DE69129188T2

DE69129188T2 - Inhalator mit einem reservoir für mehrere dosierte inhalationsmittel, mit transportvorrichtung und mit wirbelkammer

Info

Publication number: DE69129188T2
Application number: DE69129188T
Authority: DE
Inventors: Gerhardus Anthonius Nl-1531 Lc Wormer Boon; Adrianus Nl-1871 Tj Schoorl Plomp; Roy Nl-5253 Ap Nieuwkuyk Van Swieten; Pieter Nl-3993 Rh Houten Zanen
Original assignee: Pharmachemie BV; Raytec BV
Current assignee: Pharmachemie BV; Raytec BV
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2011-09-27
Also published as: EP0640354A3; EP0503031B1; ES2113889T3; DE69132850D1; DE69129188D1; EP0640354A2; EP0640354B1; WO1992004928A3; ATE209938T1; WO1992004928A2; ATE164525T1; DK0503031T3; DE69132850T2; EP0503031A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Inhaliervorrichtungen, insbesondere Inhaliervorrichtungen, mit denen mehrere Dosen verabreicht werden können. Mit solchen Inhaliervorrichtungen wird ein Aerosol als Medizin der Lunge, insbesondere dem Alveolarbereich, durch Inhalieren durch Nase oder Mund verabreicht.
Existierende Systeme liefern typischerweise eine einzige Portion eines Aerosols, wonach eine Kapsel weggeworfen wird, was schädlich für die Umwelt ist. Inhaliervorrichtungen, in die bei jeder Inhalierung eine Kapsel eingelegt wird, werden zum Beispiel für CNSLD-Patienten in der Praxis oft verwendet.
Inhaliervorrichtungen für mehrere Dosen sind im Handel bisher nur in begrenztem Rahmen erhältlich. Es bestehen Probleme bei diesen bekannten Inhaliervorrichtungen bezüglich ihrer Handhabung und Größe, der erforderlichen Saugkraft an einem Mund- oder Nasenstück und/oder der Dosiergenauigkeit.
Bekannte Inhaliervorrichtungen für mehrere Dosen sind schwer zu handhaben und/oder bestehen aus einer relativ großen Anzahl von Bestandteilen, wodurch die Herstellung zeitaufwendig und teuer wird. Eine solche Inhaliervorrichtung ist aus EP-A-211595 bekannt.
Weiter ist in US-Patent US-A-4,274,403 ein Inhalator gezeigt, der einen in einer Übertragungsbohrung in einem Dosierkopf enthaltenen Dosierzylinder einschließt. Diese bekannte Inhaliervorrichtung umfaßt eine relativ große Anzahl von Bestandteilen. Darüberhinaus erstreckt sich der Dosierzylinder über das Gehäuse des Inhalators selbst hinaus, wobei eine genaue Dosierung aufgrund der Übertragungsrichtung des Zylinders nicht sichergestellt ist.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Inhalieren eines Aerosols, mit
- einem Gehause, in dem ein Reservoir für Pulver aufgenommen ist;
- einem Inhalieraufsatz auf dem Gehäuse; und
- einer Transporteinrichtung zum Transportieren des Pulvers aus dem Reservoir zu dem Inhalieraufsatz in einer für das Aerosol benötigten Portion, wobei die Transporteinrichtung einen Kolben aufweist, der mit einer Ausnehmung versehen ist und gegen Federkrat hin und her bewegbar ist, gekennzeichnet durch Kompressionsmittel, um den Inhalt des Reservoirs in komprimiertem Zustand zu halten, und daß der Kolben axial relativ zu dem Reservoir bewegbar ist zwischen einer ersten axialen Position, in der sich die Ausnehmung innerhalb des Reservoirs befindet, und einer zweiten axialen Position, in der sich die Ausnehmung außerhalb des Reservoirs befindet und in Verbindung mit dem Inhalieraufsatz steht.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Inhaliervorrichtung, die in verschiedenen Positionen verwendet werden kann. Die Funktion des Inhalieraufsatzes, der Transporteinrichtung und/oder der Wirbelkammer werden durch die Position der Inhaliervorrichtung relativ zu der Richtung der Schwerkraft nicht nachteilig beeinflußt.
