ES2218592T3 - Pulverizacion electrostatica. - Google Patents

Abstract

SE REVELA UN DISPOSITIVO PULVERIZADOR ELECTROSTATICO QUE ES ADECUADO PARA DOSIFICAR UNA SUSTANCIA PULVERIZABLE ELECTROSTATICAMENTE PARA SU INHALACION NASAL U ORAL, AUNQUE NO SOLO PARA ESO. SE IMPARTE CARGA ELECTRICA A LAS PARTICULAS PULVERIZADAS APLICANDO UNA ALTA TENSION A LA SUSTANCIA ANTES DE QUE SE SEPARE EN EL CHORRO PULVERIZADO. EN UNA MATERIALIZACION, EL DISPOSITIVO INCLUYE UNA TOBERA PARA INTRODUCIR EN LA CAVIDAD NASAL O BUCAL Y DEFINE UNA VIA DE PASO A TRAVES DE LA CUAL, EN USO, SE PUEDE EXTRAER AIRE POR INHALACION DEL USUARIO. LA SUSTANCIA A PULVERIZAR PASA A LA VIA DE PASO DE MODO QUE, CON AYUDA DE UN FLUJO DE AIRE QUE ATRAVIESA LA VIA DE PASO INDUCIDO POR EL USUARIO, EL CHORRO PULVERIZADO RESULTANTE PASA AL INTERIOR DE LA CAVIDAD NASAL O BUCAL.

Description

Pulverización electrostática.

Esta invención se refiere a pulverización electrostática. La invención tiene una aplicación concreta a, pero no está limitada a, la administración de sustancias farmacéuticas o terapéuticas al tracto respiratorio.

Como se describió en la Solicitud de Patente Internacional número WO 94/19042, se conoce que el lugar de depósito dentro del tracto respiratorio de una sustancia inhalable puede estar influido por el nivel de carga electrostática de las partículas de la sustancia inhalable. La Solicitud de Patente Internacional número WO 94/19042 describe un dispositivo en el que la sustancia a administrar se dispensa en forma de partículas inhalables en un conducto definido por una boquilla del dispositivo y se utiliza una disposición de electrodos dentro de la boquilla para impartir carga electrostática a las partículas dispensadas de esta forma. De esta manera, la carga electrostática impartida de forma característica a las partículas que se están dispensando desde un tipo concreto de medios de dispensación puede modificarse de una manera controlada según pasan a través de una región de carga establecida por la disposición de electrodos. Esta modificación se plantea para lograr aumentos, disminuciones, cambio de polaridad y neutralización del nivel de carga electrostática de las partículas.

Con un dispositivo de este tipo, es difícil asegurar un nivel uniforme de carga electrostática en las partículas puesto que éstas se dispersan en la corriente de aire inhalada y pasan a través del campo eléctrico desarrollado por los electrodos. Partículas en distintas posiciones en la corriente de aire tienden, por consiguiente, a recibir diferentes niveles de carga electrostática lo que da como resultado partículas con un amplio espectro de carga electrostática.

Por el documento de patente EP-A-234842 se conoce también un inhalador en el que se produce una pulverización de un líquido de tal forma que las gotitas inhaladas se descargan eléctricamente antes de la inhalación. En este tipo de inhalador, el líquido se pulveriza desde un borde de pulverización mediante el desarrollo de un campo eléctrico intenso entre el borde de pulverización y un electrodo de pantalla de forma que el líquido se convierte en un ligamento que después se rompe en gotitas pulverizadas cargadas electrostáticamente. La carga de las gotitas se neutraliza después con anterioridad a la inhalación por medio de un electrodo de descarga brusca.

La presente invención está relacionada con la entrega en la nariz o en la boca de una pulverización de forma que las partículas de la pulverización se encuentren cargadas de forma sustancialmente uniforme para limitar su grado de penetración en el tracto respiratorio del usuario.

Por consiguiente, la invención proporciona un dispositivo de pulverización electrostática de acuerdo con la reivindicación 1. La invención proporciona también un método de pulverización electrostática de acuerdo con la reivindicación 16.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un dispositivo de pulverización electrostática para dispensar una sustancia que se puede pulverizar de forma electrostática comprende:

- una carcasa dotada de una parte en forma de boquilla que es adecuada para que coincida exactamente con la cavidad nasal u bucal y que define un conducto a través del cual, durante el uso, puede entrar aire por inhalación por parte del usuario; y

- medios para hacer que la sustancia entre en el conducto con lo que, con la ayuda del flujo de aire inducido por el usuario a través del conducto, la pulverización resultante pasa a la cavidad nasal o bucal,

caracterizado porque los medios de emisión incluyen medios para aplicar alta tensión a la sustancia con anterioridad a la emisión de la misma, con lo que la pulverización se produce en forma de partículas cargadas eléctricamente que se mantienen cargadas eléctricamente durante su paso desde la parte en forma de boquilla a la cavidad nasal o bucal del usuario.

Al aplicar alta tensión a la sustancia a pulverizar con anterioridad a su emisión, se imparte un nivel de carga electrostática sustancialmente uniforme a todas las partículas que forman la pulverización. Esto es especialmente importante en el caso, por ejemplo, de medicamentos a administrar al tracto respiratorio superior, por ejemplo la cavidad nasal, porque dichos medicamentos pueden ser inadecuados o inducir una reacción adversa si se inhalan por los pulmones. La presencia de una carga bien definida en las partículas asegura que no penetrarán más allá del tracto respiratorio superior puesto que se depositarán rápidamente sobre, por ejemplo, el revestimiento de la cavidad nasal tras su inhalación dentro de la cavidad nasal.

Preferentemente, los medios de emisión están dispuestos de forma que la fuerza motriz para la producción de la pulverización sea básicamente el campo eléctrico: de esta manera, no es posible la dispensación de la sustancia en ausencia de la tensión aplicada. Con las disposiciones descritas en el documento WO-A-94/19042, la pulverización se produce independientemente de la disposición de carga eléctrica dando lugar de este modo, en el caso de un mal funcionamiento de los circuitos eléctricos, a la posibilidad de que continúe la dispensación sin que le acompañe modificación del nivel de carga electrostática. En tal caso, se puede producir un despilfarro como resultado del depósito de partículas pulverizadas en lugares inapropiados a lo largo del tracto respiratorio.

