KR20160130237A - 일정한 양의 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스 - Google Patents

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페터 이바첸코
게르하르트 폴만
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프라운호퍼-게젤샤프트 추르 푀르데룽 데어 안제반텐 포르슝 에 파우
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Abstract

본 발명은 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스 (10) 에 관한 것으로, 상기 디바이스는, 캐리어 가스 (60) 의 압력 펄스들이 통과되는 에어로졸화 유닛 (300), 에어로졸화가능한 재료를 포함하고 에어로졸화가능한 재료가 캐리어 가스 (60) 에 의해 비말동반되는 에어로졸화 유닛 (300) 에 에어로졸화가능한 재료를 제공하는 저장소 (100), 및 저장소 (100) 와 에어로졸화 유닛 (300) 사이에 위치되고, 에어로졸화 유닛 (300) 의 방향으로 개방되며, 저장소 (100) 와 에어로졸화 유닛 (300) 사이의 압력 차이에 의해 개폐되고, 또한 개방 상태에서 에어로졸화가능한 재료를 에어로졸화 유닛 (300) 에 제공하는 재료 제공 밸브 (210) 를 포함한다.

Description

일정한 양의 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스{DEVICE FOR PROVIDING A CONSTANT AMOUNT OF AEROSOL}
본 발명은 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스 및 덕빌 밸브 (duckbill valve) 를 제어하는 제어 시스템에 관한 것이다.
에어로졸화가능한 건조 재료의 에어로졸화 ("건조 분무") 용 디바이스들이 공지되어 있고, 상기 디바이스에는 에어로졸화가능한 재료를 포함하는 저장소가 제공되어 있다. 에어로졸화가능한 재료는 저장소로부터 에어로졸화 채널로 공급되고, 상기 에어로졸화 채널에서 에어로졸화가능한 재료가 캐리어 가스와 혼합되며, 상기 캐리어 가스는 압력 펄스들로 에어로졸화 채널을 통해 전달된다. 에어로졸화가능한 재료는 에어로졸화 채널에서 에어로졸로 언급되는 상태로 전환된다. 이 경우에, 재료의 입자들은 캐리어 가스의 전체 체적을 가로질러 바람직하게는 균일하고 미세하게 분산된 형태로 존재하고, 그런 다음 에어로졸화 채널로부터 배출된다.
이러한 디바이스들은 자발적으로 호흡하는 환자들에게 그리고 기계적으로 산소 공급되는 환자들에게 의약 물질들의 투여를 위해 사용될 수 있다. 자발적으로 호흡하는 환자들에서의 사용을 위해, 디바이스들은 적합한 환자 인터페이스 (예를 들어, 마우스피스 또는 호흡 마스크) 에 일반적으로 연결된다. 침습적 (invasive) 사용에서 또는 기계적으로 산소 공급되는 환자들에 대해, 이러한 디바이스들은 에어로졸화가능한 의약 물질을 산소호흡기 시스템으로 공급하고, 상기 산소호흡기 시스템은 그런 다음 에어로졸화된 재료를 환자에게 전달한다. 에어로졸을 제공하기 위한 이러한 디바이스의 가능한 구성들은 WO 2006/108558 A1 및 WO 2010/122103 A1 에 개시되어 있다.
에어로졸화가능한 재료는 치료상 활성 물질을 포함한다. 많은 임상 상황들에서, 이러한 활성 물질을 환자의 기도로 도입시키는 것이 바람직하다. 대부분의 흡입된 입자들이 기도의 원하는 섹션 (일반적으로는 깊은 폐의 폐포들) 에 디포짓되는 것을 보장하기 위하여, 입자들이 알맞은 크기를 가지는 것이 중요하다. 한 예로서, 깊은 폐에 도달되어야 하는 입자들이 0.05 ~ 10 ㎛, 바람직하게는 1 ~ 5 ㎛ 또는 거의 3 ㎛ 의 공기역학 중량 평균 지름 (MMAD; mass median aerodynamic diameter) 을 가져야 한다는 것이 발견되었다.
에어로졸화될 치료상 활성 물질의 특정 제형에 따라, 상이한 기술 해결책들이 제안되어 왔다. 용액들 또는 현탁액들과 같은 액체 제형들은 제트 분무기, 하이드로소닉 웨이브 분무기, 또는 가압 정량 흡입기 (MDI; metered dose inhaler) 와 같은 분무기들을 사용하여 에어로졸화될 수 있다. 건조 분말 제형들은 건조 분말 흡입기 (DPI; dry powder inhaler) 의 사용에 의해 에어로졸화될 수 있다. 본 발명의 일 가능한 필드는 환자에의 폐 계면활성제 (pulmonary surfactant 또는 lung surfactant) 의 적용이다.
척추동물들에서, 가스 교환에 관여하는 내부 폐 표면들은 "폐 계면활성제 (pulmonary surfactant 또는 lung surfactant)" 로 불리는 물질 혼합물의 얇은 필름에 의해 커버된다. 가장 중요한 폐 계면활성제의 성분들은 인지질들과 이른바 계면활성제 단백질들, SP-A, SP-B, SP-C 및 SP-D 이다. 폐 계면활성제는 표면 활성 특성들을 가지고 또한 날숨 동안 폐포의 허탈 (collapse) 이 회피되는 정도로 폐포와 소기관지 내의 표면 장력을 감소시킨다. 표면 장력은, Laplace 의 법칙에 따라 예상할 수 있는, 보다 큰 표면 장력을 위해 폐포와 소기관지의 허탈이 표면 장력의 적합한 조정에 의해 방지되도록 역학적으로 조절된다. 다른 한편으로, 폐포 구역에서 표면 장력의 감소는 폐의 컴플라이언스를 증가시키고, 이는 호흡 시에 폐의 팽창을 용이하게 한다는 것을 의미한다. 폐 계면활성제의 존재는 균형잡힌 그리고 생리적으로 안정한 구조의 폐를 초래하고, 또한 이러한 장기의 일반적인 기능에 필수적이다. 출생 시에 포유류의 폐는 첫 호흡으로부터 폐의 자연스러운 기능을 보장하기 위하여 충분한 양의 내생 폐 계면활성제를 포함하지만, (임신 32 주 미만으로 태어난, 특히 임신 29 주 미만으로 태어난) 조산아의 폐는 폐 계면활성제를 생성할 수 없거나, 충분히 생성할 수 없다. 이는 생명을 위협하는 산소 섭취 부족 (신생아 호흡 장애 증후군; IRDS) 으로 이어진다. IRDS 는 조산아의 사망의 주요 원인이다.
