KR20140145120A - 흡입 장치용 혼합 채널 및 흡입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡입 장치용 혼합 채널(mixing channel) 및 특히 약물 제제(drug formulation)의 액적(liquid droplets)을 혼합 채널의 공기 유동 스트리밍(air flow streaming)으로 분사 및 혼합하는데 개선된 분사 및 혼합 특성을 가지며, 이로 인하여 환자에 의해 흡입되는 에어로졸(aerosol)을 생성하는 혼합 채널에 관한 것이다. 본 발명의 한 측면은 유입구, 배출구 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 배치된 분사 영역을 포함하는 흡입 장치용 혼합 채널에 관한 것이며, 분사 영역은 길이방향 중심축을 가지며, 분사 영역은 (1) 내장형 분무기(built-in nebulizer) 또는 (b) 분리형 분무기, 또는 (c) 상기 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재(member)를 포함하며, 길이방향 중심축에 수직인 평면에서 혼합 채널의 유효 단면 영역은 분사 영역의 상류보다 분사 영역에서 더 작다.

Description

흡입 장치용 혼합 채널 및 흡입 장치{MIXING CHANNEL FOR AN INHALATION DEVICE AND INHALATION DEVICE}
본 발명은 흡입 장치용 혼합 채널(mixing channel) 및 특히 약물 제제(drug formulation)의 액적(liquid droplets)을 혼합 채널의 공기 유동 스트리밍(air flow streaming)으로 분사 및 혼합하는데 개선된 분사 및 혼합 특성을 가지며, 이로 인하여 환자에 의해 흡입되는 에어로졸(aerosol)을 생성하는 혼합 채널에 관한 것이다.
흡입 장치에 대한 다양한 의학적 응용은 환자가 에어로졸을 흡입하도록 하며, 예를 들어 천식(asthma), 낭포성 섬유증(cystic fibrosis), 및 다양한 다른 호흡기 질환(respiratory diseases)의 치료를 허용한다. 에어로졸은 연속 가스상에서 작은 고체 입자 또는 액적의 분산액이다. 의학적 흡입 치료를 위하여, 에어로졸이 생물 활성제(bioactive agent) 또는 약물의 액상 제제(liquid formulation), 예를 들어 약물 및 적합한 첨가제(excipient)의 수용액의 미세 액적(fine droplets)으로 제공되는 것을 필요로 한다. 그 후, 동일한 경우에, 상기 약제(medical agent)를 포함하는 액상 제제의 액적은 폐의 짧은 분지에도 도달할 것이며, 특히 가스로 균일하고 등질적으로 분포된 액적으로 에어로졸이 제공되는 것이 바람직하다. 따라서, 생물 활성제 또는 약물의 액상 제제는 종종 분무기(nebulizer)에 의해 분무되고, 즉 에어로졸 생성기는 연속 방식으로 호흡 가능한 에어로졸로 액체를 전환시킬 수 있다.
흡입 장치가 때때로 분무기라 불리는 에어로졸 생성기로서 분무기를 포함하는 것이 기술된다. 그 후, 표현 "분무기(nebulizer)"가 에어로졸 발생기로만 또는 완전한 흡입 장치로 불리도록 해석된다.
여기에 정의된대로, 표준 분무기는 예를 들어 초음파 분무기(ultrasonic nebulizers), 제트 분무기(jet nebulizers) 및 진동 메쉬 분무기(vibrating mesh nebulizers)이다. 이러한 장치는 45분 동안 몇 번의 호흡 과정(또는 환자가 흡입 치료 동안 휴식을 필요로 하는 경우 더 오래)을 통해 연속적으로 작동한다. 이 시간 동안, 장치는 끊임 없이 또는 펄스식으로 예를 들어, 호흡의 개시에 의해 트리거된(triggered) 사용자의 호흡 패턴에 적용되는 에어로졸을 방출한다.
예를 들어 공기 중에 액상 약물 제제의 소적(small droplets)을 분산시킬 수 있는 추가 흡입 장치는 정량 흡입기(metered dose inhalers), 연무 흡입기(soft mist inhalers)(Boehringer Ingelheim의 Respimat®과 같은) 및 미세 가공 실리콘 칩형 스프레이 노즐(micro-machined silicon chip-type spray nozzles)을 가지는 다른 에어로졸 발생기이다. 흡입 장치가 작동 시 에어로졸화된 액상의 단일 펄스만 전달하도록 설계되기 때문에 이러한 흡입 장치는 대부분 분무기를 나타내도록 고려되지 않는다. 따라서, 바람직한 복용량을 투여하기 위해 많은 호흡이 필요한 경우, 수동 작동의 반복은 예를 들어 가압 정량 흡입기 및/또는 연무 흡입기를 이용할 때 필요할 것이다. 또한, 가압 정량 흡입기는 추진제(propellants)를 포함하는 가압 액상으로부터 에어로졸을 발생시키며, 분무기는 추진제를 포함하지 않는 비가압 액상으로부터 에어로졸을 발생시킨다.
폐 내부의 증착 영역 뿐 아니라 복용량에 대하여 폐에 재생가능한 약물을 투여하기 위하여, 에어로졸화된 액상 제제의 액적은 가능한 단분산(monodisperse)되고 가스상으로 균일하게 분포되는 것이 중요하다. 액적의 유착 및/또는 흡입 장치의 내벽으로 매복은 약물 제제의 손실 및 재생할 수 없는 복용량 및 증착을 야기할 것이다. 따라서, 흡입 장치를 통하여 흐르는 환자의 흡입 공기 유동과 초기 에어로졸의 충분한 혼합은 흡입 장치에서 환자의 입 및 폐로 "희석된" 에어로졸의 최적화된 유동 특성을 필요로한다.
진동 메쉬 분무기 또는 초음파 분무기로, 일반적으로 초기 에어로졸은 에어로졸의 영역에서 분 당 약 1ml의 배출율을 가지며 상당히 밀집되어 있다. 따라서, 예를 들어 진동 메쉬 흡입기의 내벽에서 액적 유착 및 매복을 방지하여 약 0.3~0.4ml/min의 일반적인 배출율을 가지는 종래의 제트 분무기와 같은 다른 흡입 장치 보다 더 도전적이다.
예를 들어, 현재 이용가능한 진동 메쉬 분무기는 일반적으로 액체 저장소, 진동막(또는 진동 메쉬)을 포함하는 에어로졸 발생기 및 흡입구를 포함한다. 일반적으로 분무기 막이 대략 수직 또는 수평 둘 중 하나로 배치되도록 이러한 부품이 조립된다.
수평으로 배치된 분무기 막의 이점은 쉽게 중력 구동되며, 따라서 상기 막 위에 배치된 저장소로부터 액체의 유동의 적은 가변을 허용하는 것이다. 그러나, 이후에 초기 에어로졸은 상류로부터 및 대체로 상류에 수직인 유동 채널에 도입되어서, 일반적으로 혼합 챔버는 입자가 서로 및/또는 장치의 내벽에서 충돌하는 것을 방지하기 위하여 및/또는 사용자의 흡입 전 흡입 유동 내에서 에어로졸화된 액적을 균일하게 혼합 하거나 느리게 하기 위해 필요하다. 불행하게도, 이러한 혼합 챔버는 조금 광대하며, 부정적으로 흡입 장치의 면적을 증가시킨다. 또한, 혼합 챔버에서 에어로졸의 긴 체류 시간 및 상기 혼합 챔버 내 잠재적인 층류 때문에, 에어로졸화된 액적의 침전 및 매복이 에어로졸화된 제제의 낭비를 증가시키며 복용량 재생산성을 감소시켜 발생할 수 있다. 또한, 액체 저장소, 에어로졸 발생기(수평막을 가지는) 및 혼합 챔버의 수직으로 중첩된 배열은 이들의 폭과 비교하여 더 높은 장치를 유도한다. 이러한 배열은 핸들링 문제를 야기한다; 예를 들어, 장치는 특히 저장소의 충전 시 또는 가득찬 상태 시 틸팅될 수 있다.
한편, 수직으로 배열된 막으로 초기 에어로졸은 유동 채널에 수평으로 도입될 수 있고, 에어로졸 발생기는 막의 수직 배열의 변화 없이 유동의 방향의 각도에 배치될 수 있다. 에어로졸 발생기 및 유동 채널 사이에서 선택된 각도에 의존하여, 유동의 방향에 대략 병렬 또는 완전히 병렬로 에어로졸을 도입할 수 있다. 이러한 접근은 예를 들어 WO 2009/135871 A1에서 선택된다. 그러나, 액체가 수직으로 배치된 분무기 막에 공급되기 때문에(수평막과 마찬가지로 단순히 그 위에 흐르는 대신), 흡입 동안 장치의 틸팅과 같은 작은 핸들링 편차는 액상 공급 및 에어로졸 배출로 다른 변화량을 유도할 수 있다. 또한, 흡입 치료의 단부에서 액체 저장소에 남아있는 잔여 부치는 일반적으로 수평으로 배치된 막을 가지는 흡입 장치 보다 높다.
DE 10 2005 029 498 B4에 기술된대로 다른 접근은 에어로졸 기둥(aerosol plume)이 흡입구의 내벽에 입자 유착을 방지 하기 위하여 "공기 재킷(air jacket)"으로 휩싸이도록 에어로졸 발생기를 감싸는 환형 기류 및/또는 초기 에어로졸의 이용에 있다. 이러한 접근은 실질적인 제한을 가진다. 이러한 접근은 막으로부터 방출되면 빠르게 에어로졸 원뿔(aerosol cone)이 넓어지기 때문에 불리하게 장치의 크기를 증가시킨다. 그 밖에, 환형 고리 슬릿(annular ring slit)은 층류를 형성하지 않기 위하여 상대적으로 크다. 또한, "공기 재킷" 접근을 이용한 흡입 장치는 부품을 더 필요로한다.
