KR20120140239A - 건성 분무기 엘리먼트들의 식별 - Google Patents

건성 분무기 엘리먼트들의 식별 Download PDF

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넥타르 테라퓨틱스
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Abstract

액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 다양한 배열들이 개시된다. 분무기 엘리먼트는 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징(energize)될 수 있다. 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정됨으로써, 측정된 임피던스 값을 획득할 수 있다. 이러한 임피던스 값은 저장된 임피던스 값과 비교될 수 있다. 이러한 비교에 기초하여, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부가 결정될 수 있다.

Description

건성 분무기 엘리먼트들의 식별{IDENTIFYING DRY NEBULIZER ELEMENTS}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은, 2010년 1월 19일 출원되었으며 그 명칭이 "METHODS, DEVICES AND SYSTEMS FOR IDENTIFYING DRY NEBULIZER ELEMENTS"인 미국 특허 출원 제61/296,306호의 PCT 출원이며, 이 미국 출원의 전체 내용은 모든 목적들을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 출원은, 2010년 7월 19일 출원된 PCT 출원 PCT/US2010/042473, 및 2009년 7월 17일 출원되었으며 그 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR DRIVING SEALED NEBULIZERS"인 미국 특허 출원 제61/226,591호(대리인 도켓 번호 제015225-012600US호)와 관련되며, 이들의 전체 내용들은 모든 목적들을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다. 본 출원은 또한, 2010년 7월 19일 출원된 PCT 출원 PCT/US2010/042471, 및 2009년 7월 17일 출원되었으며 그 명칭이 "NEGATIVELY BIASED SEALED NEBULIZERS SYSTEMS AND METHODS"인 미국 출원 제61/226,567호(대리인 도켓 번호 제015225-012500US)와 관련되며, 이들의 전체 내용들은 모든 목적들을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다.
본원에서 개시되는 실시예들은 분무기(nebulizer)들에 관한 것이다. 특히, 본원에서 개시되는 실시예들은 분무기 엘리먼트(nebulizer element)가 액체와 접촉(contact)하는 지의 여부를 결정하기 위해 이 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정하는 것에 관한 것이다.
광범위하게 다양한 절차들이 약물(drug)을 환자에게 전달하기 위해 제안되었다. 몇몇 약물 전달 절차들에서, 약물은 액체이며, 환자에 의한 흡입을 위해 미세한 액체 방울(droplet)들의 형태로 디스펜싱(dispense)된다. 환자는 흡수를 위해 폐 조직을 통해서 약물을 흡입할 수 있다. 이러한 연무(mist)는 분무기에 의해 형성될 수 있다. 액체가 존재하지 않는 분무기의 동작은 이러한 분무기에 손상을 야기할 수 있다.
임피던스 측정들은, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 분무기 엘리먼트는 측정 주파수에서의 전기 신호(electrical signal)를 통해 활성화(energize)될 수 있다. 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정됨으로써, 측정된 임피던스 값을 획득할 수 있다. 이러한 임피던스 값은 저장된 임피던스 값과 비교될 수 있다. 이러한 비교에 기초하여, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부가 결정될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법이 제시된다. 이 방법은 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징(energize)하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 측정된 임피던스 값을 획득하는 단계를 포함한다. 이 방법은 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값을 비교하는 단계를 더 포함한다. 또한, 이 방법은 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값 간의 비교를 이용하여, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 측정 주파수는, 분무기가 액체를 분무화(atomize)시키기 위해 에너자이징되는 분무화 주파수(atomization frequency)와 상이하다. 몇몇 실시예들에서, 이 방법은, 분무기 엘리먼트가 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되는 것과 동시에, 하나 또는 둘 이상의 분무화 주파수들에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 이 방법은, 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정되는 동안, 액체를 분무화시키는 단계를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 이 방법은, 분무기 엘리먼트가 액체와 접촉하지 않는 것으로 결정되는 경우, 분무기 엘리먼트가 분무화 주파수에서의 전압을 통해 에너자이징되지 않도록 분무기 엘리먼트를 디스에이블(disable)시키는 단계를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 이 방법은, 분무기 엘리먼트가 액체와 접촉하는 것으로 결정되는 경우, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 이 방법은, 측정 주파수에서의 전압을 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 전에, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계; 및 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 전에, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉할 때 액체를 분무화시키기 위한 시스템이 제시된다. 이 시스템은 분무기를 포함한다. 이러한 분무기는 액체를 저장하도록 구성된 저장기(reservoir)를 포함할 수 있다. 이러한 저장기는 액체를 분무기 엘리먼트에 디스펜싱하도록 구성될 수 있다. 분무기는 또한 분무기 엘리먼트를 포함할 수 있다. 분무기 엘리먼트는, 분무화 주파수에서 에너자이징될 때, 분무기 엘리먼트와 접촉하는 액체를 분무화시키도록 구성될 수 있다. 이 시스템은 또한, 제어 모듈을 포함할 수 있다. 제어 모듈은 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위해 분무화 주파수에서 전기 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈은 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위해 측정 주파수에서 전기 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈은 또한, 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 측정된 임피던스 값을 획득하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈은 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값을 비교하도록 더 구성될 수 있다. 또한, 제어 모듈은, 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값 간의 비교를 이용하여, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 비 일시적인(non-transitory) 프로세서-판독가능한 매체 상에 상주(reside)하며 프로세서-판독가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건(computer program product)이 제시된다. 이 명령들은, 실행될 때, 프로세서로 하여금: 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하고; 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 측정된 임피던스 값을 획득하고; 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값을 비교하고; 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값 간의 비교를 이용하여, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하게 할 수 있다.
본 발명의 특징 및 장점들의 추가적인 이해는 하기의 도면들을 참조하여 이루어질 수 있다.
도 1은 분무기의 일 실시예를 도시한다.
도 2는 제어 모듈에 의해 구동되는 분무기의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 다양한 주파수들에서의 습성(wet) 분무기 엘리먼트 및 건성(dry) 분무기 엘리먼트의 임피던스의 그래프를 도시한다.
도 4는 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법의 일 실시예를 도시한다.
도 5는 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법의 다른 실시예를 도시한다.
액체가 존재하지 않는 분무기의 동작은 분무기 및/또는 분무기의 엘리먼트에 손상을 야기할 수 있다. 이와 같이, 분무기 엘리먼트가 건성일 때에는, 이러한 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 분무기 엘리먼트가 액체와 접촉하는지(분무기 엘리먼트가 습성이다), 아니면 액체와 접촉하지 않는지(분무기 엘리먼트가 건성이다)를 결정하기 위한 다양한 구현들이 설명된다.
보다 구체적으로, 본 발명은 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정하는 것과, 측정치(measurement)를 미리결정된 임피던스 값과 비교하는 것을 포함한다. 이러한 비교는 분무기 엘리먼트가 액체와 접촉하는 지의 여부를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 주파수들에서 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부가 결정될 수 있다.
