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Diese
Erfindung betrifft Inhalatoren für
Medikamente und insbesondere Inhalatoren mit Anordnungen zum Aufbrechen
von Zusammenballungen oder Agglomeraten von Trockenpulver.
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Interessierende
Patente sind Serial-No. 08/467,647 mit der Bezeichnung "Vorrichtung für das elektrostatische
Abscheiden und Halten von Materialien auf einem Substrat", angemeldet 6. Juni
1995, jetzt US-Patent Nr. 5,669,973; Serial-No. 08/506,703 mit dem
Titel "Inhalatorvorrichtung
für die
Verwendung einer reibungselektrischen Autladetechnik, angemeldet
25. Juli 1995, jetzt US-Patent Nr. 5,642,727; Serial-No. 08/659,501
mit dem Titel „Verfahren
und Vorrichtung für
das elektrostatische Abscheiden eines Arzneimittelpulvers auf vorbestimmten
Bereichen eines Substrats",
angemeldet 6. Juni 1996 auf den Namen Fletcher et al., jetzt US-Patent Nr.
6,067,630; Serial-No. 09/095,616 mit dem Titel „Arzneimittelprodukt und Verfahren
zur Herstellung", angemeldet
10. Juni 1998 auf den Namen Crai et al.; und US-Patente Nr. 5,714,007;
5,642,727; 5,669,973, welche zu den vorgenannten Anmeldungen gehören.
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Zusätzlich sind
noch die PCT-Anmeldungen WO 90/13 328 und WO 93/09 832 von Interesse.
Diese letzteren Anmeldungen offenbaren verschiedene Inhalator-Ausführungsbeispiele
mit Prallfreigabe von Arzneimitteldosen. Diese Ausführungsbeispiele
beinhalten jedoch relativ komplexe nockenbetätigte und ähnliche Anordnung, die kostspielig
zu realisieren sind.
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Trockenpulverinhalatoren
werden als Arzneimittelspendervorrichtungen zum Verabreichen von Arzneimittelpulvern
an Einzelpersonen benutzt. Einige dieser Vorrichtungen verwenden
ein Arzneimittelpulver, welches auf einer Substratoberfläche abgelagert
und mit einer Versiegelungsschicht verschlossen ist. In anderen
Vorrichtungen kann das Pulver in einem Behälter zugeführt und dann immer jeweils
eine Dosis zu einem Dosisträger überführt werden.
Das Substrat kann als Band auf einer Spule in Kassetten oder zum
Beispiel Kartuschen vorgesehen sein. Wenn der Patient eine Medikation
benötigt,
bildet der ideale Trockenpulverinhalator eine Wolke aus feinen Partikeln,
die inhaliert werden muß,
und dadurch wird eine hohe, zum Atmen geeignete bzw. respirable Menge
der gespeicherten Dosis tief in die Lungen der Patienten geführt. In
den meisten Fällen
sind die tiefen Lungenbläschen
der gewünschte
Ort für
Arzneimittel in der inhalierten Pulverwolke.
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Dies
kann man in äußerst wirksamer
Weise erreichen durch:
- 1. Freigeben eines hohen
Anteils des abgelagerten Arzneimittels und
- 2. Sicherstellen, daß die
Pulverwolke aus einzelnen Teilchen oder Teilchenaggregaten zwischen
1 μm und
5 μm besteht.
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Sobald
einzelne Partikel unter 10 μm
verkleinert werden, werden sowohl die Freigabe als auch die Partikelanhäufung ein
ernsthaftes Hindernis für die
Abgabe eines hohen respirablen Anteils tief in die Lungen der Patienten
hinein.
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Ein
gemeinsames Problem, das man bei verschiedenen Inhalatorvorrichtungen
des Standes der Technik zum Abgeben von Trockenpulverarzneimittel antrifft,
ist die Vorsorge für
eine kontrollierte, zuverlässige
Freigabe des Medikaments. Die Trockenpulverarzneimittelinhalatoren
können
mit Medikamenten durch Befüllungstechniken
beladen werden, welche ohne Elektrostatik arbeiten. Bei gewissen
anderen Realisierungen neigt das abgelagerte Pulver dazu, agglomerierte
Partikel zu bilden mit der Folge einer unkontrollierten Veränderung
des Anteils des abgegebenen Arzneimittels. Einige der vorgenannten
Anwendungen sorgen für
verschiedene Lösungen
dieses Problems. Zahlreiche Lösungsversuche
wurden bei der Gestaltung von Trockenpulverinhalatoren ins Auge
gefaßt.
In einigen Fällen
wird das Pulver durch Aufprall eines Substratpulverträgers abgegeben,
wie in der WO 93/09 832 beschrieben ist. Von Interesse ist ein Inhalator
entsprechend der Beschreibung in der WO 90/13 328.
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Wenn
die Partikel eines Arzneimittels agglomerieren, prallen Sie auf
den Mund oder Rachen, statt daß sie
für die
Ablagerung in den Lungen in dem Luftstrom verbleiben. Eine Abhilfe
besteht in der Schaffung gewundener Kanäle in den Inhalatoren, um die
Auflösung
der Agglomerationen zu fördern. Das
Arzneimittel kann sich jedoch längs
der Kanäle niederschlagen,
und das führt
zu einer ungenauen Verabreichung einer Dosis. Die Agglomeration
führt auch
dazu, daß der
Inhalator dazu neigt, das Arzneimittel ungenau abzugeben, so daß größere oder
kleinere Mengen verabreicht werden.
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Die
kleine Partikelgröße, beispielsweise
2 μm bis
7 μm, die
für den
Transport zu der Lunge erforderlich ist, bietet eine Anzahl von
Problemen für die
Freigabe durch den Inhalator und die Förderung zu tiefen Lungenbereichen.
Wenn die Partikelgröße abnimmt,
wächst
die relative Bindekraft zwischen dem Partikel und anderen Gegenständen. Dies
gilt sowohl für
die Verbindung von Partikel zu Substrat als auch Partikel zu Partikel.
Infolgedessen werden Partikelanhäufungen
fester gebunden, und einzelne Partikel können schwieriger von dem Substrat
entfernt werden. Das Klumpen bzw. die Aggregation erhöht die effektive
Größe des freigegebenen
Arzneimittels und vermindert den respirablen Anteil. Die verstärkte Verbindung
Partikel-Substrat erschwert die Arzneimittelfreigabe und verringert
auch den respirablen Anteil.
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Eine
zusätzliche
Untersuchung unter Verwendung von Ultraschallfrequenzen zum Bewegen der
Oberflächen
war erfolglos beim Entfernen von Partikeln unter 10 μm von einer
ebenen Oberfläche. Es
gibt ein Ungleichgewicht zwischen der Parikelgröße und der Wellenlänge des
Substratmaterials bei typischen polymeren Materialien. Die Wellenlängen des
Materials sind ein großes
Vielfaches der Maße der
Partikel und sorgen nicht für
eine wirksame Energiekopplung. Akustische Frequenzen über 100
MHz wären
für eine
Partikelresonanz erforderlich. Deshalb sind entweder unrealistisch
hohe Frequenzen zum Minimieren der Wellenlänge oder hohe akustische Amplituden
erforderlich, um das Kraftdifferential über die kleinen Partikel zu
erhöhen.
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Die
vorliegende Erfindung erkennt das Bedürfnis nach einer Inhalator-Abgabeanlage
für Arzneimittel
für trockene
Arzneimittelpulver-Wirkstoffe für
das Aufbrechen solcher Partikelzusammenballung, sollte sie sich
bilden. Die Erfindung erkennt das Bedürfnis nach dem Zuführen von
Mikrogramm-Ablagerungen
in Mengen im Bereich von etwa 10 μg
bis in den Milligrammbereich mit einer Abgabegenauigkeit von etwa
10%.
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Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Ansprüchen
beschrieben.
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Eine
Abgabevorrichtung für
Arzneimittelpulver gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine Spendervorrichtung für Arzneimittelpulver
auf mit: einem Träger,
der mindestens einen flexiblen Abschnitt hat mit einem Dosisträgerfinger,
der sich federnd elastisch von einem Basisbereich erstreckt und
auf welchem sich eine diskrete Arzneimitteldosis befindet; und Mittel
für das
Biegen des Fingers relativ zu dem Basisbereich und die schnappende
Freigabe des gebogenen Fingers relativ zu dem Basisbereich für das Abgeben
eines Energieimpulses an die Dosis, um diese durch Bewegungskraftübertragung
von dem Finger freizugeben.
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Bei
einer Ausführungsform
ist ein Körper
vorgesehen mit einem Hohlraum für
die Aufnahme des Trägerabschnittes
und das Abgabemittel, welches einen Amboß mit einer Durchgangsbohrung
aufweist, der an dem Körper
in dem Hohlraum befestigt ist für die
Aufnahme des schnappend freigegebenen Fingers, wobei die Bohrung
für die
Aufnahme der freigegebenen Dosis vorgesehen ist und Mittel vorgesehen sind,
um den Finger zu veranlassen, federnd elastisch auf den Amboß zu prallen,
um den Finger schnell zu verzögern
und die Bewegungskraftübertragung
auf die Dosis vorzusehen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
neigt die Dosis zur Bildung von Anhäufungen, der Amboß weist
mindestens einen Kanal auf, und es sind ferner Mittel vorgesehen,
die an dem Gehäuse
angekoppelt sind, um einen Luftstrahlstrom durch den mindestens einen
Kanal zu erzeugen und die Ansammlungen der Dosis während des
Aufpralls aufzulösen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist der Finger geriffelt.