상기 "공기 재킷"과 유사한 접근은 에어로졸이 고속으로 흡입구를 통과할 때 주위 공기가 감소된 압력에 끌려가는 흡입구의 공기 슬릿의 이용에 있다. 이러한 공기 슬릿은 예를 들어 Respimat® 연무 흡입기로 제공된다. 위에 언급된 환형 고리 슬릿 보다 자리를 훨씬 덜 차지하며 부품을 필요로 하지 않으면, 흡입구의 공기 슬릿은 효율이 적으며 흡입구 내 액적 증착 및/또는 에어로졸 속도 만족성의 감소를 방지할 수 없다.
US 4,592,348 B는 약물 캐니스터(medication canister) 및 공기 통로를 가지는 디스펜서 하우징(dispenser housing)을 포함하는 가압 정량 흡입기를 개시한다. 분배를 돕는 공기 채널은 약물 캐니스터의 분배부의 위치 쪽으로 공기 유입구로부터 점점 가늘어지며, 그 후 에어로졸 유입구 쪽에서 넓어진다. 마찬가지로, 벤투리 목부(venturi throat)는 공기 통로에 형성된다. 분배부로부터, 에어로졸은 유동 방향에서 기류의 중심으로 분배된다. US 4,592,348 B는 벤투리 통로 내에서 감소된 공기압이 분배부를 통하여 공기 통로에 들어가는 약물의 액적의 원자화를 돕는 것을 기술한다. 다른 작용은 US 4,592,348 B에 기술되지 않는다. US 4,592,348 B는 분무기에 적용될 수 있는 어떠한 표시를 제공하지 않는다.
WO 2010/065616 A1는 냉각된 호흡 가스 혼합물용 전달 장치 및 상기 전달 장치의 말단부 근처에 배치된 분사 장치를 포함하는 치료학적 치료 시스템을 개시한다. 특히, 상기 문서는 흡입용 미세 냉각 입자의 미스트(mist)를 형성하고 방출할 수 있는 호흡기(respirator)를 개시한다. 도 3a에 나타낸 특정 실시예는 감소된 단면 영역으로 벤투리 소자로 형상화된 전달 장치를 나타내어서, 호흡 가스 혼합물은 상기 벤추리 소자를 통해 및 유체원(fluid source)을 통해 흐를 때 속도를 증가시키고 압력을 감소시킨다. 벤추리 소자 내부의 낮은 압력은 공기와 혼합을 위하여 벤추리로 유체원/분사 장치로부터 유체를 흡입하는 것을 기술하며, 이로 인하여 냉각된 가스 혼합물에서 미세 냉각 입자를 얼리는 액적 또는 미세 미스트의 형성을 야기한다. 그 밖에, WO 2010/065616 A1는 다른 기능을 개시하지 않는다. 또한, 문서는 혼합 채널이 WO 2010/065616 A1의 시스템에 필요하지 않는 것을 나타낸다. 분사 장치는 치료 시스템(도 3a에서 볼 수 있듯이)의 말단부 근처에 배치되며, 따라서 형성된 미스트는 거의 즉시 장치를 빠져나가며 벽에 액적이 매복되는 작은 위험만을 형성한다. 또한, 호흡기에 의해 제공된 냉각된 호흡 가스 혼합물은 미세 냉각 입자로 상기 미스트를 얼려서, 실제로 액적 유착의 위험은 분무기를 포함하는 흡입 장치에 있지 않는다.
DE 10 2005 010 965 B3 및 US 2009/0050137 A1는 혼합 채널을 이용하는 흡입 장치를 기술한다. 여기에 제공된 흡입 장치는 에어로졸에 포함되는 액적이 혼합 채널의 벽에 증착되지 않고 입, 목구멍 및 폐에 들어갈 때까지 분리되어 남아있는 방식으로 환자의 입에 에어로졸을 공급하는데 특히 적합한 혼합 채널을 가진다. 혼합 채널은 적어도 공기 유입구에 직면하는 측면에서 채널벽의 일부를 형성하며 채널 벽의 내면의 높이와 매우 동일한(최대 1mm의 높이 차) 적어도 하나의 노즐 오리피스(nozzle orifice)를 통하여 액상 약물을 공급하기 위해 유입구, 에어로졸 배출구 및 상기 유입구 및 에어로졸 배출구 사이에 분사 영역을 포함한다. 흡입 장치는 채널의 종축에 대한 특정 각도 α에서 혼합 채널로 액적의 제트를 분사하기 위하여 하나 이상의 노즐 오리피스를 이용한다.
채널의 단면은 공기 유입구에서 분사 영역 까지 일정하거나 끝이 점점 가늘어진다. US 2009/0050137 A1의 특정 실시예에서, 예를 들어 도 13에서 보아 특정 채널의 단면은 유입구에서의 직사각형 형상에서 분사 영역을 가로질러 둥근 모서리를 가지는 직사각형 형상까지의 연속 종단면으로 계속 감소하며, 그 후 둥군 모서리 및 원형 형상의 바깥쪽으로 휜 측면을 가지는 직사각형 형상으로 전이구를 형성한다. 증가된 공기 속도는 노즐로부터 짧은 거리에 있는 단분산 액적으로 노즐 오리피스에서 및 서로로부터 분리된 상태를 유지하며 소위 혼합 영역 뒤의 채널의 벽으로부터 분출된 초기 연속 유체 제트가 발생한다.
기술된대로, 장치의 혼합 채널이 형성되어서, 내주벽은 기류의 유동 방향에 대하여 매그럽고 연속적이다. 따라서, 혼합 채널에 주입될 때, 제제의 액적은 노즐 오리피스의 밖으로 누설되는 제트로 처음 농축된다. 즉, 혼합 공정은 주로 확산 공정에 의해 형성되고, 즉 제트를 둘러싸는 기류로 액적이 확산된다. 그러나, 에어로졸이 혼합 채널에서 제한된 시간으로만 남아있으므로 액적 및 공기의 공간적으로 균일한 혼합물을 이루기 위한 시간이 충분하지 않다. 실제로, 제트가 기류의 특정 각도 α, 예를 들어 α = 90°로 분사되기 때문에, 작은 층류가 발생한다. 그러나, 층류는 기류와 비교하여 작은 크기의 제트 때문에 상대적으로 작으며; 제트는 US 2009/0050137 A1에 전재한 도 10에 나타낸대로 빙빙 도는 대신에 기류에서 다소 회전한다.
US 2009/0050137 A1는 혼합 채널이 어떻게 진동 메쉬 분무기와 같은 높은 배출 분무기를 연속으로 작동시키는지의 설명을 제공하지 않는다. 사실상, 기류의 방향에 수직인 직선에 배치된 노즐 오리피스를 가지는 DE 10 2005 010 965 B3 또는 US 2009/0050137 A1에 기술된 노즐판(nozzle plate)은 원형 또는 다각형 배열로 배치되는, 일반적으로 300~9000 오리피스를 가지는 진동 메쉬 분무기의 관통막과 다르다.
장치 내부의 불충분한 혼합 및/도는 증착의 문제는 느린 유량을 이용할 때 진동 메쉬로부터 빠르게 방출된 매우 초기의 에어로졸에 대하여 낮은 분배 및 반출량을 제공하기 때문에 더 명백하며, 중요하다. 그러나, 발명자에 의한 다양한 초기 출원서(예를 들어 WO 2010/089330 A1 또는 Griese 외; Am. J. Resp. Critical Care Medicine, Vol. 169, 2004, pg. 822-828)에 기술된대로, 예를 들어 20L/min 이하, 바람직하게 약 15L/min의 늦은 흡입 유량은 폐에 깊숙히 약물을 전달하는데 유리하다.
위에 논의된 사실에 대하여, 액적의 혼합물은 에어로졸에서 액적의 불균질한 분포를 야기하는, 진동 메쉬 분무기 또는 초음파 분무기와 같은 연속적으로 작동하는 높은 배출 분무기와 결합하여 최신 혼합 채널을 이용할 때 불완전하게 기류에 남아있을 수 있다. 따라서, 에어로졸에서 액적의 균질 분포를 야기하는 개선된 혼합 공정을 위한 혼합 채널이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 에어로졸로 액적의 균질 분포를 야기하는 개선된 혼합 공정을 허용하는 혼합 채널을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 혼합 채널을 포함하는 흡입 장치를 제공하는 것이다. 추가 목적은 장치 내에 응집물(coalescence) 및/또는 침전물 때문에 흡입 장치의 에어로졸 액적의 손실을 감소시키는 것이다. 또한, 추가 목적은 작고 이동식(즉, 휴대가능한)이며 휴대용인 흡입 장치를 선택 적용하는데 적합하도록 상대적으로 작은 외부 면적의 혼합 채널을 제공하는 것이다. 이 목적은 여기에 첨부된 청구항에 따른 특징을 가지는 흡입 장치용 혼합 채널 및 흡입 장치에 의해 이루어진다.
