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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine Vorrichtung zum Aufbringen eines pulverisierten Medikaments
auf einen Träger,
welcher Träger
dazu ausgestaltet ist, einem Patienten das Medikament dosiert zu verabreichen.
Genauer gesagt betrifft die vorliegenden Erfindung eine Dosiervorrichtung
zum Aufbringen einer Suspension aus einem Suspensionsmittel und
zumindest einer Dosis eines pulverisierten Medikaments auf einen
Träger
(beispielsweise auf ein Trägersieb,
das in einem Trockenpulver-Inhalator angeordnet werden kann, um
das Medikament einem Patienten dosiert zu verabreichen), wonach
das Suspensionsmittel verdampft und Trockenpulverpartikel auf dem
Träger
zurücklässt.
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Stand der
Technik
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Zwei Arten der Behandlung von Atemwegskrankheiten
sind weit verbreitet, die die Inhalation eines geeigneten Mediums
in die Lungen beinhalten, um dem Patienten das Atmen zu erleichtern
und seine Luftkapazität
zu steigern. Die eine Behandlungsmethode ist das Inhalieren eines
Medikaments aus einer Lösung
oder Suspension in einem Aerosolbehälter (d. h. einem unter Druck
stehenden Behälter)
unter Verwendung eines Gastreibmittels wie beispielsweise eines
Chlorfluorkohlenstoffs. Die andere Behandlungsmethode ist das Inhalieren
eines trockenen pulverisierten Medikaments (im allgemeinen vermischt
mit einem Arzneistoffträger, um
beispielsweise Medikamentenmengen in der Größenordnung einiger Mikrogramm
auszugeben) mittels eines Trockenpulverinhalators.
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Es gibt nicht nur verschiedene Trockenpulverinhalator-Einrichtungen
zum Dosieren von pulverisierten Medikamenten mit feinen Partikeln
für die
Atemwege eines Patienten, sondern es gibt auch mehrere Vorrichtungen
zum Einbringen des Pulvers in die Einrichtung. Die bei solchen Trockenpulverinhalatoren
verwendete Dosis beinhaltet normalerweise ungefähr 50 bis ungefähr 500 μg des Medikaments
und ungefähr
500 bis ungefähr
25000 μg
des Arzneistoffträgers.
Die in dem Inhalator vorhandenen pulverisierten Partikel sind normalerweise
mikronisiert und haben typischerweise eine Partikelgröße von < 10 μm, bevorzugt < 6 μm und weiter bevorzugt < 5 μm, was eine
geeignete Größe ist,
damit die Partikel in die Lungen hineingezogen werden können. Diese
Inhalatoren verwenden Kapseln, Blasen, Veloursfasern, Siebe und ähnliches,
beladen mit pulverisiertem Medikament, wie weiter unten noch genauer
beschrieben wird.
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Eine solche Trockenpulverinhalator-Einrichtung
ist beispielsweise in der veröffentlichten
PCT-Anmeldung Nr. WO 92/00115, veröffentlicht am 9. Januar 1992,
von Gupte et al. offenbart, die ein Trägermaterial aus Veloursfasern
oder Samtfasern zeigt, das zwischen den Fasern mit Medikamentenpulver
versehen ist. Während
der Verwendung hebt ein Luftstrom Pulver von dem Träger ab,
um das Pulver mit dem Luftstrom mitzureißen, der dann von dem Patienten
eingeatmet wird. Das Pulver kann zwischen die Fasern mit Tröpfchen einer
Lösung
des Pulvers und eines Suspensionsmittels (wie beispielsweise Dichlormethan)
eingebracht werden und auf dem Trägermaterial so vorgesehen werden,
dass, wenn es von einer Dosiereinrichtung ausgegeben wird, jedes
Tröpfchen
sich in dem erforderlichen Abstand zu dem nächsten Tröpfchen befindet.
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Die in der veröffentlichten PCT-Anmeldung
Nr. WO 92/00115 offenbarte Dosiervorrichtung beinhaltet einen ersten
Aufbewahrungsbehälter
für die
Suspension, von welchem aus sie durch eine erste Leitung zu einem
magnetischen Ventil strömt,
das einen Kolben beinhaltet, und dann seitlich an den Ventiloberflächen und dem
Kolben vorbei durch eine zweite Leitung und in einen zweiten Aufbewahrungsbehälter. Dem
Ventil ist eine dritte Leitung zugeordnet, von welcher die Suspension
auf den Träger
aufgebracht wird, indem ein Elektromagnet verwendet wird, um den
Kolben zurückzuziehen
und die Öffnung
zu der dritten Leitung freizulegen, so dass die Suspension den Träger erreichen
kann. Der erste und der zweite Aufbewahrungsbehälter sind jeweils mit einem
Rührer
versehen, um die Medikamentenpulverpartikel konstant in Suspension
zu halten.
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Auch interessant ist eine andere
Inhalatoreinrichtung, die harte Gelatinekapseln verwendet, die jeweils mit
pulverförmigem
Medikament und möglicherweise
auch verschiedenen Arzneimittelträgern gefüllt sind. Eine Kapsel wird
in einen Inhalator eingesetzt und perforiert, so dass der Patient
einen Luftstrom an dem Mundstück des
Inhalators erzeugen kann und das Pulver einatmen kann. Trockenpulver-Inhalatoren,
die diese Kapseltechnologie verwenden, sind in den US-Patenten Nr.
4,161,516 von Bell und 4,395,421 von Taylor et al. offenbart, die
eine Agglomerator-Pelletisierer-Vorrichtung
bzw. eine Feuchtgranulator-Vorrichtung zum Vorbereiten von Pellets
oder Körnchen
des Asthma-Medikaments, Dinatriumcromoglykat, für das Einfüllen in eine Kapsel zeigen.
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Eine andere Art der Inhalatoreinrichtung
beinhaltet einen Paketeinsatz mit einer Anzahl von beabstandeten
Plastikbläschen,
die jeweils mit einer abgemessene Dosis eines pulverisierten Medikaments gefüllt sind. Wenn
der Patient jede Blase in ihre Position bewegt, verwendet der Patient
einen Mechanismus in der Einrichtung, um die Blase zu zerbrechen
und das Pulver zur Inhalation freizugeben. Diese Art von Inhalator
ist in der veröffentlichten
europäischen
Patentanmeldung Nr. 0 211 595 A2 von Newell et al., in
EP 0 455 463 A1 von Velasquez
et al. und in
EP 0
467 172 A1 von Cocozza et al. offenbart.
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Ein relativ neuer Träger für die Verwendung
mit einem Trockenpulver-Inhalator
ist in der veröffentlichten
PCT-Anmeldung Nr. WO 94/20164, veröffentlicht am 15. September
1994, von Mulhauser et al. offenbart. Eine Dosis eines pulverisierten
Asthma-Medikaments wie beispielsweise Salmeterolhydroxynapthoat
wird imprägniert
und in mehrere beabstandete Zwischenräume entlang des Außenumfangs
einer Trägersiebscheibe komprimiert
eingebracht. Während
der Inhalation umgibt auf die Zwischenräume im Sieb auftreffende Luft
jede imprägnierte
Dosis, löst
sie und reißt
sie mit, bevor sie in die Lungen des Patienten eingebracht wird.
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Eine Verbesserung bezüglich des
in der veröffentlichten
PCT-Anmeldung Nr. WO 94/20164 offenbarten Trägersiebs ist in dem US-Patent
Nr. 5,503,869 sowie der US-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 08/328,578
(beide von Van Oort) beschrieben. Diese beiden Anmeldungen beschreiben
einen Medikamententräger,
der für
die Verwendung in einer Trockenpulver-Inhalatoreinrichtung angepasst ist und
zumindest ein Trägersiet
beinhaltet, das Trägeroberflächen hat,
die mehrere Lücken
in dem Sieb definieren. Zumindest eine Dosis eines pulverisierten
Medikaments wird auf die Sieboberfläche aufgebracht, wobei die
Sieblücken
zumindest teilweise offen und frei von dem pulverisierten Medikament
sind. Da die Medikamentendosis nicht in die Lücken hinein imprägniert wird
und so nicht von dem leeren Volumen der Lücken des Trägersiebs abhängt, wird
eine viel größere Flexibilität im Bereich
der Medikamentendosis bei einer spezifischen Größe der Lücken des Trägersiebs geschaffen.
