KR20010072114A

KR20010072114A - 분말 분류 장치

Info

Publication number: KR20010072114A
Application number: KR1020017001281A
Authority: KR
Inventors: 닐슨라르스-군나르
Original assignee: 존 브레머; 마이크로드러그 에이지
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2001-07-31
Also published as: CA2339132A1; CN1311702A; PL345711A1; SE9802649D0; SE512386C2; BR9912593A; RU2224553C2; US6575161B1; AU750240B2; SE9802649L; CN1135121C; JP2002521151A; AU5076899A; EP1100571A1; WO2000006235A1

Abstract

본 발명에서는 분해된 분말 (바람직하게는, 흡입용 물질의 형태)을 분류하고, 필요한 경우에는 이렇게 분류된 분말을 정전 대전시키는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 상기한 분류는, 적합한 물질을 분해하는 장치로부터 분말이 방출되어, 분말이 적용되는 전기장 (8)에 대해 수직인 방향으로 속도를 갖게 함으로써 수행된다. 전기장의 강도를 조절함으로써, 먼지와 같은 개개의 분해된 분말 입자는 전기장의 도움으로 투여 장치 (9)로 유인되고, 이 장치로부터 개개의 입자가 투여된다. 보다 큰 입자 (응집체)는 운동 에너지가 작은 입자에 비해 크므로, 최초의 속도 방향으로 직진해서 진행한다. 이러한 방법으로, 투여하기에 적합하지 않은 보다 무거운 응집체 입자를 목적하는 개개의 입자와 분리할 수 있다. 이에 따라, 물질을 투여하기에 매우 양호한 상태가 얻어지게 된다.

Description

분말 분류 장치{POWDER CLASSIFICATION DEVICE}

오늘날, 약제 분말은 여러 가지 방법으로 투여된다. 효과적이고 신속하며 환자에게 편리하도록, 흡입기를 사용하여 직접 폐로 분말을 투여하는 것이 가능한 지에 대해 관심이 집중되고 있다.

흡입기를 사용하여 약제 분말을 폐에 도달하도록 하기 위해서는, 분말 세립 (grain)의 크기는 1 내지 6 μm이어야 한다. 만약 분말 세립의 크기가 이보다 더 크면 입 및 목에 부착하게 되고, 만약 이보다 작으면 폐로부터 배출되는 공기와 함께 밖으로 나가게 된다.

세립의 크기가 작은 분말은 응집하는 경향이 크다. 오늘날 사용되고 있는 흡입제에서, 활성 성분의 많은 양이 투여시에 응집체의 형태를 가짐으로 인해, 많은 분말이 상부 호흡 기도에 부착된다. 따라서, 이러한 분말의 응집을 방지하는 기타의 여러 방법들이 개발되었으며, 현재 대부분의 경우에는 응집체를 분해시키기위해 흡입 공기를 사용하고 있다.

또한, 보다 크기가 큰 세립을 가지고 그 위에 미세 분말이 분포되어 있는 담체를 사용하는 것이 통상적이다. 흡입 후에는, 크기가 큰 세립은 구강에 부착되는 반면, 작은 세립은 자유롭게 폐로 진행해나간다. 또한, 소정의 제조업자들은 전기-구동 프로펠러, 고압(piezo) 진동기 및/또는 기계 진동기를 사용하여 응집체를 분해한다. 따라서, 흡입 공기내에 많은 양의 개개의 분리된 입자를 갖도록 하는 것이 흡입시 높은 효율을 얻는 데에 매우 중요한 변수이다.

완전히 탈-응집시키는 것은 어려우므로, 잔류 응집체를 분해된 개개의 입자와 분리시키는 분류(classification) 형태의 별개의 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

스웨덴 특허 공보 SE 504 458 (본 출원의 참조 문헌)에서는, 투여 장치로서의 회전 드럼 (rotating drum)과 전기장을 함께 이용하는 흡입 장치를 개시하고 있다.

본 발명은 정지 또는 이동 장치를 통해 흡입용 미세 분말을 탈-응집 (de-agglomeration)시키고 정전기적으로 대전시키는 장치에 관한 것으로서, 이로 인해 수득한 분말은 호흡기를 통해 투여되는 활성 약제학적 성분, 혼합물 및 특별 처리된 제제가 된다.

본 발명은 바람직한 실시예의 형태로 기재되고, 유사한 참조 번호는 유사하거나 상응하는 요소를 나타내는 하기의 첨부 도면에 의해 기술되어 있다:

도 1은 본 발명에 따른 분류 장치를 포함하는 투여 장치를 통과하는 분말의 주요 경로를 요약한 것이다.

