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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe einer
Dosis eines aerosolierten Medikaments zur Inhalation durch einen
Patienten in die Lunge.
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Es
werden zunehmend Aerosole zur Abgabe eines Medikaments zur therapeutischen
Behandlung der Lunge verwendet. Zum Beispiel werden bei der Behandlung
von Asthma allgemein Inhalatoren zur Abgabe von Bronchodilatoren
wie β2-Agonisten und entzündungshemmender Mittel wie
Kortikosteroiden verwendet. Es sind zwei Typen von Inhalatoren im allgemeinen
Gebrauch, Inhalatoren für
eine abgemessene Dosis (MDIs) und Trockenpulverinhalatoren (DPIs).
Beide Typen haben als ihre Aufgabe die Abgabe eines Medikaments,
das typischerweise in der Form eines festen teilchenförmigen Stoffes
oder Pulvers vorliegt, in die Atemwege der Lunge an der Stelle des
Leidens, das behandelt wird.
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In
der MDI-Vorrichtung wird das Medikament durch den Arzneimittelhersteller
in einem Druckaerosolbehälter
bereitgestellt, wobei das Medikament in einem flüssigen Treibmittel wie Fluorchlorkohlenwasserstoff
(CFC) oder Hydrofluoralkan (HFA) suspendiert oder gelöst ist.
Der Behälter
weist ein Dosierventil mit einem hohlen Ausstoßstiel auf, der nach innen
in den Behälter
gedrückt
werden kann, um ein abgemessenes Volumen der Treibmittel-Medikamenten-Mischung
in der Form eines Aerosols auszustoßen, das feine Tröpfchen des
Treibmittels aufweist, in dem Teilchen des Medikaments suspendiert
oder gelöst
sind. Ein typischer MDI zur Verwendung mit einem solchen Behälter weist
ein Gehäuse
mit einem Betätigungsglied
und einer Düse
auf. Der Behälter wird
in das Gehäuse
eingesetzt, wobei der hohle Ausstoßstiel des Behälters in
eine Bohrung im Betätigungsglied
aufgenommen wird. Ein Herunterdrücken
des ge schlossenen Endes des Behälters
bewirkt, daß der
Stiel in den Behälter
geschoben wird, so daß ein
abgemessenes Volumen des Medikaments durch die Düse ausgestoßen wird. Das Gehäuse definiert
ferner einen Strömungsweg,
der mit der Düse
in Fluidverbindung steht, wobei der Strömungsweg einen Auslaß am Mundstückabschnitt des
Gehäuses
aufweist, so daß das
aerosolierte Medikament inhaliert werden kann, nachdem es den Mundstückabschnitt
verläßt. Der
Patient führt
das Mundstück
entweder in den Mund ein, wobei die Lippen um das Mundstück geschlossen
sind, oder hält das
Mundstück
in einem geringen Abstand weg von einem offenen Mund. Der Patient
drückt
dann den Behälter
herunter, um das Medikament auszustoßen, und inhaliert gleichzeitig.
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Vorhandene
MDIs leiden an etlichen signifikanten Nachteilen. Ein Problem bei
vorhandenen MDIs ist die schlechte Abgabeeffizienz des Medikaments.
Es ist geschätzt
worden, daß im
Mittel bei vorhandenen MDIs nur etwa 10 Prozent der Medikamentendosis,
die aus dem Behälter
abgegeben wird, tatsächlich
die Lunge erreicht, wo sie das beabsichtigte Resultat erzielen kann.
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Eine
schlechte Abgabeeffizienz wird durch etliche Faktoren verursacht.
Einer davon ist die unvollständige
Verdampfung des Treibmittels, was dazu führt, daß ein großer Anteil der abgemessenen
Dosis in einer Form abgegeben wird, die nicht in die Lunge inhaliert
werden kann. Zur effektiven Abgabe eines aerosolierten Medikaments
an die Atemwege der Lunge ist es wünschenswert, daß der größte Teil
der Teilchen, die eingeatmet werden, kleiner als etwa 10 Mikrometer
ist (ein Mikrometer = ein Tausendstel eines Millimeters), und vorzugsweise
zwischen etwa 1 Mikrometer und 5 Mikrometer groß ist. Eine unvollständige Verdampfung
des Treibmittels am Auslaß des
Mundstücks
führt dazu,
daß ein
wesentlicher Bruchteil der abgemessenen Dosis in der Form verhältnismäßig großer Flüssigkeitströpfchen anstatt
feiner trockener Teilchen und/oder Dampf abgegeben wird. Solche
Tröpfchen
können
nicht eingeatmet werden, sondern neigen vielmehr dazu, auf die Innenseite
des Mundes und auf die Rückseite
des Rachens des Patienten aufzuprallen, mit dem Ergebnis, daß ein großer Teil
des Medikaments verschluckt wird. Die lokale Konzentration des Medikaments
im Mund und Rachen kann eine lokale Immunsuppressionsreaktion als
auch eine Entwicklung von Mykosen im Fall von Kortikosteroiden verursachen.
Zusätzlich führt das
Verschlucken von β2-Agonisten zur einer Erschlaffung der glatten
Muskeln des Magen-Darm-Trakts, was das Kontrahierungsvermögen und
die Aktivität
des Magens senkt. Ferner ist geschätzt worden, daß die verschwendeten
Medikamente US-Patienten etwa 750 Millionen Dollar pro Jahr kosten.
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Ein
weiterer Faktor, der zum Problem der schlechten Abgabeeffizienz
beiträgt,
ist die hohe Lineargeschwindigkeit des Aerosols, wenn es das Mundstück verläßt, was
in der Regel zum Aufprallen des Aerosols im Mund und Rachen führt. Idealerweise
sollte die Geschwindigkeit des Aerosols mit der Geschwindigkeit
des eingeatmeten Atemzugs des Patienten übereinstimmen, so daß die Teilchen
im Atem mitgerissen und in die Lunge befördert werden. Bei vielen vorhandenen
MDIs übersteigt
die Austrittsgeschwindigkeit des Aerosols die Geschwindigkeit des
Atemzugs des Patienten wesentlich. Die Hochgeschwindigkeitswolke
trifft auf die Rückseite
des Rachens, was das Aufprallen und Haften bewirkt.
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Noch
ein weiterer Faktor, der zur schlechten Abgabeeffizienz von vorhandenen
MDIs beträgt,
ist die übermäßige Länge der
Wolke oder des Bolus des Aerosols, das aus der Vorrichtung austritt.
Bei vorhandenen MDIs übersteigt
diese Länge
typischerweise 25 Zentimeter, was es für den Patienten schwierig macht,
den gesamten Bolus zu inhalieren.
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In
einer Bemühung,
die Wolkengeschwindigkeit zu senken, haben einige MDI-Gestalter
röhrenförmige Abstandshalter
zwischen der Aerosoldüse und
dem Mundstück
eingefügt.
Obwohl Abstandshalter die Abgabeeffizienz verbessern, prallt und
haftet der größte Teil
des Arzneimittels, das aus der Düse ausgestoßen wird,
an den Innenseiten des Abstandshalters und steht daher nicht zur
Inhalation durch den Benutzer zur Verfügung. Folglich leiden MDIs
mit Abstandshaltern immer noch an einer unannehmbar niedrigen Abgabeeffizienz.
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Obwohl
ferner Trockenpulverinhalatoren von sich aus einige der oben erwähnten Probleme
der MDIs vermeiden, wie eine übermäßige Aerosolgeschwindigkeit,
leiden DPIs immer noch an dem Problem des Aufprallens und Haftens
des Medikaments an den Innenseiten der Vorrichtungen, insbesondere unter
bestimmten Umweltbedingen, wie einer hohen relativen Feuchte, die
in der Regel eine Teilchenzusammenballung bewirkt.
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Ein
weiteres Problem bei vorhandenen MDIs ist die Schwierigkeit, die
die Patienten bei der Koordination ihrer Inhalation mit dem Ausstoß des Aerosols haben.
Bei manuell betätigten
MDIs inhalieren Patienten häufig
zu früh
oder zu spät,
um das Medikament effektiv einzuatmen. Obwohl etliche atemzubetätigte MDIs
entworfen worden sind, um sich diesem Problem zuzuwenden, bewirken
die meisten dieser Vorrichtungen einen Ausstoß beim ersten Einsatz der Einatmungsbemühung des
Patienten. Abhängig
vom Lungenleiden, das behandelt wird, und seinem Ort kann es häufig wünschenswerter
sein, daß das
Medikament vielmehr nahe des Höchstwertes
der Inhalation des Patienten ausgestoßen wird, als am Anfang. Ferner
kann es wünschenswert
sein, den Punkt der Inhalation des Patienten selektiv zu variieren,
an dem das Medikament ausgestoßen
wird, um den Ort der Arzneimittelabgabe für das Leiden, das behandelt wird,
anzupassen. Diese Vorteile sind bei vorhandenen MDIs nicht möglich.
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Folglich
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur
Abgabe eines aerosolierten Medikaments bereitzustellen, in der der
lungengängige
Bruchteil der abgemessenen Dosis (d.h. der Bruchteil in der Form
trockener Teilchen der optimalen Größe) am Austritt der Vorrichtung
maximiert wird.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Abgabe eines aerosolierten Medikaments bereitzustellen, in der
die Lineargeschwindigkeit des Aerosols am Austritt der Vorrichtung
annähernd
mit der Geschwindigkeit des eingeatmeten Atemzugs des Patienten übereinstimmt.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Dispersion und
Mischung der Arzneimittelteilchen im Bolus eines Aerosols in einer
Inhalatorvorrichtung zu maximieren.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Abgabe eines aerosolierten Medikaments bereitzustellen, in der
die Länge
des Bolus des aerosolierten Medikaments, das die Vorrichtung verläßt, so kurz
wie möglich
ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Maximierung
der Verdampfung des flüssigen
Treibmittels in einem Inhalator bereitzustellen.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur
Abgabe eines aerosolierten Medikaments bereitzustellen, in dem das
Aufprallen und Haften des Medikaments an den Innenwänden der
Vorrichtung minimiert wird.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Abgabe eines aerosolierten Medikaments bereitzustellen, in der
der Ausstoß des
Medikaments mit den eingeatmeten Atemzügen des Patienten synchronisiert
ist und in der die zeitliche Steuerung des Ausstoßes in Beziehung
zum Atemzug des Patienten selektiv variiert werden kann.
