KR20040076631A - 약물 이젝터 및 약물 배출 방법 - Google Patents

약물 이젝터 및 약물 배출 방법 Download PDF

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KR20040076631A
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피
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Abstract

유체 기지의 용질 약물(56)의 제어된 배출은 적어도 하나의 배출 챔버(40)내의 약물(56)의 특성에 대한 지시를 결정하는 단계와, 상기 결정된 지시에 근거하여 적어도 하나의 배출 챔버(40)로부터 약물(56)을 배출하는 단계를 포함한다.

Description

약물 이젝터 및 약물 배출 방법{CONTROLLED MEDICAMENT EJECTION}
유체 기지의 약물 이젝터는 에어로졸로서 약물을 분배하는데 사용된다. 이러한 이젝터의 예로서 정량식 흡입기(metered dose inhaler: MDI)가 있다. 정량식 흡입기는 환자가 알약을 삼키거나 또는 약물을 마시거나 주사하는 것보다 오히려 약물을 흡인하게 하는 많이 요구되는 약품 송출 방법을 제공한다. 몇몇의 경우에 있어서, 환자의 폐를 직접적으로 대상으로 하는 약물과 관련하여, 흡인(aspiration)은 약물이 목표 영역에 보다 빨리 도달하게 한다. 더욱이, 흡인은 전형적으로 다른 약품 송출 방법보다 덜 고통스러운 것으로 고려된다.
약물을 투여하는 다른 방법과 관련하여, 투약 레벨이 결정가능하고 일정한 것이 바람직하다. 고체 또는 액체 약물의 경우, 투약 레벨은 매우 정확하게 확립될 수 있다. 그러나, 에어로졸 기지의 약물은 정확하게 투여되기가 보다 어려울 수 있다. 이러한 이유로, 기계 장치가 전형적으로 투약을 하기 위해서는 신뢰적이다. 또한, 환자가 효과적으로 투약을 수용하기가 더욱 어렵다. 예를 들면, 흡입기의 경우, 환자는 약물을 함유한 에어로졸 스프레이액을 흡입해야 한다. 투약에 대한 유효성은, 예컨대 환자가 얼마나 잘 흡입하는지의 여부, 그리고 환자의 구강에 대한 흡입기의 배향 및 위치에 따라 달라질 수 있다.
또한, 에어로졸 약물의 효과적인 송출은 흡입기의 일관된 기능성에 따를 수 있다. 특히, 흡입기는 에어로졸 약물이 환자에 의해 흡입되게 하는 시간 동안 소망 양의 약물을 생성해야 한다. 약물의 양은 에어로졸로만 유출되는 것은 아니다. 액적의 속도 및 공기역학적 입자 크기가 폐내의 에어로졸 퇴적(deposition)의 위치에 영향을 주는 것으로 나타났다. 대략 6㎛보다 큰 입자는 구강 및 기관(trachea)내에 퇴적되는 경향이 있다. 대략 2㎛ 내지 6㎛인 입자가 기관지 및 세(細)기관지내에 퇴적되는 경향이 있다. 대략 0.5㎛ 내지 2㎛인 입자는 말단 세기관지 및 폐포(肺胞)내에 퇴적되는 경향이 있다. 대략 0.5㎛ 미만 입자의 퇴적은 미미하며, 이 입자는 숨을 내쉴 때 방출되기가 쉽다. 많은 약품에 대해, 하부 기도내의 퇴적이 가장 바람직하며, 이에 따라 대략 1㎛ 내지 5㎛ 범위의 공기역학적 입자 크기를 필요로 한다. 정량식 흡입기는 이상적인 범위 이상 및 그 이하 양자의 액적을 포함하는 단일 퍼프(puff)내에서 넓은 범위의 액적 크기를 생성할 수 있다. 너무 작은 액적은 폐에서 보유되지 않는 대신에, 체외로 방출된다. 마찬가지로, 너무 큰 액적은 폐에 의해 흡수되지 않는 대신에, 흉곽외(extrathoracic) 및 상부 기도내에 퇴적된다. 그 후에, 액적은 위장관내로 삼켜져 흡수된다. 결과로서, 에어로졸 기지의 약물 이젝터로 신뢰성 있고 일관된 결과를 얻기 위해, 정량식 흡입기가 일관된 품질과 투여량을 유지하는데 유용하다.
유체 기지의 용질 약물를 배출하도록 제어된 배출은 적어도 하나의 배출 챔버(ejection chamber)내의 약물의 특성에 대한 지시를 결정하는 단계와, 결정된 지시에 근거하여 적어도 하나의 배출 챔버로부터 약물을 배출하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 약물 이젝터의 블록도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정량식 흡입기의 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배출 메커니즘의 개략도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예의 약물 이젝터의 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 약물 이젝터의 예시적인 작동을 나타내는 차트,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 약물 이젝터의 예시적인 작동 특징을 나타내는 차트,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예의 예시적인 방법의 블록도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 약물을 배출하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 이젝터 12 :제어기
14 : 프로세서 16 : 메모리
18 : 센서 20 : 표시 장치
22 : 배출 메커니즘 24 : 배출 요소
26 : 전자 신호 30 : 흡입기
유체 기지의 용질 약물에 구성된 이젝터는 도 1에서 전체적으로 참조 부호(10)로 지시되어 있다. 이에 따라, 이젝터(10)는 에어로졸 약물을 배출하도록 구성될 수 있으며, 예컨대 본 발명의 실시예에 따른 정량식 흡입기에 의해 제공될 수 있다. 약물은 비말 동반되거나, 그와는 달리 예컨대 유체, 가스 또는 액체내에 용해하여 혼합될 수 있다. 따라서, 약물은 유체 기지의 용질 약물로 지칭될 수 있다.
