KR20200023643A - 증발 장치 및 이를 이용한 화합물 전달 방법 - Google Patents
증발 장치 및 이를 이용한 화합물 전달 방법 Download PDFInfo
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Abstract
인간 또는 동물 대상체에서 장애를 치료하는 방법은 화합물을 포함하는 물질을 제1 온도에서 가열하여, 상기 물질의 가열된 부피를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 더 높은 제2 온도에서 상기 가열된 부피를 가열하여 상기 화합물을 포함하는 증기의 용량을 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 대상체에, 통증과 같은 장애를 치료하기 위해 상기 증기의 용량을 투여하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제1 온도에서 가열하는 단계 이전에 상기 물질을 예비 온도에서 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 가열하는 단계 및 예열하는 단계는 그 사이에서, 각각 상기 물질을 유지하고 저항 가열에 의한 열을 발생시키도록 구성된 전기 전도성 물질을 포함하는 2개의 피복층을 포함하는 캡슐로 수행될 수 있다.
Description
본원발명의 예시적인 적용은 일반적으로 증발 기구 및 사용 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 일부 예시적인 적용은 증발 장치 및 대상체에 화합물을 전달하기 위한 방법에 관한 것이다.
대마초 및 이의 성분인 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비디올(CBD)과 같은 칸나비노이드의 의학적 용도는, 메스꺼움, 통증, 근육 경련, 및/또는 식욕 상실로 고통받는 환자들의 치료를 포함한다. 약용 대마초는 대마초 식물의 말린 새싹을 증발 또는 흡연하는 것을 포함하여, 다양한 방법으로 투여될 수 있다.
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본 기술은 본원발명에 기재된 바와 같이, 장치 내에서 생성된 증기를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하기 위한 방법을 제공한다.
일부 적용예에서, 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법은 THC/THCA를 포함하는 대마초의 부피를 140 내지 160 ℃의 제1 온도에서 5 내지 15초동안 가열하여 상기 대마초의 가열된 부피를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 대마초의 상기 가열된 부피를 190 내지 200 ℃의 제2 온도에서 2 내지 5초동안 가열하여 테트라하이드로칸나비놀(THC)을 포함하는 증기의 용량을 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 대상체에 상기 증기의 용량을 투여하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증기의 용량은 통증(예를 들어, 수술 후 통증)과 같은 장애를 치료하기 위해 인간 대상체에 투여될 수 있다. 상기 방법은 상기 제1 온도에서 가열하는 단계 이전에 상기 대마초의 부피를 90 내지 110 ℃의 온도에서 5 내지 15초동안 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 온도에서 가열하는 단계 및 상기 제2 온도에서 가열하는 단계는 2개의 피복층을 포함하는 캡슐을 포함하는 장치 내에서 수행될 수 있다. 상기 2개의 피복층은, 각각 그 사이에서 상기 대마초의 부피를 유지하고 저항 가열에 의한 열을 생성하도록 구성된 전기 전도성 물질을 포함할 수 있다. 상기 장치는 상기 캡슐을 수용하도록 구성된 증발 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 기술은 본원발명에 기재된 바와 같이, 장치 내에서 생성된 증기를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하기 위한 방법을 제공한다.
본원발명의 비제한적인 실시예의 다양한 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 상세한 설명을 검토하면 보다 명백해질 수 있다. 상기 첨부된 도면은 단지 예시적인 목적으로 제공되며, 청구범위의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 상기 첨부된 도면은 명시적으로 언급되지 않는 이상 축척대로 그려진 것으로 간주되지 않아야 된다. 명확성을 위해, 도면의 다양한 치수가 과장된 것일 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 증발 장치의 사시도이다;
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 증발 장치의 재충전 유닛의 사시도이다;
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 증발 장치의 증발 유닛의 사시도이다;
도 4a는 예시적인 실시예에 따른, 물질을 포함하도록 구성된 캡슐의 사시도이다;
도 4b는 예시적인 실시예에 따른, 도 4a의 캡슐의 단면도이다;
도 4c는 예시적인 실시예에 따른, 천공된 시트를 포함하는 캡슐의 단면도이다;
도 4d는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐의 메시의 평면도이다;
도 4e는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐의 천공된 시트의 평면도이다;
도 4f는 예시적인 실시예에 따른, 천공되지 않은 시트 및 캡슐의 시트를 천공하도록 구성된 천공 메커니즘을 포함하는 캡슐의 사시도이다;
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛 및 증발 유닛 내로 삽입되도록 정렬된 캡슐의 사시도이다;
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 도 3의 증발 유닛의 단면도이다;
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛 내의 증발 위치에 캡슐이 배치되는 도 3의 증발 유닛의 내부 구성 요소의 사시도이다;
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐 충전 장치 작동의 각 단계에서, 증발 유닛이 그의 내부에 배치된 재충전 유닛의 내부 구성 요소의 사시도들이다;
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐 충전 장치 작동의 각 단계에서, 증발 유닛이 재충전 유닛 내에 배치된 증발 장치의 단면도들이다;
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 물질을 포함하는 캡슐을 가열하기 위한 기술을 도시한 그래프이다;
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 상변화 온도가 다른 상변화 물질을 포함하는 캡슐의 가열 곡선을 도시한 그래프이다;
도 12a는 예시적인 실시예에 따른, 증발기를 사용하여 물질을 가열하기 위한 2단계 기술을 도시한 그래프이다;
도 12b는 예시적인 실시예에 따른, 증발기를 사용하여 물질을 가열하기 위한 3단계 기술을 도시한 그래프이다;
도 13a 및 도 13b는 예시적인 실시예에 따른, 증발기의 연속적인 연기와 함께 방출되는 연기 입자 질량을 나타내는 막대 차트이다;
도 14는 예시적인 실시예에 따른, 흡수 단계 동안 Δ9-THC 용량 관련(10mg, 15mg) 개체-개별 변동성의 그래프이다;
도 15는 예시적인 실시예에 따른, 흡수 단계 동안 Δ9-THC 용량 관련(20mg, 25mg) 개체-개별 변동성의 그래프이다;
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 투여된 Δ9-THC의 mg당 혈장 Cmax 수준의 막대 차트이다;
도 17은 예시적인 실시예에 따른, 다른 투여 양식의 변동 계수 CV(%)의 막대 차트이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 증발 장치의 사시도이다;
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 증발 장치의 재충전 유닛의 사시도이다;
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 도 1의 증발 장치의 증발 유닛의 사시도이다;
도 4a는 예시적인 실시예에 따른, 물질을 포함하도록 구성된 캡슐의 사시도이다;
도 4b는 예시적인 실시예에 따른, 도 4a의 캡슐의 단면도이다;
도 4c는 예시적인 실시예에 따른, 천공된 시트를 포함하는 캡슐의 단면도이다;
도 4d는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐의 메시의 평면도이다;
도 4e는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐의 천공된 시트의 평면도이다;
도 4f는 예시적인 실시예에 따른, 천공되지 않은 시트 및 캡슐의 시트를 천공하도록 구성된 천공 메커니즘을 포함하는 캡슐의 사시도이다;
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛 및 증발 유닛 내로 삽입되도록 정렬된 캡슐의 사시도이다;
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 도 3의 증발 유닛의 단면도이다;
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛 내의 증발 위치에 캡슐이 배치되는 도 3의 증발 유닛의 내부 구성 요소의 사시도이다;
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐 충전 장치 작동의 각 단계에서, 증발 유닛이 그의 내부에 배치된 재충전 유닛의 내부 구성 요소의 사시도들이다;
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 예시적인 실시예에 따른, 캡슐 충전 장치 작동의 각 단계에서, 증발 유닛이 재충전 유닛 내에 배치된 증발 장치의 단면도들이다;
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 물질을 포함하는 캡슐을 가열하기 위한 기술을 도시한 그래프이다;
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 상변화 온도가 다른 상변화 물질을 포함하는 캡슐의 가열 곡선을 도시한 그래프이다;
도 12a는 예시적인 실시예에 따른, 증발기를 사용하여 물질을 가열하기 위한 2단계 기술을 도시한 그래프이다;
도 12b는 예시적인 실시예에 따른, 증발기를 사용하여 물질을 가열하기 위한 3단계 기술을 도시한 그래프이다;
도 13a 및 도 13b는 예시적인 실시예에 따른, 증발기의 연속적인 연기와 함께 방출되는 연기 입자 질량을 나타내는 막대 차트이다;
도 14는 예시적인 실시예에 따른, 흡수 단계 동안 Δ9-THC 용량 관련(10mg, 15mg) 개체-개별 변동성의 그래프이다;
도 15는 예시적인 실시예에 따른, 흡수 단계 동안 Δ9-THC 용량 관련(20mg, 25mg) 개체-개별 변동성의 그래프이다;
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 투여된 Δ9-THC의 mg당 혈장 Cmax 수준의 막대 차트이다;
도 17은 예시적인 실시예에 따른, 다른 투여 양식의 변동 계수 CV(%)의 막대 차트이다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 “상에”, “연결된”, “결합된”, 또는 “덮는”으로 언급될 때, 이는 직접적으로 상에 있거나, 연결되거나, 결합되거나, 또는 다른 요소 또는 층을 덮거나, 또는 중간 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다. 반대로, 요소가 다른 요소 또는 층 “직접 상에”, “직접 연결된”, 또는 “직접 결합된”으로 언급될 때, 중간 요소들 또는 층들이 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 요소를 지칭한다. 본원발명에서 사용된 용어 “및/또는”은 하나 이상의 열거된 항목들 중 임의의 및 모든 조합들을 포함한다.
비록 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본원발명에서 다양한 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 이들 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들은 이들 용어들에 의해 제한되어서는 아니되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 구성 요소, 영역, 층, 또는 섹션은 예시적인 실시예들의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 구성 요소, 영역, 층, 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
공간적으로 상대적인 용어들(예를 들어, “아래에”, “밑에”, “하부”, “위에”, “상부” 등)은 하나의 요소 또는 특징과 도면에 도시된 바와 같은 다른 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계를 설명하기 위해 설명의 편의를 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동 중인 장치의 다른 배향들을 포함하도록 의도된다는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면 내의 상기 장치가 뒤집힌다면, “밑에” 또는 “아래에”로 설명된 다른 요소들 또는 특징들과 같은 요소는, 또 다른 요소들 또는 특징들 “위에” 배향될 것이다. 따라서, 상기 “아래에” 용어는 위 또는 아래의 배향을 모두 포함할 수 있다. 상기 장치는 다르게 배향될 수 있고(90도 회전되거나, 다른 배향으로), 본원발명에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어구는 그에 맞춰 해석될 수 있다.
본원발명에서 사용되는 용어는 단지 다양한 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 실시예들을 제한하기 위한 것이 아니다. 본원발명에서 사용된 것과 같은, “하나의” 및 “그” 단수 표현들은, 문맥상 명백하게 다르게 나타나지 않는 이상, 복수 표현들을 포함하는 것으로 의도된다. “포함한다” 및/또는 “포함하는” 용어가 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 요소들, 및/또는 구성 요소들의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성 요소들 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다.
예시적인 실시예들은, 예시적인 실시예들의 이상적인 실시예(및 중간 구조)의 개략적인 도면의 단면도를 참조하여 본원발명에서 설명된다. 따라서, 예를 들어, 제조 기술 및/또는 허용 오차의 결과로써, 도시 형태로부터의 변형이 예상된다. 따라서, 예시적인 실시예들은 본원발명에서 도시된 영역의 형상으로 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들어, 제조에 기인한 형상의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본원발명에서 사용되는 모든 용어들(기술적 및 과학적 용어를 포함하는)은 예시적인 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들을 포함하여, 용어들은 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본원발명에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이상적이거나 지나치게 공식적인 의미로 해석되지 않을 것으로 이해될 것이다.
달리 명시되지 않거나, 설명으로부터 명백하지 않는 한, “처리” 또는 “조작” 또는 “계산” 또는 “결정” 또는 “표시” 등과 같은 용어는 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내에서 물리적, 전자적 양으로 표현된 데이터를, 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터 또는 전송 또는 디스플레이 장치와 같은 다른 정보 저장 장치 내에서 물리적 양으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 처리 및 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 조작 장치의 동작 또는 과정을 의미한다.
하기 설명에서, 예시적인 실시예들은, 특정 작업을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 구성 요소, 데이터 구조 등을 포함하는 프로그램 모듈 또는 기능적 프로세스로 구현되는 활동 또는 작동의 상징적인 표현(예를 들어, 플로우 차트, 플로우 다이어그램, 데이터 플로우 다이어그램, 구조 다이어그램, 블록 다이어그램 등)을 참조하여 설명될 수 있다. 상기 작동은 하나 이상의 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(Central Processing Units, CPUs), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processors, DSPs), 주문형 반도체(application-specific-integrated-circuits, ASICs), SoCs, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(filed programmable gate arrays, FPGAs), 컴퓨터 등과 같은 기존 전자 시스템 내의 기존 하드웨어를 사용하여 구현된다.