분무기 엘리먼트가 잠재적으로 건성으로 동작할 수 있는 많은 상황들이 있다. 예를 들어, 액체(예를 들어, 아미카신(Amikacin)과 같은 액체 약물)가 분무기 엘리먼트와 이전에 접촉했을 수도 있지만, 액체의 재고(supply)가 고갈(exhaust)되었을 수 있다. 이러한 액체 약물의 특정 1회 복용량(dose)이 환자에게 전달하기 위해 분무화되도록 분무기 엘리먼트에 제공될 수 있다. 1회 복용량의 끝에서, 액체 약물의 1회 복용량 전체가 분무화되었음에도 불구하고, 분무기 엘리먼트는 계속해서 에너자이징될 수 있으며, 이에 따라 건성 분무기 엘리먼트가 에너자이징되게 한다. 다른 예로서, 어떠한 액체도 분무기 엘리먼트와 접촉하지 않으면서, 분무기 엘리먼트가 의도하지 않게 에너자이징될 수 있다. 이러한 양자 모두의 경우들에서, 분무기 및/또는 그 엘리먼트는 건성인 동안 에너자이징됨으로써 손상될 수 있다.
도 1은 분무기(100)의 일 실시예를 도시한다. 분무기(100)는 분무기 엘리먼트(110), 약물 저장기(120), 헤드 스페이스(130), 인터페이스(140), 및 캡(150)을 포함할 수 있다. 분무기 엘리먼트(100)는, 전기 신호가 인가될 때 확장(expand) 및 수축(contract)할 수 있는 압전성 링(piezoelectric)으로 구성될 수 있다. 이러한 압전성 링은 구멍뚫린 멤브레인(perforated membrane)에 부착될 수 있다. 이러한 구멍뚫린 멤브레인은 이를 관통하는 다수의 구멍들을 가질 수 있다. 전기 신호가 압전성 링에 인가될 때, 이는 멤브레인이 이동 및/또는 구부러지게 할 수 있다. 액체와 접촉하는 동안의 멤브레인의 이러한 이동은 액체의 분무화를 야기하여, 액체 입자들의 연무를 생성할 수 있다. 분무기 엘리먼트(110)는 또한 진동하는 애퍼쳐 플레이트(aperture plate)일 수 있다.
액체, 일반적으로는 액체 약물(그 예들이 본 문서에서 이후 상세히 설명된다)의 재고는 약물 저장기(120)에 보유될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 약물 저장기(120)는 액체 약물에 의해 단지 부분적으로 채워진다. 약체 약물이 분무화됨에 따라, 약물 저장기(120)에 남아있는 액체 약물의 양은 감소될 수 있다. 약물 저장기(120) 내의 액체 약물의 양에 의존하여, 저장기의 일부 만이 액체 약물로 채워질 수 있다. 약물 저장기(120)의 나머지 부분은 공기와 같은 가스로 채워질 수 있다. 이러한 공간은 헤드 스페이스(130)로서 지칭된다. 인터페이스(140)는 약물 저장기(120)와 분무기 엘리먼트(110) 간에 액체 약물을 전달하는 기능을 할 수 있다.
분무기들 및 이러한 분무기들과 관련된 기술들은, 미국 특허 제5,164,740호; 제5,938,117호; 제5,586,550호; 제5,758,637호; 제6,014,970호; 제6,085,740호; 제6,235,177호; 제6,615,824호; 제7,322,349호에서 일반적으로 설명되어 있으며, 이들의 전체 내용들은 모든 목적들을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다.
분무기(100)와 같은 분무기는 도 2에 도시된 것과 같은 제어 모듈에 연결될 수 있다. 도 2는 분무기(100)와 결합된 분무기 제어 모듈의 일 실시예(200)의 단순화된 블록도를 도시한다. 도 2의 분무기(100)(이는 도 1의 분무기(100) 또는 상기 인용된 출원들에서 설명되는 것들과 같은 어떠한 다른 분무기를 나타낼 수 있다)는, 케이블일 수 있는 와이어(230)를 통해 제어 모듈(210)에 연결될 수 있다. 와이어(230)는 제어 모듈(210)로 하여금 이러한 와이어(230)를 통해 분무기(100)에 가변 주파수 및 가변 전압의 전기 신호를 전송할 수 있게 한다. 제어 모듈(210)은, 이러한 제어 모듈(210)에 DC 전압 및/또는 AC 전압을 공급할 수 있는 전압 공급부(voltage supply)(215)에 연결될 수 있다.
제어 모듈(210)은 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 제어 모듈(210)의 몇몇 실시예들에서, 프로세서(211), 비 일시적인 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(212), 및 전기 신호 출력 모듈(213)이 제시된다. 프로세서(211)는 범용 프로세서이거나, 또는 제어 모듈(210) 내에서 기능하도록 하기 위해 특별히 설계된 프로세서일 수 있다. 프로세서(211)는 소프트웨어 또는 펌웨어로서 저장된 명령들을 실행시키는 기능을 할 수 있다. 이러한 명령들은 비 일시적인 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(212) 상에 저장될 수 있다. 비 일시적인 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(212)는 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 명령들을 저장할 수 있는 어떠한 다른 저장 매체일 수 있다. 비 일시적인 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(212)에 의해 저장된 명령들은 프로세서(211)에 의해 실행될 수 있으며, 이러한 명령들의 실행에 의해, 전기 신호 출력 모듈(213)은 가변 주파수 및/또는 가변 전압의 전기 신호를 발생시키는 바, 이러한 전기 신호는 와이어(230)를 통해 분무기(100)의 분무기 엘리먼트에 출력된다. 전기 신호 출력 모듈(213)에 의해 출력되는 신호는 하나 또는 둘 이상의 주파수들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기 신호 출력 모듈(213)은, 하나 또는 둘 이상의 주파수들에서 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정하기 위해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하도록 이용되는 전기 신호를 간헐적으로 또는 동시에 발생시킬 수 있는데, 여기서 하나 또는 둘 이상의 주파수들은 액체를 분무화시키기 위해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하도록 이용된다.
도 3은 도 1의 분무기 엘리먼트(110)와 같은 분무기 엘리먼트의 임피던스가, 인가되는 전기 신호의 주파수에 의존하여, 그리고 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부에 따라, 어떻게 달라질 수 있는 지를 나타내는 그래프(300)의 일 실시예를 도시한다. 라인(310)은 다양한 주파수들에서 습성일 때의 분무기 엘리먼트의 임피던스를 나타낸다. 라인(320)은 다양한 주파수들에서 건성일 때의 분무기 엘리먼트의 임피던스를 나타낸다. 인가되는 전기 신호의 주파수에 의존하여, 습성 분무기 엘리먼트는 건성 분무기 엘리먼트 보다 더 높거나, 더 낮거나, 또는 동일한 임피던스를 가질 수 있다. 분무기 엘리먼트가 액체와 접촉하고 있는 지의 여부(예를 들어, 습성 또는 건성인지의 여부)를 결정하기 위해, 임피던스들이 습성 상태와 건성 상태 사이에서 크게 발산(diverge)하는 주파수들이 분석될 수 있다. 예를 들어, 약 122kHz의 주파수가 이용될 수 있다. 대략 122kHz에서, 분무기의 임피던스들이 습성 상태와 건성 상태 사이에서 크게 달라지는 주파수 범위로서 점선으로 된 박스로 표시된 영역(350) 내에서, 습성 분무기는 약 280Ω의 임피던스를 갖는다. 동일한 주파수에서, 액체와 접촉하지 않는 동일한 분무기 엘리먼트는 10,000Ω이 넘는 임피던스를 갖는다. 당업자라면 상이한 분무기들 및/또는 분무기 엘리먼트들에 대해 상이한 결과들이 달성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이 때문에, 상이한 분무기들 및/또는 분무기 엘리먼트들에 대해, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하기 위해서는 상이한 주파수들이 바람직할 수 있다. 포인트(330)는 이러한 분무기 엘리먼트가 액체를 분무화시키기 위해 일반적으로 에너자이징되는 주파수(및 관련된 임피던스)를 나타낼 수 있다. 이 때문에, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하는 데에 이용되는 주파수는 액체를 분무화시키는 데에 이용되는 주파수와 상이한 주파수일 수 있다. 이러한 그래프는, 습성 및 건성 상태들과 관련된 임피던스 값들을 결정하고, 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하는 데에 이용될 하나 또는 둘 이상의 주파수들을 식별하도록, 분무기 및/또는 분무기 엘리먼트의 각 설계에 대해 생성될 수 있다.