도시한 바와 같이, 이젝터(10)는 전기식으로, 기계식으로 또는 그 양자로 이젝터(10)를 제어하기에 적합한 제어기(12)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어기(12)는 프로그래밍된 작동 변수를 저장하도록 구성된 프로세서(14)와 메모리(16)를 포함할 수 있다. 메모리(16)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 양자를 포함할 수 있다. 이러한 작동 변수는 직접적인 사용자 입력을 통해 제공될 수 있고, 개인 컴퓨터 또는 다른 장치를 통해 발생할 수 있으며, 또는 펌웨어(firmware)의 형태일 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 제어기는 처방된 투여량 또는 명목상의 투여량을 제공할 수 있거나 그리고/또는 의사, 약사 또는 처방된 약물의 제조자에 의해 설정된 로딩 투여량 및/또는 투약 계획 등의 투여량 변수로 제공될 수 있다.
또한, 각종 퇴적 메커니즘은 센서(18) 등으로 제공될 수 있으며, 이하에서 보다 상세하게 논의된 바와 같이, 약물의 압력 또는 온도 등의 배출될 약물의 특성의 대한 지시에 관한 정보를 갖는 프로세서를 제공할 수 있다. 기술된 실시예에 있어서, 투여량 정보뿐만 아니라 음성적 또는 시각적 알람 조건 및 다른 소망 정보는 사용자와 연락하기 위한 표시 장치(20)에 전달될 수 있다. 따라서, 제어기(12)는 약물의 특성에 대한 지시를 결정하기 위한 구조체로 지칭될 수도 있다.
도시한 바와 같이, 제어기(12)는 하나 또는 그 이상의 배출 요소(24)에 제어 명령을 제공하기 위해 배출 메커니즘(22)과 전자 연통할 수도 있다. 또한, 배출 메커니즘(22)은 약물을 배출하기 위한 구조체로 지칭될 수도 있다. 전형적으로, 이러한 명령은 하나 또는 그 이상의 배출 요소(24)에 전자 신호(26)를 전송하는 형태이어서, 이러한 요소(들)의 작동에 영향을 미치며, 이에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 에어로졸로서 약물의 액적을 제어하여 배출하는데 영향을 미친다. 배출 요소는 약물을 저장하기 위한 구조체로도 지칭되는 저장 챔버(28)로부터 유체 기지의 약물을 수용한다. 이러한 전자 신호의 특성 및 주파수는 소망 투여량, 방울 크기 또는 제조될 다른 약물 투여량 특성에 근거하여 프로세서(14)에 의해 결정될 수 있다. 바람직한 약물 복용량 특성은 사용자 입력, 사전 프로그래밍된 변수, 또는 본원에 기술한 바와 같은 적응 제어기(adaptive controller)에 의해 규정될 수 있다.
따라서, 프로세서(14)는 단일 펄스의 제어기(12)에 의해 하나 또는 그 이상의 배출 요소로의 전송을 감독하여 하나 또는 그 이상의 배출 요소의 단독 작동 또는 발사에 영향을 미치며, 이에 동반하여 단일 세트의 약물의 에어로졸 액적을 제조할 수 있다. 선택적으로, 제어기는 하나 또는 그 이상의 배출 요소를 연속적으로 작동하기 위해 선정된 속도로 일련의 신속한 연속 펄스를 전달할 수 있어서, 먼저 지칭된 것보다 약물 액적의 "퍼프"를 더 긴 지속 기간 동안 제공한다. 다른 신호는 특정 투여량 또는 방울 크기 등의 소망 특성을 갖는 배출된 약물을 형성하기 위해 약물의 특성을 변경함으로써 배출용 배출 챔버내에 약물을 마련할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예가 도 2에 측면도 및 부분 절결도로 도시되어 있다. 흡입기(30)의 형태인 약물 이젝터는 약물 저장 챔버(36)와 유체 연통하는 배출 메커니즘(34)을 갖는 본체(32)를 구비하고 있다. 배출 메커니즘(34)은 흡입제(inhalent)를 기화하기 위한 구조체로도 지칭될 수도 있다. 추가로 판독시에 이해되는 바와 같이, 배출 메커니즘(34)은 (도 1을 참조하여 상술한 바와 같이) 제어기에 의해 전송된 신호에 응답하여 흡입기(30)로부터 약물/흡입제의 선택된 투여량을 배출하는데 영향을 주도록 구성될 수 있다. 적당한 약물은 액체, 고체, 분말, 페이스트 또는 다른 형태로 전형적으로 알려진 것을 포함한다.
도 3을 참조하면, 흡입기(30)의 내부 구성에 대한 다소 단순화된 절결도가 도시되어 있으며, 이는 배출 메커니즘(34)의 근처에 대체로 한정되어 있다. 처음에 약물의 배출에 초점을 맞추는 경우, 배출 메커니즘(34)이 하나 또는 그 이상의 배출 챔버(40)내의 기화 영역(38)을 구비할 수 있으며, 각 배출 챔버(40)는 약물의 기화된 액적을 배출하도록 구성된 요소(42)를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 도시한 바와 같이, 이 영역은 흡입제 증기(46)내에 기화 또는 원자화된 액적의 약물을 생성하는 다수의 오리피스(44)를 규정할 수 있다(도 2).