하나 이상의 예시적인 실시예들은 하드웨어, 펌웨어, 하드웨어 실행 소프트웨어, 또는 제어 회로라고 이들의 임의의 조합일 수 있다(또는 포함할 수 있다). 이러한 하드웨어는, 이들 구성 요소의 다른 잘 알려진 기능뿐만 아니라, 본원발명에서 설명되는 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 마이크로프로세서, CPUs, SoCs, DSPs, ASICs, FPGAs, 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 적어도 일부 경우들에 있어, CPUs, SoCs, DSPs, ASICs 및 FPGAs는 처리 회로, 처리 장치 및/또는 마이크로프로세서로 지칭될 수 있다.
비록 순차적인 작동과 관련하여 과정이 설명될 수 있지만, 많은 작동들은 병렬적으로, 함께, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 작동의 순서는 재배열될 수 있다. 과정은 작동이 완료되면 종료될 수 있지만, 도면에 포함되지 않은 추가적인 단계를 포함할 수 있다. 과정은 방법, 함수, 절차, 서브 루틴, 서브 프로그램 등에 해당할 수 있다. 과정이 함수에 해당될 때, 이의 종료는 함수를 호출 함수 또는 기본 함수로 되돌아가는 것에 해당할 수 있다.
본원발명에 개시된 바와 같이, “저장 매체”, “컴퓨터 판독 가능 저장 매체” 또는 “비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체”의 용어는, 데이터 저장을 위한 고정 기억 장치(read only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 자기 RAM(magnetic RAM), 코어 메모리, 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 장치 및/또는 정보 저장을 위한 다른 유형의 기계 판독 가능 매체를 나타낼 수 있다. 상기 “컴퓨터 판독 가능한 저장 매체” 용어는 휴대용 또는 고정 저장 장치, 광 저장 장치, 및 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 포함 또는 전달할 수 있는 다양한 다른 매체들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 예시적인 실시예들의 적어도 일부분은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드로 구현될 때, 필요한 작업을 수행하기 위한 프로그램 코드 및 코드 부분들은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체와 같은 기계 또는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 소프트웨어로 구현될 때, 처리 장치(들), 처리 회로(들), 또는 처리 유닛(들)은 필요한 작업을 수행하도록 프로그램될 수 있고, 이에 의해 특수 목적 처리 장치(들) 또는 컴퓨터(들)로 변환될 수 있다.
코드 부분은 절차, 함수, 서브 프로그램, 프로그램, 루틴, 서브 루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스, 또는 명령어, 데이터 구조 또는 프로그램 설명의 임의의 조합을 나타낼 수 있다. 코드 부분은 데이터, 인수, 파라미터 또는 메모리 내용을 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 부분과 결합될 수 있다. 정보, 인수, 파라미터, 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 전송 등을 포함하는 임의의 적절한 수단을 통해, 주거나, 전달되거나, 또는 전송될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 재충전 유닛(22) 및 증발 유닛(21)을 포함하는 증발 장치(20)의 사시도이다. 재충전 유닛(22) 및 증발 유닛(21)은 각각 도 2 및 도 3에 개별적으로 도시되어 있다. 증발 장치(20)는 식물 물질과 같은 물질 또는 물질의 화합물을 증발시키기 위해 사용될 수 있다. 본원발명에 언급된 바와 같이, 화합물은 본 기술의 방법이 진행되는 동안 증발되는 하나 이상의 화합물, 예를 들어 대상체에 흡입, 소모, 또는 다른 방식으로 섭취될 때 특정한 생리학적 또는 감각적 효과를 갖는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 예를 들어, 대상체는 하기에서 더 설명되는 바와 같이, 의학적 치료가 필요한 환자일 수 있다.
증발 장치(20)는 대마초(예를 들어, 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및/또는 칸나비디올(CBD))의 하나 이상의 화합물(예를 들어, 칸나비노이드 성분)을 증발시키기 위해 사용될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 증발기는 담배(예를 들어, 니코틴과 같은 자연적으로 발생하는 성분), 및/또는 가열 시 증발되는 화합물을 포함하는 다른 식물 또는 화학 물질로부터 화합물을 증발시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 적용예는, 가열 시 증발되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 식물 물질을 참조하여 설명됨에 유의한다. 그러나, 본 개시의 범위는 필요한 부분만 약간 수정하여, 증발에 적합한 화합물(예를 들어, 하나 이상의 화합물을 포함하는 합성 물질)을 포함하는 임의의 물질을 사용하는 것을 포함한다. 증발 장치(20)는 대안으로 “전자식 증기 장치”로 지칭될 수 있으며, 본 출원의 맥락에서, 이들 용어들은 서로 상호 교환 가능한 것으로 해석되어야 한다. 유사하게, 본 출원의 맥락에서, “증발 유닛”, “증발기” 및 “전자식 증기 장치” 용어들은 서로 상호 교환 가능한 것으로 해석되어야 한다.
일부 적용예에서, 증발 장치(20)는 재충전 유닛(22) 및 증발 유닛(21)을 포함한다. 일부 적용예에서, 상기 재충전 유닛은, 하기에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 캡슐(29), 캡슐 충전 장치(56), 및 전원 장치(45)를 수용한다. 일부 적용예에서, 상기 증발 유닛은, 증발 위치(54), 전원 장치(33, 예를 들어, 내부 전원 장치), 및 제어 회로(34)를 수용한다. 상기 제어 회로는 제어 유닛 또는 제어기로서 작동하도록 구성되며, 이는 상기 증발 유닛의 기능을 제어한다. 상기 재충전 유닛 및 상기 증발 유닛은 서로 가역적으로 결합 가능할 수 있다. 상기 증발 장치는, 하기에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 캡슐을 상기 증발 유닛 내부로 충전하고/또는 사용된 캡슐을 상기 증발 유닛으로부터 폐기할 수 있도록, 상기 증발 유닛이 상기 캡슐 재충전 장치를 작동시키기 이전에 재충전 유닛과 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 이어서, 증발 유닛으로부터 연기를 흡입하기 위해, 필요한 경우, 증발 유닛은 재충전 유닛으로부터 분리될 수 있다. 증발 유닛(21)은 마우스피스(25)를 포함할 수 있다. 증발 유닛(21)의 작동 중, 증발 유닛(21)은 캡슐(29)이 증발 위치(54)에 배치되는 동안, 캡슐(29)을 가열함으로써, 캡슐(29) 내에 배치된 식물 재료의 하나 이상의 화합물을 증발시킬 수 있다. 상기 증발된 화합물은 마우스피스(25)를 통해 증발 유닛(21)으로부터 끌어낼 수 있다.
증발 장치(20)는 사용 중에 증발 유닛(21)이 한 손으로 유지될 수 있도록, 휴대 가능하도록 구성될 수 있다. 증발 유닛(21)의 크기는 하기와 같을 수 있다:
재충전 유닛(22)의 높이(H1)는 5cm 초과(예를 들어, 6cm 초과), 및/또는 15cm 미만(예를 들어, 12cm 미만), 예를 들어, 5cm 및 15cm 사이, 또는 10 및 12cm 사이일 수 있다.
증발 유닛(21)의 높이(H2)는 6cm 초과(예를 들어, 8.3cm 초과), 및/또는 12cm 미만(예를 들어, 10cm 미만), 예를 들어, 7cm 및 9cm 사이, 또는 8 및 8.5cm 사이일 수 있다.
재충전 유닛(22)에 삽입된 증발 유닛(21)을 포함하는 증발 장치(20)의 총 높이(HT)는 20cm 미만, 예를 들어, 11cm 미만일 수 있다.
재충전 유닛(22)의 폭(W)은 4cm 초과(예를 들어, 6cm 초과), 및/또는 9cm 미만(예를 들어, 7 미만), 예를 들어, 4cm 및 9cm 사이, 또는 6cm 및 7cm 사이일 수 있다.
재충전 유닛(22)의 깊이(D)는 2cm 초과(예를 들어, 3cm 초과), 및/또는 6cm 미만(예를 들어, 4cm 미만), 예를 들어, 2cm 및 6cm 사이, 또는 3cm 및 4cm 사이일 수 있다.
증발 유닛(21)이 원형 단면(도 3에 도시된 바와 같이)을 갖는 적용예에서, 상기 증발 유닛의 직경(DI)은 5mm 초과(예를 들어, 6mm 초과), 및/또는 35mm 미만(예를 들어, 20mm 미만), 예를 들어, 5mm 및 35mm 사이, 또는 6mm 및 20mm 사이일 수 있다. 상기 증발 유닛이 원형 단면을 갖는 적용예에서, 상기 증발 유닛의 상기 단면적은 이전 문장에서 설명된 바와 같은 직경을 갖는 원과 동등할 수 있다.
일부 적용예에서, 캡슐 충전 버튼(23)은 재충전 유닛(22)의 외부에 배치된다. 상기 캡슐 충전 버튼은 캡슐 충전 장치(56)를 제어한다(도 8a 내지 도 8c). 하기에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 캡슐 충전 장치는, (a) 사용되지 않은 캡슐을 상기 재충전 유닛의 몸체 내의 제1 용기(53)로부터(도 9c), 상기 화합물이 증발되도록 상기 캡슐이 가열되는 증발 유닛(21) 몸체 내의 증발 위치(54)로 개별적으로 전달하고, (b) 사용된 캡슐을 상기 증발 유닛 내의 상기 증발 위치로부터 상기 재충전 유닛의 몸체 내의 제2 용기(52)(도 9c)로 개별적으로 전달하도록 구성된다. 대안으로 또는 추가적으로, 캡슐 충전 장치(56)(또는 본원발명에서 설명된 임의의 다른 캡슐 충전 장치)는 전기 모터(도시되지 않음)에 의해 제어된다.
이제, 예시적인 실시예들에 따른, 각각 물질(32), 예를 들어, 하나 이상의 화합물을 포함하는 식물 물질을 포함하도록 구성된 캡슐(29)의 사시도 및 단면도인 도 4a 및 도 4b를 참조한다. 상기 설명한 바와 같이, 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 대마초이고, 화합물은 대마초의 칸나비노이드 성분(예를 들어, 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및/또는 칸나비디올(CBD))이다. 대마초 식물 물질은 칸나비스 사티바(Cannabis sativa), 칸나비스 인디카(Cannabis indica), 및 칸나비스 루데랄리스(Cannabis ruderalis)와 같은 하나 이상의 대마초 종으로부터의 잎 및/또는 꽃 물질을 포함할 수 있다. 일부 적용예에서, 대마초 식물 물질은 칸나비스 사티바(Cannabis sativa), 또는 다른 대마초 종과 사티바(sativa)의 조합으로부터 얻을 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 식물 물질은 담배(및 니코틴을 포함하는 화합물), 및/또는 가열 시 증발되는 화합물을 포함하는 다른 식물 또는 화학 물질을 포함한다. 상기 “담배” 용어는 담배 잎, 담배 플러그, 재구성 담배, 압축 담배, 성형 담배, 또는 분말 담배, 및 니코티아나 러스티카(Nicotiana rustica) 및 니코티아나 타바쿰(Nicotiana tabacum)과 같은 하나 이상의 담배 식물로부터의 이들의 조합을 포함하는 임의의 담배 식물 물질을 포함한다.
캡슐(29)은 WO 16/147188에 설명된 캡슐과 유사할 수 있으며, 이의 전체 개시 내용은 본원발명에서 참고로 포함된다. 일부 적용예에서, 물질(32)(하나 이상의 화합물을 포함하고, 식물 물질일 수 있음)은 상부 및 하부 메시들(30)(예를 들어, 금속 메시들)일 수 있는 피복층 사이에 수용된다. 일부 적용예에서, 각각의 메시는, 15 마이크론 초과(예를 들어, 20 마이크론 초과), 및/또는 80 마이크론 미만(예를 들어, 50 마이크론 미만), 예를 들어, 15 내지 60 마이크론, 또는 20 내지 50 마이크론의 개구를 갖는다. 메시들(30)은 상기 캡슐의 중앙 부분(31)(예를 들어, 도시된 바와 같이 중앙 디스크)과 결합될 수 있으며, 중앙 부분(31)은 구멍을 정의한다. 예를 들어, 중앙 부분(31) 셀룰로오스 섬유(예를 들어, 나무, 삼, 담배), 플라스틱(예를 들어, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)), 또는 다른 적합한 내열성 절연체로 형성될 수 있다. 비제한적인 실시예에서, 중앙 부분(31)은 판지로 형성될 수 있다. 추가적으로, 메시들(30)은 고내열성 접착제와 같은 접착제, 또는 양면 접착제와 같은 접착제를 통해 중앙 부분(31)과 결합되거나, 중앙 부분(31)에 초음파 용접되거나, 중앙 부분(31) 상에 열 압착될 수 있다. 상기 접착제는, 상기 접착제가 예를 들어 200 ℃를 초과하는 온도와 같은, 비교적 고온에 노출될 때에도, 연기를 발생시키지 않도록 구성될 수 있다. 물질(32)은 메시들(30) 및 캡슐(29)의 중앙 부분(31)에 의해 정의되는 구멍 내에 수용될 수 있다.