도 2는 도 1에 따른 방법에 사용될 수 있는 한 실시예에서의 분류 장치를 대략적으로 도시한 개요도이다.

도 3은 도 1에 따라 분류와 동시에 분말을 제조하는 것을 보여주는 실시예를 좀 더 상세하게 보여주는 도면이다.

본 발명에서는 분류 및, 필요한 경우, 이로 인해 수득한 미세 분말을 정전 대전시키는 데에 사용되는 장치 및 방법 (특히, 흡입용)을 개시하고 있다. 상기한 정전 대전은 트리보 대전, 코로나 대전 및/또는 유도 대전에 의해 이루어 진다. 하기에서, "분말의 대전"은 상기 언급된 방법 또는 이들의 결합에 의한 정전 대전을 의미한다. 특히, 본 발명은 흡입 공기에 분말을 직접 투여하는 데에 사용된다. 본 발명의 다른 양태에서는, 흡입 공기내로 좀 더 통제되어 투여되는 정전 대전된탈-응집 분말을 갖는 투여 장치를 제공한다. 본 발명의 또 다른 양태에서는, 더 나아가서 흡입기 또는 다른 장치 (예를 들면, 플래스터 부분 등)의 제조 및 도입에 사용되는 담체에 이용될 수 있다.

바람직하게는, 상기한 분류는 정전 대전된 분말이 분해 장치에 의해 분리되어 분말이 적합한 속도를 갖게 함으로써 이루어진다. 이러한 방법으로, 분말은 전기장으로 이동되는 데, 이러한 전기장은 분말의 이동 방향과는 수직을 이루는 것이 바람직하다. 전기장의 강도를 조절함으로써, 분해된 분말 (즉, 먼지와 유사한 개개의 입자)은 전기장에 의해 투여 장치로 이동되고, 이 투여 장치로부터 개개의 분말 입자가 투여된다. 보다 큰 입자 (응집체)의 운동 에너지는 크기가 작은 입자보다 본질적으로 크기 때문에, 최초의 이동 방향으로 곧장 진행해 나간다. 이러한 방법으로, 보다 무거운 응집된 입자와 개개의 입자를 거의 완전히 분리할 수 있게 되고, 이로 인해 바람직한 투여 방법이 갖춰야 할 전제 조건이 갖춰지게 된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 분말이 적합한 속도를 가질 수 있도록 하는 과속 장치가 분말을 플리핑(flipping)하는 회전 브러쉬, 진동막, 고압 전기막 또는 팬의 형태로 고안된다. 이러한 분말의 속도는 전기장 및 수용 장치와의 거리에 따라 조절되어야 하기 때문에, 골고루 통제할 수 있게 분말의 속도를 증가시킬 수 있어야 하는 것이 중요하다.

분말 속도를 증가시킴과 동시에, 적합한 기술 및 물질을 선택하여 분말을 정전 대전시키는 것이 바람직하다. 올바른 전위 및 올바른 부호의 전위를 얻기 위해서, 적합한 물질을 선택하여야 하고, 이는 상이한 물질이 트리보-전기열에서 어떻게 위치되는 지 여부를 고려하여 이루어진다. 트리보-대전이 발생하는 두 물질간의 거리로 인해, 목적하는 전위 강도를 조절할 수 있다.

탈-응집 구역으로부터의 방출이 수용 장치 방향으로 이루어지고, 전기장의 방향이 방출 방향과 수직을 이루는, 분류 장치에서 상기 공정이 이루어진다. 무거운 응집체가 본질적으로 큰 값을 갖는 운동 에너지는 큰 입자를 수용 장치로 이동시키고, 먼지와 유사한 작은 개개의 입자는 전기장으로 인해 투여 드럼 (dosign drum)을 유인하게 된다. 이러한 방법으로, 실질적으로 개개의 입자들만이 투여에 사용되게 된다. 이로 인해, 정전-대전된 입자로 이루어진 얇은 층은 회전 투여 드럼으로 이동한다.

이때, 상기 투여 드럼으로부터 작은 분말 세립을 유인하는 적합한 전압을 갖는 전극을 유인함으로써, 투여가 이루어진다. 흡입 공기의 흐름은, 분말 세립이 상기 유인 전극에 도달하기 이전에 분말 세립을 이동시킨다. 투여되는 분말의 양은 전압을 연결 및 분리시킴으로써 조절될 수 있다. 또는, 전자 필터를 투여 드럼과 유인 전극 사이에 삽입시킴으로써 투여를 조절할 수 있다. 또는, 분류 장치내의 전기장을 변화시킴으로써 투여를 조절할 수 있다.