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GB-A-2279879
offenbart einen Inhalator mit einem Mundstück, das durch einen Durchgang
mit dem Medikamentenbehälterauslaß verbunden
ist. Ein ringförmiger
Durchlaß um
den Auslaß ermöglicht es,
daß Luft
in den Durchgang angesogen wird, wenn ein Sog auf das Mundstück ausgeübt wird.
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Die
Erfindung stellt einer Vorrichtung zur Abgabe eines aerosolierten
Medikaments nach Anspruch 1 bereit.
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In
der Vorrichtung werden Strömungssteuerungstechniken
und -vorrichtungen verwendet, um eine Mischung der Treibmittel-Medikamenten-Mischung
mit Luft zu unterstützen,
um die Verdampfung des Treibmittels zu erhöhen und die Aerosolwolke zu verlangsamen,
bevor sie den Austritt der Vorrichtung erreicht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird eine Vorrichtung zur Synchronisation der Betätigung des
Behälters
mit der Einatmungsbemühung
des Patienten bereitgestellt, die auf das Mundstück der Vorrichtung ausgeübt wird.
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Insbesondere
wird in einer bevorzugten Ausführungsform
ein Inhalationsgerät
bzw. eine Inhalatorvorrichtung für
eine abgemessene Dosis bereitgestellt, die ein Gehäuse aufweist,
das eingerichtet ist, ein Druckgefäß bzw. einen Druckbehälter zu
halten, wobei das Gehäuse
eine Stellglied- und Düsenbaugruppe
bzw. Betätigungsglied-
und Düsenanordnung mit
einer Bohrung aufweist, die eingerichtet ist, die hohle Auslaßröhre des
Behälters
aufzunehmen, wobei das Gehäuse
ferner einen im wesentlichen röhrenförmigen Kanal,
der ein offenes Ende aufweist, das ein Mundstück bildet, das eingerichtet
ist, in den Mund eines Benutzers eingeführt zu werden, wobei eine Düsenausstoßöffnung der
Betätigungsglied- und
Düsenanordnung
so angeordnet ist, daß sie
eine Wolke eines aerosolierten Medikaments in den Kanal leitet,
und eine Luftröhre
aufweist, die im Kanal gehalten wird und einen Luftröhrenauslaß, der gegenüber der
Düsenausstoßöffnung angeordnet
ist, und einen Luftröhreneinlaß aufweist,
der mit der Umgebungsluft außerhalb
des Kanals in Fluidverbindung steht, wobei die Luftröhre so orientiert
ist, daß Luft, die
aus dem Luftröhrenauslaß strömt, so geleitet wird,
daß sie
auf eine Wolke des aerosolierten Medikaments auftrifft, die aus
dem Behälter
durch die Düsenausstoßöffnung ausgestoßen wird.
Folglich bewirkt eine Einatmungsbemühung, die auf das Mundstück ausgeübt wird,
daß Luft
in den Luftröhreneinlaß und aus
dem Luftröhrenauslaß strömt, um auf
die Wolke aufzutreffen und dadurch die Dispersion und Mischung des
Medikaments im Kanal zu erhöhen. Der
Luftstrahl aus der Luftröhre
bewirkt auch, daß sich
die Wolke verlangsamt, so daß die
Geschwindigkeit des Aerosols, das die Vorrichtung verläßt, annähernd mit
der Geschwindigkeit des eingeatmeten Atemzugs eines Patienten übereinstimmt.
Die Verlangsamung der Wolke erhöht
außerdem
die Verweilzeit des Aerosols in der Vorrichtung und führt zu einem
kürzeren
zu inhalierenden Bolus. Der erhöhte Mischung
und Verweilzeit unterstützen
eine vollständigere
Verdampfung des Treibmittels am Austritt des Mundstücks.
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In
einer Ausführungsform
ist die Vorrichtung so gestaltet, daß die Düsenausstoßöffnung eine Wolke zum offenen
Ende des Mundstücks
leitet. Die Luftröhre
ist so angeordnet, daß sie
einen Luftstrahl vom offenen Ende des Mundstücks weg leitet, so daß er auf
die Wolke auftrifft. Die Luftröhre
wird im Kanal durch eine oder mehrere hohlen Speichen gehalten, die
mit der Wand des Kanals verbunden sind, wobei der hohle Durchlaß jeder
Speiche mit einem Ende eines entsprechenden Durchlasses durch die
Kanalwand mit der Umgebungsluft außerhalb des Kanals und am anderen
Ende mit dem Einlaß der
Luftröhre verbunden
ist. Wenn der Patient am offenen Ende des Mundstücks inhaliert, wird Luft in
die Luftröhre angesogen,
so daß sie
bewirkt, daß ein
Luftstrahl aus der Luftröhre
austritt. Sobald dieser Luftstrahl hergestellt worden ist, wird
der Behälter
betätigt,
um eine Wolke des Aerosols zum Luftstrahl hin auszustoßen. Die
Wolke und der Luftstrahl treffen sich, wobei eine Mischung und Verzögerung der
Wolke bewirkt wird.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die Düse
so angeordnet, daß sie
eine Wolke vom offenen Ende des Mundstücks weg zum entfernten Ende
des Kanals leitet, wobei dieses Ende im wesentlichen durch eine
Stirnwand verschlossen ist. Die Luftröhre ist an der Stirnwand angebracht,
wobei der Einlaß der
Luftröhre
mit einem Durchlaß durch
die Stirnwand zur Umgebungsluft außerhalb des Kanals verbunden
ist. Eine Inhalation durch einen Patienten am offenen Ende bewirkt,
daß Luft
durch die Luftröhre
in eine Richtung zum Mund des Patienten angesogen wird. Sobald der
Luftstrahl aus der Luftröhre
hergestellt worden ist, wird der Behälter aktiviert, um eine Wolke
zum geschlossenen Ende des Kanals zu leiten. Der Luftstrahl und
die Wolke treffen sich, wobei eine Mischung und Verzögerung der
Wolke bewirkt wird. Die Wolke muß ihre Richtung umkehren, bevor sie
das Mundstück
verläßt, so daß dasselbe
Stück des
Kanals zweimal verwendet wird, wodurch die Verweilzeit des Aerosols
in der Vorrichtung weiter erhöht
wird.
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Um
das Aufprallen und Haften des Medikaments an den Innenwänden der
Vorrichtung zu reduzieren, weist in einer anderen Ausführungsform
der Kanal ein im wesentlichen geschlossenes Ende auf, das durch
eine Stirnwand definiert wird, die vom Mundstück entfernt ist, das durch
das offene Ende definiert wird, und die Stirnwand weist mehrere
Hilfslufteinlässe
auf, die in Fluidverbindung mit der Umgebungsluft außerhalb
des Kanals stehen, wobei die Hilfslufteinlässe benachbart zur Innenwand
des Kanals in eine Richtung in den Kanal münden, die im wesentlichen zum
offenen Ende des Mundstücks
gerichtet ist. Der Kanal weist ferner mehrere Wirbelerzeuger auf,
die an dessen Innenwand stromabwärts von
den Hilfslufteinlässen
angebracht sind, wobei die Hilfslufteinlässe und Wirbelerzeuger zusammenwirken,
um einen turbulenten Luftstrom längs
der Innenwand des Kanals herzustellen, wenn eine Einatmungsbemühung auf
das Mundstück
ausgeübt
wird. Der Hilfsluftstrom wirkt als eine Puffer- oder Grenzschichtströmung längs der
Innenwände
des Kanals, wobei die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, daß Aerosoltröpfchen oder
trockene Teilchen auf die Innenwände
aufprallen und dauerhaft haften. Die Wirbelerzeuger weisen vorzugsweise
nach innen gerichtete Schaufeln auf, die unter einem Winkel zur
Achsenrichtung orientiert sind, um der Luft, die über sie strömt, einen
Drall und eine Verwirbelung zu verleihen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird außerdem
eine Aerosolströmungssteuerung
bereitgestellt, bei der die zeitliche Steuerung des Ausstoßes in Beziehung
mit der Inhalation selektiv variabel ist. Zu diesem Zweck ist das
Gehäuse
eingerichtet, den Behälter
zwischen einer ersten Position, in der sich der Ausstoßstiel des
Behälters
in einer nicht betriebsfähigen
Position befindet, und einer zweiten Position zu halten, in der
sich der Ausstoßstiel
zur Abgabe eines abgemessenen Volumens des Medikaments in einer
betriebsfähigen
Position befindet. Es ist eine Behältereinspannung im Gehäuse angeordnet
und ist von einer Ruheposition, in der eine Relativbewegung zwischen
dem Behälterkörper und
Ausstoßstiel
verhindert wird, zu einer Ausstoßposition beweglich, in der
eine solche Bewegung ermöglicht wird.
Die Behältereinspannung
bildet einen Teil einer Vorrichtung wie eines Balgs oder einer beweglichen Membran-Kolbenanordnung,
die eine Kammer mit variablem Volumen definiert, oder ist alternativ
an ihr angebracht. Der Inhalator weist ein elastisches Glied auf,
das den Behälter
bei einer Bewegung der Behältereinspannung
in ihre Ausstoßposition
in die zweite Position drückt.
Es erstreckt sich ein Luftdurchlaß durch das Gehäuse zwischen
dem Kanal und der Umgebungsluft außerhalb des Gehäuses, wobei
die Luftdurchlaß ein Venturi-Rohr
bzw. eine Venturi-Düse aufweist.