투약으로서 본원에 언급된 것에서 환자에게 약물의 투여를 용이하게 하기 위해 환자의 구강에 위치될 수 있는 오리피스(44)는 마우스피스(mouthpiece)(48)내로 제공할 수 있다. 그러나, 이해되는 바와 같이 마우스피스(48)는 환자의 구강 및/또는 코상에 끼워맞춰지기에 적합할 수 있는 형태를 포함하는 변형된 형태를 취할 수 있다.
흡입기(30)는 사용자와 흡입기의 제어기 사이의 통신을 용이하게 하는 하나 또는 그 이상의 사용자 입력부를 더 구비할 수 있다. 이러한 통신은 사용자로부터 제어기로 전달된, 그리고 그와는 반대로 전달된 지령(directive) 및/또는 정보를 구비할 수 있다. 예를 들면, 작동 입력부(50)는 사용자로부터 제어기로의 지령을 전달하도록 구성되어 투약을 시작할 수 있다. 본 발명에 있어서, 도시된 입력부(50)는 도 2에 도시한 바와 같이 누름가능한 버튼(depressible button)의 형태를 취하고 있지만, 방아쇠, 스위치, 접촉식(touch-sensitive) 버튼 등을 취할 수 있다. 작동 입력부(50)는 본체(32)의 상부상에 도시되어 있지만, 이러한 입력부가 실질적으로 사용자에게 편리한 임의의 다른 위치에 위치될 수 있다. 또한, 작동 입력부는 사용자의 흡입을 감지하는 장치를 통한 것일 수 있다.
또한, 도 2는 예컨대 사용자에게 정보를 표시하기에 적합한 LCD 표시 장치, LED 또는 다른 광, 음성 스피커, 또는 이러한 장치의 조합체일 수 있는 표시 장치(52)를 도시한 것이다. 또한, 표시 장치(52)는 기계식 계수기, 기계식 게이지또는 몇 가지 다른 적합한 장치의 형태를 취할 수도 있다.
표시 장치(52)는 사용자 알람 정보뿐만 아니라 투여된 도즈(dose)의 수 및/또는 흡입기내에 남아 있는 도즈의 수 등의 투여량 정보를 제공하기에 적합할 수 있다. 그러나, 몇 가지 예에 있어서, 표시 장치(52)는 추가의 투여를 위한 약물이 불충분하거나 약제 특성이 흡입기의 작동을 방해하거나, 또는 흡입기가 부정확한 배향으로 위치된 경우와 같은 사용자에게 알람 상태의 특질 등의 정보를 제공하기에 적합할 수 있다. 더욱이, 표시 장치는, 예컨대 터치 스크린 또는 다른 장치를 사용하여 사용자와 흡입기 사이의 양방향 통신을 가능하게 할 수 있다.
도 2에 보다 잘 도시한 바와 같이, 본체(32)는 파지 영역(54)을 제공하도록 형성되어 사용자의 손 및/또는 손가락을 수용한다. 이해되는 바와 같이, L자형을 포함하는 변형된 형상의 흡입기(30)가 고안되어 있으며, 약물 저장 챔버는 직립된 방식, 즉 마우스피스에 대체로 수직으로 위치되어 있다.
이미 기술한 바와 같이, 배출 메커니즘(34)은 약물 저장기 또는 저장 챔버(36)와 유체 연통할 수 있으며, 투약전에 약물(56)을 저장할 수 있다. 도 3에 도시한 실시예에 있어서, 각각의 배출 챔버(40)는, 예컨대 유체 채널(58)을 거쳐 약물 저장 챔버(40)와 유체 연통하고 있다. 또한, 채널(58)은 기화 구조체에 흡입제를 전달하기 위한 구조체로 지칭될 수도 있다. 약물 저장 챔버(36)로부터 배출 챔버(40)로의 약물 통과는 능동적이거나 수동적일 수 있다. 예를 들면, 배출 챔버내로의 약물의 배출은 배출 챔버내로 보다 많은 약물을 끌어들이기에 충분한 진공을 배출 챔버 자체가 형성할 수 있다. 변형예로서, 중력, 또는 펌프 또는 다른 기계식이나 전자식 구조체를 포함하는 보다 많은 능동 형태의 운송 수단이 이용될 수 있다. 또한, 이러한 배출 챔버는 기화 챔버로서도 지칭된다.
배출 챔버 각각은, 예를 들어 지시한 바와 같이 도 3의 최상의 완전한 배출 챔버내에 유체 약물의 충전을 수용 및 포함하기에 적합하다. 이것은 부분적으로 배출 챔버의 기하학적 형상에 기인하여 성취될 수 있으며, 부분적으로 저장 챔버(36)로부터의 배압에 기인하여 챔버의 배출 오리피스내에 메니스커스(meniscus)(60)가 형성되게 할 수 있다. 또한, 배압이 외부 대기압과 관련하여 규정된 게이지 압력으로 지칭될 수도 있음이 이해될 것이다. 방울 발생기 구조의 특징 및 유체 특성(예컨대, 표면 장력)에 따라서, 물의 -1 인치 내지 -10 인치 범위에 배압이 있을 수 있다. 배출 챔버는 노즐 또는 배출 오리피스(44)를 거쳐 흡입기 마우스피스로 개방되지만, 전형적으로 참조 부호(60)로 도시한 것과 같은 메니스커스에 기인하여 오리피스를 거쳐 약물을 자유롭게 통과시키지 않음이 이해될 것이다. 충분한 배압이 없는 상태에서는 약물이 오리피스 밖으로 새어나올 수 있다.
