nicht erstrebenswert ist, den mittleren aerodynamischen Massendurchmesser auf weniger als 1 μm zu reduzieren, weil solche Medikamentpartikel einen tiefen Teil des Körpers des Patienten, der eine Therapie benötigt, erreichen können, aber dort nicht erfolgreich abgelagert und aus dem Körper heraus ausgeatmet werden können. Eine gewünschte Verteilung der Partikelgröße kann durch Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Rotors 50 unabhängig von der Atmungsgeschwindigkeit des Patienten erzeugt werden.
12 und 13 zeigen einen Inhalator gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, der ähnlich zu einem oben unter Bezug auf 8 und 9 beschriebenen ist, aber der dadurch gekennzeichnet ist, dass sein Ventilator und der Rotor (und folglich seine Antriebswelle 51) eingerichtet sind, sich unabhängig voneinander zu drehen. Wenn ein Patient durch das Mundstück atmet (wie bei 40 in 8 und 9 gezeigt, aber nicht in 12 gezeigt), vollzieht der Ventilator 60 eine Drehbewegung gemäß der Atemmenge. Ein Zielelement 60a für eine Feststellung ist an dem Ventilator 60 angebracht und die Drehbewegung des Ventilators 60, die die Luftansaugungsgeschwindigkeit repräsentiert, kann durch einen Fotosensor 65 (angenommen vom sogenannten Reflektionslichttyp), der als Ansaugluftgeschwindigkeitssensor dient, festgestellt werden.
Wie in 13 gezeigt, wird die von dem Fotosensor 65 bestimmte Luftansauggeschwindigkeit zu einer Steuerungseinheit (mit einer CPU 31) übertragen und mit einer vorher gespeicherten bestimmten Geschwindigkeit verglichen. Wenn festgestellt wird, dass die nachgewiesene Luftansauggeschwindigkeit diese festgelegte Geschwindigkeit übersteigt, beurteilt die Steuerungseinheit 31, dass die Atmung des Patienten stark genug ist und aktiviert den Motor 55 für den Rotor 50, der bewirkt, dass sich der Rotor 50 mit einer festgelegten Geschwindigkeit, wie z. B. 10000 min^–1, dreht. In 12 bezeichnen Bezugszeichen 62 Anschläge für die Begrenzung der Bewegung des Ventilators 60 entlang der Antriebswelle 51 des Motors 50 und Bezugszeichen 51 bezeichnet ein Lager, das zwischen die Welle für den Ventilator 60 und die Antriebswelle 51 des Motors 50 zur Ermöglichung deren wechselseitiger unabhängiger Drehbewegung eingesetzt ist.
Die Steuerungseinheit (oder die CPU 31) kann programmiert sein, so dass sie die Drehbewegung (Geschwindigkeit) des Rotors 50 gemäß der Luftansauggeschwindigkeit durch den Patienten steuert. Wenn die Ansaugrate des Patienten bestimmt wird, größer zu sein als eine festgelegte Rate, kann die gemessene Ansaugrate in mehrere Stufen unterteilt werden. Im Allgemeinen kann, je kleiner der mittlere aerodynamische Massendurchmesser ist, das Medikament umso tiefer in den Körper des Patienten eindringen. Weil die Medikamentpartikel eine Masse aufweisen, erfahren sie eine anfängliche Kraft oder Moment, wenn sie sich zu bewegen beginnen. Größere Medikamentpartikel weisen ein größeres Moment auf und können die Richtung der Bewegung nicht leicht ändern. Sie neigen dazu, mit der inneren Wand der Luftröhre zusammenzustoßen und es wird schwierig für sie, einen tieferen Abschnitt der Lunge zu erreichen. Während die Luftansauggeschwindigkeit relativ niedrig ist, können relativ große Medikamentpartikel in der Lage sein, einen tieferen Abschnitt der Lunge zu erreichen, selbst wenn der Rotor 50 sich mit einer relativ geringen Geschwindigkeit wie z. B. 7000 min^–1 dreht. Wenn die Luftansauggeschwindigkeit erhöht wird, kann die Bewegung des Rotors 50 derart erhöht werden, z. B. auf 10000 min^–1, dass sie die Durchmesser der Medikamentpartikel reduziert, so dass sie tiefer in die Lunge, als wenn die Luftansauggeschwindigkeit niedriger wäre, eindringen können.
Die Drehgeschwindigkeit des Rotors 50 braucht nicht in einer stufenartigen Weise geändert werden. Sie kann kontinuierlich oder linear gemäß der Luftansauggeschwindigkeit des Patienten geändert werden. Die Drehung des Rotors 50 kann angehalten werden, wenn der Patient aufhört einzuatmen und anfängt auszuatmen. Alternativ kann die Steuerungseinheit (oder die CPU 31) mit einem Zeitgeber ausgestattet werden und kann den Rotor 50 steuern, dass er für eine festgelegte Zeitlänge (wie z. B. ein paar Sekunden) zu rotieren fortsetzt, wenn es festgestellt wurde, dass eine festgelegte Menge an Luft eingeatmet worden ist. Der Energieverbrauch der Batterien kann durch eine dieser Steuerungsverfahren reduziert werden, weil die Drehung des Rotors 50 nicht gestartet wird, bis der Patient anfängt mit einer festgelegten Luftansaugrate zu atmen. Die Drehung des Rotors 50 kann ebenfalls in der Art gesteuert werden, dass sie gleichzeitig mit der Atmung des Patienten startet.