Die Kammer mit variablem Volumen steht in Fluidverbindung mit einer
Verengung des Venturi-Rohrs, wodurch eine Inhalation eines Benutzers durch
den Auslaß einen
Niederdruck in der Venturi-Rohrverengung bewirkt, so daß Luft aus
der Kammer evakuiert wird, und dadurch bewirkt wird, daß sich die
Behältereinspannung
in die Ausstoßposition bewegt.
Durch eine geeignete Auswahl der Gestaltungsparameter wie der Kammerquerschnittsfläche, der
Kraft, die durch das elastische Glied auf den Behälter ausgeübt wird,
der Venturi-Rohrgröße und dem
Durchmesser des sekundären
Luftdurchlasses, kann die Vorrichtung so gestaltet werden, daß eine Betätigung des
Behälters
nahe des Höchstwertes
einer Einatmungsbemühung
eines Patienten bewirkt wird.
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Die
Vorrichtung weist vorzugsweise ferner Einrichtungen zur selektiven
Variation der zeitlichen Steuerung der Betätigung auf. Zum Beispiel kann
die Vorrichtung eine Einstellschraube aufweisen, die in den sekundären Luftdurchlaß eindringt,
um als eine variable Strömungseinengung
zu dienen. Eine Drehung der Schraube in eine Richtung erhöht den Betrag
der Strömungseinengung,
so daß für eine gegebene
Inspirationsgeschwindigkeit durch das Mundstück die Dauer erhöht wird,
die benötigt
wird, um die Kammer ausreichend zu evakuieren, um eine Betätigung zu
bewirken. Umgekehrt senkt eine Drehung der Schraube in die entgegengesetzte
Richtung die Dauer, die benötigt
wird, um eine Betätigung
zu bewirken.
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Inhalators gemäß der Prinzipien der vorliegenden
Erfindung.
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2 eine
Explosionsansicht des Inhalators der 1.
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3 eine
Querschnittsansicht des Inhalators längs der Linie 3-3 von 1.
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3A eine
teilweise Querschnittsansicht, die eine alternative Ausführungsform
des Betätigungsglieds
und der Düse
des Inhalators zeigt.
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4 eine
Querschnittsansicht, die ähnlich zu 3 ist,
die eine alternative Ausführungsform des
Inhalators zeigt.
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5 eine
Querschnittsansicht, die ähnlich zu 3 ist,
die noch eine andere alternative Ausführungsform des Inhalators zeigt.
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6 eine
Querschnittsansicht des Inhalators der 5, die auf
einer Ebene aufgenommen ist, die normal zu jener der 5 ist.
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7 eine
Querschnittsansicht noch einer anderen alternativen Ausführungsform
der Erfindung, die Merkmale aufweist, um eine automatische Betätigung eines
Behälters
zu erreichen, die auf die Inhalation eines Patienten durch den Inhalator
reagiert.
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8 eine
perspektivische Ansicht des Auslösers,
der den Behälter
im Inhalator der 7 in Eingriff nimmt und löst.
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9 eine
Aufrißansicht,
teilweise im Querschnitt, noch einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, die eine alternative Anordnung zeigt, um eine automatische
Betätigung
eines Behälters
zu erzielen, die auf einen Atemzug des Patienten reagiert.
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Die 1–3 stellen
eine erste Ausführungsform
eines Inhalators 10 gemäß der Prinzipien der
Erfindung dar. Der Inhalator 10 weist ein Gehäuse 12 auf,
das einen Aufnahmeabschnitt 14 aufweist, der mit einem
Kanal 16 verbunden ist. Der Aufnahmeabschnitt 14 liegt
in der Form einer Hülse
vor, die eingerichtet ist, einen Standarddruckbehälter 18 aufzunehmen,
der ein Medikament enthält.
Der Behälter 18 bildet
keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Die Inhalatorvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist mit jedem Standarddruckbehälter verwendbar,
der ein inneres Dosierventil mit einem hohlen Ausstoßstiel aufweist,
der bezüglich
des Behälterkörpers aus einer
nicht betriebsfähigen
Position, in der ein Ausstoß des
Medikaments verhindert wird, zu einer betriebsfähigen Position nach innen gedrückt werden kann,
in der ein abgemessenes Volu men des Behälterinhalts durch den hohlen
Ausstoßstiel
ausgestoßen wird.
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Der
Kanal 16 weist ein offenes Ende 20, das vom Aufnahmeabschnitt 14 beabstandet
ist, und ein geschlossenes Ende 22 auf, das durch eine
Stirnwand 24 definiert ist, die mit dem Aufnahmeabschnitt 14 verbunden
ist. Die Stirnwand 24 ist in ihrer Form vorzugsweise im
wesentlichen konisch oder halbkugelförmig, wobei ein Scheitelpunkt
der Stirnwand 24 den Abschnitt der Stirnwand 24 bildet,
der vom offenen Ende 20 am weitesten entfernt ist.
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Unter
Bezugnahme auf 3 weist das Gehäuse 12 ferner
eine Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26 auf,
die durch die Stirnwand 24 gehalten wird. Die Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26 weist
eine Bohrung 28, die eingerichtet ist, den (in den 1–3 nicht
gezeigten) hohlen Ausstoßstiel
des Behälters 18 aufzunehmen,
und eine Düsenausstoßöffnung 30 auf,
die mit der Bohrung 28 in Fluidverbindung steht. Die Düsenausstoßöffnung 30 ist
vorteilhafterweise am Scheitelpunkt der Stirnwand 24 angeordnet
und so orientiert, daß sie
eine Aerosolwolke im wesentlichen längs der zentralen Längsachse 32 des
Kanals leitet. Die Öffnung 30 weist
vorzugsweise einen Innendurchmesser am Austritt von weniger als
etwa 0,025 Inch (0,0635 cm) und bevorzugter zwischen etwa 0,005
Inch und etwa 0,019 Inch (0,0127 und 0,0483 cm) auf.
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Folglich
wird daraufhin, daß der
Behälter 18 in
die Richtung nach unten in 1 heruntergedrückt wird,
ein abgemessenes Volumen des Medikaments in die Bohrung 28 und
aus der Öffnung 30 heraus ausgestoßen, um
eine im wesentlichen konische Wolke des aerosolierten Medikaments
im Kanal 16 zu bilden, die im wesentlichen zu dessen offenen Ende 20 geleitet
wird. Der Inhalator 10 weist Merkmale auf, die die Dispersion
und Mischung des aerosolierten Medikaments mit Luft im Kanal unterstützen, um
die Verdampfung zu erhöhen
und die Geschwindigkeit des flüssigen
Treibmittels zu senken, das aus dem Behälter 18 ausgestoßen wird.
Insbesondere weist der Inhalator 10 eine Luftröhre 34 auf, die
im Kanal 16 gehalten wird. Die Luftröhre 34 weist einen
Auslaß 36,
der stromabwärts
von der und in gegenüberliegender
Beziehung zur Düsenausstoßöffnung 30 beabstandet
ist, und einen Einlaß 38 auf,
der mit der Umgebungsluft außerhalb
des Kanals 16 in Fluidverbindung steht. In der in den 1–3 gezeigten
Ausführungsform
ist die Luftröhre 34 eine
gebogene Röhre,
die einen im wesentlichen axialen Abschnitt 40, der im
wesentlichen längs
der Kanallängsachse 32 ausgerichtet
ist, und einen im wesentlichen radialen Abschnitt 42 aufweist,
der an der Innenwand 44 des Kanals 16 angebracht
ist. Wenn ein Benutzer eine Einatmungsbemühung auf das offene Ende 20 des
Kanals 16 ausübt,
wird Luft von außerhalb
des Kanals 16 in den Luftröhreneinlaß 38 angesogen, die den
Luftröhrenauslaß 36 in
eine Richtung zur Düsenausstoßöffnung 30 verläßt. Der
Abschnitt 40 der Luftröhre 34 ist
im Kanal 16 so angeordnet und orientiert, daß Luft,
die aus dem Auslaß 36 strömt, auf
eine Wolke des Aerosols auftreffen wird, die die Düsenöffnung 30 verläßt. Sobald
der Luftstrom aus der Röhre 34 hergestellt
worden ist, wird das Dosierventil des Behälters 18 betätigt, um
eine Wolke des aerosolierten Medikaments aus der Öffnung 30 auszustoßen. Der Zusammenstoß der Luft
aus Luftröhre 34 mit
der Wolke bewirkt, daß sich
die Wolke verlangsamt und dispergiert wird, so daß sie einen
größeren Abschnitt des
Querschnitts des Kanals 16 einnimmt. Das Resultat ist eine
verbesserte Mischung des Aerosols mit Luft, was eine vollständigere
Verdampfung des flüssigen
Treibmittels bis zu dem Zeitpunkt unterstützt, zu dem der Aerosolbolus
das offene Ende 20 des Kanals 16 verläßt, und
eine Reduzierung der Geschwindigkeit der Wolke, die das offene Ende 20 verläßt, so daß sie sich
der Geschwindigkeit des Inspirationsatemzugs nähert. Folglich tritt ein größerer Bruchteil der
abgemessenen Dosis des Medikaments, die aus dem Behälter 18 abgegeben
wird, aus dem offenen Ende 20 in der Form von lungengängigen trockenen Teilchen
der optimalen Größe von etwa
einen bis fünf Mikrometern
aus, die sich mit einer verhältnismäßig niedrigen
Geschwindigkeit bewegen, die im wesentlichen mit der Inspirationsatemzugsgeschwindigkeit übereinstimmt,
im Gegensatz zu den verhältnismäßig großen Flüssigkeitströpfchen,
die sich mit einer verhältnismäßig hohen
Geschwindigkeit bewegen. Das Auf prallen und Haften des Medikaments
im Mund und Rachen wird dadurch reduziert.
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Die
Luftröhre 34 und
der Kanal 16 können
integral aus einem Stück
ausgebildet sein, wobei sich der innere Durchlaß der Luftröhre 34 durch den Kanal 16 erstreckt,
um eine Fluidverbindung mit der Luft außerhalb des Kanals 16 herzustellen.
