ITMI20000300A1 - Nebulizzatore medico per liquido da utilizzare nella terapia respiratoria e altre applicazioni - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda nebulizzatori di liquido e più in particolare un nebulizzatore per creare un aerosol di piccole goccioline da un liquido adatto, ad esempio, da utilizzare nella terapia di inalazione.

Vari tipi di nebulizzatori sono stati progettati per generare un aerosol di medicinali liquido per l'erogazione ai polmoni di un paziente. Nella progettazione di un nebulizzatore di medicinale liquido, uno scopo comune è di produrre un aerosol avente goccioline di liquido che abbiano dimensioni molto piccole e uniformi. I nebulizzatori producono intrinsecamente una gamma di dimensioni di goccioline. E' auspicabile avere goccioline con dimensione più uniforme possibile e avere goccioline di dimensione che possa penetrare facilmente nei polmoni di un paziente per fornire una terapia massima. A causa della loro massa e della loro inerzia, le goccioline con dimensioni più grandi inalate da un paziente tendono a collidere sulle pareti della bocca e del tratto respiratorio e raccogliersi su di esse prima di penetrare in profondità nei polmoni. In generale, il medicinale deve penetrare in profondità nei polmoni per produrre l'effetto terapeutico desiderato. Il medicinale che non raggiunge le aree efficaci dei polmoni viene sprecato e di conseguenza aumenta il costo e la durata del trattamento. La ricerca ha continuato a progettare i nebulizzatori che forniscano un aerosol con goccioline con dimensioni uniformi di dimensione efficace.

Quando un paziente inala attraverso un'imboccatura in un tipo comune di nebulizzatore, aria ambiente viene aspirata attraverso una camera fino al paziente. L'aria pressurizzata viene inoltre erogata alla camera e viene diretta sopra un orifizio di liquido per aspirare e nebulizzare medicinale liquido, formando cosi un aerosol. Normalmente, l'aerosol è miscelato con il flusso di aria ambiente che il paziente inala. L'aerosol può essere miscelato con ossigeno o con aria arricchita di ossigeno quando richiesto dal paziente. Varie tecniche sono state utilizzate per rendere le goccioline di liquido nell'aerosol il quanto più piccole possibile e uniformi per dimensioni e per separare eventuali goccioline più grandi dall'aerosol mentre le goccioline rimangono nel nebulizzatore.

Nel nebulizzatore della tecnica nota, aria di nebulizzazione pressurizzata viene scaricata attraverso un orifizio e deflessa perchè scorra su un orifizio di liquido anulare. Il flusso di aria aspira una corrente di liquido dall'orifizio e nebulizza il liquido in goccioline. Frequentemente, l'aria e il liquido vengono fatti urtare contro un deflettore e/o superficie di deflessione che rompe il liquido in goccioline di dimensioni più piccole e/o raccoglie le goccioline con diametro più grande che scorrono indietro al serbatoio di liquido. Le goccioline di liquido avranno ancora una gamma di dimensioni. L'aerosol risultante viene miscelato con un flusso di aria ambiente di volume maggiore mentre viene aspirato nei polmoni del paziente quando il paziente inala. Vari tipi di deflettori e schermi sono stati utilizzati per dirigere l'aria di nebulizzazione su un orifizio di liquido e per nebulizzare il liquido

In una struttura di nebulizzatore della tecnica nota, sono previsti due orifizi di liquido sui lati diametralmente opposti di un orifizio di aria di nebulizzazione. L'aria di nebulizzazione viene deviata contro una barra def lettrice che divide il flusso d’aria in due correnti, una che scorre perpendicolare a e sopra ciascun orifizio. In un'altra struttura di nebulizzatore della tecnica nota, l'aria di nebulizzazione viene scaricata da un orifizio anulare che è concentrico con un orifizio di liquido anulare. L'aria viene diretta contro un deflettore tondo o conico per dirigere il flusso di aria in una configurazione radiale su un orifizio di liquido anulare, il flusso di aria aspira il liquido a scorrere da un serbatoio attraverso le uscite di liquido e forma un aerosol. L'aerosol viene miscelato con un flusso a volume maggiore di aria ambiente quando il paziente inala. Quando il paziente non sta inalando, le goccioline nell'aerosol condensano sulle pareti interne del nebulizzatore e scorrono indietro al serbatoio. Tipicamente, l'aerosol viene deviato da un deflettore per scorrere o verso il basso verso un serbatoio di liquido oppure radialmente verso l'esterno verso le pareti del serbatoio. L'aerosol scorre quindi verso l'alto verso l'uscita di aerosol in un'imboccatura attraverso la quale il paziente aspira. Quando all'aerosol viene fatto seguire un percorso di flusso tortuoso attraverso il nebulizzatore, le goccioline di dimensioni più grandi tendono a collidere e a condensarsi sulle pareti del deflettore e della camera da dove scorrono indietro al serbatoio di liquido.