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Bei
einer noch weiteren Ausführungsform
erstreckt sich der Finger von dem Basisbereich in einer gegebenen
Richtung und hat Riffelungen, die sich längs der gegebenen Richtung
erstrecken.
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Das
Mittel zur Erzeugung des Strahlstromes kann einen weiteren federnd
elastischen Finger aufweisen, welcher über dem Trägerfinger liegt für ein anfängliches
federnd elastisches Verlagern, das mit dem anfänglichen Verlagern des Trägerfingers
zusammenfällt,
wobei die verlagerten Finger für
eine schnappende Freigabe in einer zweiten Verlagerung vorgesehen
sind und der weitere Finger für
das Erzeugen eines Luftstromes während
der zweiten Verlagerung vorgesehen ist.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
hat der weitere Finger eine unterschiedliche Federkonstante als
der Trägerfinger
für eine
langsamere Beschleunigung als der Trägerfinger nach der schnappenden Freigabe.
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Bei
einer weiteren anderen Ausführungsform weist
der Träger
eine erste Scheibe auf mit einer Vielzahl von sich radial erstreckenden
Fingern, mit einer Dosis auf jedem Finger, wobei das Abgabemittel
Nockenmittel aufweist für
ein schnappendes Biegen eines ausgewählten Fingers für die Freigabe
der Dosis auf dem ausgewählten
Finger.
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Schaltmittel
sind vorzugsweise vorgesehen zum Weiterschalten des ausgewählten Fingers
zu einer Arzneimittelfreigabeposition für das schnappende Biegen des
ausgewählten
Fingers durch das Nokkenmittel.
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Die
erste Scheibe kann eine Trägerscheibe aufweisen
mit einer Vielzahl von ersten Fingern, die jeder eine Dosis tragen,
einer Abstandsscheibe, welche über
der Trägerscheibe
liegt, wobei eine Vielzahl von zweiten Fingern, die über den
ersten Fingern liegen und diesen entsprechen, und einem Ring mit Schaltlöchern sowie
einer dritten Vielzahl von Fingern, welche über den ersten und zweiten
Fingern liegen und diesen entsprechen, wobei die Abstandsscheibe
mit der Träger-
und der Ringscheibe verbunden ist und das Schaltmittel für den wahlweisen
Eingriff mit den Ringschaltlöchern
vorgesehen ist.
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Die
Nockenmittel biegen vorzugsweise manuell die ausgewählten Finger.
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Die
Nockenmittel können
die ersten und zweiten Finger an den dritten Fingern vorbei biegen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
weist der Träger
einen Gurt oder ein Band auf mit einer Vielzahl von Fingern, die
sich quer bzw. schräg
von dem Bandabschnitt erstrecken, wobei jeder Finger eine separate
Dosis hat und für
eine wahlweise, federnd elastische Verlagerung relativ zu dem Bandabschnitt
angeordnet ist.
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Bei
einer noch weiteren Ausführungsform sind
Antriebsmittel vorgesehen für
das Verlagern des Bandes für
den Zuwachs oder das Erhöhen
der Finger nacheinander zu der Dosisfreigabeposition.
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Das
Mittel für
das Abgeben kann eine Klemmeinrichtung aufweisen zum Festklemmen
des Bandabschnittes neben einem gegebenen Finger sowie ein Ablenkteil
für das
wahlweise Biegen und schnappende Freigeben des ausgewählten, gegebenen,
gebogenen Fingers relativ zu dem Bandabschnitt.
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Der
Träger
kann ein Element aufweisen, wobei die Dosis eine Vielzahl von diskreten
Dosen in Abstandslage auf dem Element aufweist, und das Abgabemittel
weist ein Trägerabbiegeteil
neben dem Element auf, und es sind Mittel zum vorübergehenden
Biegen und Ablenken des Elementes für eine Bewegungskraftübertragungs-Freigabe
einer ausgewählten
Dosis von dem Element nach Freigabe des abgelenkten Elementes vorgesehen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
sind Mittel vorgesehen zum wahlweise Ausrichten aufeinanderfolgender
Dosen auf dem Element zu dem Ablenkteil.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist ein Kernteil eingeschlossen, welches um eine Achse drehbar ist,
wobei das Element eine Reihe von Fingern aufweist, die sich radial
von dem Kernteil um den Kernteil herum in einer Spirale um die Achse
erstrecken, wobei Mittel wahlweise jeden Finger ausrichten und ablenken,
um eine ausgewählte
Dosis von dem ausgewählten
Finger durch die Bewegungskraftübertragung
schnappend freizugeben.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
weist der Träger
einen Federfinger auf für
die Aufnahme einer Dosis und eines Dosissubstrats aus einer Vielzahl
von Dosen und Dosensubstraten in einem Stapel mit Ausfluchtung übereinander,
und es sind Mittel vorgesehen für
das wahlweise Anordnen aufeinanderfolgender Dosen und Dosissubstraten
auf dem Träger,
wobei das Abgabemittel Mittel aufweist für das schnappende Verbiegen
des Fingers gegen einen Amboß.
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In den Zeichnungen gilt:
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1 ist
eine Seitenschnittansicht eines Inhalators gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei das Inhalatorgehäuse offen ist
für die
Aufnahme einer Substratkassette zum Tragen einer Arzneimittelpulverdosis,
wobei die Kassette eingebaut ist;
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2 ist
eine Schnittansicht des Inhalators der Ausführungsform der 1 von
oben;
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3 ist
eine auseinandergezogene Ansicht der Substratkassette für die Ausführungsform
der 1 von oben;
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3a ist eine abgebrochene Schnittansicht der
zusammengebauten Substratkassette der 3;
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3b ist eine abgebrochene Schnittansicht einer
anderen Ausführungsform
für die
Kassette der 3a;
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4 ist
eine Seitenansicht eines Nockens und Hebels, der bei den Ausführungsformen
der 1 verwendet wird;
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5–7 sind
Seitenschnittansichten des Inhalators der 1 unter
Darstellung verschiedener Freigabestadien des abgelegten Trockenpulverarzneimittels;
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8 ist
eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform
einer Inhalatorvorrichtung ohne Gehäuse oder Betriebseinrichtung
zur Veranschaulichung des das Arzneimittel tragenden Substrats und
der darauf befindlichen Dosis;
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9 ist
eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Substrats der 14;
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10 ist
eine schematische Darstellung einer Betätigungseinrichtung für die Verwendung
beim Verbiegen der Finger bei der Ausführungsform der 8 und 9;
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11 ist
eine schematische perspektivische Ansicht in größerer Einzelheit von einem
Trokkenpulversubstrat für
die Verwendung bei unterschiedlichen Ausführungsformen;
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12 ist
eine abgebrochene isometrische Ansicht einer weiteren Substratausführung gemäß der vorliegenden
Erfindung für
die Verwendung bei der Substratausführung der 11;
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13 ist
eine abgebrochene Seitenschnittansicht einer weiteren Ausführungsform
eines Substrats und eines Arzneimittels für die Verwendung bei der Ausführungsform
der 11 und 12;
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14 ist
eine schematische isometrische Ansicht einer Kassettenausführung für die Verwendung
bei einem Prallinhalator;
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14a ist eine Seitenschnittansicht des Substrats
für die
Verwendung bei der Ausführungsform
der 14;
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15 ist
eine schematische isometrische Ansicht einer zweiten Kassettenausführung für die Verwendung
bei einem Prallinhalator;
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15a ist eine Seitenschnittansicht eines Abschnittes
des Substrats und des Ambosses nach einer Verwendung bei der Ausführungsform
der 15;
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15b ist eine ähnliche Seitenansicht wie 15a, aber nachdem das Substrat einen Aufprall erfahren
hat;
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16 ist
eine schematische isometrische Ansicht einer Spiralausführung eines
Spendersystems mit einem Prallinhalator für eine Arzneimitteldosis;
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17 ist
eine schematische isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform
eines Spendersystems mit einem Spiralprallinhalator für eine Arzneimitteldosis;
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18 ist
eine isometrische, schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
eines Spendersystems mit einem Prallinhalator für eine Arzneimitteldosis unter
Verwendung von gestapelten Dosispackungen;
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18a ist eine Seitenschnittansicht des Stapels
von Packungen, die bei der Ausführungsform der 18 verwendet
werden;
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19 ist
eine schematische isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform
eines Spendersystems mit einem Prallinhalator für eine Arzneimitteldosis unter
Verwendung von gestapelten Substraten und Arzneimitteldosen; und
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19a ist eine Seitenschnittansicht des
jeweiligen Substrats des Stapels von Dosispackungen, die bei der
Ausführung
der 19 vennrendet werden.