Alternativ kann die Luftröhre 34 aus
einer Metallröhre
bestehen, die in die geeignete Gestaltung gebogen ist und am Kanal 16 am
Einlaßende 38 angebracht
ist.
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Obwohl
die Ausführungsformen,
die in den 1–3 und 7 dargestellt
werden, die Luftröhre 34 unter
einem Winkel von 90 Grad zu dem Abschnitt 40 gebogen zeigen,
der koaxial mit der Achse 41 (3) der Düsenöffnung 30 ausgerichtet
ist, können
andere Anordnungen verwendet werden, ohne die Vorteile der Erfindung
zu opfern. Zum Beispiel kann der Abschnitt 40 unter einem
stumpfen Winkel (d.h. zwischen etwa 90 Grad und 180 Grad, wobei
180 Grad als exakt entgegengesetzt zu der Richtung einer Wolke definiert
sind, die die Öffnung 30 verläßt) zur
Achse 41 der Düsenöffnung 30 angeordnet
werden, wobei der Abschnitt 40 der Luftröhre 34 so
orientiert ist, daß er
einen Luftstrahl zur Öffnung 30 leitet.
Zusätzlich
muß der
Abschnitt 42, der an der Kanalwand befestigt ist, nicht
radial sein, sondern kann unter einem spitzen oder stumpfen Winkel zur
Kanalwand 44 orientiert sein.
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Der
Inhalator weist ferner Merkmale auf, die die Wahrscheinlichkeit
reduzieren, daß Flüssigkeitströpfchen oder
trockene Teilchen auf die Innenwände 24 und 44 des
Kanals 16 aufprallen und dauerhaft haften. Insbesondere
weist der Inhalator 10 durch die Stirnwand 24 und
in Umfangsrichtung dort herum voneinander beabstandet an mindestens
zwei unterschiedlichen Radien von der Düsenöffnung 30 mehrere
Hilfslufteinlässe 46 auf.
Ein erster Umfangsring von Hilfslufteinlässen 46 ist angrenzend
an die Verbindungsstelle 48 zwischen der Stirnwand 24 und
der Innenwand 44 des Kanals 16 angeordnet. Ein
zweiter Umfangsring von Hilfslufteinlässen 47 ist radial
zwischen der Verbindungsstelle 48 und der Düsenöffnung 30 angeordnet.
Eine Einatmungsbemühung, die
auf das offene Ende 20 des Kanals 16 ausgeübt wird,
bewirkt, daß Luft
in die Hilfslufteinlässe 46 und 47 strömt, wie
durch Pfeile 50 angezeigt, und davon nach außen längs der
Innenwand 44 des Kanals 16 und von der Stirnwand 24 nach
außen,
wie durch Pfeile 52 angezeigt. Dieser Hilfsluftstrom bildet
einen Puffer- oder Grenzschichtluftstrom längs der Innenwand 44 und
der Stirnwand 24, der darauf abzielt, das Aufprallen und
dauerhafte Haften des Medikaments an der Innenwand 44 und
der Stirnwand 24 zu reduzieren.
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Um
dieses Ziel ferner zu erreichen, weist der Inhalator 10 außerdem mehrere
Wirbelerzeuger oder Schaufeln 54 auf (die in 2 am
besten zu erkennen sind), die an der Innenwand 44 des Kanals 16 angebracht
sind und die sich davon nach innen erstrecken. Die Schaufeln 54 sind
stromabwärts
von den Hilfslufteinlässen 46 angeordnet,
wobei jede Schaufel 54 vorteilhafterweise annähernd in
axialer Ausrichtung mit einem der Hilfslufteinlässe 46 angeordnet
ist. Die Schaufeln 54 sind unter einem Winkel zur Achsenrichtung
orientiert, die durch die Längsachse 32 definiert
ist, so daß der
Luft, die über
sie strömt,
eine Verwirbelung und ein Drall verliehen wird. Folglich stößt der Grenzschichtluftstrom,
der durch die Hilfslufteinlässe 46 erzeugt
wird, auf die Schaufeln 54, die dem Grenzschichtluftstrom
die Verwirbelung und den Drall verleihen. Diese Verwirbelung und
dieser Drall reduzieren die Wahrscheinlichkeit weiter, daß Aerosoltröpfen oder
-Teilchen auf die Innenwand 44 aufprallen und dauerhaft
haften.
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Wie
in den 1 und 3 gezeigt, weist der Inhalator 10 ein
getrenntes Mundstück 56 auf, das
mit dem offenen Ende 20 des Kanals 16 verbunden
ist. Das Mundstück 56 weist
einen Abschnitt 58 mit reduziertem Durchmesser auf, der
eingerichtet ist, in den Mund eines Benutzers des Inhalators 10 eingeführt zu werden.
Nach dem vollständigen
Ausatmen führt
der Benutzer den Abschnitt 58 in den Mund ein, wobei die
Lippen um den Abschnitt 58 geschlossen sind, und beginnt
dann einzuatmen, was einen Luftstrom aus der Luftröhre 34 und
durch die Hilfslufteinlässe 46 herstellt.
Sobald diese Luftströme hergestellt
sind und während
er weiter einatmet, drückt
der Benutzer den Behälter 18 nieder,
um ein abgemessenes Volumen des Medika ments und der Treibmittelmischung
aus der Düsenausstoßöffnung 30 auszustoßen. Der
Benutzer atmet weiter ein, um die Lunge bis zu ihrer Kapazität zu füllen, und
hält dann
typischerweise den Atem für
eine Zeitspanne an, um es zu ermöglichen,
daß das
aerosolierte Medikament sich in den Luftwegen der Lunge absetzt.
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Wie
in den 1-3 gezeigt, ist das Gehäuse 12 in
vier Abschnitten ausgebildet (die das Mundstück 56 einschließen), die
in einer ineinander geschobenen Weise zusammenpassen. Jedoch kann
zur problemlosen Herstellung das Gehäuse 12 alternativ
in weniger als vier Abschnitten ausgebildet sein. Zum Beispiel kann
das Gehäuse 12 in
zwei Abschnitten ausgebildet sein, einem ersten Abschnitt, der den
Aufnahmeabschnitt 14, die Stirnwand 24 und den
Kanal 16 bis zu und einschließlich der Schaufeln 54 umfaßt, und
einem zweiten Abschnitt, der den Abschnitt des Kanals 16 mit
der Luftröhre 34 und
dem Mundstück 56 umfaßt. Alternativ
kann das Gehäuse 14 in
zwei Abschnitten ausgebildet sein, die an einer longitudinalen Ebene
durch den Kanal geteilt sind, wobei die beiden Abschnitte im wesentlichen
Spiegelbilder voneinander sind, die längs der Symmetrieebene miteinander
verbunden sind. Nichtsdestoweniger wird für Veranschauungszwecke eine
Ausführungsform
mit vier Abschnitten gezeigt und beschrieben.
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Ein
erster Abschnitt 60 weist den Aufnahmeabschnitt 14,
die Stirnwand 24 und die Betätigungsglied- und Düsenanordnung 26 und
einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 62 auf, der
einen Teil des Kanals 16 bildet und mit der Stirnwand 24 an
der Verbindungsstelle 48 verbunden ist. Der erste Abschnitt 60 ist
vorteilhafterweise integral aus einem Stück ausgebildet, obwohl er alternativ
aus mehreren Stücken
gebildet werden kann, die anschließend miteinander verbunden
werden.
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Ein
zweiter Abschnitt 64 weist einen zweiten, im wesentlichen
zylindrischen Abschnitt 66, dessen Innen- und Außendurchmesser
gleich jenen des ersten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitts 62 sind,
und einen Abschnitt 68 mit reduziertem Durchmesser auf,
der in einer ineinander geschobenen Weise in das stromabwärts gelegene
offene Ende des ersten zylindrischen Abschnitts 62 aufgenommen
ist. Der Abschnitt 68 weist eine Innenwand 70 auf,
die im wesentlichen konisch ist, wobei sie geringfügig in die
axiale Richtung zum Mundstück 56 hin zusammenläuft. Die
Schaufeln 54 sind an der Innenwand 70 angebracht.
Der zweite Abschnitt 64 ist vorzugsweise integral aus einem
Stück ausgebildet,
obwohl er alternativ mehreren Stücken
gebildet werden kann, die anschließend verbunden werden.
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Ein
dritter Abschnitt 72 des Gehäuses 12 weist einen
dritten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 74, dessen
Innen- und Außendurchmesser gleich
jenen des zweiten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitts 66 sind,
und einen zylindrischen Abschnitt 76 mit reduziertem Durchmesser
auf, der in einer ineinander geschobenen Weise im offenen Stromabwärtsende
des zweiten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitts 66 aufgenommen
ist. Der Außendurchmesser
des Abschnitts 76 ist annähernd gleich dem Innendurchmesser
des Abschnitts 66, um einen Festsitz zwischen diesen Teilen
bereitzustellen. Die Innenseite 78 des Abschnitts 76 weist
einen Durchmesser auf, der annähernd
gleich dem kleinsten Durchmesser der konischen Innenwand 70 ist,
so daß die
Verbindungsstelle zwischen den Flächen 70 und 78 keine
wesentliche Stufe im Strömungsweg darstellt,
der durch den Kanal 16 definiert wird. Die Luftröhre 34 ist
an der Innenseite des dritten Abschnitts 72 an der Verbindungsstelle
zwischen der Innenseite 78 und der Innenseite 80 des
dritten zylindrischen Abschnitts 74 angebracht. Ein Loch 82 durch den
Abschnitt 74 paßt
mit dem inneren Durchlaß der Luftröhre 34 zusammen,
um eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß 38 der Luftröhre 34 und
der Umgebungsluft außerhalb
des Kanals 16 bereitzustellen. Der dritte Abschnitt 72 kann
integral aus einem Stück
bestehen, oder in mehreren Stücken
gebildet und anschließend
verbunden werden.