배출 챔버 각각은, 기화된 약물 액적(62)으로서 대응하는 배출 챔버내로부터 약물을 선택적으로 제어가능하게 배출하도록 구성된 적어도 하나의 배출 요소(42)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 배출 요소(기화 요소로도 지칭됨)는 챔버의 배출 오리피스에 대향된 가열 요소의 형태를 취한다. 배출 신호(예컨대, 가열 요소를 가로질러 인가된 소정의 전압)에 응답하여, 가열 요소가 작동되고, 가열 요소 부근의 약물을 가열시킬 수 있다. 다음에, 이러한 가열된 약물은 배출 오리피스 쪽으로 팽창하는데, 이 배출 오리피스는 메니스커스와 배압의 힘에 대항력을 극복하고, 단정할 수 있는 크기의 증기 액적내에 배출 오리피스 밖으로 보다 많은 말단 약물을 강제한다. 이러한 배출은 도 3에 도시되어 있다.
도 3의 제 2 배출 챔버에 있어서, 배출 요소는 그의 부근에서 약물을 과열하여 배출 오리피스쪽으로 팽창하게 도시한 거품(64)을 형성하는 것으로 도시되어 있다. 전진하는 거품은 배출 오리피스를 통하여 밖으로, 배출 챔버내에 사전 존재한 약물을 가압하여 증기 액적(66)을 형성하는 것으로 보일 것이다. 배출된 증기 액적의 사이즈 및 궤적은 배출 챔버(40)의 사이즈 및 형상에 근거한 범위내에서 뿐만 아니라, 챔버내에 방산된 전력 그리고 약물의 압력 및 온도내에서 예견될 수 있다. 또한, 저항기 사이즈, 노즐 직경, 유체 칼럼의 높이 및 유체 배리어 침식도 영향을 미칠 수 있다.
도 3의 제 2 배출 챔버와 관련하여 나타낸 바와 같이, 일단 증기 액적[예컨대, 참조 부호(62)]이 배출되고, 배출 요소가 비활성화(예컨대, 냉각)되면, 약물은 배출 챔버내로 다시 흘러, 배출 오리피스에 인접한 매니스커스의 형성시 약물의 신구 충전으로 배출 챔버를 효과적으로 채울 수 있다.
배출 요소는 임의의 여러 형태를 취할 수 있으며, 흡입기의 제어기에 의헤 독립적인 작동이 가능한 저항기 등을 포함한다. 특정 배출 챔버의 저항기가 제어기로부터 전자 신호를 수용하는 경우, 저항기는 대응하는 배출 챔버로부터 약물 증기 액적을 배출시키는 충분한 열을 형성할 수 있다. 전형적으로, 이러한 챔버 작동은 반복적으로 그리고 연속적으로 발생한다. 반복율 및 인가된 전류의 레벨은제어가능하다. 또한, 배출 요소(42)는 압전 변환기의 형태를 취할 수 있다. 대응적으로, 변환기가 제어기로부터 전자 신호를 수용하는 경우, 변환기는 배출 챔버내로부터 약물을 배출하기에 충분한 전압을 형성할 수 있다. 어느 경우에나, 본원의 정량식 흡입기는 에어로졸 캐리어 또는 추진체의 사용 없이 흡입 스팀을 제조할 수 있다.
먼저 지적한 바와 같이, 그리고 도 1을 다시 참조하면, 지속 기간, 강도 및/또는 전자 신호의 다른 특성은 약물 투여량 및/또는 배출 특성을 변경에 영향을 미치게 바꿀 수 있다. 이에 따라, 프로세서(14)는, 예컨대 전자 신호(24)가 배출 유체의 특성의 표시에 관한 감지되거나 계산된 정보에 응답하여 변경되게 하는지의 여부 및 그의 방법을 결정하도록 구성될 수 있다.
정량식 이젝터는 기화 챔버 및 배출 오리피스의 효과적인 사이즈 및 형상 그리고 전자 신호 및 배출 챔버내의 약재의 특성을 제어함으로써 일관된 사이즈 범위내에서 액적을 제조하도록 변경될 수 있다. 일정한 액적 사이즈가 기화 챔버, 배출 오리피스, 전자 신호 및 배출 유체의 특성의 기능으로서 제조될 수 있기 때문에, 기화 오리피스 특성 및/또는 전자 신호에 대한 주의 깊은 선택은 본 이젝터를 바람직한 범위내의 직경을 갖는 액적을 신뢰성 있게 제조하게 한다. 바람직한 직경은 의도된 사용 및 특정 약물에 따라서 변경될 수 있지만, 예시적인 실시예에서 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
배출 요소는 상술한 바와 같이 독립적으로 제어될 수 있거나, 총 세트중 그룹화 또는 서브세트내에서 제어될 수 있다. 배출 요소 작동 속도를 전자식으로 제어함으로써, 약물 배출의 속도, 및 이에 따른 약물 투여량 및 흡입기에 의해 제조된 방울 크기를 제어가능하다. 이것은, 기화 요소가 함께 또는 그룹화 또는 서브세트내에서 제어되는지의 여부에 따라 달성될 수 있다. 마찬가지로, 투여량은 배출 요소의 여러 가지의 그룹화 또는 서브세트를 선택적으로 작동함으로써, 또는 발사율, 압력 및 수량 제어 등의 동작 변수의 몇 가지 조합에 의해 제어될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 흡입기는 전체적으로 참조 부호(70)로 도시되어 있다. 흡입기(70)는 배출된 흡입물을 위한 배출구를 제공하는 마우스피스(74)를 갖는 하우징(72)을 구비하고 있다. 저장 챔버(76)는 약물을 저장하여 배출 메커니즘(78)내에서 상술한 바와 같은 배출 챔버로 약물을 제공한다. 배출 메커니즘의 동작은 전원(82)으로부터의 전력을 수용하는 제어기(80)에 의해 제어된다. 전원 장치는 배터리, 외부 전원, 또는 일회용, 재충전용 또는 영구용중 어느 것인 다른 적당한 전원 장치일 수 있다.