물질(32)(예를 들어, 식물 물질)은 (a) 물질(32)이 캡슐(29) 내에 끼워질 정도로 충분히 작은 조각이고, 물질(32)의 상대적으로 큰 표면적은 증발 유닛(21)을 통해 기류에 노출될 수 있고, (b) 상기 물질(32)의 조각들은 메시들(30)을 통과하지 않도록 충분히 크고, (c) 물질(32) 내의 상기 화합물은 그 효능을 유지하도록 분쇄될 수 있다. 일부 적용예에서, 물질(32)은 극저온 분쇄 및/또는 분말화된다.
일부 적용예에서, 캡슐(29)의 중앙 부분(31)은 상기 캡슐로부터 주변 영역으로의 열 손실을 감소시키고, 증발 과정 동안 상기 주변 영역의 가열을 감소시키기 위해, 높은 열 용량 및/또는 낮은 열 전도성을 갖는 물질로 만들어질 수 있다. 일부 적용예에서, 메시들(30)의 와이어 중 적어도 하나는 속이 빌 수 있으며, 상기 속이 빈 와이어 내에 상변화 물질이 배치된다. 대안으로 또는 추가적으로, 상변화 물질은 다른 방식으로 상기 캡슐에 결합된다(예를 들어, 상변화 물질로 상기 캡슐을 코팅함으로써). 일부 적용예에서, 상기 상변화 물질은 상기 캡슐이 상기 캡슐을 둘러싸는 영역에 비해 열을 흡수하게 함으로써, 상기 캡슐로부터 열 손실을 감소시키도록 구성된다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 상변화 물질은 상기 캡슐을 상기 식물 물질의 열분해 온도 미만으로 유지하여, 식물 물질이 열분해되는 것을 감소시키거나 방지하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 상변화 물질은 상기 증발 온도 및 상기 열분해 온도 사이의 온도에서 상변화를 겪을 수 있어서, 상변화 물질은 이 온도에서 융합 잠열로써 열을 흡수한다. 일부 적용예에서, 상변화 물질은 하기에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 상기 증발 유닛의 제어 회로에 의해 캡슐 유형의 자동 식별을 용이하게 하기 위해 상기 캡슐에 결합된다.
이제, 예시적인 실시예에 따른, 천공된 시트들(60)을 갖는 캡슐(29)의 단면도인 도 4c를 참조한다. 일부 적용예에서, 물질(32)(예를 들어, 식물 물질)은 제1 및 제2 천공된 시트들 사이에서 캡슐의 중앙 부분 내에 수용된다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 천공된 시트들(60)은, 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 메시들(30) 대신에 물질(32)을 덮기 위한 피복층들로 사용될 수 있다. 일부 적용예에서, 각각의 천공된 시트들(60)은 증발 과정 동안, 주어진 기류 경로를 따라, 물질(32)을 통한 기류를 안내하도록 구성된 하나 이상의 천공들(62)을 정의한다. 예를 들어, 도 4c는 천공들(62)에 의해 발생되는 기류 경로를 도시하는 기류 화살표들(64)을 도시한다. 천공들(62)은 기류 경로를 따라 물질(32)을 통과하는 기류를 유도하도록 구성될 수 있으며, 이 기류는 유동 공기 및 캡슐(29) 내의 물질(32) 사이의 접촉 영역을 증가시킨다. 일부 적용예에서, 필요한 부분만 약간 수정하여, 천공된 시트들(60)은 메시들(30)을 참조하여 본원발명에서 설명된 것과 유사한 방식으로 가열되도록 구성된다. 일반적으로, 본원발명에서, 물질(32)을 덮기 위한 피복층으로써 메시들(30)을 포함하는 캡슐(29)을 참조하여 설명된 기술은, 필요한 부분만 약간 수정하여, 물질을 덮기 위한 피복층들로써 천공된 시트들(60)을 포함하는 캡슐(29)에 대하여 수행될 수 있다.
이제, 예시적인 실시예에 따른, 각각 메시(30) 또는 천공된 시트(60)의 평면도인 도 4d 및 도 4e를 참조한다. 일부 적용예에서, 천공된 시트들(60)의 천공 패턴 또는 메시들(30) 내의 구멍들의 패턴은 예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 각각의 천공된 시트들(60) 또는 각각의 메시들(30)의 표면에 걸쳐 균일하다. 대안으로, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 천공된 시트들의 상기 천공 패턴, 또는 상기 메시들 내의 상기 구멍들의 패턴은, 각각의 천공된 시트들, 또는 각각의 메시들 표면에 걸쳐 불균일하다. 일부 적용예에서, 상기 천공된 시트들의 상기 천공 패턴, 또는 상기 메시들 내의 상기 구멍들의 패턴은 저항 및/또는 상기 시트의 저항 패턴을 제어하기 위해 각각의 천공된 시트들, 또는 각각의 메시들의 표면에 걸쳐 변화된다. 예를 들어, 상기 천공된 시트 또는 상기 메시와 상기 식물 물질 사이의 접촉 영역으로의 가열 저항을 제한하고/하거나 그 영역에 가열 저항을 집중시키기 위해 선택적인 천공의 사용이 구현될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 예를 들어, 상기 천공된 시트들, 또는 상기 메시들의 표면에 걸쳐 다른 위치에서 전류 밀도를 제어하기 불균일한 천공 간격이 사용될 수 있다. 이것의 예가 도 4e에 도시되어 있는데, 이는 메시(30) 또는 천공된 시트(60) 상의 슬릿들(65)을 나타내고, 상기 슬릿은 상기 식물 물질이 수용되지 않는 영역에서 상기 메시 도는 상기 시트에 걸쳐 전류가 흐르는 것을 감소하거나 방지하도록 구성된다. 상기 설명된 바와 같이, 일부 적용예에서, 증발 과정 동안 주어진 기류 경로를 따라 상기 식물 물질을 통한 기류를 안내하기 위해 천공된 시트들(60)을 형성하도록, 천공들(62)이 상기 시트 상에 배치된다.
이제, 예시적인 실시예에 따른, 캡슐(29) 및 천공 장치(67)의 사시도인 도 4f를 참조한다. 일부 적용예에서, 캡슐(29)은 비천공 시트들(66)에 의해 덮인 캡슐(29) 내의 물질(32)(예를 들어, 식물 물질)을 제공하기 위해 구성되며, 비천공 시트들(66)은 물질(32)을 덮기 위한 피복층으로써 작용한다. 예를 들어, 캡슐들(29)은, 비천공 시트들(66)이 캡슐(29) 내의 물질(32)을 보존하고/하거나 물질(32) 내의 상기 화합물의 상기 효능을 유지하도록 이 상태로 제공될 수 있다. 증발기 내에서 물질(32)이 가열되기 이전에, 비천공 시트들(66)은, 캡슐(29)을 통한 기류를 허용하기 위하여 천공된 시트들(60)을 형성하기 위해 구멍을 내거나 뚫릴 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 시트들은 상기 증발기 내의 상기 캡슐을 배치하기 이전에 천공된다. 대안으로, 상기 증발기는 증발기 내에서 물질(32)이 가열되기 전에, 천공 시트들(60)을 형성하기 위해 비천공 시트들(66)을 구멍 내거나 뚫도록 구성되는 천공 장치(67)를 포함한다. 예를 들어, 도 4f에 도시된 바와 같이(이는 예시적인 목적으로, 증발기의 다른 구성 요소들이 부재된 천공 장치를 도시함), 상기 천공 장치는 핀(69)이 배치된 하나 이상의 롤러들(68)을 포함할 수 있다. 일부 적용예에서, 예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 천공 장치(67)는 천공된 시트들(60)을 형성하기 위해 비천공 시트들(66)을 구멍 내거나 뚫도록 구성되어, 형성된 상기 천공 패턴이 각각의 천공된 시트들(60) 표면에 걸쳐 균일하게 되도록 한다. 대안으로, 예를 들어, 도 4c 및 도 4e에 도시된 바와 같이, 천공 장치(67)는 천공된 시트들(60)을 형성하기 위해 비천공 시트들(66)을 구멍 내거나 뚫도록 구성되어, 형성된 상기 천공 패턴이 각각의 천공된 시트들(60) 표면에 걸쳐 불균일하게 되도록 한다. 일부 적용예에서, 필요한 부분만 약간 수정하여, 비천공 시트들(66)은, 메시들(30)을 참조하여 본원발명에서 설명한 것과 유사한 방식으로 가열되도록 구성된다.
상기 시트들(예를 들어, 천공된 시트들(60), 비천공 시트들(66))은 저항 가열을 통해 가열되도록 전기 전도성 물질(예를 들어, 금속 호일)로 제조될 수 있다. 일부 적용예에서, 시트는 전도성 물질로 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 시트들은 2개 이상의 층을 포함하고, 그 중 하나의 층은 전도성 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 시트들은 비전도성 물질의 표면 상에 배치된 전도성 물질의 패턴일 수 있는, 전도성 물질(예를 들어, 금속 층)으로 덮인 비전도성 물질의 층 형태일 수 있다. 이러한 비전도성 물질은 셀룰로오스 섬유(예를 들어, 나무, 삼, 담배), 플라스틱(예를 들어, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비전도성 물질은 셀룰로오스 종이 또는 판지일 수 있다. 일반적으로, 물질(32)을 덮는 피복층으로서 메시들(30)을 포함하는 캡슐들(29)을 참조하여 본원발명에서 설명된 기술은, 필요한 부분만 약간 수정하여, 물질(32)을 덮는 피복층으로서 천공 또는 비천공(및 사용 이전 또는 사용 중에 천공되는) 시트들을 포함하는 캡슐들(29)에 대하여 수행될 수 있다.
일부 적용예에서, 캡슐(29)은 사용 전에 물질(32)을 완전히 캡슐화한 상태로 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 이러한 캡슐화는 식물 재료의 오염을 최소화하고, 식물 재료의 열화를 피하기 위해 식물 재료를 보존하는 것(예를 들어, 증발 이전에 하나 이상의 화합물의 손실을 최소화함)과 같은 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 캡슐(29)은 도 4f를 참조하여 설명된 바와 같이, 비천공 시트들(66)을 사용함으로써 이러한 방식을 통해 구성될 수 있다.
이제, 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛(21)의 다양한 도면인 도 5 내지 도 7을 참조한다. 일부 적용예에서, 증발 유닛(21)은 증발 유닛(21)이 재충전 유닛(22)에 결합됨으로써 캡슐들(29)을 수용하고, 캡슐 충전 장치(56)는 증발 유닛(21) 내로 캡슐(29)을 충전하는데 사용된다. 대안으로 또는 추가적으로, 증발 유닛(21)은 재충전 유닛(22)이 부재한 채로 사용된다. 예를 들어, 개별 캡슐들(29)은 증발 유닛(21) 내로 삽입될 수 있다. 이러한 일부 적용예들에서, 개별 캡슐은 그 안의 화합물(들)이 고갈된 후, 상기 개별 캡슐은 다른 캡슐을 삽입하기 전에 상기 증발 유닛으로부터 제거되어 한다. 대안으로, 상기 증발 유닛은 새로운 캡슐이 증발 위치에 삽입됨으로써, 사용된 캡슐이 증발 위치로부터 자동적으로 밀어내지도록 구성된다. 또한, 대안적으로, 상기 증발 유닛은 사용된 캡슐이 증발 유닛으로부터 주기적으로 제거될 필요가 있도록, 복수의 사용된 캡슐을 유지하도록 구성된다.