본 발명의 혼합 채널의 개념은 혼합 채널의 내벽에 단차부 또는 혼합 채널의 유효 단면 영역을 급격히 감소시키는 다른 수단을 제공하는 것이다. 선행 기술과 대조적으로, 위에 기술된대로 혼합 채널은 매끄럽고 연속적인 내주면(inner circumferential surface)을 가져서 스월링 공정(swirling processes)의 발생을 방지하며, 본 발명에 따른 혼합 채널은 내주면, 즉 유동 방향의 불연속부(discontinuity)에 단차부를 포함한다. 여기에 이용된대로, 단차부(step)는 혼합 채널의 종방향 위치에서 또는 짧은 종방향 섹션 내에서 단면 영역의 상당한 또는 급격한 변화부이다. 본 발명에 따라, 단면 영역은 분사 영역(injection zone)의 단부 내에서 또는 분사 영역의 단부의 하류에서 더 많이 또는 더 적게 급격히 갑소된다. 예를 들어, 단차부는 혼합 채널의 단면의 약 50%를 막도록 형성될 수 있다. 여기에 이용된대로, 분사 영역은 초기 에어로졸(nascent aerosol)의 분사가 시작되고 및/도는 분무기에서 방출된 에어로졸이 초기에 공기와 혼합되는 혼합 채널의 일부이다. 본 발명의 다른 특징 뿐만 아니라 분사 영역은 도면과 결합하여 더 자세히 정의될 것이다. 여기에서, 단차부는 혼합 채널의 내면의 레벨에 있어 오프셋(offset)부 또는 변화부(change)로 이해되며, 단차부는 3개의 연속 표면부에 의해 형성된다. 두 개의 인접한 표면부 사이의 각도는 80~100°, 바람직하게 85~95°, 더 바람직하게 필수적으로 90° 및 매우 바람직하게 90°이다.
기류로 액적을 균일하게 분포하는 공정은 혼합 채널이 단차부를 통하여 및 즉 단차부의 뒤에 작은 유효 단면(유입구와 대조적인) 및 서서히 유입구 쪽으로 다시 증가하는 유효 단면에 한정되는 사실에 의해 더 지지된다. 즉, 도 1a에서 볼 수 있듯이 감소된 단면 영역은 내변으로 돌출된 배플형(baffle-type) 벽보다 실제 단차부에 주어진다. 여기에서, 용어 "유효 단면(effective cross section)"은 기류로 실제 개방되는 단면 부분, 즉 혼합 채널의 내주면에 의해 형성된 단면 부분을 나타내며, 독립적으로 혼합 채널의 외주면은 단차부를 나타내지 않는다. 또한, 위치(position), 배향(orientation) 또는 방향(direction)을 나타내는 유사한 용어 뿐 아니라 표현 "단차부 뒤(behind the step)"는 혼합 채널의 기류의 유동 방향, 즉 유입구에서 배출구의 방향에 관련된다.
한정된 단면 때문에, 공기 유동(air flow)의 유동상(flow profile) 및 유량(flow rate), 더 정확히 속도는 단차부의 위치에 따라 변하므로 공기 및 에어로졸은 가속도를 받는다. 본 발명에 따라, 이후에 더 자세히 기술되듯이, 분무기는 예를 들어 도 11b에서 볼수 있듯이 혼합 채널의 단차부에 바로 옆에, 즉 혼합 채널의 단차부의 전면에 배치되거나 단차부를 형성한다. 일반적으로, 전체 분무기가 아닌 분무기의 일부만 혼합 채널에 실제로 삽입되고 돌출한다. 도 11a 및 11b에 나타낸 특정 실시예에서, 삽입된 부분은 초기 에어로졸이 방출되는 하류에서 진동 메쉬가 고정되는 진동 메쉬 분무기의 하류단을 포함한다. 따라서, 액적의 제트(jet)는 혼합 채널의 단차부에 또는 단차부의 바로 뒤에, 즉 높은 공기 속도를 가지는 위치에 분사된다. 공기가 단차부의 상류 또는 단차부의 전면과 비교하여 가속화되므로, 기류에서 초기 에어로졸의 밀도가 작게 유지되기 때문에(액적이 낮은 속도를 가지는, 예를 들어 단차부 전 기류로 분사되는 경우와 비교하여) 액적은 빠른 기류에서 빠르게 혼입되고 희석된다. 밀도의 감소는 액적 사이의 평균 거리가 증가되며 액적의 더 큰 평균 직경을 야기하는 액적의 원치않는 유착이 방지되거나 감소될 수 있는 이점을 가진다.
또한, 단차부 위의 혼합 채널의 형상이 바람직하게 혼합 채널의 하류 쪽으로 넓어지는 모서리가 없는 원뿔 형상이므로, 혼합 채널의 내벽으로의 액적의 증착이 방치되거나 감소될 수 있다. 이러한 증착은 적합한 대전 방지 코팅 물질(anti-static coating material)에 의해 더 감소될 수 있다.
또한, 단차부 뒤에서 가속화된 기류는 모서리가 없는 원뿔의 트럼펫 형상 때문에 다시 감속된다. 이 방식은 혼합 채널의 배출구에서, 매복 없이 환자의 입으로 유입되는데 적합한 값 및 깊은 폐 영역으로 이동시키는데 적합한 값에 도달되도록 유동이 감소된다. 따라서, 단차부 뒤의 혼합 채널은 확산기(diffusor)로 작동되도록 형상화된다.
의외로, 본 발명의 혼합 채널이 에어로졸이 혼합 채널의 길이방향 중심축에 대하여 약 90°의 각도로 상류에서 혼합 영역까지 높은 배출율(예를 들어 약 0.5ml/min 또는 그 이상, 또는 약 0.8ml/min 또는 그 이상, 또는 약 1ml/min 또는 그 이상)을 가지는 분무기에 의해 방출될 때 공기와 빠르게 혼합되고 혼합 채널의 벽에 실질적인 매복 없이 및 물질 유착 없이 희석되는 것을 보장하기 위해 완화된 유량(예를 들어 15 l/min)으로 채널 내부에 흐르는 공기의 충분히 높은 가속화가 이루어지는 것이 발명자에 의해 발견되었다.
또한 여기에 기술된대로 혼합 채널이 최소화되될 수 있고 이러한 결과를 이루는데 효과적인 것을 발견하였다. 위에 언급된 조건, 즉 느린 흡입 유량에 적합한 흡입 장치에서 고효율 분무기의 포함은 초기 에어로졸의 유착하는 성향에 대하여 특히 도전적이며 장치내에 증착되는 것이 기술된다.
혼합 채널 내 유량에 의존하여, 단차부의 유효 단면 영역의 급격한 감소가 실질적인 층류의 간섭 없이도 흐르는 공기의 빠른 편향 및 가속화를 유도할 수 있는 것이 관찰되었다. 이러한 관찰은 전산 유동 시뮬레이션에 의해 확인된다.
본 발명의 한 측면은 유입구, 배출구 및 상기 유입구 및 상기 배출구 사이에 배치된 분사 영역을 포함하는, 흡입 장치용 혼합 채널에 관한 것이다. 분사 영역은 길이방향 중심축을 가지며 (a) 내장형 분무기(built-in nebulizer) 또는 (b) 분리형 분무기, 또는 (c) 상기 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재(member)를 포함한다. 또한, 길이방향 중심축에 수직인 평면에서 혼합 채널의 유효 단면 영역은 분사 영역의 상류에서 보다 분사 영역에서 더 작다. 특히, 길이방향 중심축에 수직인 평면에서 혼합 채널의 유효 단면 영역은 분사 영역의 하류단 내에서 또는 하류단의 유동 방향에서 급격히 감소하여서 상기 단면 영역은 분사 영역의 상류 보다 분사 영역에서 더 작다. 바람직하게 단면 영역의 급격한 감소는 혼합 채널의 단차부를 형성한다.
선택적으로, 단면 영역의 형상은 분사 영역의 상류단에서 원형 또는 타원형, 대안적으로 직사각형 형상이며, 분사 영역의 하류단에서 반원형 또는 반타원형 형상이다.
여기에 정의된대로, ~1.3:1 이하의 형상비(aspect ratio)를 가지는 단면 영역의 형상은 원형 또는 대략 원형이며, ~1.3:1 이상의 형상비를 가지는 단면 영역의 형상은 타원형일 것이다. 유추해보면, 용어 "대략 반원형(approximately semi-circular)" 또는 대략 반타원형(approximately semi-elliptical)"은 선택적으로 둥근 가장자리 및/또는 바깥쪽으로 살짝 아치형인 원주선(circumferential lines)을 가지는, 반으로 잘린 원형 또는 타원형과 유사한 형상을 나타낸다.
대략 반원형 또는 대략 타원형인 단면의 정확한 형상에 의존하여, 단면 영역의 크기는 분사 영역의 하류단에서 영역의 절반으로 급격히 감소되거나 분사 영역의 상류측의 영역과 비교하여 약간 감소된다. 본 발명에 따른 대략 원형인 단면의 한 예는 도 11c에 나타낸다.
하기에서, 용어 "유동의 방향(direction of flow)"은 혼합 채널의 유입구에서 배출구까지의 방향으로 이해될 것이다.
본 발명의 한 측면은 제 1 채널부 및 제 1 채널부의 하류에 제 2 채널부를 포함하는 혼합 채널에 관한 것이다. 제 1 채널부는 유입구 및 분사 영역을 포함한다. 내장형 분무기, 분리형 분무기 또는 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재는 분사 영역의 길이방향 중심축에 관련된 측면 위치(lateral position)에 있거나 상기 측면 위치로부터 연장된다. 바람직하게, 내장형 분무기 또는 분리형 분무기 또는 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재는 혼합 채널의 종방향 측면부 또는 측벽에 배열되거나 배치된다. 따라서, 내장형 분무기 또는 분리형 분무기는 혼합 채널의 종방향 또는 종축을 횡단하는 방향에 배열될 수 있다.
본 발명의 한 측면은 내장형 분무기가 혼합 채널로부터 돌출하는 혼합 채널에 관한 것이다. 대안적으로, 분리형 분무기는 혼합 채널로부터 돌출한다. 이러한 "돌출함(protruding)" 또는 연장은 바람직하게 혼합 채널의 길이방향 중심축을 지나지 않는다.
