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Verfahren zur Herstellung von Aerosolen für therapeutische Zwecke
Mit
der seit langem bekannten Bezeichnung Aero--sol wird ein kolloides System gemeint,
das aus einem Gas als Dispersionsmittel und einem feinverteilten festen Körper oder
einer feinverteilten Flüssigkeit als disperse Phase besteht.
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Die Erfindung bezieht sidh auf ein Verfahren zur Herstellung von
Aerosolen für therapeXutische Zwecke.
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Erfindungsgemäß versetzt man zur Hlerstellung von Aerosolen feste
oder flüssige Stoffe in einen gasförmigen Zustand und lädt den gas,förmigen Strahl
mit mindestens einem feuchten Mikronebel und/oder mit in der Schwebe gehaltenen
flüssigen Partikeln, wobei der gasförmige Strahl und/oder die Mikronebel der gleichen
oder verschiedenen Art sein können. Die Ausführung kann so getroffen werden, daß
mit dem gasförmigen Strahl Flüssigkeit in Form eines feuchten Mikronebeis zerstäubt
wird und/oder die Zerstäubung einer Masse fester Teilchen und das Mitreißen des
Mikronebels und/oder eine Suspension durch den Gasstrom hervorgerufen wird.
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Das der Erfindung entsprechende Verfahren kann namentlich wenn das
Aerosol und der feuchte Mikronebel gleichartig sind, auf einfache Art mit Hilfe
einer Vorrichtung erreicht werden, die einen abgeschlossenen Behälter enthält, in
dem sich die zu zerstäubende Flüssigkeit befindet. In diesen Behälter mündet eine
Zuführungsleitnng für unter Druck stehendes Gas. Vorhanden sind weiter eine Auslaßleitung
für die unter Druck stehenden Gase und Mittel, um in der sich im abgeschlossenen
Behälter befindlichen gasförmigen. Masse Aerosole zu erzeugen, wobei der Querschnitt
der AusClaßleitung
für das unter Druck befindliche, mit Aerosol
geladene Gas so ist, daß ein Ladungsverlust verursacht wird, der zum mindesten dem
Druck gleichkommt, der notwendig ist, um die Flüssigkeit durch ihre eigene Leitung
und das entsprechende Zerstäubungsmundstück zu pressen.
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Sobald das Aerosol und der Mikronebel unterschiedlichen Ursprungs
sind oder sobald man einen gasförmigen Strahl zu erhalten wünscht, der Aerosole
verschiedenen Ursprungs und einen Mikronebel oder feste Stoffe in der Schwebe enthält,
so bringt man in Serie auf der Zuführungsleitung der unter Druck befindlichen Gase
an der Zerstäubervorrichtung einen oder mehrere Generatoren für Aerosole an.
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Wenn man einen gasförmigen Strahl wünscht, der mit einem oder mehreren
Aerosolen und mehreren Mikronebeln und/oder mit in der Schwebe gehaltenden festen
Partikeln geladen ist, benutzt man eine Vorrichtung, die mehrere geschlossene Behälter
wie oben enthält, deren jeder mit einem Teil des gasförmigen, mit Aerosolen geladenen
Strahles gespeist wird und deren Zerstäubungsmundstücke auf die Gasleitung gesetzt
sind, die den verschiedenen mit Aerosolen geladenen Behältern gemein ist.
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In der Zeichnung sind inibeisl}ielslwei,ser Ausführungsform Apparate,
die zur Durchführung des Verfahrens dienen, dargestellt, und zwar zeigt Fig. I den
Querschnitt eines Apparates, der zur Erzeugung von Aerosolen als Träger von Mikronebeln
gleicher Art entwickelt ist, Fig. 2 den Querschnitt eines Teiles der Fig. I in größerem
Maßstab, Fig. 3 einen Querschnitt nach der LinielII-III der Fig. 2, Fig. 4 den schematischen
Querschnitt eines Apparates zur Erzeugung von Aerosolen als Träger von Mikronebeln.
verschiedenen Ursprungs, Fig. 5 einen Querschnitt eines kleinen Apparates für medizinische
Injektionen, Fig. 6 einen Querschnift nach der LinieVI-der Fig. g Fig. 7 eine schematische,
teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht eines Apparates zur Erzeugung von
Mikronebeln oder mit Mikropulver geladenen Aerosolen.