Los medios de emisión pueden incluir una fuente de la sustancia a pulverizar y medios para suministrar de forma pasiva (en oposición a un suministro activo con implicación de componentes que se mueven) la sustancia a una posición de dispensación en la que la sustancia se convierte en la pulverización cargada electrostáticamente. Tales medios de suministro pasivo pueden comprender, por ejemplo, un material en forma de mecha o un tubo capilar.

Alternativamente, los medios de emisión pueden comprender un recipiente para situar una cantidad discreta de la sustancia en la proximidad de la posición de dispensación y la disposición puede ser, si se desea, de naturaleza de "una dosis única" de forma que la emisión de prácticamente toda la cantidad discreta se produce cuando los medios de aplicación de la alta tensión están preparados. La sustancia puede suministrarse al recipiente en cantidades discretas por medio de una disposición de medida de dosis que puede hacerse funcionar para suministrar cada cantidad discreta al recipiente antes o después de cada operación de pulverización.

Por ejemplo, en una disposición, la cantidad discreta puede suministrarse al recipiente inmediatamente antes de que se aplique la alta tensión. En una disposición alternativa, la desconexión de la alta tensión tras la terminación de una operación de dispensación puede estar acompañada por la recarga del recipiente con una cantidad discreta nueva de la sustancia para que esté lista para la siguiente operación de dispensación.

En lugar de recargar el recipiente con sustancia a dispensar por medio de una disposición de suministro, el recipiente puede ser removible para sustitución o rellenado. Por ejemplo, puede suministrarse un paquete de recipientes cargado cada uno previamente con la sustancia a dispensar, por ejemplo con una cantidad equivalente a una dosis única, en cuyo caso el usuario montaría un recipiente en el dispositivo, administraría la dosis apropiada y después tiraría el recipiente. En la siguiente utilización, se repetiría el procedimiento utilizando un recipiente nuevo del paquete.

En contraste con las patentes WO-A-94/19042 y EP-A-234842, el dispositivo de la presente invención no requiere una disposición de electrodo construida de forma especial situada aguas abajo de la posición de dispensación en la que la sustancia líquida o en polvo se convierte en una pulverización. No obstante, la parte en forma de boquilla puede actuar como una forma de electrodo en el sentido de que puede ser eficaz para modificar el campo eléctrico en la proximidad de la posición de dispensación, y con ello eliminar la pulverización inducida por la alta tensión hasta que la parte en forma de boquilla contacta con un potencial relativamente bajo (por ejemplo tierra), tal como la ventana de la nariz o los labios del usuario. De este modo, si la parte en forma de boquilla está compuesta de un material que sea suficientemente aislante, puede establecerse en la parte en forma de boquilla un potencial supresor de la pulverización como resultado de la descarga parásita que resulta de la aplicación inicial de la alta tensión. Alternativamente, la parte en forma de boquilla puede ser de un material semi-aislante y a la parte en forma de boquilla puede aplicarse una alta tensión de la misma polaridad que a la sustancia para establecer con ello un potencial de supresión de la pulverización. En cada caso, el efecto de supresión de la pulverización de la parte en forma de boquilla se anula cuando se "pone a tierra" como resultado de entrar en contacto con las ventanas de la nariz o con los labios del usuario, según sea el ca-
so.

Actualmente, se prefiere que la parte en forma de boquilla esté compuesta de un material buen aislante eléctrico ya que la incapacidad de dicho material para conducir cargas puede ser ventajoso en funcionamiento puesto que una concentración de carga en la parte en forma de boquilla tenderá entonces a repeler el depósito de partículas pulverizadas cargadas sobre la parte en forma de boquilla.

Cuando la sustancia se dispensa como una formulación líquida desde un recipiente para situar una cantidad discreta de la sustancia en estrecha proximidad a la salida de dispensación, en una forma de la invención, el recipiente está constituido preferiblemente por un tubo (preferiblemente por un tubo capilar) que tiene una salida que forma la salida de dispensación y la cantidad discreta se mantiene dentro del tubo en la proximidad de la salida. En una realización preferida de esta forma de la invención, el tubo tiene una configuración interna tal que la cantidad discreta de líquido está situada con su menisco aguas arriba en contacto con una sección cónica no cilíndrica del tubo.

Hemos encontrado que tal sección interna cónica del tubo capilar es eficaz para mantener en su sitio la cantidad discreta de líquido y proporciona una fuerza motriz que, cuando la cantidad de líquido disminuye por pulverización desde la salida, sirve para conducir/alimentar el líquido restante por tensión superficial y/u otros efectos hacia la salida más enérgicamente que un tubo capilar con las paredes paralelas. Además, esta disposición internamente cónica puede tener las ventajas adicionales de ser auto-llenable cuando se introduce en la formulación líquida, menos vulnerable al desarrollo de burbujas de aire que bloqueen el tubo y menos sensible a perturbaciones que tiendan a romper la retención capilar (amortiguador de choque).

Debe entenderse que las referencias anteriores a "formulaciones líquidas" no están restringidas a medios en fase única como soluciones, sino que incluyen también medios basados en líquidos tales como emulsiones y suspensiones de sólidos divididos finamente en un líquido.

En general, la salida de dispensación estará situada aguas arriba del extremo anterior de la parte en forma de boquilla en la dirección del flujo de la corriente de aire inducida por inhalación por parte del usuario. Como la pulverización se genera dentro de la parte en forma de boquilla, al menos una parte de las partículas cargadas eléctricamente tendrá una tendencia a depositarse en la parte en forma de boquilla ya que ésta última estará a un potencial bajo cuando contacte con la ventana de la nariz o los labios del usuario. Por consiguiente, se proporcionan, preferiblemente, medios para asegurar una pulverización de anchura relativamente pequeña dirigida, generalmente, de forma paraxial al conducto definido por la parte en forma de boquilla. El depósito de partículas en la parte en forma de boquilla puede reducirse mucho por un recurso de este tipo, especialmente si la disposición es tal que el alcance de la divergencia de la pulverización se mantiene pequeño en la distancia entre la posición de dispensación y una abertura en el extremo anterior de la parte en forma de boquilla.