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Zum Aufbringen des Pulvers auf die
Sieboberflächen
gemäß der Offenbarung
des US-Patents Nr. 5,503,869 und der US-Patentanmeldung Nr. 08/328,578
wird eine ausgewählte
Menge des Pulvers (beispielsweise 50 μg) mit einem Lösungsmittel
(beispielsweise Perfluorpentan) gemischt. Die entstehende Suspension wird
aus einer Dosiervorrichtung auf das Trägersieb ausgegeben, wonach
das Suspensionsmittel verdampft und mikrofeine trockene Pulverpartikel
auf der Sieboberfläche
zurücklässt. Um
das Dosieren zu erleichtern, werden normalerweise sechs Trägersiebe
in einer Siebhaltevorrichtung befestigt, und für die Verwendung in einem Inhalator werden
dann die sechs beladenen Trägersiebe
(umgangssprachlich als "Medikamentenpunkte" bezeichnet) in eine
Doppelsiebanordnung zusammen mit sechs jeweiligen zweiten oder oberen
Impaktsieben platziert. Das Impaktsieb ist das Sieb, auf welches
das Medikament auftrifft, wenn es mit der Luft mitgerissen wird.
Anschließend
wird es in die Lungen des Patienten verteilt. Beispielhafte Siebe
(sowohl die Trägersiebe
als auch die Impaktsiebe) haben die Form eines Maschengewebes und
bestehen normalerweise aus einem Siebmaterial, das Polypropylen,
ein Copolymer aus Ethylenchlortrifluorethylen, ein Copolymer aus
Ethylentetrafluorethylen, oder rostfreien Stahl beinhalten kann
(im folgenden abgekürzt
als PP, ECTFE, ETFE bzw. SS), aber nicht darauf begrenzt ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Suspension aus einem Suspensionsmittel
und zumindest einer Dosis eines pulverisierten Medikaments auf einen
Träger
geschaffen, wobei anschließend
das Suspensionsmittel verdampft und das pulverisierte Medikament
auf dem Träger
zurücklässt. Die
Vorrichtung weist ein Reservoir, eine Auslassleitung, eine Pumpe
sowie eine konzentrische Düse
auf.
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Das Reservoir hat einen oberen Teil
und einen Boden und ist dazu angepasst, das Suspensionsmittel und
das trockene pulverisierte Medikament in Suspension gemischt zu
halten. Die Auslassleitung ist in Fluidverbindung mit dem Reservoir
und, wie weiter unten beschrieben, in Fluidverbindung mit dem Kolben
der Pumpe, so dass die Lösung
sich durch die Auslassleitung von dem Reservoir zu der Pumpe bewegen
kann.
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Die konzentrische Düse hat einen.
oberen Teil und einen Boden und ist aus einem inneren Zylinder gebildet,
der in einem äußeren Zylinder
angeordnet ist, so dass ein Raum dazwischen definiert ist. Der innere Zylinder
mündet
in eine Spitze, die in der Nähe
des Düsenbodens
angeordnet ist und sich vorzugsweise bis jenseits dieses Düsenbodens
erstreckt. Die Düse
hat außerdem
eine Spülleitung
(bzw. Entleer- oder Klärleitung
[purge line]), die mit dem anderen Zylinder in Fluidverbindung steht,
um einen Gasstrahl in den Raum einzubringen.
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Die Pumpe hat einen Kolben und einen
zugehörigen
Zylinder, die mit der Auslassleitung in Fluidverbindung stehen,
und sie ist auch der Düse
operativ zugeordnet, so dass sich die Suspension von der Auslassleitung
in den Kolbenzylinder bewegen kann und der Kolbenzylinder mit einer
ausgewählten
Menge der Lösung
gefüllt
werden kann. Insbesondere sollte die ausgewählte Menge eine Dosis des pulverisierten
Medikaments beinhalten, und das pulverisierte Medikament sollte
ein trockenes pulverisiertes Medikament sein. Als Ergebnis wird
ein Hub der Pumpe die ausgewählte
Menge der Suspension aus dem Kolbenzylinder heraus und durch den
inneren Zylinder der Düse
hindurch zu dem Träger
ausstoßen,
und ein von der Spülleitung
zu dem Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Zylinder gebrachter Gasstrahl
wird verhindern, dass sich die ausgewählte Menge der Suspension,
wenn sie ausgestoßen
wird, aufgrund von Kapillarkräften
um die Spitze des inneren Zylinders herum sammelt. Insbesondere
sollte der Gasstrahl gleichzeitig zusammen mit dem Hub zur Verfügung gestellt
werden.
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In einer Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung
weiter einen Anschlussbehälter
sowie einen "Sonikator" oder Schallerzeuger.
Die Verwendung des Anschlussbehälters
und des Schallerzeugers werden von den Ausflockeigenschaften des
gerade verwendeten Medikaments und Suspensionsmittels abhängen.
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Der Anschlussbehälter hat einen oberen Teil
und einen Boden und ist dazu ausgestattet, eine Flüssigkeit
aufzubewahren. Die Auslassleitung, die in Fluidverbindung mit dem
Reservoir steht, verläuft
von dem Reservoir aus und tritt dann in den Anschlussbehälter ein
und verlässt
ihn, so dass sich die Suspension über die Auslassleitung durch
den Anschlussbehälter
hindurch bewegen kann.
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Der Schallerzeuger ist dem Anschlussbehälter operativ
zugeordnet, und wenn der Anschlussbehälter Flüssigkeit beinhaltet und der
Schallerzeuger aktiviert wird, erzeugt der Schallerzeuger Wellen
in der Flüssigkeit
in Verbindung mit der Auslassleitung und verhindert so, dass die
sich durch die Auslassleitung hindurch bewegende Suspension Flocken
bildet, die sich zusammenballen könnten und die Auslassleitung
verstopfen könnten.
In dieser Ausführungsform
sind so der Kolben und der zugehörigen
Zylinder mit der Auslassleitung in Fluidverbindung, wo die Auslassleitung
den Anschlussbehälter
verlässt,
und die Suspension bewegt sich durch die Auslassleitung hindurch
von der Stelle, wo die Auslassleitung den Anschlussbehälter verlässt, zu
der Stelle, wo die Auslassleitung mit dem Kolbenzylinder in Fluidverbindung
steht, und so kann der Kolbenzylinder mit einer ausgewählten Menge
der Suspension gefüllt
werden, wie oben beschrieben.
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Daher ist es das Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zum Dosieren einer Suspension aus einem
Suspensionsmittel und zumindest einer Dosis eines pulverisierten
Medikaments auf einen Träger
zu schaffen.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass gleichmäßigere Proben
der Suspension auf den Träger
aufgebracht werden können
als mit herkömmlichen
Dosiervorrichtungen.
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Einige der Ziele und Vorteile der
Erfindung sind bereits beschrieben worden, und andere Ziele werden sich
im Laufe der nun folgenden Beschreibung ergeben, wenn sie zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen und den weiter unten beschriebenen
Beispielen betrachtet wird.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht der Dosiervorrichtung der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine vergrößerte schematische
Ansicht der konzentrischen Düsenkomponente
der Dosiervorrichtung der 1;
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3A und 3B sind vergrößerte schematische
Ansichten von zwei alternativen konzentrischen Düsen für die Verwendung in einer Dosiervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
ein Graph, der die Gleichmäßigkeit
von mehreren Dosierungen eines Medikaments darstellt, die einzeln
aus einer Suspension des Medikaments und eines Suspensionsmittels
unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung auf SS-Trägersiebe
(SS: Stainless Steel – rostfreier
Stahl) aufgebracht worden sind; und
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5 ist
ein Graph, der die Gleichmäßigkeit
von einzelnen Dosierungen eines Medikaments darstellt, die einzeln
aus einer Lösung
des Medikaments und eines Suspensionsmittels unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
auf ETFE-Trägersiebe
aufgebracht worden sind.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche
Bezugsziffern gleiche Elemente.
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Mit Bezug auf 1 ist eine schematische Ansicht einer
bestimmten Ausführungsform
einer Dosiervorrichtung 100 dargestellt, die den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung bildet. Die Vorrichtung 100 ist dazu
ausgestaltet, eine Lösung
S aus einem Lösungsmittel
und zumindest einer Dosis eines pulverisierten Medikaments, insbesondere
eines trockenen pulverisierten Medikaments, auf einen Träger aufzubringen,
der hinsichtlich einer einfachen Aufbringung der Lösung S in
einem geeigneten Halter gehalten werden kann, der schematisch als
Träger/Halter
C dargestellt ist. Verschiedene Arzneimittelträger, die Fachleuten wohlbekannt sind,
können
sich in der Suspension S befinden. Aus Gründen der Einfachheit wird der
Träger/Halter
C im folgenden einfach als Träger
C bezeichnet.