IRDS 와 같은 호흡 장애 증후군 (RDS) 을 치료하는데 유용한 폐 계면활성제 제제는 동물의 폐로부터 얻을 수 있거나, 또는 출발 물질로서 별개의 성분들을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, WO 92/06703 는, 원할 경우 적합한 단백질들과 함께, 버퍼 내에서 재현탁되는 얇은 필름을 얻기 위하여 회전 증발기를 이용하여 콜레스테롤과 인지질 (예컨대, 디팔미토일-포스파티딜콜린 (DPPC) 및 디올레일포스파티딜-에탄올아민 (DOPE)) 을 포함하는 용액으로부터 클로로포름을 증발시킴으로써 합성 폐 계면활성제 제제의 제조를 설명한다. EP 0 877 602 는 DPPC, 팔미토일올레오일포스파티딜글리세롤 (POPG), 팔미트산, 염화칼슘 및 계면활성제 단백질 (SP-C) 의 용액을 분무 건조시킴으로써 합성 폐 계면활성제의 제조를 개시한다.
종래 기술로부터 공지된 특정 시스템들에서, 에어로졸화가능한 재료는 에어로졸화 채널로 인가된 압력 펄스들에 의해 에어로졸화 채널에 공급된다. 이러한 디바이스들에 대한 예들은 WO 2006/108558 A1 및 WO 2010/122103 A1 에서 개시되어 있다. 이러한 디바이스에서, 에어로졸화가능한 재료를 포함하는 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 연결이 일반적으로 개방되어 있다. 환자가 흡기하거나 호기할 때에 발생하는 또는 산소 공급받는 환자들에서 발생하는 압력 차이들은 에어로졸화가능한 재료를 포함하는 저장소로 또한 이동된다. 압력 변화들은, 산소를 공급받는 환자들의 경우에, 환자에게 호흡 공기를 제공하기 위해 사용되는 배관이 부분적으로 또는 전체적으로 차단될 때에, 또는 산소호흡기 시스템의 튜브들 중 하나가 잘릴 경우에 발생할 수도 있다. 막힘이 발생할 때에, 저장소 내의 압력이 또한 상승할 수도 있다. 에어로졸화 채널에 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양이 주로 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 압력 차이에 의존하기 때문에, 저장소 내의 증가된 압력은 에어로졸화 채널에 제공된 에어로졸화가능한 재료의 보다 많은 양으로 이어질 수도 있고, 이는 압축 가스에서 균일하게 분산되기에 너무 많을 수 있다.
따라서, 사용 동안 실질적으로 일정한 양의 에어로졸화된 재료를 제공하고 또한 실질적으로 일정한 밀도의 에어로졸화된 재료에 의해 특징지어진 에어로졸을 제공하는 에어로졸을 제공하는 디바이스를 제공할 필요가 있다. 바람직한 실시형태에서, 에어로졸화가능한 재료가 분말이지만, 본 발명에서 액체 (예컨대, 용액 또는 에멀젼) 의 에어로졸화에서 사용하는 것이 상정가능하다.
이러한 필요는 독립 청구항들의 특징들을 갖는 본 발명에 의해 충족된다. 추가의 실시형태들은 종속 청구항들에 개시되어 있다.
제 1 양태에 따라, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스가 제공되고, 상기 디바이스는 에어로졸화 유닛 내에 바람직하게는 위치되는 에어로졸화 채널을 포함하고, 상기 에어로졸화 유닛을 통해 캐리어 가스의 압력 펄스들이 통과된다. 추가로, 에어로졸화가능한 재료를 포함하는 저장소가 제공되고, 상기 저장소로부터 에어로졸화가능한 재료가 에어로졸화 채널로 제공되며, 상기 에어로졸화 채널에서 에어로졸화가능한 재료가 캐리어 가스 내에 비말동반된다. WO 2006/108558 는 이러한 디바이스를 개시하고, 가압된 가스의 펄스들은 에어로졸화 채널을 향해 저장소의 개구 아래의 영역에 있는 모세관을 통해 이동하고, 상기 모세관의 단부는 에어로졸화 채널 내에 위치된다. 이러한 구성은 Venturi 효과를 초래하여, 에어로졸화가능한 재료가 저장소로부터 에어로졸화 채널 내로 흡입되고, 여기에서 에어로졸화가능한 재료는 가스의 유동 내에 비말동반된다. 이러한 특징들에 더하여, 본 발명에 따른 디바이스는 저장소와 에어로졸화 채널 사이에 위치되고, 에어로졸화 채널의 방향으로 개방하며, 또한 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 압력 차이에 의해 개폐되도록 구성되는 재료 제공 밸브를 포함한다. 재료 제공 밸브는 개방 상태에서 에어로졸화가능한 재료를 에어로졸화 채널에 제공한다. 재료 제공 밸브는 저장소 내의 압력을 실질적으로 일정하게 유지시키는데 도움이 되고, 본질적으로는 과잉 압력 (또는 포지티브 압력) 이, 에어로졸화 채널 내에서 발생할 때에, 저장소로 전파되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 그 결과, 저장소 내의 압력이 에어로졸화 채널 내의 압력을 초과하자 마자 저장소 내의 과잉 압력이 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 양의 원치 않은 증가를 야기하는 상황이 회피될 수 있다.