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Der
vierte Abschnitt des Gehäuses 12 ist
das Mundstück 56,
das einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 84 aufweist,
der in einer ineinander geschobenen Weise in das offene Stromabwärtsende
des dritten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitts 74 aufgenommen
ist (der außerdem
das offene Ende 20 des Kanals 16 definiert). Der
Abschnitt 84 ist an einem ring förmigen Flansch 86 angebracht, der
wiederum an den Abschnitt 58 mit reduziertem Durchmesser
angebracht ist, der in den Mund eines Benutzers eingeführt wird.
Der Außendurchmesser des
Abschnitts 84 ist annähernd
gleich dem Durchmesser der Innenseite 80, um einen Festsitz
dazwischen bereitzustellen.
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Das
Gehäuse 12 besteht
vorteilhafterweise aus einem Kunststoff wie Polyamid, Polyester,
Polypropylen, Polyethylen, ABS, Polycarbonat oder Polyacrylat. Das
Gehäuse 12 kann
durch irgendeine geeignete Technik gefertigt werden, wie Spritzgießen oder
Blasformen.
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3A zeigt
eine alternative Ausführungsform
einer Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26a für den Inhalator 10 in
einer Querschnittsansicht in horizontaler Ebene, die in 3 dargestellt
ist. Die Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26a weist zwei
voneinander beabstandete Ausstoßöffnungen 30a auf,
die beide fluidmäßig mit
der Bohrung 28a verbunden sind und sich in die Richtung
des Mundstücks 56 aneinander
annähern.
Folglich bewirkt das Herunterdrücken
des Behälters 18,
um ein abgemessenes Volumen des Medikaments in die Bohrung 28a auszustoßen, daß zwei Aerosolwolken
aus dem Paar Öffnungen 30a ausgestoßen werden.
Die Wolken nähern
sich an und treffen stromaufwärts
vom Luftröhrenauslaß 36 aufeinander,
was bewirkt, daß sich
das Aerosol ausbreitet, wodurch die Mischung des Aerosols mit Luft
unterstützt
wird. Zusätzlich
unterstützt der
Zusammenstoß der
beiden Wolken die Erzeugung kleiner Tröpfchen, was die Verdampfung
des Treibmittels erhöht.
Es wird erkannt werden, daß zur Bequemlichkeit
der Darstellung die Bohrung 28a so gezeigt wird, daß sie in
die horizontale Richtung länglich
ist, und die Öffnungen 30a so
gezeigt werden, daß sie
in der horizontalen Ebene voneinander beabstandet sind. Vorteilhafterweise
kann die Bohrung 28a jedoch einfach in die vertikale Richtung
erweitert werden und die Öffnungen 30a vertikal
voneinander beabstandet und zueinander angewinkelt werden, um die
erwünschte
Annäherung
der beiden Wolken zu erreichen.
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4 stellt
eine alternative Ausführungsform eines
Inhalators 10a dar, in dem die längliche Luftröhre 34 des
Inhalators 10 durch eine kürzere Luftröhre in der Form einer Nabe 40a ersetzt
worden ist, die im Kanal 16 durch ein Paar hohler Speichen 42a gehalten
wird. In 4 bezeichnen Teile, die durch
Bezugsziffern bezeichnet werden, die das Buchstabensuffix „a" aufweisen, Teile,
die analog zu jenen sind, die in 3 dieselben
Bezugsziffern ohne das Suffix tragen, während Teile, die in den 3 und 4 mit identischen
Bezugsziffern bezeichnet werden, identische Teile bezeichnen. Folglich
ist die Nabe 40a zum axialen Abschnitt 40 der
Luftröhre 34 analog,
und die Speichen 42a sind zum radialen Abschnitt 42 der Luftröhre 34 analog.
Die Nabe 40a enthält
einen zentralen Hohlraum 88 mit einem ersten Durchmesser und
einen Auslaßdurchlaß 36a mit
einem zweiten kleineren Durchmesser. Der Auslaßdurchlaß 36a ist im wesentlichen
koaxial mit dem Kanal 16 und so orientiert, daß Luft,
die von dort nach außen
strömt,
zur Düsenöffnung 30 hin
geleitet wird. Die inneren Durchlässe der Speichen 42a sind
mit der Außenluft durch
ein Paar Löcher 82a durch
den zylindrischen Abschnitt 74a verbunden. In der Ausführungsform des
Inhalators 10a, die in 4 gezeigt
wird, gibt es keinen Abschnitt des Gehäuses, der analog zum zweiten
Abschnitt 64 der 3 ist. Folglich
sind die Schaufeln 54 aus dem Inhalator 10a beseitigt
worden. Jedoch sind die Hilfslufteinlässe 46 im Inhalator 10a immer
noch vorhanden, um einen Grenzschicht-Luftstrom längs der
Innenwand des Kanals 16a bereitzustellen.
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Die 5 und 6 stellen
noch eine andere Ausführungsform
eines Inhalators gemäß der Prinzipien
der vorliegenden Erfindung dar. 5 stellt schematisch
einen horizontalen Querschnitt analog zu 3 dar, der
einen Inhalator 10b zeigt, in dem die Aerosolwolke vom
Benutzer weg geleitet wird, so daß das Aerosol seine Richtung
umkehren muß,
bevor es eingeatmet wird. 6 stellt
schematisch einen vertikalen Querschnitt des Inhalators 10b dar. Wiederum
werden gleiche Teile durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet, während analoge
Teile durch das Buchstabensuffix „b" bezeichnet werden. Der Inhalator 10b weist
ein Gehäuse 12b auf,
das einen Kanal 16b definiert, der ein erstes geschlossenes
Ende, das durch eine Stirnwand 90 definiert wird, und ein
zweites offenes Ende auf weist, das durch einen Mundstückabschnitt 58b definiert
wird, der eingerichtet ist, in den Mund eines Benutzers eingeführt zu werden.
Der Kanal 16b weist eine erste größere Innenquerschnittsfläche über den
größeren Teil
seiner Länge
auf, die sich zu einer zweiten kleineren Innenquerschnittsfläche am Mundstückabschnitt 58b verengt.
Das Gehäuse
weist ferner einen Aufnahmeabschnitt 14b auf, der in den
Kanal 16b an einer Stelle zwischen der Stirnwand 90 und
dem Mundstückabschnitt 58b eindringt.
Der Aufnahmeabschnitt 14b nimmt einen (nicht gezeigten)
Standarddruckbehälter auf.
Das Gehäuse 12b weist
ferner eine Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26 auf,
die am unteren Ende des Aufnahmeabschnitts 14b angeordnet
ist, so daß der
hohle Auslassstab des Behälters
in eine Bohrung 28 der Betätigungsglied- und Düsenanordnung 26 eingefügt werden
kann. Die Einzelheiten der Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26 sind schon
in Verbindung mit 3 beschrieben worden. Die Düsenausstoßöffnung 30 ist
so orientiert, daß sie eine
Aerosolwolke zur Stirnwand 90 leitet.
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Der
Inhalator 10b weist einen inneren Kanal 92 auf,
der koaxial mit dem Kanal 16b angeordnet ist. Der innere
Kanal 92 weist ein offenes Ende 94, das von der
Stirnwand 90 beabstandet ist und ihr benachbart ist, und
ein geschlossenes Ende 96 auf, das von der Stirnwand 90 entfernt
ist und durch eine Stirnwand 24b definiert wird, die die
Betätigungsglied- und
Düsenanordnung 26 hält. Der
Inhalator weist ferner eine Luftröhre 34b auf, die an
der Stirnwand 90 angebracht und koaxial im Kanal 16b angeordnet
ist. Die Luftröhre 34b dringt
teilweise in den inneren Kanal 92 zur Düsenausstoßöffnung 30 hin ein.
Der Einlaß 38b der
Luftröhre 34b ist
mit der Umgebungsluft außerhalb
des Kanals 16b durch ein Loch 98 durch die Stirnwand 90 verbunden.
Der Auslaß 36b der Luftröhre 34b steht
in gegenüberliegender
Beziehung zur Öffnung 30.
Das aus der Öffnung 30 ausgestoßene Aerosol
tritt in das Innere des inneren Kanals 92 ein und geht
weiter zur Stirnwand 90 des äußeren Kanals 16b.
Eine Inhalation des Benutzers durch das Mundstück 58b bewirkt, daß Luft durch das
Loch 98 in die Luftröhre 34b und
aus dem Auslaß 36b zur
Wolke eintritt. Die Wolke und der Luft strahl aus der Luftröhre 34b treffen
sich, was bewirkt, daß die
Wolke verzögert
wird und sich im inneren Kanal 92 ausbreitet. Eine fortgesetzte
Inhalation durch den Benutzer bewirkt, daß das dispergierte Aerosol
durch des offene Ende 94 des inneren Kanals 92 austritt und
seine Richtung ändert,
um durch den Raum zwischen dem inneren Kanal 92 und dem äußeren Kanal 16b,
und folglich durch das Mundstück 58b zu
strömen.
Folglich bewegt sich das Aerosol durch einen Abschnitt der Länge des
Kanals 16b zweimal, wodurch die Verweilzeit des Aerosols
in der Vorrichtung erhöht
wird, bevor es das Mundstück 58b verläßt. Dies
führt zu
einer vollständigeren
Verdampfung des flüssigen
Treibmittels. Ferner stellt die Strömungsumkehr sicher, daß die Geschwindigkeit
des Aerosols, das das Mundstück
verläßt, im wesentlichen gleich
der Geschwindigkeit des eingeatmeten Atemzugs des Benutzers ist,
was das Problem des Aufprallens im Mund und im Rachen reduziert.
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7 stellt
noch eine andere Ausführungsform
dar, die eine automatische Betätigung
des Behälters
bereitstellt, um eine Dosis des Medikaments als Reaktion auf die
Einatmungsbemühung
des Benutzers und synchronisiert damit auszustoßen. Ein Inhalator 10c weist
ein Gehäuse 12c auf,
das einen Kanal 16c aufweist, in dem eine Aerosolwolke
zur Inhalation durch den Benutzer erzeugt wird. Es wird gezeigt,
daß der
Kanal 16c die Luftröhre 34 und
die Hilfslufteinlässe 46 aufweist.