도 3의 그래프를 생성하는 데에 이용되는 분무기 엘리먼트의 임피던스는 이러한 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하기 위해 약 120kHz의 주파수에서 측정될 수 있다. 임피던스는 도 4의 방법(400)과 같은 방법을 통해 모니터링될 수 있다. 도 4는 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하기 위한 방법의 일 실시예를 도시한다. 방법(400)은, 도 1의 분무기(100)와 분무기, 및 도 2의 제어 모듈(210)과 같은 제어 모듈을 이용하여 수행될 수 있다. 블록(410)에서, 제어 모듈에 의해 발생되는 주파수에서의 전기 신호를 통해, 분무기 엘리먼트가 에너자이징될 수 있다. 에너자이징되는 분무기 엘리먼트, 이를 테면 도 3의 그래프를 생성하는 데에 이용되는 분무기 엘리먼트의 특징들은 다양한 전압들 및 주파수들에서 이미 분석되었을 수 있다. 따라서, 어떤 주파수 또는 주파수들 및/또는 전압들에서, 습성인 동안의 분무기 엘리먼트의 임피던스가 건성인 동안의 분무기 엘리먼트의 임피던스와 크게 달라지는 지가 이미 알려져있을 수 있다. 예를 들어, 방법(400)을 수행하는 동안 이용되는 분무기 엘리먼트가 도 3을 생성하는 데에 이용되는 분무기 엘리먼트라면, 이 분무기 엘리먼트는 약 120kHz의 측정 주파수에서 에너자이징될 수 있다. 이러한 주파수는, 건성일 때와 비교하여 습성일 때의 분무기 엘리먼트의 임피던스에 있어서의 큰 차이로 인해 선택되었을 수 있다.
일단 분무기 엘리먼트가 블록(410)에서 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되면, 블록(420)에서 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정될 수 있다. 측정 주파수는, 액체를 분무화시키기 위해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 데에 이용되는 주파수와 같거나 또는 상이한 주파수일 수 있다. 주파수들이 상이하면, 제어 모듈은 분무화 주파수에 의해 분무기 엘리먼트를 여기(excite)시키는 것을 일시적으로 중지할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 분무기 엘리먼트는 분무화 주파수 및 측정 주파수에 의해 동시에 여기될 수 있다. 몇몇 실시예들에서는, 하나 보다 많은 분무화 주파수 및/또는 하나 보다 많은 측정 주파수가 동시에 여기될 수 있다. 임피던스는, 도 2의 제어 모듈(210)과 같은 제어 모듈에 의해 측정될 수 있다. 이러한 측정되는 임피던스 값은 비 일시적인 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(212) 또는 어떠한 다른 저장 디바이스를 이용하여 제어 모듈에 의해 저장될 수 있다.
이후, 블록(430)에서, 이러한 측정된 임피던스 값은 미리결정된 임피던스 값과 비교될 수 있다. 이러한 미리결정된 임피던스 값은, 습성 및 건성인 동안 분무기 엘리먼트의 특징들에 대한 이전의 분석 동안 실험적으로 결정된 것일 수 있다. 예를 들어, 방법(400)이 도 3의 그래프를 생성하는 데에 이용되는 분무기 엘리먼트를 이용하고 있다고 다시 한번 가정하면, 미리결정된 임피던스 값은 122kHz의 주파수에 대해 1100Ω과 같은 임계 값일 수 있다. 따라서, 측정된 임피던스가 이러한 주파수에서 1100Ω 보다 큰 것으로 결정되면, 분무기 엘리먼트는 건성일 가능성이 있으며; 측정된 임피던스가 이러한 주파수에서 1100Ω 보다 작은 것으로 결정되면, 분무기 엘리먼트는 습성일 가능성이 있다.
블록(440)에서, 블록(430)에서의 비교에 기초하여, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하고 있는 지의 여부가 결정될 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 상이한 코스들의 동작이 취해질 수 있다. 예를 들어, 분무기 엘리먼트가 건성인 것으로 결정되면, 분무기 엘리먼트는 에너자이징되는 것이 중지됨으로써, 그 분무기 엘리먼트에 대한 가능한 손상을 막을 수 있다. 분무기 엘리먼트가 습성인 것으로 결정되면, 분무기 엘리먼트는 액체를 분무화시키는 데에 이용되는 주파수에서의 전기 신호를 통해 계속해서 에너자이징됨으로써, 이를 테면 환자에 의한 흡입을 위해 약의 1회 복용량을 생성하기 위해, 분무기 엘리먼트로 하여금 계속해서 액체를 분무화시키게 할 수 있다.
이러한 프로세스는 분무기가 동작하는 동안의 임의의 포인트에서 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 처음에 에너자이징되면, 방법(400)과 같은 방법이, 임의의 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하고 있는 지의 여부를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 이 때문에, 이러한 프로세스는, 사람이 분무기의 저장기에 액체를 부가하는 것을 게을리했을 경우, 분무기 엘리먼트가 처음에 에너자이징되는 것을 막는 데에 이용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서는, 동작 동안 주기적으로 또는 간헐적으로, 방법(400)은 분무기의 액체의 재고가 고갈되었는 지의 여부를 결정하기 위해 수행될 수 있다.
하나의 주파수에서 임피던스를 측정하는 것에 부가하여, 하나 또는 둘 이상의 미리 결정되는 임피던스 값들에 대해 비교하기 위해 하나 또는 다수의 주파수들에서 다수의 상이한 임피던스 값들을 측정함으로써, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부에 대한 보다 정확한 결정을 수행할 수 있다. 도 5는 분무기 엘리먼트의 임피던스가 다수의 주파수들에서 측정되는 방법(500)을 도시한다. 이러한 다양한 주파수들에서의 측정치들로부터 평균 임피던스가 계산되어, 미리 결정되는 임피던스 값과 비교됨으로써, 분무기 엘리먼트가 습성일 가능성이 있는지, 아니면 건성일 가능성이 있는 지의 여부를 결정할 수 있다.
블록(510)에서, 도 1 및 도 2의 분무기(100)와 같은 분무기의 정상적인 동작은, 이를 테면 도 2의 제어 모듈(210)에 의해 디스에이블될 수 있다. 이와 같이 디스에이블하는 것은, 액체를 분무화시키기 위해 이용되고 있는 하나 또는 둘 이상의 주파수들에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트가 에너자이징되는 것을 중지하는 것을 포함할 수 있다. 이것은, 블록(510) 이전에, 분무기 엘리먼트가 액체를 분무화하고 있었을 경우에 필요할 수 있다. 이를 테면 파워업(power up) 직후, 분무기가 액체를 분무화시키는 것을 시작하지 않았다면, 블록(510)은 필요하지 않을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 분무기 엘리먼트는 임피던스를 측정하는 데에 이용되는 주파수(예를 들어, 측정 주파수) 및 액체를 분무화시키는 데에 이용되는 주파수(예를 들어, 분무화 주파수)에 의해 동시에 여기될 수 있으며; 이 때문에, 분무화를 디스에이블하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 블록(520)에서, 분무기 엘리먼트는 하나 또는 둘 이상의 미리 결정되는 주파수들 및/또는 미리 결정되는 전압에서의 전기 신호를 통해 에너자이징될 수 있다. 예를 들어, 방법(500)에서 이용되는 분무기 엘리먼트가 도 3의 그래프(300)를 생성하는 데에 이용되는 것과 동일한 분무기 엘리먼트라고 가정하면, 이용되는 전압은 5V일 수 있고, 이용되는 첫 번째 주파수는 118kHz일 수 있다.