바람직하게는, 재료 제공 밸브는 저장소와 에어로졸화 채널 사이에 압력 차이가 존재하지 않을 때에 폐쇄되고 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 압력 차이가 미리 규정된 포지티브 값보다 클 때에 개방되도록 구성된다. 즉, (유도된 Venturi 효과로 인해 전술한 압력 펄스들 동안 일반적으로 있는 경우지만) 에어로졸화 채널의 압력이 저장소에서보다 낮을 경우, 재료 제공 밸브는 개방 상태에 있을 것이다. 여기에서 개방 상태가 단 하나로 존재하지 않다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 재료 제공 밸브의 개방 정도 (또는, 다른 말로, 밸브 개방의 단면적) 는 특히 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 압력 차이에 따라 다양할 수 있다. 일반적으로, 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 압력 차이가 커질수록 재료 제공 밸브의 개방 정도가 커질 것이다 (밸브가 더 넓게 개방될 것이다). 일 실시형태에서, 재료 제공 밸브는 덕빌 밸브 (또한 덕빌 체크 밸브로 공지됨) 이다. 이러한 유형의 밸브는 에어로졸화가능한 재료를 에어로졸화 채널에 제공하기에 특히 적합한 것으로 발견되었다. 그 중에서도, 이러한 유형의 밸브는, 에어로졸화가능한 재료가 실질적으로 선형 경로를 따르는 밸브를 통과하여, 에어로졸화가능한 재료의 압밀에 의해 밸브의 임의의 막힘을 방지하거나 최소화시킨다는 이점을 가진다. 분말 건조 재료 또는 액체를 에어로졸화 채널에 제공할 수 있는 임의의 다른 밸브가 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 덕빌 밸브는 가요적인 합성 물질, 예컨대 실리콘, 고무 또는 임의의 다른 가요적인 재료로 이루어질 수 있다. 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 주어진 압력 차이에 응하여 덕빌 밸브에 의해 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양은 덕빌의 길이, 사용된 재료, 특히 재료의 탄성 및/또는 덕빌의 형상을 선택함으로써 설정될 수 있다.
디바이스는 에어로졸화 채널에 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양을 제어하도록 구성되는 재료 제공 밸브를 제어하기 위한 제어 모듈을 추가로 포함하는 것이 가능하다. 일 실시형태에서, 제어 모듈은 재료 제공 밸브에 기계력을 인가할 수 있는 힘 인가 요소를 포함한다. 힘 인가 요소는 인가된 기계력을 통해 재료 제공 밸브의 개방 정도를 제어함으로써 (즉, 밸브 개구의 단면적을 제어함으로써) 에어로졸화 채널에 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양에 영향을 줄 수 있다. 힘 인가 요소는 저장소와 에어로졸화 채널 사이의 압력 차이가 존재할 때에 개방 정도에 영향을 주기 위하여 재료 제공 밸브에 예비 부하를 인가할 수도 있다. 힘 인가 요소는 덕빌 밸브의 길이방향 측면에 힘을 인가할 수 있는 쐐기 형태를 가질 수도 있다.
제어 모듈은 힘 인가 요소에 생성된 기계력을 전달하는 힘 전달 유닛을 추가로 포함할 수도 있고, 그런 다음 힘 인가 요소는 재료 제공 밸브에 기계력을 인가한다.
제어 모듈은 재료 제공 밸브에 인가된 기계력을 생성 및 제어하도록 구성되는 액추에이팅 요소를 추가로 포함할 수 있다. 액추에이팅 요소는 인가된 힘의 양을 제어하는데 사용될 수 있고, 또한 후술되는 바와 같이 인가된 힘의 방향을 제어할 수 있다. 액추에이팅 요소는, 생성된 기계력을 힘 인가 요소에 전달하는 힘 전달 유닛에 생성된 기계력을 인가할 수 있다.
힘 인가 요소가 덕빌 밸브를 작동식으로 개방하기 위해 덕빌 밸브에 견인력을 인가하도록 구성되는 방식으로 힘 인가 요소는 덕빌 밸브에 연결될 수 있다. 힘 인가 요소는 견인력에 반대되는 방향으로 압축력이 추가로 인가될 수 있고, 상기 압축력에 의해 덕빌 밸브가 압력 펄스에 의해 개방될 때에 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어하는 예비 부하가 덕빌 밸브에 인가된다. 압축력은 힘 인가 요소가 덕빌 밸브의 측면을 향해 가압될 때에 힘 인가 요소에 의해 인가된다. 힘 인가 요소와 덕빌 밸브 사이의 고정 연결부가 제공될 때에, 마찬가지로 견인력이 덕빌 밸브를 작동식으로 개방하도록 덕빌 밸브에 인가될 수 있다. 이러한 견인력은 생성된 압력 펄스들과 무관하게 덕빌 밸브를 개방하는데 필수적일 수도 있다. 한 예로서, 사용 동안, 에어로졸화가능한 재료가 덕빌 밸브의 립들에서 흡입되거나, 에어로졸화가능한 재료가 밸브를 막는 덩어리를 형성하는 것이 발생할 수도 있다. 이러한 상황에서, 밸브는 액추에이팅 요소를 작동시킴으로써 그리고 덕빌 밸브 개구를 당기는 견인력을 생성함으로써 작동식으로 개방될 수 있다. 이를 위하여, 힘 인가 요소는 덕빌 밸브에 고정식으로 연결될 수 있고, 액추에이팅 요소는 힘 인가 요소에 고정식으로 연결될 수 있다. 그런 다음, 다음 압력 펄스 또는 펄스들이 밸브 이외에 덕빌 밸브에서 흡입되거나 덕빌 밸브를 막는 임의의 재료를 제거할 것이다. 일 실시형태에서, 힘 전달 유닛과 힘 인가 요소는 일체형 요소로서 제공될 수도 있다. 이 실시형태에서, 액추에이팅 요소를 힘 전달 유닛에 고정식으로 연결하기에 충분하다. 한 예로서, 액추에이팅 요소는 힘 전달 유닛 또는 힘 인가 요소에 연결된 스크류 또는 유사한 요소일 수도 있다. 스크류는 제어 모듈의 스레디드 부분에 제공될 수도 있고, 스크류를 일 방향 또는 타방향으로 선회시킴으로써 견인력이나 압축력이 덕빌 밸브에 인가될 수 있다.
저장소는 저장소의 방향으로 개방하고 또한 저장소 내의 미리 규정된 공기 압력을 유지시키도록 구성되는 공기 입구 밸브를 추가로 포함할 수도 있다. 저장소가 주위 공기에 대하여 기밀할 경우, 에어로졸화가능한 재료를 에어로졸화 채널로 공급할 때에, 네거티브 압력이 저장소 내에 생성되어, 에어로졸화가능한 재료가 에어로졸화 채널에 덜 제공되거나 제공되지 않는다. 이를 위해, 미리 규정된 공기 압력에서 저장소를 유지시키는데 도움이 되는 공기 입구 밸브가 제공된다.