흡입기의 동작은 사용자에 의해 제어되는 작동 스위치(84)에 의해 시동될 수 있으나, 흡입기는 대신에 사용자에 의한 흡입을 감지하고, 자동적으로 흡입기를 작동시킬 수 있다. 알람(86) 등의 출력 장치는 약물 공급이 적어지거나 또는 너무 적은 경우, 또는 후술하는 바와 같이 흡입기의 기능이 방해되는 경우 등의 흡입기의 동작 상태를 사용자에게 알리기 위해 사용될 수 있다.
저장 챔버에 부착되도록 도시한 센서(88)는 배출 챔버내의 약물의 특성에 대한 지시를 감지할 수 있다. 센서(88)는 적절한 감지를 제공하는 흡입기상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 예를 들면, 도시하는 바와 같이, 저장 챔버상에 또는그 내에 위치되는 경우, 센서(88)는 일반적으로 지시로서 지칭되는 대응 조건, 예컨대 저장 챔버내의 유체의 온도 또는 압력, 저장 챔버내의 유체의 체적, 저장 챔버가 순응성 챔버인 경우 스프링 등의 압력 발생 요소에 의해 발생된 압력 또는 장력, 또는 중력에 대한 저장소의 배향을 감지하도록 이용될 수 있다. 용어 "지시(indication)"는 배출 챔버내의 약물의 특성이 유도될 수 있는 감지된 조건을 지칭한다. 예를 들면, 저장 챔버 또는 배출 챔버내의 유체의 배압 또는 온도를 감지함으로써, 모든 배출 챔버내의 유체의 배압 또는 온도가 유도될 수 있다.
또한, 다른 위치 및 구성이 명백해질 수 있다. 예를 들면, 배출 챔버내의 온도 또는 압력 변환기를 위치시키고, 비기능적 감지 챔버를 이용함으로써 가능해질 수 있다. 또한, 이러한 구성이 보다 복잡하고 비용이 들지라도, 각 배출 챔버내에서 감지하는 특성이 제공될 수 있다. 추가적으로, 하우징의 배향을 감지하는 것은 저장 챔버의 배향에 대한 정보를 제공할 수 있고, 그 결과 배출 챔버내의 배압에 대한 정보가 유도될 수 있다. 이러한 특성은 약물 또는 배출된 약물의 양과 품질에 영향을 주는 배출 챔버의 특정 실시예일 수 있다. 예를 들면, 배출 챔버내의 약물의 배압, 또는 온도는 방울 크기 및 이에 따른 사용자에 의한 흡입물의 최종 투여량 및 흡수 능력을 결정할 수 있다.
지칭한 바와 같이, 도 2 및 도 3에 도시한 형태를 갖는 몇 가지 배출 메커니즘에 있어서, 배출 메커니즘의 기능은 배출 챔버내의 조건에 따를 수 있다. 배출 챔버는, 배출 챔버내의 유체의 평균 또는 표준 특성에 근거하여 설계될 수 있다. 이것은 기화 챔버 설계에 적용된 바와 같은 유체 기화 및 유동 특성을 포함할 수있다.
동작에 영향을 줄 수 있는 배출 유체의 특성은 저장 챔버로부터의 배압 및 온도를 포함할 수 있다. 배압에 대한 정보는 여러 가지의 소스로부터 유도될 수 있으며, 이중 하나 또는 그 이상은 배출 챔버내의 실제 배압에 대한 지시로서 감지될 수 있다. 이러한 소스는, 저장 챔버내의 유체의 상대 압력에 한정되는 것이 아니라, 배출 챔버내의 실제 압력, 저장 챔버내의 유체의 양, 투여된 그리고 남은 투여 횟수, 스프링 가압된 호환성의 저장 챔버의 사이즈 또는 위치, 또는 중력에 대한 저장 챔버의 배향을 포함한다. 마찬가지로, 저장된 또는 배출된 유체의 온도는 유체 또는 배출 챔버용 기부를 형성하는 기질의 온도에 대한 실제 지시로서 감지될 수 있다. 배출 요소의 작동에 대한 속도 및 지속 기간에 근거하여 계산될 수 있다. 따라서, 이러한 지시는 제어기에 의해 계산 또는 계수될 수 있거나, 흡입기내의 연관된 조건에 대한 직접 측정 또는 감지에 의해 결정될 수 있다.