En una realización pensada para reducir el depósito en la parte en forma de boquilla, la sustancia se dispensa desde un tubo uno de cuyos extremos forma una salida de dispensación por la que se emite el material, teniendo el extremo del tubo configuración asimétrica de forma que el tubo tiene un extremo anterior a un lado del mismo desde el que se favorece la pulverización. La configuración asimétrica puede conseguirse dando al tubo, en el extremo de salida, una superficie plana que se extienda oblicuamente y que corte a la superficie periférica externa del tubo en diferentes posiciones axiales formando con ello un extremo anterior que forme un ángulo agudo. De esta manera, puede intensificarse el campo eléctrico en la proximidad del extremo anterior favoreciendo con ello la pulverización desde esta posición. Típicamente, el ángulo en el extremo anterior, es decir el ángulo entre la superficie plana que se extiende oblicuamente y la pared periférica externa del tubo se encuentra en el margen de 30 a 60º (por ejemplo, de 40 a 50º). En esta realización, el tubo estará compuesto de un material eléctricamente aislante de forma que, a pesar de su extremo en ángulo agudo, no sea propenso a producir ninguna descarga tipo corona significativa.

La disposición puede ser tal que, en funcionamiento, el líquido sale del tubo capilar a través de la superficie plana hacia la superficie periférica externa del tubo. Debido al campo eléctrico intensificado que prevalece en la proximidad del extremo anterior, el líquido se divide, preferentemente, en un cierto número de hilos por una parte del borde en la región del extremo y después se rompen en gotitas para formar la pulverización. En general, los hilos salen del borde según la bisectriz de las superficies que flanquean el lugar de formación de los hilos. Debe entenderse que al favorecer la formación de hilos en un lado del tubo al dotar a éste de una configuración asimétrica, los hilos pueden proyectarse con ángulos más cercanos al eje del tubo.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo de pulverización electrostática que comprende un recipiente para retener una cantidad discreta de líquido a pulverizar, teniendo el recipiente una salida desde la que se dispensa el líquido cuando se utiliza, y medios para aplicar alta tensión al líquido dentro del recipiente de forma que las gotitas de líquido que forman la pulverización están cargadas eléctricamente, teniendo el recipiente una sección interna cónica cuya sección transversal se reduce en una dirección hacia la salida y siendo la disposición tal que el menisco posterior de la cantidad discreta de líquido hace contacto con la sección cónica.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un método de pulverización electrostática en el que una cantidad discreta de líquido a pulverizar se mantiene dentro de un recipiente que tiene una salida desde la que se descarga el líquido y una configuración interna cónica cuya sección transversal se reduce hacia la salida, teniendo dicha cantidad de líquido su menisco posterior en contacto con el cono, y en el que se aplica alta tensión a dicha cantidad discreta de forma que las gotitas de la pulverización resultante obtenida en la salida estén cargadas eléctricamente.

Donde el contexto lo admita, una cualquiera o más de las características descritas hasta ahora y también en la descripción que sigue pueden combinarse con el dispositivo y/o método tal como se definen en el segundo y en el tercer aspecto de la invención.

La invención se describirá ahora, a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática que muestra parte de un pulverizador nasal de acuerdo con la presente invención;

- la figura 2 es una vista desarrollada que muestra los componentes del dispositivo mostrado en la figura 1;

- la figura 3 es una vista desarrollada que muestra los componentes que forman el conjunto de la punta de pulverización (spraying tip) del dispositivo mostrado en las figuras 1 y 2;

- la figura 4 es una vista ampliada que muestra la sección capilar de la punta de pulverización;

- la figura 5 es una vista esquemática que muestra otra forma del dispositivo de acuerdo con la invención;

- la figura 6 es una vista esquemática de otra forma de la invención pensada para aplicaciones de dosis múltiples;

- la figura 7 es una vista en planta que muestra la disposición de los conductos de suministro de líquidos en la punta de pulverización de la realización de la figura 6;

- la figura 8 es una vista esquemática que muestra la producción de una superficie plana oblicua sobre una punta de pulverización;

- la figura 9 es una vista esquemática que ilustra la carga de una punta de pulverización:

- la figura 10 es una vista esquemática de una punta de pulverización para dosis múltiples;

- la figura 11 es una vista esquemática de otra realización del dispositivo de pulverización de acuerdo con la invención; y

- la figura 12 muestra una modificación del dispositivo de pulverización mostrado en la figura 11.

Con referencia a las figuras 1 a 4, el pulverizador nasal comprende una carcasa 10 dimensionada adecuadamente para uso manual. La carcasa aloja un generador de alta tensión 12 y un suministro de batería de baja tensión 14 para alimentar al generador. El suministro de batería puede comprender una o más baterías reemplazables que pueden ser, si se desea, del tipo recargable. El generador produce, típicamente, una salida de alta tensión que va desde alrededor de 2 a 3 kV hasta alrededor de 12 a 15 kV, preferiblemente desde 3 ó 4 kV hasta 9 ó 10 kV. El funcionamiento del generador 12 se controla por medio de un conmutador situado adecuadamente para su activación por el usuario mientras mantiene el dispositivo en una mano. En esta realización, el conmutador tiene la forma de un interruptor de pulsador 13 situado en el centro de la carcasa para facilidad de actuación con el dedo pulgar u otros dedos mientras se mantiene el dispositivo en la palma de la mano. Puede establecerse un camino de retorno a tierra a través del usuario, por ejemplo proporcionando alguna forma de contacto en la carcasa, de forma que el acto de mantener el dispositivo en la mano proporcione la conexión a tierra a través del usuario, por ejemplo de la manera descrita en la patente EP-A-120633.