일부 적용예에서, 상기 증발 장치의 상기 증발 유닛은 복수의 다른 유형의 갭슐들과 함께 사용되도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 유형의 캡슐은 다른 양의 식물 물질, 다른 양의 화합물을 포함하는 식물 물질 및/또는 다른 유형의 식물 물질들을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 각각의 유형의 캡슐들은 각각의 특성, 예를 들어, 각각의 향, 강도, 풍부함 등을 가질 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 재충전 유닛은 상기 재충전 유닛에 배치할 캡슐 유형을 선택할 수 있도록 구성되며, 이어서, 재충전 유닛을 사용하여 증발 유닛을 이러한 유형의 캡슐로 충전할 수 있다. 대안으로, 재충전 유닛은 소정의 유형의 캡슐을 미리 충전할 수 있다. 또한, 대안으로, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 증발 유닛은 상기 캡슐들이 증발 유닛 내로 직접적으로 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 적용예에서, 대상체는 증발 유닛 내의 삽입을 위해 임의의 주어진 시간에 원하는 유형의 캡슐을 선택할 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 증발 유닛의 제어 회로(34)는 현재 가열되고 있는 상기 캡슐 유형에 대한 상기 캡슐의 가열 프로파일을 조정하도록 구성된다. 이러한 적용예에서, 상기 제어 회로는, 현재 가열되고 있는 캡슐을 상기 제어 회로가 자동으로 특정 유형의 캡슐로 분류하고(즉, 상기 제어 회로가 캡슐 유형을 식별함), 그에 따라 캡슐 가열 프로파일을 지정하는 자동 캡슐 분류 절차를 구현한다.
일부 적용예에서, 예를 들어, 컬러 센서의 사용에 의해 상기 증발 유닛의 상기 제어 회로에 의해 다른 캡슐의 식별 및/또는 캡슐의 자동 분류를 위해 컬러 코딩된 캡슐이 사용된다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 컬러-프로파일 조회 테이블(color-to-profile lookup table(LUT))을 저장하는 메모리를 포함한다. 이 LUT는 해당 색상과 관련하여 가열 프로파일을 저장한다. 다양한 캡슐의 가열 프로파일은 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 가열 프로파일과 색상의 연관은 디자인 선택의 문제일 수 있다. 따라서, 캡슐을 컬러로 분류할 때, 상기 제어 회로는 상기 캡슐 센서로부터 상기 캡슐과 연관된 컬러를 나타내는 출력을 수신하고, 지시된 컬러를 사용하여 LUT로부터 대응하는 가열 프로파일에 접근한다.
일부 적용예에서, 캡슐의 열 방사율은, 예를 들어, 각각의 상기 캡슐의 하나 이상의 금속 메시를 각각의 열 방사율 상수를 갖는 코팅으로 코팅함으로써 다른 캡슐의 분류를 위해 사용된다. 일부 적용예에서, 상기 캡슐의 코팅이 알려진 온도에 있는 동안, 상기 언급한 열 방사율 상수의 식별은 증발 유닛에 의해 측정된다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 상기 캡슐이 미사용 상태에 있는 동안 캡슐 코팅의 열 방사율을 측정할 수 있고, 따라서 대략적으로 주변 온도에 있다고 가정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 방사율-프로파일 조회 테이블(emissivity-to-profile lookup table(LUT))을 저장하는 메모리를 포함한다. 이 LUT는 해당 열 방사율과 관련하여 가열 프로파일을 저장한다. 다양한 캡슐의 가열 프로파일은 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 가열 프로파일과 열 방사율의 연관은 디자인 선택의 문제일 수 있다. 따라서, 캡슐을 열 방사율로 분류할 때, 상기 제어 회로는 상기 온도 센서로부터 상기 캡슐과 연관된 열 방사율을 나타내는 출력을 수신하고, 지시된 열 방사율을 사용하여 LUT로부터 대응하는 가열 프로파일에 접근한다.
일부 적용예에서, 표준 온도 센서는 열 방사율 또는 캡슐 코팅의 온도를 측정하기 위해 사용된다. 일부 적용예에서, 캡슐 코팅의 온도를 측정하기 위해 하기에서 설명된 온도 센서가 사용된다.
일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 각각의 캡슐 유형에 사용되는 각각의 상변화 온도를 갖는 상변화 물질에 의해 캡슐 유형의 분류를 수행하도록 구성된다. 상기 상변화 물질은 캡슐 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있고, 상기 캡슐의 하나 이상의 상기 금속 메시와 열적으로 결합된다. 또한, 상기 상변화 물질의 상기 상변화 온도는 상기 화합물의 증발 온도보다 낮을 수 있다. 캡슐이 가열하는 동안, 상기 상변화 물질은, 상변화를 겪으면서, 그의 상변화 온도에 도달하고 잠열을 축적한다. 각각의 적용예에 따라, 상기 캡슐이 가열되는 온도 범위 내에서, 상기 상변화 물질은 고체에서 액체로, 액체에서 기체로, 겔에서 기체로, 및/또는 고체에서 기체로 상변화를 겪도록 구성될 수 있다. 상기 상변화 물질이 상변화를 겪는 동안, 상변화 물질 및 상기 캡슐의 측정된 온도는 비교적 일정하게 유지될 수 있다. 상기 비교적 일정한 온도는 짧은 시간 동안 유지될 수 있고, 상기 상변화 물질의 상변화 전이가 완료된 후, 상기 캡슐의 온도는 계속해서 증가할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐이 가열하는 동안, 주어진 시간 동안 상기 캡슐의 온도가 일정하게 유지되는 온도를 감지하도록 구성된다. 이 온도는 상변화 온도를 나타내기 때문에, 상기 제어 회로는 이 온도를 감지하는 것에 응답하여 캡슐 유형을 분류하도록 구성된다. 예를 들어, 다른 유형의 캡슐들은 다른 상변화 온도가 다른 상변화 물질을 사용하여 분류될 수 있다. 순수한 예로써, 다른 유형의 캡슐들은, 대략 60 ℃, 대략 65 ℃, 대략 70 ℃, 대략 75 ℃, 및 대략 80 ℃의 상변화 온도 수준을 갖는 상변화 물질들은 5가지 다른 유형의 캡슐들을 분류하기 위해 사용될 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 주어진 캡슐 유형을 감지하는 것에 응답하여, 그 캡슐 유형에 적합한 캡슐 가열 프로파일이 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 가열 프로파일과 관련하여 상변화 물질의 온도 값을 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 상기 다른 LUT들과 관련하여 설명된 바와 같이 경험적 연구 및 디자인 선택에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 상변화 물질에 의해 캡슐을 분류할 때, 상기 제어 회로는 일정 시간 동안 일정하게 유지되는 온도를 감지하고, 감지된 온도를 사용하여 상기 LUT로부터 대응하는 가열 프로파일에 접근한다.
일부 적용예에서, 이미 증발된 캡슐의 재사용을 금지하는 경우, 상기 제어 회로는 캡슐 내에서 상변화 물질의 존재를 감지하도록 구성된다. 일부 적용예에서, 상기 상변화 물질은 온도가 이의 상변화 온도 이상으로 증가함에 따라, 상기 캡슐이 사용되는 것에 응답하여 증발, 소산, 및/또는 상변화 특성을 상실하도록 구성된다. 상기 제어 회로는 상기 캡슐 내에 상변화 물질의 존재 및/또는 상기 캡슐 내의 상기 상변화 물질의 특성을 해석하여, 상기 캡슐이 미리 증발되지 않았음을 나타내며, 상기 캡슐이 이에 대한 반응으로만 가열되도록 허용한다. 예를 들어, 캡슐의 재사용이 유해 물질의 방출을 증가시키거나 열분해를 유발할 수 있는 경우, 상기 제어 회로는 전술한 바와 같이 구성될 수 있다.
일부 적용예에서, 상변화 물질은 상기 캡슐 내의 상기 식물 물질과 혼합된다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 상변화 물질은 얇은 판으로 형성되고, 상기 상변화 물질이 상기 식물 물질을 캡슐화하도록 상기 캡슐 내에 배치된다. 이러한 방식으로, 상기 설명한 상기 상변화 물질의 열적 상변화 특성에 추가하여, 상기 상변화 물질은 상기 식물 물질이 가열되기 전에 식물 물질의 보존을 용이하게 하고/하거나 열화를 감소시킨다.
일부 적용예에서, 각각의 캡슐 유형에는 각각의 저항 수준을 갖는 메시들이 제공된다. 상기 제어 회로는 상기 메시의 저항을 측정함으로써, 현재 가열되고 있는 캡슐 유형을 식별하도록 구성된다. 상기 설명한 바와 같이, 상기 캡슐을 주어진 캡슐 유형으로 분류하는 것에 대응하여, 그 캡슐 유형에 적합한 가열 프로파일이 적용될 수 있다. 일부 적용예에서, 각각의 저항을 갖는 물질을 사용함으로써, 및/또는 길이, 폭, 단면, 및/또는 저항에 영향을 미칠 수 있는 임의의 다른 특성과 같은 상기 메시들의 기계적 특성을 수정함으로써 수행된다. 일부 적용예에서, 일반적으로 유사한 기술이 수행되지만, 상기 캡슐들은 상기 캡슐들의 다른 부분, 예를 들어, 상기 캡슐들의 메인 몸체, 상기 캡슐에 내장된 저항기, 및/또는 상기 캡슐 내의 물질의 저항을 통해 식별된다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 가열 프로파일과 관련하여 저항 값을 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 상기 다른 LUT들과 관련하여 설명된 바와 같이 경험적 연구 및 디자인 선택에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 저항에 의해 캡슐을 분류할 때, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 저항을 측정하고, 측정된 저항을 사용하여 상기 LUT로부터 대응하는 가열 프로파일에 접근한다.
일부 적용예에서, 캡슐 유형들은 다른 유형의 코딩, 예를 들어, 바코드, 고유한 기계적 특징들(예를 들어: 구멍 또는 홈), 스위치, 전기-광학 스위치, RFID 또는 임의의 다른 적용 가능한 코딩 장치를 사용하여 식별된다.
일부 적용예에서, 증발 유닛(21)은, 하기에서 더 구체적으로 설명하는 바와 같이, 상기 증발 유닛의 몸체 내로 기류를 허용하도록 구성된 그릴(26)을 포함한다. 일부 적용예에서, 캡슐 충전 및 탈착 개구(27)는 하기에서 더 구체적으로 설명하는 바와 같이, 캡슐의 상기 증발 유닛 내의 상기 증발 위치 안으로 및 밖으로, 수동 및/또는 기계화된 충전 및 탈착을 허용하도록 구성된다.
일부 적용예에서, 증발 유닛(21)은, 소정의 정렬로 재충전 유닛(22) 내로의 상기 증발 유닛의 삽입을 용이하게 하도록 구성된 홈(28)을 정의한다. 예를 들어, 상기 홈은, 상기 재충전 유닛의 제1 용기(53)로부터 캡슐을 받고, 상기 재충전 유닛의 제2 용기(52) 내에 캡슐들을 놓는 것과 같이, 캡슐 충전 및 탈착 개구(27)가 올바르게 정렬되도록, 상기 증발 유닛의 상기 재충전 유닛 내로의 삽입을 용이하게 하도록 구성될 수 있다.
일부 적용예에서, 마우스피스(25)의 내부 표면(및/또는 상기 증발기의 다른 부분)은 상기 화합물의 증발 생성물이 상기 마우스피스의 내부 표면에 달라 붙는 것을 감소시키거나 방지하도록 구성되는 비-친지방성(lipophobic) 또는 소수성 코팅을 포함한다. 대안으로 또는 추가적으로, 필터(예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트 필터)는 상기 마우스피스를 통과하는 증기의 적어도 일부를 여과하는데 사용된다.
증발 유닛(21)은, 상기 전술한 바와 같이, 증발 유닛(21) 내로(예를 들어, 상기 증발 유닛의 상기 증발 위치로) 새로운 캡슐을 충전하기 위해 재충전 유닛(22) 내로 삽입될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 재충전 유닛(22)은 전원 장치(45)를 포함한다(도 8a 내지 도 8c 및 도 9a 내지 도 9c). 증발 유닛(21)의 전원 장치(33)(예를 들어, 내부 전원 장치)는, 증발 유닛(21)이 재충전 유닛(22)에 결합됨으로써, 재충전 유닛(22)의 전원 장치(45)에 의해 충전되도록 구성될 수 있다. 일부 적용예에서, 재충전 유닛(22)의 전원 장치(45), 및/또는 증발 유닛(21)의 전원 장치(33)는 주 전력과 같은 외부 전원 공급원으로부터 전력을 수신하도록 구성된다. 증발 유닛(21)은, 상기 식물 물질의 상기 화합물(들)을 증발시키기 위해 증발 유닛(21)을 사용하기 전에 재충전 유닛(22)으로부터 분리될 수 있다. 증발 유닛(21)이 작동하는 동안, 증발 유닛(21)은 유지될 수 있고, 전자 담배 또는 연기를 내뿜는 장치로 기능할 수 있다.