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Um die Stabilität des Trägers C während des Aufbringens der Lösung S auf
den Träger
sicherzustellen, kann der Träger
C in geeigneter Weise in einer horizontalen Stufe oder Verstrebung
XY gehalten werden, die an einer vertikalen Stufe oder Verstrebung
Z angebracht ist. Ein Positioniersystem (nicht dargestellt) kann vorgesehen
sein, um die Vorrichtung 100 während des Aufbringens der Lösung S auf
den Träger
C über
dem Träger
C in ihrer Position zu halten, insbesondere in einer Produktionsanlage,
wo mehrere Träger
C sich auf einer Montagelinie bewegen, und wenn die Linie angehalten
wird, muss ein Positioniersystem vorhanden sein, um die Vorrichtung 100 in
ihrer Position zu halten und/oder einen bestimmten Träger C in
seiner Position zu halten, so dass die Vorrichtung 100 richtig über dem
bestimmten Träger
C ausgerichtet ist, wenn die Suspension S von einer Vorrichtung 100 auf
den Träger
C aufgebracht wird. Solche Positioniersysteme sind Fachleuten wohlbekannt.
Nach dem Aufbringen der Lösung
S verdampft das Lösungsmittel
beispielsweise durch die Umgebungstemperatur der Luft, durch reduzierten
Druck oder durch das Vorsehen von Hitze, wodurch das pulverisierte
Medikament auf dem Träger
C verbleibt.
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Die Vorrichtung 100 beinhaltet
ein Reservoir 110 mit einem oberen Bereich 110A und
einem Boden 110B. Das Reservoir 110 kann ein Suspensionsmittel
und ein pulverisiertes Medikament halten und mischen, so dass sie
vermischt als Lösung
S beibehalten werden können.
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Beispielsweise werden geeignete Portionen
eines Suspensionsmittels und eines pulverisierten Medikaments ausgemessen.
Dann werden sie (in geeigneter Weise zuerst das pulverisierte Medikament
und dann das Suspensionsmittel) in eine Viole (nicht dargestellt)
eingebracht und gemischt. Der obere Bereich 110A wird geöffnet, und
die Inhalte der Viole werden in das Reservoir 110 hineingegossen,
und der obere Bereich 110A wird geschlossen. Alternativ
werden die ausgemessenen Portionen (in geeigneter Weise zuerst das
pulverisierte Medikament und dann das Suspensionsmittel) direkt
in das Reservoir 110 hineingegossen.
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Eine bestimmte Menge des Medikaments,
die in der SAS (selected amount of suspension, ausgewählte Menge
der Suspension) beinhaltet ist, kann eine Dosis, weniger als eine
Dosis oder mehr als eine Dosis sein. Ein geeignetes Volumen der
Suspension S, das geeignete abgemessene Mengen beinhaltet, sollte
jedoch mit einem geeigneten Verhältnis
von Suspensionsmittel zu pulverisiertem Medikament ausgewählt werden,
so dass während
des Aufbringens der Suspension S auf der Träger C eine ausgewählte Menge
der Suspension SAS ausgegeben wird, wie weiter unten noch beschrieben
wird, insbesondere um eine Dosis des Medikaments auf den Träger C aufzubringen.
Wenn gewünscht,
wie weiter unten in dem Beispiel bezüglich des Ausgebens von Fluitcasonpropionat
auf ein ETFE-Trägersieb
beschrieben, kann jedoch ein Ausgeben einer bestimmten Menge der
ausgewählten
Menge der Suspension SAS auf eine Stelle auf dem Träger C eine
Portion der gewünschten
Dosis sein, und so kann das Ausgeben der ausgewählten Menge der Suspension
SAS zweimal, dreimal oder mehrfach wiederholt werden, bis die Menge
der Suspension S auf dem Träger
C einer Dosis des Medikaments entspricht. Selbstverständlich kann
auch die Dosis variieren, so dass eine Menge, die eine Dosis für eine erste
Art von medizinischer Verabreichung für einen ersten Patienten ist,
für eine
zweite Art von medizinischer Verabreichung für einen zweiten Patienten,
der eine stärkere
Ausprägung
der gleichen Beschwerden wie der erste Patient hat, eine kleinere
Menge, d. h. eine Portion einer Dosis, sein kann.
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Normalerweise beträgt das Volumen
der ausgewählten
Menge der Suspension SAS, das ausgegeben wird, ungefähr 1 μl bis ungefähr 5 μl, und daher
ist die Vorrichtung 100 insbesondere geeignet als Dosiervorrichtung
für Mikrovolumina.
Wenn das Medikament eingeatmet werden soll, sollte das Medikament
außerdem die
geeignete Partikelgröße haben,
normalerweise eine Größe von < 10 μm, bevorzugt < 6 μm und weiter
bevorzugt < 5 μm, so dass
die Partikel in die Lungen hineingezogen werden können.
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Es können verschiedene Suspensionsmittel
und pulverisierte Medikamente verwendet werden. Das Suspensionsmittel
kann verschiedene organische und/oder anorganische Mittel beinhalten,
ist jedoch nicht darauf begrenzt. Organische Mittel können fluorierte
Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenwasserstoffe
beinhalten, sind jedoch nicht darauf begrenzt, wie beispielsweise
Perfluormethylcyclohexan (im folgenden abgekürzt als PFMCH), Perfluorhexan,
Perfluorpentan, Dichlormethan, Hexan und Kombinationen daraus. Anorganische
Mittel beinhalten, sind jedoch nicht begrenzt auf, Kohlendioxid
und Schwefelhexafluorid.
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Die einatembaren pulverisierten Medikamente
für die
Inhalationstherapie oder die systemische Absorption über die
Atemwege zur Behandlung von respiratorischen Störungen wie beispielsweise Asthma, Bronchitis,
chronischen obstruktiven Lungenkrankheiten und Halsentzündungen
können
ausgewählt
werden aus der Gruppe, die beispielsweise aus folgenden Vertretern
besteht, aber nicht darauf begrenzt ist: Analgetika, beispielsweise
Codein, Dihydromorphin, Ergotamin, Fentanyl oder Morphin; Präparate gegen
Angina, beispielsweise Diltiazen; Antiallergika, beispielsweise
Cromoglycat, Ketotifen oder Neodocromil; Antiinfektiva wie beispielsweise
Cephalosporine, Penicilline, Steptomycin, Sulphonamide, Tetracycline
und Pentamidin; Antihistamine wie beispielsweise Methapyrilen; entzündungshemmende
Mittel wie beispielsweise Fluticasonpropionat, Beclomethasondipropionat,
Flunisolid, Budesonid oder Triamcinolonacetonid; Mittel gegen Husten
wie beispielsweise Noscapin; Bronchodilatatoren wie bspw. Salmeterol,
Salbutamol, Ephedrin, Adrenalin, Fenoterol, Formoterol, Isoprenalin,
Metaproterenol, Phenylephrin, Phenylpropanolamin, Pirbuterol, Reproterol,
Rimiterol, Isoetharin, Terbutalin, Tulobuterol, Orciprenalin oder
(-)-4-Amino-3,5-dichlor-α-[[[6-[2-(2-pyridinyl)ethoxy]hexyl]amino]methyl]-benzolmethanol; Diuretica
wie beispielsweise Amilorid; Anticholinergika wie beispielsweise
Ipratropium, Atropin, Oxitropium; Hormone wie beispielsweise Cortison,
Hydrocortison oder Prednisolon; Xanthine wie beispielsweise Aminophyllin,
Cholintheophyllinat, Lysintheophyllinat oder Theophyllin sowie therapeutische
Proteine und Peptide, beispielsweise Insulin oder Glucagon. Weitere
Medikamente beinhalten Isoproterenol, Metaprotarenol, Pirbuterol,
Triacetonid, Bambuterol und Mometason. Weitere Medikamente können ausgewählt sein
aus allen anderen geeigneten Medikamenten, die für die Inhalationstherapie geeignet sind.
Fachleuten wird daher klar sein, dass die Medikament, wo geeignet,
in Form von Salzen (beispielsweise als Alkalimetall- oder Aminsalze
oder als Säurezusatzsalze)
verwendet werden können
oder als Ester (beispielsweise niedrigere Alkylester) oder als Solvate
(beispielsweise Hydrate), um die Aktivität und/oder Stabilität des Medikaments
zu. optimieren. Bevorzugte Medikamente sind Salbutamol, Salmeterol,
Fluticasonpropionat, Beclomethasondipropionat, Terbutalin, Cromoglycat,
Budesonid und Triamcinolonacetonid und/oder Salze daraus.