La carcasa está fabricada de un material plástico buen aislante y está diseñada de acuerdo con las enseñanzas de nuestra anterior patente EP-A-441501 con el fin de permitir el uso de un generador compacto y barato. Dentro de la carcasa se forma un taladro central 16 y un conjunto de la punta de pulverización 18 se inserta de forma removible en el taladro 16. El extremo anterior del taladro 16 recibe un conjunto de boquilla 20 que comprende una pieza para la nariz 22 que encaja, por ejemplo como un cierre con resorte, dentro de un cuerpo externo 24 que tiene una o más aberturas 25 a través de las que el usuario puede aspirar aire en el curso de una inhalación a través de la nariz. El cuerpo externo 24 encaja en el taladro 16 y está preparado para conectarse de forma liberable a la carcasa de cualquier manera adecuada, por ejemplo por medio de una conexión tipo bayoneta. La retirada del conjunto de boquilla 20 permite la retirada del conjunto de la punta de pulverización 18. Tanto la pieza para la nariz 22 como el cuerpo externo 24 se construyen, preferentemente, de un material buen aislante eléctrico, tal como un material plástico adecuado.

El conjunto de la punta de pulverización 18 comprende un recipiente 26 del que sobresale un delgado hilo de alta tensión 28 y una sección en punta 30 que puede engranar, por ejemplo mediante un ajuste con apriete, con una sección macho 32 del recipiente 26. El hilo de alta tensión 28 está soportado por un manguito de soporte metálico 34 en la mayor parte de su longitud saliente y pasa a través del recipiente 26 para su conexión a un contacto 36 que, a su vez, engrana con un contacto 38 al que se conecta la salida de alta tensión del generador.

La sección en punta 30 puede tener la forma de la llamada punta de carga como se usa para las pipetas (fabricada por Eppendorf GmbH, Alemania). Tiene una configuración tubular para la recepción del hilo de alta tensión 28 y termina en una sección de tubo capilar 40 dentro de la que se extiende el extremo anterior del hilo de alta tensión. La sección capilar 40 sirve para recibir y mantener una pequeña cantidad de líquido a pulverizar (normalmente hasta unos 20 \mul, típicamente de 1 a 10 \mul) y una longitud sin soporte del fino hilo de alta tensión 28 se dispone para que se extienda dentro de la sección capilar 40 con el fin de conectar la salida de alta tensión del generador con la totalidad del líquido dentro de la sección capilar. Típicamente, el líquido a pulverizar tendrá una resistividad (a 25ºC) comprendida en el margen 1x10^{4} a 1x10^{9} ohmios x cm. Una formulación líquida típica comprende oximetazolina en, por ejemplo, un diluyente basado en alcohol o agua, con propiedades de viscosidad y resistividad adecuadas para una pulverización electrostática. Si es necesario, también pueden incorporarse en la formulación aditivos que ajusten la viscosidad y/o la resistividad. Aguas arriba de la sección capilar 40, la sección en punta posee un respiradero de aire 41, de forma que durante la disminución del líquido a medida que la pulverización avanza, pueda entrar aire en la sección en punta aguas arriba del menisco posterior del volumen de líquido contenido en la sección capilar 40.

Como se indicó, el hilo de alta tensión termina antes de llegar al extremo anterior de la sección capilar 40 con el fin de evitar restricciones indebidas al diámetro de la sección capilar en la proximidad inmediata a su salida y también para evitar la creación de cualquier efecto indeseable de tensión superficial que podría de otro modo impedir la entrega del líquido desde la sección capilar. Aunque el hilo de alta tensión 28 termine en una posición aguas arriba de la salida de la sección capilar, sin embargo la pulverización puede aún continuar, aunque a una velocidad menor, incluso después de que el menisco posterior del volumen de líquido se encuentre más allá del extremo anterior del hilo de alta tensión. Esto se debe a que la carga eléctrica puede transmitirse aún desde el hilo de alta tensión al líquido por los efectos de una descarga tipo corona y puede también pasar a lo largo de las superficies interiores de la sección capilar. Aunque, en la realización mostrada la alta tensión se lleva al líquido a través del hilo de alta tensión, se comprenderá que existen otras alternativas. Por ejemplo, la sección de la punta de pulverización podría fabricarse con una pista conductora a lo largo de su longitud para la conducción de la alta tensión al líquido.

El extremo anterior de la sección del tubo capilar 40 tiene una superficie plana 42 que se extiende de forma oblicua y que se obtiene cortando oblicuamente la sección del tubo capilar, con lo que la superficie plana 42 se extiende en un plano que corta a la superficie periférica externa del tubo en diferentes posiciones axiales formando con ello un extremo anterior que forma un ángulo agudo. De esta manera, el campo eléctrico se intensifica en la proximidad del extremo anterior favoreciendo con ello la pulverización desde esta posición. Típicamente, el ángulo \theta en el extremo anterior se encuentra en el margen 30 a 60º (por ejemplo, entre 40 y 50º).

En funcionamiento, el líquido sale de la sección capilar 40 a través de la superficie plana 42 hacia la superficie periférica externa del tubo. Debido al campo eléctrico intensificado que prevalece en la proximidad del extremo anterior, el líquido se divide, preferentemente, en uno o más hilos por una parte del borde en la región del extremo y después se rompen dentro de la boquilla nasal en gotitas para formar la pulverización. En general, el hilo o hilos salen del borde según la bisectriz de las superficies que flanquean el lugar de formación de los hilos. Debe entenderse que al favorecer la formación de hilos en un lado del tubo al dotar a éste de una configuración asimétrica, el hilo o hilos pueden proyectarse de forma paraxial, es decir, con ángulos más cercanos al eje del tubo en comparación con una configuración de tubo en la que el extremo del tubo sea perpendicular al eje del tubo. Al producir un hilo que se proyecta, generalmente, de forma paraxial, existe una tendencia reducida para que las partículas de la pulverización dentro de la boquilla nasal sean atraídas hacia, o depositadas en, la boquilla nasal cuando ésta última se pone a tierra por contacto con la ventana de la nariz del usuario.