본 발명은 독립항인 특허청구범위 제1항 및 제3항에 의해 정의되고, 종속항인 제2항 및 제4항 내지 제11항에 의해 기타의 다른 양태가 정의된다.

우선적으로 제조하려는 물질은 약제 분말이나, 소량이지만 정확한 양을 투여해야 하는 기타의 분말도 포함될 수 있다. 하기 실시예의 설명과 관련하여, 용어 "분말"은 흡입기에서 사용되도록 처리되는 모든 종류의 물질 또는 제제를 포괄하는 일반 용어로 사용된다.

도 1에서는, 분말이 분류 장치를 통과하는 경로를 보여주는 개략적인 흐름도를 사용하여 본 발명에 따른 방법을 설명해주고 있다. 분말의 공급은 예비 처리 및 과량의 분말은 복귀되도록 하는 매거진 (magazine)을 포함한다. 이 장치의 설계는 본 발명의 범위를 벗어나므로, 여기에서는 더 이상 설명하지 않는다.

도 1의 흐름도를 보면, 단계 20에서 분말이 매거진으로 이동되고, 단계 22에서는 이러한 분말이 매거진으로부터 분해 수단으로 이동된다. 단계 24에서, 분해된 분말 및 잔류하는 응집체가 분해 장치에서 분류 단계 26으로 방출된다. 분류 단계 26에서는, 분해된 소립자를 잔류하는 응집체와 분리시키고, 분리된 응집체는 복귀 단계 28에서 수용 수단으로 이동된다. 분류 단계 26을 통해, 입자 먼지가 단계 30에서 생성된다. 단계 30의 입자 먼지는 전기장을 통과하여 투여 장치로 이동된다. 분말은 투여 장치로부터 조절 단계 34를 거쳐 단계 36에서 공기와 혼합되고, 최종적으로 단계 38에서 투여된다. 과량의 입자는 단계 32에서 투여 장치로부터 수용 수단으로 복귀된다. 복귀 단계 26에서, 잔류하는 응집체 및 과량의 분해된 소립자는 분해 수단 또는 매거진으로 복귀된다.

도 2에서는 본 발명의 방법에 따라 분말을 분류하는 장치를 보여준다. 방출 장치 (5)에서는 분말 공급 장치 (1)로부터 분말을 방출시킨다. 도 2에서의 방출 장치는 분말이 가득찬 회전 브러쉬에 압력을 가하는 금속판 또는 플라스틱판으로 이루어져 있어서, 회전 브러쉬의 강모(bristle)가 약간 휘어져 있다. 회전 브러쉬의 강모가 방출 수단 (2)를 지나고 나면 강모는 수직으로 똑바로 서게되어, 분말 입자가 회전 브러쉬와 접하는 직선 방향 및 수용 장치 (7)로 향하는 방향으로 튀겨 나가게 된다. 분말을 공급하는 회전 브러쉬와 수용 장치 사이에, 이동하는 분말 입자 방향과 직각 방향으로 위치해 있는 전기장 (8)이 있다. 전기장은 정전 전기장인 것이 바람직하나, 투여를 조절할 수 있는 펄스 전기장 이나 조절된 전기장일 수도 있다. 전기장에 의해 투여 장치 (9)로 포획되어 이동되는 분말 입자를 포획하는 투여 장치 (9)가 전기장의 방향에 추가로 존재한다. 분해되지 않은 무거운 응집체는 전기장을 통과하여 수용 장치 (7)에 도달할 수 있는 반면, 미세한 먼지 형태의 가벼운 개개의 입자들은 전기장에 의해 분리되어 투여 장치로 이동한다. 상기와 같은 분류 공정을 최적화하기 위해, 수용 장치 및 투여 드럼에 인력 전위를 제공하고 적합한 결과를 얻을 수 있도록 전위의 균형을 잡는 것이 유리할 수 있다.설계 및 적합한 투여에 따라, 정확한 전기장 강도를 얻기에 필요한 전위는 상대적으로 크게 달라지지만, 통상적으로 50 내지 700 V 사이이다. 본 발명의 또 다른 양태에서는, 측정 요소(member)가 투여 장치 (9)에 사용되어 대전의 질 및 양을 조절 및 측정한다. 이러한 측정 요소는 통상의 기술로 설계될 수 있다.