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Trockenpulverarzneimittelteilchen,
welche Einheitsdosen bilden, können
mit einer gegebenen Polarität
in einer herkömmlichen
Ladeeinrichtung geladen werden, wie zum Beispiel reibungselektrischen Ladern,
Induktionsladern usw. Die Teilchen werden in kontrollierter Menge
auf einem Substrat abgelegt, wobei die Menge von Arzneimittelwirkstoffen,
die an jedem einer Vielzahl von Plätzen auf dem Substrat abgelegt
sind, sich beispielsweise um nicht mehr als 5% von einer vorbestimmten
Menge verändern.
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Arzneimittel
werden auf den Fingern abgelagert, wie nachfolgend entsprechend
der Verwendung bei einigen der vorliegenden Ausführungsformen beschrieben wird.
Solche Ablagerungen von Trockenpulverpartikeln auf den verschiedenen
Substraten, wie sie nachfolgend beschrieben werden, gehören zum
Fachwissen dieses Standes der Technik.
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Das
Partikelentfernen von Oberflächen
wird mit abnehmender Partikelgröße schwieriger.
Dies ist grob eine Folge der Adhäsionskraft,
die sich langsamer verringert als das Volumen und der Oberflächenbereich,
wenn eine Partikelgröße abnimmt.
Weil das Volumen und die Oberfläche
allgemein mit Wegnahmekräften
und Abnahme der Aggregation im Zusammenhang stehen, werden diese
Kräfte
bei abnehmender Partikelgröße zunehmend
schwieriger zu überwinden.
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Durch
die von der van der Waalschen Kraft hervorgerufenen Adhäsions- und
Agglomerationskräfte
nehmen zu, wenn die Kontaktfläche
zwischen einem Partikel und dem Substrat oder zwischen zwei Partikeln
zunimmt.
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Für den Erhalt
hoher atemfähiger
bzw. respirabler Fraktionen ist eine elektrostatische Ablagerung
bevorzugt, um den Kontakt Partikel-Substrat und Partikel-Partikel
minimal zu machen, wodurch Klebe- bzw. Agglomerationskräfte minimal
gemacht werden. Auch stoßen
sich ähnlich
geladene Partikel ab, um weiter die Agglomeration minimal zu machen.
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Die
Substrate bei den nachfolgend beschriebenen Inhalatoren können entweder
aus Metall sein, zum Beispiel nicht-rostender Stahl, oder nicht-metallisch,
wie auf diesem Gebiet bekannt ist, und können aus jedem beliebigen geeigneten
Material bestehen, wie ein Arzneimittelsubstrat. Nichtmetallische
Substrate werden ausgewählt,
weil sie die gewünschten mechanischen
Biegeeigenschaften bei einigen der beschriebenen Ausführungsformen
für die
Verwendung bei den beschriebenen Prallanordnungen haben. Die Auswahl
eines Substratmaterials hängt
von einer gegebenen Realisierung ab, wie später hier in Verbindung mit
den verschiedenen Ausführungsformen
diskutiert wird.
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Um
in wirksamer Weise für
die Inhalation eine Pulverwolke zu bilden, muß das elementare Teilchen im
allgemeinen unter etwa 6 μm
sein, und große Agglomerate,
wenn sie sich bilden, müssen
gespalten werden. Für
niedrige Dosen können
ausreichend wenige Arzneimittelschichten derart abgelagert werden,
daß die
Wechselwirkung Partikel-Partikel minimal ist oder die Agglomerate,
die sich bilden, ausreichend klein sind, um den Bereich des Beatmungskurses,
auf den abgezielt wird, zu erreichen.
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Für höhere Dosierungen
von Arzneimitteln bilden sich Aggregate oder Anhäufungen auf dem Substrat. Diese
Anhäufungen
können
durch die Anwendung von Energie während des Prozesses des Vertreibens
des Arzneimittels und/oder über
das Freisetzen der abgegebenen Anhäufungen für eine ausreichend hohe Gasgeschwindigkeit
gespalten werden. Das Gas übt
infolge der aerodynamischen Widerstandsunterschiede eine Differentialkraft über die
Anhäufungen
aus. Diese Unterschiede können entweder
wegen eines Gradienten in der Gasgeschwindigkeit oder wegen geometrischer
Unterschiede über
der Anhäufung
auftreten.
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In 1 weist
die Inhalatorvorrichtung ein Gehäuse 62 auf,
welches eine Kammer 54 und eine Abgabekammer 54' bestimmt. Eine
Batterie 64, ein Motor 66, der wahlweise von der
Batterie durch einen nicht gezeigten Schalter eingeschaltet wird,
und ein Gebläse 68,
welches von dem Motor 66 um die Achse 69 mit einem
Riemen angetrieben wird, sind in der Kammer 54 angeordnet.
Ein manuell betätigter
Hebel 70 mit einem Nocken 71 ist drehbar an dem
Gehäuse 62 angebracht.
Der Hebel 70 und der Nocken 71 gehen durch die
Abgabekammer 54' hindurch.
Der Hebel 70 dreht sich um die Achse 73 (2)
und geht durch die Kammer 54 hindurch. Der Hebel hat einen manuell
betriebenen Griff oder Drehknopf 70', 7. Der Nocken 71 ist
ganzheitlich und besteht aus einem Stück mit dem Hebel 70,
der aus Thermoplast geformt sein kann. Der Nocken 71 ist
in der Kammer 54 angeordnet.
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In 4 hat
der Nocken 71 einen Schlitz 56 und eine Zugangsöffnung 58.
Die Öffnung 58 weist zwei
Oberflächen 59 und 59' auf, die im
Abstand unter 90° angeordnet
sind und sich symmetrisch zu der Ebene des Schlitzes 56 befinden.
Die normale Ruheposition der Öffnung 58 ist
wie in 1 gezeigt, wobei der Schlitz horizontal liegt
und die Oberflächen 59 und 59' jeweils unter
45° zu der
Horizontalen liegen.
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Das
Gehäuse 62 gemäß 1 ist
vorzugsweise eine Muschelschale mit zwei Hälften 62' und 62'', die an einem Ende mit einem vorzugsweise
dynamischen Drehgelenk angelenkt sind, und es ist ein thermoplastisch
geformtes Stück.
Das Gehäuse weist
ein ganzheitliches, einstückiges,
geformtes Mundstück 72 auf,
welches an der unteren Hälfte 62'' angebracht ist. Das Mundstück 72 hat
eine Ausgangsöffnung 74 in
Fluidverbindung mit der Abgabekammer 54' durch die Öffnung 55. Eine Halterung oder
Stütze 76 befindet
sich in der Abgabekammer 54'.
Eine manuell betätigte
Schaltvorrichtung 78 befindet sich an der Gehäusefront.
Die Schaltvorrichtung 78 weist eine Taste 80 außerhalb
der Kammer 54' und
ein Schaltrad 82 in der Kammer 54' neben der Stütze 76 auf. Das Schalt rad 82 ist
drehbar an der Gehäusehälfte 62'' befestigt und weist eine ringförmige Gruppe
von im Winkelabstand angeordneten Schaltstiften 84 auf.
Ein optionales thermoplastisches Teil 86 befindet sich
auskragend von der Stütze 76 in
der Arzneimittelabgabekammer 54', 1 und 2.
Das Teil 86 kann flach oder bogenförmig sein. Wenn es flach ist,
ist es federnd elastisch. Wenn es bogenförmig ist, kann es starr sein
und sich nach unten krümmen,
wie in 5 gezeigt ist. Gegebenenfalls kann das Teil 86 aus
anderen Materialien hergestellt sein.
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Das
Mundstück 72 hat
eine Abgabekammer 88 in Fluidverbindung mit der Kammer 54' über die Öff nung 55.
Die Kammer 88 ist über
einen Kanal 90 mit der Lufteinlaßöffnung 92 fluidmäßig verkoppelt. Durch
eine Luftströmung
betätigte
Absperrklappen 94 sind im Kanal 90 und in der
Kammer 88 vorhanden. Das Gehäuse weist eine Spindel 96 für die Aufnahme
einer Scheibensubstratanordnung 98 für die Arzneimittelverabreichung
auf. Die aufgenommene Scheibe 78 wird von der Schaltvorrichtung 78 um
die Spindel 96 gedreht.
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Die
Substratscheibenanordnung 98, 3 und 3a, bildet eine Dosierkassette. Die Anordnung 98 weist
eine Mehrschichtkreisscheibe auf, einschließlich einer Dosisträgerscheibe 100 aus
Federmetall, zum Beispiel Blattfeder. Die Scheibe 100 hat
eine ringförmige
Reihe von sich radial auswärts
erstreckenden Blattfederfingern 102, die in einer Richtung normal
zur Ebene der Scheibe 100 federnd elastisch sind. Eine
Arzneimitteldosis 104, wie sie oben zuvor beschrieben wurde,
ist in der beschriebenen Weise auf einer breiten Oberfläche jedes
Dosisträgerfingers 102 an
seinem verlängerten
Endbereich abgelegt. Die Scheibe 100 hat eine Mittelöffnung 106 für die Aufnahme
der Spindel 96, 1 und 2.