본 발명의 추가 측면은 내장형 분무기 또는 분리형 분무기가 분사 영역에 배열되어서 길이방향 중심축에 수직인 평면에서 혼합채널의 유효 단면 영역이 분사 영역의 상류에서 보다 분사 영역에서 또는 분사 영역의 하류에서 더 작은 혼합 채널에 관한 것이다. 특히, 내장형 분무기 또는 분리형 분무기는 분사 영역(3)의 길이방향 중심축(a)에 대한 측면 위치로부터 연장되며 분사 영역(3)으로 돌출하여서, 길이방향 중심축(A)에 수직인 평면에서 혼합 채널의 유효 단면 영역의 크기가 분사 영역(3)의 하류단 내에서 또는 상기 하류단에서의 유동 방향으로 급격히 감소한다.
본 발명의 추가 측면은 분리형 분무기가 부재에 수용될 시 길이방향 중심축에 수직인 평면에서 혼합 채널의 유요 단면 영역이 분사 영역의 상류에서 보다 분사 영역에서 더 작은 혼합 채널에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 추가 측면은 분리형 분무기가 부재에 수용될 시 길이방향 중심축에 수직인 평면에서 혼합 채널의 유효 단면 영역이 분사 영역(3)의 하류 내에서 또는 상기 하류에서 급격히 감소되는 혼합 채널에 관한 것이다.
즉, 단차부가 혼합 채널 및 혼합 채널의 개구부의 벽의 크기 및 형상에 의해 형성되면, 혼합 채널로부터 돌출하는 삽입된 분무기는 단차부를 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
이미 기술된대로, 혼합 채널은 제 1 채널부 및 상기 제 1 채널부의 하류에 제 2 채널부를 포함한다. 바람직하게 혼합 채널 벽의 내면은 제 1 채널부의 하류단 및 내장형 분무기, 분리형 분무기 또는 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재의 반대측의 제 2 채널부의 상류단 사이에 연속 또는 스텝-프리 전이부(step-free transition)를 형성한다. 즉, 단차부는 분무기 또는 분무기를 수용하도록 형성된 부재가 배치되는 혼합 채널의 측면 위에 형성되며, 그 반대측은 단차부에 기여하지 않거나 상당히 기여하지 않는 방식으로 형상화된다.
바람직하게 제 1 채널부는 공기 입구를 형성하는 유입구 및 관통홀에 의해 수행될 수 있는 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재를 포함한다. 제 1 채널부는 바람직하게 원형, 선택적으로 타원형 또는 직사각형, 길이방향 중심축 A를 가지는 실린더 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 실린더는 바람직하게 길이방향 중심축 A에 필수적으로 직각이 아닌 평면 단면을 따라 실린더를 통하여 절단될 수 있는 유입구에 의하여 유입구의 상류단에 형성된다.
따라서, 유입구는 바람직하게 원형, 선택적으로 타원형 형상일 수 있다. 대안적으로, 유입구는 예를 들어 직각인 모서리 또는 둥근 모서리를 가지는 직사각형 형상이다.
관통홀은 실린더의 원주벽의 한 측면의 제 1 채널부의 매우 하류인 단부에 배치된다. 제 1 채널부의 하류단에서, 제 1 채널부는 길이방향 중심축 A, 즉 단차부에 직각인 평면 단면에 배치되는 벽에 의해 부분적으로 폐쇄될 수 있다. 이로 인하여, 벽은 관통홀 측면의 제 1 채널부의 하류단에서 단면 크기의 약 50%를 덮기 위하여 배치될 수 있다. 제 1 채널부의 하류단의 잔여 개구부(remaining opening)는 대략 반원 형상으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 제 1 채널부의 하류단의 잔여 개구부는 예를 들어 혼합 채널의 제 1 부분(segment)이 타원형 실린더로 형성될 때와 같이 대략 반타원형으로 형성될 수 있다.
이러한 실시예에서, 제 1 채널부의 하류 개구부 또는 단부는 동시에 제 2 채널부의 상류 개구부 또는 단부이다, 즉, 제 1 채널부의 하류 개구부 또는 단부는 제 1 채널부 및 제 2 채널부 사이에 전이구를 형성한다. 따라서, 제 1 채널부 및 제 2 채널부 사이의 전이구는 제 2 채널부로부터 제 1 채널부를 구별할 수 있는 가상 영역(virtual section)을 형성한다. 제 1 채널부의 하류단을 부분적으로 폐쇄하는 벽 때문에, 단차부는 양 채널부 사이의 전이구 위치에 형성된다.
또한 제 1 채널부는 혼합 챔버로서 이해될 수 있다. 본 발명의 측면에 따라, 실질적으로 원통형 또는 타원 기둥 및 실질적으로 제 1 방향, 예를 들어 횡방향 벽을 가지는 흡입 장치용 혼합 챔버가 제공된다. 혼합 챔버는 혼합 챔버의 상류단에서 유입구, 혼합 챔버의 하류단에서 혼합 챔버 배출구(위에 언급된 전이구와 동일한) 및 에어로졸의 분사 영역을 포함한다. 또한, 혼합 챔버는 예를 들어 분사 영역으로 돌출되도록 분사 영역의 길이방향 중심축 A에 대하여 90° 또는 45~135°의 각도에서 분사 영역의 길이방향 중심축에서 또는 상기 길이방향 중심축 근처에서 에어로졸을 발출하도록 혼합 챔버의 상류에서 연장된 내장형 또는 분리형 분무기를 포함한다. 혼합 챔버 배출구는 실질적으로 제 2 방향, 예를 들어 수직 방향을 가지며, 길이방향 중심축 및 분무기가 혼합 챔버로 연장되는 위치의 반대측의 혼합 챔버의 벽 사이에 배치된다.
언급된대로, 유입구는 선택적으로 원형 또는 타원형 형상일 수 있다. 선택적으로, 직경 도는 타원형 개구부의 경구에 있어 평균 직경은 약 5~15mm, 특히 약 7~12mm, 특히 약 8~10mm일 수 있다.
혼합 채널의 유입구는 사용자의 흡입용 흡입구와 연결가능하다. 흡입구는 내측부(inner part) 및 외측부(outer part)를 포함한다. 흡입구의 내측부는 예를 들어 기밀성 압입부(air tight press-fit)에 의해 제 2 채널부의 하류단에 연결된다. 따라서, 흡입구의 내측부는 제 2 채널부의 연장부로서 작용하거나, 제 2 채널부의 연장부를 형성한다. 또한, 흡입구의 내측부 및 제 2 채널부 사이의 연결은 연속 또는 스텝-프리 전이구로서 형성될 수 있다. 이 방식으로, 혼합 채널을 통해 전파되는 기류상은 상기 연결 영역에서 방해받지 않는다. 혼합 채널에 연결될 때, 흡입구의 외측부는 하류 측의 호한 채널의 제 2 채널부의 약 2/3를 덮을 수 있다. 따라서, 흡입구의 외측부의 일부는 동심(concentric) 방식으로 흡입구의 내측부를 둘러싼다.
대안적으로, 제 2 채널부 및 흡입구는 하나의 단일 부품의 형상일 수 있다.
본 발명의 한 측면은 제 2 채널부의 길이방향 중심축 및 분사 영역의 길이방향 중심축이 바람직하게 180°의 각도를 형성하며; 즉 상기 길이방향 중심축들은 서로와 병렬에 있는 혼합 채널에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 제 2 채널부의 길이방향 중심축 및 분사 영역의 길이방향 중심축이 172°이상의 각도를 형성하는 혼합 채널에 관한 것이다. 즉, 두 축이 병렬이 아닌 경우, 두 종축은 172°이상, 즉 172~180°의 둔각을 형성한다.
이전에 기술한대로, 내장형 분무기 또는 분리형 분무기는 혼합 채널의 분사 영역으로 돌출한다. 본 발명의 한 측면은 내장형 분무기 또는 분리형 분무기가 예를 들어 분사 영역의 길이방향 중심축 또는 분사 영역의 길이방향 중심축 근처 및 상기 길이방향 중심축 쪽으로 에어로졸을 방출하도록 배치되는 혼합 채널에 관한 것이다. 여기에 이용된대로, 표현 "길이방향 중심축 근처"는 분무기의 하류단이 혼합 채널의 측벽 보다 길이방향 중심축에 실질적으로 더 가까운 것을 설명하여 이해될 수 있다.
본 발명의 한 측면은 분무기(내장형 분무기 또는 삽입된 분리형 분무기인)가 분사 영역의 혼합 채널 하류의 벽의 내면의 일부와 같은 높이를 가진다. 즉, 분무기의 하류 부분의 단부는 분무기의 하류단 및 전이구(혼합 챔버 배출구의)의 정점이 혼합 채널의 길이방향 중심축에 또는 상기 길이방향 중심축의 근처에 있는 경우에 단차부의 높이와 같은 혼합채널에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 분사 영역의 혼합 채널 하류의 단면 영역의 형상이 변하는 혼합 채널에 관한 것이다. 본 발명의 한 측면은 분사 영역의 혼합 채널 하류의 단면 영역의 크기가 변하는 혼합 채널에 관한 것이다. 본 발명의 한 측면은 분사 영역의 혼합 채널 하류의 단면 영역의 크기가 변하는 혼합 채널에 관한 것이다.
더 특히, 본 발명의 한 측면은 분사 영역의 혼합 채널 하류의 단면 영역이 유동 방향에 크기에 따라 증가하는 혼합 채널에 관한 것이다. 바람직하게, 단면 영역은 계속 증가한다. 이에 대하여, 용어 연속적으로는 제 2 부분 내에서 에어로졸 액적의 증착을 야기할 수 있는 난류 및/또는 유동 스톨(flow stalls)을 방지하거나 감소시키기 위하여 매끄럽고 가장자리가 없는 혼합 채널의 제 2 부분의 내벽을 생성하기 위하여 단계적이지 않고 서서히 단면 영역이 증가하는 것으로 이해된다.
필수적으로 제 2 채널부는 모서리가 없는 원뿔형 또는 점점 가늘어지는 타원형 실린더 형상으로 형성될 수 있다. 위에 언급된 단차부 때문에, 제 2 채널부는 제 1 채널부의 길이방향 중심축 A에 대하여 좌우 대칭이거나 동축을 가지지 않을 수 있다.