다시, 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛(21)의 단면도인 도 6을 참조한다. 또한, 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛(21)의 내부 구성 요소의 사시도인 도 7을 참조한다. 증발 유닛(21)은 캡슐(29) 내의 상기 식물 물질을 가열하기 위해 구성된 하나 이상의 가열 요소(상기 식물 물질 내의 상기 화합물(들)을 증발시키기 위한 것과 같은)를 포함할 수 있다. 일부 적용예에서, 전극들(예를 들어, 제1 전극(36), 제3 전극(37), 제4 전극(38), 및 제2 전극(39))은, 캡슐(29) 내로 전류를 구동함으로써, 캡슐(29) 내로 상기 식물 물질을 가열함으로써, 가열 요소로 작용하도록 구성된다. 상기 전술한 바와 같이, 일부 적용예에서, 캡슐(29)은 하나 이상의 금속 메시들(30)을 포함한다(도 4a 내지 도 4b). 상기 전극들은 상기 하나 이상의 메시들 내로 전류를 구동함으로써, 가열 저항을 통해 상기 하나 이상의 메시들을 가열함으로써, 캡슐 내부의 상기 물질을 가열한다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 전극들은 상기 내부 가열 요소 내부로 전류를 구동함으로써, 상기 캡슐 내에 수용된 내부 가열 요소를 가열한다. 상기 구동되는 전기 전류는, 예를 들어, 상기 캡슐의 가열이 상기 전극 및 상기 캡슐들의 상기 메시들 사이의 접촉 정도의 변화에 의해 영향을 받지 않도록 제어될 수 있다.
일부 적용예에서, 캡슐(29)의 상부 메시는 하부 메시에 전기적으로 연결되고, 적어도 2개의 전극들이 캡슐(29) 내로 전기 전류를 구동하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 6 내지 도 7에 도시된 도면을 참조하면, 상기 상부 및 하부 메시들은 제1 전극(36) 및 제3 전극(37)을 통해 캡슐(29)의 일단에서 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 상부 및 하부 메시들은 제4 전극(38) 및 제2 전극(39)을 통해 캡슐(29)의 타단에서 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 하부 메시 및/또는 상부 메시는 한 쌍의 전극 사이의 회로를 완성하는데 사용되는 메시에 의해 가열된다. 예를 들어, 상기 캡슐 내에 포함된 상기 식물 물질은 캡슐(29)의 상기 하부 메시를 통해 제1 전극(36)으로부터 제2 전극(39)으로 전류를 구동함으로써 가열될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 캡슐 내에 포함된 상기 식물 물질은 캡슐(29)의 상기 상부 메시를 통해 제3 전극(37)로부터 제4 전극(38)으로 전류를 구동함으로써 가열될 수 있다. 일부 적용예에서, 전술한 방식으로 상기 식물 물질을 가열함으로써, 예를 들어, 단극 전극이 전류를 상기 상부 또는 하부 메시의 위치로 유도하는 경우보다, 상기 캡슐 내의 상기 식물 물질이 더 균일하게 가열된다. 일부 적용예에서, 캡슐(29)은, 대안으로 또는 상기 상부 및 하부 메시들에 추가적으로, 내부 가열 요소를 포함한다. 상기 내부 가열 요소는 상기 상부 및 하부 메시들을 참조하여 설명한 것과 같이 유사한 방식으로 가열되도록 구성되며, 전도성 가열을 통해 상기 캡슐을 가열하도록 구성된다.
일부 적용예에서, 스프링들(40)은 적어도 일부 전극, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 전극(37) 및 제4 전극(38)에 결합된다. 상기 스프링들은 상기 전극들 및 상기 캡슐 사이에서 전기적 결합을 향상시키기 위해, 상기 전극들을 캡슐(29)쪽으로 밀어내도록 구성된다. 일부 적용예에서, 상기 전극들은 상기 캡슐과 전기적 접촉으로 작용하는 날이 있는 끝을 포함한다. 상기 전극들의 상기 끝들은 0.05mm 초과(예를 들어, 0.1mm 초과), 및/또는 0.4mm 미만(예를 들어, 0.3mm 미만), 예를 들어, 0.05mm 및 0.4mm 사이, 또는 0.1mm 및 0.3mm 사이의 두께를 가질 수 있다.
일부 적용예에서, 전극 이동 장치(도시되지 않음)는 캡슐(29)의 메시에 관한 전극의 적어도 일부분을 움직이도록 구성된다. 예를 들어, Raichman의 WO 16/147188에서 설명된 전극 이동 장치(이의 전체 개시가 본원발명에 참고로 포함된다)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 이동 장치는 상기 전극들을 상기 메시에 더 가까이 이동하고/하거나 상기 전극들이 상기 메시에 접촉하는 동안, 상기 메시에 대해 상기 전극들을 이동시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 전극들은 상기 메시의 표면에서 발생된 코팅의 적어도 일부분을 제거하고/하거나 코팅을 관통할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 전극 이동 장치는, 예를 들어, 상기 캡슐 및 상기 전극들 사이의 마찰을 감소시키거나 제거하는 방식으로, 상기 증발 위치로 캡슐의 삽입 또는 상기 증발 위치로부터 캡슐의 제거를 용이하게 하기 위해, 상기 전극들을 상기 메시로부터 멀리 이동시키도록 구성될 수 있다.
증발 유닛(21)은, 캡슐(29)을 가열하기 위해 제1 전극(36), 제3 전극(37), 제4 전극(38), 및/또는 제2 전극(39)의 가열 저항을 사용하는 것으로 설명되었지만, 일부 적용예에서, 대안적 또는 추가적인 가열 요소들 및 가열 기술들이 상기 캡슐의 가열을 위해 사용된다. 예를 들어, 레이저 방출기는 상기 캡슐을 가열하기 위해 상기 캡슐에 레이저 빔을 향하게 함으로써 가열 요소로 작용할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 캡슐에 전도, 대류, 및/또는 복사 가열을 제공하기 위해, 상기 증발 유닛 내부에 수용된 별도의 가열 요소가 증발 위치에 근접하여 가열된다.
상기 증발 유닛을 사용하는 동안, 대상체는 마우스피스(25)로부터 흡인하거나 흡입한다. 이는 도 6에서 대시 기호로 표시된 기류 화살표에 의해 표시된 것과 같이, 캡슐을 통해, 공기가 그릴(26)(도 5)을 통해 상기 마우스피스로 흐르게 한다. 상기 캡슐은 상기 증발 유닛 내의 상기 증발 위치에 배치되어, 상기 상부 및 하부 메시들에 의해 정의된 평면이 상기 증발 위치에서 상기 증발기를 통한 기류의 방향에 대해 직각이 되도록 구성될 수 있다. 일부 적용예에서, 밀봉 개스킷(41)은 캡슐(29)을 통과하지 않고 상기 증발 유닛 외부로부터의 공기가 마우스피스(25) 내부로 흐르는 것을 감소시키거나 방지하기위해 사용된다. 비제한적인 실시예에서, 제어 회로(34)는 흡인 또는 흡입을 감지하기 위해 임의의 잘 알려진 퍼프 센서를 포함한다.
전원 장치(33)(예를 들어, 배터리) 및 제어 회로(34)는 증발 유닛(21)의 몸체 내부에 수용될 수 있다. 전원 장치(33) 및/또는 제어 회로(34)는 접착제, 나사, 클립, 및/또는 핀과 같은 결합 요소에 의해 증발 유닛(21)의 몸체와 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제어 회로(34)는 전원 장치(33)에 의해 공급된 전력을 사용하여 제1 전극(36), 제3 전극(37), 제4 전극(38), 및/또는 제2 전극(39)을 통해 캡슐(29) 내로 전류를 구동하도록 구성된다.
제어 회로(34)는 상기에서 이미 설명된 바와 같을 수 있고/있거나 저항기, 트랜지스터, 커패시터, 인덕터, 및 다이오드와 같은 전자 부품을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 회로(34)는 컴퓨터 처리 장치 및 관련 메모리를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 처리 장치는 상기 메모리 상에 저장된 코드를 실행함으로써 특수 목적의 증발 제어 컴퓨터 처리 장치로 작용할 수 있다. 이러한 컴퓨터 처리 장치에 의해 수행되는 본원발명에서 설명된 상기 작동은 또한 데이터가 메모리에 접근 및/또는 저장되게 할 수 있고; 따라서, 실제 물리적 물품인 메모리의 물리적 상태를 사용되는 메모리의 기술에 따라 다른 자기 극성, 전기적 전하 등을 갖도록 변환한다.
일부 적용의 경우, 증발 유닛(21)은, 예를 들어, 가열되는 캡슐의 운도를 측정함으로써, 가열되는 물질의 온도의 표시를 측정하도록 구성된 온도 센서(35)를 포함한다. 예를 들어, 온도 센서(35)는 상기 캡슐을 접촉하지 않고 상기 캡슐의 온도를 측정할 수 있도록 구성되는 적외선 온도 센서와 같은 광학 온도 센서일 수 있다. 도 6 내지 도 7은 캡슐(29)(캡슐(29)이 가열된 것)로부터 광학 광선을 수신하도록 정렬된 온도 센서(35)를 도시한다. 온도 센서(35)는 수신된 광에 기초하여 캡슐(29)의 온도를 측정하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 상기 광학 온도 센서는 캡슐(29)로부터 열을 끌어당김으로써 캡슐(29)의 온도에 영향을 주지 않으면서 캡슐(29)의 온도를 측정한다. 일부 적용예에서, 온도 센서(35)는, 온도 센서(35) 위에 배치된 증발 생성물로부터 온도 센서(35)를 보호하는 비-친지방성(lipophobic) 및 소수성 코팅으로 덮일 수 있다. 온도 센서(35)는 “에 가까운” 응답 시간을 가질 수 있어서, 상기 제어 회로는 기류의 변화로 인한 온도 변화를 측정할 수 있고, 대상체의 인식과 관련하여 하기에 설명된 방식으로 그러한 변화에 효과적으로 즉시 응답한다. 예를 들어, 상기 온도 센서는 실시간으로 온도 변화, 예를 들어, 그러한 변화를 0.01초 이내(예를 들어, 1 밀리초 이내)에 감지하도록 구성될 수 있다. 일부 적용예에서, 그러한 온도 센서를 갖기 때문에, 상기 제어 회로는 실시간으로 그러한 변화의 기류-유도 온도 변화, 예를 들어, 그러한 변화를 0.01초 이내(예를 들어, 1 밀리초 이내)에 응답하도록 구성된다.
일부 적용예에서, 증발 유닛(21)은 온도 센서(35) 및 캡슐(29) 사이의 공간을 환기시킴으로써, 과열 과정 동안 증기를 배출하도록 구성된 팬(48)(도 6)을 포함한다. 상기 식물 물질의 가열 동안, 증기가 방출될 수 있다. 일부 경우에, 팬(48)이 없는 경우, 상기 증기는 캡슐(29) 및/또는 상기 증기 물질을 온도 센서(35)로부터 가릴 수 있다. 차례로, 이는 온도 센서(35)(및 특히 온도 센서(35)가 적외선 온도 센서인 경우)에 의해 측정된 온도의 오차를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(35)는 상기 식물 물질의 온도를 실제보다 낮은 것으로 측정할 수 있으며, 이는 상기 식물 물질이 가열되어, 식물 물질의 손상, 열분해 및/또는 또는 점화를 야기할 수 있다. 따라서, 일부 적용예에서, 팬(48)은 가열 과정의 적어도 일부 동안 증발 유닛(21)으로부터 증발 유닛 안 및/또는 밖으로 공기를 구동함으로써 증기를 배출한다. 대안으로 또는 추가적으로, 온도 센서(35)와 증기 축적을 감소 또는 방지하기에 충분한 상기 식물 물질 사이의 공기 흐름을 허용하는 치수를 갖는 장치의 내부 통로를 설계함으로써 상기 장치 내의 증기 축적이 감소될 수 있다.
일부 적용예에서, 다른 온도 센서가 사용된다. 예를 들어, 제어 회로(34)는 제1 전극(36), 제3 전극(37), 제4 전극(38), 및/또는 제2 전극(39)을 사용하여 캡슐(29)의 구성 요소(예를 들어, 캡슐(29)의 메시(30))의 저항의 변화를 감지함으로써 캡슐(29)의 온도를 감지할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 메머리를 저장하는 LUT를 포함한다. 상기 LUT는 해당 온도 값과 관련하여 저항 값을 저장한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 따라서, 작동 동안, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 저항을 측정하고, 측정된 저항을 사용하여 상기 LUT로부터 대응하는 온도 값에 접근한다. 측정된 저항이 LUT 내에서 2개의 인접한 저항 값 사이에 있을 때, 상기 제어 회로는 상기 LUT 내의 제1 인접 저항 값을 제1 지수로서 사용하고, 상기 LUT 내의 제2 인접 저항 값을 제2 지수로서 사용하도록 구성된다. 상기 제1 및 제2 지수들 사이의 측정된 저항의 상대적인 위치에 기초하여, 상기 제어 회로는 상기 제1 및 제2 지수들을 사용하여 접근된 온도로부터 상응하는 온도를 보간한다(예를 들어, 가중 평균 또는 직선 평균을 수행함으로써).