Secondo l'invenzione, un tubo per aria pressurizzato ossigeno o altro gas si estende verso l'alto attraverso il centro di un serbatoio che è adatto a contenere un volume di medicinale liquido. Un'estremità superiore del tubo di gas pressurizzato termina in corrispondenza di un orifizio che è posto sopra la superficie di un eventuale medicinale nel serbatoio. Un secondo tubo avente un diametro interno leggermente maggiore del diametro esterno del tubo di gas circonda ed è coassiale con il tubo di gas. Pertanto, si forma uno stretto passaggio anulare di erogazione dì medicinale fra il tubo di gas e il secondo tubo. Il secondo tubo si estende da una posizione adiacente al fondo del serbatoio di medicinale fino ad una estremità superiore aperta che si trova al di sopra dell'orifizio di scarico di gas. Una camera aperta è formata all'interno del secondo tubo al di sopra dell’orifizio. Quando un medicinale liquido è presente nel serbatoio e gas viene scaricato dall'orifizio di gas, sì stabilisce una pressione ridotta nella camera aperta adiacente all'orifizio di gas. La pressione ridotta porta il medicamento liquido verso l'alto attraverso lo stretto passaggio anulare fra il tubo di gas e il secondo tubo.

Il gas pressurizzato si espande mentre scorre dall'orifizio entro la camera aperta. Il secondo tubo limita l'espansione verso l'esterno del gas per impedire una rapida perdita di velocità. Il flusso di gas attraverso la camera aperta e la tensione di superficie nel medicinale liquido fa si che il medicinale liquido scorra come una sottile pellicola del liquido lungo la parete interna del secondo tubo dalla posizione adiacente al-l'orifizio di scarico di gas all'estremità aperta del secondo tubo. Il flusso di gas accelera il flusso di medicinale liquido lungo la parete interna del secondo tubo facendo sì che lo spessore della pellicola di liquido diminuisca all'aumentare della velocità di flusso. La pellicola di liquido sottile che scorre viene espulsa dall’estremità aperta del seconda tubo. Mentre la pellicola viene espulsa si stira in piccoli "diti" di liquido a causa della tensione superficiale nel liquido e quindi si rompe in piccole goccioline formando un aerosol. Le piccole goccioline sono formate dal gas ad alta velocità senza urto del gas e del liquido contro una qualsiasi superficie di impatto. Sebbene le dimensioni delle goccioline varino, sono concentrate in un piccolo intervallo di dimensioni uniformi che è efficace per la terapia respiratoria. Facoltativamente si può anche prevedere un deflettore per eliminare eventuali goccioline con dimensioni più grandi che possano essere presenti nell'aerosol, il nebulizzatore può anche essere utilizzato per applicazioni in campi diversi dal campo medico, come ad esempio la nebulizzazione di carburante o vernici.

Di conseguenza, uno scopo dell'invenzione è di fornire un nebulizzatore per produrre un aerosol liquido adatto alla terapia di inalazione o per altre applicazioni.

Altri scopi e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata dell'invenzione e dai disegni acclusi.

La figura 1 è una vista in sezione trasversale frammentaria e ingrandita di un nebulizzatore di liquido secondo l'invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione trasversale ingrandita di un nebulizzatore medico secondo la prima forma di realizzazione dell'invenzione; e

la figura 3 è una vista in sezione trasversale ingrandita di un nebulizzatore medico in conformità con una seconda forma di realizzazione dell'invenzione.

Facendo riferimento alla figura 1 dei disegni, si mostra un nebulizzatore di liquido 10 secondo l'invenzione. Il nebulizzatore 10 comprende in generale due tubi montati coassialmente, un tubo interno o primo tubo 11 e un tubo esterno o secondo tubo 12. NellOrientamento illustrato, il primo tubo 11 ha un'estremità superiore 13 che è chiusa, eccetto per un orifizio 14. Una estremità inferiore 15 del primo tubo 11 è adatta ad essere collegata ad una sorgente di gas pressurizzato, quale aria, ossigeno o altro gas scelto per una specifica applicazione del nebulizzatore 10. Il secondo tubo 12 ha un'estremità superiore aperta 16. Il primo tubo 11 è montato coassialmente entro il secondo tubo 12 per formare un passaggio anulare 17 fra i tubi 11 e 12. Un'estremità superiore 13 del primo tubo 11 è distanziata al di sotto dell'estremità superiore 16 del secondo tubo 12 per formare una camera 18 avente un'estremità inferiore formata dalla prima estremità di tubo 13, una parete laterale formata da una superficie interna 19 del secondo tubo 12 e un'estremità superiore definita dall'estremità superiore aperta 16 del secondo tubo 12.