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Über der
Scheibe 100 liegt eine Abstandsscheibe 108 (oder
Dichtungsschicht). Die Scheibe 108 dient dazu, die Substratscheibe 100 von
dem darüberliegenden
Dichtungsring 114 zu trennen. Alternativ kann die Scheibe 108 auch
als Dichtungsschicht dienen. Die Scheibe 108 kann aus Federmetall
oder thermoplastischem Material bestehen, und bei dieser Ausführungsform
befinden sich Löcher 110 in
der Scheibe für
die Aufnahme der entsprechenden Dosen 104 auf der Scheibe 100.
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Bei
der Ausführungsform
mit der Abdichtungsschicht hat die Substratscheibe 100 Taschen
jeweils für
die Aufnahme einer entsprechenden diskreten Dosis. Die Scheibe 108 ist
eben und liegt über
der Scheibe 100. Dies ist zum Beispiel in 3b gezeigt. In 3b weist die Scheibe 100' Federfinger 102 auf, deren
jeder eine Versenkung oder Tasche 103' für die Aufnahme der Dosis hat.
Eine separate, diskrete Arzneimitteldosis 104' befindet sich
in der Tasche 103'. Die
Dichtungsscheibe 108 hat Öffnungen 110 an der Tasche 103' für die Beabstandung
der Dosis 104' von dem
Finger 118' des
Ringes 114'.
Die Scheibe 108' dichtet
die Dosis ab und ist im allgemeinen eben. Wenn die Scheibe 108' von der Scheibe 100' zum Freigeben
der Dosis entfernt wird, bleibt die Dosis 104' am Platz in
der Tasche 103, statt möglicherweise
mit der von der Dosis im Abstand angeordneten Dichtungsscheibe 108' entfernt zu
werden.
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Die
Scheibe 108, 3, hat auch eine Mittelöffnung und
Finger 112, welche der entsprechenden Öffnung 106 und den
Fingern 102 der Scheibe 100 entsprechen und über diesen
liegen. Die Scheibe 108 bindet die Scheibe 100 an
diese, wobei ein herkömmliches
Bindemittel zu diesem Zweck verwendet wird.
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Ein
Schalt- und Dichtungsring 114 liegt über dem ringförmigen Umfangsbereich
der Scheibe 108. Der Ring 114 hat einen größeren Durchmesser
als die Scheiben 100 und 108, so daß ein ringförmiger Abschnitt 116 sich
radial auswärts
der darunterliegenden, benachbarten Finger 102 und 112 der
entsprechenden Scheiben 100 und 108 erstreckt.
Eine Vielzahl von sich radial einwärts erstreckenden Fingern 118 liegt über den äußeren Umfangsenden
der darunterliegenden Finger 102 und 112 entsprechender
Scheiben 100 und 108. Eine kreisförmige Reihe von
Schaltöffnungen 120 der
Scheibe befindet sich in dem Ring 114 radial auswärts von
den Fingern 118. Die Öffnungen 120 treten
wahlweise mit den Schaltstiften 84 der Schaltvorrichtung 78, 1,
einzeln in Eingriff.
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Die
Scheiben 100, 108 und die Finger 118 des
Ringes 114 sind in einem Verbundaufbau durch ein herkömmliches
Klebeverbindungsmittel miteinander verbunden, wobei der Kassettenscheibenaufbau 98 gebildet
wird.
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Die
die Schaltstifte 84 schaltende Vorrichtung 78, 1,
tritt wahlweise mit Öffnungen 120 des Ringes 114 in
der aufgenommenen Scheibenanordnung 98 in Eingriff, wenn
die Taste 80 manuell gedreht wird. Die Stifte 84 stellen
eine darüberliegende Gruppe
von Fingern 102, 112 und 118 der Anordnung 98 ein,
welche mit dem Teil 86 ausgefluchtet ist und über diesem
liegt. Der Umfangsbereich 116 des Ringes 114 mit
den Löchern 120 befindet
sich über
der Stütze 76 und
dem Teil 86. Die Spindel 96 nimmt den Scheibenaufbau 98 an
der Öffnung 106 auf.
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Im
Betrieb schafft die Vorrichtung 60 ein Verfahren zum Entfernen
von Arzneimittel, bei welchem ein Energieimpuls für eine Bewegungskraftübertragung
zu dem abgelegten Pulver über
eine Pralleinrichtung sowohl für
niedrige als auch hohe Dosen abgegeben wird. Der Scheibenaufbau 98 wird
in Betriebsposition gebracht, 1, und die
Kammer 54 des Gehäuses 62 wird
dann geschlossen, 5. In dieser Position befinden
sich die Oberflächen 59 und 59' des Nockens 71 jeder
unter 45° zu
der Ebene der Anordnung 98, welche durch den Schlitz 56 hindurchgeht.
Wenn ein nicht gezeigter Schalter betätigt wird, treibt der Motor 66 das
Gebläse 68 an.
Hierdurch beginnt ein Luftstrom durch den Kanal 90 über den
Einlaßdurchgang 92 und
tritt aus dem Durchlaß 74 aus, wobei
die Absperrklappen 94 geöffnet werden.
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Die
verlängerten
Spitzen der Finger 102 und 112 können über der
Stütze 76 liegen
und auch über dem
Teil 86 darunter liegen. Der Ring 114 befindet sich
ganz unten, wobei die Dosis nach unten zu der Öffnung 55 hin gerichtet
ist. Bei dieser Ausrichtung befinden sich die anderen Finger 112 und 102 über den
Ringfingern 118, wobei sich der Dosisfinger 102 ganz
oben befindet. Der Hebel 70 wird dann manuell unter Drehen
des Nockens 71 in den Richtungen der Pfeile in der Folge
von 5 bis 7 gedreht. Der Nocken 71 ergreift
eine Gruppe ausgerichteter, darüberliegender
Finger 102 und 112 der Scheibenanordnung 98,
welche mit dieser und mit dem Teil 86 in Flucht ist.
-
Sobald
sich der Nocken 71 dreht, dreht und biegt er auch die in
Flucht befindlichen Finger 102 und 112, nicht
aber den Ring 114 oder seine Finger, auf der Stütze 76.
Die Abwärtsbiegung
der Scheibenanordnung 98 durch den Nocken 71 biegt
die zwei Finger 102 und 112 nach unten. Diese
Finger biegen dann den in Flucht befindlichen Finger 118 des
Ringes 114 und das Teil 86 nach unten, 5.
-
Das
Teil 86 hilft beim Optimieren der Schertätigkeit
zwischen dem Ring 114 und den Fingern 102 und 112.
-
Durch
diese Tätigkeit
werden das flache, federnd elastische Teil 86 und die ausgerichteten
Finger relativ zu der Stütze 76 gemäß Darstellung
in 5 entsprechend gebogen. Alternativ kann das Teil 86 starr
sein. Die Finger der Scheibe 98 werden von der oberen ebenen
Oberfläche
der Stütze 76 und der
Ebene der Scheibe 98 nach unten gebogen mit der Folge,
daß die
in Ausfluchtung befindlichen Finger 102 und 112 ihre
Verbindungen miteinander durch eine Schertätigkeit durch relatives Gleiten
brechen und die Verbindung zwischen der Scheibe 108 und
dem Ring 114 durch das relative Schergleiten brechen, welches
durch das Biegen verursacht ist. Der Stift 84 hält den Umfang 116 des
Ringes 114 an der Stütze 76 befestigt,
wenn sich der Nocken 71 dreht.
-
Wenn
sich gemäß 6 die
Finger 102 und 112 weiter in Abhängigkeit
von der Drehung des Nokkens 71 drehen, schnappen die Finger 102 und 112 von
den Verbindungen los und gleiten über die Finger 118 des
Ringes 114 und das Teil 86 und an diesen vorbei.
Die Abstandsscheibe 108 hält die ausgewählte Dosis 102 auf
dem entsprechenden Finger 102 am Platz, wenn der zugehörige Ringfinger 118 über die Abstandsscheibe 108 gleitet.
Das federnd elastische Rückhaltevermögen der
Spitzen der Finger 102 und 112, welche das Teil 86 und
den Finger des Ringes 114 überlappen, erzeugt eine Schnapptätigkeit
der Finger, sobald sich diese in Abhängigkeit von einer weiteren
Drehung des Nockens 71 drehen, 6.
-
Diese
Schnapptätigkeit
beschleunigt den Substratfinger 102 mit der Dosis 104 gegen
die Bodenoberfläche
der Abgabekammer 54',
die als Amboß um
die Öffnung 55 herum
dient. Dadurch werden eine große
Aufprallkraft und eine schnelle Verzögerung des ausgewählten Dosisfingers 102 erzeugt. Der
Stoß bzw.
die Bewegungskraft des Arzneimittels während der Verzögerung führt Energie
zu, um die Dosis von der Oberfläche
des Fingers 102 nach dem Aufprall des Fingers 102 auf
den Amboß freizugeben, welcher
durch die Bodenoberfläche
der Kammer 54' gebildet
ist. Dieser Bewegungskraftenergieimpuls läßt die Arzneimittelpulverdosis
von der Scheibe 100 freigeben. Die Dosis wird am Durchlaß 74 des
Mundstücks 72 wie
eine Pulverwolke durch die Abgabeöffnung 55 freigesetzt.