다른 실시형태에서, 저장소는 저장소를 보조 공기 채널에 연결하고 또한 재료 제공 밸브가 개방 상태에서 고정된 채로 유지될 때에 작동되는 압력 보상 밸브를 포함할 수 있다. 이러한 압력 보상 밸브는 저장소 내의 압력이 에어로졸화 유닛 내의 압력보다 클 경우 보조 공기 채널의 방향으로 개방한다. 재료 제공 밸브가 개방 상태에서 고정된 채로 유지될 때에, 과잉의 압력이 예를 들어 환자에게 제공된 산소호흡기의 공기에 의해 또는 호흡하는 환자에 의해 저장소 내에 생성될 수도 있다. 이러한 상황에서, 압력 보상 밸브는 저장소를 감압시키는 것을 허용할 것이다. 이러한 압력 보상 밸브는 적합한 배관 또는 채널을 통해 보조 공기 채널의 일부와 연결되고, 여기에서 에어로졸을 생성하기 위한 압력 펄스들이 더 이상 존재하지 않거나 적어도 허용가능한 레벨까지 약화된다.
이러한 압력 보상 밸브는 재료 제공 밸브를 개방하는데 필요한 압력 차이보다 대략 10 ~ 20 배 더 낮은 압력 차이로 개방하도록 구성될 수도 있다. 한 예로서, 재료 제공 밸브를 개방하는데 필요한 압력 차이는 100 mbar 초과인 반면, 압력 보상 밸브는 대략 5 mbar 의 압력 차이에서 이미 개방될 수도 있다.
디바이스는 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 양을 결정하도록 구성된 감지 요소를 추가로 포함할 수도 있다. 이러한 감지 요소는 피드백 제어 서킷에서 사용될 수 있다. 한 예로서, 감지 요소는 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 미리 규정된 양으로부터 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 결정된 양의 편차에 따라 힘 인가 요소를 제어하도록 구성될 수도 있다. 생성된 에어로졸이 너무 적은 에어로졸화 재료를 포함한다고 감지 요소가 결정할 경우, 힘 인가 요소는 보다 적은 예비 부하가 재료 제공 밸브에 인가되어 밸브의 더 큰 개방 정도가 얻어지는 방식으로 제어될 수도 있다. 다른 한편으로, 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 양이 너무 많다고 감지 요소가 결정할 경우, 힘 인가 요소에 의해 생성된 예비 부하가 밸브의 개방 정도를 감소시키기 위하여 그리고 압력 펄스에 응하여 밸브에 의해 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양을 감소시키기 위하여 증가될 수도 있다.
본 발명은 추가로 제어 시스템에 관한 것이고, 제어 시스템은 유동 방향으로 유체를 공급하기 위하여 그리고 원하는 유동 방향에 반대되는 방향으로 유체의 유동을 방지하기 위하여 구성된 덕빌 밸브를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "유체" (전단력이 인가될 때에 유동 거동을 보여주는 물질) 는 일반적인 방식으로 이해되어야 하고, 또한 특히 분말화된 고체 물질들 (예컨대, 의료용 건조 분말 제형) 및 액체들 (예컨대, 용액들 및 현탁액들) 에 관한 것이다. 제어 시스템은 덕빌 밸브의 개방 상태에서 유동 방향으로 덕빌 밸브에 의해 공급된 유체의 양을 제어하도록 구성된 제어 모듈을 추가로 포함한다. 제어 모듈은 덕빌 밸브를 향해 기계력을 인가하도록 구성된 힘 인가 요소를 포함하고, 힘 인가 요소는 인가된 기계력을 통해 개방 상태의 덕빌 밸브에 의해 제공된 유체의 양에 영향을 주도록 구성된다. 제어 모듈은 디바이스와 관련하여 더 상세하게 전술한 바와 같이 구성될 수도 있다. 유체는 에어로졸화가능한 재료일 수 있다. 유체는 건조 분말의 형태로 제공될 수 있거나, 액체일 수도 있다. 유체는 폐 계면활성제와 같은 치료상 활성 물질과 임의의 다른 치료상 활성 물질을 포함할 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 재료 제공 밸브를 포함하는 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 2 는 도 1 의 디바이스의 상이한 구성 요소들의 분해도를 도시한다.
도 3 은 재료 제공 디바이스에 의해 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양을 제어할 수 있는 제어 모듈의 분해도를 도시한다.
도 4 는 조립 상태의 도 3 의 제어 모듈의 단면도이다.
도 5 는 도 1 의 디바이스의 뉴메틱 (pneumatics) 의 개략도이다.
도 6 은 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화가능한 재료의 양을 결정하도록 구성된 감지 요소의 개략도이다.
도 7 은 감지 요소가 에어로졸화용 디바이스에 통합되는 방법의 개략도를 도시한다.
도 8 은 피드백 제어 서킷이 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화가능한 재료의 양을 제어하기 위해 감지 요소와 함께 생성되는 방법의 개략도이다.
도 1 및 도 2 와 관련하여 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스가 더 상세하게 설명될 것이고, 도 3 및 도 4 와 관련하여 디바이스의 에어로졸화 채널에 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양을 제어하도록 구성된 제어 메커니즘이 더 상세하게 설명될 것이다.
에어로졸을 제공하기 위한 디바이스는 에어로졸화가능한 재료, 즉 에어로졸화될 분말 재료 용 저장소 (100) 를 포함한다. 저장소 (100) 는 외부벽 (101) 과 원통형 내부벽 (102) 을 포함한다. 저장소는 깔때기 모양으로 테이퍼링된 벽 (103) 을 추가로 포함한다. 일부 또는 전부의 벽들 (102, 103) 은, 예를 들어 약 0.5 ㎜ 의 벽 두께를 바람직하게 갖는 의료용 (medical grade) 실리콘으로 이루어진 자기-가진 (self-exciting) 멤브레인들일 수 있다. 벽은 자기-가진 멤브레인에 의해 형성되고, 외부벽 (101) 과 원통형 및 원추형 벽들 (102, 103) 사이에 스페이서들이 형성된다. 에어로졸화 디바이스의 내부벽들로서 자기-가진 멤브레인들의 사용의 임의의 세부사항들과 관련하여, WO 2010/122103 A1 이 참조된다. 저장소의 하부에서, 구멍 (105) 이 에어로졸화 유닛 (300) 위에 위치되고, 상기 에어로졸화 유닛 (300) 은 모세관 튜브 (350), 챔버, 에어로졸화 채널 (360) 및 분산 노즐 (370) 을 포함한다. 에어로졸화 유닛 (300) 은 모세관 튜브 (350) 가 챔버와 에어로졸화 채널 (360) 을 통해 분산 노즐 (370) 과 유체 유동 연결되도록 구성된다. 또, 에어로졸화 유닛 (300) 은, 상기 에어로졸화 유닛이 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스의 저장소 아래에서 작동 위치에 있다면 그리고 재료 제공 밸브 (210) 가 개방 상태에 있다면, 모세관 튜브 (350) 가 챔버와 구멍 (105) 을 통해 저장소 (100) 와 유체 유동 연결되도록 구성된다. 저장소 (100) 의 상부에는, 저장소를 타이트하게 폐쇄하는 리드 (106) 가 제공된다. 저장소의 방향으로 개방하고 또한 저장소의 주위 공기 압력을 유지시키도록 구성되는 공기 주입 밸브 (120) 가 제공된다. 에어로졸화가능한 재료가 구멍 (105) 을 통해 에어로졸화 유닛 (300) 에 제공될 때, 공기 주입 밸브 (120) 는 저장소 내의 압력을 실질적으로 변하지 않게 유지시키는데 필요한 공기의 양을 제공한다.