Die Verwirbelung und die hohe Geschwindigkeit der Luft sind vorteilhaft für das Erhalten von Partikeln zum Inhalieren mit einem ausreichend kleinen Durchmesser (zum Beispiel kleiner als 7, 5 oder 1 um). Das Mittel in dem Reservoir weist gewöhnlich auch ein Trägermaterial auf, um ein leichtes Fließen des Mittels insbesondere vom Reservoir zu der Wirbelkammer zu bewirken, wo die Partikel zum Inhaheren dann von den Trägerpartikeln (mit gewöhnlich größerem Durchmesser) durch die durch die Luft erzeugten Scherkräfte getrennt werden. Auch dann, wenn das Mittel zum Inhalieren kein Trägermaterial aufweist, müssen Scherkräfte darauf angewendet werden, da ein solches Inhaliermittel aus Komplexen mit relativ großem Durchmesser, zum Beispiel größer als 7 um besteht. Zur Inhalierung in den Alveolarbereich muß der Partikeldurchmesser auch verkleinert werden. Bei beiden Mitteltypen verbleibt normalerweise ein nicht-inhalierbarer Anteil von zum Beispiel 20 Vol.-%.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen betreffen die gewünschte Verwirbelung der Luft und die Kompaktheit der Inhaliervorrichtung; solche Ausführungsformen sind in den Patentansprüchen 2-4 ausgeführt.
Vorzugsweise weist die Inhaliervorrichtung zwei oder mehr gegeneinander austauschbare Reservoirs mit unterschiedlichen Mitteln auf. Ein(e) Patient(in) muß dann nur eine Inhaliervorrichtung bei sich tragen, selbst wenn er (sie) verschiedene Arten von Mitteln inhalieren muß. Solche Reservoirs können in einfacher Weise mit einem Bajonettanschluß zum Koppeln an den verbleibenden Teil der erfindungsgemäßen Inhaliervorrichtung versehen werden.
Mit einer Mischkammer versehene Inhaliervorrichtungen, in die bei jeder Inhalierung eine Kapsel mit einer Portion eines Mittels eingeführt wird, zusätzlich zu einem Reservoir für mehrere Portionen des Mittels zum Inhalieren, sind zum Beispiel für CNSLD-Patienten in großem Umfang erhältlich. Das Mittel zum Inhalieren weist typischerweise ein Pulver auf, das während des Inhalierens in der Luft in einem bestimmten Durchmesser von beispielsweise weniger als 10 um oder weniger als 7, 5 oder 1 um vorliegen muß. Zum Verbessern der Transporteigenschaften des Pulvers kann Trägermaterial mit einem Partikeldurchmesser darin enthalten sei, der größer als der oben genannte Durchmesser ist. Auch wenn kein Trägermaterial im Pulver enthalten ist, treten in dem Aerosol leicht Komplexe aus Partikeln auf, die einen größeren Durchmesser als den oben aufgeführten aufweisen. Partikel mit einem größeren Durchmesser als die oben genannten sind in dem Aerosol unerwünscht, da sie keinen medizinischen Effekt ausüben können, jedoch trotzdem Reizungen der Bronchialäste, der Mundhöhle und/oder des Rachens verursachen können.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Details der vorliegenden Erfindung werden anhand einer Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme auf die Zeichungen erläutert werden, es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt und teilweise perspektivisch, einer bevorzugten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 2 eine Ansicht von Fig. 1 im gebrauchsfertigen Zustand;
Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt und teilweise perspektivisch, der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 zur Verdeutlichung verschiedener Details derselben;
Fig. 4 eine Ansicht eines in die Ausführungsform der Fig. 1-3 einzuschließenden Elements;
Fig. 5 zur Erläuterung eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht einer Inhaliervorrichtung, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
Fig. 6 eine Ansicht, teilweise perspektivisch und teilweise im Schnitt, von Detail II von Fig. 5; und
Fig. 7A und 7B jeweils Elemente, die in die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Vorrichtung eingebaut werden können; und
Fig. 8 wiederum zur Erläuterung eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Inhaliervorrichtung.
Eine Inhaliervorrichtung 1 (Fig. 1-3) gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Reservoir 3 mit inhalierbarem Material, das in der gezeigten Ausführungsform ein Medikament ist, in einem komprimierten Zustand gehalten wird. Auf dem Gehäuse 2 ist ein Inhalieraufsatz 7 vorgesehen, der zum Beispiel in einer nicht gezeigten Weise mit einer Schnappverbindung an demselben befestigt ist, so daß, nachdem das Reservoir entleert worden ist, der Inhalieraufsatz auf einem neuen Reservoir angeordnet werden kann. Der Inhalieraufsatz 7 ist dazu bestimmt, auf Nase oder Mund plaziert zu werden, damit anschließend an ihm gesaugt werden kann. Über dem Inhalieraufsatz 7 ist eine entfembare Verschlußkappe 8 vorgesehen, die mit einem vorspringenden Stift 9 versehen ist.
Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich wird, wird nach Entfernung der Verschlußkappe 8 ein Kolben 11 axial bezüglich des Reservoirs mittels der Federkraft einer Spiralfeder 12 nach oben bewegt. Der Kolben 11 ist zwischen einem oberen Teil 13 und einem unteren Teil 14 mit einer Ausnehmung versehen, mit der eine Portion Pulver in der gewünschten Dosierung von dem Reservoir zu einem Mischraum 16 transportiert werden kann. Wie durch die Pfeile angezeigt ist, erfolgt das Ansaugen, wenn an der Öffnung 17 gesaugt wird, durch drei Kanäle, von denen die Kanäle 18 und 19 in der Figur sichtbar sind, und über Verwirbelung der Luft wird ein gutes Vermischen des Pulvers und der Luft in der gewünschten Weise erhalten.
Vorzugsweise ist der Stiftbereich 9 der Verschlußkappe 8 mit einem sich verjüngenden Bereich versehen, der in die konische Öffnung 17 paßt, so daß, wenn die Verschlußkappe 8 aaufgesetzt wird, der aufwärts und abwärts bewegbare, mit einem mittigen Kanal 21 und der Ausnehmung versehene Kolben 11 in die in Fig. 1 gezeigte Ruheposition bewegt werden kann.
Zum Führen des Pulvers zu der Ausnehmung im Kolben ist das Gehäuse 2 vorzugsweise mit einem oberen Teil 22 ausgeführt, das mit einem kragenartigen Bereich 23 versehen ist, welcher in das Pulverreservoir vorsteht.
Damit das pulverförmige Material gut vom Kolben mitgenommen wird, ist der letztere mit einem Vorsprung versehen, der in einer in der zylindrischen Führung 25 für den Kolben angeordneten Vertiefung 24 geführt wird, worin diese Vertiefung 24 eine leichte Drehung des Kolbens bewirkt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (nicht gezeigt) kann eine mit flügelartigen Elementen 41 versehene Welle 40 an der Mittellinie der in den Fig. 1- 3 gezeigten Vorrichtung eingeschlossen werden. Vorzugsweise ist ein Drehmechanismus derart vorgesehen, daß für jede Portion die Welle 40 gedreht wird und Pulver durch die Elemente 41 gerührt wird, wodurch das Fließen des Pulvers verbessert wird. Der Drehmechanismus kann einem solchen Mechanismus entsprechen, wie in einem Kugelschreiber zum Drehen des Schreibelements desselben verwendet wird.
Die vorliegende Inhaliervorrichtung ist zum Verabreichen einer großen Anzahl von Portionen und daher für verlängerte Verwendung geeignet. Sie kann aus einer vergleichsmäßig kleinen Anzahl von Komponenten vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden.
Eine Inhaliervorrichtung 51 (Fig. 5) ist mit einem Teil 52 (Fig. 5, Fig. 6) versehen, der ein Reservoir 53 für Inhaliermittel zusätzlich zu einem Transportmechanismus 54 zum Transportieren des Mittels aus dem Reservoir heraus zu einer Wirbelkammer 55 aufnimmt. Das Material zum Inhalieren weist Trägerpartikel auf, die eine geringe Bedeutung für den Effekt auf die Bronchialäste eines Patienten haben. Diese Trägerpartikel sind jedoch wichtig, um zu verhindern, daß das Mittel M zum Inhalieren koaguliert und dadurch schlecht transportierbar wird.
Zum Transportieren des Mittels M in Portionen von genauer Größe wird vorzugsweise eine Schraube oder Schnecke 56 verwendet, die durch Verwenden eines Drehknaufs 57 betätigt werden kann. Es ist in Versuchen festgestellt worden, daß ein solcher Transportmechanismus ein Mittel M mit einer Präzision von besser als 5% aus dem Reservoir 53 heraus in die Wirbelkammer 55 bei jeder Drehung der Öffnung 58 von einem Verschlußelement 59 für diese Öffnung weg und zu demselben hin transportieren kann.
Die Inhaliervorrichtung ist mit einem Inhalieraufsatz 61 versehen zum Einsaugen von Luft über die Nase oder den Mund eines Patienten entlang zweier Zuführkanäle 62 und 63, die in einer Umf angswand 64 der Inhaliervorrichtung angeordnet sind. Eine Strömung von Luft, wie durch Pfeile F&sub1; gekennzeichnet, trägt das in die Wirbelkammer 55 gebrachte Mittel unter einer Abdeckplatte 65 entlang eines Führungsmittels 66 und kollidiert dann mit der mit dem Pfeil F&sub2; gekennzeichneten Luftströmung, die entlang des Zuführkanals 63 eingesaugt wird. Bei einer verhältnismäßig kleinen Saugkraft treten hier hohe Luftgeschwindigkeiten zusätzlich zu Verwirbelungen auf, wenn diese Luftströmungen F&sub1; und F&sub2; miteinander kollidieren. Hierdurch treten Scherkräfte auf, die die Partikel mit medizinischer Wirkung von den Trägerpartikeln trennen, die gewöhnlich einen größeren Durchmesser aufweisen, als die medizinischen Partikel.