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Der in Fig. I dargestellte Apparat ist geeignet zur Bildung von in
der Schwebe gehaltenen Mikronebeln in Aerosolen.
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Diesler Apparat enthält einen Bottich I mit Boden 2, in dessen Mitte
die Zuführungsleitung 3 der komprimierten Luft einmündet. Diese Leitung geht in
ein zentrales Rohr 4 über, welches an seinem oberen Teil von einem Kopfstück 5 abgeschlossen
wird, das seitliche Spritzdüsen 6 aufweist. Diese Spritzdüsen münden am oberen Ende
kleiner, außenliegender Rohre 7, deren untere Enden in die Flüssigkeit 8 tauchen.
Um dieses Kopfstück ist ein Becken g angebracht, über das zum Schutz eine Glocke
10 gestülpt ist. Das Becken g dient zum Rücklauf der nicht aerosolierten Flüssigkeit.
Der Spiegel der Flüssigkeit 8 wird durch eine Zuführungsleitung II konstant gehalten,
die in Wirkungsverbindung mit einem nicht dargestellten Behälter mit konstantem
Flüssigkeitsspiegel steht. Über der Zerstäubervorrichtung zur Bildung der Aerosole
ist eine Serie von Filtern 12 angebracht. Der Bottich I wird an seinem oberen Teil
von einem Zylinder abgeschlossen., in welchem andere Filter, wie z. B. I3, eingesetzt
sind.
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In diesen Zylinder ist eine Glocke 14 eingeschoben, auf der ein Krümmer
15 zum Anschluß an eine Leitung sitzt. Die Glocke 14 wird durch die Feder i6 nach
oben gedrückt, deren Spielraum durch ein Widerlager I7 begrenzt ist. Sie besitzt
in ihrer Seitenwand Öffnungen 18.
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Die aus den Spritzdüsen 6 austretende komprimierte Luft zerreißt
die aus den Rohren 7 angesaugten Flüssigkeitsstrahlen und wirft sie gegen die Seitenwände
des Beckens g und der Glocke 10. Die dadurch erzeugten Aerosole steigen, wenn die
Glocke I4 angehoben ist, durch die Filter 12 und I3 nach oben und können durch die
Öffnungen 18 in die Atmosphäre entweichen. Wenn man die Aerosole an einem bestimmten
Ort anwenden will, z. B. in Form von Inhalationen, drückt man die Glocke 14 herunter
und befestigt sie in dieser Lage mit Hilfe des Griffes 19 und einer Klaue 20. Dann
entweichen die Aerosole durch den Krümmer 15 und durch die angeschlossenen Verlängerungsleitungen,
die zu der Gesichtsmaske führen.
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Am Apparat wurde außerdem ein Taucherrohr 21 angebracht, dessen unteres
Ende in die flüssigen Grundbestandteile des Aerosols taucht. Dieses Rohr wird mittels
eines Anschlußstückes verlängert, das außen am Bottich I oberhalb der Filter 12
befestigt ist und eine Fußplatte 22 aufweist. In den zylindrischen Ansatz der Fußplatte
22 ist ein im Querschnitt etwa kreuzförmiges Paßstück 22' (Fig. 3) eingeschraubt,
das die Verlängerung des Rohres 2T aufnimmt und an seinem oberen Ende konisch zuläuft.
Durch dieses Paßstück 22' werden Kanäle 23 gebildet (Fig. 3). Auf dem zylindrischen
Ansatz der Fußplatte 22 ist ein Gehäuse 26 aufgeschraubt, das ein Rohr 24 trägt,
welches die axiale Verlängerung des Rohres 2I bildet. Im Gehäuse 26 befinden sich
Kanäle 27, die die Verlängerung der Kanäle 23 bilden. Das Rohr 24 weist auf seinem
oberen Ende eine olivenartige Ausbuchtung auf, über welche ein biegsames Rohr 25
gezogen ist. Ein weiteres biegsames Rohr 28 sitzt am oberen verstärkten Teil des-Gehäuses
26.