추가로, 저장소를 보조 공기 채널 (30) 과 연결하는 압력 보상 밸브 (130) 가 제공된다. 이러한 압력 보상 밸브의 기능은, 전체 디바이스의 뉴메틱 상황이 더 상세하게 설명되는 도 5 를 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1 및 도 2 의 실시형태와 관련하여, 가압된 캐리어 가스는 펄스들의 형태로 모세관 튜브 (350) 에 공급되고, 모세관 튜브 (350) 의 단부는 챔버 내로 돌출한다. 반대 측에서 챔버가 에어로졸화 채널 (360) 을 향해 넓어지고, 결과적으로 상기 에어로졸화 채널 (360) 은 단면이 모세관 튜브 (350) 로부터 멀어지게 연장하는 방향으로 연속적으로 증가하는 분산 노즐 (370) 을 향해 넓어진다. 작동 중에, 캐리어 가스의 압력 펄스들은 모세관 튜브 (350) 를 통해 디바이스의 에어로졸화 채널 (360) 에 진입하고, 모세관과 저장소에 존재하는 가스 사이에서 Venturi 의 원리에 따라 형성된 압력 차이로 인해, 에어로졸화가능한 재료가 저장소로부터 에어로졸화 채널 (360) 로 흡입되고, 캐리어 가스 내에 분산 및 비말동반된다. 동시에, 이러한 압력 펄스는 저장소 (100) 의 저부에서 테이퍼링된 멤브레인 벽 (103) 에 그리고 스페이서 (400) 의 멤브레인 벽들 (401, 402) 에 또한 작용하여, 이들을 압력 펄스들의 진동수에 따라 불룩하게 하고 또한 진동하게 한다. 따라서, (존재할 경우) 벽들에 점착되는 에어로졸화가능한 재료가 다시 캐리어 가스 스트림에 의해 비말동반되도록 분리되어 자유로워진다. 분산 노즐 (370) 은 원추형 내부벽 (411) 을 갖는 원위 부분 (410) 과 근위 방향으로 테이퍼링되는 원추형 내부벽 (402) 을 갖는 근위 부분 (420) 을 포함하는 스페이서를 향해 개방하고, 상기 원위 부분 (410) 과 근위 부분 (420) 은 원통형 내부벽 (401) 을 갖는 중앙 부분 (430) 에 의해 연결된다. 저장소의 벽들처럼, 스페이서의 벽들은 예를 들어 실리콘으로 이루어진 자기-가진 멤브레인들일 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2 에 도시된 디바이스의 추가의 세부 사항들은 WO 2010/122103 A1 으로부터 취해질 수 있다.
하지만, WO 2010/122103 A1 에 개시된 바와 같이 디바이스 외에, 본 발명에 따른 디바이스가 도 3 에 도시되고 또한 제어 모듈 (200) 에 통합되는 재료 제공 밸브 (210) 를 추가로 포함한다. 재료 제공 밸브 (210) 는 에어로졸화 채널 (360) 을 향해 개방하고 또한 저장소 내의 압력과 에어로졸화 채널 (360) 내의 압력 사이의 압력 차이에 의해 주로 활성화된다. Venturi 의 원리에 따라 압력 펄스가 에어로졸화 채널 (360) 내에 생성될 때에, 에어로졸화 채널 내의 압력은 저장소 내의 압력보다 낮을 것이고, 또한 재료 제공 밸브 (210) 는 이러한 압력 차에 의해 개방될 것이다.
도 3 의 실시형태에서, 재료 제공 밸브는 덕빌 밸브 (때로는 덕빌 체크 밸브라 함) 이다. 이러한 덕빌 밸브는 도관을 통해 일 방향으로 유체를 유동하게 하고, 밸브를 가로지르는 압력 구배의 방향이 역전될 때에, 역류 또는 역전 유동을 중지 및 방지한다. 밸브 (210) 는 에어로졸화 채널 (360) 에 상당한 양의 에어로졸화가능한 재료를 제공한다. 덕빌 밸브에 의해 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양은 제어될 수 있다. 이를 위하여, 도 3 및 도 4 를 참조하여 이하에서 설명될 제어 모듈 (200) 이 제공된다. 제어 모듈은 힘 인가 요소 (250) 를 포함한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 이러한 힘 인가 요소는 예비 부하의 효과를 가지는 기계력을 덕빌 밸브의 광범위한 측면에 인가할 수 있다. 덕빌 밸브에 인가된 예비 부하는 액추에이팅 요소 (260) 를 통해 제어될 수 있다. 액추에이팅 요소는 직접적으로 또는 힘 전달 유닛 (230) 을 통해 힘 인가 요소 (250) 에 연결된다. 엘라스토머로 이루어진 구성 요소일 수도 있는 힘 전달 유닛 (230) 은 액추에이팅 요소 (260) 와 힘 인가 요소 (250) 사이에 위치될 수 있다. 덕빌 밸브의 측면에 인가된 힘은 에어로졸화 채널 (360) 내의 압력 펄스가 발생할 때에 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어한다. 예비 부하가 커질수록 힘 인가 요소는 덕빌 밸브의 측면에 인가되고, 작아질수록 덕빌 밸브의 개방 정도가 작아질 것이다. 제어 모듈 (200) 은 하우징 (240) 에서 원통형 측면 (270) 을 구비한다. 덕빌 밸브 (210) 는 개구 (221) 를 포함하는 시트 (220) 상에 위치되고, 상기 개구 (221) 를 통해 저장소로부터의 에어로졸화가능한 재료가 덕빌 밸브 (210) 에 공급될 것이다. 시일 링 (280) 은 에어로졸화 채널 (360) 에의 제어 모듈의 기밀 연결을 제공하는데 도움이 될 것이다. 원할 경우, 밸브 (210), 시트 (220), 하우징 (240) 및 시일 링 (280) 으로 구성된 유닛이 일체형으로 제조될 수 있고, 이는 선택적으로 힘 인가 요소 (250) 를 또한 포함할 수 있다.