Er kann außerdem
die Schaufeln 54 des Inhalators 10 aufweisen.
Alternativ kann der Kanal 16c ein einfacher gerader Durchgang mit
einem offenen Ende für
den Austritt des aerosolierten Medikaments sein. Folglich sind mit
der Ausnahme, daß der
Kanal 16c eingerichtet sein muß, eine Fluidverbindung mit
einer Kammer 162 im Gehäuse 12c bereitzustellen,
wie unten erläutert,
die Einzelheiten des Kanals 16c für ein Verständnis der Atemzugsynchronisationsmerkmale
der Erfindung nicht wichtig.
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Das
Gehäuse 12c weist
ferner einen Aufnahmeabschnitt 14c auf, der mit dem Kanal 16c verbunden
ist. Der Aufnahmeabschnitt 14c weist eine im wesentlichen
zylindrische Hülse
auf, die eine Längsachse 108 aufweist,
die unter einem schiefen Winkel zur Längsachse des Kanals 16c orientiert
ist. Es befin det sich ein Behälter 18 im
Aufnahmeabschnitt 14c, wobei seine Längsachse mit der Längsachse des
Aufnahmeabschnitts 14c ausgerichtet ist. Zwischen dem Aufnahmeabschnitt 14c und
dem Behälter 18 ist
eine Innenhülse 100 angeordnet.
Die Innenhülse 100 weist
ein offenes oberes Ende 102, durch das der Behälter 18 eingesetzt
werden kann, und ein offenes unteres Ende 104 auf, das
so verengt ist, daß der
Behälter 18 nicht
durch es hindurchgehen kann, was es aber nichtsdestoweniger ermöglicht,
daß der hohle
Stiel 19 des Behälters
in die Bohrung 28 der Betätigungsglied- und Düsenanordnung 26 eingefügt wird.
Insbesondere weist das benachbarte untere Ende 104 der
Hülse 100 sich
nach innen erstreckende Vorsprünge 105 auf,
die gegen den Kappenabschnitt 106 des Behälters stoßen. Der
Behälter 18 ist in
der Innenhülse
längs der
Richtung verschiebbar, die durch die Längsachse 108 der Aufnahmeabschnitts 14c definiert
ist, so daß es
ermöglicht
wird, daß der
Behälter
zur Betätigungsglied-
und Düsenanordnung 26 heruntergedrückt wird,
um das Dosierventil des Behälters
zu betätigen.
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Die
Innenhülse 100 ist
außerdem
im Aufnahmeabschnitt 14c längs der Richtung der Achse 108 zu
dem Zweck verschiebbar, den Behälter 18 in
einer eingespannten Position anzuordnen, in der er bereit ist betätigt zu
werden. Der Aufnahmeabschnitt 14c weist vier Längsschlitze 110 auf,
die in Umfangsrichtung um etwa 90 Grad voneinander beabstandet sind,
von denen zwei ein Paar diametral gegenüberliegende Ansätze oder
Nockenmitnehmer 112 aufnehmen, die sich von der Außenseite
der Innenhülse 100 nach
außen
erstrecken. Alternativ kann der Aufnahmeabschnitt 14c nur
zwei Schlitze 110 aufweisen, die um 180 Grad voneinander
beabstandet sind und die Ansätze 112 aufnehmen.
Folglich gleiten dann, wenn die Innenhülse longitudinal im Aufnahmeabschnitt 14c gleitet,
die Ansätze 112 longitudinal in
den jeweiligen Schlitzen 110.
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Der
Inhalator weist einen im wesentlichen zylindrischen Nockenring 114 auf,
der über
das Äußere des
Aufnahmeabschnitts 14c paßt. Der Nockenring 114 weist
einen ringförmigen
Flansch 116 an seinem unteren Ende auf, der sich nach außen über die
Außenseite
des Gehäuses
erstreckt, um des Ergreifen des Noc kenrings 114 durch die
Hand des Benutzers zu erleichtern. Die Innenseite 118 des
Rings 114 weist ein Paar sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparungen
oder Nockenbahnen 120 auf, die darin annähernd 180
Grad voneinander beabstandet ausgebildet sind, die sich zum offenen
oberen Ende 122 des Nockenrings 114 longitudinal
nach oben erstrecken. Jede Nockenbahn 120 präsentiert
eine im wesentlichen schraubenförmige
Fläche 124 in
gegenüberliegender
Beziehung mit einem der Ansätze 112,
die von der Innenhülse 100 durch
Schlitze 110 nach außen
vorstehen. Folglich bewirkt, wenn der Nockenring 114 in
einer Position startet, in der jeder Ansatz 112 in Kontakt
mit dem untersten Abschnitt der jeweiligen Nockenbahn 120 steht
(d.h. jenem Abschnitt der Nockenbahn 120, der am weitesten
vom oberen Ende 122 des Nockenrings 114 entfernt
ist), eine Rotation des Nockenrings 114 durch den Bogen, der
durch die Nockenbahnen 120 definiert wird, daß die Ansätze 112 längs der
schraubenförmigen
Flächen 124 gleiten
und dadurch die Innenhülse 100 in die
Längsrichtung
zum oberen Ende 122 hin nach oben vorschieben.
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Diese
Aufwärtsbewegung
der Innenhülse 100 zieht
den Behälter 18 aufgrund
der Vorsprünge 105 nach
oben. Dieser Aufwärtsbewegung
des Behälters 18 leistet
eine Druckfeder 126 Widerstand. Die Feder 126 ist
an der Innenseite einer entfernbaren Endkappe 128 angebracht,
die das obere Ende 130 des Aufnahmeabschnitts 14c und
das obere Ende 122 des Nockenrings 114 umgibt,
so daß sie den
Behälter 18 im
Gehäuse
vollständig
einschließt. Wenn
die Endkappe 128 so installiert ist, drückt die Feder 126 gegen
das Ende des Behälters 18,
wobei sie den Behälter
nach unten zur Betätigungsglied- und
Düsenanordnung 26 vorspannt.
Wenn nichts die Abwärtsbewegung
des Behälters 18 behindern
würde,
würde die
Feder 126 den Behälter
nach unten bewegen, bis der Ausstoßstiel 19 völlig in
den Behälter gedrückt wäre, so daß ein Ausstoß eines
abgemessenen Volumens des Behälterinhalts
bewirkt würde. Jedoch
umfaßt
der Inhalator 10c einen Mechanismus, der mit dem Behälter in
Eingriff steht, um diese Abwärtsbewegung
zu verhindern, wobei der Mechanismus auf eine Einatmungsbemühung eines
Benutzers reagiert, die auf das offene Ende des Kanals 16c ausgeübt wird,
indem er sich vom Behälter
während der
Inhalation des Benutzers löst,
um es zu ermöglichen,
daß die
Feder 126 den Behälter
in seine Ausstoßposition
bewegt.
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Zu
diesen Zwecken weist der Inhalator 10c eine Kolbenanordnung 132 auf,
die relativ zum Behälter 18 längs einer
Achse 134 beweglich ist, die im wesentlichen normal zur
Längsachse 108 ist.
Die Kolbenanordnung 132 hat eine kreisförmige Scheibe 136,
die einen Schaft 138 aufweist, der sich zentral dort hindurch
koaxial mit der Achse 134 erstreckt und nach außen aus
beiden Seiten der Scheibe 136 vorsteht. Ein erster Abschnitt 140 des
Schaftes 138, der aus einer Seite der Scheibe 136 vorsteht,
die vom Behälter
entfernt ist, steht mit einer Aussparung 142 in einer Wand 144 des
Gehäuses
in Eingriff, wobei die Aussparung 142 die Bewegung der
Kolbenanordnung 132 längs
der Achse 134 führt.
Ein zweiter Abschnitt 146 des Schaftes 138, der
aus der Seite der Scheibe 136 vorsteht, die dem Behälter gegenüberliegt,
erstreckt sich durch eine Öffnung 148 im
Aufnahmeabschnitt 14c, wobei er an einem erweiterten Kopfende 150 endet.
Es ist eine Druckfeder 152 zwischen dem Kopfende 150 und
der Wand des Aufnahmeabschnitts 14c gefangen, wobei sie
die Kolbenanordnung 132 zum Behälter 18 vorspannt.
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Es
ist ein gegabelter Auslöser 154 am
Kopfende 150 angebracht. Der Auslöser 154 weist zwei voneinander
beabstandete parallele Zinken 156 (8) auf,
die sich längs
der Richtung der Achse 134 annähernd zur Längsachse 108 des Aufnahmeabschnitts 14c erstrecken.
Die Zinken 156 sind durch einen Abstand D voneinander beabstandet,
der geringfügig
kleiner als der Durchmesser des Behälterhalses 158 ist,
aus dem der Ausstoßstiel 19 vorsteht, wie
schematisch in 8 gezeigt. Wenn folglich die Kolbenanordnung 132 vollständig zum
Behälter 18 ausgefahren
ist, berührt
der Behälterhals 158 Innenkantenabschnitte 160 der
Zinke 156, wie in 8 durch
schattierte Bereiche angedeutet. Wenn jedoch die Kolbenanordnung 132 längs der
Achse 134 vom Behälter 18 weg
zurückgezogen
wird, gibt der Behälterhals 158 die
Zinken 156 frei, so daß eine
Bewegung des Behälters 18 zum
Betätigungsglied 26 ermöglicht wird.
Die Zin ken 156 haben Abschnitte 157, die vom Behälterhals 158 weg
sanft in die Richtung längs
der Achse 134 zum Behälter
geneigt sind. Die Abschnitte 157 reduzieren den Betrag
der Kraft, die zur Lösung
des Auslösers 154 vom
Behälterhals 158 benötigt wird.
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Die
Bewegung der Kolbenanordnung 132 in die Richtung vom Behälter weg
reagiert auf den Luftdruck in einer Kammer 162 mit variablem
Volumen innerhalb des Gehäuses.