Il passaggio 17 ha un'estremità anulare superiore 20 che circonda l'orifizio 14 e comunica con la camera 18. Un’estremità inferiore 21 del passaggio 17 è adatta a comunicare con una sorgente di liquido da nebulizzare. Come è illustrato in figura 1, l'estremità inferiore del passaggio 17 può essere collegata attraverso una conduttura 22 ad una sorgente adatta di liquido (non mostrata). In alternativa, l'estremità inferiore 21 del passaggio 17 può essere aperta e disposta al di sotto della superficie di liquido in un serbatoio di liquido (non mostrato) per flusso di aspirazione alla camera 18. Durante il funzionamento del nebulizzatore 10 il liquido viene portato per aspirazione dalla sorgente entro il passaggio 17 e scorre alla camera 18. Per alcune applicazioni, si dovrebbe notare che il liquido può essere alimentato sotto pressione al passaggio 17 per aumentare la portata di liquido oppure per facilitare la nebulizzazioni di liquidi più viscosi.

Nel funzionamento, gas pressurizzato viene erogato da una sorgente adatta all’estremità inferiore 15 del primo tubo 11. Questo gas viene scaricato dall'orifizio 14 entro la camera 18 ove si espande e scorre per essere espulso dall'estremità superiore aperta 16 del secondo tubo, il flusso di gas attraverso la camera 18 crea una pressione ridotta in corrispondenza dell'estremità superiore anulare 20 del passaggio 17. La pressione ridotta fa si che il liquido scorra dalla sorgente di liquido attraverso il passaggio 17 ed entro la camera 18. Quando il liquido entra nella camera 18 rimane a contatto con la superficie interna 19 del secondo tubo 12 a causa della tensione superficiale e del flusso di gas attraverso la camera 18.

Il gas che scorre attraverso la camera 18 fa si che il liquido fluisca lungo la superficie 19 verso l'estremità aperta 16 come una pellicola sottile 23. Mentre la pellicola di liquido 23 scorre verso l'estremità aperta 16, la sua velocità di flusso accelera sotto l'influenza del flusso di gas a velocità maggiore. All’aumentare della velocità della pellicola, lo spessore della pellicola 23 diminuisce. La pellicola sottile che scorre 23 viene espulsa dalla superficie 19 in corrispondenza dell'estremità aperta 16 e del secondo tubo 12. Mentre il liquido lascia la superficie 19 forma inizialmente i piccoli diti a causa della tensione superficiale. La velocità del flusso di liquido nei diti, la tensione superficiale del liquido e il flusso in espansione di gas dalla camera 18 fanno si che i diti si rompano in piccole goccioline nebulizzando cosi il liquido.

Il secondo tubo 12 in corrispondenza della camera 18 è mostrato come avente un diametro interno A, il primo tubo 11 è mostrato come avente un diametro esterno B, l'orifizio 14 è mostrato come avente un diametro C, e la camera 18 fra l'estremità 13 del primo tubo 11 e l’estremità aperta 16 del secondo tubo 12 è mostrata come avente una lunghezza D. Il nebulizzatore 10 può essere usato ad esempio per nebulizzare un medicinale liquido da utilizzare nella terapia respiratoria. Per un nebulizzatore medico 10 si è trovato preferibile che il diametro A della camera 18 sia fra circa 1,016 min e circa 3,175 mm. Il diametro esterno B del primo tubo è scelto in modo tale che il passaggio 17 abbia uno spessore compreso fra circa 0,05 mm e circa 1 mm. Il diametro C dell'orifizio 14 è preferibilmente compreso fra circa 0,400 mm e circa 0,711 mm. La lunghezza D della camera 18 è compresa preferibilmente fra circa 0,5 e 2 volte il diametro della camera A, con D=A ottimale.

Con riferimento alla figura 2, si illustra un nebulizzatore medico 30 secondo una forma di realizzazione dell'invenzione. Il nebulizzatore 30 ha un alloggiamento 31 formato da una sezione di alloggiamenti inferiore 32 e da una sezione di alloggiamento superiore 33. La sezione di alloggiamento inferiore 32 definisce un serbatoio 34 atto a contenere un volume di medicinale liquido 35 per la nebulizzazione. Un primo tubo 36 si estende verso l'alto attraverso il centro del serbatoio 34 e termina in corrispondenza di un orifizio di scarico di aria 37. Il primo tubo 36 ha un'estremità inferiore 38 che si estende al di sotto del serbatoio 34 che è collegato attraverso una manichetta 39 ad un compressore o altra sorgente di gas pressurizzato (non mostrata). Tipicamente, il gas è aria pressurizzata e la sorgente è un compressore di aria medico disponibile in commercio. Tuttavia, ossigeno o un altro gas possono essere erogati al primo tubo 36 a seconda dell'applicazione.