도 3에서는 분류와 관련된 분말의 이동 장치를 보다 상세히 보여준다. 분말이 2개의 회전 브러쉬 1 및 2 (탈-응집 장치)를 통해 방출 장치 (5)로 공급된다. 방출 장치 (5)로부터 분말은 하나의 회전 브러쉬와 드럼형태의 회전 투여 장치 (9) 사이에 위치한 전기장 (도시되어 있지 않음)으로 향한다. 분말 입자는 추가의 회전 브러쉬 형태의 수용 장치 (7)로 이동한다. 본 실시예에서의 브러쉬는 투여 드럼 (9)과 살짝 접촉하여 회전하자마자 투여후에 드럼에 잔류하는 입자를 수집한다. 수용 장치 (7)에 연결된 추가의 회전 브러쉬 (도시되어 있지 않음)의 형태를 갖는 추가의 요소를 통해, 수용 장치 (7)가 수집한 응집체 및 투여후에 잔류한 소립자는 공급 장치 (1) 또는 매거진으로 복귀된다. 따라서, 기본 실시예에서의 방출 장치는 회전 브러쉬를 또한 포함하는 데, 브러쉬의 강모는 말단부에 있는 베어링으로 인해 약간 뒤쪽으로 휘어져 있어서 강모가 말단부를 지나서 똑바로 서게 되었을 때에 분말이 튀어 나가게 된다. 상기 판의 말단부 및 브러쉬는 적합한 물질로 이루어져 있어서, 분말의 특성 및 분말의 정전 대전이 적합한 지에 따라 조정된다. 또한, 어떠한 전위가 분말에 적합한 지를 고려한다. 선택된 물질은 적합한 전도성을 가져야 하는 데, 이러한 전도성은 분말 및 기타의 물질의 특정에 따라 조정된다. 전도성 물질은 분말이 정전 대전되는 것을 피하는 것이 바람직한 경우에 선택된다.방출 장치를 설계하는 다른 방법은, 팬, 고압 진동기 또는 진동막을 사용하여 분말을 전기장으로 날려보낸다. 물질의 선택 및 설계에 의해, 정전 대전이 발생하는 장소 및 방법, 대전 전위 및 부호를 통제하는 것이 가능하다.

따라서, 적용된 전기장 (8)은 방출 장치와 관련하여 수직 방향이다. 전압장의 강도는 분말의 특성에 따라 달라지므로, 정전 또는 펄스일 수 있다. 방출된 분말 세립은 운동 방향으로 운동 에너지를 얻게 되는 데, 큰 입자는 큰 운동 에너지를 얻고 작은 분해 입자는 작은 운동 에너지를 얻게 된다. 입자가 정전 대전된 경우, 입자가 투여 장치를 향해 유인되는 방향을 갖는 전기장에 의해 보다 용이하게 영향을 받게 된다. 이는, 분말 및 투여 장치의 전기 전위가 각각 상이한 부호를 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 조건하에서는, 큰 운동 에너지를 갖는 큰 입자 (응집체)는 주로 직진하여 수용 장치 (7)에 의해 수용되어 분해 장치 (즉, 탈-응집 구역)로 주로 복귀되는 반면, 먼지와 유사한 분해된 소립자는 운동 에너지가 작고 대전력이 커서 투여 장치 (9)로 유인된다. 이러한 방법으로, 개개의 입자 및 응집체가 효율적으로 분리된다. 적합하게 선택된 간격 및 전위가 본 발명의 분류 방법에서 중요한 역할을 수행한다. 보다 바람직한 분류 방법에서는, 수용 장치 (7)가 투여 장치 (9)와 균형을 갖는 전위를 갖도록 한다.

상기에서 기술한 바와 같이, 수용 장치 (7)에 의해 수집한 응집체는 분말 공급 장치 (1) 또는 매거진으로 복귀된다.

가능한 한 침착물의 양이 가장 적도록 상기 장치의 물질을 선택한다. 이는 벽면에 입자를 밀어내는 전위 (즉, 벽면의 전위가 입자의 대전 부호와 동일한 부호를 갖는 경우)를 갖게 함으로써 가능하다.

본 발명의 방법 및 장치는 상기한 실시예에 의해 설명되었으나, 이는 하기의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다.