힘 인가 요소는 예비 부하와, 따라서 압축력을 덕빌 밸브의 측면 (211) 에 인가할 수 있을 뿐만 아니라, 견인력을 생성할 수 있다. 이를 위하여, 힘 인가 요소 (250) 는 덕빌 밸브 (210) 에 고정식으로 연결 (즉, 부착) 될 수 있다. 힘 인가 요소에 마찬가지로 고정식으로 연결되는 액추에이팅 요소는, 제어 모듈이 덕빌 밸브를 작동식으로 개방하도록 밸브의 측면 (211) 을 당길 수 있다. 통상의 사용에서, 덕빌 밸브는 압력 펄스들에 의해 생성된 압력 차이에 의해 개방될 것이다. 하지만, 에어로졸화가능한 재료는 덕빌 밸브 내에 흡입될 때에 그리고 덕빌 밸브의 개구가 에어로졸화가능한 재료로 막힐 때에, 덕빌 밸브 내에 흡입되고 또한 이 밸브의 적합한 기능을 지연시키는 임의의 입자 집합체들을 제거하기 위하여 밸브를 작동식으로 개방시킬 필요가 있을 수도 있다.
일 실시형태에서, 힘 변환 요소 (230) 와 힘 인가 요소 (250) 는 일체형 요소로서 구성될 수도 있어서, 액추에이팅 요소 (260) 만이 밸브를 개방하는 견인력을 생성할 수 있도록 이러한 일체형 요소에 고정식으로 연결될 필요가 있다.
또한, 밸브 (210) 에 의해 제공된 에어로졸화가능한 재료의 양은 덕빌 밸브의 재료의 적합한 선택에 의해 그리고 덕빌의 형상과 폭의 선택에 의해 제어될 수 있다. 액추에이팅 요소는 제어 모듈 내의 스레디드 개구 내에 제공된 스크류일 수도 있다. 이러한 스크류는 선형 모터와 같은 모터에 의해 또는 사용자에 의해 작동될 수도 있다.
도 6 내지 도 8 과 관련하여, 액추에이팅 요소가 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 양을 결정하도록 구성되는 감지 요소 (500) 에 의해 제어될 수 있는 실시형태가 개시된다. 생성된 에어로졸 내의 에어로졸화된 재료의 양의 결정은 예를 들어 에어로졸에 의한 빛의 산란을 결정함으로써 달성될 수 있다. 도 1 내지 도 2 와 관련하여 개시된 디바이스를 빠져나오는 에어로졸은 감지 요소 (500) 로 공급될 것이다. 감지 요소는 광원과 산란된 빛에 대한 감지기를 포함할 수 있다. 감지 요소는 DE 4 105 190 A1 에 개시된 바와 같은 감지 요소일 수도 있다. 하우징 (510) 내에 제공된 감지 요소는 도 6 에서 화살표에 의해 나타낸 바와 같은 광원 (530) 을 가지고, 빛은 투명한 윈도우 (520) 를 통해 공급된다. 에어로졸 내의 입자 농도는 생성된 에어로졸을 통해 광원 (530) 으로부터 투과된 빛의 감소에 의해 추가로 결정될 수도 있다. 윈도우 (520) 에의 에어로졸화된 입자들의 임의의 점착은 회피되어야 한다는 것이 이해되어야 한다. 이는 투명한 윈도우 (530) 의 내부 표면의 적합한 형태와 재료를 이용함으로써 달성될 수도 있다.
도 7 에 도시된 실시형태에서, 연결 요소 (700) 가 제공되고, 상기 연결 요소를 통해 에어로졸은 화살표의 방향으로 감지 요소 (500) 에 진입하고 또한 커넥터 (50) 를 통해 감지 요소를 빠져나오며, 에어로졸을 추가로 안내하는 튜브가 상기 커넥터 (50) 에 연결될 수 있다. 감지 요소는 에어로졸의 입자 농도를 결정할 것이다. 입자 농도가 원하는 범위 내에 있다면 또는 입자 농도가 미리 규정된 값에 상응한다면, 조치가 취해지지 않는다. 결정된 입자 농도가 너무 낮으면, 감지 요소는 제어 모듈, 예를 들어 제어 요소를 제어하기 위한 선형 모터에 이러한 정보를 전송할 수도 있고, 그런 다음 선형 모터는 덕빌 밸브 (210) 의 측면 (211) 에 인가된 예비 부하가 낮춰지도록 액추에이팅 요소 (260) 를 제어할 수도 있다. 에어로졸 내의 입자 농도가 너무 높을 경우, 선형 모터는 액추에이팅 요소가 더 높은 힘을 힘 인가 요소에 전달하여 밸브의 측면을 향한 예비 부하가 증가되도록 제어될 수도 있다. 이러한 증가된 예비 부하는 압력 펄스가 에어로졸화 유닛 (300) 내에 도달할 때에 재료 제공 밸브의 개방 정도를 감소시킬 것이고, 따라서 압력 펄스에 의해 에어로졸화 채널 (360) 내로 흡입된 에어로졸화가능한 재료의 양을 감소시킨다.