Das Element 66 zum Führen der Luft (Fig. 7A) ist auf der zum Zuführkanal 62 gerichteten Seite mit einer gerundeten Form versehen, während die zum Zuführkanal 63 gerichtete Seite scharfkantig ist und der Winkel durch flache Wandbereiche 67 und 68 geformt wird, so daß die Luftströmung F&sub2; mit der Luftströmung F&sub1; quer kollidiert.
Bei einer weiteren Modifizierung (nicht gezeigt) ist die Inhaliervorrichtung mit einem Führungsmittel 71 zum Führen der Luft (Fig. 7) versehen, das teilweise ähnlich dem Führungsmittel 66 ist, das jedoch zusätzlich mit einem Luftführungsbereich 72 versehen ist, der in der Richtung des Inhalieraufsatzes 11 ansteigt und verhindert, daß unerwünschte Luft, wie durch Pfeil F&sub3; in Fig. 1 gekennzeichnet, auf der Seite des von den Portionen von Mittel zum Inhaheren entfernten Führungsmittels 71 in die Inhalieraufsätze 11 eintritt. Eine mit einem solchen Führungsmittel 71 versehene Inhaliervorrichtung benötigt daher eine noch kleinere Saugkraft, was besonders wichtig im Falle von Kindern und älteren Patienten mit Lungenerkrankungen ist.
Die Inhaliervorrichtung gemäß der gezeigten und beschriebenen Ausführungsform weist unter anderen die folgenden Vorteile auf:
- die Inhaliervorrichtung hat eine kompakte Struktur und eine solche Größe, daß sie leicht in der Hand gehalten werden kann;
- die Inhaliervorrichtung kann in einer beliebigen gewünschten Position mit dem Inhalieraufsatz horizontal oder nach oben oder nach unten ausgerichtet verwendet werden;
- die Inhaliervorrichtung benötigt geringe Saugkraft, während große Scherkräfte auf das Mittel oder Pulver ausgeübt werden, so daß die medizinischen Partikel von den Trägerpartikeln freigegeben werden.
Eine Inhaliervorrichtung 81 (Fig. 8) weist eine schematisch gekennzeichnete Mischkammer 82 auf, in der eine Portion zum Inhalieren mit in die Mischkammer 82 gesaugter Luft in einer nicht gezeigten Weise gemischt wird. Die Inhaliervorrichtung 81 kann weiter mit einem Reservoir, in dem ein Vorrat eines Mittels zum Inhalieren aufgenommen ist, zusätzlich zu ebenfalls nicht gezeigten Transporteinrichtungen zum Transportieren jeweils einer Portion des Mittels aus diesem Reservoir heraus in die Mischkammer versehen werden.
An die Mischkammer 82 ist ein Saugteil 83 gekoppelt, das einen Einlaßkanal 84, einen Auslaßkanal 85 und eine Sammelkammer 86 aufweist. An dem Inhalieraufsatz 87 wird von dem Patienten über Nase oder Mund gesaugt. Ein mit Pfeil B&sub2; gekennzeichneter Anteil des Aerosols, dessen Partikel einen vergleichbar großen Durchmesser, zum Beispiel größer als 10, 7, 5 oder 1 um haben, erreicht jedoch nicht den Auslaßkanal 85für die Masse der Partikel. Diese Partikel aus dem Anteil B&sub2; werden am Boden der Sammelkammer 86 gesammelt, die von Zeit zu Zeit durch Lösen des Deckels 88 entleert werden muß.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Inhaliervorrichtung hat der durch die Mittellinie des Auslaßkanals 85 und des Einlaßkanais 84 eingeschlossene Winkel einen Wert von ungefähr 60º, das heißt, die Richtungsänderung beträgt etwa 120º. Es ist beabsichtigt, daß der Einlaßkanal am Anfang einen Durchmesser von ungefähr 1 cm aufweist, der Auslaßkanal einen Durchmesser von ungefähr 0,8 cm aufweist und der Einlaßkanal eine Länge von etwa 5 cm hat. Die Vorrichtung wird vorzugsweise in Kunststoff realisiert. Die Figur ist maßstabsgerecht gezeichnet, so daß andere vorgeschlagene Abmessungen von ihr abgeleitet werden können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigte und beschriebene bevorzugte Ausführungsform begrenzt. Die Rechte werden durch die anschließend folgenden Patentansprüche bestimmt.