All'interno del serbatoio 34, il primo tubo 36 ha un diametro esterno predeterminato. Un secondo tubo 40 avente un diametro interno leggermente maggiore del diametro esterno predeterminato del primo tubo 36 è montato coassialmente sul primo tubo. Il secondo tubo 40 ha un'estremità inferiore 41 che è o distanziata dal fondo del serbatoio 34 oppure ha una tacca per consentire che il medicinale liquido scorra dal serbatoio 34 entro un passaggio anulare stretto 42 fra il secondo tubo 40 e il primo tubo 36. Il secondo tubo 40 ha un'estremità superiore aperta 43 che è distanziata al di sopra dell’orifizio 37.

Quando aria pressurizzata viene erogata dalla manichetta 39 al primo tubo 36, aria viene scaricata dall'orifizio 37 entro la camera 44 formata da una porzione superiore del secondo tubo 40. L'aria scaricata dall'orifizio 37 si espande rapidamente (come è illustrato dalle frecce 45) mentre scorre attraverso la camera 44. Tuttavia, l'espansione verso l'esterno è limitata dall'estremità del secondo tubo 40 dall'orifizio 37 e l’estremità aperta 43 del secondo tubo. Il flusso di aria si espanderà ulteriormente e diminuirà in velocità mentre esce dalla estremità aperta 43 del secondo tubo. Il flusso di aria dall'orifizio 37 crea una pressione ridotta nella camera 44 adiacente ad una estremità superiore anulare 46 del passaggio anulare 42. Ciò fa si che il medicinale liquido 35 scorra dal serbatoio 34 verso l'alto attraverso il passaggio anulare 42.

La velocità del medicinale liquido che scorre attraverso il passaggio anulare 42 è considerevolmente minore della velocità dell'aria scaricata dall'orifizio 37. Mentre il medicinale liquido entra nella camera 44 forma una pellicola sottile 47 sulla parete interna del secondo tubo 40. Inizialmente, la pellicola 47 può avere sostanzialmente lo stesso spessore dello spessore del passaggio anulare 42. La maggiore velocità dell'aria che scorre dall'orifizio 37 verso l'estremità aperta 43 agisce su e accelera la pellicola di liquido 47 facendo si che lo spessore della pellicola 47 diminuisca significativa. La pellicola 47 viene espulsa dalla camera 44 con l'aria che scorre dall'estremità aperta 43. La pellicola 47 inizialmente si stira in diti sottili a causa della tensione superficiale all'interno del liquido e quindi diviene instabile e si rompe in goccioline molto piccole o particelle che vengono trascinate nell’aria in espansione a formare un aerosol. Pertanto, un aerosol si forma senza necessità di fare urtare liquido e aria contro un deflettore.

L'alloggiamento superiore 33 definisce una camera di aerosol 48 collegata ad un'uscita 49 che un paziente può porre in bocca per inalare l'aerosol. Una valvola di ritegno di inalazione 50 è prevista per consentire che aria ambiente venga prelevata nella camera di aerosol 48 e si misceli con l'aerosol mentre il paziente inala in corrispondenza dell’uscita 49. La camera 48 è inoltre sfiatata all'atmosfera attraverso una valvola di ritegno di esalazione 51. Quando il paziente esala attraverso l'uscita 49, l’aria aspirata viene sfiatata all'atmosfera attraverso una valvola di ritegno di esalazione 51.

Un deflettore opzionale 52 può essere fornito per eliminare eventuali particelle di dimensioni più grandi che possono verificarsi nell'aerosol. Il deflettore illustrato 52 ha una superficie 53 che è una superficie di rivoluzione con un centro conico con un vertice 54 diretto verso il basso. Il vertice 54 è allineato coassialmente con ed è distanziato dall'orifizio di scarico di aria 37. Dal vertice 54 la superficie 53 si curva prima verso l'alto e verso l'esterno e quindi verso il basso e verso l'esterno fino ad un bordo 55. L'aerosol formato in corrispondenza dell'estremità di tubo aperta 43 è diretto verso la superficie di deflettore 53. Se eventuali particelle grandi sono presenti nell'aerosol esse urtano contro la superficie 53 e si raccolgono su di essa. L'aerosol scorre lungo la superficie 53, attorno al bordo 55 e cambia quindi direzione e scorre verso l'alto verso l'uscita 49. L’eventuale liquido che si raccolga sulla superficie 53 sarà accelerato verso il bordo 55 dal flusso di aerosol. Mentre la pellicola accelera viene stirata e diviene molto sottile. Quando la sottile pellicola di medicinale raggiunge un bordo 55 viene scaricata come viti sottili che si rompono in piccole goccioline nello stesso modo in cui le goccioline erano formate adiacenti all’estremità aperta 43 del tubo. Que-ste goccioline saranno trascinate nell'aerosol che scorre all'uscita 49. Qualora vi fossero goccioline grandi o gocciolamenti dal bordo 55 avrebbero una velocità sufficiente e/o massa sufficiente a spostarsi verso e raccogliersi nel serbatoio per il riciclo.