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Das Medikament kann, wenn dies als
vorteilhaft angesehen wird, einen geeigneten Arzneistoffträger beinhalten,
der für
die Inhalation in den menschlichen Körper akzeptabel ist, welcher
ausgewählt
sein kann aus organischen Arzneimittelträgern wie beispielsweise Polysaccharide
(d. h. Stärke,
Cellulose und ähnliches), Lactose,
Glucose, Mannit, Aminosäuren
und Maltodextrine, oder es kann sich auch um anorganische Arzneimittelträger handeln,
wie beispielsweise Calciumcarbonat und Natriumchlorid. Der Arzneimittelträger kann durch
an sich bekannte Verfahren wie beispielsweise Mischen, Verrühren und ähnliches
in das Medikament eingebracht werden.
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Für
jedes bestimmte pulverisierte Medikament sollte das verwendete Suspensionsmittel
in idealer Weise eine Dichte haben, die ungefähr der wahren Dichte des pulverisierten
Medikaments entspricht. Bei Fluticasonpropionat als Medikament beispielsweise
wird insbesondere eine Mischung aus PFMCH und Hexan als Suspensionsmittel
verwendet, insbesondere wird 2,5 Gew.-/vol.-% Fluticasonpropionat
mit einer Mischung aus 70 Vol.-% PFMCH und 30 Vol.-% Hexan vermischt.
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Obwohl der bestimmte in den Laborexperimenten
unten verwendete Träger
C ein repräsentatives
Maschensieb war (wie es offenbart ist in dem oben erwähnten US-Patent
Nr. 5,503,869 und der US-Patentanmeldung Nr. 8/328,578, die Medikamententrägersiebe
beschreiben, die ein pulverisiertes Medikament auf der Trägersieboberfläche haben
und für
die Verwendung in einer Pulverinhalatoreirichtung angepasst sind),
soll dies die Erfindung nicht darauf begrenzen, dass der Träger C ein
Maschensieb oder das Medikament für die Inhalation gedacht ist.
Zusätzlich
zu den Verwendungen der Vorrichtung 100 zum Aufbringen
einer ausgewählten Menge
der Suspension SAS auf die Trägeroberflächen solcher
Siebe für
Pulverinhalatoren kann die Vorrichtung 100 auch vorteilhaft
eingesetzt werden, um ein Medikament in oder auf verschiedene andere
Träger
C aufzubringen, beispielsweise Gelatinekapseln oder Capletten, oder
in Plastikblasen (Blister) hinein, in medizinische Violen, zwischen
Fasern (wie beispielsweise Veloursfasern), in die Lücken von
Trägern
hinein (wie beispielsweise beschrieben in der veröffentlichten
PCT- Anmeldung Nr. WO 94/20164), auf ein Tablett für die Beschichtung
des Tabletts mit dem Arzneistoffträger, auf den Kolben einer Spritze
etc., wobei alle diese Träger
C Fachleuten wohlbekannt sind; die Erfindung ist jedoch nicht auf
solche Träger
begrenzt.
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Mit Ausdrücken wie "die Vorrichtung 100 ist dazu
ausgestaltet, die Suspension S auf einen Träger C aufzubringen", "die Vorrichtung 100 ist
dazu ausgestaltet, eine ausgewählte
Menge der Suspension SAS auf den Träger C aufzubringen" etc. soll das Aufbringen
in oder auf irgendeinen Träger
C gemeint sein, abhängig von
der bestimmten Art des Trägers
C, der Art des Medikaments und/oder der Art des verwendeten Suspensionsmittels.
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Das Mischen innerhalb des Reservoir 110 kann
mit jedem geeigneten Mischer durchgeführt werden, wobei ein Beispiel
eine mechanische darin fixierte Rührvorrichtung ist, beispielsweise
ein Schaufelrad (nicht dargestellt) zum Rühren, und ein anderes Beispiel
ist eine magnetische Rührvorrichtung
MSA (Magnetic Stirring Apparatus). Wenn beispielsweise eine magnetische
Rührstange
R in die Lösung
S eingebracht und die magnetische Rührvorrichtung MSA nahe des
Reservoirs 110 angeordnet wird, wird sich dann, wenn die
magnetische Rührvorrichtung
MSA aktiviert wird, die Stange R drehen und dadurch das Medikament
und das Suspensionsmittel mischen, so dass sie als Suspension S
beibehalten werden.
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In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 einen
Anschlussbehälter 120 beinhalten,
der einen oberen Bereich 120A und einen Boden 120B hat
und eine Flüssigkeit
L wie beispielsweise Wasser aufnehmen kann. In dieser Ausführungsform,
in der die Vorrichtung 100 den Anschlussbehälter 120 beinhaltet,
kann die Vorrichtung 100 dann auch den Schallerzeuger 150 beinhalten,
der weiter unten beschrieben wird.
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Weiter vorhanden als Teil der Vorrichtung 100 ist
eine Auslassleitung 130 wie beispielsweise eine hohle flexible
Leitung (beispielsweise die von Optimize Technologies Inc., Portland,
Oregon, USA, erhältliche
Leitung mit dem Handelsnamen TEFZEL), in Fluidverbindung mit dem
Fluidreservoir 110. Die Auslassleitung 130 verläuft von
dem Reservoir 110 aus, und wenn der Anschlussbehälter 120 vorhanden
ist, tritt die Auslassleitung 130 dann in den Behälter 120 ein
und verlässt
ihn, so dass sich die Suspension S über die Auslassleitung 130 durch
den Anschlussbehälter 120 hindurch
bewegen kann und (wenn sich Flüssigkeit
L in dem Anschlussbehälter 120 befindet)
durch die Flüssigkeit
L hindurch.
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Insbesondere kann die Vorrichtung 100 eine
Gasleitung 140 beinhalten, die in Fluidverbindung mit dem
Reservoir 110 steht und dazu ausgestaltet ist, eine Gasdecke
(GB – gas
blanket) wie beispielsweise eine Decke aus Stickstoff oder einem
anderen geeigneten inerten Gas in das Reservoir 110 oberhalb
der Suspension S einzubringen. Zum Zuführen von Stickstoff wird die
Gasleitung 140 mit einem herkömmlichen unter Druck stehenden
Tank (nicht dargestellt) verbunden, der Stickstoff beinhaltet und
ein Reglerventil (nicht dargestellt) für die Leitung 140 hat.
Ein geeigneter Druck für
die Gasdecke GB auf der Lösung
S beträgt
0 bis 20 psig (0 bis 0,24 MPa), insbesondere 15 psig (0,20 MPa).
Die Gasdecke GB hilft, das Reservoir 110 von verbleibender
Feuchtigkeit und verbleibendem Sauerstoff zu befreien, um während des
Rührens
eine inerte Atmosphäre
zu erzeugen. Abhängig
von der Konfiguration der verwendeten Pumpe kann die Gasdecke GB
dabei helfen, die Suspension S in die Auslassleitung 130 hinein
zu bewegen. Vorzugsweise hat die Gasdecke GB jedoch atmosphärischen
Druck.
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Außerdem ist es wünschenswert,
eine Trocknungsleitung DT an dem Reservoir 110 angebracht
und in Fluidverbindung damit zu haben, welche Trocknungsleitung
DT ein herkömmliches
Trocknungsmittel D, wie beispielsweise Calciumchlorid oder Calciumsulfat,
beinhaltet, um Feuchtigkeit aus der Suspension S herauszuhalten,
da viele Medikamente Feuchtigkeit anziehen, die eine kapillare Anhaftung
an den Wänden
des Reservoirs oder in der Düse 160 erzeugen
kann (was während
des Beladens des Trägers
C nicht wünschenswert ist).
Wenn die Trocknungsleitung DT vorhanden ist, hilft die Gasdecke
GB wahrscheinlich nicht dabei, die Suspension S in die Auslassleitung 130 hinein
zu bewegen, da die Trocknungsleitung DT mit der Atmosphäre in Verbindung
steht.
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In der Ausführungsform, in welcher die
Vorrichtung 100 den Anschlussbehälter 120 (wie oben
beschrieben) und den Schallerzeuger 150 beinhaltet, hat
der Schallerzeuger 150 ein Sondenende 151. Wenn Flüssigkeit
L wie beispielsweise Wasser oder ein geeignetes Kopplungsmedium
sich in dem Anschlussbehälter 120 befindet
und das Sondenende 151 in der Flüssigkeit L angeordnet ist und
der Schallerzeuger 150 aktiviert wird, erzeugt der Schallerzeuger 150 Druckwellen
W in der Flüssigkeit
L. Druckwellen W kontaktieren die Auslassleitung 130 und
verhindern so, dass das pulverisierte Medikament in der Lösung S,
die sich durch die Auslassleitung 130 hindurch bewegt,
sich in großen
Flocken zusammenballt, die nicht wünschenswert sind und die Auslassleitung 130 verstopfen
könnten.