도 8 의 실시형태에서, 에어로졸화를 위한 디바이스가 가습기 (600) 에 연결된다. WO 2012/025496 A1 에 도시된 바와 같이, 생성된 에어로졸은 이것이 환자에게 투여되기 전에, 가습화될 수도 있다. 가습 단계는 에어로졸 내의 입자들이 응집되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 도 8 의 실시형태에서, 감지 요소는 가습기 (600) 의 출구 (610) 에 바로 제공된다. 하지만, 감지 요소가 도 6 에 도시된 바와 같이 에어로졸화용 디바이스의 출구 (11) 에 바로 제공될 수도 있거나, 에어로졸의 유동 경로의 임의의 다른 위치에 제공될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 5 에서는, 에어로졸화용 디바이스의 뉴메틱 플랜이 도시되어 있다. 압력 가스의 소스 (20) 는 필터 (60) 를 통과한 후에 에어로졸화 유닛 (300) 에 압력 펄스들을 전달한다. 공기 주입 밸브 (120) 를 통해 주위 공기에 연결되는 저장소 (100) 가 개략적으로 도시되어 있고, 필터 (70) 는 외기가 저장소 (100) 에 진입하기 전에 제공될 수도 있다. 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이, 공기 입구 밸브는 저장소의 방향으로 개방한다. 재료 제공 밸브 (210) 는 저장소 (100) 와 에어로졸화 유닛 (300) 사이에 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 액추에이팅 요소 (260) 가 개략적으로 도시되어 있고, 상기 액추에이팅 요소 (260) 를 통해 밸브에 의해 제공된 유체의 양이 제어될 수 있다. 생성된 에어로졸이 에어로졸화 채널로부터 내부벽들 (401) 을 포함하는 스페이서 (400) 로 공급된다.
스페이서와 에어로졸화 유닛 (300) 사이에는, 보조 연결 라인 (30) 이 언펄스 (unpulsed) 공기를 스페이서에 공급하고, 그럼으로써 에어로졸화가능한 재료의 잔류물들의 스페이서를 플러시한다. 필터 (75) 는 원하지 않은 입자들에 의한 오염을 차단하기 위하여 제공된다. 밸브 (35) 는 압력 펄스들이 공급된 공기의 방향으로 전파되는 것을 방지하기 위하여 그리고 공급된 공기가 디바이스에 공급될 수 있다는 것을 보장하기 위하여 스페이서와 공급된 언펄스 공기 사이에 제공된다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 저장소 (100) 와 에어로졸화 유닛 (300) 을 스페이서 (400) 에 연결하는 라인 사이를 연결하는 압력 보상 밸브 (130) 가 제공된다. 이러한 압력 보상 밸브는 스페이서 또는 에어로졸화 유닛의 방향으로 단지 개방하고, 또한 저장소로부터 원치 않은 더 높은 압력을 제거하는데 도움이 될 수 있다. 재료 제공 밸브가 에어로졸화가능한 재료로 막힐 때에, 예를 들어 재료가 덕빌에서 응집하여 덕빌이 더 이상 폐쇄될 수 없을 때에, 언펄스 공기 (30) 의 공기 공급이 저장소 내에서 고압을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 언펄스 공기는 0.7 리터/분의 속도로 공급될 수도 있다. 저장소 (100) 내의 이러한 더 높은 압력에는 압력 보상 밸브 (130) 의 사용이 회피될 수 있다. 이러한 압력 보상밸브는 예를 들어 5 mbar 의 에어로졸화 유닛 또는 스페이서와 저장소 사이의 압력 차이로 개방할 수도 있다. 압력 보상 밸브는 저장소 내의 압력이 스페이서 또는 에어로졸화 유닛에서 보다 높을 때에 개방하고, 도 1 및 도 2 에 도시된 복귀 채널 (150) 을 통해 에어로졸화 채널로 다시 압력을 공급한다. 압력 보상 밸브 (130) 는 재료 제공 밸브가 적절하게 작동될 경우 재료 제공 밸브를 개방하는데 필요한 압력 차이보다 훨씬 낮은 압력 차이로 개방한다. 한 예로서, 적절하게 기능하는 재료 제공 밸브를 개방하는데 필요한 압력 차이는 약 100 mbar 일 수도 있다. 압력 보상 밸브는 저장소 내의 생성된 압력을 시스템으로 다시 전달한다. 이러한 압력 보상 밸브는 에어로졸화 유닛에 공급되는 추가의 에어로졸화가능한 재료의 양이 최소화되도록 확신하는데 도움이 된다.

Claims (23)

  1. 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스 (10) 로서, 상기 디바이스는:
    - 캐리어 가스 (60) 의 압력 펄스들이 통과되는 에어로졸화 유닛 (300),
    - 상기 에어로졸화가능한 재료를 포함하고, 상기 에어로졸화가능한 재료가 상기 캐리어 가스 (60) 에 의해 비말동반되는 상기 에어로졸화 유닛 (300) 에 상기 에어로졸화가능한 재료를 제공하는 저장소 (100), 및
    - 상기 저장소 (100) 와 상기 에어로졸화 유닛 (300) 사이에 위치되고, 상기 에어로졸화 유닛 (300) 을 향해 개방되며, 상기 저장소 (100) 와 상기 에어로졸화 유닛 (300) 사이의 압력 차이에 의해 개폐되도록 구성되고, 또한 개방 상태에서 상기 에어로졸화 유닛 (300) 에 상기 에어로졸화가능한 재료를 제공하는 재료 제공 밸브 (210) 를 포함하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재료 제공 밸브 (210) 는 상기 저장소 (100) 와 상기 에어로졸화 유닛 (300) 사이에 압력 차이가 존재하지 않을 때에 폐쇄되고 상기 저장소 (100) 와 상기 에어로졸화 유닛 (300) 사이에 압력 차이가 미리 규정된 포지티브 값보다 클 때에 개방되도록 구성되는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 재료 제공 밸브 (210) 는 덕빌 밸브 (duckbill valve) 인, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 에어로졸화 유닛 (300) 에 제공된 상기 에어로졸화가능한 재료의 양을 제어하도록 구성된 상기 재료 제공 밸브를 제어하기 위한 제어 모듈 (200) 을 추가로 포함하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 모듈 (200) 은 상기 재료 제공 밸브 (210) 에 인가된 기계력을 제공하는 힘 인가 요소 (250) 를 포함하고, 상기 힘 인가 요소 (250) 는 인가된 상기 기계력을 통해 상기 재료 제공 밸브의 개방 정도를 제어함으로써 상기 에어로졸화 유닛 (300) 에 제공되는 상기 에어로졸화가능한 재료의 양에 영향을 주는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  6. 제 3 항 및 제 5 항에 있어서,
    힘 인가 요소 (250) 는 상기 덕빌 밸브 (210) 의 측면 (211) 에 기계력을 인가하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 모듈 (200) 은 힘 전달 유닛 (230) 을 추가로 포함하고, 상기 힘 전달 유닛 (230) 은 상기 재료 제공 밸브에 상기 기계력을 인가하는 상기 힘 인가 요소로 생성된 기계력을 전달하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈 (200) 은 상기 재료 제공 밸브 (210) 에 인가된 상기 기계력을 생성 및 제어하도록 구성되는 액추에이팅 요소 (260) 를 추가로 포함하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  9. 제 7 항 및 제 8 항에 있어서,