블록(530)에서, 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정될 수 있다. 이러한 임피던스 값은, 비 일시적인 컴퓨터-판독가능한 저장 매체(212)를 이용하여, 도 2의 제어 모듈(210)과 같은 제어 모듈에 의해 측정 및 저장될 수 있다.
블록(540)에서, 하나 또는 둘 이상의 측정된 임피던스 값들을 하나 또는 둘 이상의 미리 결정되는 임피던스 값들과 비교하기 전에, 다른 임피던스 측정들이 수집되어야 하는 지의 여부가 결정될 수 있다. 다른 임피던스 측정들이 수집되어야 하는 것으로 결정되면, (도시된 점선으로 된 경로를 통해) 블록(520)으로 돌아가서, 분무기 엘리먼트는 다음 임피던스 측정을 수행하는 데에 필요한 주파수에서의 전기 신호를 이용하여 즉시 에너자이징될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 분무기 엘리먼트는 동일한 측정을 반복하기 위해 블록(520)에서 이용되는 동일한 주파수에서 에너자이징된다. 몇몇 실시예들에서는, 상이한 주파수가 이용된다.
대안적으로, 몇몇 실시예들에서, 분무기는 블록(550)에서 정상 동작을 재개하여, 분무화 주파수에서 액체를 분무화시킬 수 있다. 정상 동작을 수행하고 얼마간의 시간 기간(예를 들어, 10분의 1초, 수초(several seconds), 1분) 이후, 블록(510)에서 정상 동작은 다시 디스에이블될 수 있으며(예를 들어, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지함), 블록(520)에서 분무기 엘리먼트는 다음의 임피던스 측정을 위해 필요한 전압 및 주파수에서 에너자이징된다. 여기서, 이러한 주파수는 블록(520)에서 이전에 이용된 것과 동일한 측정 주파수이거나, 또는 상이한 측정 주파수일 수 있다.
정상 동작의 시간 기간은, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하는 것이 얼마나 자주 요구되는 지에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 미리 결정되는 임피던스 값과 비교하기 전에 총 6번의 주파수 측정들이 수집되어야 하고, 분무기 유닛이, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 매 10초 마다 결정할 것이 요구된다면, 이것은 정상 동작의 기간이 임피던스 측정들 사이에서 일어나야하는 경우, 주파수에서의 분무기 엘리먼트의 임피던스가 적어도 매 1.6초 마다 수집될 필요가 있음을 의미한다. 1) 상이한 전압 및/또는 주파수에서 즉시 에너자이징하거나, 2) 정상 동작을 재개하고, 상이한 전압 및/또는 주파수에서 에너자이징하는 이러한 루프는, 상이한 전압들 및/또는 주파수들에서 미리결정된 개수의 임피던스 측정들이 수집될 때까지 계속될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 그래프를 생성하는 데에 이용되는 분무기 엘리먼트를 다시 참조하면, 118kHz 이외에, 임피던스 측정들은 또한 119.5kHz, 121kHz, 122.5kHz, 124kHz 및 125.5kHz에서 수집될 수 있다.
일단 블록(540)에서 상이한 전압들 및/또는 주파수들에서 임피던스 값들의 어떠한 부가적인 측정들도 수집될 필요가 없는 것으로 결정되면, 프로세스는 블록(570)으로 계속될 수 있다. 블록(570)에서, 다양한 주파수들에서 수집된 임피던스 값들은 평균의 측정된 임피던스를 계산하는 데에 이용될 수 있다. 블록(580)에서, 이러한 평균의 측정된 임피던스는, 미리 결정되어 저장된 평균 임피던스 값과 비교될 수 있다. 이러한 비교는, 평균의 측정된 임피던스 값이 미리결정된 임피던스 값 보다 큰지, 같은지, 또는 작은 지의 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서는, 평균의 측정된 임피던스 값을 저장된 평균 임피던스 값과 비교하는 것이 아니라, 개개의 측정된 임피던스 값들이 각 주파수에 대해 개개의 저장된 임피던스 임계 값들과 비교될 수 있다. 비교들의 대부분(majority)이 습성의 분무기 엘리먼트를 나타낸다면, 이러한 분무기 엘리먼트는 습성인 것으로서 식별될 수 있다. 비교들의 대부분이 건성의 분무기 엘리먼트를 나타낸다면, 이러한 분무기 엘리먼트는 건성인 것으로서 식별될 수 있다.
만일, 단계(585)에서, 분무기 엘리먼트가 건성인 것으로 결정되면, 이러한 분무기 엘리먼트는 블록(590)에서 디스에이블될 수 있다. 이와 같이 디스에이블하는 것은 하나 또는 둘 이상의 주파수들에서 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지하는 것을 포함할 수 있다. 만일 분무기가 정상 동작 동안 액체 약물을 이전에 분무화시키고 있었다면, 건성인 것으로 결정된 분무기 엘리먼트는 약물의 1회 복용량 전체가 전달되었음을 나타낼 수 있다.
만일, 단계(585)에서, 분무기 엘리먼트가 건성이 아니면(예를 들어, 습성이면), 블록(550)에서, 분무기는 정상 동작을 재개할 수 있는 바, 분무기 엘리먼트는 하나 또는 둘 이상의 분무화 주파수들에서 에너자이징된다. 정상 동작은 미리결정된 시간량 동안 계속될 수 있으며, 이후 방법(500)이 반복될 수 있는 바, 새로운 임피던스 측정들이 주파수들 각각에서 수행된다. 방법(500)은, 블록(585)에서 분무기가 건성인 것으로 결정되거나, 또는 어떠한 중재 이벤트(intervening event)가 분무기의 동작을 중지시킬 때까지, 계속해서 반복될 수 있다. 몇몇 실시예들에서는, 이를 테면 미리결정된 시간량의 만료 또는 사용자 입력의 수신과 같은 다른 프로세스에 의해, 분무기가 디스에이블될 수 있다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 임피던스는 전압과 전류의 비(ratio)와 관련된다. 전류 또는 전압을 알고 있으면, 임피던스는 측정되는 전압 또는 측정되는 전류를 각각 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 설명된 분무기 엘리먼트들에 있어서, 인가되는 전압이 일정하거나 또는 알려진 값인 것으로 추론된다면, 전류 측정들을 이용하여, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정할 수 있다. 유사하게, 설명된 분무기 엘리먼트들에 있어서, 인가되는 전류가 일정하거나 또는 알려진 값인 것으로 추론된다면, 전압 측정들을 이용하여, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정할 수 있다. 또한, 인가되는 전압 및 전류가 알려진 관계를 갖는 다면, 단지 전류 또는 전압 측정들을 이용하여, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예들에서는, 분무기 엘리먼트에 의해 흡수되는 전력의 양을 이용하여, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정할 수 있다. 도 4 및 도 5의 방법들(400 및 500) 각각은, 일정한 전류 또는 일정한 전압이 분무기 엘리먼트에 인가되고, 결과적인 전류, 전압 또는 전력이 측정되도록, 적합하게 될 수 있다. 측정되는 전류, 전압 또는 전력에 있어서, 건성 분무기 엘리먼트들 및 습성 분무기 엘리먼트들이 어떠한 크기들에서 발산하는 지의 여부를 결정하기 위해, 그래프(300)에서 제시되는 것과 같은 정보가, 다양한 인가되는 일정한 전압들 또는 일정한 전류들에 대해 수집될 수 있다. 이 때문에, 임피던스에만 의존하는 것이 아니라, 전압, 전류, 및/또는 전력 측정들에 의존하는 본 발명의 실시예들이 존재한다. 또한, 몇몇 실시예들에서는, (일정한 전류가 인가될 때의 전압 측정 및 일정한 전압이 인가될 때의 전류 측정과 같은) 다수의 상이한 값들의 측정들이 이루어질 수 있다. 다수의 측정들을 이용하게 되면, 분무기 엘리먼트가 습성 또는 건성인지의 여부를 결정하는 것의 정확성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 분무기 엘리먼트가 건성인 것으로 결정하고, 그 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지하기 위해서는, 건성 분무기가 존재하는 것으로 양자 모두의 측정들이 일치해야 할 필요가 있는데, 그렇지 않으면 분무기 엘리먼트는 계속해서 에너자이징될 수 있다.