Die Kammer 162 wird durch die Scheibe 136, die
Gehäusewand 144 und
eine flexible Membran 164 definiert, die die Scheibe 136 mit der
Wand 144 in einer im wesentlichen luftdichten Weise verbindet.
Vorteilhafterweise hat die Membran 164 einen kreisförmigen Abschnitt 166,
der an der Seite der Scheibe 136 anliegt, die zum Behälter 18 weist,
und einen Rand 168, der von der Außenkante des kreisförmigen Abschnitts 166 absteht
bzw. herabhängt
und an der Gehäusewand 144 angebracht ist.
Ferner weist die Gehäusewand 144 vorteilhafterweise
eine entfernbare Abdeckung 170 des Gehäuses auf, und eine Kante des
Rands 168 ist am Gehäuse
angebracht, indem sie zwischen der Abdeckung 170 und dem
Rest des Gehäuses
angeordnet ist. Der kreisförmige
Abschnitt 166 der Membran 164 weist ein Mittelloch
auf, durch das sich der Schaft 138 erstreckt und das den
Schaft 138 eng umschließt, um eine im wesentlichen
luftdichte Dichtung dazwischen bereitzustellen.
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Die
entfernbare Abdeckung 170 weist eine Aussparung 172 auf,
die der Scheibe 136 gegenüberliegt, die mit einem Durchlaß 174 fluchtet,
der in einer Seitenwand 176 des Gehäuses ausgebildet ist. Der Durchlaß 174 erstreckt
sich zum offenen Ende 20c des Kanals 16c. Der
Kanal 16c ist in mindestens zwei Abschnitten ausgebildet,
einem ersten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 62c,
der die Seitenwand 176 aufweist und mit der Stirnwand 24c verbunden
ist, durch die sich die Düsenöffnung 30 erstreckt,
und einem zweiten, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 74c,
der die Luftröhre 34 aufweist und
der mit dem ersten Abschnitt 62c verbunden ist. Der Durchlaß 174 endet
am Ende des ersten Abschnitts 62c, das mit dem zweiten
Abschnitt 74c verbunden ist. Ein Durchlaß 178 durch
eine Seitenwand 180 des zweiten Abschnitts 74c ist
fluidmäßig mit dem
Durchlaß 174 verbunden
und bildet eine Verlängerung
von ihm. Der Durchlaß 178 erstreckt
sich in den inneren Durchlaß 182 der
Luftröhre 34.
Es ist eine Venturi-Düse
bzw. ein Venturi-Rohr 184 in den Luftröhrendurchlaß 182 eingesetzt.
Das Venturi-Rohr 184 weist einen verengten Abschnitt oder
eine Verengung 186 auf. Es erstrecken sich in der Nähe der Verengung 186 Luftdurchlässe 188 durch
die Venturi-Rohrwand. Das Venturi-Rohr 184 ist so im Durchlaß 182 angeordnet,
daß diese
Luftdurchlässe 188 mit
dem Durchlaß 178 fluchten.
Folglich wird durch die Luftdurchlässe 188, den Durchlaß 178 im
zweiten Abschnitt 74c, dem Durchlaß 174 im ersten Abschnitt 62c und
der Aussparung 172 in der Abdeckung 170 eine Fluidverbindung
zwischen der Venturi-Rohrverengung 186 und der Kammer 162 mit
variablem Volumen bereitgestellt.
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Es
wird daher erkannt werden, daß dann, wenn
ein Benutzer durch das offene Ende 20c des Kanals 16c inhaliert,
Luft von außerhalb
des Kanals 16c durch die Luftröhre 34 in den primären Luftdurchlaß des Kanals 16c gesogen
wird. Diese Luft muß durch
das Venturi-Rohr 184 strömen, und folglich ist ein unter
dem Atmosphärendruck
liegender Luftdruck in der Venturi-Rohrverengung 186 vorhanden.
Dieser unter dem Atmosphärendruck
liegende Luftdruck wird der Kammer 162 vermittelt, mit
dem Ergebnis, daß die
Wände der
Kammer 162 einer Kraft ausgesetzt werden, die proportional
zur Druckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck außerhalb der Kammer 162 und
unter dem Atmosphärendruck
liegenden Druck in der Kammer 162 ist. Folglich beginnt
die Luft innerhalb der Kammer 162, die Kammer 162 durch
die Aussparung 172, durch die Durchlässe 174 und 178,
durch die Durchlässe 188,
und in die Venturi-Rohrverengung 186, und folglich durch
die Luftröhre 34 in
den primären
Luftdurchlaß des
Kanals 16c zu evakuieren.
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Wenn
der Benutzer weiter durch den Kanal 16c inhaliert, bewirkt
die Evakuierung der Luft aus der Kammer 162, daß das Volumen
in der Kammer 162 abnimmt, mit dem Ergebnis, daß die Scheibe 136 und
der Schaft 138 beginnen, sich gegen die Kraft der Feder 152 zur
Wand 144 zu bewegen. Folglich beginnt sich der Auslöser 154 zu
bewegen, um die Zinken 156 vom Behälterhals 158 zu lösen. Wenn die
Abnahme des Volumens ausreicht, um den Auslöser 154 weit genug
zu bewegen, um die Zinken 156 vollständig vom Hals 158 zu
lösen,
wird die Bewegung des Behälters 18 zum
Betätigungsglied 26 nicht mehr
behindert, und die Kraft der Feder 126 bewegt den Behälter nach
unten, um die Betätigung
des Dosierventils des Behälters
zu bewirken. Eine abgemessene Dosis des aerosolierten Medikaments
wird dadurch aus der Düsenöffnung 30 in
den Kanal 16c zur Inhalation durch den Benutzer ausgestoßen.
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Nachdem
der Inhalator 10c betätigt
worden ist, um eine Dosis des Medikaments abzugeben, muß er wieder
gespannt werden, so daß er
wieder zum Ausstoß bereit
ist. Zu diesem Zweck ergreift der Benutzer den Ring 114 und
dreht ihn bezüglich
des Gehäuses 12c durch
den Bogen, der durch die Nockenbahnen 120 definiert ist.
Dies bewirkt, daß die Innenhülse 100 und
der Behälter 18 gegen
die Kraft der Feder 126 nach oben angehoben werden. Wenn der
Behälter 18 ausreichend
nach oben angehoben worden ist, um es zu ermöglichen, daß der Auslöser 154 den Behälterhals 158 freigibt,
zwingt die Feder 152 den Auslöser 154 zum Behälter 18 hin,
so daß sich
der Auslöser 154 wieder
in einer vollständig
ausgefahrenen Position befindet, um den Behälterhals 158 in Eingriff
zu nehmen. Der Benutzer dreht dann den Nockenring 114 zurück in seine
Ausgangsposition, um den Behälter 18 abzusenken,
woraufhin der Behälterhals 158 auf
den Zinken 156 des Auslösers 154 aufsitzt.
Der Inhalator 10c ist dann bereit, erneut verwendet zu
werden.
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Es
wird erkannt werden, daß die
oben beschriebenen Atemzugsynchronisationsmerkmale einen Inhalator
bereitstellen, in dem der Ausstoß des Medikaments automatisch
auf die Einatmungsbemühung
des Benutzers reagiert, so daß der
Benutzer nicht sorgfältig
das manuelle Drücken
eines Behälters
mit der Inhalation koordinieren muß. Ferner findet der Ausstoß des Medikaments
nicht unmittelbar dann statt, wenn der Benutzer beginnt, am offenen Ende
der Vorrichtung zu inhalieren, sondern wird vielmehr etwas verzögert, bis
das Volumen der Kammer 162 ausreichend abgenommen hat,
um eine Betätigung
zu bewirken. Es wird außerdem
erkannt werden, daß das
Maß der
Zeitverzögerung
zwischen dem Anfang des Atemzugs und der Betätigung von einer Anzahl Faktoren
abhängig
ist, wobei die Hauptfaktoren die Querschnittsfläche der Kammer 162 und die
Federkonstante der Feder 152 sind, da ein Ausstoß des Medikaments
einen bestimmten minimalen Hub des Behälters 18 erfordert,
um zu bewirken, daß der
Ausstoßstiel 19 vollständig gedrückt wird,
und der Hub zur Druckdifferenz an der Kammer mal ihre Querschnittsfläche dividiert
durch die Federkonstante proportional ist. Folglich kann der Inhalator 10c mit einer
geeigneten Auswahl dieser Faktoren gestaltet werden, um die Betätigung des
Behälters 18 nahe des
Höchstwertes
der Inhalation eines Benutzers zu erzielen.
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Überdies
stellt der Inhalator 10c eine atemgesteuerte Betätigung des
Behälters 18 bereit,
die sich automatisch an die Inhalationsgeschwindigkeit des Benutzers
anpaßt,
um das Medikament nahe des Höchstwertes
der Inhalation auszustoßen,
d.h. nahe des Punkts, an dem 50 Prozent des Volumens, das der Benutzer
schließlich
bei einer vollen Inhalation einatmen wird, eingeatmet worden sind.
Wenn zum Beispiel ein Benutzer mit einer normalen Lungenfunktion
schnell durch das offene Ende 20c inhaliert, wird Luft
aus der Kammer 162 schneller evakuiert, um eine Betätigung in
einer verhältnismäßig kurzen Zeit
zu erzielen. Wenn umgekehrt ein Benutzer mit einer beeinträchtigten
Lungenfunktion langsam durch das offene Ende 20c inhaliert,
wird Luft langsamer aus der Kammer 162 evakuiert, um eine
Betätigung
in einer verhältnismäßig längeren Zeit
zu erzielen.