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Inhalieren eines Aerosols, mit

- einem Gehäuse (2), in dem ein Reservoir für Pulver (3) aufgenommen ist;

- einem Inhalieraufsatz (7) auf dem Gehäuse;

- einer Transporteinrichtung zum Transportieren des Pulvers (3) aus dem Reservoir zu dem Inhalieraufsatz (7) in einer für das Aerosol benötigten Portion, wobei die Transporteinrichtung einen Kolben (11) aufweist, der mit einer Ausnehmung versehen ist und gegen Federkraft hin und her bewegbar ist, gekennzeichnet durch Kompressionsmittel (4,6), um den Inhalt des Reservoirs in komprimiertem Zustand zu halten, und daß der Kolben (1) axial relativ zu dem Reservoir bewegbar ist zwischen einer ersten axialen Position, in der sich die Ausnehmung innerhalb des Reservoirs befindet, und einer zweiten axialen Position, in der sich die Ausnehmung außerhalb des Reservoirs befindet und in Verbindung mit dem Inhalieraufsatz (7) steht.

2. Inhaliervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der der Kolben (1) mit einem Vorsprung versehen ist, um eine Drehung des Kolbens relativ zum Gehäuse zu bewirken.

3. Inhaliervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die mit einer Verschlußkappe (8) auf dem Inhalieraufsatz vesehen ist, wobei eine Portion zu dem Inhalieraufsatz (7) transportiert wird, wenn die Verschlußkappe (8) von dem Inhalieraufsatz (7) abgenommen wird.

4. Inhaliervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, die mit einer Wirbelkammer (55,82) versehen ist, wobei eine durch eine erste Öffnung eingesaugte Luftströmung an der Portion von Inhaliermittel entlang strömt und mit einem durch eine zweite Öffnung eingesaugten zweiten Luftstrom kollidiert, so daß eine Verwirbelung stattfindet, wodurch aktive Bestandteile des Mittels in einem ausreichenden Ausmaß freigesetzt werden derart, daß sie einen ausreichend kleinen Durchmesser haben.