Die Ventile 94 öffnen
sich automatisch in Abhängigkeit
von einem Inhalationsbolus und dem durch das Gebläse 68 erzeugten
gleichzeitigen Luftstrom. Der Benutzer inhaliert das freigesetzte
Pulver, welches aus dem Mundstück
abgegeben ist. Der Lufteinlaßdurchlaß 92 gibt
der inhalierten Luft die Möglichkeit,
einen Luftstrom in Richtung der Pfeile an dem Einlaßdurchlaß 92 durch
das Mundstück 72 zu
ziehen.
-
Die
Nockenöffnung 58, 4,
erlaubt es dem Nocken 71 zu drehen, während die Finger 102 und 112 an
dem Schlitz 56 gebogen werden. Die Teilchen werden von
dem Trägersubstrat
leicht freigegeben, um die erwartete Dosis vorzusehen.
-
In 7 führt das
manuelle Drehen des Nockens 71 in der umgekehrten Richtung
die Finger in die Ebenenposition der Scheibenanordnung 98 zurück. Der
ausgerichtete Ringfinger 118 wirkt wie ein federnd elastischer
Anschlag und positioniert die Finger 102 und 112 in
der verbrachten Ruheposition unter den Fingern 118 des
Ringes 114. Der Benutzer kann jetzt die nächste Dosis
für die
Benutzung in der nächsten
Verwendungszeit an der Stütze 76 schalten.
-
Alternativ
kann das Teil 86 starr sein und bogenförmig mit der Gestalt gemäß Darstellung
in 5 sein. Diese Bogenform unterstützt die
relative Schertätigkeit
der Finger, wenn sie über
das Teil 86 gleiten. Alternativ kann das Teil 86 weggelassen
werden.
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Somit
entsteht das Entfernen des Arzneimittels durch eine Bewegungskraftübertragungseinrichtung,
welche die Arzneimittelsubstrat-/Trägerverbindungen und Teilchen
zu Teilchen Verbindungen spaltet. Eine verbesserte Arzneimittelfreigabe
wird für
die Teilchen vorgesehen.
-
In
den 8 bis 10 weist bei einer alternativen
Ausführungsform
die Inhalatorvorrichtung 122 (wobei das Gehäuse und
die Antriebseinrichtung nicht gezeigt sind) ein Getriebe und einen
(nicht gezeigten) Motor auf für
das Drehen einer Spule oder Haspel 124 eines vorzugsweise
metallenen Dosierträgersubstrats 126,
welches eine Arzneimitteldosis 128 trägt und mit einem Dichtungsband 130 abgedichtet
ist. Eine Aufnahmespule 132 für das Dichtungsband, welche
auch von einem Getriebe und dem Motor angetrieben ist, entfernt
das Dichtungsband 130 von dem Substrat 126 und
der Dosis 128, wenn das Substrat von der Spule 124 abgenommen wird.
Eine Aufnahmespule 134 für das Substrat, welche durch
ein weiteres Getriebe und den (nicht gezeigten) Motor angetrieben
wird, nimmt das Substrat von der Spule 124 ab.
-
Die
Spulen können
Teil einer Kartusche oder Kassette sein (deren Gehäuse nicht
gezeigt ist). Die Getriebe und Schaltung für den Betrieb dieses Systems
brauchen nicht dargestellt zu werden, denn sie gehören zum
Wissen und der allgemeinen Kenntnis des Fachmannes.
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In 9 weist
das Substrat 126 eine Vielzahl von trapezförmigen (oder
alternativ dreieckigen) Fingern 136 und ein kontinuierliches,
sich längs
erstreckendes Band 138 auf. Die Dosis 128 wird
auf den freien Enden der Trägerfinger 136 abgelegt.
Das Trägersubstrat 126 weist
vorzugsweise ein metallenes Blattfedermaterial auf. Die Finger 136 erstrecken
sich quer von dem Band 138.
-
Eine
Klemmen- und Dosierabnahmeanordnung 140 nimmt das Substrat 126 und
eine ausgewählte
Dosierung 128 auf. Die Anordnung 140 weist Klemmeinrichtung 141 auf
zum Anklemmen des Bandes 138 nächst dem Finger 136' in der Anordnung 140.
Die Klemmeinrichtung 141 kann einen geschlitzten Aufbau
aufweisen für
die Aufnahme des Bandes 138 und das Band 138 in
der Klemmeinrichtung 141 daran hindern, sich in einer Richtung
normal zu dem Substrat zu verschieben (und normal zu der Papierebene
in 9).
-
Die
Klemmanordnung 140 weist eine Betätigungseinrichtung 142, 9,
auf. Die Betätigungseinrichtung
weist einen Antrieb 143 auf, welcher wahlweise einen Stift 144 dreht,
dessen Spitze 144' unter
der Spitze des Fingers 136' liegt,
der in der Klemmanordnung 140 angeordnet ist. Der Stift 144 kann
auch unter der Dosis 128' auf
dem Finger 136' liegen.
Sobald der Stift 144 gedreht wird, 10, dreht
er auch die Spitze des Fingers 136' und die zugeordnete Dosis 128'. Sobald sich
der Stift 144 dreht, gibt er eventuell den Finger 136' frei, denn
sie drehen sich in entgegengesetzten Richtungen 143 und 143' (der gedrehte
Finger und Stift ist in gestrichelten Linien gezeigt). Diese relative
Drehung erlaubt es dem Finger 136', wenn er von dem Stift 144 freigegeben wird,
in seine mit ausgezogenen Linien gezeigte Ruheposition zurückzuschnappen.
Durch diese Schnapptätigkeit
wird veranlaßt,
daß sich
die Dosis durch Bewegungskraftübertragung
von dem Substrat ablöst
oder verlagert wird. Die Dosis 128 ist zwar auf einer Seite
des Fingers 136 gegenüber
dem Stift 144 zu Darstellungszwecken gezeigt, sie können sich
alternativ aber auch auf derselben Seite befinden.
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12 veranschaulicht
ein alternatives Trägersubstrat 131,
welches aus einer Blattfeder aus geriffeltem Metall gebildet ist,
wobei die Riffelungen längs
der Finger des Substrats verlaufen, wie zum Beispiel das Substrat 126 in 9,
oder der Finger des Scheibensubstrats 100, 3 und 3a. Das Substrat wird steifer durch die
Riffelungen oder Rippungen ohne Erhöhung der Masse des Substrats.
Dies erhöht
die Substratbeschleunigung für
ein entsprechendes kleineres Versetzen des Fingers. Wenn die Finger 136 der 8 im
Falle der Riffelung oder Rippung schnappen oder knipsen, schnappen
sie über einen
kürzeren
Abstand mit erhöhter
Beschleunigung, wodurch das Freisetzen der Bewegungskraftübertragung
der Dosis frei vom Substrat gefördert wird.
Dasselbe trifft auf die Ausführungsform
der 3 und 3a zu.
-
Zusätzlich ist
nach 12 ein zylindrischer hohler Kern, vorzugsweise
Metallamboß 133,
mit einer Mittelöffnung 135 angeordnet,
um den rücklaufenden
Schnappfinger aufzunehmen, und wirkt als Anschlag für den Finger
in seiner normalen Ruheposition. Der Amboß 133 kann zum Beispiel
in 1 an der Gehäusehälfte 62'' über der Öffnung 55 angebracht
sein. Zum Beispiel kann der Am boß 133 ein geformter,
integraler Abschnitt der Gehäusehälfte 62'' sein. Die Mittelöffnung 135 des
Ambosses 133 nimmt die freigegebene Dosis von dem Substrat
auf und zerstreut die Teilchen wegen der Bewegungskraftübertragungskräfte in eine
Wolke. Wenn das Substrat 131 des gerippten Schnappfingers
auf den Amboß 133 aufschlägt, 12,
wird die Dosis als verstreute bzw. dispergierte Partikelwolke 137 von dem
Substrat freigeschleudert.
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Der
Amboß kann
in der Öffnung 135 Durchgangsleitungen 139 oder
-kanäle
haben. Wenn eine Person inhaliert, erzeugt der Atembolus einen Luftstrom 146 durch
jede der Leitungen 139, was ein Aufbrechen der Agglomerate
der Arzneimittelteilchen unterstützt.
Dies ist besonders nützlich
für große Dosisablagerungen.
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In 11 weist
eine einen geriffelten oder gerippten Finger verwendende alternative
Ausführungsform
einen gerippten Blattfederfinger 150, vorzugsweise aus
nicht-rostendem Stahl, auf, der sich von einem nicht dargestellten
Basisbereich, zum Beispiel auf einem scheibenförmigen Dosisträgersubstrat,
erstreckt, wie vorstehend beschrieben wurde. Ein darüberliegender
zweiter federnd elastischer Federfinger 152 erstreckt sich
auch von dem Basisbereich. Der Finger 152 ist flach und
hat keine Durchgangsöffnungen.