광범위하게 다양한 약물들, 액체들, 액체 약물들, 및 액체에 용해된 약물들이 에어로졸화(aerosolize)되지만, 다음은 에어로졸화될 수도 있는 것의 광범위한 예들을 제공한다. 부가적인 예들은 미국 출원 제12/341,780호에서 제공되며, 그 전체 내용은 모든 목적들을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다. 대체로, 임의의 안티-그램-네거티브(anti-gram-negative), 안티-그램-포지티브(anti-gram-positive) 항생제, 또는 이들의 조합들이 사용될 수 있다. 부가적으로, 항생제들은 넓은 스펙트럼 유효성 또는 믹싱된 스펙트럼 유효성을 갖는 항생제들을 포함할 수 있다. 폴리엔 재료들, 특히, 암포테리신 B와 같은 항진균제가 여기에서의 사용에 또한 적절하다. 안티-그램-네거티브 항생제들 또는 이들의 염제(salt)들의 예들은 아미노글리코사이드들 또는 그의 염제들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 아미노글리코사이드들 또는 그의 염제의 예들은, 겐타마이신, 아미카신, 카나마이신, 스트렙토마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파라메신, 토브라마이신, 그들의 염제, 및 이들의 조합들을 포함한다. 예를 들어, 겐타마이신 황산염은, 미크로모노스포라 푸르프레아의 성장에 의해 생성된 항생제 물질들의 황산 염제 또는 그러한 염제들의 혼합물이다. 겐타마이신 황산염(USP)은 중국의 푸저우 소재의 Fujian Fukang Pharmaceutical Co.,LTD로부터 획득될 수 있다. 아미카신은 통상적으로 황산 염제로서 공급되며, 예를 들어, Bristol-Myers Squibb로부터 획득될 수 있다. 아미카신은 카나마이신과 같은 관련 물질들을 포함할 수 있다.
안티-그램-포지티브 항생제들 또는 그의 염제들의 예들은 매크로라이드들 또는 그의 염제들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 매크로라이드들 또는 그의 염제들의 예들은, 반코마이신, 에리트로마이신, 크래리스로마이신, 아지스로마이신, 그들의 염제들, 및 그들의 조합들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 반코마이신 염산염은, 스트렙토마이시스 오리엔탈리스로 이전에 지정된 아미코라톱시스 오리엔탈리스의 특정 계통들에 의해 생성된 항생제인 반코마이신의 염산 염제이다. 반코마이신 염산염은 반코마이신 B의 모노염산염으로 주로 구성된 관련 물질들의 혼합물이다. 모든 글리코펩티드 항생제들과 같이, 반코마이신 염산염은 중심 코어 헵타펩타이드를 포함한다. 반코마이신 염산염(USP)은 덴마크 코펜하겐 소재의 Alpharma로부터 획득될 수 있다.
몇몇 실시형태들에서, 합성물(composition)은 항생제 및 하나 이상의 부가적인 활성제들을 포함한다. 여기에 설명된 부가적인 활성제는, 약제, 약물, 또는 화합물(compound)을 포함하며, 종종 이득이 있는 몇몇 약리 효과를 제공한다. 이것은 식품들, 식품 보충제들, 영양소(nutrient)들, 약물들, 백신들, 비타민들, 및 다른 유익제들을 포함한다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어들은, 환자에 국부화된 또는 전체적인(systemic) 효과를 생성하는 임의의 생리학적 또는 약학적 활성 물질을 더 포함한다. 여기에 설명된 약학적인 포뮬레이션(formulation)으로의 포함을 위한 활성제는, 말초 신경들, 아드레날린 수용체들, 콜린성 수용체들, 골격근들, 심혈관계, 평활근들, 혈액 순환계, 시놉틱 사이트(synoptic site)들, 신경효과기 접합 사이트들, 내분비 및 호르몬계들, 면역계, 생식계, 골격계, 오타코이드계들, 소화 및 배설계들, 히스타민계, 및 중추 신경계에 작용하는 약물들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 무기물 또는 유기물 화합물일 수 있다.
부가적인 활성제들의 예들은 항염증제들, 기관지확장제들, 및 이들의 조합들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
기관지확장제들의 예들은 베타-효능제들, 항무스카린제들, 스테로이드들, 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 스테로이드는 알부테롤 황산염과 같은 알부테롤을 포함할 수 있다.
활성제들은 예를 들어, 수면제들 및 진정제들, 정신 활력제들, 정신안정제들, 호흡기 질환 치료제(respiratory drug)들, 항경련제들, 근육 이완제들, 항파킨슨제들(도파민 길항제(dopamine antagnonist)들), 진통제들, 항염증제들, 항불안제들(불안 완화제들), 식욕 억제제들, 편두통 치료제들, 근육 수축제들, 부가적인 항감염제(항바이러스들, 항진균성들, 백신들), 항관절염제들, 항말라리아제들, 구토방지제들, 항간질제(anepileptic)들, 사이토카인들, 성장 인자들, 항암제들, 항혈전제들, 항고혈압제들, 심혈관 약물들, 항부정맥제들, 항산화제(antioxicant)들, 항천식제들, 피임약을 포함하는 호르몬제들, 교감신경제(sympathominetic)들, 이뇨제들, 지방 조절제(lipid regulating agent)들, 항남성호르몬제들, 항기생충제들, 항응고제들, 종양제(neoplastic)들, 항종양제들, 혈당강하제들, 영양제들 및 보충제들, 성장 보충제들, 항장염제들, 백신들, 항체들, 진단제들, 및 조영제들을 포함할 수 있다. 활성제는 흡입에 의해 관리될 경우 국부적으로 또는 전체적으로 작용할 수 있다.