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Man sieht also, daß sich das Rohr 21 durch einen Ansatz bis zum mittleren
Rohr 25 verlängert, während das Innere des Rohres 28 durch den zwischen ihm und
dem Rohr 25 offenen Teil mit dem Innern des Bottichs über die Filter 12 in Verbindung
steht, also mit einem Teil, in dem sich- die Aerosole befinden. Am Ende der Rohre
25 und 28 ist ein Zerstäuberkopfstück aufgehängt, welches durch ein Zers täubungsmundstück
getragen wird, analog demjenigen nach Fig. 4. Dieses Zerstäubungskopf stück ist
so angebracht, daß es im Bottich einen Überdruck hervorruft. Dieser Überdruck wirkt
sich auf die freie Oberfläche der Flüssigkeit 8 aus, läßt diese durch das Rohr 21
und das Rohr 25 bis zum
Zerstäubungskopfstück strömen, wo die Flüssigkeit
durch den mit Aerosolen geladenen Gasstrahl zerstäubt wird.
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Fig. 4 zeigt einen Apparat zur Erzeugung eines Gases, in dem sich
ein Aerosol und zwei Mikronebel verschiedener Art in der Schwebe befinden.
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Dieser Apparat besteht aus einem Bottich 30, welcher identisch mit
dem zu Fig. I beschriebenen ist. An den Krümmer 15 ist ein Hosenansatzstück 3I angeschraubt.
Das mit Aerosolen geladene Gas wird durch zwei an das Ansatzstück 3I angeschlossene
biegsame Rohre 32 und 33 zu zwei gläsernen abgeschlossenen Behältern 34 und 35 geleitet.
In diesen Behältern befinden sich Flüssigkeiten 36 und 37, die dazu bestimmt sind,
in Form von Mikronebeln zerstäubt zu werden. In diese Behälter tauchen Rohre 38
und 39, an deren Enden sich die Anschlußstücke 40 und 41 befinden, die denjenigen
nach Fig. I, 2 und 3 entsprechen. Diese Anschlußstücke 40 und 4I dienen zum Anschließen
der Rohre 42 und 43 in ähnlicher Weise, wie es vorher beschrieben wurde, zum Anschluß
der Rohre 25 und 28. Die anderen. Enden der Rohre 42 und 43 sind mit den Anschluß
stücken 44 und 45 analog 40 und 41 verbunden. Die Rohre 42 und 43, welche die Leitungen
für den gasförmigen mit Aerosolen geladenen Strahl bilden, stehen durch die Anschluß
stücke in Verbindung mit dem Innern eines hohlen Schaftes 46, der in einem gleichfalls
hohlen geneigten Ansatz 47 endet. In dem Schaft 46 und dem Ansatz 47 befinden sich
zwei Rohre 48 und 49, die mit den Rohren 42 und 43 verbunden sind. Am Ansatz 47
sind Zerstäubungskopfstücke befestigt, die auf einem hohlen Schraubzapfen 50 sitzen,
der fest mit dem Ansatz verbunden ist. Im Innern dieses Schraubt zapfens befindet
sich eine Spritzdüse 51 mit einem zentralen Röhrchen 52. Dieses ist mit einem der
Rohre 48 und 49 verbunden, während die Verbindungen zu den beiden Zerstäubungskopfstücken
abwechseln. Der eine Kopf ist mit dem Rohr 48, der andere mit dem Rohr 49 verbunden.
Am Rohr 52 befinden sich durchgehende Kanäle 53, die mit dem Innern des Ansatzes
47 verbunden sind. Auf dem hohlen Schraubzapfen 50 ist eine Haube; 54 aufgeschraubt,
die an ihrem äußeren Ende gegenüber dem Rohr 52 mit einem Loch 55 versehen ist.
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Das im Bottich I erzeugte, mit Aerosolen geladene Gas erzeugt im
Innern der Behälter 34 und 35 über den flüssigen Massen 36 und 37 einen Überdruck.
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Der Druck treibt die Flüssigkeit durch die Rohre 38 und 39 in das
innere Rohr der biegsamen Leitungen 42 und 43 und in die Rohre 48 und 49, durch
die diese Flüssiglçeit zu den Zerstäubungsköpfen gelangt. Das mit Aerosolen beladene
Gas steigt in den Rohren 42 und 43 hoch, dringt in den Schaft 46 und dann in den
Ansatz 47 und gelangt durch die Kanäle 53 zum Loch 55. Hierdurch wird der Flüssigkeitsstrahl
des Röhrchens 52 zerstäubt.