La tendencia al depósito sobre el conjunto de la boquilla durante la pulverización puede también reducirse mediante la fabricación de la boquilla nasal de un material buen aislante eléctrico que tenderá a mantener cualquier carga que reciba durante la pulverización. De este modo, cuando comienza la pulverización, el efecto corona tiende al depósito de cierta carga sobre la boquilla nasal que, a su vez, tiende a repeler las partículas pulverizadas cargadas con la misma polaridad.

Preferiblemente, la parte de la punta de pulverización en la que se recibe el líquido, es decir la sección capilar 40, se diseña para que proporcione una fuerza motriz positiva que empuje al líquido hacia el extremo anterior de la sección capilar a medida que avanza la pulverización. Como se muestra en la figura 4, esto se consigue fabricando la sección capilar con una forma interna cónica, de forma que la superficie de la sección transversal de la sección capilar aumente en una dirección opuesta a su extremo anterior. El cono interno puede obtenerse, por ejemplo, mediante estirado de la sección del tubo capilar. El cono es tal que el menisco posterior 46 del líquido está en contacto con una parte cónica de la sección capilar.

Por razones que no se comprenden totalmente, pero que pueden estar relacionadas con efectos tales como el efecto de la tensión superficial y las diferencias de presión que actúan sobre los meniscos anterior y posterior del líquido, hemos encontrado que una disposición de este tipo es eficaz para llevar el líquido hacia delante hacia el extremo de la sección capilar durante la pulverización del líquido. De este modo, a medida que el volumen 40a de líquido se reduce por la pulverización, el volumen restante se mueve hacia delante más enérgicamente que en el caso de una sección capilar que tuviera un orificio cilíndrico. También, en comparación con un orificio capilar cilíndrico, se ha encontrado que un orificio capilar cónico es menos sensible a perturbaciones que de otro modo conducirían a que se quedara atrapada en la sección capilar una burbuja de aire y el efecto de arrastre positivo tiende a eliminar cualquier burbuja que pudiera producirse. Se comprenderá que aunque los meniscos superior e inferior del líquido tengan el mismo ángulo de contacto \theta con la superficie interna del tubo, cuando se calcula la fuerza de la tensión superficial en la dirección axial la fuerza que actúa en la proximidad del menisco superior será mayor que la que actúa en la proximidad del menisco inferior. Esta diferencia puede ser un factor en el movimiento eficaz del líquido hacia delante.

Cuando se ha dispensado el líquido, la sección en punta 30 puede removerse para su sustitución por una sección en punta similar que contenga una carga de líquido nueva o, alternativamente, puede recargarse con líquido y volverse a montar. La recarga puede efectuarse, por ejemplo, introduciendo el extremo de la sección de pulverización dentro del líquido de forma que tome una pequeña cantidad. Debe comprenderse que el uso del dispositivo no se limita a una única formulación líquida. Puede utilizarse, por ejemplo, con una gama de puntas de pulverización que contengan cada una diferentes fórmulas y/o diferentes cantidades de la formulación líquida, dependiendo del tipo de tratamiento requerido.

En uso, se comprenderá que el usuario insertará la boquilla nasal 22 en la nariz y, mientras inhala, actuará el conmutador 13 para activar el generador y producir la pulverización del líquido. En virtud de la técnica utilizada para producir la pulverización, las partículas pulverizadas estarán cargadas uniformemente y el acto de inhalar/sorber producirá un flujo de aire que ayudará a llevar la pulverización a la cavidad nasal. Debido a que las partículas están cargadas eléctricamente, se depositarán rápidamente en las paredes de la cavidad nasal o dentro del tracto respiratorio superior asegurando con ello que la penetración de las partículas es limitada.

Con referencia ahora a la figura 5, ésta muestra una disposición alternativa para el montaje de puntas de pulverización cargadas previamente en un dispositivo similar al de las figuras 1 a 4. En este caso, la punta de pulverización 50 se fabrica como una unidad que comprende una sección capilar 52 (preferiblemente, con una forma interna cónica y formada con una superficie plana oblicua como se describió con referencia a las figuras 1 a 4) y un soporte 54 por medio del cual, la punta de pulverización puede manipularse durante el montaje en el dispositivo. En este caso, el dispositivo se muestra de forma esquemática y comprende una carcasa 56 dotada de una boquilla bucal o nasal 58 con aberturas de entrada de aire 60. La carcasa 56 incorpora una fuente de energía (por ejemplo un conjunto de pilas) y un generador de alta tensión, cuya salida se conecta por medio del conductor 62 a un electrodo puntiagudo 63 montado sobre un recipiente 64 unido a la carcasa.

El soporte 54 posee una cavidad 66 en la que se recibe la punta de la sección capilar 52 cerrando la cavidad el extremo de mayor diámetro de aquélla. El soporte y la sección capilar están conectados entre sí, por ejemplo mediante adhesivos o de otra forma, de tal manera que los dos componentes están cautivos axialmente el uno con el otro pero pueden separarse mediante rotación de uno con relación al otro para romper la conexión realizada de cualquier manera. El extremo de diámetro más pequeño de la sección capilar 52 contiene una dosis unitaria de un medicamento o similar a dispensar y se aloja en un rebaje 68 que forma una disposición estanca con el extremo de la sección capilar 52. El extremo de mayor diámetro de la sección capilar se cubre con una capa de papel metálico 69 y en la pared lateral de la sección capilar en esa posición se proporcionan uno o más orificios de ventilación 70. Los orificios 70 sirven para admitir aire en la sección capilar 52 durante la pulverización y están también dispuestos para que coincidan exactamente con formaciones complementarias 72 dispuestas en el extremo anterior del recipiente 64.