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Aus Gründen der Bequemlichkeit kann
demzufolge die Vorrichtung 100 mit einem optionalen Anschlussbehälter 120 und
Schallerzeuger 150 versehen sein, und wenn die Ausflockeigenschaften
des bestimmten Medikaments und des Suspensionsmittels nicht problematisch
sind, kann der Schallerzeuger 150 abgeschaltet bleiben
und der Anschlussbehälter 150 leer
bleiben. Auf diese Art und Weise sind, wenn die Notwendigkeit auftritt,
wenn die Vorrichtung 100 mit anderen Medikamenten und Suspensionsmitteln
verwendet wird, die ein Ausflocken und Verstopfen verursachen würden, der
Anschlussbehälter 120 und
der Schallerzeuger 150 bereits vorhanden, so dass der Anschlussbehälter 120 mit
Flüssigkeit
L gefüllt
werden kann und der Schallerzeuger 150 eingeschaltet werden
kann.
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Die Vorrichtung 100 beinhaltet
außerdem
eine konzentrische Düse 160 (besser
zu sehen in der vergrößerten Darstellung
der 2) mit einem oberen
Bereich 160A und einem Boden 160B. Die Düse 160 besteht
aus einem hohlen inneren Zylinder 161 mit einem inneren
hohlen Raumdurchgang 161A, der sich innerhalb eines hohlen äußeren Zylinders 162 befindet.
So definieren der innere Zylinder 161 und der äußere Zylinder 162 zwischen
sich einen offenen Raum X. Die Düse 160 beinhaltet
außerdem
einen Düseneinlass 163, der
zu dem hohlen Raum 161A des inneren Zylinders 161 führt.
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Der hohle Durchgang 161A und
der Einlass 163 sollten beide einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
haben und können
den gleichen inneren Durchmesser haben oder einer kann einen größeren Durchmesser
haben. Im allgemeinen sollte der Durchgang 161A einen größeren Innendurchmesser
haben als der Einlass 163. Geeignete Innendurchmesser für sowohl
den hohlen Durchgang 161A als auch den Einlass 163 reichen
von ungefähr
0,01 bis ungefähr
0,035 Inch (ungefähr
0,0254 bis ungefähr
0,0889 cm), und in geeigneter Weise hat der hohle Durchgang 161A einen
Innendurchmesser von ungefähr
0,016 Inch (ungefähr 0,041
cm), und der Einlass 163 hat in geeigneter Weise einen
Innendurchmesser von ungefähr
0,02 Inch (ungefähr
0,05 cm).
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Der innere Zylinder 161 mündet in
eine Auslassspitze T in der Nähe
des Bodens 160B, die sich vorzugsweise, wie in den Zeichnungen
dargestellt, nach jenseits des Bodens 160B erstreckt. Die
Spitze T kann in geeigneter Weise mit einem Innendurchmesser von
ungefähr
0,01 Inch bis ungefähr
0,035 Inch versehen sein (ungefähr
0,0254 cm bis ungefähr
0,0889 cm), insbesondere ungefähr
0,016 Inch bis ungefähr
0,03 Inch (ungefähr
0,041 cm bis ungefähr
0,076 cm). Wenn die Suspension S beispielsweise Fluticasonpropionat
als Medikament und eine Mischung aus Hexan und PFMCH als Suspensionsmittel
aufweist, kann die Spitze T mit einem Innendurchmesser von ungefähr 0,016
Inch (ungefähr
0,041 cm) versehen sein. Der Abstand zwischen der Spitze T und dem
Boden 160B ist für
unterschiedliche Suspensionen einstellbar. Beispielsweise ist ein
geeigneter Abstand 3,4 mm für
den Fall, in dem die Lösung
S 2,5% Fluticasonpropionat in PFMCH aufweist.
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In Fluidverbindung mit dem äußeren Zylinder 162 ist
eine Gasspülleitung 165 vorhanden,
um einen Gasstrahl GJ wie beispielsweise einen Stickstoffstrahl
in den Raum X und über
die Spitze T hinüber
einzubringen. Die Gasspülleitung 165 sollte
einen Winkel von 90° bezüglich der
Düse 160 bilden,
um die Gasströmeigenschaften
zu optimieren. Die innere Wand des äußeren Zylinders 162 kann
optional Schaufeln (nicht dargestellt) haben, die das Ausrichten
des Gasstroms GJ unterstützen
können.
Um eine enge Passung sicherzustellen, wenn der Gasstrahl GJ über die
Spitze T hinüber
aufgebracht wird, kann außerdem
der äußere Zylinder 162 mit
einer Hülse
oder einer Ummantelung (nicht dargestellt) wie beispielsweise einem
Band umwickelt sein. Um Gas wie beispielsweise Stickstoff oder ein
anderes inertes Gas zuzuführen,
ist die Gasspülleitung 165 mit einem
herkömmlichen
unter Druck stehenden Tank (nicht dargestellt) verbunden, der Stickstoff
beinhaltet und ein Reglerventil (nicht dargestellt) für die Spülleitung 165 hat.
Der Tank kann der gleiche sein wie der, der zur Versorgung der oben
erwähnten
Gasleitung 140 verwendet wird.
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Zwischen dem Anschlussbehälter 120 und
der konzentrischen Düse 160 beinhaltet
die Vorrichtung 100 ein Pumpe P (siehe 1), die einen Pumpenkolben und einen
zugehörigen
Zylinder PP mit einem Kolbeneinlass I und einem Kolbenauslass E
hat. Eine geeignete Pumpe ist kommerziell erhältlich von Fluid Metering Incorporated,
Oyster Bay, New York, USA, als Teil Nr. QC 72, mit einem Adapter
RH/Q und der Anordnung RH00CKCLF einschließlich eines Pumpenkopfes, eines
Kolbens, eines Futters (d. h. einer Bohrung oder eines Zylinders,
der den Kolben umgibt), und einer Pumpeneinstellvorrichtung zum
Einstellen des Hubvolumens des Kolbens, wenn er sich innerhalb seines
Zylinders bewegt. Der Kolben dieser FMI-(Fluid Metering Incorporated-)Pumpe
hat im wesentlichen eine solide zylindrische Gestalt (aber ein Viertel
des massiven Querschnitts fehlt, wobei der von dem fehlenden Abschnitt
definierte leere Raum eine im wesentlichen halbzylindrische Gestalt
hat). Außerdem
ist dieser bestimmte Kolben dazu ausgestaltet, sich um 360° zu drehen
sowie sich in Längsrichtung
zu bewegen (d. h. den Kolbenhub auszuführen), welche Bewegung des
Kolbens innerhalb des Kolbenzylinders mittels der Einstellvorrichtung
angepasst wird.
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Die Auslassleitung 130 von
dem Anschlussbehälter 120 steht
bei dem Einlass I in Fluidverbindung mit dem Pumpenkolben und dem
zugehörigen
Zylinder PP der Pumpe P. Über
den Pumpenkolben/Zylinder PP am Ausgang E ist außerdem die Pumpe P in Fluidverbindung
mit der konzentrischen Düse 160.
Insbesondere ist der Pumpenkolben/Zylinder PP am Einlass I und am
Auslass E so angeschlossen, dass der Pumpenkolben/Zylinder PP horizontal
angeordnet ist und die Längsbewegung
des Kolbens rückwärts und
vorwärts
in einer Richtung und dann in der gegenüberliegenden Richtung in dem
Kolbenzylinder erfolgt (und der Pumpenkolben/Zylinder PP ist nicht
vertikal für
eine Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
des Kolbens in den Zylinder angeordnet).
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Über
die Pumpe P und ihren Pumpenkolben/Zylinder PP ist so die Düse 160 an
ihrem oberen Bereich 160A in Fluidverbindung mit der Auslassleitung 130,
wo sie den Anschlussbehälter 120 bei
dessen Boden 120A verlässt,
so dass die Lösung
S sich in den Kolbenzylinder hinein bewegen kann und dann in den
Düseneinlass 163 hinein
und durch den hohlen Durchgang 161A des inneren Zylinders 161 hindurch.
Daher kann eine ausgewählte
Menge der Suspension SAS aus dem inneren Zylinder 61 als
Tröpfchen
DL (siehe 2) austreten.
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Wenn sich der Kolben um 180° dreht und
sich dann in Längsrichtung
in einer Richtung bewegt, tritt Lösung S durch den Einlass I
ein und füllt
den Kolbenzylinder, d. h. füllt
den halbzylinderförmigen
Hohlraum, mit einer ausgewählten
Menge der Suspension SAS, welche innerhalb des Hohlraums zurückgehalten
wird, da der Kolben von dem Kolbenzylinder umgeben ist.