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Die mit Mikronebeln beladenen gasförmigen Strahlen mischen sich vorn
an den Zerstäubungsspitien und lassen einen gasförmigen, Strahl entstehen, der mit
Aerosolen und feuchten Mikronebeln geladen ist. in Fig. 5 ist ein Apparat dargestellt,
der ganz besonders für die Anwendung eines Aerosols und eines flüssigen Mikronebels
gleicher Natur in den Atmungswegen bestimmt ist. Dieser Apparat besteht aus einer
Flasche 56, in der sich die Flüssigkeit 57 zur Aerolisierung und Zerstäubung befindet.
Auf die Flasche 56 wird ein Deckel 58 aufgeschraubt, der einen Nippel 59 für den
Anschluß an eine Druckluftquelle, einen Kompressor oder einen birnenförmigen Druckball
trägt. Dieser Nippel 59 wird durch ein Rohr 60 verlängert. Dieses Rohr 6o ist so
geführt, daß sein Ende horizontal liegt und am oberen Ende des Rohres 6I mündet,
dessen unteres Ende in die Flüssigkeit 57 taucht. Der Deckel 58 trägt außerdem einen
Ansatz 62, welcher einen Zerstäubungskopf mit einem hohlen olivenartigen Erweiterungsteil
63 trägt, der eine Öffnung 64 aufweist. In diesem Teil 63 sitzt ein Düsenrobr 65,
dessen Verlängerung in die Flüssigkeit eintaucht. Im Zerstäubungskopf sind durchgehende
Kanäle 66 vorgesehen, die durch einen zwischen Rohr 65 und Ansatz 62 befindlichen
Ringraum mit dem Innern des Deckels 58 in Verbindung stehen.
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An den Rohren 60 und 65 sind Filter 67 befestigt, die sich dadurch
gestützt im Innern des Flaschenhalses befinden und jeden direkten Durchgang des
Gases zwischen Flasche und dem Kopf verhindern.
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Oben am Deckel sitzt ein Auslaßrohr 68.
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Wenn komprimierte Luft durch die Leitung 6c strömt, saugt dieser
Druckstrahl die Flüssigkeit durch das Rohr 6I an und schleudert den flüssigen Strahl
gegen die Flaschenwand, wo er sich bricht.
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Ein Teil der Flüssigkeit fällt in Form von Tröpfchen zurück. Der andere
Teil steigt, getrieben von dem Gas in Form von Aerosolen, in den Kopf der Flasche.
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Der gasförmige, mit Aerosolen geladene Strahl kann mit Hilfe des
Auslaßrohres 68 für Injektionen benutzt werden. Wenn man dieses Rohr schließt, bildet
sich oben in der Flasche, also in ihrem Kopf ein gewisser Druck, der die Flüssigkeit
5,7 durch das Rohr 65 drückt. Der mit Aerosolen geladene gasförmige Strahl entweicht
durch den Ansatz 62 und die Kanäle 66 und zerstäubt am äußeren Ende des Düsenrohres
65 den flüssigen Strom, so daß aus dem Erweiterungsteil 63 ein gasförmiger mit Aerosolen.
geladener Strahl herauskommt, der einen Mikronebel mit sich führt.
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Der in Fig. 7 dargestellte Apparat ist ein Apparat für medizinischen
Gebrauch, der es gestattet, nach Wahl Aerosole oder mit einem Mikronebel geladene
Aerosole oder mit kleinsten Stoffteilchen geladene Aerosole zu verwenden.
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70 soll einen mit einer Glocke ausgestatteten Generatorapparat für
Aerosole darstellen. Die gebildeten Aerosole entweichen aus dieser Glocke durch
ein Rohr 7I. Dieses Rohr 7I endet im Vierwegeverbindungsrohr 72. Die drei anderen
Wege dieses Verbindungsrohres werden durch Hähne 73 reguliert. Einer dieser Wege
führt zur Leitung 74 zur Verwendung von reinen Aerosolen.