Il deflettore 52 dovrebbe essere posto più lontano dall'estremità 42 del tubo 40 di quanto fossero posti i deflettori della tecnica nota dall'orifizio in aria nei nebulizzatori. Nella tecnica nota, il deflettore era tipicamente distanziato dall'orifizio per aria di una distanza compresa fra 1 e 3 volte il diametro dell'orifizio di scarico dell'aria. Sebbene si ritenga che ciò facilitasse il processo di nebulizzazione dei nebulizzatori della tecnica nota, si ha come risultato una stagnazione significativa o diminuzione della velocità dell'aria in posizione adiacente all'orifizio di scarico. Secondo un altro aspetto dell'invenzione, si preferisce distanziare il deflettore 52 più distante dall'estremità 43 del secondo tubo 40 al fine di mantenere la velocità di flusso d'aria elevata adiacente all’estremità di tubo 43. Con una maggiore distanza, il deflettore 52 non influenzerà negativamente il processo di nebulizzazione in posizione adiacente all'estremità del tubo 43.

Si dovrebbe notare che a differenza di molti nebulizzatori della tecnica nota, la velocità del gas è mantenuta ad un livello sufficientemente elevato nella regione di nebulizzazione adiacente all'estremità superiore aperta 43 del secondo tubo 40 da favorire dimensioni medie di par-ticelle minori. In molti nebulizzatori della tecnica nota, il gas viene deflesso da una superficie prima della nebulizzazione e tale deflessione può diminuire significativamente la velocità del gas. Una migliore velocità del gas può avere come risultato maggiori dimensioni delle particelle. In altri nebulizzatori, la nebulizzazione viene ottenuta facendo urtare sia il gas che una corrente di liquido contro una superficie. Questi nebulizzatori tendono anche a produrre una maggiore dimensione media delle particelle che non i nebulizzatori dell'invenzione.

La figura 3 mostra un nebulizzatore medico secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione. Il nebulizzatore 60 comprende un alloggiamento 61 avente una sezione superiore 62 ed una sezione inferiore 63 che sono collegati insieme rilasciabilmente ad esempio con sezioni filettate 64. La sezione di alloggiamento inferiore 63 ha una base 65 che consente di poggiare il nebulizzatore 60 in posizione verticale su una superficie orizzontale, un primo tubo 66 è formato integralmente nella sezione inferiore di alloggiamento 63 perchè si estenda da una estremità di tubo inferiore 67 che si trova all'esterno della sezione inferiore 63 fino alla estremità di tubo superiore 68 che è all'interno della sezione inferiore 63. L'estremità superiore 68 del primo tubo 66 definisce un orifizio di piccolo diametro. L'estremità inferiore 67 del primo tubo 66 sporge al di sotto di un fondo 69 della sezione di alloggiamento inferiore 63 per il fissaggio di una manichetta (non mostrata) che è collegata ad una sorgente adatta di gas compresso, come ad esempio un compressore d'aria o un concentratore di ossigeno (non mostrati). Le sezioni di alloggiamento 62 e 63 definiscono una camera 70. La porzione posta più in basso della camera 70 serve come serbatoio per contenere un volume di medicinale liquido 71 che deve essere nebulizzato ed erogato all'apparato respiratorio di un paziente. il primo tubo 66 si estende attraverso il medicinale 71 ed entro la camera 70 cosicché l'orifizio è posto al di sopra della superficie del medicinale 71. Il medicinale può essere aggiunto alla camera 70 separando le sezioni di alloggiamento 62 e 63, e collegando quindi le" sezioni di alloggiamento 62 e 63 insieme per l’impiego del nebulizzatore 60.

Un secondo tubo 72 è posizionato coassialmente sopra la porzione del primo tubo 66 nella camera 70 eccetto per un piccolo spazio fra un'estremità inferiore 73 del secondo tubo 72 e il fondo 69 della sezione di alloggiamento inferiore 63. La porzione del secondo tubo 72 che circonda il primo tubo 66 ha un diametro interno leggermente maggiore del diametro esterno del primo tubo 66 cosi da formare un passaggio per liquido anulare 73 fra i tubi 66 e 72. Il secondo tubo 72 può ad esempio avere nervature interne o sporgenze (non mostrate) che impegnano ad attrito l'esterno del primo tubo 66 cosicché il secondo tubo 72 può essere estratto dal primo tubo 66 per pulire il nebulizzatore 60. Le nervature o sporgenze sono disposte in modo tale da non bloccare il flusso di medicinale attraverso il passaggio 73.