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Um den Hohlraum mit dem Düseneinlass 163 auszurichten,
dreht sich dann der Kolben noch einmal um 180° und bewegt sich in Längsrichtung
in der entgegengesetzten Richtung. Ein Hub in der entgegengesetzten
Richtung ermöglicht
es einer ausgewählten
Menge der Suspension SAS, den Kolbenzylinder zu verlassen, d. h.
den Hohlraum zu verlassen, indem sie aus dem Ausgang E hinaustritt
und dann durch den inneren Zylinder 161 und aus der Spitze
T hinaus als Tröpfchen
DL. Der Pumpenkolben/Zylinder PP sollte geeignet bemessen sein,
wobei der halbzylinderförmige
Hohlraum präzisionsgefräst ist,
so dass er ein einstellbares Volumen von ungefähr 0 μl bis ungefähr 25 μl hat, insbesondere ungefähr 0,3 μl bis ungefähr 20 μl, noch besser ungefähr 0,5 μl bis ungefähr 20 μl, und insbesondere
ungefähr
1 μl bis
ungefähr
2 μl, so
dass eine ausgewählte Menge
der Suspension SAS, welche der Pumpenkolben PP hält, vorzugsweise eine Dosis
des Medikaments beinhaltet.
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Als Ergebnis wird ein Längshub des
Kolbens oder die äquivalente
360°-Drehung des Kolbens,
von der Pumpe P erzeugt, eine ausgewählte Menge der Suspension SAS
aus dem halbzylinderförmigen
Hohlraum hinaus und durch den Hohlraum 161A des inneren
Zylinders 161 hindurch und aus der Spitze T heraus als
Tröpfchen
DL auf den Träger
C ausstoßen.
Außerdem
wird der Gasstrahl GJ von der Spülleitung 165 vorzugsweise gleichzeitig
mit dem Hub des Kolbens durch die Pumpe P zur Verfügung gestellt.
In geeigneter Weise strömt der
Gasstrahl GJ kontinuierlich, aber in der Alternative kann er auch
pulsieren mit dem von der Pumpe P zur Verfügung gestellten Hub. Es ist
so beabsichtigt, dass der Ausdruck "ein Gasstrahl wird zusammen mit einem Hub
zur Verfügung
gestellt" beide
Situationen beinhaltet.
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Da der Gasstrahl GJ sich in der Richtung
der Pfeile A (siehe 2) über die
Spitze T des inneren Zylinders 161 hinüber bewegt, wird der Gasstrahl
GJ dabei helfen, zu verhindern, dass sich die ausgewählte Menge
der Suspension SAS, wenn sie ausgestoßen wird, aufgrund von Kapillarkräften während des
Ausstoßens
um die Spitze T herum sammelt, so dass das Tröpfchen DL auf den Träger C aufgebracht
wird. Der Abstand zwischen der Spitze T und dem Träger C sollte
zumindest 0,001 Inch (0,00254 cm) betragen und insbesondere zwischen
0,002 Inch und 0,005 Inch (ungefähr
0,0051 cm und 0,0127 cm), obwohl sich die Spitze T und der Träger C auch
berühren
können.
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In den 3A und 3B sind vergrößerte schematische
Ansichten von konzentrischen Düsen 170, 180 für die Verwendung
mit der Dosiervorrichtung 100 gemäß zwei alternativen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Düsen 170, 180 sind
im wesentlichen gleich der Düse 160 und
beinhalten jeweils die folgenden vergleichbaren Komponenten: innere
Zylinder 171, 181 mit hohlen Räumen 171A, 181A zum Ausgeben
von ausgewählten
Mengen der Suspension SAS1, SAS2; äußere Zylinder 172, 182;
Einlässe 173, 183;
Klärleitungen 175, 185 für Gassträhle GJ1,
GJ2; und Ummantelungen (nicht dargestellt).
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Obwohl die inneren Zylinder 171, 181 in
jeweiligen Auslassspitzen T1, T2 münden, ist jedoch der Aufbau
der Auslassspitzen T1, T2 anders als der der Auslassspitze T der
Düse 160.
Die Spitze T1 der Düse 170 ist
vertikal erweitert mit einem diskreten hohlen erweiterten Bereich
E1, der an der Spitze T1 durch eine Hülse oder Ummantelung J1 angebracht
ist. Insbesondere sollte die Erweiterung E1 ein Volumen von 1 μl haben und einen
Innendurchmesser von 0,02 Inch (0,051 cm). Die Spitze T2 der Düse 180 ist
sowohl horizontal als auch vertikal mit einem diskreten hohlen erweiterten
Bereich E2 erweitert, der an der Spitze T2 durch eine innere Hülse oder
Ummantelung J2' und
eine äußere Hülse oder
Ummantelung J2'' angebracht ist.
Insbesondere sollte die Erweiterung E2 ein Volumen von 1 μl und einen
Innendurchmesser von 0,03 Inch (0,076 cm) haben.
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Die Erweiterungen E1, E2 unterstützen die
jeweiligen Gasstrahle GJ1, GJ2 dabei, zu verhindern, dass sich die
jeweiligen ausgewählten
Mengen der Suspension SAS1, SAS2 während des Ausstoßens um
die jeweiligen Spitzen T1, T2 der inneren Zylinder 171, 181 herum
aufgrund von Kapillarkräften
sammeln.
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Wenn gewünscht, kann zumindest eine
der Düsen 160, 170, 180 mit
einer zusätzlichen
Funktionalität (nicht
dargestellt) versehen sein, um alle Hindernisse zu entfernen, die
sich an der Spitze T1, T2 bzw. T3 befinden könnten.
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Die 4 und 5 stellen jeweils einen Graphen
dar, der die Gleichmäßigkeit
von Medikamentendosierungen auf Trägern darstellt, wenn die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 100 verwendet
wird. Genauer gesagt wurden einige einzelne Dosierungen einer Suspension
des Medikaments und eines Suspensionsmittels (2,5 Vol./Gew.-% Fluticasonpropionat
in einer Mischung von 70 Vol.-% PFMCH und 30 Vol.-% Hexan) auf SS-Trägersiebe
(4) oder ETFE-Trägersiebe
(5) mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung 100 aufgebracht,
gefolgt von einem Verdampfen des Mittels, was weiter unten genauer
beschrieben wird.
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Ausführliche
Beschreibung von Beispielen für
das Dosieren von Medikamenten mit der neuartigen Dosiervorrichtung
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Eine Suspension mit 2,5 Gew.-/Vol.-%
Fluticasonpropionat als Medikament und einer Mischung aus Hexan
und PFMCH als Suspensionsmittel wurde wie folgt vorbereitet. Fluticasonpropionat
(375,04 mg) wurde in eine Szintillationsviole mit 7 dram (20 ml)
abgemessen unter Verwendung einer kalibrierten Waage (Modell Nr.
UMT2 von Mettler Instrument Corporation, Hightstown, New Jersey,
USA) mit einer Ablesbarkeit von 0,1 μg. Das Suspensionsmedium wurde
vorbereitet durch Hinzufügen
von 15 ml Hexan zu 35 ml PFMCH unter Verwendung von mit Skalen versehenen
Zylindern. Das Suspensionsmedium konnte sich bei Raumtemperatur aufwärmen und
wurde gut durchmischt. Unter Verwendung eines Messzylinders wurden
15 ml des Suspensionsmediums ausgemessen und in die Szintillationsviole
eingefügt.
Das Ergebnis wurde kurz geschüttelt
und dann in einem BankSchallerzeuger (Modell Nr. 5200 von Branson
Cleaning Company, Shalton, Connecticut, USA) für 1 Minute Schallwellen ausgesetzt,
um eine fein durchmischte Suspension zu erzeugen.
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Mit einer Spitze wurde die Suspension
dann direkt in ein Polyethylenreservoir mit 2,5 Unzen (0,083 Litern)
Inhalt hineingefiltert, und zwar durch ein kleines Stück aus einem
rostfreiem Stahlsieb mit 400 Maschen (im folgenden abgekürzt durch "SS-Sieb"), um Fremdstoffe
zu entfernen, die eventuell vorhanden waren. Als die Suspension
in das Reservoir eingebracht worden war, wurde die Rührgeschwindigkeit
eingestellt auf eine geringe, konsistente Geschwindigkeit, die visuell überprüft wurde,
bevor der Deckel des Reservoirs angebracht wurde.
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Stickstoff wurde von einem Tank durch
ein Drei-Wege-Ventil (Teil Nr. 86777, HVP3-3, von Hamilton Company,
Reno, Nevada, USA) über
jeweilige Leitungen zu entweder dem Reservoir oder einer konzentrischen
Düse geleitet.