El montaje de la punta de pulverización 50 en el dispositivo implica la inserción de la unidad a través de la abertura en la boquilla bucal o nasal 58 hasta que coincidan exactamente los orificios 70 y las formaciones 72 convirtiendo con ello a la sección capilar en cautiva en cuanto a giros del recipiente 64. Al mismo tiempo, el electrodo 63 atraviesa la capa de papel metálico 69 y entra en la sección capilar para permitir la carga del líquido contenido en su extremo anterior. Una vez que a la sección capilar se la hecho coincidir exactamente con el recipiente 64, el soporte 54 se gira para liberarlo de la sección capilar, permitiendo de este modo que el soporte sea retirado, dejando la sección capilar en el lugar debido. La operación de pulverización del líquido puede efectuarse entonces de la manera descrita en relación con las figuras 1 a 4. Cuando se gasta la sección capilar 52 puede retirarse retirando primero la boquilla bucal o nasal. Se utiliza entonces una unidad de recambio para unir una sección capilar nueva al dispositivo.

Aunque la realización de la figura 5 se describe con referencia a la dispensación de una formulación líquida, debe entenderse que la sustancia a dispensar puede estar también en forma de polvo. En este caso, la disposición puede ser tal que la masa de polvo se retiene en el extremo anterior de la sección 52 mediante una capa de papel metálico adecuadamente situada que es atravesada por el electrodo 63 durante el montaje de la punta de pulverización en el dispositivo. En este caso, puede prescindirse de la capa 69.

Las figuras 6 y 7 muestran una disposición para dosis múltiples. Los componentes del dispositivo pueden ser, en general, los mismos que en la realización de la figura 5, y se utilizan las mismas referencias numéricas para identificar componentes equivalentes. En este caso, la punta de pulverización comprende una sección capilar 80 que sobresale hacia delante y en la que se introduce el electrodo 63 cuando la unidad de pulverización está montada adecuadamente sobre el recipiente 64 y una unidad de base 82. La unidad de base 82 está formada por una serie de conductos capilares radiales 84 de configuración cónica, de forma que la superficie de la sección transversal de cada conducto aumenta radialmente hacia fuera. En sus extremos internos en dirección radial los conductos comunican con la sección capilar 80, y en sus extremos externos en dirección radial los conductos poseen un orificio de ventilación (no mostrado) para la admisión de aire. La punta de pulverización se llena con el líquido a pulverizar y puede verse que inicialmente el líquido llena la sección 80 que sobresale hacia delante y una parte sustancial de cada conducto 84. Puesto que la sección 80 y los conductos tienen una configuración interna cónica, el líquido está sometido a una fuerza motriz positiva que tiende a llevar el líquido a la salida de la sección 80 a medida que el líquido se pulveriza desde la salida en uso.

Con referencia a las figuras 8 y 9, la punta de pulverización puede suministrase inicialmente como una unidad sellada (con o sin líquido a pulverizar) para su montaje en el recipiente 64 en la manera descrita con referencia, por ejemplo, a la figura 5, es decir con el extremo anterior de la sección capilar cerrado. En este caso, con el dispositivo puede suministrarse una herramienta especial para abrir la punta de pulverización y al mismo tiempo producir una superficie plana oblicua a la salida de la sección capilar 52. Como se muestra en la figura 8, la herramienta comprende un cuerpo 100 con una abertura 102 para la recepción de la sección capilar 52. La abertura 102 corta una ranura 104 a lo largo de la cual el usuario puede mover una cuchilla de corte 106. A medida que la cuchilla 106 se mueve a lo largo de la ranura, corta el extremo anterior 108 de la sección capilar 52 para exponer el interior de la misma.

La figura 9 muestra la carga de líquido en la sección capilar mediante inmersión de la punta de la sección capilar 52 en el líquido contenido en una cápsula 110 sellada con papel metálico tras retirar la capa de papel metalizado 112. Después de que la sección capilar 52 se ha cargado con líquido, el recipiente 64 y la punta de pulverización unida al mismo se montan en el dispositivo junto con la boquilla bucal o nasal, de forma que la pulverización puede efectuarse de la manera descrita, en general, con referencia a las figuras 1 a 4.

La figura 10 muestra una punta de pulverización de dosis múltiples que comprende una sección capilar 120 con forma interna cónica que termina en una superficie plana oblicua. En esta realización, la punta de pulverización incluye un recipiente 122 para el líquido a pulverizar. Mediante la manipulación adecuada de la punta de pulverización, es decir mediante agitación y/o inversión, etcétera, puede lograrse que parte del líquido entre en la sección capilar 120 para su pulverización. Debe entenderse que la realización de la figura 10 estará diseñada adecuadamente para permitir que sea montada en un recipiente tal como el descrito con referencia a la figura 5, con lo que un electrodo penetra en la sección capilar 120 para conducir la alta tensión a la misma necesaria para efectuar la pulverización.

Con referencia ahora a la figura 11, ésta muestra esquemáticamente un pulverizador nasal para uso en la pulverización electrostática de formulaciones nasales, comprendiendo el pulverizador una carcasa 200, dimensionada adecuadamente para uso manual, dotada de una boquilla nasal 202. Aunque no se muestra, la carcasa puede incluir una o más aberturas adecuadamente situadas para proporcionar la admisión del aire, de forma que pueda inducirse un flujo de aire mediante la inhalación a través de la boquilla nasal en uso. Un tubo 204, dotado de una sección capilar cónica 206, se monta dentro de la carcasa 200 con su punta 208 situada en la proximidad de la boquilla nasal, teniendo la punta una configuración oblicua por las razones especificadas en relación con la realización de las figuras 1 a 4. En el tubo 204 existe un orificio de ventilación 210. Un electrodo 212 se extiende a lo largo del tubo 204 y termina junto a la punta 208. El electrodo 212 está conectado a la salida de alta tensión (por ejemplo de 3 a 15 kV) del generador de tensión 214 que está alimentado por un suministro de CC mediante baterías 216 (por ejemplo de 9 V) bajo el control del conmutador 218 y de un pulsador 220 operable por el usuario y accesible por la parte externa de la carcasa. El conmutador 218 se mantiene inicialmente en la posición de abierto mediante medios adecuados, tales como un muelle. Un camino de retorno de tierra adecuado para el dispositivo puede proporcionarse a través del usuario del dispositivo, de cualquier manera cómoda, por ejemplo como se describió en relación con la realización de las figuras 1 a 4.