일부 적용예에서, 증발 장치(20)는 증발 장치(20)가 외부 전원 및/또는 데이터 입력에 연결되는 포트(도시되지 않음)를 포함한다. 예를 들어, 재충전 유닛(22)의 전원 장치(45)는 전술한 포트를 통해 상기 증발 장치를 외부 전원(예를 들어, 주 전력)에 연결함으로써 재충전되도록 구성될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 제어 회로(34)는 상기 언급된 포트를 통해, 예를 들어, 프로그래밍 명령과 같은 데이터를 수신할 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 캡슐을 통한 주어진 기류 속도에 적용되는 열량을 제어하는 명령이 상기 제어 회로에 입력될 수 있다. 예를 들어, 상기 명령은 상기 제어 회로에 연결된, 도 3에 도시된 사용자 인터페이스(10)(터치 스크린 디스플레이 또는 버튼과 같은)를 통해 입력될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 명령은 컴퓨터, 태블릿 장치, 전화, 및/또는 유선 또는 무선 통신 프로토콜을 통해 상기 제어 회로와 통신하는 다른 통신 장치를 통해 입력될 수 있다. 예를 들어, 원하는 가열 프로파일이 표시될 수 있고, 상기 제어 회로는 이에 응답하여 상기 캡슐을 통한 주어진 기류의 속도에 적용되는 열량을 제어할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는, 하기에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 상기 증발 유닛을 통한(예를 들어, 상기 캡슐을 통한), 기류의 속도에 기초하여 상기 가열 프로파일을 자동으로 결정하도록 구성된다. 상기 캡슐을 통한 주어진 기류의 속도에 적용되는 열량을 제어함으로써, 상기 증발기를 통한 단위 기류 속도 당 증발되는 화합물의 양이 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 증발 유닛(21)은 기류 센서(도시되지 않음)를 포함한다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는, 하기에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 상기 캡슐의 온도를 감지함으로써, 상기 증발기를 통한 기류의 속도를 자동으로 결정하도록 구성된다.
일부 적용예에서(도시되지 않음), 증발 유닛(21)은 보조 기류 경로를 정의하도록 형성되며, 이는 마우스피스(25) 외부로 기류를 제공하며, 증발되는 캡슐을 통하지는 않는다(도시되지 않음). 이러한 방식으로, 비교적 큰 흡입에 응답하여, 상기 증발기는 상기 화합물의 용량을 증가시키지 않고 공기를 제공할 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 증발 유닛의 제어 회로(34) 또는 상기 재충전 유닛의 제어 회로(도시되지 않음)는 경보를 생성하기 위한 하나 이상의 표시기를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 표시등을 조명할 수 있고, 상기 증발 유닛을 진동시킬 수 있고/있거나 오디오 신호(예를 들어, 삐 소리)를 방출할 수 있다. 대안으로, 상기 증발 유닛은 디스플레이(예를 들어, LED 또는 LCD 디스플레이)를 포함할 수 있는 사용자 인터페이스(10)를 포함할 수 있고, 상기 제어 회로는 상기 디스플레이 상에 경보를 생성할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는, 상기 증발기로부터 흡입 또는 흡인하는 동안, 상기 식물 물질의 온도가 주어진 임계 온도보다 낮은 것을 감지하는 것에 응답하여 경보를 생성하도록 구성된다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 제어 회로는, 상기 식물 물질의 온도가 상기 물질의 열분해 또는 발화를 일으킬 수 있는 주어진 임계 온도(예를 들어, 300 ℃ 및 350 ℃ 사이를 초과하는 온도)보다 큰 것을 감지하는 것에 응답하여 표시를 생성하도록 구성된다. 일부 적용예에서, 상기 임계 값은 예상 목표 온도와 관련하여 설정된다. 예를 들어, 경보는 예상 목표 온도보다 50 ℃ 낮은 온도를 감지하는 것에 응답하여 발생될 수 있다. 또한, 대안으로 또는 추가적으로, 상기 제어 회로는 가열 과정 동안, 임계 값 미만의 온도를 측정하는 것에 응답하여 캡슐이 결함, 잘못 배치, 및/또는 누락되었다는 표시를 생성하도록 구성된다.
이제, 예시적인 실시예들에 따른, 캡슐 충전 장치(56)의 작동의 각 단계에서, 증발 유닛(21)이 내부에 배치된 재충전 유닛(22)의 내부 구성 요소들의 사시도들인 도 8a 내지 도 8c를 참조한다. 또한, 예시적인 실시예들에 따른, 캡슐 충전 장치(56)의 각 단계에서, 재충전 유닛(22)의 일부분에 배치된 증발 유닛(21)을 도시하는, 증발 장치(20)의 단면도들인 도 9a 내지 도 9c를 참조한다.
증발 장치(20)의 재충전 유닛(22)은 캡슐들(29)을 수용하도록 구성된 제1 용기(53) 및 제2 용기(52)(도 9c에 도시됨)를 포함할 수 있다. 사용되지 않은 캡슐들은 제1 용기(53) 내에 적층된 구성으로 수용될 수 있고(즉, 상기 증발 장치가 똑바로 배향된 경우, 상기 캡슐들은, 다른 것 위에 하나씩 배치되는 것과 같이), 사용된 캡슐들은 제2 용기(52) 내에 적층된 구성으로 수용될 수 있다. 스프링(46) 및 밀어내는 요소(47)는 제1 용기(53)의 하부에 결합될 수 있다. 상기 스프링 및 밀어내는 요소는, 상기 캡슐들을 상기 재충전 유닛 내의 제1 용기의 상부를 향하여 밀게 함으로써, 상기 제1 용기 내의 캡슐의 적층된 구성을 유지하도록 구성된다. 일부 적용예에서, 상기 캡슐을 적층된 구성으로 저장함으로써, 증발 장치(20)의 폭 및 깊이의 치수는, 상기 증발 장치가 편안하게 보유되거나(예를 들어, 한 손 내에서) 주머니 내에서 운반되도록 할 수 있다.
일부 적용예에서, 캡슐들(29)은 원형 단면을 가지고, 제1 용기(53) 및 제2 용기(52)는 상기 캡슐들을 수용하는 원통형 튜브를 정의한다. 대안으로, 캡슐들(29)은 다른 형상을 가질 수 있고, 제1 용기(53) 및 제2 용기(52)는 상기 캡슐들의 형상에 부합하도록 형상화된 속이 빈 공간을 정의할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 캡슐들은 경주 트랙 모양의 단면을 가질 수 있다.
캡슐 충전 장치(56)는 (a) 사용되지 않은 캡슐들을 재충전 유닛(22) 내의 제1 용기(53)으로부터, 상기 식물 물질의 화합물(들)을 증발시키기 위해 가열되는 캡슐의 위치인 증발 유닛(21) 내의 증발 위치(54)(도 6)로 개별적으로 전달하고, (b) 사용된 캡슐들을 상기 증발 위치로부터 재충전 유닛(22) 내에 위치한 제2 용기(52)로 개별적으로 전달하도록 구성될 수 있다.
일부 적용예에서, 증발 유닛(21)은, 재충전 유닛(22) 내의 제1 용기(53)의 상단 및 제2 용기(52)의 상단과 증발 유닛(21) 내의 증발 위치(54)(도 6)가 서로 선형으로 정렬되게, 재충전 유닛(22)과 결합되도록 구성된다(예를 들어, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 증발 장치의 폭을 가로질러). 일부 그러한 적용예에서, 캡슐 충전 장치(56)는 선형으로 이동함으로써 각각의 캡슐들을 이동시키도록 구성된 선형 캡슐 충전 장치이다. 상기 캡슐 충전 장치는 사용되지 않은 캡슐들을 제1 용기(53)로부터 캡슐이 가열되는 위치인 증발 위치(54)(도 6)로, 상기 증발 위치로부터 재충전 유닛(22) 내의 제2 용기(52)로 밀어내도록 구성된다.
상기 설명한 바와 같이, 일부 적용예에서, 재충전 유닛(22)의 제1 용기(53)는 밀어내는 요소(47) 및 스프링(46)을 수용하며, 이는 밀어내는 요소(47)에 결합된다. 일부 적용예에서, 상부 캡슐 마개(50)는 제1 용기(53)의 상부에 사용된다. 상부 캡슐 마개(50)는 제1 용기(53) 내의 적층된 상부 캡슐의 최상부 위치를 제한하도록 구성되어, 상기 상부 캡슐이 캡슐 충전 장치(56)의 움직임을 차단 또는 방해하는 가능성이 감소되거나 방지된다.
일부 적용예에서, 캡슐 충전 버튼(23)은 캡슐 충전 장치(56)를 선형으로 이동시키기 위해 사용된다. 대안으로 또는 추가적으로, 캡슐 충전 장치(56)는, 재충전 유닛(22) 내의 제어 회로에 의해 제어되는 전기 모터(도시되지 않음)에 의해 이동되도록 구성된다.
이제, 초기 정지 단계에서 캡슐 충전 장치(56)를 도시하는 도 8a 및 도 9a를 참조한다. 이 단계에서, 스프링(42)은 캡슐 충전 장치(56)의 캡슐 결합 판(44)에 힘을 가하여, 캡슐 결합 판(44)이 선형 이동 경로의 시작 부분(도 8a 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 가장 오른쪽 위치에서)에 위치하게 한다. 이 위치에서, 상기 캡슐 결합 판은 새로운 캡슐의 충전 주기의 시작을 준비하는 제1 용기(53)에서 적층된 캡슐의 최상부 캡슐과 맞물리도록 구성된다.
이제, 재충전 유닛(22) 내부의 제1 용기(53)의 상단으로부터 증발 유닛(21) 내의 증발 위치(54)(도 6) 내로 사용되지 않은 캡슐을 충전하는 동안, 작동의 제2 단계에서의 캡슐 충전 장치(56)를 도시한 도 8b 및 도 9b를 참조한다. 일부 적용예에서, 증발 유닛(21) 내로 새로운 사용되지 않은 캡슐을 재충전하기 위해, 캡슐 충전 버튼(23)이 아래쪽으로 눌려진다. 일부 그러한 적용예에서, 캡슐 충전 버튼(23)은 피니언 원형 기어(43)에 결합되고, 캡슐 충전 버튼(23)이 눌려질 때, 그의 아래쪽으로의 선형 움직임이 피니언 원형 기어(43)를 회전시키도록 구성된다. 일부 그러한 적용예에서, 랙 선형 기어(49)는 캡슐 결합 판(44) 상에 배치되고, 피니언 원형 기어(43)의 원형 움직임이, 캡슐 결합 판(44)의 초기 위치로부터 증발 유닛(21) 내의 증발 위치(54)를 향한 선형 움직임으로 변환될 수 있게 피니언 원형 기어(43)와 맞물리도록 구성된다. 상기 언급한 캡슐 결합 판(44)의 움직임은 제1 용기(53) 내의 사용되지 않은 최상부 캡슐을 증발 유닛(21) 내의 증발 위치(54)(도 6) 내로 밀어낸다. 일부 경우에, 이전의 증발로부터 사용된 캡슐(51)은 새로운 사용되지 않은 캡슐의 재충전 이전에 상기 증발 위치에 위치된다. 캡슐 충전 장치(56)는, 캡슐 충전 장치(56)에 의해 사용되지 않은 캡슐을 증발 위치(54) 내로 삽입하여, 사용된 캡슐(51)을 증발 위치(54)로부터 제2 용기(52)를 향해 밀어내도록 구성될 수 있다.
일부 적용예에서, 도시된 바와 같이, 피니언 원형 기어(43)는, 캡슐 결합 판(44)을 초기 위치로부터 최종 위치로 이동시키기 위해, 단일 원형 기어가 사용되는 경우에 비하여 캡슐 충전 버튼(23)이 이동해야 되는 하향 거리를 감소시키는 변형비를 만드는 것과 같이, 다른 반경을 갖는 2개의 원형 기어의 조합을 포함한다.
이제, 캡슐 충전 장치(56) 작동의 최종 단계를 도시한 도 8c 및 도 9c를 참조한다. 이 단계에서, 도시된 바와 같이, 캡슐 충전 버튼(23)은 캡슐 결합 판(44)이 새로운, 사용되지 않은 캡슐이 가열을 위한 준비를 위해 증발 위치(54)(도 6) 내에 완전히 배치하도록 완전히 눌려질 수 있다. 이전에 사용된 캡슐(51)은 증발 유닛(21)으로부터 제2 용기(52) 내로 완전히 방출되고 스프링들(42)은 완전히 압축된다. 일부 적용예에서, 캡슐 충전 버튼(23)이 풀림에 따라, 스프링들(42)은 캡슐 결합 판(44)을 초기 정지점으로 돌아가도록 밀어낸다. 상기 언급된 랙 및 피니언 기어들에 의해 캡슐 결합 판(44)에 결합된 캡슐 충전 버튼(23)은, 새로운 캡슐 충전 주기를 준비하기 위해 상기 랙 및 피니언 기어들에 의해 이의 초기 위치로 자동으로 뒤로 밀릴 수 있다.