Claims

흡입 또는 이에 상응하는 방법으로 투여하기 위한 초기 물질을 제공하는 정전 대전된 개개의 분말 입자 및 잔류하는 응집 입자를 분류하는 공정을 포함하는 방법으로서,

방출 장치 (5)와 투여 장치 (9) 사이에 제1 전기장 (8)을 생성시키는 단계;

방출 장치 (5)를 이용하여 분해 장치로부터 분말을 방출시켜, 분말이 수용 장치 (7) 방향으로 진행함으로써, 분말 입자가 방출되는 순간에 상기 생성된 제1 전기장 (8)에 대해 본질적으로 수직인 운동 방향을 갖게 하는 단계;

응집된 분말 입자의 운동 에너지는 상기 생성된 제1 전기장 (8)을 극복할 수 있을 정도로 커서 상기 수용 장치에 도달하는 반면, 분해된 개개의 분말 입자는 제1 전기장 (8)에 의해 포획되어 투여 장치 (9)로 이동되게 함으로써, 상기 제1 전기장 (8)을 이용하여 분해된 개개의 분말 입자와 응집된 분말 입자를 분리하는 단계; 및

분해 및 분류를 반복하기 위해 수용 장치 (7)로부터 응집체를 복귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,

흡입 또는 이에 상응하는 방법으로 투여하기 위한 초기 물질을 제공하는 정전 대전된 개개의 분말 입자 및 잔류하는 응집 입자를 분류하는 공정을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 개개의 입자와 응집된 입자의 분리를 미세 조정하여 분류 공정을 최적화하기 위해, 방출 장치 (5)와 수용 장치 (7) 사이에 제2 전기장을 생성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
캐이싱 내에 분말 입자의 공급 장치 및 분해 장치를 포함하는, 흡입 또는 이에 상응하는 방법으로 투여하기 위한 초기 물질을 이루는 정전 대전된 개개의 분말 입자 및 잔류하는 응집 입자를 분류하는 장치로서,

공급 장치 및 분해 장치로부터 분말 입자를 방출하는 방출 장치 (5);

방출 장치 (5)와 투여 장치 (9) 사이에 생성된 제1 전기장 (8); 및

분말 입자의 방출 방향과 수직 방향으로 생성되어 있는 제1 전기장 (8)을 이용하여 분류 공정으로부터 분해되지 않은 분말 물질을 수용하여 상기 공급 장치 및 방출 장치로 복귀시키는 수용 장치 (7)를 포함하는 것을 특징으로 하는,

흡입 또는 이에 상응하는 방법으로 투여하기 위한 초기 물질을 이루는 정전 대전된 개개의 분말 입자 및 잔류하는 응집 입자를 분류하는 장치.
제3항에 있어서, 방출 장치 (5)가 판, 브러쉬, 팬, 고압 전기 요소 또는 진동막의 형태를 갖는 방출 요소를 이용하여 분말 입자를 가속하는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 분말 물질이 전기장-생성 요소에 의해 수용 장치로 진행되도록 가속되기 이전, 가속되는 동안 또는 가속된 후에 트리보 대전, 유도 대전 및/또는 코로나-대전이 되는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 플라스틱 또는 기타의 물질로 이루어진 휘어진 강모의 조절된 요소에 의해 분말 물질이 튀어나가는 것이 촉진되도록 하고, 대전 부호가 물질의 선택에 의해 조절되도록, 회전 브러쉬를 이용하여 트리보-대전이 발생하는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 수용 장치가 큰 입자를 분말 공급 장치로 복귀시키기 위한 회전 브러쉬 또는 컨베이어 스트립의 형태인 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 투여 장치는 롤(roll)과 유사한 형태를 갖고, 물질이 통과하거나 부착하는 필름 또는 이에 기술적으로 상응하는 분말 용기의 형태로 수용 매체를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 적용되는 전기장의 강도, 방출 장치 (5)와 수용 장치 (7) 사이의 간격, 분말 물질의 최초 속도 및 부하를 선택하여 분리도에 영향을 끼칠 수 있도록, 방출 장치 (5)와 수용 장치 (7) 사이에 제2 전기장을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 전기적으로 대전된 부하의 양 및 질을 조절하고 측정하기 위한 측정 수단이 투여 장치 (9)에 적용되는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 분말 공급 장치 및 분해 장치가 서로 인접해 있는 다수의 회전 브러쉬를 가지며, 바람직하게는 1쌍의 브러쉬의 강모 사이에서 마찰이 발생할 때에 분말의 정전 대전을 강화하는 물질로 제조되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.