    액추에이팅 요소 (260) 가 상기 힘 전달 유닛 (230) 에 상기 생성된 기계력을 인가하고, 상기 힘 전달 유닛 (230) 은 상기 힘 인가 요소 (250) 에 상기 생성된 기계력을 전달하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 힘 인가 요소는, 상기 힘 인가 요소가 상기 덕빌 밸브를 작동식으로 개방시키기 위해 상기 덕빌 밸브에 견인력 (pulling force) 를 인가하고 또한 상기 견인력에 반대되는 방향으로 압축력을 인가하도록 구성되는 방식으로 상기 덕빌 밸브에 연결되고, 상기 압축력에 의해, 상기 덕빌 밸브가 압력 펄스에 의해 개방될 때에, 상기 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어하는 예비 부하 (preload) 가 상기 덕빌 밸브에 인가되는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 힘 인가 요소는 상기 덕빌 밸브에 고정식으로 연결되고 상기 액추에이팅 요소는 상기 힘 인가 요소에 고정식으로 연결되어, 상기 덕빌 밸브를 작동식으로 개방시키기 위해 상기 덕빌 밸브에 견인력을 인가하고 또한 상기 견인력에 반대되는 방향으로 압축력을 인가하며, 상기 압축력에 의해, 상기 덕빌 밸브가 압력 펄스에 의해 개방될 때에, 상기 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어하는 예비 부하가 상기 덕빌 밸브에 인가되는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장소 (100) 는, 상기 저장소 (100) 의 방향으로 개방하고 또한 상기 저장소 (100) 내의 주위 공기 압력을 유지시키도록 구성되는 공기 주입 밸브 (120) 를 포함하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장소 (100) 는, 상기 저장소 (100) 를 상기 에어로졸화 유닛 (300) 에 연결하고 상기 재료 제공 밸브가 개방 상태에서 고정된 (stuck) 채로 유지될 때에 개방되며 또한 상기 저장소 (100) 의 압력이 상기 에어로졸화 유닛의 압력보다 클 때에 상기 에어로졸화 유닛의 방향으로 개방하는 압력 보상 밸브 (130) 를 포함하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력 보상 밸브 (130) 는 상기 재료 제공 밸브 (210) 를 개방하는데 필요한 압력 차이보다 10 ~ 20 배 더 낮은 압력 차이에서 개방하도록 구성되는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는 생성된 에어로졸 내의 상기 에어로졸화가능한 재료의 양을 결정하도록 구성된 감지 요소 (500) 를 추가로 포함하는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  16. 제 5 항 및 제 15 항에 있어서,
    감지 요소 (500) 가 생성된 에어로졸 내의 상기 에어로졸화가능한 재료의 미리 규정된 양으로부터 생성된 에어로졸 내의 상기 에어로졸화가능한 재료의 결정된 양의 편차에 따라 힘 인가 요소 (250) 를 제어하도록 구성되는, 에어로졸화가능한 재료로부터 에어로졸을 제공하기 위한 디바이스.
  17. 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은:
    - 유동 방향으로 유체를 공급하고 상기 유동 방향에 반대되는 방향으로 상기 유체의 유동을 방지하도록 구성된 덕빌 밸브,
    - 상기 덕빌 밸브의 개방 상태에서 상기 유동 방향으로 상기 덕빌 밸브 (210) 에 의해 공급된 상기 유체의 양을 제어하도록 구성된 제어 모듈 (200) 로서, 상기 제어 모듈 (200) 은 상기 덕빌 밸브 (210) 를 향해 기계력을 인가하도록 구성된 힘 인가 요소 (250) 를 포함하고, 상기 힘 인가 요소 (250) 는 인가된 상기 기계력과 함께 상기 개방 상태의 상기 덕빌 밸브에 의해 제공된 상기 유체의 양에 영향을 주도록 구성되는, 상기 제어 모듈 (200) 을 포함하는, 제어 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 힘 인가 요소 (250) 는 상기 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어하기 위하여 상기 덕빌 밸브의 측면 (211) 을 향해 상기 기계력을 인가하는, 제어 시스템.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 모듈 (200) 은 힘 전달 유닛 (230) 을 추가로 포함하고, 상기 힘 전달 유닛 (230) 은 상기 덕빌 밸브 (210) 에 상기 기계력을 인가하는 상기 힘 인가 요소로 생성된 기계력을 전달하는, 제어 시스템.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈 (200) 은 상기 덕빌 밸브 (210) 에 인가된 상기 기계력을 생성 및 제어하도록 구성된 액추에이팅 요소 (260) 를 추가로 포함하는, 제어 시스템.
  21. 제 19 항 및 제 20 항에 있어서,
    액추에이팅 요소 (260) 는 상기 힘 전달 유닛 (230) 에 상기 생성된 기계력을 인가하고, 상기 힘 전달 유닛 (230) 은 상기 힘 인가 요소 (250) 에 상기 생성된 기계력을 전달하는, 제어 시스템.
  22. 제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 힘 인가 요소는, 상기 힘 인가 요소가 상기 덕빌 밸브를 작동식으로 개방시키도록 상기 덕빌 밸브를 향해 견인력을 인가하고 또한 상기 견인력에 반대되는 방향으로 압축력을 인가하도록 구성되는 방식으로 상기 덕빌 밸브에 연결되고, 상기 압축력에 의해, 상기 덕빌 밸브가 압력 펄스에 의해 개방될 때에, 상기 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어하는 예비 부하가 상기 덕빌 밸브에 인가되는, 제어 시스템.
  23. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 힘 인가 요소가 상기 덕빌 밸브에 고정식으로 연결되고 또한 상기 액추에이팅 요소가 상기 힘 인가 요소에 고정식으로 연결되어, 상기 덕빌 밸브를 작동식으로 개방하기 위해 상기 덕빌 밸브에 견인력을 인가하고 또한 상기 견인력에 반대되는 방향으로 압축력을 인가하며, 상기 압축력에 의해, 상기 덕빌 밸브가 압력 펄스에 의해 개방될 때에, 상기 덕빌 밸브의 개방 정도를 제어하는 예비 부하가 상기 덕빌 밸브에 인가되는, 제어 시스템.
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