도 5는 이젝터의 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있는 동작 방식의 예를 도시한 것이다. 차트(90)는 의도된 동작의 라인(92)을 설명하도록 도시된 것으로, 이러한 예에 있어서 이젝터 메커니즘 근방에 저장된 유체의 압력의 기능으로서 배출된 방울의 수를 도시하고 있다. 설명을 목적으로, 5가지 범위의 동작 압력이 도시되어 있다. 보다 많고 적은 범위가 사용될 수 있다. 압력(P1, P2, P3, P4)은 각각의 범위(94, 95, 96, 97, 98) 사이의 경계를 규정한다.
P1이하의 압력을 포함하는 가장 낮은 범위(94), 및 P4이하의 압력을 포함하는 가장 높은 범위(98)는, 배출 메커니즘의 동작에서 보상 조정을 할 수 있게 하고 요구된 투여량의 배출된 투여량 및 방울 크기를 제공하도록 너무 낮거나 높게 압력이 고려될 수 있다. 이에 따라, 흡입기의 동작은 어떠한 방울도 배출되지 않는 압력 범위에서 차단될 수 있다.
압력(P2, P3) 사이의 중앙 범위(96)는 목표 범위로 고려될 수 있음을 표시하며, 이 목표 범위에서 다소 일정한 개수의 방울(D2)이 압력(P2, P3) 사이의 감지되고 유도된 압력을 위해 배출된다. 평균 동작 변수는 이 범위내의 압력을 위해 사용될 수 있다. 제공된 실시예에 있어서, 이 범위는 적절하다면 좁거나 영의 폭을 가질 수 있다.
범위(P1내지 P2및 P3내지 P4)내의 범위에 각각 대응하는 보다 낮고 높은 중간 범위(95, 97)에서, 동작 변수는 평균 또는 목표 압력으로부터의 압력의 변화, 또는 압력의 범위를 보상하도록 변경 또는 조절될 수 있다.
범위(95)로 표시된 바와 같이 압력이 낮은 경우, 방울 체적이 더 낮아질 수 있다. 이에 응답하여, 보다 많은 방울이 동일한 약물 투여량을 전달하기 위해 배출될 수 있다. 이에 따라, 방울의 수는 P2에서 P1까지의 압력 강하로서 평균 개수가 D2에서 D3까지 증가할 수 있다. 이 작용은 2가지 중첩된 효과를 가질 수 있는데, 이는 보다 많은 방울이 배출될 수 있으며; 발사의 지속 기간이 증가할 때 배출 챔버를 지지하는 기질이 온도 증가될 수 있어, 방울 크기가 증가된다. 후자의 효과는 고려될 수 있는 혼합 충격을 갖는다.
추가적으로 또는 선택적으로, 저항기의 형태인 배출 요소 또는 다른 타입의 시스템내의 가열 저항기는, 적절한 펄스의 전류 또는 연속으로 감소된 전류를 이들에게 송신함으로써 직접 가열될 수 있다. 이들 전류는 방울 배출을 야기하기에 부적당하다. 이들은 연관된 기질을 직접 가열 또는 가열함으로써 직접 유체의 가열을 제공한다. 이 방식으로, 보다 낮은 압력에 의해 감소된 방울 크기는 온도를 증가시킴으로써 보다 커져 보다 평균적일 수 있다.
압력이 높은 경우, 범위(97)에 의해 표시된 바와 같이, 그 후 방울 체적이 보다 커질 수 있다. 이에 응답하여, 보다 소수의 방울이 동일한 약물 투여량을 전달하도록 배출될 수 있다. 이에 따라, 방울의 수는 압력이 P3에서 P4로 상승하기 때문에 평균 개수는 D2에서 D1로 감소될 수 있다. 이것은 배출 요소의 작동 개수를 감소시킴으로써 성취될 수 있다.
선택적으로, 발사 주파수(firing frequency)는 실제적으로 증가될 수 있다. 이 변형예는 발사가 빠르고 충분한 속도로 발생하는 경우 배출 챔버의 작동 또는 발사 사이에서 불완전하게 재충전되도록 설계된 배출 챔버에 적절하다. 다시 말하면, 발사 사이의 지속 기간은 배출 챔버가 유체로 재충전되는 정도를 결정할 수 있다. 이 구성은 도 6에서 그래프(100)로 도시한 바와 같이 과감쇄 방울 발생기 구조로서 고안될 수 있다. 이 그래프는, 라인(102)에 의해, 발사하는 배출 요소의 주파수의 기능으로서의 방울 크기를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 방울 체적또는 크기는 보다 낮은 발사 주파수에 대해 균일 또는 일정하게 되는 경향이 있을 수 있다. 그러나, 발사 주파수 또는 속도가 증가하는 경우, 방울 크기는 점진적으로 감소할 수 있다. 이에 따라, 배압이 평균보다 높은 경우, 발사 주파수는 실제적으로 방울 크기를 감소시키도록 증가될 수 있다. 제공된 파열 또는 일련의 작동에 대해, 전체 체적 또는 투여량이 감소하여, 증가하는 압력을 증가시키기 위한 방울 크기의 경향을 보상한다.
상기의 결과로서, 제어기는 이젝터의 작동 변수를 일정하게 유지하고, 변경하며 그리고/또는 영으로 감소시키기 위한 구조체로서 지칭할 수 있음이 이해될 것이다.