가속화된 에어로졸 액적이 환자의 목에 증착되지 않고 폐에 도달하도록 제 2 부분에서 채널의 확장이 에어로졸의 속도를 감소시킬 수 있다.
제 2 채널부는 바람직하데 다음에 따른 형상일 수 있다. 상류단에서 하류단 까지 제 2 채널부의 순차적인 연속 단면을 형성하며(각각의 단면은 제 1 채널부(2a)의 길이방향 중심축 A에 직각임), 제 1 단면은 제 2 채널부(2b)의 상류 개구부 또는 전이구에 대응하는 대략 반원형 또는 반타원형 형상을 가진다. 그 후, 각각의 다음 단면 형상은 각각의 이전 단면의 형상을 통해 연장된다. 연속 단면의 밖으로 큰 크기를 가지는 단면은 제 2 채널부의 하류 개구부에 대응한다. 제 2 채널부의 하류 개구부는 동시에 혼합 채널의 배출구를 형성한다.
본 발명의 한 측면은 제 2 채널부의 중축 및 제 2 채널부의 내면의 접선면 사이의 각도 α의 대략 2배인 개방 각도가 약 8°이하인 혼합 채널에 관한 것이다.
이러한 제한 때문에, 제 2 부분에서 에어로졸 증착을 잠재적으로 야기하는 스톨(stalls) 및 난류(turbulences)는 매우 방지될 수 있다.
본 발명의 한 측면은 여기에 기술된 개방 각도가 약 6° 이하인 혼합 채널에 관한 것이다. 예를 들어, 개방 각도는 약 5°, 약 5.5°, 또는 약 6°일 수 있다.
본 발명의 한 대안은 개방 각도가 일정하거나 대체로 일정한(즉, 모서리가 잘린 원뿔 형상의) 혼합 채널에 관한 것이다.
개방 각도 및/또는 개방 각도의 약 절반인 각도 α에 관하여, 이러한 각도는 고려 중에 특히 종단면(longitudinal section)에 약간 의존하여 다를 수 있다. 전이구 및 공기 배출구의 형상이 다소 다를 수 있기 때문에, 수평 종단면을 따른 제 2 부분의 각각의 개방 각도는 수직 종단면의 개방각도와 약간 다를 수 있다. 이 경우, 개방 각도는 이러한 종단면을 따른 평균 개방 각도로 이해될 수 있다. 예를 들어, 약 8°이하의 개방 각도(즉 4°이하의 α) 또는 대안적으로 6°이하의 개방 각도(즉 3°이하의 α)는 다른 종단면에 대한 각각의 각도의 평균 값을 나타낸다.
또한, 배출구에서 제 2 부분의 하류단이 예를 들어 날카로운 가장자리를 방지하기 위하여 둥근 경우, 둥근 하류단은 평균 각도를 측정할 때 고려되지 않는다.
개방 각도 및/또는 각도 α 를 나타낼 때 용어 "일정한(constant)"은 배출구(둥근 하류단이 고려되지 않는)에 가까운 전이구로부터 제 2 채널부의 내면으로 종단면을 따른 평균 상수(meaning constant)로 이해될 것이다. 즉, 종단면이 제 2 부분의 내면과 교차하는 선은 직선이며, 대부분 직선의 길이는 예를 들어 80% 초과 또는 그 이상, 또는 90% 초과 또는 그 이상이다. 예를 들어, 개방 각도는 더 하류에서 약 5°일 뿐 아니라 제 2 혼합 채널 부분의 상류 개구부 또는 전이구에서 약 6°일 수 있다.
본 발명의 다른 대안은 제 2 채널부의 중축 및 제 2 채널부의 내면의 접선면 사이의 각도가 유동의 방향을 따라 증가하는 혼합 채널에 관한 것이다. 예를 들어, (평균)개방 각도는 제 2 부분의 상류 개구부 또는 전이구에서 약 5°일 수 있으며 제 2 혼합 채널 부분의 배출구 쪽으로 약 6°로 증가한다.
본 발명의 한 측면은 내장형 분무기 또는 분리형 분무기가 예를 들어 분사 영역의 길이방향 중심축 A에 대하여 90°의 각도에서 또는 45~135°, 바람직하게 60~120°, 더 바람직하게 85~95°에서 혼합 채널로 에어로졸을 방출하도록 배치되는 혼합 채널에 관한 것이다. 특히, 액체가 저장소에서 수평으로 배치된 진동 메쉬까지 자유롭게 및 중력 구동되는 유동으로 가정되는 진동 메쉬 분무기에 대하여 중요성이 있으며, 분무기의 더 뚜렷한 틸팅(tilting)은 유출(spillage), 에어로졸 배출의 감속화 및/또는 액상 제제의 불완전한 에어로졸화를 야기할 수 있다.
본 발명의 한 측면은 혼합 채널의 유입구가 흡입 장치의 유입구를 형성하는 혼합 채널에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 혼합 채널의 유입구가 흡입 창치의 유입 채널과 연결가능한 혼합 채널에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 분사 영역에서 혼합 채널의 단면 영역의 감소가 매체가 혼합 채널을 통하여 흐를 때 매체의 유동상의 변화를 야기하도록 형성되는 혼합 채널에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 분사 영역의 상류에 배치된, 바람직하게 유입구 근처에 필터를 포함하는 혼합 채널에 관한 것이다. 바람직하게, 필터는 낮은 유동 저항을 가지는 소수성 필터이다. 필터는 폴리에스테르로 형성될 수 있다. "낮은 유동 저항"은 바람직하게 15L/min의 유동으로 5mbar 이하의 압력 저하에 영향을 미치는 것을 의미한다. 이러한 필터의 이용은 제어불가능한 층류를 도입할 수 있고 혼합 채널 내에서 기류의 층류를 방해할 수 있는 진애(air borne particle)를 보유하는데 중요하다.
본 발명의 한 측면은 혼합 채널 벽의 내면이 생체 적합성 물질(biocompatible material)의 층으로 적어도 부분적으로 코팅되며, 상기 생체 적합성 물질은 바람직하게 대전방지성(antistatic)이고 및/또는 폴리(p-크실렌)(poly(p-xylylene))으로 형성되는 혼합 채널에 관한 것이다.
추가 측면에 있어서, 내장형 분무기 또는 분리형 분무기는 초음파 분무기 또는 진동 메쉬 분무기이다. 여기에서 이용된대로, 분부기는 연속 방식으로 흡입 가능한 에어로졸로 비가압 액체(non-pressurised liquid)를 전환할 수 있는 에어로졸 발생기 또는 분무기(atomiser)를 의미한다. 특히, 내장형 또는 분리형 분무기는 분무되는 액체가 진동에 의해 압출되는 진동 메쉬 분무기, 즉 메쉬 또는 관통막(perforated membrane)을 가지는 분무기이다. 일반적으로, 관통막은 피에조 소자(piezo element)(따라서 진동 메쉬 분무기)에 의해 흔들린다; 그러나, 막 보다 액체가 더 흔들릴 수 있으며, 그로 인하여 에어로졸이 발생한다.
특히, 높은 배출율을 가지는 분무기를 이용하여 본 발명을 수행하는데 유용하다. 즉, 분무기의 배출율은 시간 당 에어로졸로 전환되는 액체의 양을 의미한다. 선택적으로 적어도 약 0.5ml/min의 배출율을 가지는 분무기가 선택된다. 또한, 배출율은 각각 적어도 약 0.8ml/min 또는 적어도 약 1.0ml/min일 수 있다.
본 발명의 한 측면은 내장형 분무기 또는 분리형 분무기가 주요 부재, 바람직하게 변형된 부품(turned part), 압전 물질로 형성된 고리 부재 및 관통막을 포함하며, 주요 부재는 고리 형상의 확장부가 존재하는 외부 영역을 포함하는 관형부(tubular portion)를 포함하고, 고리 부재는 주요 부재가 고리 부재를 통하여 연장되도록 부착되며, 관통막은 주요 부재의 전면부 안으로 또는 위로 연결되고 주요 부재는 액상 약물 저장소와 연결가능한 혼합 채널에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면은 내장형 또는 분리형 분무기가 기밀 방식으로 및 실링 립(sealing lip)에 의해 혼합 채널에 연결되는 혼합 채널에 관한 것이다. 바람직하게, 실링 립은 두 개의 부품 성형에 의해 형성된다.
본 발명의 추가 측면은 본 발명에 따른 혼합 채널의 한 실시예를 포함하는 흡입 장치에 관한 것이다. 흡입 장치는 케이스 또는 하우징 및 흡입구를 포함할 수 있다. 흡입구는 위에 기술된대로 혼합 채널의 제 2 채널부에 연결될 수 있거나, 흡입구 자체가 제 2 채널부를 나타낼 수 있다.
본 발명의 한 측면은 본 발명에 따른 혼합 채널이 기밀 방식으로 및 바람직하게 실링 립에 의해 흡입 장치에 연결되고, 상기 실링 립은 바람직하게 두 개의 부품 성형에 의해 생성되는 흡입 장치에 관한 것이다.
흡입 장치는 하우징의 기초부(base piece)에 의해 덮여질 수 있거나 상기 기초부에 수용될 수 있는 본체를 포함할 수 있다. 본체는 혼합 채널이 분리식으로 배치될 수 있는 챔퍼(chamfer) 또는 오목부(recess)를 포함할 수 있다. 그로 인하여, 혼합 채널은 관통홀이 본체의 반대측 또는 하우징의 기초부의 반대측에 배치되는 본체에 배치된다. 액상 약물 제제를 수용하도록 형성된 약물 저장소를 고정하는 저장소 부재를 관통홀 위에 배치할 수 있다. 본 발명에 따른 혼합 채널을 포함하는데 적합한 흡입 장치는 예를 들어 함께 연결된 유럽 특허 출원 번호 12 19 01393.1 또는 국체 출원서 PCT/EP2012/076963에 기술된다.