활성제는, 작은 분자들, 펩티드들, 폴리펩티드들, 단백질들, 다당류들, 스테로이드들, 생리학적 효과들을 끌어낼 수 있는 단백질들, 뉴클레오티드들, 올리고뉴클레오티드들, 폴리뉴클레오티드들, 지방들, 전해질들 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 다수의 구조 클래스들 중 하나에 존재할 수 있다.
본 발명에서의 사용에 적합한 활성제들의 예들은, 칼시노닌, 암포테리신 B, 에리스로포에틴(EPO), 인자 VIII, 인자 IX, 세레다제, 세레자임, 시클로스포린, 과립구집락자극인자(GCSF), 트롬보포이에틴(TPO), 알파-1 프로테이나제 억제제, 엘카토닌, 과립구대식세포집락자극인자(GMCSF), 성장 호르몬, 인체 성장 호르몬(HGH), 성장 호르몬 방출 호르몬(GHRH), 헤파린, 저분자량 헤파린(LMWH), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨-1 수용체, 인터루킨-2, 인터루킨-1 수용체 길항제, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 황체형성 호르몬 방출 호르몬(LHRH), 인자 IX, 인슐린, 프로-인슐린, 인슐린 유사체(예를 들어, 그 전체 내용이 인용에 의해 본원에 포함되는 미국 특허 제 5,922,675호에 설명된 바와 같은 모노-아실화된 인슐린), 아밀린, C-펩타이드, 소마토스타틴, 옥트레오타이드를 포함하는 소마토스타틴 유사체들, 바소프레신, 여포 자극 호르몬(FSH), 인슐린유사성장인자(IGF), 인슐린트로핀, 대식세포집락자극인자(M-CSF), 신경 성장 인자(NGF), 조직 성장 인자들, 케라틴세포 성장 인자(KGF), 글리아 성장 인자(GGF), 종양 괴사 인자(TNF), 내피세포 증식 인자들, 부갑상선 호르몬(PTH), 글루카곤성 펩타이드 티모신 알파 1, IIb/IIIa 억제제, 알파-1 항트립신, 포스포디에스테라아제(PDE) 화합물들, VLA-4 억제제들, 비스포스포네이트들, 호흡기세포융합바이러스 항체, 낭포성 섬유증 막통과 조절기(CFTR) 유전자, 디옥시리보뉴클레아제(Dnase: deoxyreibonuclease), 살균/삼투성 증가 단백질(BPI), 항-CMV 항체, 1 3-시스 레티노산, 올레안도마이신, 트롤레안도마이신, 록시스로마이신, 클래리스로마이신, 다이버신(davercin), 아지스로마이신, 플루리트로마이신(flurithromycin), 디리트로마이신, 조사마이신, 스피로마이신(spiromycin), 마데카마이신, 류코마이신, 미오카마이신, 로키타마이신 및 아지트로마이신, 및 스위노라이드(swinolide) A; 시프로플록사신, 오플록사신, 레보플록사신, 트로바플록사신, 알라트로플록사신, 목시플록사신, 노르플록사신, 에녹사신, 그레파플록사신, 가티플록사신, 로메플록사신, 스파르플록사신, 테마플록사신, 페플록사신, 아미플록사신, 플레록사신, 토수플록사신, 프롤리플록사신, 아이록사신(irloxacin), 파주플록사신, 클리나플록사신(clinafloxacin), 및 시타플록사신과 같은 플로로퀴놀론들, 테이코플라닌, 라모플라닌(rampolanin), 미데플라닌(mideplanin), 콜리스틴, 뎁토마이신, 그라미시딘, 콜리스티메테이트, 폴리믹신 B와 같은 폴리믹신들, 카프레오마이신, 바시트라신, 페니실린계들; 페니실린 G, 페니실린 V와 같은 페니실리나제-수용제들, 및 메티실린, 옥사실린, 클록사실린, 디클록사실린, 플록사실린, 나프실린과 같은 페니실리나제-내성제들을 포함한 페니실린들; 암피실린, 아목시실린, 및 헤타실린, 씰린, 및 갈암프실린(galampicillin)과 같은 그램 네거티브 미생물 활성제들; 카베니실린, 치카르실린, 아즐로실린, 메즐로실린, 및 피페라실린과 같은 항녹농균 페니실린들; 세포독심, 세프프로질, 세프트부텐, 세프티족심, 세프티악손, 세파로신, 세파릴린, 세파렉신, 세프라딘(cephradrine), 세폭시틴, 세파만돌, 세파졸린, 세팔로리딘, 세파클로로, 세파트록실, 세팔로그리신, 세프록심, 세포라니드, 세포탁심, 세파트리진, 세파세트릴, 세페핌, 세픽심, 세포니시드, 세포레라존, 세포테탄, 세피네타타졸, 세프타지딤, 로라카베프, 및 모사락탐과 같은 세팔로스포린들, 및 아즈트레오남과 같은 모노박탐들; 및 이미페넴, 메로페넴, 펜타미딘 이세치오네이트, 리도카인, 메타프로테레놀 황산염, 베클로메타손 디프로피오네이트, 트리암시놀론 아세트아마이드, 부네소니드 아세토니드, 플루티카손, 이프라트로피움 브로마이드, 플루니솔라이드, 크로몰린 나트륨, 에르고타민 타르타르과 같은 카바페넴들 및 적용가능할 경우, 상기의 유사체들, 효능제들, 길항제들, 억제제들, 및 약학적으로 수용가능한 염제 형태들 중 하나 이상을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 펩티드들 및 단백질들과 관련하여, 본 발명은 합성(synthetic), 자연적인(native), 글리코실화된(glycosylated), 비 글리코실화된, 페길레이트화된(pegylated) 형태들, 생물학적으로 활성인 부분들, 유도체들(derivatives), 및 그 유사체들을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명에서의 사용을 위한 활성제들은, 베어(bare) 핵산 분자들, 벡터들, 관련 바이러스성 입자들, 플라스미드 DNA 또는 RNA 또는 셀들의 트랜스펙션 또는 변형에 적합한, 즉, 안티센스를 포함하는 유전자 테라피에 적합한 타입의 다른 핵산 구성들과 같은 핵산들을 더 포함한다. 추가적으로, 활성제는 백신들로서 사용하기 적합한 약화된 생바이러스 또는 치사된 바이러스를 포함할 수 있다. 다른 유용한 약물들은, 그 전체 내용이 인용에 의해 본원에 포함되는 PDR(Physican's Desk Reference)(가장 최신판) 에 열거된 약물들을 포함한다.
약학적인 포뮬레이션에서의 항생제 또는 다른 활성제의 양은, 원하는 결과를 달성하기 위해 단일 복용량 당 치료상으로 또는 예방적으로 효율적인 양의 활성제를 전달하는데 필요한 양일 것이다. 실제로, 이것은 특정한 약제, 그의 활성도, 치료될 상태의 중대성, 환자수, 조제(dosing) 요건들, 및 원하는 치료 효과에 광범위하게 의존하여 변할 것이다. 일반적으로, 합성물은 활성제의 약 2wt% 로부터 약 95wt%, 또는 약 5wt% 로부터 85wt% 와 같이 약 1wt% 로부터 약 99wt% 중 어딘가를 포함하며, 또한, 합성물에 포함된 첨가제들의 상대적인 양들에 의존할 것이다. 본 발명의 합성물들은, 1회 복용량에서 0.01mg/일로부터 75mg/일 또는 1회 복용량에서 0.10mg/일로부터 50mg/일과 같이 1회 복용량에서 0.001mg/일로부터 100mg/일까지에서 전달되는 활성제들에 특히 유용하다. 하나 보다 많은 활성제가 여기에 설명된 포뮬레이션들로 포함될 수도 있고, "약제" 라는 용어의 사용이 어떤 방식으로든 2개 이상의 그러한 약제들의 사용을 배제하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
일반적으로, 합성물들은 과도한 부형제(excipient)들이 없다. 하나 이상의 실시형태들에서, 수용성 합성물은 아미카신, 또는 젠타마이신 또는 그 양자, 및/또는 그들의 염제들 및 물과 같은 안티-그램-네거티브 항생제로 본질적으로 구성된다.