지칭한 바와 같이, 작동 범위(94, 95, 96, 97, 98)의 크기는 제공된 배출 메커니즘 및 소망의 작동 절차에 따라서 광범위하게 변경할 수 있다. 이에 따라, 단순한 시스템에 있어서, 중간 범위(95, 97)는 존재하지 않을 수 있다. 중심 또는 평균 범위(96)는 점으로만 존재할 수 있는데, 이 경우 P2는 P3이 될 것이다. 후자의 경우는 범위(95, 97)를 구성하는 단일 연장된 작동 범위(104)를 갖는 것이 동등한데, 여기서의 보상 작용은 압력(P1, P4) 사이에서 취해져 기술한 바와 같이 방울의 수를 조절하거나, 다른 작용을 취할 수 있다.
선형 및 연속적인 관계가 의존 변수와 독립 변수 사이에서 나타내어지더라도, 다른 관계(불연속식, 기하학식 또는 대수식 등)가 적절하게 이용될 수 있다. 또한, 다른 관계는 배출 작동을 규정하기 위한 기초로서 이용될 수도 있다. 예를들면, 작동 관계는 배출된 방울의 수, 인가된 배출 요소 전류, 또는 압력의 기능으로서의 배출 요소 작동 주파수, 공급 챔버 유체 체적, 배출된 도즈의 수, 또는 이젝터 배향에 의해 규정될 수 있다.
다른 예로서, 논의된 바와 같이, 온도를 상승시키고 배출 챔버내의 약물의 점도를 감소시키기 위해 가열 전류는 작동 전류 전에 인가될 수 있다. 이것은 배출된 방울의 크기를 증가시키는 경향이 있을 수 있다. 하나 또는 그 이상의 배출 챔버내 또는 배출 메커니즘에 인접한 저장 챔버내의 온도 센서는 배출 챔버내의 유체의 온도에 대한 지시를 제공하도록 이용될 수 있다. 배출 유체의 온도가 감소되는 경우, 방울 크기가 상응적으로 감소하여, 배출된 약물을 흡수하기 위한 투여량 및 사용자의 능력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 다른 작동 관계는 감지된 온도의 기능으로서의 공급 또는 배출 챔버 유체 온도를 조절하도록 개발될 수 있으며, 그 결과 온도 변화에 대한 보상 또는 보정을 한다. 선택적으로, 배출된 방울의 수는 온도 변화의 기능으로서 변경될 수 있다.
다른 예로서, 이젝터는 배출 유체의 특성에 대한 지시의 결정에 응답하여 배출 챔버내의 유체의 배압을 직접 조절하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시예의 이젝터는 도 7에서 전체적으로 참조 부호(110)로 도시되어 있다. 도 4에 도시한 이젝터(70)와 마찬가지로, 이젝터(110)는 배출 메커니즘(114)과 유체식 연통하고 있는 유체 저장 챔버(112)를 가질 수 있다. 배출 챔버(114)는 센서(118)로부터의 신호를 수용하는 제어기(116)에 의해 제어될 수 있다. 센서(118)는 배출 메커니즘상의 약물 유체의 배압을 지시하는 정보를 제공하도록 탑재될 수 있다. 사용자는알람(120)에 의해 정보 또는 신호를 제공받을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 저장 챔버(112)는, 챔버를 팽창시키는 경향이 있는 스프링(122) 등의 장치에 의해 힘이 작용하는 가요성 백(bag) 또는 엔벌로프(envelope)에 의해 제공되는 바와 같이 유연성 유체 챔버일 수 있다. 전형적으로, 유연성 챔버에 작용하는 스프링 또는 다른 힘 발생 장치는 저장된 유체, 및 그 때문에 배출 챔버내의 배출 유체상의 소망 배압을 제공한다. 예컨대 물 계기 압력의 -2인치 내지 -6인치(대략 -50mm 내지 -150mm) 등의 적당한 압력 범위는 유지될 수 있다.
유체가 배출 챔버로부터 배출되는 경우, 저장 챔버(112)로부터 배출 챔버내로 유체가 유인된다. 이것은 차례로 저장 챔버가 붕괴되게 하여, 스프링을 압축하고 배압을 감소(예컨대, 보다 음의 값이 됨)한다.
다른 유체 공급부(124)는 밸브(126)를 거쳐 저장 챔버(126)와 선택적으로 유체식 연통하고 있도록 포함될 수 있다. 공급부(124), 밸브(126), 센서(118) 및 제어기(116)는 총괄적으로 조절 시스템, 본 예에 있어서는 압력 조절 시스템(128)으로 지칭한다. 제어기(116)는 밸브(126)의 동작을 제어한다. 감지된 압력이 제공된 임계값에 도달하는 경우, 제어기(116)는 밸브를 개방하여, 보다 많은 유체가 유체 공급부(124)로부터 흐르게 한다. 저장 챔버(112)가 유체로 재충전되기 때문에, 스프링 장력은 줄어들어, 공급 및 배출 챔버내의 배압을 증가시킨다.
예컨대 에어로졸 약물을 사용자에게 투여할 때 이용될 수 있는, 약물을 배출하기 위한 방법을 요약한 개괄적인 흐름도(130)가 도 8에 도시되어 있다. 참조 부호(132)에서, 이젝터는 사용자로부터의 입력 또는 장치에 의한 사용자의 활동 또는 존재에 대한 자동적인 감지를 통해 입력에 의해 작동될 수 있다. 배출 챔버내의 약물의 특성에 대한 지시로서 역할을 하는 정보는 참조 부호(134)에서 결정되어, 예컨대 배압에 관한 신호를 발생시키는 센서에 의해 제공될 수 있다.