추가 측면에 있어서, 흡입 장치는 약 20 l/min, 예를 들어 약 10~20 l/min 또는 약 12~18 l/min, 예를 들어 약 15 l/min 이하의 흡입 유량으로 흡입구를 통하여 공기 및/또는 에어로졸을 사용자가 흡입하도록 적용되거나 형성된다. 선택적으로, 흡입 장치는 예를 들어 20 l/min 또는 18 l/min의 최대 유량으로 예를 들어 반응성의 유동 제한기(flow restrictor)에 의하여 유동을 제한하는 특징을 포함한다. 대안적으로 또는 추가로, 흡입 장치는 예를 들어 바람직한 흡입 유량을 사용자가 흡입 할 수 있도록 시각, 청각 또는 촉각 피드백 또는 유도법(guidance)을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면, 특징 및 이점은 도면 및 청구항을 포함하는 다음의 설명 뿐 아니라 위의 개요로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 본 발명에 따흔 혼합 채널(1)의 실시예의 길이방향 중심축(longitudinal center axis)을 통한 수직 단면을 나타낸다;
도 1b는 도 1의 B-B에 따른 혼합 채널(1)의 제 1 채널부(2a)의 단면을 나타낸다;
도 2는 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 저면도를 나타낸다;
도 3a는 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 측면도를 나타낸다;
도 3b는 배출구(outlet opening, 5)의 측면에서 보이는 혼합 채널(1)을 나타낸다;
도 3c는 유입구(4)의 측면에서 혼합 채널(1)을 나타낸다;
도 4는 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 상면도를 나타낸다;
도 5는 혼합 채널(1)의 다른 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면을 나타낸다;
도 6는 흡입구(mouthpiece, 20)에 연결된 혼합 채널(10)의 투시도를 나타낸다;
도 7는 혼합 채널(1)을 포함하는 흡입 장치를 나타낸다;
도 8는 도 7에 나타낸 흡입 장치의 분해도이다;
도 9는 혼합 채널(1)의 관통홀(through-hole, 3a)에 삽입되도록 형성된 분무기의 분해도를 나타낸다;
도 10는 선행 기술에 따른 채널을 나타낸다;
도 11a는 분무기의 삽입 전에 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면을 나타낸다;
도 11b는 삽입된 분무기와 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면을 나타낸다;
도 11c는 도 11b에 나타낸 선 B-B을 따라 제 1 채널부(2a) 및 제 2 채널부(2b) 사이의 전이구(transition opening, 7)에서 혼합 채널의 확대된 단면을 나타낸다;
도 12는 제 2 채널부의 중앙 축 및 제 2 채널부의 내면의 한 접선면 사이 각도 α를 나타내며 즉 접선면의 선은 종단면(longitudinal section)의 일부이다.
본 발명의 실시예는 도 1a~9, 도 11 및 도 12를 이용하여 아래에 설명되며, 도 10은 선행 기술을 나타낸다.
도 1a는 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면을 나타낸다. 혼합 채널(1)은 제 1 채널부(2a) 및 제 2 채널부(2b)를 포함한다. 제 1 채널부(2a)는 공기 유입구 및 관통홀(3a)에 의해 분리형 분무기를 수용하도록 적용된 부재를 형성하는 유입구(4)를 포함한다. 이로 인하여, 제 1 채널부(2a)는 길이방향 중심축과 실린더처럼 형성된다. 이러한 실린더는 길이방향 중심축에 필수적으로 직각이 아닌 횡단면을 따라 실린더를 통하여 가상 절단(virtual cut)으로 고려될 수 있는 유입구(4)에 의해 상류 단부(upstream end)에서 한정된다. 관통홀(3a)은 실린더의 원주벽(circumferential wall)의 한 측면의 제 1 채널부(2a)의 하류단(downstream end)에 배치된다. 하류단에서, 제 1 채널부(2a)는 부분적으로 길이방향 중심축 A에 수직인 횡단면에 배치되는 벽에 의해 폐쇄된다. 이로 인하여, 벽은 관통홀(3a)의 측면의 제 1 채널부(2a)의 하류단의 약 50%를 덮도록 배치된다. 제 1 채널부(2a)의 하류단의 잔여 개구부는 도 3b, 도 3c 및 도 11c(참고. 아래에 설명된 전이구라 표시된 참고 번호 (7))에 자세히 나타낸대로 대략 반원 형상으로 형성된다.
제 1 채널부(2a)의 하류 개구부는 동시에 제 1 채널부(2b)의 상류 개구부이다; 즉, 제 1 채널부(2a)의 하류 개구부는 제 1 채널부 및 제 2 채널부 사이에 전이구(7)를 형성한다. 따라서, 제 1 채널부(2a) 및 제 2 채널부(2b) 사이의 전이구(7)는 제 2 채널부(2b)와 제 1 채널부(2a)를 구별하는 수직 단면 또는 평면을 형성한다. 상기 벽이 제 1 채널부(2a)의 하류단을 부분적으로 폐쇄하기 때문에, 단차부(step, 18)는 채널부(2a, 2b) 사이의 전이 영역에 형성된다. 제 2 채널부(2b)는 기본적으로 모서리가 없는 콘 형상 또는 끝이 점점 가늘어지는 타원형 실린더 형상으로 형성된다. 단차부(18) 때문에, 제 2 채널부(2b)는 제 1 채널부(2a)의 길이방향 중심축에 대하여 좌우 대칭이거나 동축을 가지지 않는다.
제 2 채널부(2b)는 다음에 따라 형성된다(도 1 및 도 3B를 함께 참고): 상류에서 하류단까지 제 2 채널부(2b)의 순차적인 연속 단면을 형성하며(각각의 단면은 제 1 채널부(2a)의 길이방향 중심축 A에 직각임), 제 1 단면은 제 2 채널부(2b)의 상류 개구부에 대응하는 반원 형상을 가진다. 그 후, 각각의 다음 단면 형상은 각각의 이전 단면의 형상에 이른다. 연속 단면의 밖으로 더 큰 크기를 가지는 단면은 제 2 채널부(2b)의 하류 개구부에 대응한다. 제 2 채널부(2b)의 하류 개구부는 동시에 혼합 채널(1)의 배출구(5)를 형성한다. 배출구(5)는 사용자의 흡입용 흡입구와 결합이 가능할 수 있다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 선 B-B를 따라 혼합 채널(1)의 제 1 채널부(2a)의 단면을 나타낸다. 본질적으로 제 1 채널부(2a)의 원주벽은 바람직하게 원형 실린더로 형성된다. 분리가능한 분부기를 수용하도록 적용된 부재(6)로서 작용하는 관통홀(3a)이 실린더의 한 측면에 배치된다.
도 2, 3a 및 4는 각각 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 실시예의 저면도, 측면도 및 상면도를 나타낸다. 제 1 채널부(2a)는 제 1 채널부(2a)의 상류에서 유입구 또는 후방 개구부(rear opening, 4)를 포함한다. 제 1 채널부(2a)의 하류단에서 또는 근처에서 또는 인접하여, 관통홀(3a)이 배치된다. 관통홀(3a)의 바로 뒤(상류에서 하류단까지의 방향에 대하여)에, 제 1 채널부(2a)의 길이방향 중심축(A)에 대하여 수직으로 배치된 벽에 의해 단차부(18)가 형성되고, 벽은 제 1 채널부(2a)의 하류단을 부분적으로 폐쇄한다. 제 1 채널부(2a)의 하류에서, 혼합 채널(1)은 제 1 채널부(2a)의 하류에서 끝이 가늘어지는 타원형 실린더로서 형성된 배출구(5)를 가지는 제 2 채널부(2b)를 포함한다.
도 3b는 배출구 또는 전면 개구부(5)의 측면에서 볼 수 있듯이 혼합 채널(1)의 실시예, 즉 전면도로 끝이 가늘어지는 타원형 실린더 형상으로 형성된 제 2 채널부(2b)를 나타낸다. 복수의 동심 타원 윤곽선(concentric ellipsoidal contour lines, 17)은 제 2 채널부(2b)의 끝이 가늘어지는 형상을 시각화한다. 대략 반원 형상의 윤곽선(7)은 제 1 채널부(2a) 및 제 2 채널부(2b) 사이의 전이구를 나타낸다. 이 문맥에서, 위에 주어진 도 1의 설명을 참고할 수 있다.
도 3c는 유입구(4)의 측면에서 도 3b의 경우와 같이 동일한 혼합 채널(1)을 배면도로 나타낸다. 측면에서 보아, 제 1 채널부(2a)는 원형으로 보인다. 유입구(4) 내에서, 제 1 채널부(2a) 및 제 2 채널부(2b) 사이의 전이구(7)는 반원 형상으로 보일 수 있다. 제 2 채널부(2b)의 윤곽은 유입구(4) 뒤에서 타원형 측면으로 보일 수 있다.
도 5는 도 1a와 유사한 본 발명에 따른, 흡입구(20)에 연결되는 혼합 채널(1)의 다른 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면도를 나타낸다. 흡입구(20)는 내측부(inner part, 20a) 및 외측부(outer part, 20b)를 포함한다. 흡입구(20)의 내측부(20a)는 예를 들어 기밀성 압입부(air tight press-fit, 21)에 의하여 제 2 채널부(2b)의 하류단의 배출구(5)에 연결된다. 그로 인하여, 흡입구(20)의 내측부(20a)는 제 2 채널부(2b)의 연장부로서 작용하거나 제 2 채널부(2b)의 연장부를 형성한다. 또한, 흡입구(20)의 내측부(20a) 및 제 2 채널부(2b) 사이의 연결부는 연속 또는 스텝-프리(step-free) 전이부로서 형성된다. 이 방식에서, 혼합 채널(1)을 통해 전파된 기류(air stream)의 형상은 상기 연결부의 영역에 동요하지 않는다. 혼합 채널(1)에 연결될 때, 흡입구(20)의 외측부(20b)는 예를 들어 혼합 채널(1)의 제 2 채널부(2b)의 하류 측면의 약 2/3를 덮을 수 있다.