In corrispondenza della sua estremità inferiore 74, il passaggio 73 comunica con il medicinale liquido 71 e in corrispondenza della sua estremità superiore 75, il passaggio 73 comunica con una camera 76. La camera 76 ha una parete che è definita dalla porzione della superficie interna del secondo tubo 72 che si estende fra l'estremità superiore 68 del primo tubo 66 e l'estremità superiore 77 del secondo tubo 72. La camera 76 ha un fondo definito dall'estremità superiore 68 del primo tubo 66 e ha una sommità aperta definita dall'estremità superiore aperta 77 del secondo tubo 72. Preferibilmente, la camera 76 ha un diametro compreso tra circa 1,016 mm e circa 3,175 mm e un'altezza compresa fra circa 0,5 volte e circa 2,0 volte il diametro della camera 76, con l'altezza uguale al diametro essendo maggiormente preferibile. In corrispondenza della sua estremità superiore adiacente alla camera 76, il passaggio anulare 73 ha preferibilmente uno spessore compreso fra circa 0,05 mm e circa 1 irai. L'estremità superiore 68 del primo tubo 66 ha preferibilmente un diametro interno compreso fra circa 0,400 mm e circa 0,711 mm per formare un orifizio di scarico per gas pressurizzato alimentata all'estremità inferiore 67 del primo tubo 66. Si dovrebbe notare che le dimensioni entro questi intervalli e la pressione del gas applicata possono essere scelti dagli esperti del ramo in modo da fornire un tasso di nebulizzazione desiderato per un medicinale liquido con una viscosità predeterminata.

Un'imboccatura 78 è fissata all'alloggiamento 61 per fornire comunicazioni fra la camera 70 e un paziente. L'imboccatura 78 ha un'estremità 79 che è inserita entro e impegna ad attrito un'apertura 80 nella sezione di alloggiamento superiore 62. L'imboccatura 78 ha un tubo di respirazione 81 che è adatto ad essere posto nella bocca del paziente. Il tubo 81 comunica attraverso un passaggio anulare 82 nell'imboccatura 78 con la camera di aerosol 70 nella sezione di alloggiamento superiore 62. La sezione di alloggiamento superiore 62 comprende un breve tubo 83 che è posto coassialmente entro l'apertura 80. L’imboccatura 78 ha un tubo di ingresso 84 di aria ambiente avente un'estremità inferiore 85 che è posizionata sopra al tubo 83. In alternativa, i tubi 83 e 84 possono comprendere un singolo tubo fissato o alla sezione di alloggiamento superiore 62 oppure all'imboccatura 78. Una porzione superiore 86 dell'imboccatura 78 copre la sommità del tubo 84. La porzione superiore 86 comprende uno o piu passaggi d'ingresso d'aria 87 che consentono che aria ambiente venga aspirata nella camera 70 quando un paziente inala attraverso un tubo di respirazione 81. Preferibilmente, le estremità interne dei passaggi 87 sono coperte con un lembo di gomma o plastica resiliente che agisce come valvola di ritegno per impedire che l'aria inalata e l'aerosol escano attraverso il passaggio 87. La porzione superiore 86 può pure comprendere uno o più passaggi di scarico 88 per sfiatare l'aria esalata dal paziente. I passaggi di scarico 88 possono anche comprendere valvole di ritegno per impedire un flusso inverso di gas attraverso il passaggio 88 cosicché il paziente non inala aria ambiente senza l’aerosol. In alternativa, un passaggio di scarico e una valvola di ritegno possono essere montati sul tubo di respirazione 81. Le valvole di ingresso di aria ambiente e di ritegno di uscita di aria e di scarico sono ben note e sono state comunemente utilizzate nei nebulizzatori medici della tecnica nota.

La sezione di alloggiamento inferiore 63 comprende un deflettore 90 che è montato per essere urtato dal gas e dall’aerosol scaricato dalla camera 76. Preferibilmente il deflettore 90 è posto fra 10 mm e 30 mm al di sopra della camera 76. Il deflettore serve a riflettere l'aerosol allontanandolo dal tubo di ingresso di aria ambiente 83 e funziona anche a separare eventuali goccioline grandi dall'aerosol. Preferibilmente, il deflettore 90 è sagomato a V avente due lati 91 e 92 che si incontrano in corrispondenza di un vertice inferiore 93. Il vertice 93 è allineato con l'asse del primo e del secondo tubo 66 e 72. E' anche preferibile che i lati di deflettore 91 e 92 siano formati ad un angolo di circa·60°. si.ritiene che questo angolo sia ottimale per separare goccioline grandi- indesiderabili dall'aerosol senza separare le goccioline più piccole desiderabili. Le goccioline grandi si raccolgono sulle pareti della bocca e dell'apparato respiratorio del paziente prima che possono penetrare a sufficienza nei polmoni per fornire l'effetto terapeutico desiderato. Se l’angolo dei lati di deflettore 91 e 92 è significativamente minore di 60°, le goccioline più grandi scorrono attorno al deflettore 90 piuttosto che urtare contro un deflettore e raccogliersi su di esso. Se l'angolo dei lati di deflettore 91 e 92 è significativamente maggiore di 60°, le goccioline di dimensioni più piccole auspicabili pure possono urtare con e condensarsi sul deflettore 90, riducendo cosi l'uscita di aerosol dal nebulizzatore 60.