Die Erfindung ist unter Bezug auf nur eine begrenzte Anzahl an Ausführungsformen beschrieben worden, aber diese dargestellten Ausführungsformen beabsichtigen nicht, den Umfang der Erfindung zu begrenzen. Viele Modifikationen und Veränderungen sind innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich. Zum Beispiel, obwohl Rotoren mit einer konisch geformten Oberfläche dargestellt worden sind, kann die Rotoroberfläche viele verschiedene Formen aufweisen. 14 zeigt einige Beispiele, die konische Formen mit einem entfernten Spitzenabschnitt (wie z. B. in 14-3 und 14-4 gezeigt) oder ohne entfernten Spitzenabschnitt (wie z. B. in 14-1 und 14-2 gezeigt) und sphärische Formen (wie z. B. in 14-5 und 14-6 gezeigt), alle mit einer zylindrischen Basis (wie z. B. in 14-1, 14-3 und 14-5 gezeigt) oder ohne zylindrische Basis (wie z. B. in 14-2, 14-4 und 14-6 gezeigt) beinhalten. All solche Modifikationen und Veränderungen, die für den Fachmann offensichtlich sind, sind beabsichtigt, innerhalb des Umfangs dieser Erfindung zu sein.

Claims

Trockenpulverinhalator, bei welchem ein Luftstrom durch eine Inhalationstätigkeit eines Patienten erzeugt wird, der es dem Patienten erlaubt, ein Medikament zu inhalieren, wobei der Inhalator ein Gehäuse (10), welches einen rohrförmigen Strömungsweg für ein Medikament von einer stromauf liegenden Seite zu einer stromab liegenden Seite des Gehäuses (10) definiert, eine Medikamentenquelle (45), die an der stromauf liegenden Seite angeordnet ist, und ein Mundstück (40), das an der stromab liegenden Seite angeordnet ist, einen Teilchentrenner, der in dem Luftströmungsweg in einem Abstand von der Medikamentenquelle (45) angeordnet ist, aufweist, wobei der Teilchentrenner einen mit Antriebsmitteln (55) betriebenen Rotor (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eine konvexe Oberfläche (51) aufweist, die der Medikamentenquelle (45) zugekehrt ist.
Inhalator nach Anspruch 1, wobei die konvexe Oberfläche eine aus der Gruppe, bestehend aus Oberflächen, welche wenigstens teilweise konisch (51) sind, und Teilen einer sphärischen Oberfläche, ausgewählte ist.
Inhalator nach Anspruch 1, welcher ferner einen stromaufseitig des Rotors (50) angeordneten Ventilator (60) zum Zerstäuben und Beschleunigen des Medikaments zum Rotor hin aufweist.
Inhalator nach Anspruch 1, welcher ferner einen Detektor zur Feststellung der Drehgeschwindigkeit des Rotors (50) und eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebsmittel (55) gemäß der mit dem Detektor festgestellten Drehgeschwindigkeit des Rotors aufweist.
Inhalator nach Anspruch 3, welcher ferner einen Detektor zur Feststellung der Drehgeschwindigkeit des Rotors (50) und eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebsmittel (55) gemäß der mit dem Detektor festgestellten Drehgeschwindigkeit des Rotors aufweist.
Inhalator nach Anspruch 3, wobei der Ventilator (60) und der Rotor (50) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 4, wobei der Ventilator (60) und der Rotor (50) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 5, wobei der Ventilator (60) und der Rotor (50) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 3, wobei der Ventilator (60), der Rotor (50) und die Antriebsmittel (55) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 4, wobei der Ventilator (60), der Rotor (50) und die Antriebsmittel (55) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 5, wobei der Ventilator (60), der Rotor (50) und die Antriebsmittel (55) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 1, welcher ferner eine Abdeckung (42) mit einem stromauf des Rotors (50) angeordneten Luftloch (42a) und eine an dem Loch angeordnete Kapsel (45) zur Aufnahme des Medikaments aufweist.
Inhalator nach Anspruch 12, welcher ferner eine in das Loch eingesetzte teilweise offene Nadel (44) aufweist.
Inhalator nach Anspruch 13, wobei eine Antriebswelle der Antriebsmittel (55), eine Mittelachse des Rotors (50) und die Nadel (44) koaxial angeordnet sind.
Inhalator nach Anspruch 1, welcher ferner einen Saugluftgeschwindigkeitssensor (65) zur Messung einer Saugluftgeschwindigkeit durch einen Patienten aufweist, wobei die Antriebsmittel (55) den Rotor (50) gemäß der mit dem Saugluftgeschwindigkeitssensor (65) gemessenen Saugluftgeschwindigkeit drehen.
Inhalator nach Anspruch 4, welcher ferner einen Saugluftgeschwindigkeitssensor (65) zur Messung einer Saugluftgeschwindigkeit durch einen Patienten aufweist, wobei die Steuereinheit die Antriebsmittel (55) gemäß der mit dem Saugluftgeschwindigkeitssensor (65) gemessenen Saugluftgeschwindigkeit steuert.
Inhalator nach Anspruch 5, welcher ferner einen Saugluftge schwindigkeitssensor (65) zur Messung einer Saugluftgeschwindigkeit durch einen Patienten aufweist, wobei die Steuereinheit die Antriebsmittel (55) gemäß der mit dem Saugluftgeschwindigkeitssensor (65) gemessenen Saugluftgeschwindigkeit steuert.
Inhalator nach Anspruch 1, wobei der Rotor mit einer Drehgeschwindigkeit von 1000 min^–1 oder größer rotiert.