Der Finger 152 ist aus anderem Material als der Finger 150 und
hat eine geringere federnde Elastizität als der Finger 150,
d.h. er ist nicht so steif und beschleunigt deshalb von einer gebogenen
Position mit niedrigerer Geschwindigkeit als der Finger 150 für eine gegebene
Verbiegung.
-
Der
Finger 152 verläuft
ganz längs
des Fingers 150 und liegt vorzugsweise über dem ganzen Finger 150.
Ein Kanalteil 154 bestimmt einen Kanalbereich 156,
welcher die Finger 150 und 152 in ihrer normalen
Ruheposition (in dieser Figur nicht dargestellt) und gebogenen Konfiguration
aufnimmt. Diese Ruheposition liegt parallel zur Bodenwand 158 des Teils 154 am
Boden des Kanalbereichs 156. In der Wand 158 befindet
sich eine Durchgangsöffnung 159,
um es einem übermäßigen Luftstrom,
welcher von dem Finger 150 erzeugt wird, zu gestatten,
aus dem Kanalbereich auszutreten, wenn der gebogene Finger 150 in
den flachen Zustand zurückkehrt.
Diese Öffnung
wird dann von dem Federfinger 150 bedeckt, wenn er in seine
Ruheposition zurückkehrt.
-
Auch
der Amboß 160 ist
auf dem Kanalbereichboden angeordnet und an der Wand 158 befestigt.
Der Amboß 160 kann ähnlich dem
Amboß 133 sein,
der oben in Verbindung mit 12 beschrieben wurde.
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Ein
Betätigungsstift 160p wird
von einem Antrieb 164 in Richtung 162 gedreht.
Der Stift 160p geht durch einen Schlitz 165 in
der hinteren Wand 166 des Kanalteils 154 hindurch.
Der Finger 152 hat eine andere Federkonstante als der Finger 150.
Diese unterschiedliche Federkonstante ist derart, daß der Finger 150 mit
einer höheren
Beschleunigung als der Finger 152 in seine ursprüngliche
Ruheposition zurückschnappt.
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Im
Betrieb wird der Stift 160p wahlweise in Richtung 162 gedreht.
Die Spitze des Stiftes 160p (oder eines anders geformten
Elementes) befindet sich unter den Federfingern 150 und 152 oder
ist alternativ gerade unter dem Endspitzenbereich des Fingers 150.
Sobald der Stift in Richtung 162 nach oben gedreht wird,
werden die Finger 150 und 152 nach oben gebogen,
wobei sie sich um einen Drehpunkt biegen, an welchem die Finger
an einem (nicht gezeigten) Basisteil befestigt sind.
-
Der
gerippte Finger 150 ist steifer als der Finger 152 und
beschleunigt mit einer höheren
Geschwindigkeit und trifft zuerst auf den Amboß 160. Der sich langsamer
bewegende Finger 152 eilt dem Finger 150 während der
Rücklaufbewegung
in den Ruhezustand nach. Der Finger 152 wirkt als Luftpumpe
in dem Kanalbereich 156, welcher eng den Finger 152 aufnimmt
und einen Luftstrom zum Amboß 160 hin
erzeugt. Dieser Luftstrom erzeugt Luftströmungen durch die Öffnungen 160' in dem Amboß, um Klumpungen
bzw. Aggregationen der Pulverdosis aufzubrechen. Durch diese Tätigkeit
wird sichergestellt, daß sich
die Dosis in einer guten Artikelgrößenform oder einem Partikelgrößenformat
befindet, wenn die Dosis inhaliert wird, wobei ihre Wirksamkeit maximiert
wird. In 11 sollte beachtet werden, daß sich die
Dosis auf der Unterseite des gerippten Fingers 150 befindet
und nicht gezeigt ist. Die Feder 150 verursacht, daß ihr erzeugter
Luftstrom durch die Öffnung 159 strömt.
-
Die
gerippten Federn können
alleinstehende Komponenten bilden oder solche, die durch ein Band zusammen
verbunden sind oder als Band geformt sind oder zu einem Stiftrad
oder einer Scheibe geformt sind zwecks Vorbewegen der Dosen in eine
Inhalationskammer. Nachdem sich die gebogene Feder in der Kammer
befindet, wird sie freigegeben, so daß das Arzneimittel beschleunigt
wird und das vorlaufende Federende anführt. An der Spitzengeschwindigkeit
schlägt
das freie Ende der Feder auf den starren Amboß 160 und wird schnell
verzögert. Der
Aufprall am Amboß 160 und
die schnelle Verzögerung
führen
zu ausreichend hohen Kräften,
um die einzelnen und zusammengeballten Arzneimittelteilchen unter
Bildung einer Pulverwolke von der Feder durch Bewegungskraftübergabe
freizugeben. Partikelklumpen werden nach ihrem Verlassen des Substrats
durch die Gasstrahlen gespalten, durch welche die verdrängten Teilchen
hindurchgehen müssen. Wegen
der schnellen Bewegung der Zusammenballungen durch die Strahlen
wird ein zeitlich eingestellter Strahl geschaffen, der nur einen
Bruchteil des inhalierten Bolus darstellt. Hierdurch wird die Klumpenspaltung
ohne Spalten des Atmungsmusters des Patienten ermöglicht.
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Bei
einer alternativen, weiteren Ausführungsform können Riffelungen
oder Rippen im Bereich der abgelegten Dosis durch becherförmige Substrate
ersetzt werden, wie zum Beispiel in 3b durch
die Finger 102' veranschaulicht
ist, um die gewünschte
Steifheit und Flexibilität
in einer Weise ähnlich
der des gerippten Substrats vorzusehen. Durch diese Konfiguration
wird eine zusätzliche
Steifheit vorgesehen, ohne die Masse zu erhöhen, mit der Folge einer schnelleren
Verzögerung
und verbesserten Arzneimittelabgabe. Hierdurch wird der gewünschte Energieimpuls
zu dem Substrat vorgesehen, um das Arzneimittel schnell freizusetzen.
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Bei
der nicht gezeigten Alternative kann ein Kolben den Aufprall der
Feder 152 aufnehmen, um einen Luftstrom durch die Öffnungen 160' des Ambosses 160 zu
erzeugen.
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In 13 hat
ein geriffeltes oder geripptes Substrat 150' Taschen 151, in denen
jeweils eine Arzneimittelpulverdosis 153 abgelegt ist.
Ein Dichtungsband 155 dichtet die Dosen in den Taschen 151 ab. Das
Dichtungsband muß dann
wahlweise vor der Freigabe der Dosis entfernt werden. Das Band berührt die
Dosis nicht, damit nicht eine Dosis entfernt wird, wenn das Band
entfernt wird.
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Es
versteht sich, daß die Übertragung
der Dosen bei den verschiedenen Ausführungsformen durch Erteilen
eines Energieimpulses an das Pulver auf dem Trägersubstrat dadurch erfolgt,
daß das
Trägersubstrat
verbogen wird und danach das Substrat schnell verzögert wird.
Nach der federnd elastischen Rückkehr
des verbogenen Substrats schlägt
dieses auf einen stationären
Amboß oder
dergleichen unter Abgabe einer Bewegungskraft oder eines Trägheitsenergieimpulses
auf die sich bewegende Dosis. Dieser Energieimpuls überträgt die Dosis
mittels ihrer induzierten Bewegungskraftenergie, wenn sich ihr Stützsubstrat
nach Aufprall mit einem stationären Objekt
schnell verzögert.
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Dies
ist von der Prallübertragung
beim Stand der Technik zu unterscheiden, welche der Stoßenergie
zugeschrieben wird, die einem relativ stationären Substrat erteilt wird.
Die Prallstoßwellen
laufen durch das Substrat zu den darauf befindlichen Teilchen und geben
die Teilchen durch eine direkte Aufprallkraft auf die stationären Teilchen
frei. Dies unterscheidet sich von der Bewegungskraftübertragung
bzw. Momentenübertragung,
bei welcher die Bewegungskraftträgheitsenergie
in der sich bewegenden Dosis diese von dem sich schnell verzögernden
Trägersubstrat
trennt. Im Gegensatz dazu teilen Stoßwellen die Bewegung dem sonst
stationären
Pulver mit, welches auf dem Substrat getragen wird. Die Stoß- bzw. Schockwellen,
welche auf das Pulver auftreffen, drängen das Pulver von dem Trägersubstrat
weg.
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Die
Trenneinrichtungskräfte
unterscheiden sich bei den zwei Anordnungen. Die eine ist eine treibende
Kraft ähnlich
einem auf einen stationären
Ball aufschlagenden Golfschläger,
und die andere ist eine Trägheitskraft,
wobei das sich bewegende Objekt versucht, in Bewegung zu bleiben,
wenn sein Träger plötzlich mit
der Bewegung aufhört
wie bei einem Katapult.