Der Stickstoffdruck zu dem Reservoir wurde durch einen Regler (Teil
Nr. E3.UPE3150 580 von Linde (momentan bekannt als Praxair Distribution
Inc., San Ramon, Kalifornien, USA)) gesteuert und weiter mit einem
Regler (Modell Nr. 2002A von EFD East Providence, Rhode Island,
USA) auf 15 psig reduziert. Die Feineinstellung des Stickstoffgasstroms
durch die konzentrische Düse
hindurch wurde gesteuert mit einem Gasventil (Teil Nr. 5S-21RS4
von Whitey Company, Cleveland, Ohio, USA) und mit einem unkalibrierten Durchflussmesser
(Modell Nr. 12 von Gilmont Industries, Barrington, Illinois, USA),
mit dem der Strom bis zu 2000 ml/min überwacht werden konnte.
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Das Reservoir bestand aus einem Aufnahmekörper und
einer Deckelanordnung (Teil Nr. 5190R von EFD, East Providence,
Rhode Island, USA) und aus einer Patrone aus hochdichtem Polyethylen
mit einem Inhalt von 2,5 Unzen (0,083 Litern) (Katalog Nr. 5190C-SHD
von EFD, East Providence, Rhode Island, USA). Der Deckel oder das
Oberteil des Reservoirs wurde modifiziert, um eine mit einem anzeigenden
wasserfreien Calciumsulfat (erhältlich
unter dem Warenzichen DRIERITE® (Eigentum von W. A. Hammond
Drierite Company, LTD, Xenia, Ohio, USA)) als Trocknungsmittel gefüllte Trocknungsleitung
aufzunehmen. Obwohl diese Modifizierung dazu führt, dass das Suspensionsmedium
mit einer unkontrollierten Geschwindigkeit verdampfen konnte, zeigten
die unten aufgeführten
Ergebnisse, dass dies keine signifikante Auswirkung hatte. Die Laborraumtemeratur
wurde zwischen 20 und 24°C
gehalten, was die Verdampfung weiter minimierte.
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Die Suspension wurde umgerührt mit
einer fußballförmigen magnetischen "S/P-" Rührstange
(Teil Nr. S8311-721x1/2 von Baxter Diagnostics Inc., Scientific
Products Division; McGraw Park, Illinois, USA) und einer magnetischen
Rührvorrichtung
(Teil Nr. 11-498-78 von Fisher Scientific International, Inc., Hampton,
New Hampshire, USA), die seitlich davon platziert war, wobei die
Motorachse der magnetischen Rührvorrichtung parallel
zum Horizont und genau so positioniert war, dass eine maximale magnetische
Kopplung geschaffen wurde. Eine langsame Rührgeschwindigkeit wurde verwendet,
um eine homogene Suspension sicherzustellen, während Konzentrationsverluste
aufgrund von Wandverlusten durch das Spritzen der Suspension minimiert
wurden.
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Eine Leitung mit einer Länge von
5,5 Inches (14 cm) (erhältlich
unter dem Warenzeichen TEFZEL von Otimize Technologies, Inc. Portland,
Oregon, USA, mit einem Außendurchmesser
von 0,0625 Inch,. d. h. 0,1588 cm, und einem Innendurchmesser von
0,03 Inch, d. h. 0,0762 cm) wurde als Auslassleitung verwendet, um
das Reservoir mit der Pumpe zu verbinden (Teil Nr. QC 72 mit einer
Pumpenkopf/Kolben/Futteranordnung RH00CKCLF einschließlich einer
geeigneten Einstellmöglichkeit
für das
Hubvolumen des Pumpenkolbens, erhältlich von FMI (Fluid Metering
Incorporated, Oyster Bay, New York, USA)) über die Leitung, die durch
einen Flüssigkeitsanschlussbehälter (im
folgenden Absatz beschrieben) hindurch verlief. Ein zweites Drei-Wege- Ventil (Teil Nr.
86777, HVP3-3 von Hamilton Company, Reno, Nevada, USA) wurde verwendet,
um den Suspensionsstrom von dem Reservoir zur Entsorgung oder zu
der Pumpe zu leiten. Der keramische Kolben und das Futter der Pumpe
wurden mit dem Standardabstand von 100 Millionstel eines Inch hergestellt.
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Ein Flüssigkeitsanschlussbehälter wurde
aus einer heruntergetrimmten Patrone aus hochdichtem Polyethylen
(von EFD, East Providence, Rhode Island, USA) ausgebildet, und die
Auslassleitung wurde durch den Behälter hindurchgeführt. Der
Behälter
wurde mit Wasser als Flüssigkeit
gefüllt,
so dass das Wasser die Auslassleitung umgab. Ein Schalldismembrator-(Modell
Nr. 550 von Fisher Scientific International, Inc., Hampton, New
Hampshire, USA)-Schallerzeuger wurde mit seinem Sondenende in dem
Wasser angeordnet, um das Wasser in mechanische Schwingungen bei
20 kHz zu versetzen. So wurde der Schallerzeuger über das Wasser
mit der Auslassleitung verbunden.
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Der Hauptkörper der konzentrischen Düse wurde
aufgebaut unter Verwendung einer HPLC(high pressure/liquid chromatography,
Hochdruck/Flüssigkeits-Chromatographie)-Leitung
aus rostfreiem Stahl mit einer Länge
von 1,962 Inch (9,78 cm), einem Innendurchmesser von 0,01 Inch (0,0254
cm) und einem Außendurchmesser
von 0,0625 Inch (0,1588 cm), wobei ein Ende dieser Leitung auf 0,02
Inch (0,051 cm) aufgebohrt wurde. Die Düsenspitze wurde ausgebildet
durch Entfernen der Spitze mit einem Innendurchmesser von 0,01 Inch (0,25
cm) und einem Außendurchmesser
von 0,099 Inch (0,251 cm) aus rostfreiem Stahl von einer Düse (Teil Nr.
5125-B von EFD, East Providence, Rhode Island, USA). Diese Düsenspitze
wurde in die gebohrte Öffnung der
HPLC-Leitung eingesetzt und mit einem Cyanoacryl-Klebstoff fest verbunden.
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Die Luftschildanordnung der konzentrischen
Düse wurde
aus einer Messingleitung aufgebaut. Die Anordnung wurde ausgeformt
durch Einsetzen einer Leitung (der Luftschildleitung) mit einem
Innendurchmesser von 0,047 Inch (0,119 cm) und einem Außendurchmesser
von 0,061 Inch (0,155 cm) in eine Kopplungsleitung mit einem Innendurchmesser
von 0,062 Inch (0,157 cm) und einem Außendurchmesser von 0,078 Inch
(0,198. cm), so dass die Luiftschildleitung um 0,511 Inch (1,30
cm) von der Kopplungsleitung hervorstand. Aus Gründen der Festigkeit wurde die
Luftschildanordnung zusammengelötet.
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Eine in den Luftschild hineinführende Stickstoff-Einlassleitung
für das
Spülen
mit Gas wurde aus einem 1,912 Inch (4,856 cm) langen Stück einer
Leitung mit einem Innendurchmesser von 0,036 Inch (0,091 cm) und
einem Außendurchmesser
von 0,061 Inch ausgebildet. Bei der ursprünglichen Ausgestaltung der
konzentrischen Düse
führte
die Gasspülleitung
Stickstoff zu der konzentrischen Düse in einem Winkel von ungefähr 30°. Es wurde
jedoch festgestellt, dass die Luftstromeigenschaften nicht zufriedenstellend
waren, und daher wurde die Gasspülleitung
neu positioniert mit einem Winkel von 90° zu der Düsenspitze. Ein schmales Band aus
Polytetrafluorethylen mit dem Abmaßen von 0,003 × 0,25 × 0,30 Inch
(0,007 × 0,64 × 0,76 cm)
wurde um die Leitung aus rostfreiem Stahl herum mit 0,0625 Inch
(0,1588 cm) als Hülse
oder Ummantelung gewickelt, um eine luftdichte Passung des Luftschilds über der
Düse sicherzustellen,
während
eine Einstellbarkeit immer noch möglich war.
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Zwei unterschiedliche Arten von Maschensiebträgern wurden
verwendet. Die erste Art war ein Sieb aus rostfreiem Stahl (SS)
mit 400 Maschen mit 38 μm
großen Öffnungen
und einem offenen Bereich von 35%. Die zweite Art war ein Ethylentetrafluorethylencopolymer-(im
folgenden ETFE-)Sieb mit 169 Maschen mit 70 μm großen Öffnungen und einem offenen
Bereich von 22%. Das SS-Trägersieb
und das ETFE-Trägersieb
waren solche Siebe, wie sie in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5,503,869
und der oben erwähnten
Patentanmeldung US 08/328,578 beschrieben sind.