Durante il funzionamento, le sezioni di alloggiamento 62 e 63 vengono separate, il medicinale viene posto nella sezione di alloggiamento inferiore 63 e le sezioni di alloggiamento 62 e 63 vengono riattaccate una all’altra. Un tubo di gas pressurizzato, quale un tubo da un compressore d'aria è fissato all'estremità inferiore 67 del primo tubo 66 e la sorgente di gas viene attivata. Un compressore medico di aria del tipo disponibile in commercio per il funzionamento di nebulizzatori è una sorgente accettabile per il gas pressurizzato. Compressori medici tipici utilizzati per azionare i nebulizzatori producono una pressione d'aria in un intervallo compreso fra 0,35 e 1,75 Kg/cm . Per pazienti che richiedono ossigeno supplementare, si può collegare una manichetta da una sorgente di ossigeno per azionare il nebulizzatore 60. Flusso di gas scorre dall'estremità superiore 68 del primo tubo 66 e attraverso la camera 76. Il flusso di gas crea una pressione ridotta in corrispondenza dell'estremità superiore 76 del passaggio di medicinale 73 facendo si che il medicinale 71 scorra ver-so l'alto attraverso il passaggio 73 ed entro la camera 76. Il flusso di gas attraverso la camera 76 fa sì che il medicinale scorra verso l'alto lungo la parete interna del secondo tubo 76 e si scarichi dall’estremità superiore 77 del secondo tubo 72. Mentre il medicinale 71 scorre come una pellicola sottile lungo la parete interna del secondo tubo 72 nella camera 76, il flusso di gas con velocità maggiore accelera il flusso di medicinale. La velocità di flusso aumentata a sua volta riduce enormemente lo spessore della pellicola. Quando il medicinale 71 viene scaricato dalla seconda estremità di tubo 72, viene proiettato come viti molto sottili che si rompono in goccioline a causa dell'instabilità provocata dalla velocità e dalla tensione superficiale all'interno del medicinale liquido e per aria ad alta velocità. L'aerosol risultante scorre verso il deflettore 90. Il gas e le goccioline di medicinale più piccole trascinate verranno deflessi dal deflettore 90. Goccioline di dimensioni maggiori avranno una quantità di moto sufficiente per ruotare contro e raccogliersi sul deflettore. Eventuale medicinale che si raccolga sul deflettore 90 scorrerà indietro al fondo 69 nella sezione di alloggiamento inferiore 63 ove potrà essere nuovamente nebulizzato. Dopo che il paziente ha finito di utilizzare il nebulizzatore 60, le sezioni di alloggiamento 62 e 63 e l'imboccatura 78 possono essere separate e pulite perchè il paziente le riutilizzi successivamente.