추가적으로, 하나 이상의 실시형태들에서, 수용성 합성물은 무방부제(preservative-free)이다. 이와 관련하여, 수용성 합성물은 무-메틸파라벤 및/또는 무-프로필파라벤일 수 있다. 더 추가적으로, 수용성 합성물은 무-염분일 수 있다.
하나 이상의 실시형태들에서, 합성물들은 항감염제 및 부형제를 포함한다. 합성물들은, 피술자(subject)에, 특히 피술자의 폐들에 현저한 독소의 악영향들을 갖지 않고 폐들로 취해질 수도 있는 약학적으로 수용가능한 부형제 또는 캐리어를 포함할 수 있다. 활성제에 부가하여, 약학적인 포뮬레이션은 폐 관리에 적합한 하나 이상의 약학적인 부형제들을 선택적으로 포함할 수 있다. 존재한다면, 이들 부형제들은 안정성, 표면 변형과 같은 그들의 의도된 기능을 수행하는데 충분한 양으로 합성물에 존재하며, 합성물 등의 효율성 또는 전달성을 향상시킨다. 따라서, 존재한다면, 부형제는 약 0.5wt% 로부터 약 80wt%, 약 1wt% 로부터 약 60wt% 와 같은 약 0.01wt% 로부터 약 95wt% 까지의 범위에 있을 수 있다. 바람직하게, 그러한 부형제들은 예를 들어, 활성제의 더 효율적이고 재생가능한 전달을 제공하고 및/또는 제조를 용이하게 함으로써 활성제 합성물의 특성들을 추가적으로 개선시키도록 부분적으로 기능할 것이다. 또한, 하나 이상의 부형제들은, 포뮬레이션에서 활성제의 농도를 감소시키는 것이 바람직할 경우, 벌킹 에이전트(bulking agent)들로서 기능하도록 제공될 수 있다.
예를 들어, 합성물들은 염화나트륨과 같은 하나 이상의 삼투압농도(osmolality) 조정기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염화나트륨은 반코마이신 염산염의 용액들에 부가되어 그 용액의 삼투압농도를 조정할 수 있다. 하나 이상의 실시형태들에서, 수용성 합성물은 반코마이신 염산염, 삼투압농도 조정기, 및 물과 같은 안티-그램-포지티브 항생제로 본질적으로 구성된다.
본 발명의 약학적인 포뮬레이션에서 유용한 약학적인 부형제들 및 첨가제들은 단일로 또는 결합하여 존재할 수도 있는, 아미노산들, 펩타이드들, 단백질들, 비생물학적 폴리머들, 생물학적 폴리머들, 당분(sugar)들과 같은 탄수화물들, 알디톨들과 같은 유도체 합성된 당분들, 알돈산들, 에스테르화된 당분들, 및 당분 폴리머들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다.
예시적인 단백질 부형제들은 사람 혈청 알부민(HSA), 유전자재조합 사람 알부민(rHA), 젤라틴, 카제인, 헤모글로빈 등과 같은 알부민들을 포함한다. 완충 용량에서 또한 기능할 수도 있는 (본 발명의 다이류실(dileucyl)-펩타이드들 외부에 있는) 적절한 아미노산들은 알라민, 글리신, 아르기닌, 베타인, 히스티딘, 글루탐산, 아스파트산, 시스테인, 라이신, 류신, 이소류신, 발린, 메티오닌, 페닐알라닌, 아스파테임, 타이로신, 트립토판 등을 포함한다. 분산제들로서 기능하는 아미노산들 및 폴리펩티드들이 선호된다. 이러한 카테고리 내에 있는 아미노산들은 류신, 발린, 이소류신, 트립토판, 알라민, 메티오닌, 페닐알리닌, 타이로신, 히스티딘, 및 프롤린과 같은 소수성 아미노산들을 포함한다.
본 발명에서의 사용에 적합한 탄수화물 부형제들은 예를 들어, 프룩토오스, 말토오스, 갈락토오스, 글루코오스, D-마노스, 소르보오스 등과 같은 단당류; 락토오스, 수크로오스, 트레할로오스, 셀로비오스 등과 같은 이당류; 라피노오스, 멜레치노오스, 말토덱스트린들, 덱스트란들, 녹말들 등과 같은 다당류; 및 만니톨, 자일리톨, 말티톨, 락티톨, 자일리톨 솔비톨(글루시톨), 피라노실 솔비톨, 마오이노시틀 등과 같은 알디톨들을 포함한다.
또한, 약학적 포뮬레이션은 완충제 또는 pH 조정제, 통상적으로는 유기산 또는 유기 염기로부터 준비되는 염제를 포함할 수 있다. 대표적인 완충제들은 시트르산, 아스코르브산, 글루코산, 탄산, 타르타르산, 숙신산, 아세트산, 또는 프탈산의 유기산 염제들, 트리스, 트로메타민 염산염, 또는 인산염 완충제들을 포함할 수 있다.
또한, 약학적 포뮬레이션은 폴리머릭(polymeric) 부형제들/첨가제들, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈들, 하이드록시메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 및 하이드록시프로필메틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스들 및 유도체 합성된 셀룰로오스들, 피콜(폴리머릭 당분), 하이드록시에틸 전분, 덱스트레이트(dextrate)들(예를 들어, 2-하이드록시프로필-베타-사이클로덱스트린 및 술포부틸에테르-베타-사이클로덱스트린과 같은 사이클로덱스트린들), 폴리에틸렌 글리콜들, 및 펙틴을 포함할 수 있다.
약학적 포뮬레이션은 방향제들, 맛 차폐제(taste masking agent)들, 무기염류들(예를 들어, 염화나트륨), 항균제들(예를 들어, 벤잘코늄클로라이드), 감미료들, 항산화제들, 정전기 방지제들, 계면활성제들(예를 들어, "TWEEN 20" 및 "TWEEN 80"과 같은 폴리소르베이트), 소비탄에스테르들, 지질들(예를 들어, 레시틴 및 다른 포스파티딜콜린들, 포스파티딜에탄올아민들과 같은 인지질들), 지방산들 및 지방 에스테르들, 스테로이드들(예를 들어, 콜레스테롤), 및 킬레이트제들(예를 들어, EDTA, 아연 및 다른 그러한 적절한 양이온들)을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 합성물들에서의 사용에 적합한 다른 약학적 부형제들 및/또는 첨가제들은, "Remington: The Science & Practice of Pharmacy", 19th ed., Williams & Williams (1995), 및 "Physician's Desk Reference", 52nd ed., Medical Economics, Montvale, N.J,(1998)에 열거되어 있으며, 그 양자는 그 전체 내용이 인용에 의해 본원에 포함된다.