지시 또는 지시로부터 유도된 배출 유체 특성이 작동 범위내에 있는지의 여부에 대해 참조 부호(136)에서 결정이 이루어질 수 있다. 도 5에 도시한 어떠한 범위(95, 96, 97)도 작동 범위로 고려될 수 있다. 그렇지 않으면, 참조 부호(138)에서 동작이 차단되어, 예컨대 알람을 통해 사용자에게 알려진다. 지시 또는 배출 유체 특성이 작동 범위에 있는 경우, 적절한 작동 변수가 결정된 지시에 근거하여 참조 부호(140)에서 설정될 수 있다. 지시가 평균 범위(96)내의 압력인 경우, 평균 작동 변수는 이미 설정될 수 있다. 지시가 범위(95 또는 97) 등의 보상 범위내에 있는 경우, 작동 변수는 논의된 바와 같이 하나 또는 그 이상의 유체 특성의 결정된 변화에서 나올 수 있는 배출 유체 특성의 모든 변화에 대해 보상하도록 선택될 수 있다. 이에 따라, 배출 메커니즘은 결정된 지시에 근거한 특성을 갖는 배출 유체를 배출하도록 참조 부호(142)에서 작동될 수 있다.
본 개시내용은 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 제공되었지만, 다수의 변형이 이하의 특허청구범위내에 규정된 사상 및 범위로부터 일탈됨이 없이 본원에서 이루어질 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 상세한 설명은 본원에 기재된 요소들의 모든 신규적이고 진보적인 조합을 포함하도록 이해되어야 하며, 특허청구범위는 이러한 요소들의 어떠한 신규적이고 진보적인 조합에 본 출원 또는 이후 출원에제공될 것이다. 전술한 실시예는 실례가 되며, 본 출원 또는 이후 출원에서 청구될 수 있는 모든 가능한 조합에 어느 단일 특징 또는 요소도 필수적이지 않다. 특허청구범위가 "하나의" 또는 "제 1" 요소 또는 그의 동등물을 인용 2개 또는 그 이상의 요소를 필요로 하거나 배제하지 않고 하나 또는 그 이상의 요소의 결합을 포함하도록 이해되어야 한다.
본 발명에 따르면. 에어로졸 기지의 약물 이젝터를 이용하여 약물을 신뢰성 있고 일관되게 투여할 수 있다.

Claims (10)

  1. 약물 이젝터(10)에 있어서,
    유체 기지의 용질 약물(56)을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 배출 챔버(40)를 구비하며, 상기 적어도 하나의 배출 챔버(40)로부터 제어된 약물(56)의 배출을 선택적으로 영향을 미치도록 구성된 배출 메커니즘(22)과,
    상기 적어도 하나의 배출 챔버(40)내의 약물(56)의 특성에 대한 지시를 결정하고, 상기 결정된 지시에 근거하여 상기 적어도 하나의 배출 챔버로부터 약물(56)의 배출을 제어하도록 구성된 제어기(12)를 포함하는
    약물 이젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기(12)는 약물(56)의 배출을 변경함으로써 배출을 제어하도록 구성된
    약물 이젝터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 지시는 온도, 압력 및 배향중 적어도 하나인
    약물 이젝터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 약물(56)을 저장하도록 구성된 저장 챔버(28)를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 배출 챔버(40)는 상기 저장 챔버(28)와 유체식 연통하고, 상기 결정된 지시는 상기 저장 챔버(28)내의 약물(28)의 압력과, 상기 저장 챔버(28)내의 약물(56)의 체적과, 상기 저장 챔버(28)의 배향중 적어도 하나인
    약물 이젝터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기(12)는, 상기 결정된 지시가 제공된 지시인지의 여부를 결정하여, 상기 결정된 지시가 제공된 지시인 경우는 제 1 방식으로 약물(56)을 배출하고, 상기 결정된 지시가 제공된 지시가 아닌 경우는 제 1 방식과 상이한 제 2 방식으로 약물(56)을 배출하도록 구성된
    약물 이젝터.
  6. 약물(56)을 배출하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 배출 챔버(40)내의 유체 기지의 용질 약물(56)의 특성에 대한 지시를 결정하는 단계와,
    상기 결정된 지시에 근거하여 상기 적어도 하나의 배출 챔버(40)로부터 상기 약물(56)을 배출하는 단계를 포함하는
    약물 배출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    약물(56)의 배출을 변경하는 단계를 더 포함하는
    약물 배출 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 결정 단계는, 온도, 압력 및 배향중 적어도 하나를 결정하는 단계를
    약물 배출 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    적어도 하나의 배출 챔버(40)와 유체식 연통하는 저장 챔버(40)내의 약물을 저장하는 단계를 더 포함하며,
    상기 결정 단계는 상기 저장 챔버(28)내의 약물(28)의 압력과, 상기 저장 챔버(28)내의 약물(56)의 체적과, 상기 저장 챔버(28)의 배향중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는
    약물 배출 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 결정 단계는, 상기 결정된 지시가 제공된 지시인지의 여부를 결정하는 단계와, 상기 결정된 지시가 제공된 지시인 경우 제 1 방식으로 약물(56)을 배출하는 단계와, 상기 결정된 지시가 제공된 지시가 아닌 경우 제 1 방식과 상이한 제 2 방식으로 약물(56)을 배출하는 단계를 더 포함하는
    약물 배출 방법.
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