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In 14 ist
eine weitere Ausführungsform einer
Kassette für
ein Bandsubstrat gezeigt. Die in gestrichelten Linien gezeigte Kassette 170 enthält drei
Spulen 172, 174, 176. Die Spule 176 speichert eine
Wickel 178 eines Dosisträgersubstrats 180,
welches mit einem Dichtungsband 182 bedeckt ist. Das Dichtungsband 182 dichtet
die Arzneimitteldosen 194 in flachen Blasen 195, 14,
ab, welche in dem Substrat 180 gebildet sind. Die Spule 174 nimmt
das Dichtungsband 182 zu einer Wickel auf, entfernt es von
dem Substrat 180 und legt die Dosis 194 frei.
Die Spule 172 nimmt das Substrat 180 auf, nachdem
die Dosen 194 entfernt sind.
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Ein
hohles Mundstück 184 für den Inhalator (dessen
andere Teile nicht dargestellt sind) befindet sich in Flucht mit
der Dosis 194, die verabreicht werden soll. Das Mundstück 184 befindet
sich neben dem Amboß 197.
Dieser ist eine flache Metallplatte mit einer Öffnung 199 für den Durchlaß der Dosis 194.
Der Amboß 197 befindet
sich nächst
dem unabgedeckten Substrat 180 und der zu verabreichenden Dosis,
aber in einem gewissen Abstand von diesen. Der Inhalator weist einen
Spulenantrieb 186 auf für das
Betreiben der Spulen 172, 174 und 176.
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Eine
Aufpralleinrichtung 188 weist eine auskragend angeordnete
Feder 190 auf, die von einem Federverbiegungsantrieb 192 angetrieben
ist. Der Antrieb 192 kann ein Drehstift oder -element sein,
wie es vorstehend bei den Ausführungsformen
der 10 oder 11 besprochen
war. Eine Pulverdosis 194, welche durch eine Ablagerungstechnik
abgeschieden ist, wie sie zum Beispiel in den vorgenannten Anmeldungen
und Patenten in der Beschreibungseinleitung beschrieben ist, befindet
sich auf der flachen Blase 195 des Trägersubstrats 180 an
einer Dosisfreigabeposition 191, die mit der Feder 190 ausgefluchtet
ist. Die Feder 190 hat eine Öffnung 193 für die Aufnahme
und den Sitz der flachen Blase 195 in dieser. Die Öffnung 193 ist
mit der Dosis 194 an der Amboßöftnung 199 ausgerichtet.
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Der
Antrieb 192 verbiegt die Feder 190 und das Trägersubstrat,
welches das die Dosis tragende Substrat 180 gegen den Amboß 197 prallt.
Das unter Aufprall befindliche Substrat 180 erteilt der
Dosis 197 eine Bewegungskraftübertragungsbewegung. Diese Tätigkeit
gibt die Dosis nach Aufprall des Substrates mit dem Amboß in eine
Pulverwolke frei. Die Wolke wird von dem Benutzer über das
Mundstück 184 inhaliert.
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In 15 werden
ein Spulenantrieb und ein Verbiegungsantrieb (nicht gezeigt) entsprechend
der Beschreibung in Verbindung mit 14 vennrendet. Die
meisten Elemente in 15 sind die gleichen oder ähnlich denen
in 14. Der Unterschied besteht darin, daß das Substrat 180' eine Blasentasche 195', 15a, hat für die Aufnahme einer Dosis 194' und von einer
ringförmigen
Vertiefung 189 umgeben ist. Das Dichtungsband hat über jeder
Blasentasche 195 eine Kerbe oder Marke. Der Amboß 177 ist
eine flache Platte mit einer ringförmigen, äußeren, abhängenden Ringrippe 179,
welche in die Vertiefung 189 paßt. Der Amboß hat eine
Mittelöffnung 181 für die Aufnahme
der Dosis durch diese. Folglich ruht das Dichtungsband direkt auf
und über
dem Amboß 167, und
das Dosisträgersubstrat
ruht direkt auf und über der
Feder 190'.
Das Dichtungsband 187 und das Substrat 180' sind auf einer
Aufwickelspule 172' aufgespult.
In 14 nimmt die Spule 172 nur das Substrat 180 zum
Aufspulen auf.
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Im
Betrieb werden während
eines Schaltzyklus die Bahn des Trägersubstrats, die Dosis und
das Dichtungsband vorbewegt. Die Blasentasche 195' wird in die Öffnung 193' der Blattfeder 190' eingeführt, geladen
und gegen den Amboß 177 abgeschossen.
Die äußere Ringrippe 179 des
Ambosses 177 zwingt das Abdeckdichtungsband 187 zum
Brechen längs
der Kerbe 185, 15b, und das
Band 187 wird in die äußere Ringvertiefung 189 des
Dosissubstrats hineingezogen, wobei die Pulverdosis 194' freigelegt
wird. Die Feder 190' bewegt
sich weiter, und durch den Aufprall mit dem Amboß 177 wird die Dosis 194', 15b, von dem Substrat 180' freigegeben.
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In 16 wird
eine Kassette 196 mit einem (nicht gezeigten) Inhalator
verwendet. Die Kassette weist einen Mittelkern 198 und
eine Spiralanordnung von einseitig eingespannten Federfingern 200 auf. Die
Finger 200 erstrecken sich von dem Kern 198 radial
auswärts
und können
aus thermoplastischem Material oder Metall geformt sein. Jeder Finger 200 weist
eine abgelegte Arzneipulverdosis 202 auf. Die Dosen sind
mit beliebiger bekannter Technik abgeschieden, wie vorstehend beschrieben
wurde. Die Dosen sind mit einem Dichtungsband 204 abgedichtet.
Die Dosen können
in einer Tasche in dem fingerförmigen
Dosisträgersubstrat
abgelagert sein, oder das Dichtungsband kann vorgeformte Taschen
für die
Aufnahme der Dosis haben, so daß es
keine Berührung
des Bandes mit dem Dosispulver gibt. Das Band 204 wird
durch die Spule 205 mit einem (nicht gezeigten) Spulenaufnahmeantrieb
entfernt, wobei wahlweise die Dosen einzeln, wie sie zu verabreichen
sind, freigelegt werden.
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Beispielsweise
können
die Finger 200 wie ein Band mit den darauf befindlichen
Dosen zugeführt
werden. Der Kern 198 hat in seiner Seitenwand in diesem
Fall eine (nicht gezeigte) Spiralnut. Das Fingerband wird dann in
die Spiralnut eingeführt.
Der Kern 198 ist an gegenüberliegenden, axialen Enden des
Kerns um zwei (nicht gezeigte) Spindeln drehbar.
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Die
Aufnahmespule 205 entfernt das Dichtungsband 204 über den
Dosen 202 und den Fingern 200, wenn die Dosen
zu einer Ausgabeposition 206 an einer gegebenen Winkelposition
relativ zu dem Kern 198 gedreht werden.
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Eine
Fingerverbiegungsvorrichtung 208 verbiegt die Finger 200 nacheinander,
nachdem der ausgewählte
Finger in die Ausgabeposition 206 gedreht ist. Eine solche
Verbiegungsvorrichtung kann zum Beispiel eine solche, die in den 10 und 11 gezeigt
ist, sein. Ein mit einer Öffnung
versehener, flacher Amboß 203 ist
an der Position 206 über
und neben dem Finger befestigt. Sobald der Kern gedreht wird, verlagert
sich der Spiralweg der die auszugebende Dosis enthaltenden Finger 200 relativ
nach unten in axialer Richtung 210 an der Position 206. Eine
Führung 212 ist
mit der Fingerverbiegungsvorrichtung 208 mit der Darstellung
durch die gestrichelte Linie 213 verbunden und gleitet
in Richtung 210 in einem Kanal in dem (nicht gezeigten)
Inhalationsgehäuse.
Die Führung
positioniert die Fingerverbiegungsvorrichtung axial, wenn die ausgewählte Dosis und
der Finger sich axial relativ verlagern, wenn die Spirale gedreht
wird. Die Führung 212 kommt
mit den Fe derfingern an einer Stelle in Eingriff, die von der Verbiegungsvorrichtung
und dem dazugehörenden, abgebogenen
Finger im Abstand angeordnet ist. Die Führung 212 wird axial
in Richtung 210 positioniert, wenn die Finger um die Achse 214 gedreht
werden. Die Führung 212 hat
zum Beispiel einen (nicht gezeigten) Schlitz, welcher die Kanten
der Finger aufnimmt, wenn die Finger um die Achse 214 gedreht werden.
Die Finger 200 halten die Führung 212 in der axialen
Position. Ein (nicht gezeigter) axialer Kanal in dem Gehäuse hält die Führung in
ihrer ringförmigen Position 206 um
die Achse 214 herum.
-
Im
Betrieb dreht ein Benutzer den Kern 198, um eine Dosis
und ihren entsprechenden Trägerfinger
in die gewünschte
axiale und winkelmäßige Position
relativ zu der Achse 214 an der Winkelposition 206 der
Verbiegungsvorrichtung 208 anzuordnen. Das Dichtungsband 208 wird
von der Dosis freigeschält,
wenn der Kern von der Aufnahmespule 205 gedreht wird. Eine
Rastvorrichtung, zum Beispiel eine federbelastete Kugel, die an
dem Gehäuse (nicht
gezeigt) angebracht ist, und eine Vertiefung in dem Kern 198 entsprechend
jeder Winkelposition jedes Fingers 200 um die Achse 214 können für einen manuell
drehbaren Kern eine solche Position vorsehen.