상술된 방법들, 시스템들, 및 디바이스들이 단지 예시적이도록 의도됨을 유의해야 한다. 다양한 실시형태들이 적절할 때 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 생략, 대체, 또는 부가할 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 예를 들어, 대안적인 실시형태들에서, 방법들이 설명된 순서와 상이한 순서로 수행될 수도 있고, 다양한 단계들이 부가, 생략, 또는 결합될 수도 있음을 인식해야 한다. 또한, 특정한 실시형태들에 관해 설명된 특성들은 다양한 다른 실시형태들로 결합될 수 있다. 실시형태들의 상이한 양상들 및 엘리먼트들은 유사한 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 기술이 발전하며 따라서 다수의 엘리먼트들이 예시적이라는 것이 강조되어야 하며, 본 발명의 범위를 제한하도록 해석되지는 않아야 한다.
특정한 세부사항들이 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위해 명세서에서 제공된다. 그러나, 실시형태들이 이들 특정한 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 잘 알려진 프로세스들, 알고리즘들, 구조들, 및 기술들은 실시형태들을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해 불필요한 세부사항없이 설명되었다. 이러한 설명은 예시적인 실시형태들만을 제공할 뿐이며, 본 발명의 범위, 적용가능성, 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다. 대신, 실시형태들의 이전의 설명은 본 발명의 실시형태들을 구현하기 위한 가능한 설명을 당업자에게 제공할 것이다. 다양한 변화들이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 엘리먼트들의 기능 및 배열에 있어 행해질 수 있다.
추가적으로, 이전의 설명은 일반적으로 액체 약물들을 에어로졸화하는 것을 상세히 설명한다. 그러나, 액체 약물들 이외의 액체들이 유사한 디바이스들 및 방법들을 사용하여 에어로졸화될 수도 있음을 이해해야 한다.
또한, 실시형태들이 흐름도 또는 블록도로서 도시된 프로세스로서 설명될 수도 있음을 유의한다. 각각이 순차적인 프로세스로서 동작들을 설명할 수도 있지만, 다수의 동작들은 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 부가적으로, 동작들의 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스는 도면에 포함되지 않은 부가적인 단계들을 가질 수 있다.

Claims (21)

  1. 액체가 분무기 엘리먼트(nebulizer element)와 접촉(contact)하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법으로서,
    측정 주파수에서의 전기 신호(electrical signal)를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징(energize)하는 단계;
    상기 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 측정된 임피던스 값을 획득하는 단계;
    상기 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값을 비교하는 단계; 및
    상기 측정된 임피던스 값과 상기 저장된 임피던스 값 간의 비교를 이용하여, 상기 액체가 상기 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 주파수는, 상기 분무기가 상기 액체를 분무화(atomize)시키기 위해 에너자이징되는 분무화 주파수(atomization frequency)와 상이한, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되는 것과 동시에, 하나 또는 둘 이상의 분무화 주파수들에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계를 더 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정되는 동안 상기 액체를 분무화시키는 단계를 더 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체와 접촉하지 않는 것으로 결정되는 경우, 상기 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지하는 단계를 더 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체와 접촉하는 것으로 결정되는 경우, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계를 더 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 전에, 상기 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계; 및
    상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 전에, 상기 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지하는 단계를 더 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
  8. 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉할 때 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템으로서,
    분무기 ? 상기 분무기는 저장기(reservoir) 및 상기 분무기 엘리먼트를 포함하고, 상기 저장기는 상기 액체를 저장하고 상기 액체를 상기 분무기 엘리먼트에 디스펜싱하도록 구성되고, 상기 분무기 엘리먼트는, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징될 때, 상기 분무기 엘리먼트와 접촉하는 상기 액체를 분무화시키도록 구성됨 ? ; 및
    제어 모듈 ? 상기 제어 모듈은 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위해 상기 분무화 주파수에서 전기 신호를 출력하고, 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위해 측정 주파수에서 전기 신호를 출력하고, 상기 측정 주파수에서 상기 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 측정된 임피던스 값을 획득하고, 상기 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값을 비교하고, 상기 측정된 임피던스 값과 상기 저장된 임피던스 값 간의 비교를 이용하여 상기 액체가 상기 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하도록 구성됨 ?
    을 포함하는, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 측정 주파수는 상기 분무화 주파수와 상이한, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 분무기 엘리먼트가 상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되는 것과 동시에, 상기 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하도록 더 구성되는, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트는, 상기 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정되는 동안, 상기 액체를 분무화시키도록 더 구성되는, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체와 접촉하지 않는 것으로 상기 제어 모듈에 의해 결정되는 경우, 상기 제어 모듈은, 상기 분무기 엘리먼트가 상기 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되지 않도록 상기 분무기 엘리먼트를 디스에이블(disable)하도록 구성되는, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체와 접촉하는 것으로 상기 제어 모듈에 의해 결정되는 경우, 상기 제어 모듈은 상기 분무화 주파수에서 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하도록 구성되는, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은, 상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 전에, 상기 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하도록 구성되고;
    상기 제어 모듈은, 상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 전에, 상기 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 것을 중지시키도록 구성되는, 분무기 엘리먼트를 에너자이징하기 위한 시스템.
  15. 비 일시적인(non-transitory) 프로세서-판독가능한 매체 상에 상주(reside)하며 프로세서-판독가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건(computer program product)으로서,
    상기 프로세서-판독가능한 명령들은, 상기 프로세서로 하여금:
    측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 분무기 엘리먼트를 에너자이징하게 하고;
    상기 분무기 엘리먼트의 임피던스를 측정함으로써, 측정된 임피던스 값을 획득하게 하고;
    상기 측정된 임피던스 값과 저장된 임피던스 값을 비교하게 하고;
    상기 측정된 임피던스 값과 상기 저장된 임피던스 값 간의 비교를 이용하여, 액체가 상기 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 측정 주파수는, 상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체를 분무화시키기 위해 활성되는 분무화 주파수와 상이한, 컴퓨터 프로그램 물건.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서-판독가능한 명령들은 상기 프로세서로 하여금:
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되는 것과 동시에, 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트가 에너자이징되게 하도록 더 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서-판독가능한 명령들은 상기 프로세서로 하여금:
    상기 분무기 엘리먼트의 임피던스가 측정되는 동안, 상기 분무기 엘리먼트에 의해 상기 액체가 분무화되게 하도록 더 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서-판독가능한 명령들은 상기 프로세서로 하여금:
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체와 접촉하지 않는 것으로 결정되는 경우, 상기 분무기 엘리먼트가 분무화 주파수에서의 전기 신호를 통해 에너자이징되는 것이 중지되게 하도록 더 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서-판독가능한 명령들은 상기 프로세서로 하여금:
    상기 분무기 엘리먼트가 상기 액체와 접촉하는 것으로 결정되는 경우, 상기 분무기 엘리먼트가 분무화 주파수에서 에너자이징되게 하도록 더 구성되는, 컴퓨터 프로그램 물건.
  21. 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법으로서,
    측정 주파수에서의 전기 신호를 통해 상기 분무기 엘리먼트를 에너자이징하는 단계;
    상기 분무기 엘리먼트의 전기적인 특성을 측정함으로써, 측정된 전기적인 특성 값을 획득하는 단계;
    상기 측정된 전기적인 특성 값과 저장된 전기적인 특성 값을 비교하는 단계; 및
    상기 측정된 전기적인 특성 값과 상기 저장된 전기적인 특성 값 간의 비교를 이용하여, 상기 액체가 상기 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는, 액체가 분무기 엘리먼트와 접촉하는 지의 여부를 결정하기 위한 방법.
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