Si è trovato che il nebulizzatore 60 è altamente efficiente producendo un'uscita o resa eccellente di goccioline di dimensioni terapeutiche efficaci e con minime goccioline con dimensioni grandi inefficaci. Si noterà che varie modifiche e cambiamenti possono essere apportati alla forma di realizzazione preferita descritta sopra di nebulizzatore senza allontanarsi dall'ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono. Sebbene la forma di realizzazione descritta preferita di nebulizzatore serva per applicazioni mediche, gli esperti del ramo noteranno che il nebulizzatore può essere adattato ad altre applicazioni quali nebulizzazione di combustibile, vernici o altri liquidi.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato comprendente un primo tubo atto a ricevere gas pressurizzato, detto primo tubo avendo un diametro esterno predeterminato e avendo un'estremità che termina in corrispondenza di un orifizio di scarico di gas, un secondo tubo avendo un'estremità aperta e avendo un diametro interno maggiore di detto diametro esterno predeterminato, in cui detto secondo tubo è posto coassialmente sopra detto primo tubo con detto orifizio di scarico di gas distanziato entro detto secondo tubo di una distanza predeterminata da detta estremità aperta di detto secondo tubo, per cui una camera è formata entro detto secondo tubo fra detta estremità aperta del secondo tubo e detta estremità del primo tubo, detta camera avendo una parete formata da una superficie interna di detto secondo tubo, detto primo tubo e detto secondo tubo formando un passaggio di liquido anulare fra di loro che si collega con detta camera, e mezzi per alimentare liquido a detto passaggio di liquido anulare, per cui quando gas pressurizzato viene scaricato da detto orifizio di scarico di gas, liquido viene aspirato da detto passaggio di liquido anulare entro detta camera e viene fatto scorrere lungo detta parete di camera come una pellicola sottile in accelerazione verso detta estremità aperta in corrispondenza della quale la pellicola di liquido viene espulsa e nebulizzata.
2. 2. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 1, in cui detta camera ha un diametro predeterminato formato da detto secondo tubo e una lunghezza predeterminata compresa fra circa 0,5 e 2,0 volte detto diametro di camera predeterminato.
3. 3. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 2, in cui detta camera ha una lunghezza sostanzialmente uguale a detto diametro di camera predeterminato.
4. 4. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 3, in cui detta camera ha un diametro compreso fra circa 1,016 mm e circa 3,175 mm.
5. 5. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 4, in cui detto passaggio di liquido anulare ha uno spessore adiacente a detta camera compreso fra circa 0,05 mm e circa 1 mm.
6. 6. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 5, in cui detto orifizio di scarico di gas ha un diametro compreso fra circa 0,400 mm e circa 0,711 mm.
7. 7. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un deflettore distanziato di 10-30 mm da e in allineamento con detta estremità aperta di detto secondo tubo, detto deflettore avendo una sagoma a V con un vertice diretto verso detta estremità aperta di detto secondo tubo, detto deflettore deflettendo o deviando l'aerosol liquido scaricato da detta estremità aperta del secondo tubo.
8. 8. Nebulizzatore di liquido azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 7, in cui detto deflettore sagomato a V ha un primo ed un secondo lato disposti ad un angolo di circa 60° uno rispetto all'altro.
9. 9. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato per erogare un aerosol di medicinale liquido all'apparato respiratorio di un paziente, comprendente un alloggiamento generalmente chiuso avente un interno e un esterno, detto alloggiamento comprendendo un primo tubo avente una prima estremità esterna a detto alloggiamento atta a ricevere il gas pressurizzato e una seconda estremità interna a detto alloggiamento, detta seconda estremità avendo un diametro esterno predeterminato e terminando in corrispondenza di un orifizio di scarico di gas, un secondo tubo avendo un'estremità aperta e avendo un diametro interno maggiore di detto diametro esterno predeterminato, in cui detto secondo tubo è posizionato coassialmente sopra detto primo tubo con detto orifizio di scarico di gas distanziato entro detto secondo tubo ad una distanza predeterminata da detta estremità aperta di detto secondo tubo, per cui una camera viene formata entro detto secondo tubo fra detta estremità aperta del secondo tubo e detta estremità del primo tubo, detta camera avendo una parete formata da una superficie interna di detto secondo tubo, detto primo tubo e detto secondo tubo formando un passaggio anulare fra di loro che si collega con detta camera, detto alloggiamento formando un serbatoio atto a tenere un medicinale liquido da nebulizzare, in cui detto passaggio anulare ha un'estremità inferiore che comunica con detto serbatoio per ricevere medicinale liquido da detto serbatoio, e un'imboccatura fissata a detto alloggiamento.
10. 10. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 9, e in cui detta camera ha un diametro predeterminato formato da detto secondo tubo e una lunghezza predeterminata compresa fra 0,5 e 2,0 volte detto diametro di camera predeterminato.
11. 11. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 10, in cui detta camera ha una lunghezza sostanzialmente uguale a detto diametro di camera predeterminato.
12. 12. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 10, in cui detta camera ha un diametro compreso fra circa 1,016 mm e circa 3,175 mm.
13. 13. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 12, in cui detto passaggio di liquido anulare ha uno spessore in posizione adiacente a detta camera compreso fra circa 0,05 mm e circa 1 mm.
14. 14. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 13, in cui detto orifizio di scarico di gas ha un diametro compreso fra circa 0,400 mm e circa 0,711 mm.
15. 15. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre un deflettore distanziato di circa da 10 mm a 30 mm da e in allineamento con detta estremità aperta di detto secondo tubo, detto deflettore avendo una sagoma a V con un vertice diretto verso detta estremità aperta di detto secondo tubo, detto deflettore deflettendo aerosol di liquido scaricato da detta estremità aperta del secondo tubo.
16. 16. Nebulizzatore medico azionato a gas pressurizzato secondo la rivendicazione 15, in cui detto deflettore sagomato a V ha un primo e un secondo lato disposto ad un angolo di circa 60° uno rispetto all'altro.