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Sowohl das SS-Siebmaterial als auch
das ETFE-Siebmaterial wurden in 48 Inch breiten Rollen erhalten,
von welchen Trägersiebstreifen
mit einer Größe von ungefähr 0,8 × 3,2 Inches
(2 × 8,1
cm) abgeschnitten wurden. Alle Siebe wurden gereinigt, um verbleibende Öle von der
Herstellung zu entfernen, indem die Siebe zuerst mit Hexan gewaschen
wurden, gefolgt von einer Acetonspülung. Die Trägersiebe
konnten dann trocknen.
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Um jedes Trägersieb während des Befüllens der
Trägersiebe
mit der Suspension unter Verwendung der oben beschriebenen Dosiervorrichtung
mit einem Reservoir, einem Flüssigkeitsanschlussbehälter, einer Auslassleitung,
einem Schallerzeuger, einer konzentrischen Düse und einer Pumpe an seiner
Stelle zu halten, wurden die folgenden Halter und Stufen verwendet.
Jedes Trägersieb
wurde zuerst in einen Siebhalter eingesetzt (sechs Trägersiebe
pro Halter). Dann wurde die Kombination aus Sieb und Siebhalteranordnung
in eine horizontale XY-Stufe eingesetzt, die an einer vertikale
Z-Achsenstufe angebracht war (Modell 5000 von Sherline Products,
Inc., San Marcos, Kalifornien, USA), welche für eine zusätzliche Stabilität an einer
Basis (Teil Nr. 6100 von Sherline Products, Inc., San Marcos, Kalifornien,
USA) angebracht worden war. Dies ermöglichte eine akkurate Steuerung
der horizontalen und vertikalen Position der Anordnung während des
Dosierens mit der Vorrichtung. Jede Anordnung aus Sieb und Siebhalter
beinhaltete sechs Patientendosierungen (auch bezeichnet als Medikamentenpunkte)
pro Sieb und schaffte ausreichende Stichproben zum Bestimmen der Gleichmäßigkeit
der Befüllung.
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Unter Verwendung der Dosiervorrichtung
wurden ausgewählte
Mengen der Suspension auf die Trägersiebe
in einer gut gesteuerten Art und Weise aufgebracht. Das exakte pro
Punkt abzumessende Volumen wurde bestimmt durch Schätzen des
korrekten Ausgabevolumens von einer vorher bestimmten Kalibrierungskurve,
gefolgt von dem Ausgeben des Medikaments auf das Trägersieb
und dem Untersuchen der ausgegebenen Dosis. Das Ausgabevolumen wurde
neu angepasst, wie durch die Überprüfungsergebnisse
angezeigt, und die Ausgabedosis wieder überprüft.
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Ausreichende Anordnungen aus Sieben
und Siebhaltern waren vorbereitet worden, um drei Testbefüllungen
zu ermöglichen,
und während
der ersten drei Befüllungen
wurde das Dosiervolumen so eingestellt, dass anschließend eine
ausgewählte
Menge der Suspension mit einer Zielmenge von 50 μg ± 5 μg aus Fluticasonpropionat in
jeder der sechs Dosierregionen ausgegeben wurde. Demgemäß wurde
die Dosiervorrichtung ursprünglich
eingestellt, um ungefähr
2 μl der
Suspension mit 2,5 Gewichts-/Volumen-% für jede Dosierregion auszugeben.
Der gleiche Befüllvorgang,
der für
die SS-Trägersiebe
verwendet wurde, wurde für
die ETFE-Trägersiebe
eingesetzt, abgesehen von den folgenden Unterschieden.
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Während
die SS-Trägersiebe
mit einer Ausgabe von ungefähr
2 μl für jede der
fünf Dosierregionen
gefüllt
wurden, aufgrund von unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften wie beispielsweise
einer geringen Oberflächenenergie
und Unterschieden in der Maschengröße, produzierten zwei μl der Suspension,
wenn sie auf die ETFE-Trägersiebe
aufgebracht wurden, unakzeptabel große Medikamentenpunkte, die
ungefähr
zweimal so groß waren
wie die Punkte auf den SS-Trägersieben.
Auf diese Art und Weise wurden daher die ETFE-Trägersiebe mit einer Zieldosis
von 50 μg
Fluticasonpropionat für
jede der sechs Dosierregionen befüllt, indem zwei Proben mit
ungefähr
gleichem, aber kleinerem Volumen von ungefähr 1 μl anstelle der einen Probe mit
ungefähr
2 μl Volumen
ausgegeben wurden, wie sie für
die Ausgabe auf die SS-Siebe verwendet worden war.
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Die Einstellung für das Volumen des Pumpenkolbens,
die für
die Befüllung
des SS-Trägersiebs
verwendet wurde, betrug 2,75 pro Ausgabe, was ungefähr 1,91 μl für jeden
Punkt entspricht. Das erwartete bei dieser Einstellung ausgegebene
Fluticasonpropionat war 52,5 μg
auf der Basis der Kalibrierungskurve, die durch die Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie- Analyse bestimmt
worden war. Die Einstellung für
das Hubvolumen des Hubkolbens beim Befüllen des ETFE-Trägersiebs
war 0,75 pro 2 Ausgaben, was 1,66 μl für jeden Punkt entspricht. Das
erwartete bei dieser Einstellung ausgegebene Fluticasonpropionat
war 46,2 μg
auf der Basis der durch Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie-Analyse
bestimmten Kalibrierungskurve. Das tatsächlich ausgegebene Fluticasonpropionat
war im Mittelwert 99,5 μg.
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Das tote Volumen der Auslassleitung
von dem Reservoir bis zur Pumpe wurde berechnet und betrug ungefähr 64 μl. Um das
vollständige
Durchspülen
der Auslassleitung mit gleichförmiger
Lösung
sicherzustellen, wurden zunächst
ungefähr
191 μl der
Suspension entsorgt. Daher wurden insgesamt ungefähr 100 Ausgaben
entsorgt, bevor das Sieb befüllt
wurde.
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Anschließend wurden ein erster Satz
aus 12 SS-Trägersieben
und einem Ersatzsieb mit Suspension befüllt, gefolgt von einem zweiten
Satz aus 12 SS-Trägersieben.
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Der beabsichtigte Befüllvorgang
war, den Abstand von der Spitze zum Sieb auf ungefähr 0,005
Inch ± 0,002
Inch (0,013 cm ± 0,005
cm) zu halten, und ein Zwischenraum von zumindest 0,001 Inch (0,00254
cm) zwischen dem Trägersieb
und der Düsenspitze
wurde aufrecht erhalten.
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Nach dem Aufbringen der Suspension
auf die Trägersiebe
konnte das Suspensionsmittel bei Umgebungsbedingungen verdampfen,
und die nun mit Fluticasonpropionat beladenen Trägersiebe wurden in die Doppelsiebkonfiguration
eingesetzt, unter Verwendung von Impaktsieben aus rostfreiem Stahl
mit 250 Maschen mit 63 μm
großen Öffnungen
und einem offenen Bereich von 36%, wobei es sich um Impaktsiebe
für den
Doppelsiebmodus handelt, die oben für das US-Patent Nr. 5,503,869
und die US-Patentanmeldung 08/328,578 beschrieben worden sind. Vor
dem Einsetzen in den Doppelsiebmodus wurden die Impaktsiebe gereinigt,
wie oben für
die Trägersiebe
beschrieben.
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Jeweils ein repräsentatives Sieb von ungefähr dem Anfang,
der Mitte und dem Ende des Befüllvorgangs
wurde hinsichtlich des Medikamentinhalts mit einer Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie
untersucht. Die Befüll- und Betriebsparameter
sind in den folgenden Tabellen A und B zusammengefasst:
-
Tabelle
A (Losnummern und Quellen der Rohmaterialien)
-
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TABELLE
B (Befüllparameter)
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Wie sich aus der Konsistenz der in
den Graphen in 4 (SS-Trägersiebe)
und 5 (ETFE-Trägersiebe)
veranschaulichten Ergebnisse ergibt, hat sich herausgestellt, dass
die konzentrische Düse
der Dosiervorrichtung Fluticasonpropionat aus einer Suspension mit
einer Standardabweichung der erwarteten Medikamentendosis in der
Größenordnung
von 6% ± 1%
ausgeben konnte.
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Selbstverständlich können verschiedene Details der
Erfindung verändert
werden, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird. Außerdem ist
die eben erfolgte Beschreibung rein beispielhaft und soll nicht begrenzend
wirken – die
Erfindung ist durch die Ansprüche
definiert.