La dosificación de la sección capilar 206 se efectúa por medio de un dispositivo de jeringa operable por el usuario que comprende el tubo 222 unido a un émbolo 224 que termina en un pulsador 226 operable por el usuario y externo a la carcasa. El émbolo se encuentra en reposo en una posición retraída mediante medios adecuados, tales como un muelle (no mostrado). Un recipiente 228 que contiene la formulación a pulverizar se conecta al tubo 222 a través de la entrada 230 controlada por una válvula unidireccional 232, dispuesta de tal forma que el movimiento de retorno del émbolo 224 desde una posición extendida a la posición retraída mostrada es eficaz para introducir líquido desde el recipiente 228 hasta el tubo 222 a través de la entrada 230. La posterior actuación del émbolo por parte del usuario mediante el apriete del pulsador 226 desplaza entonces el líquido del tubo 222 más allá de una válvula unidireccional 234 para su inyección en la sección capilar cónica 206, cargando con ello ésta última con una dosis de la formulación a pulverizar. Se comprenderá que el volumen de la dosis inyectada de esta manera debe ser tal que el menisco posterior de la cantidad de líquido introducido en la sección 206 haga contacto con la pared lateral cónica de ésta última. Al soltar el pulsador 226, el émbolo se retraerá de nuevo y succionará más líquido del recipiente 228 hacia el tubo 222 aguas arriba de la válvula 234. Aunque la válvula 234 se muestra como situada cerca de la entrada 230, se entenderá que esto no es esencial y que la válvula 234 podría estar situada en cualquier punto adecuado aguas abajo de la entrada 230, por ejemplo cerca del extremo abierto del tubo 222, si así se desea.

Una vez que la sección capilar 206 se ha cargado de esta manera, la dosis puede dispensarse entonces mediante pulverización electrostática en la manera descrita anteriormente en relación con la realización de las figuras 1 a 4. En la práctica, el usuario orientará el pulverizador de forma que la boquilla nasal 202 esté lo más baja posible durante la carga de la sección capilar 206. Una vez que se ha realizado la carga, el usuario dará la vuelta al dispositivo, ajustará adecuadamente la boquilla nasal y apretará el pulsador 220 para operar el generador de tensión y, por consiguiente, iniciar la pulverización electrostática. Durante la inversión del dispositivo, la carga que existe en la sección capilar 206 permanecerá en su sitio debido a la tensión superficial.

El recipiente 228 estará normalmente en forma de cartucho reemplazable adaptado para conectarse a la entrada 230 y la carcasa puede incluir una cubierta removible o girable para permitir el acceso al cartucho con fines de sustitución. Un acceso similar se proporcionará para sustitución de la batería 216.

La realización de la figura 11 es sensible a la orientación durante la carga de la sección capilar. La figura 12 muestra una modificación que no es sensible a la orientación y proporciona también la carga de la sección capilar cónica por su extremo de diámetro menor. Aquellas partes de la figura 12 que son similares a las de la realización de la figura 11 se representan por las mismas referencias numéricas. En este caso, el tubo 222 del dispositivo de jeringa se sitúa externamente al tubo 204 y termina en una abertura de descarga 254. El conjunto que comprende el tubo 222 y el recipiente 228 se monta de forma que tenga movimiento relativo con respecto a la carcasa 200 en una dirección, en general, vertical (como se indica por las flechas V) como se muestra en la figura 12 entre una primera posición como la mostrada, en la que la abertura de descarga 254 está situada inmediatamente adyacente a la punta 208 para la entrega de una carga de líquido a la sección capilar cónica 206, y una posición retraída. En reposo, el conjunto se encuentra en la posición retraída mediante medios adecuados, tales como un muelle de compresión 242, siendo la disposición tal que los medios de fijación que actúan sobre el conjunto formado por el tubo 222 y el recipiente 228 son más débiles que los medios de fijación, por ejemplo un muelle de comprensión 244, que actúan entre el émbolo 224 y el tubo 222.

En esta realización, el tubo 222 tiene una unión flexible 250 que permite algún movimiento de la sección 252 del tubo en la dirección indicada por las flechas W que polariza la sección 252 del tubo hacia la derecha según se mira la figura 12, de forma que a medida que el tubo 222 se mueve en dirección descendente según se mira la figura 12, la salida 254 del tubo 222 se mueve hacia una estrecha proximidad de la punta abierta 208 de la sección de tubo 206.

La secuencia de funcionamiento es la siguiente. Suponiendo que el tubo 222 se ha llenado con líquido aguas arriba de la válvula 234, para llenar la sección capilar 206 se aprieta el pulsador 226. Inicialmente, debido a las diferencias en las constantes de los muelles 242 y 244, el muelle 242 se deforma y permite que el apriete del pulsador 226 se transforme en un movimiento descendente del recipiente 228 y del tubo 222, hasta que un saliente 256 del tubo 222 choque con el tope 258. En este punto, la salida 254 estará situada inmediatamente adyacente a la punta 208. El apriete continuado del pulsador 226 es ahora capaz de deformar el muelle 244 haciendo que el émbolo 224 se mueva con relación al tubo 222 con la consiguiente transferencia de líquido más allá de la válvula 234 y dentro de la sección capilar 206 a través de la salida 254. La liberación del pulsador en esta etapa da como resultado un movimiento de retorno del recipiente 228 y del tubo 222 a la posición retraída en la que la salida 254 está lejos de la punta 208. En el curso del movimiento de retorno, el émbolo 224 es también obligado a retraerse por el muelle 244 con el consiguiente llenado de nuevo del tubo 222 a través de la válvula unidireccional 232. Una vez que ha sido liberado el pulsador 226, el usuario puede dispensar la formulación en forma de una pulverización de gotitas cargadas electrostáticamente mediante el accionamiento del pulsador 220.

En las realizaciones descritas hasta ahora, el generador de alta tensión se supone que es unipolar.