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Ein zweiter Weg ist durch Rohr 75 an die Zuführung von unter Druck
stehendem Gas eines
Mikronebelzerstäubers 76 angeschlossen. Dieser
Mikronebelzerstäuher 76 besteht aus einer Glasflasche, auf die ein Kopfstück 77
geschraubt ist. In diesem Kopfstück befindet sich eine innere Höhlung, die in das
ankommende komprimierte Gas einströmt. Diese Höhlung ist in Verbindung mit dem Innern
der Flasche 76 und mit dem Rohr 78, das ähnlich den vorher beschriebenen Anschlüssen
für die Abzweigung von Doppelrohren ausgebildet ist und mit seinem inneren Ende
in die flüssige Masse taucht, die in der Flasche 76 enthalten ist. Durch die Anordnung
eines Rohres 79 wird ein starres Doppelrohr gebildet.
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Der dritte Weg des Verbindungsrohres 72 führt zu einem biegsamen
Rohr 80, das an einen Apparat angeschlossen ist, der feinste in der Schwebe befindliche
Teile enthält. Dieser Apparat besteht aus einer Flasche 8I, in welche axial ein
Rohr 82 eintaucht, das mit dem biegsamen Rölir 8o verbunden ist. Auf der Flasche
ist ein ringförmiges Kopfstück 83 befestigt, das einen seitlichen Ausgang 84 aufweist
und mit einem biegsamen Rohr 85 verbunden ist. Dieser Apparat arbeitet auf folgende
Weise: Schließt man die Hähne 73 der Leitungen 75 und 80, so kann man den Strahl
der Aerosole zu der Leitung 74 und von dort zu einem Anwendungsapparat bekannter
Art leiten. Wenn man die Hähne der Leitung 74 und 80 schließt und die Hähne der
Leitung 75 öffnet, erzeugt der Strahl der Aerosole einen Überdruck in der Flasche
76. Die in der Flasche 76 vorhandene Flüssigkeit steigt durch das Rohr 78 und tritt
in das mittlere Rohr des Außenrohres 79. Der Strahl der Aerosole, welcher durch
Kanäle des Ansatzes fließt, dringt in das Außenrohr 79 und zerstäubt am Ende desselben
den flüssigen Strahl durch einen Zerstäubungskopf gemäß Fig. 4. Man erhält also
am äußeren Ende des Außenrohres 79 einen Mikronebel tragenden, mit Aerosolen geladenen
Strahl.
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Schließt man die Hähne 73 der Leitungen 74 und 75 und öffnet man
den Hahn der Leitung 80, tritt der gasförmige, mit Aerosolen geladene Strahl in
das Rohr 62 und bläst in die in der Flasche 81 befindlichen feinsten Teilchen. Er
hält diese in der Schwebe und entweicht mit ihnen durch das Kopfstück 83, den, Ansatz
84 und das Rohr 85, welches an eine Anwendungsvorrichtung irgendwelcher Art angeschlossen
werden kann.
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Das neue Mittel zur Verwendung flüssiger und fester Substanzen verschiedener
Formen, das aus einem gasförmigen, mit Aerosolen geladenen Strorn und einem feuchten
Mikronebel und/oder einer Wolke fester Partikel gebildet ist, bietet neue Anwendungsmöglichkeiten.
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Man hat z. B. festgestellt, daß eine flüssige verdampfte Lösung,
die Bor.salz enthält, in 7 bis 8 Minuten Flocken bildet. Hingegen bleibt dieselbe
Lösung, wenn sie durch einen mit Aerosolen geladenen Strahl zerstäubt wird, in der
zirkulierenden Luft 35 bis 40 Minuten lang in der Schwebe. Man sieht also, daß das
Verfahren gleichfalls sehr geeignet ist, um die Schwebedauer eines Mikronebels,
welcher Art es auch sei, in einer gasförmigen Atmosphäre zu verlängern.
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PATENTANSPPB jJCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Aerosolen für
therapeutische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß man feste oder flüssige Stoffe
in einen gasförmigen Zustand versetzt und den gasförmigen Strahl mit mindestens
einem feuchten Mikronebel und/oder mit in der Schwebe gehaltenen festen Partikeln
ladet, wobei der gasförmige Strahl und/oder die Mikronebel der gleichen oder verschiedenen
Art sein können.