일부 적용예에서, 재충전 유닛(22)은 재충전 유닛(22) 내에 얼마나 많은 사용되지 않은 캡슐들이 수용되는지를 나타내는 표시기(58)(도 1)를 포함한다. 일부 적용예에서, 상기 재충전 유닛이 재충전되도록 구성되지 않고, 일부 증발 장치(20)의 구성 요소들은 재활용 가능하고 사용되지 않은 재충전 유닛으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 단일 증발 유닛(21)은 복수의 재장전 유닛들과 함께 사용될 수 있으며, 이들 각각은 단일 용도로 구성된다. 일부 적용예에서(예를 들어, 상기 장치가 의학적 목적들을 위해 투여되는 대마초와 함께 사용되는 적용예), 상기 캡슐들의 크기 및/또는 제공될 각각의 캡슐 내의 식물 물질의 양은 전문 의료진에 의해 결정될 수 있다. 또한, 상기 설명된 바와 같이, 상기 증발 장치는, 예를 들어, 특정 용량의 화합물만이 사용 당, 퍼프 당, 또는 주어진 시간 내에 방출될 수 있는 것과 같이 프로그래밍될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 증발 장치 내에서 사용되는 상기 식물 물질이 규제 물질(예를 들어, 대마초)인 경우, 상기 물질의 사용에 대한 제어가 유지될 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 증발 장치, 상기 재충전 유닛, 상기 증발 유닛, 및/또는 상기 캡슐들은 상기 증발 장치 및 상기 캡슐의 조절 및 제어를 용이하게 하기 위해 식별 마크 또는 태그(예를 들어, RFID 또는 바코드)를 포함한다.
일부 적용예에서, 재충전 유닛(22)은 제2 용기(52)를 포함하지 않고, 이전에 사용된 캡슐들은 상기 재충전 유닛 내에 저장되지 않고 상기 증발 위치로부터 상기 증발 유닛 밖으로 배출된다. 일부 적용예에서, 캡슐 충전 버튼(23) 및 피니언 원형 기어(43)는 사용되지 않으며, 전기 모터는 캡슐 충전을 위한 선형 움직임을 생성하기 위해 캡슐 결합 판(44)에 결합된다. 일부 적용예에서, 필요한 부분만 약간 수정하여, 다른 유형의 캡슐 충전 장치가 사용된다. 예를 들어, Raichman의 WO 16/147188에서 설명된 바와 같은 캡슐 전달 장치들 중 어느 하나와 일반적으로 유사한 캡슐 충전 장치가 사용될 수 있으며, 그 전체 개시 내용은 본원발명에서 참고로 포함된다.
이제, 예시적인 실시예에 따른, 증발 유닛(21)과 같은 증발기를 사용하여 물질(예를 들어, 식물 물질)을 가열하기 위한 각각의 기술들을 도시하는 각각의 곡선들을 갖는 그래프인 도 10을 참조한다. 상기 그래프의 x 축은 표준화된 기류 속도(백분율로 측정된)를 나타내고, y 축은 상기 제어 회로가 주어진 기류 속에서 캡슐의 가열을 제어하는 온도(섭씨 온도로 측정된)를 나타낸다. 상기 기류 속도 백분율은 상부 또는 최대 기류 속도(예를 들어, 대상체가 상기 증발기로부터 흡인하거나 흡입할 때)를 참조하여 측정될 수 있다. 예로서, 상기 기류 속도는 분 당 0.8 및 1.2 리터 사이의 기류 속도의 백분율로 측정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐이 가열될 대응 온도 값으로 연동된 기류 값을 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 LUT는 도 10에 도시된 곡선 중 하나를 구현할 수 있다. 따라서, 작동 동안, 상기 제어 회로는 상기 캡슐을 통한 기류의 표시를 수신하고, 상기 기류를 사용한 LUT로부터 대응하는 온도 값에 접근한다. 그런 다음, 상기 제어 회로는 상기 히터를 제어하여 상기 캡슐을 접근된 온도로 가열한다. 측정된 기류가 상기 LUT 내에서 2개의 인접한 기류 값 사이에 있는 경우에, 상기 제어 회로는 2개의 접근된 온도로부터 이전에 설명한 바와 같이 캡슐이 가열될 온도를 보간하도록(예를 들어, 가중 평균 또는 직선 평균을 수행함으로써) 구성된다.
상기 설명한 바와 같이, 일부 실시예에서, 증발 유닛(21)은 대마초 내에서 상기 화합물들을 증발시키기 위해 사용된다. 다른 경우에, 증발 유닛(21)은 담배 내에서 화합물들을 증발시키기 위해 사용된다. 담배는 150 내지 230 ℃의 증발 온도를 가질 수 있으며, 250 ℃에서 열분해되기 시작할 수 있다. 따라서, 상기 담배의 열분해를 감소 또는 방지하기 위해, 상기 담배를 230 ℃보다 높은 온도에서 가열하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 상기 증발기가 담배 이외의 재료와 함께 사용될 때, 상기 재료를 가열해야 하는 바람직한 온도는 상기 증발 유닛과 함께 사용되는 재료의 특성에 따라 변할지라도, 유사한 고려 사항이 적용될 수 있다.
구강 충만도는 입 내의 증기의 질감 및 느낌과 관련된 속성이다. 흡인 또는 흡입 속도를 제어함으로써, 대상체는 그들의 개인적인 맛 및 선호도에 따라 구강 충만도를 조정할 수 있다.
일부 적용예에서, 증발기(예를 들어, 증발 유닛(21))를 사용할 때, 흡인 또는 흡입 속도를 나타내는 상기 증발기를 통한 기류 속도의 함수로 상기 캡슐 내의 상기 식물 물질을 가열함으로써(예를 들어, 도 6에 도시된 캡슐(29)을 통한 공기 흐름), 구강 충만감이 적어도 부분적으로 복제된다. 이는 생성된 증기의 특성 중 적어도 일부를 제어를 가능하게 할 수 있다.
일부 물질들(예를 들어, 담배 및 대마초)의 경우, 상기 캡슐의 온도를 증가시키면, 온도가 높아질수록 더 많은 증기가 방출되면서, 상기 화합물의 증발 속도가 증가한다. 일부 물질들의 경우, 증발 온도의 증가는 생성된 증기의 맛에 영향을 준다. 일부 물질들(예를 들어, 다양한 유형의 담배)은, 그들의 증발 온도 범위의 하단으로 가열될 때, 가벼운 맛이 좋은 증기를 방출하고, 그들의 증발 온도 범위 내에서 높은 온도로 가열될 때, 다른 맛(예를 들어, 더 무겁거나, 풍부하거나, 나무 냄사가 나거나, 그을리거나)을 가진 증기를 생성한다.
일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 초기에 상기 식물 물질의 증발 온도 범위의 하단에서 하나의 온도 지점으로 가열된다. 그 후, 온도는 상기 증발기를 통한(예를 들어, 상기 증발기의 상기 캡슐을 통한) 감지된 흡입 공기 흐름의 함수에 따라 증발 온도 범위 내에서 가열되며, 일부 적용예에서, 상기 캡슐이 가열되는 최대 온도는 상기 식물 물질의 열분해 온도를 초과하지 않기 위해 제한될 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 낮은 기류 속도가 감지될 때, 낮은 온도로 가열되고, 높은 기류 속도가 감지될 때, 높은 온도로 가열된다. 예를 들어, 상기 캡슐이 가열되는 온도는 도 10의 실선으로 표시된 바와 같이, 상기 증발기를 통한 정규화된 기류의 증가에 정비례하여 증가될 수 있다. 또한, 도 10의 실선 곡선에 의해 도시된 바와 같이, 일부 적용예에서, 상기 캡슐이 최대 온도(도 10에 도시된 바와 같이, 약 230 ℃)로 가열될 때, 예를 들어, 상기 식물 물질이 열분해 온도에 도달하는 것을 피하기 위해 추가 가열이 보류된다.
일부 적용예에서, 상기 식물 재료를 포함하는 상기 캡슐은 초기에 상기 식물 물질의 증발 온도 범위의 하단 아래의 하나의 온도 지점으로 가열된다. 캡슐을 통해 공기가 거의 또는 전혀 흐르지 않을 때, 상기 식물 물질의 보조 증발 온도는 상기 화합물의 증발을 감소시키거나 방지할 것이다. 기류 속도의 증가를 검출하면, 상기 제어 회로는 상기 식물 재료의 온도를 상기 식물 물질의 증발 온도 범위 내의 지점까지 빠르게 증가시킨다. 흡입 공기 흐름의 추가적인 증가를 감지하면, 상기 캡슐 온도는 감지된 기류 속도에 따라 조정된다.
일부 적용예에서, 상기 증발기에서 제1 입력을 수신하는 것에 응답하여(예를 들어, 상기 증발기 상의 온(ON) 스위치의 누름에 응답하여), 상기 증발기의 상기 제어 회로는 예열 단계를 개시한다. 상기 예열 단계는 급속 가열 단계(예를 들어, 상기 식물 물질을 포함하는 상기 캡슐이 초 당 50 ℃ 초과, 또는 초 당 100 ℃ 초과의 속도로 가열되는 가열 단계)일 수 있다. 또한, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 제1 가열 단계를 종료시키도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 상기 캡슐의 온도(상기 식물 물질의 온도를 나타내는)가 제1 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여 상기 캡슐의 추가 온도 증가를 중단시킨다. 상기 제1 온도는 상기 식물 물질 증발 범위의 하한의 80% 초과 및 120% 미만, 예를 들어, 사용된 증발 온도 범위의 하한의 90% 초과 및 110% 미만, 또는 85% 초과 95 % 미만, 또는 105% 초과 및 115% 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 증발기가 담배를 증발시키기 위해 사용될 때, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 170 ℃ 미만의 온도(예를 들어, 150 ℃ 미만의 온도), 예를 들어, 120 및 130 ℃ 사이의 온도, 또는 130 및 140 ℃ 사이의 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여 상기 캡슐의 온도 증가를 정지시키도록 구성될 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 식물 물질을 통한 기류의 검출에 응답하여, 상기 식물 물질의 온도는 기류 속도 증가율의 %당 0.5 내지 10 ℃, 예를 들어, 기류 속도 증가율의 %당 0.5 내지 2 ℃, 2 내지 8 ℃, 또는 5 내지 10 ℃ 사이의 속도로 증가한다.
비제한적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 제2 입력(예를 들어, 흡인 또는 홉입)이 일정 기간 내에 감지되지 않으면, 상기 증발기를 대기 모드로 배치하도록 구성될 수 있다. 상기 기간은 경험적 연구를 통해 결정된 설계 매개 변수일 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 식물 물질의 기류 속도 관련 가열을 수행할 수 있도록, 상기 증발기(예를 들어, 증발 유닛(21))는 상기 식물 물질의 온도를 흡입 동안 기류 속도의 변화에 맞추어 신속하게 조정하기 위해 상기 식물 물질의 빠른 가열을 가능하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 초당 20 ℃ 초과(예를 들어, 초당 50 ℃ 초과 또는 100 ℃ 초과)의 온도 증가를 가능하게 한다. 일부 적용예에서, 가열 프로파일에 따라 증발 온도 및 증발 속도를 조정하기 위해 상기 식물 재료가 가열되는 목표 온도가 동적으로 업데이트된다. 일부 적용예에서, 상기 식물 재료가 가열되는 목표 온도는 연속적인 방식으로 동적으로 업데이트된다. 일부 적용예에서, 상기 캡슐은 상기 감지된 기류 속도의 연속 함수로서 유도된 온도로 목표까지 가열된다. 예를 들어, 상기 연속 함수는 다항 함수, 단조 증가 함수, 단조 감소 함수일 수 있다. 대안으로, 상기 식물 물질이 가열되는 목표 온도는 퍼프마다, 즉, 각각의 흡입에 따라 동적으로 업데이트되며, 상기 제어 회로는 캡슐이 그 흡입을 위해 가열되어야 하는 목표 온도를 계산한다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는, 상기 재충전 유닛 또는 상기 증발 유닛 상에 배치된 인터페이스를 통한 입력에 기초한 흡인 또는 흡입을 감지한다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 감지함으로써 및/또는 상기 캡슐의 온도를 유지하게 위해 필요한 에너지 양의 표시를 감지함으로써 흡인 또는 흡입을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 캡슐의 온도를 일정하게 유지하기 위해 필요한 에너지 양이 임계 값을 초과하면, 상기 제어 회로는 흡인 또는 흡입을 감지한다. 상기 임계 값은 경험적 연구를 통해 결정된 설계 매개 변수일 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 식물 물질을 수용하는 상기 캡슐을 원하는 온도로 유지하는데 필요한 전력을 측정함으로써, 상기 캡슐을 통한 기류 속도를 계산한다. 예시적인 실시예에서, 상기 대응하는 기류 값에 관련하여 저장된 전력 값을 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 따라서, 작동 동안, 상기 제어 회로는 상기 캡슐 온도를 유지하는데 필요한 전력 수준을 측정하고, 상기 LUT로부터 대응하는 기류 값에 접근한다. 측정된 전력 수준이 상기 LUT 내의 2개의 인접한 전력 수준 사이에 있는 경우, 상기 제어 회로는 제1 인접 전력 수준을 제1 지수로 사용하고, 제2 인접 전력 수준을 제2 지수로 사용하도록 구성된다. 상기 제1 및 제2 지수들 사이에서 측정된 전력 수준의 상대적 위치에 기초하여, 상기 제어 회로는 상기 제1 및 제2 지수들을 사용하여 상기 LUT로부터 접근된 상기 기류들을 사용하여 상기 캡슐을 통한 기류를 보간한다(예를 들어, 가중 평균 및 직선 평균을 수행함으로써).