도 6는 흡입구(20)에 연결된 혼합 채널(1)의 투시도를 나타낸다. 연결 위치는 흡입구(20)의 외주벽(outer circumferential wall) 내부에 배치되어서 보이지 않는다. 제 2 채널부(2b)의 상류단은 흡입구(20)의 밖으로 연장되어서 관찰가능하다. 또한 도 6는 유입구(4) 및 관통홀(3a)을 포함하며 제 2 채널부(2b)의 상류단에 연결된 제 1 채널부(2a)의 3차원도를 나타낸다. 관통홀(3a)은 실링 립(sealing lip, 12)로 둘러싸인다.
도 7는 본 발명에 따른 혼합 채널(1)을 포함하는 흡입 장치를 나타낸다. 흡입 장치는 케이스 또는 하우징(23) 및 흡입구(20)를 포함한다. 그러나, 혼합 채널의 상류부가 흡입 장치 내부에 배치되고 하류부를 흡입구(20)가 덮고 있기 때문에 혼합 채널(1) 자체는 이러한 투시도에서 보이지 않는다.
도 8는 도 7에 나타낸 흡입 장치의 분해도이다. 본체(26)는 하우징의 기초부(base piece, 27)로 덮여지거나 수용된다. 본체(26)는 흡입구(20)에 연결된 혼합 채널(1)(바람직하게)이 배치되는 챔퍼부(chamfer, 28)를 포함한다. 이로 인하여, 혼합 채널(1)은 관통홀(3a)이 본체(26)의 반대측 또는 기초부(27)의 반대측에 배치되는 챔퍼부(28)에 배치된다. 액상 약물 제제용 저장소(reservoir)(미도시)를 포함하는 저장소 부재(25)가 관통홀에 배치된다. 또한, 분무기(도 8에 미도시된, 도 9를 참조)는 선택적으로 약물 저장소와 직접 접촉하여 저장소 부재(25) 내부에 포함될 수 있다.
도 9는 혼합 채널(1)의 관통홀(3a)에 삽입되도록 형성된 분무기(16)의 분해도를 나타낸다. 기술된 분무기(16)는 내장 분무기(built-in nebulizer) 또는 분리형 분무기(detachable nebulizer)일 수 있다. 분무기는 일부가 변형된 주요 부재(8)를 포함한다. 주요 부재(8)는 고리 형상의 확장부(11)를 나타내는 외부 영역을 포함하는 관형부(tubular portion)를 포함한다. 압전 물질(piezoelectric material)로 형성된 고리 부재(9)는 고리 형상의 확장부(11)에 부착되어서, 주요 부재(8)는 고리 부재(9)를 통하여 연장된다. 또한, 관통된 막(10)은 주요 부재(8)의 하류부 또는 전면부(15a) 안에 또는 위에 연결된다. 주요 부재(8)는 주요 부재(8)의 상류단(15b)에서 액상 약물용 약물 저장소(미도시)와 연결가능하다. 일반적으로, 전체 분무기(16)가 아닌 분무기(16)의 하류부(15b)만 관통홀(3a)에 삽입된다.
도 10는 선행 기술에 따른 채널을 나타낸다.
도 11a는 도 9와 유사한 분무기(16)의 삽입 전 본 발명에 따른 혼합 채널(10)의 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면을 도 1a와 유사하게 나타낸다. 혼합 채널(1)은 유입구(4), 분리형 분무기(16)를 수용하도록 적용된 부재(6) 및 부재의 관통홀(3a)을 가지는 실질적으로 원통형 또는 타원 기둥 벽(14)으로 형성된 제 1 채널부(2a) 또는 혼합 챔버(13); 단차부(18)에서 배출구(5) 및 전이구(7)를 가지는 제 2 채널부(2b)를 포함하며, 여기에서 분사 존(injection zone, 3)의 상류보다 분사 존(3)의 단차부(18)에서 단면 영역이 더 작도록 혼합 채널(1)의 단면 직경이 가파르게 감소한다. 관통막(10)을 가지는 하류단(15a)가 관통홀(3a)를 통하여 삽입되는 방식으로 분무기(16)가 배치되며, 압전식 고리 부재(9) 및 고리 형상 확장부(11)(압전식 고리 부재(9)가 제자리에 고정되는)는 혼합 채널(1)의 외부에 존재한다. 분무기(16)의 상류단(15b)는 개방되며, 액상 저장소에 연결될 수 있다. 선택적으로, 분무기(16)는 저장소 부재(25)(미도시된) 내에 고정될 수 있어서, 분무기의 적합한 삽입은 도 7 및 도 8에 기술된대로 흡입 장치 위로 수용소 부재(25)의 정확한 조립에 의해 보장된다.
도 11b는 도 11a에 기술된대로, 관통막(10)을 가지는 분무기(16)의 하류부(15a)가 분사 존(3)의 하류의 혼합 채널(1)의 벽의 내면의 상류와 대략 동일한 높이로 배치되도록 삽입되고 배치되는 분무기(16)를 가지는, 본 발명에 따른 혼합 채널(1)의 실시예의 길이방향 중심축을 통한 수직 단면을 나타낸다. 즉, 분무기(16)의 하류부(15a)의 단부는 단차부(18)와 동일한 높이에 있다.
도 11c는 도 11b에 기술된 선 B-B을 따라 제 1 채널부(2a) 및 제 2 채널부(2b) 사이의 전이구(7)에서 혼합 채널의 확대된 단면을 나타낸다.
도 12는 제 2 채널부(2b)의 중축 및 제 2 채널부(2b)의 내면의 접선면(또는, 이 경우, 수직 종단면 및 내면의 교차점의 선) 사이의 각도 α를 나타낸다.
예 1
다른 형상을 가지는 5개의 표준 혼합 채널(번호 1~5)이 설계되며, 형성된다. 제 2 채널부는 약 80mm로 길며, 끝이 약간 가늘어지는, 즉 절단형, 대략 원형, 원뿔 형상이다. 표준형은 유입구의 직경 및 원뿔의 개방 각도(제 2 채널부의 중축 및 제 2 채널부의 내면의 접선면 사이의 각도의 2배인)에 대하여 다르다. 표준 번호 1~3에 있어서, 개방 각도는 근위(또는 상류) 단부에서의 작은 각도에서 제 2 채널부의 원위(또는 하류) 단부에서의 큰 각도로 증가된다. 제 1 혼합 채널부 및 제 2 혼합 채널부 사이의 단차부에서 전이구의 면적은 유입구 직경에 따라 선택되므로, 반지름은 변하지 않으나, 형상은 도 11에 기술된대로 둥근 에지를 가지는 원형에서 반원형으로 변한다. 각각의 매개 변수는 표 1에 주어진다.
혼합 채널 번호 1 2 3 4 5
유입구 직경 (mm) 10 9 8 9 9
개방 각도 5~6° 5~6° 5~6° 5° 6°
US 2010/0044460 A1에 기술된대로 두 개의 에어로졸 발생기(A 및 B)는 5초의 정지 후 5초의 분무 분사 시간의 정지로 생리 식염수(isotonic saline solution, 0.9%)를 에어로졸화하도록 이용된다. 실험은 처음에 혼합 채널 없이 수행되며, 그 후 15L/min의 유량으로 각각 5개의 혼합 채널로 수행된다. 각각의 형상에 있어서, 에어로졸 액적 크기 분포는 레이저 회절(laser diffraction)을 이용하여 측정된다. 부피 평균 직경(volume median diameter; VMD) 및 기하 표준 편차(geometric standard deviation; GSD)는 에어로졸 발생기 A에 대하여 표 2에 및 에어로졸 발생기 B에 대하여 표 3에 나타낸다.
혼합 채널 번호 없음 1 2 3 4 5
VMD (펄스 모드) 5.3 5.0 5.2 4.9 5.0 5.1
GSD (펄스 모드) 6.4 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
혼합 채널 번호 없음 1 2 3 4 5
VMD (펄스 모드) 5.5 4.7 4.8 4.7 4.7 4.7
GSD (펄스 모드) 3.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
이 결과, 검사된 모든 혼합 채널의 현저하고 특히 완전히 예측 불가능한 크기에 있는 효과과 관찰되어서, 기하 표준 편차, 즉 에어로졸 액적의 다분산성(polydispersity)은 6.4 또는 3.6~1.6으로 매우 감소되며, 혼합 채널 없이 대체로 비균질한 에어로졸을 방출하는 에어로졸 발생기가 본 발명의 혼합 채널에 의해 대체로 비균질한 에어로졸을 전달하도록 구성될 수 있는 것을 나타낸다.
예 2
예 1의 동일한 5개의 표준 혼합 채널 및 에어로졸 발생기 A 및 추가 혼합 채널(번호 6, 10mm의 유입구 직경 및 6°의 일정한 개방 각도를 가지는)을 이용하여, 15L/min의 유량으로 혼합 채널 내에서 에어로졸화된 생리 식염수(0.9%)의 침전물이 측정된다. 정확히 측정된 양의 생리 식염수(즉, NaCltotal)는 에어로졸 발생기의 저장소에 가득채워지며, 호흡 펌프(IngMar Medical에 의한 ASL 5000)가 20번의 호흡 동작을 모의실험하는 동안 에어로졸화된다. 그 후, 저장소 및 혼합 채널은 증류수 및 이들의 전도성 측정으로 측정된 염화 나트륨 함량으로 씻겨진다. 혼합 채널 내의 침전물(NaCldeposited)은 방출량((NaClemitted = NaCltotal - NaClleft in reservoir)에 기반하여 퍼센트(percent)로 계산된다. 결과는 표 4에 주어진다.