-
Eine
manuell betätigte
Verbiegungsvorrichtung 208 für den Finger 200 verbiegt
den ausgewählten
Dosisträgerfinger 200 an
der Position 206 in Richtung 210 nach unten. Wenn
der verlagerte Finger 200 freigegeben wird, schnappt er
gegen den von der Vorrichtung 208 getragenen Amboß 203 zurück und gibt
die ausgewählte
Dosis 202 in einer Weise frei, die zuvor durch Bewegungskraftübertragung
beschrieben wurde. Die freigegebene Pulverwolke wird über das
Mundstück 218 inhaliert.
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Das
Mundstück
ist schematisch mit einer vertikalen Ausrichtung längs der
Achse 214 gezeigt. In der Praxis kann das Mundstück horizontal
quer zur Achse 214 liegen. Das Mundstück kann an einen (nicht gezeigten)
Kanal in der inneren Seitenwand des Gehäuses angekoppelt sein für das Strömen der freigegebenen
Pulverwolke zum Mundstück
an der Kante der spiraligen Substratfinger an der Position 206.
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Ein
Gebläse
und/oder zusätzliche
Luftströmungswege
für die
Schaffung einer Hilfsluftströmung zur
Unterstützung
beim Absaugen der Pulverwolke während
des Inhalierens kann auch vorgesehen sein, wie in 1 und
bei den Ausführungsformen der 14 und 15.
Die Spule 205 ist auch für das Versetzen mit dieser
in der axialen Richtung an die Führung 212 angekoppelt.
Ein Mundstück 211 nimmt
die entleerte Pulverdosis auf.
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In 17 wird
eine Ausführungsform ähnlich der
der 16 mit Verwendung eines spiraligen Dosierträgersubstrats
mit federnd elastischen, einseitig eingespannten Fingern gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform
sind alle Elemente der 16 verwendet, ausgenommen daß die Dosen 202 an
jedem Finger 200' durch
eine extra Abdichtbedeckungsfläche 215 eingekapselt
sind. Die Dichtungsabdeckfläche
hat vorzugsweise eine Tasche für
die Aufnahme der Dosis. In diesem Fall wird die Aufnahmespule 205 der 16 nicht
verwendet. An ihrer Stelle schält
eine (nicht gezeigte) Vorrichtung die getrennte Abdeckfläche 215' unmittelbar
vor der Ablagerungsposition 206' zurück.
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In
den 18 und 18a weist
eine weitere Ausführungsform
einer Inhalationsabgabevorrichtung 218 ein (nicht gezeigtes)
Gehäuse
auf mit einer Kammer zur Aufnahme einer Kassette 220. Die
Kassette 220 weist einen Stapel 222 von Dosierpackungen 223 auf.
Jede Dosierpackung 223 weist blasenartige Substrate 224 für Dosierwafer
kreiszylindrischer Form (oder anderer Formen) auf. Die Substrate 224 weisen
jedes eine thermoplastische flache Blase auf zur Bildung einer Tasche
für die
Pulverdosis 228. Die Substrate können aus einem beliebigen herkömmlichen
Material bestehen und sind vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff
geformt. Die Arzneimittelpulverdosis 228 ist in der Tasche
jedes Substrats 224 durch einen beliebigen bekannten Prozeß, wie oben
diskutiert, abgelegt.
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Die
Kassette 220, die eine beliebige herkömmliche Verpackung für die Packungen
sein kann, wird in die Inhalationskammer eingeführt. Während eines Schaltzyklus wird
die Vorderpackung 223 von der Kassette und dem Stapel durch
eine (nicht gezeigte) Abgabevorrichtung getrennt und auf der einseitig
eingespannten Dosisträgerblattfeder 226 in
einer passenden Tasche 227 oder (nicht gezeigten) Öffnung in
der Feder 226 angeordnet. Ein flacher Amboß 230,
zum Beispiel aus Metall oder Kunststoff, kann eine Dosisaufnahmeöffnung 232 haben.
Ein Mundstück 234 befindet
sich neben der Öffnung 232 für die Aufnahme
einer Pulverwolkendosis.
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Eine
Pralleinrichtung mit einem Federverbiegungsantrieb (nicht gezeigt)
ist an der Station 236 für das Verbiegen der Feder 226 und
das Aufprallen der Dosis 228 und des Substrats 224 gegen
den Amboß 230 vorgesehen,
um für
die Freigabe der Dosis den gewünschten
Energieimpuls zu erteilen.
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Die Öffnung 232 des
Ambosses 230 ist kleiner als das Substrat, so daß das Dosissubstrat
gegen den Amboß prallt,
wenn die Feder zu dem Amboß 230 hin
gerichtet wird.
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Der
Verbiegungsantrieb (nicht gezeigt) dreht wahlweise die Feder 226 und
gibt sie schnappend frei.
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Der
Antrieb 238 kann manuell oder elektrisch betrieben werden.
Die freigegebene Feder 226 läßt das verbogene Substrat 224' gegen den Amboß 230 auf
einer Seite prallen, welche der Feder 226 zugewandt ist,
um die Dosis durch Bewegungskraftübertragung freizugeben. Die
freigegebene Dosis geht durch die Amboßöffnung 232 hindurch
in das Mundstück 234 hinein.
Die relativen Ausrichtungen und Positionen sind zur Darstellung
gegeben und können sich
von denen einer gegebenen Ausführungsform unterscheiden.
Nachdem die Dosis freigegeben ist, wird das Substrat 224 der
leeren Packung 223' durch eine
(nicht gezeigte) Verlagerungsvorrichtung zu einem (nicht gezeigten)
Speicherort versetzt.
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In
den 19 und 10a weist
eine weitere Ausführungsform
eines Kassettenspenders für
gestapelte Substrate eine in einer (nicht gezeigten) Inhalationskammer
angebrachte Kassette 240 auf. Die Kassette 240 kann
eine beliebige, zweckmäßige Verpackung
für gestapelte
Substrate sein, die einen Stapel 242 separater Substrat-Dosispackungen 241 aufweist.
Jede Packung 241 weist ähnliche,
getrennt geformte thermoplastische Substrate 243 von der
Art flacher Blasen auf, deren jedes eine die Dosis 246 aufnehmende
Tasche 244 hat. Eine Arzneimitteldosis 246 befindet
sich in jeder Tasche. Die Dosen 246 sind von einer getrennten
Dichtungsabdeckung 248 über jedem
Substrat 242 unter Bildung der vollständigen Packung 241 abgedichtet.
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Ein
flacher Amboß 254 befindet
sich neben dem Mundstück 256.
Der Amboß 254 hat
eine die Dosis aufnehmende Öffnung 258.
Der Amboß ist
fest an dem (nicht gezeigten) Inhalationsgehäuse angebracht, wie bei der
oben beschriebenen Ausführungsform.
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Während des
Schaltens wird die Abdeckung 248 durch eine (nicht gezeigte)
Vorrichtung von dem Substrat 243 entfernt. Die freigesetzte
Dosis 246 und das Substrat 243 der Packung 241 werden
dann durch eine (nicht gezeigte) Einrichtung in einer Tasche 250 in
der Dosisträgerfeder 252 angeordnet. Das
Mundstück 256 befindet
sich an der Dosisverabreichungsstation. Die Feder 242 und
die getragene Dosis werden durch eine (nicht gezeigte) Verbiegungsvorrichtung
versetzt, welche die Feder in diejenige Position verbiegt, die in
der Figur gezeigt ist, wobei sich das Substrat und die Dosis auf
dieser befinden. Nach der Schnappfreigabe durch die Verbiegungsvorrichtung
prallt die versetzte Feder auf den Amboß 254 und gibt die
Dosis 246 von dem Substrat 243 frei. Das Substrat 243 ist
kleiner als die Öffnung 258 in
dem Amboß,
so daß der
Amboß das
Substrat nach dem Aufprall zurückhält. Durch
diese Tätigkeit ist
eine Bewegungskraftübertragungsenergie
zu der Dosis vorgesehen, welche eine Pulverwolke bildet, die durch
das Mundstück 256 ausgegeben
wird.
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Der
Fachmann denkt auch daran, daß Modifikationen
der offenbarten Ausführungsformen
realisiert werden, ohne daß man
von dem Geltungsbereich der Erfindung, wie er in den anliegenden
Ansprüchen
bestimmt ist, abweicht. Die Beschreibung ist hier nur zu Darstellungszwecken
und dient nicht der Begrenzung. Zum Beispiel können die Form der Finger und
die besonderen Betätigungseinrichtungen als
Beispiele gelten. Viele andere Betätigungseinrichtungen können vorgesehen
werden für
das Biegen eines Federfingers, um einen Energieimpuls einer Dosis
auf einem Substrat zu erteilen, um die Dosis durch Bewegungskraftübertragungskräfte zu übertragen.