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Der
Inhalator 10c weist ferner eine Einstellschraube 190 auf,
die sich durch das Gehäuse 12c in den
Durchlaß 174 erstreckt,
um eine Einengung im Durchlaß 174 zu
bilden. Durch Drehen der Schraube 190 in eine Richtung
erstreckt sich die Schraube 190 weiter in den Durchlaß 174,
um die Einengung zu erhöhen,
und durch Drehen der Schraube 190 in die entgegengesetzte
Richtung zieht sie sich zurück,
um die Einengung zu vermindern. Folglich kann die zeitliche Steuerung
der Betätigung
des Behälters 18 in Beziehung
auf die Inhalation eines bestimmten Patienten durch Einstellen der
Schraube 190 vari iert werden. Eine Variation der Schraubenposition
führt bei einer
gegebenen Durchflußgeschwindigkeit
aus dem offenen Ende 20c des Kanals 16c heraus
zu einer Variation der Druckdifferenz an den Wänden der Kammer 162 mit
variablem Volumen. Folglich wird für eine gegebene Durchflußgeschwindigkeit
aus dem offenen Ende 20c des Kanals 16c heraus
eine Drehung der Schraube 190, um die Einengung des Durchlasses 174 zu
erhöhen,
die Zeitspanne erhöhen,
die benötigt
wird, um die Kammer 162 ausreichend zu evakuieren, um eine
Betätigung
auszulösen,
wohingegen eine Drehung der Schraube 190, um die Einengung
zu vermindern, eine solche Zeitspanne vermindern wird.
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9 stellt
eine Baugruppe noch einer anderen Ausführungsform eines Inhalators
dar, der Merkmale zur automatischen Atemzugbetätigung des Ausstoßes aufweist.
In der Ausführungsform
ist der gegabelte Auslöser 154 beseitigt,
und die Membran-Kolbenanordnung 132 ist durch einen elastischen
komprimierbaren Balg 200 ersetzt, der zwischen einer festen
Wand 202 des (nicht gezeigten) Gehäuses und dem Behälterhals 158 angeordnet
ist. Der Balg 200 selbst wirkt als die Einspannung, die den
Behälter
in einer nicht-betätigten
Position hält, wobei
der Balg durch den Luftdruck in eine Position zusammengedrückt ist,
die es zuläßt, daß sich der Behälter in
eine Ausstoßposition
bewegt.
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Der
Balg 200 besteht vorteilhafterweise aus rostfreiem Stahl
und weist eine blinde Stirnwand 204 an dem Ende auf, das
an den Behälterhals 158 angrenzt,
wobei die Stirnwand 204 integral mit der ziehharmonikagefalteten
Seitenwand 206 ausgebildet ist. Der Balg 200 weist
eine zweite Stirnwand 208 an dem Ende auf, das zu der Gehäusewand 202 benachbart
ist, wobei auch die Stirnwand 208 integral mit der Seitenwand 206 ausgebildet
ist. Die zweite Stirnwand 208 wird durch eine Röhre oder
Nadel 210 durchstoßen,
die einen Luftdurchlaß in
das Innere des Balgs 200 herstellt. Die Nadel 210 ist
vorteilhafterweise eine rostfreie Stahlröhre, die einer Subkutannadel ähnlich ist,
und ist integral an einem Ende durch Schweißen oder eine andere geeignete
Technik an der Stirnwand 208 befestigt. Das freie Ende 212 der
Nadel 210 ist über
eine Verlängerungs röhre 213 an
der Verengung 214 eines Venturi-Rohrs 216 angebracht.
Das Venturi-Rohr 216 ist in einer Röhre 218 angeordnet,
die sich vom Einlaßende 220,
das Luft von außerhalb
des Inhalatorgehäuses
ansaugt, zu einem Austrittsende 222 erstreckt, das in dem (nicht
gezeigten) Kanal gegenüber
der Düsenausstoßöffnung 30 angeordnet
ist. Die Röhre 218 und das
Venturi-Rohr 216 können
ebenfalls aus rostfreiem Stahl bestehen.
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Es
ist eine Halte/Auslöseplattform 224 an
der blinden Stirnwand 204 des Balgs 200 angebracht. Die
Halte/Auslöseplattform 224 berührt den
Behälterhals 158 über den
gesamten Bewegungsbereich hinweg, dem der Behälter bei der Bewegung von einer Ruhe-
oder Bereitschaftsposition zu einer Ausstoßposition unterliegt. Der Balg 200 übt über die
Halte/Auslöseplattform 224 eine
Federkraft auf den Behälterhals 158 aus.
Die Kraft des Balgs 200 wirkt in eine Richtung, die darauf
gerichtet ist, den Behälterhals 158 vom
Betätigungsglied 26 weg
zu bewegen. Zusätzlich
hat der Behälter 18,
wie wohlbekannt ist, eine (nicht gezeigte) innere Feder, die zwischen
dem Behälterkörper und
dem hohlen Auslassstab 19 in eine Richtung wirkt, die darauf
gerichtet ist, den Behälter 18 vom
Betätigungsglied 26 weg
zu bewegen. Die Federkonstante des Balgs 200 ist so ausgewählt, daß die Summe
der Federkraft, die durch den Balg 200 ausgeübt wird,
und der Kraft, die durch die innere Feder ausgeübt wird, geringfügig größer als
die Kraft ist, die durch die Feder 126 (7)
ausgeübt
wird, die eine Kraft auf das Ende des Behälters 18 in die Richtung
ausübt,
die darauf gerichtet ist, den Behälter 18 zum Betätigungsglied 26 hin
in seine Ausstoßposition
zu bewegen. Folglich widerstehen in Ruhe, wobei der Atmosphärendruck
sowohl innerhalb als auch außerhalb
des Balgs 200 wirkt, der Balg 200 und die innere
Feder der Kraft der Feder 126 und halten dadurch den Behälter 18 in
einer Bereitschaftsposition, die den Ausstoß des Medikaments daraus verhindert.
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Wenn
jedoch ein Benutzer durch den (nicht gezeigten) Auslaß des Inhalators
inhaliert, wird Luft durch die Röhre 218 angesogen,
wie vorhergehend in Verbindung mit dem Inhalator 10c beschrieben,
die einen Niederdruck in der Verengung 214 des Venturi-Rohrs 216 erzeugt.
Dieser Niederdruck wird über die
Verlängerungsröhre 213 und
die Nadel 210 auf das Innere des Balgs 200 vermittelt.
Als Ergebnis wird der Druck im Balg 200 kleiner als der
Atmosphärendruck,
der das Äußere des
Balgs 200 umgibt, und daher gibt es eine Luftdruckkraft,
die auf die blinde Stirnwand 204 in die Richtung zur Gehäusewand 202 hin
ausgeübt
wird. Die Summe dieser Luftdruckkraft und der Kraft der Feder 126 übersteigt
die Federkräfte,
die durch den Balg 200 und die Behälterinnenfeder ausgeübt werden,
was bewirkt, daß die
blinde Stirnwand 204 des Balgs 200 zur Gehäusewand 202 hin
zusammengedrückt
wird. Aufgrund der auf den Behälter 18 durch
die Feder 126 ausgeübten
Kraft folgt der Behälter
der Stirnwand 204. Mit einer fortgesetzten Evakuierung
von Luft aus dem Balg 200 wird der Behälter 18 in seine Ausstoßposition
bewegt. Sobald der Benutzer seine Inhalation beendet und der Luftstrom
durch das Venturi-Rohr 216 aufhört, wird der Luftdruck innerhalb
und außerhalb
des Balgs 200 wieder ausgeglichen, und der Balg 200 kehrt
in seine Ausgangsposition zurückt,
wobei die Kräfte
des Balgs 200 und der inneren Feder den Behälter 18 gegen
die Kraft der Feder 126 nach oben in die Bereitschaftspositionen
zurück
drücken.
Folglich gibt es bei dem in 9 dargestellten
Atemzugbetätigungssystem
keine Notwendigkeit eines getrennten Spannsystems.
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Der
Balg 200 weist vorzugsweise eine Federkonstante von etwa
1 Pfund pro Inch bis etwa 12 Pfund pro Inch (0,179 bis 2,143 kg/cm)
und eine Querschnittsfläche
von etwa 0,2 bis etwa 0,75 Quadratinch (1,29 bis 4,84 cm2) auf. Folglich reicht eine Druckdifferenz
von etwa einem Pfund pro Quadratinch (0,07 kg/cm2) über dem
Balg 200 aus, um den Balg 200 um einen Betrag
von etwa 0,010 Inch bis etwa 0,080 Inch (0,025 bis 0,203 cm) zusammenzudrücken. Bei
einem Standardbehälter 18 sind
nur etwa 0,010 Inch (0,025 cm) Relativbewegung zwischen dem Ausstoßstiel 19 und
dem Behälterkörper erforderlich,
um einen Ausstoß zu
bewirken. Folglich muß das
Venturi-Rohr 216 so bemessen sein, daß es einen Meßdruck in
der Verengung 214 von etwa einem Pfund pro Quadratinch
(0,07 kg/cm2) erzeugt.
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Während die
vorliegende Erfindung durch eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
veranschaulicht worden ist und während
diese Ausführungsformen
in näheren
Einzelheiten beschrieben worden sind, werden Fachleuten leicht zusätzliche
Vorteile und Modifikationen einfallen. Während zum Beispiel die Inhalatoren,
die dargestellt und beschrieben werden, den Venturi-Rohreinlaß aufweisen,
der über
einen Durchlaß durch
die Kanalwand mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, kann der Venturi-Rohreinlaß alternativ
Luft durch einen der Hilfslufteinlässe 46 in der Stirnwand 24 oder
durch irgendeine Anordnung ansaugen, die den Venturi-Rohreinlaß außerhalb
des primären
Luftdurchlasses aufweist, der durch den Inhalatorkanal definiert wird.
Zusätzlich
kann der rostfreie Stahlbalg 200 der 8 vorteilhaft
in der Inhalatorgestaltung verwendet werden, die in 7 dargestellt
wird, wobei der Balg 200 die Kolbenanordnung 132 ersetzt
und die blinde Stirnwand 204 des Balgs 200 am
gegabelten Auslöser 154 angebracht
ist, und die Feder 152 aufgrund der Elastizität des Balgs 200 beseitigt
ist.