Claims (24)

1. Un dispositivo de pulverización electrostática para dispensar una sustancia que se puede pulverizar de forma electrostática, que comprende:

una carcasa (56, 200) dotada de una parte en forma de boquilla (22, 58, 202) que es adecuada para que coincida exactamente con la cavidad nasal y que define un conducto a través del cual, durante el uso, puede entrar aire por inhalación por parte del usuario; y

medios de emisión de la sustancia hacia el conducto, con lo que, con ayuda del flujo de aire inducido por el usuario a través del conducto, la pulverización resultante pasa a la cavidad nasal;

caracterizado porque

los medios de emisión incluyen

(a)

un recipiente (26, 64) para situar una cantidad discreta de la sustancia en las proximidades de una salida de dispensación;

(b)

medios (12, 214) para aplicar una alta tensión directamente a la cantidad discreta de la sustancia con anterioridad a la emisión de la misma, en donde los medios son un electrodo de alta tensión de un generador unipolar;

la emisión de prácticamente toda la cantidad discreta se produce cuando los medios de aplicación de la tensión están preparados;

la fuerza motriz para la producción de la pulverización es principalmente el campo eléctrico; y

la pulverización se produce en forma de partículas cargadas eléctricamente que se mantienen cargadas eléctricamente durante su paso desde la parte en forma de boquilla (22, 58, 202) a la cavidad nasal del usuario.

2. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que el dispositivo incluye una fuente (122, 228) de la sustancia a pulverizar y medios para suministrar de forma pasiva la cantidad discreta de la sustancia desde dicha fuente (122, 228) a dicho recipiente (26, 64).

3. Un dispositivo como el reivindicado en las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el recipiente (25, 64) está constituido por un tubo que tiene una salida que forma la salida de dispensación y la cantidad discreta se mantiene dentro del tubo en la proximidad de la salida.

4. Un dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 3, en el que el recipiente (26, 64) es un tubo que tiene una configuración interna tal que la cantidad discreta de líquido está situada con su menisco aguas arriba (46) en contacto con una sección cónica no cilíndrica (40, 52, 80, 120, 206) del tubo.

5. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la salida de dispensación está situada aguas arriba del extremo anterior de la parte en forma de boquilla (22, 58, 202) en la dirección del flujo de la corriente de aire inducida por inhalación por parte del usuario.

6. Un dispositivo de pulverización electrostática como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recipiente tiene una sección interna cónica (40, 52, 80, 120, 206) cuya sección transversal se reduce en una dirección hacia la salida y la disposición es tal que el menisco posterior (46) de la cantidad discreta de líquido hace contacto con la sección cónica (40, 52, 80, 120, 206).

7. Un dispositivo de pulverización electrostática como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recipiente (26, 64) tiene una sección interna cónica (40, 52, 80, 120, 206) cuya sección transversal se reduce en una dirección hacia la salida, y el dispositivo incluye medios para introducir una carga de líquido en el recipiente (26, 64) de forma que el menisco posterior (46) de la cantidad discreta de líquido hace contacto con la sección cónica (40, 52, 80, 120, 206).

8. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el recipiente (26, 64) comprende un tubo capilar.

9. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en el que el dispositivo incluye una carcasa dotada de una boquilla y en el que el recipiente (26, 64) está situado con la salida del mismo coincidiendo exactamente con la parte en forma de boquilla (22, 58, 202) y aguas arriba del extremo anterior de la parte en forma de boquilla (22, 58, 202) en la dirección de pulverización.

10. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye medios para asegurar una pulverización de anchura relativamente pequeña dirigida, generalmente, de forma paraxial al conducto definido por la parte en forma de boquilla.

11. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sustancia se dispensa desde el recipiente (26, 64) que es un tubo uno de cuyos extremos forma la salida por la que sale la sustancia, teniendo el extremo del tubo (42) una configuración asimétrica de forma que el tubo tiene un extremo anterior a un lado del mismo desde el que se favorece la pulverización.

12. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el dispositivo tiene la forma de una unidad autocontenida que comprende la carcasa (56, 200) que es adecuada para uso manual o es fácilmente portable utilizando una mano.

13. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disposición es tal que la tensión aplicada es insuficiente para producir la pulverización hasta que el campo eléctrico se intensifica lo suficiente al llevar la sustancia a pulverizar a la proximidad de un objeto u objetivo hacia el que ha de pulverizarse la sustancia.

14. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la sustancia comprende una formulación líquida.

15. Un dispositivo como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la sustancia comprende un sólido en suspensión liquida.

16. Un método de pulverización electrostática, que comprende mantener una cantidad discreta del líquido a pulverizar dentro de un recipiente (26, 64) que tiene una salida desde la que se descarga el líquido y una configuración interna cónica (40, 52, 80, 120, 206) cuya sección transversal se reduce hacia la salida, teniendo dicha cantidad discreta de líquido su menisco posterior (46) en contacto con el cono (40, 52, 80, 120, 206); y aplicar alta tensión a dicha cantidad discreta de forma que la dispensación del líquido no se produce en ausencia de la tensión aplicada y de forma que las gotitas de la pulverización resultante obtenida a la salida están cargadas eléctricamente y se mantienen cargadas eléctricamente durante el paso desde el dispositivo a la cavidad nasal o bucal de un usuario.

17. Un método como el reivindicado en la reivindicación 16, que incluye proporcionar dicho recipiente (26, 64) e introducir dicha cantidad discreta de líquido en el recipiente.

18. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la tensión aplicada es positiva.

19. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alta tensión es bipolar.

20. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, 7 a 10 y 15 a 18, en el que el volumen de dicha cantidad discreta es de hasta 50 \mul.

21. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, 7 a 10 y 15 a 18, en el que el volumen de dicha cantidad discreta es de hasta 20 \mul.

22. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alta tensión se encuentra en el margen de 2 a 15 kV.

23. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alta tensión se encuentra en el margen de 3 a 15 kV.

24. Un dispositivo o método como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alta tensión se encuentra en el margen de 4 a 10 kV.