혼합 채널 번호 1 2 3 4 5 6
유입구 직경(mm) 10 9 8 9 9 10
개방 각도 5~6 5~6 5~6 5 6 6
침전물(방출량의 %) 9.7 16.7 27.2 19.2 10.9 10.3
모든 경우에 있어서, 혼합 채널에서 수용가능한 낮은 정도의 침전물이 관찰된다. 침전물의 관찰은 일반적으로 요구되는 흡입 장치 또는 혼합 채널에 특히 적용되거나 최적화되지 않는 분무기로 주목할 수 있다.
장치에서 매우 낮은 에어로졸 침전물은 9 또는 10mm의 유입구 직경 및 6° 또는 5~6°의 개방 각도에서 발견된다.
이러한 실험은 분무기에 의해 방출된 에어로졸 액적의 대부분을 편향시켜 혼합 채널의 효과를 증명하여서, 방출된 대부분의 에어로졸 액적이 흡입구를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 아마도 상대적으로 큰 직경을 가지는 액적의 상대적으로 적은 분획은 장치 내에 매복된다. 매복된 액적의 제거는 예 1에서 관찰된대로 에어로졸 액적 직경의 기하 표준 편차의 감소에 기여할 수 있다.
또한, 표준 혼합 채널의 전산 유동 시뮬레이션(computational flow simulations)은 약 80mm의 제 2 혼합 채널부의 길이가 분사 존 상류의 속도와 매우 유사한 값으로 에어로졸 액적의 속도가 느려지는데 효과적이어서 마우스(mouth) 및/또는 스롯 영역(throat region)에 매복되지 않고 폐 영역에 더 깊이 흡입하는데 적합한 것을 나타낸다.
표준 혼합 채널의 전산 유동 시뮬레이션은 예를 들어 층류에 간섭받지 않고 단계에 의해 야기된 기속(air velocity)이 갑작스런 증가를 통하여 혼합 채널(즉, 효과적인 단면 영역의 갑작스런 감소)에서 단계에 의하여 효과가 이루어지는 것을 나타낸다.
본 발명이 도면 및 상술한 설명으로 더 자세하게 설명하고 기술하는 동안, 이러한 설명 및 기술은 구체적이거나 실시적으로 고려되며, 제한적이지 않다. 변경 및 수정은 다음의 청구항의 범위 내에서 기술의 숙련자에 의해 이루어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 특히, 본 발명은 위 및 아래에 기술된 다른 실시예에서 임의의 특징을 결합하여 추가 실시예를 보호한다.
또한, 청구항에서, 용어 "포함하는(comprising)"는 다른 요소 또는 단계를 포함하지 않으며, 부정확한 관사 "a" 또는 "an"는 복수를 포함하지 않는다. 단일 유닛은 청구항에 설명된 여러 특징의 기능을 수행할 수 있다. 용어 "필수적으로(essentially)", "약(about)", "대략(approximately)" 및 특성 또는 값과 연결되는 유사 용어는 특히 각각 정확한 특성 또는 정확한 값을 정의한다. 청수항에서 참고 기호는 범위를 제한하는 것으로 설명되지 않는다.

Claims (15)

  1. 유입구(inlet opening, 4), 배출구(outlet opening, 5) 및 상기 유입구(4) 및 상기 배출구(5) 사이에 배치된 분사 영역(injection zone, 3)을 포함하는, 흡입 장치용 혼합 채널(1)로서,
    상기 분사 영역(3)은 길이방향 중심축(longitudinal center axis, A)을 가지며,
    상기 분사 영역(3)은
    (a) 내장형 분무기(16);
    (b) 분리형 분무기(16); 또는
    (c) 상기 분리형 분무기를 수용하도록 형성된 부재(6)를 포함하며,
    상기 길이방향 중심축(A)에 수직인 평면에서 상기 혼합 채널의 유효 단면 영역은 상기 분사 영역(3)의 하류단 내부 또는 상기 분사 영역(3)의 하류단에서 유동 방향으로 급격히 감소하여 상기 분사 영역(3)에서 상기 유효 단면 영역이 상기 분사 영역(3)의 상류 보다 더 작은, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내장형 분무기 또는 상기 분리형 분무기(16)는 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)에 대한 측면 위치로부터 연장되고, 상기 분사 영역(3)으로 돌출하여, 상기 길이방향 중심축(A)에 수직인 평면에서 상기 혼합 채널의 유효 단면 영역이 상기 분사 영역(3)의 하류단 내부 또는 상기 하류단에서 유동 방향으로 급격히 감소하고,
    상기 분리형 분무기(16)가 상기 부재(6)에 수용될 때, 상기 분리형 분무기(16)는 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)에 대한 측면 위치로부터 연장되고, 상기 분사 영역(3)으로 돌출하여, 상기 길이방향 중심축(A)에 수직인 평면에서 상기 혼합 채널의 유효 단면 영역이 상기 분사 영역(3)의 하류단 내부 또는 상기 분사 영역(3)의 하류단에서 유동 방향으로 급격히 감소하는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유효 단면 영역의 급격한 감소는 상기 혼합 채널(1)의 단차부(18)에 의해 이루어지는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  4. 제 3항에 있어서,
    제 1 채널부(2a) 및 제 1 채널부(2a)의 하류에서 제 2 채널부(2b)를 포함하며,
    상기 제 1 채널부(2a)는 유입구(4) 및 분사 영역(3)을 포함하며,
    상기 혼합 채널(1)의 벽의 내면은 상기 제 1 채널부(2a)의 하류단 및 내장형 분무기, 분리형 분무기(16) 또는 상기 분리형 분무기(16)을 수용하도록 적용된 부재(3)의 반대측에 있는 상기 제 2 채널부(2b)의 상류단 사이에 무단 전이부(step-free transition)를 형성하며, 상기 혼합 채널(1)의 벽의 내면은 단차부(18)를 형성하지 않는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내장형 또는 분리형 분무기(16)는 및 상기 분사 영역(3)의 길이방향 중심축 A에 대하여 90° 또는 40~135°의 각도로, 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)에서 또는 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)의 근처에서 및 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)의 쪽에서 에어로졸을 방출하도록 배치되는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분무기는 상기 분사 영역(3)의 하류의 상기 혼합 채널(1)의 벽의 내면의 일부와 높이가 동일한, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 영역(3)의 하류의 혼합 채널(1)의 단면 영역의 크기는 유동 방향을 따라 증가하는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  8. 제 6항에 있어서,
    제 2 채널부(2b)의 개방 각도는 (a) 8°이하 또는 (b) 6°이하인, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 채널(1)의 상기 유입구(4)는
    (a) 상기 흡입 장치의 상기 유입구를 형성하거나,
    (b) 상기 흡입 장치의 유입 채널(inlet channel)과 연결가능한, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사 영역(3)의 상류에 배치된, 바람직하게 상기 유입구(4)의 근처에 배치된 필터(filter)를 포함하며,
    상기 필터는 바람직하게 낮은 유동 저항성(flow resistance)을 가지는 소수성 필터(hydrophobic filter)인, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합 채널(1)의 벽의 내면은 생체적합성 물질의 층으로 적어도 부분적으로 코팅되며,
    상기 생체적합성 물질은 바람직하게 대전방지성(antistatic)이고 및/또는 폴리(p-크실렌)(poly(p-xylylene))으로 형성되는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내장형 분무기 또는 상기 분리형 분무기(16)는 진동 메쉬 분무기(vibrating mesh nebulizer)인, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 내장형 분무기 또는 상기 분리형 분무기(16)는 주요 부재(8), 바람직하게 변형된 부품; 압전 물질로 형성된 고리 부재(9); 및 관통막(perforated membrane, 10)을 포함하며,
    상기 주요 부재(8)는 상기 주요 부재(8)가 상기 고리 부재(9)를 통해 연장되도록 상기 고리 부재(9)가 부착되는 고리 형상의 확장부(11)가 형성된 외부 영역을 포함하는 관형부를 포함하며,
    상기 관통막은 상기 주요 부재(8)의 전면부(15a) 안에 또는 위에 연결되고,
    상기 주요 부재(8)는 액상 약물 저장소와 연결가능한, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  14. 실질적으로 원통형 또는 타원 기둥형 벽(14) 및 실질적으로 제 1 방향부를 가지는 흡입 장치용 혼합 챔버(13)로서,
    상기 혼합 챔버의 상류에 유입구(4), 상기 혼합 채널의 하류에 혼합 챔버 배출구(7), 에어로졸의 분사 영역(3) 및 내장형 또는 분리형 분무기(16)를 포함하며,
    상기 내장형 또는 분리형 분무기(16)는 상기 분사 영역(3)으로 돌출하도록 및 상기 분사 영역(3)의 길이방향 중심축 A에 대하여 90° 또는 40~135°의 각도로 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)에서 또는 상기 분사 영역(3)의 상기 길이방향 중심축(A)에서 근처에서 에어로졸을 방출하도록 상기 혼합 챔버(13)의 상류로부터 연장되며,
    상기 혼합 챔버 배출구(7)는 실질적으로 제 2 방향부를 가지며,
    상기 제 2 방향부는 상기 제 1 방향부에 수직이고, 상기 내장형 도는 분리형 분무기가 상기 혼합 챔버(13)로부터 연장되는 위치의 반대측의 상기 혼합 챔버(13)의 벽(14) 및 상기 길이방향 중심축(A) 사이에 배치되는, 흡입 장치용 혼합 채널(1).
  15. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 혼합 채널(1) 또는 제 14항에 따른 혼합 챔버(13)를 포함하는 흡입 장치.
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