기류 측정을 위한 이 기술의 사용을 가능하게 하기 위해, 상기 식물 재료는 초기에 주위의 공기 온도보다 높은 온도, 예를 들어, 50 ℃ 이상의(도 10의 대시 기호 곡선에 의해 도시된 바와 같이), 또는 120 ℃ 이상의(예를 들어, 도 10의 실선 곡선에 의해 도시된 바와 같이) 온도로 가열될 수 있다. 일단 상기 캡슐이 주위 온도보다 높게 가열되고, 이어서 주위의 공기가 흡인 또는 흡입의 결과로 캡슐을 통해 흐르게 되면, 주어진 온도에서 상기 캡슐을 유지하기 위해 필요한 전력은 기류 속도 및 상기 캡슐 및 상기 흐르는 주위 공기 사이의 온도 구배와 관련될 수 있다. 따라서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 현재 온도 및 상기 캡슐을 상기 온도에서 유지하는데 필요한 전력에 기초하여 기류 속도를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 상기 캡슐을 가열하는데 사용되는 듀티 사이클의 변화를 감지함으로써, 상기 캡슐을 상기 온도에서 유지하는데 필요한 전력을 결정할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐 온도를 유지하기 위해 필요한 대응하는 전력 값과 관련하여 저장된 듀티 사이클 변동 값을 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 따라서, 상기 듀티 사이클이 더 낮은 임계 값을 초과하는 것으로 감지되면, 상기 제어 회로는 상기 장치가 작동 중인 것으로 결정하고, 듀티 사이클의 변동을 측정하고 상기 LUT로부터 대응하는 전력 값에 접근한다. 측정된 듀티 사이클의 변동이 상기 LUT 내에서 2개의 인접한 듀티 사이클 변동 값 사이에 있는 경우, 상기 제어 회로는 제1 인접 듀티 사이클 변동 값을 제1 지수로 사용하고, 제2 인접 듀티 사이클 변동 값을 제2 지수로 사용하도록 구성된다. 상기 제1 및 제2 지수들 사이에서 측정된 듀티 사이클 변동의 상대적 위치에 기초하여, 상기 제어 회로는 상기 제1 및 제2 지수들을 사용하여 상기 LUT로부터 접근된 상기 전력 수준을 사용하여 캡슐 온도를 유지하기 위해 필요한 전력 수준을 보간한다(예를 들어, 가중 평균 또는 직선 평균을 수행함으로써).
다른 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐을 통한 기류 값과 관련하여 저장된 온도 및 전력 값을 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 따라서, 상기 듀티 사이클이 더 낮은 임계 값을 초과하는 것으로 감지되면, 상기 제어 회로는 상기 장치가 동작 중인 것으로 결정하고, 온도 및 전력 값을 측정하고 이들을 상기 LUT로부터 대응하는 기류 값에 접근하기 위한 입력으로 사용한다.
일부 적용예에서, 상기 캡슐의 온도는 일정하게 유지되지 않으며, 상기 제어 회로는, 적어도 일부를 상기 캡슐을 통한 기류 속도의 변화로 인한 상기 캡슐의 측정된 온도 변화에 기초하여, 상기 캡슐을 통한 기류 속도의 결정한다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 일정한 전력으로 계속 가열하고, 캡슐의 온도 변화를 측정할 수 있다. 그러한 온도 변화는 상기 캡슐을 통한 기류 속도를 나타낸다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 대응하는 기류 값과 관련하여 저장된 주어진 기간 동안 온도 차이를 갖는 LUT를 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 따라서, 작동 동안, 상기 제어 회로는 주어진 기간 동안 캡슐의 온도 차이를 측정하고, 상기 LUT로부터 대응하는 기류 값에 접근한다. 측정된 온도 차이가, 상기 LUT 내의 2개의 인접한 온도 차이 사이에 있는 경우, 상기 제어 회로는 제1 인접 온도 차이를 제1 지수로 사용하고, 제2 인접 온도 차이를 제2 지수로 사용하도록 구성된다. 상기 제1 및 제2 지수들 사이의 측정된 온도 차이의 상대적 위치에 기초하여, 상기 제어 회로는 상기 제1 및 제2 지수들을 사용하여, 상기 LUT로부터 접근된 상기 기류들을 사용하여 상기 캡슐을 통한 기류를 보간한다(예, 가중 평균 또는 직선 평균을 수행함으로써).
대안으로, 상기 제어 회로는 상기 캡슐이 주어진 온도에 있을 때, 가열을 중단하고, 상기 캡슐의 온도 변화를 측정할 수 있다. 그러한 온도 변화는 상기 캡슐을 통한 기류 속도와 상관될 수 있는데, 측정된 온도 변화는 가열된 캡슐로부터 주위의 공기로의, 대류에 의해 유도된 열 전달을 나타내며, 이는, 차례로, 상기 캡슐을 통한 기류의 속도를 나타내기 때문이다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 본원발명에서 설명된 기술에 따라 기류 속도를 계산하기 위해, 주위 온도 및/또는 습도를 측정하도록 구성된다. 기류 속도를 계산하기 위해, 상기 제어 회로는 상기 캡슐(및 따라서 상기 식물 물질)의 온도 및 상기 주위 온도 사이의 차이를 설명할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 대응하는 기류 값과 관련하여 저장된 주어진 기간 동안 온도 차이, 주위에 대한 온도 차이, 및 습도 값을 갖는 메모리 LUT를 포함한다. 상기 LUT는 경험적 연구를 통해 결정될 수 있다. 따라서, 작동 동안, 상기 제어 회로는 제1 입력으로서 주어진 기간 동안 상기 캡슐의 온도 차이, 제2 입력으로서 주위 온도에 대한 상기 캡슐의 온도 차이, 제3 입력으로서 상기 캡슐의 습도 중 하나 이상을 측정한다. 이러한 입력들 중 하나 이상을 사용하여, 상기 제어 회로는 상기 LUT로부터 대응하는 기류 값에 접근한다.
일부 적용예에서, 함수 또는 조회 테이블(LUT)은 사용된 재료, 원하는 경험 또는 임의의 다른 관련 요인에 따른, 감지된 기류 속도 표시에 기초하여 상기 캡슐이 가열되는 목표 온도를 결정하는데 사용된다. 일부 적용예에서, 기류 속도 측정에 더하여, 캡슐을 가열할 목표 온도를 결정하기 위해 추가 공급원으로부터 제어 회로에 의해 입력이 수신된다. 예를 들어, 상기 설명한 바와 같이, 상기 제어 회로는 캡슐을 주어진 캡슐 유형으로 분류하고, 그 캡슐 유형에 특히 적합한 가열 프로파일에 기초하여 캡슐의 가열을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다른 유형의 캡슐은, 다른 기류 속도 대 목표 캡슐 온도 프로파일이 적용될 수 있다. 예를 들어, 한 유형의 캡슐은 도 10의 실선 곡선에 의해 도시된 바와 같은 프로파일을 따를 수 있고, 다른 유형의 캡슐은 도 10의 대시 기호 곡선에 의해 도시된 바와 같은 프로파일을 따를 수 있고, 또 다른 유형의 캡슐은 도 10의 점선 곡선에 의해 도시된 프로파일을 따를 수 있다. 일부 적용예에서, 원하는 가열 프로파일은 대상체 인터페이스(10)를 사용하여 입력될 수 있다(도 3에 도시됨).
일부 적용예에서, 상기 설명한 기류 관련 과정에서 캡슐의 가열을 수행함으로써, 하기 결과 중 하나 이상이 달성된다:
1) 일부 적용예에서, 캡슐이 가열되는 목표 온도는 기류 속도(흡인 또는 흡입 속도를 나타냄)와 상관 관계가 있다. 상기 실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 캡슐은 최대 온도 한계(상기 식물 물질의 열분해 온도의 90% 미만일 수 있다)를 초과하여 가열되지 않는다. 상기 최대 온도 한계는 상기 식물 물질이 상기 식물 물질의 열분해 온도보다 높은 온도로 가열되지 않도록, 및/또는 상기 식물 물질이 연기 및/또는 불쾌한 맛을 생성하는 온도로 가열되지 않도록 설정될 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 목표 증발 온도를 동적으로 조정함으로써, 생성된 증기의 맛 및 “구강 충만도”는 개인의 맛 또는 선호도에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 더 길고 느린 호흡을 선호하는 대상체는 느린 흡입의 느린 기류 속도에 의해 생성될 비교적 낮은 증발 온도로 인한 증발된 화합물의 비교적 일정하고 느린 공급을 받는 것이 유리할 수 있다. 다른 한편으로, 화합물의 보다 빠르고 강렬한 방출을 선호하는 대상체는 상승된 흡입 기류 속도로 인한 상기 식물 물질이 가열되는 더 높은 증발 온도로 인해 더 높은 증발 속도를 즐길 수 있다.
2) 상기 설명한 바와 같이, 상기 식물 재료가 가열되는 목표 온도를 동적으로 조정하는 것은 상기 식물 물질의 소비 속도에서 더 높은 효율을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 회로가 퍼프들 사이에서 캡슐이 가열되는 목표 온도를 낮추기 때문에, 비교적 짧은 퍼프를 여러 개 섭취하는 것을 선호하는 대상체는 짧은 퍼프들 사이에서 식물 물질의 손실을 겪지 않을 것이다.
3) 상기 설명된 바와 같이, 캡슐이 가열되는 목표 온도를 동적으로 조정하는 것은, 흡입 시작 이전에 화합물(들)의 손실을 감소시킬 수 있다. 흡입 전 기류의 부족은 상기 캡슐이 가열되는 목표 온도가 비교적 낮게 하고, 흡입 이전 화합물(들)의 증발을 감소시킨다.
4) 일부 경우에, 일정량의 화합물의 용량의 전달이 모든 퍼프에서 바람직하다. 주어진 식물 물질의 배열에서, 증발되는 상기 화합물의 질량은, 적어도 상기 물질의 온도 및 상기 물질을 통한 기류 속도의 함수이다. 일부 적용예에서, 상기 설명한 바와 같이, 기류 관련 프로세스가 사용되고, 상기 제어 회로는 측정된 기류 표시에 반응하여, 상기 증발 유닛의 각 퍼프에 대한 상기 화합물의 일정 용량을 전달한다. 예를 들어, 함수 또는 LUT는 기류 증가에 응답하여 증발 온도가 감소되는 것에 따라 사용될 수 있다.
5) 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 현재 가열되고 있는 식물 물질의 일부로부터(예를 들어, 캡슐 내에 배치된 식물 물질의 일부일 수 있다) 이미 증발된 화합물의 양을 추가적으로 설명한다. 예를 들어, 일부 경우에, 현재 가열되고 있는 캡슐에 이미 적용된 기류 속도 및 온도에 기초하여, 상기 제어 회로는 이미 증발된 화합물의 양을 결정할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 이미 증발된 화합물의 양에 응답하여, 캡슐을 가열할 목표 온도를 결정한다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 (b) 측정된 상기 증발 유닛을 통한 기류뿐만 아니라(예를 들어, 상기 증발 유닛 내에서 가열되는 상기 식물 물질을 통한), (a) 이미 증발된 화합물의 양에 응답하여, 상기 캡슐을 가열할 목표 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 주어진 기류 속도에 대해, 상기 제어 회로는 더 많은 화합물이 증발됨에 따라, 상기 캡슐을 더 높은 온도로 가열할 수 있다. 이는, 일단 주어진 화합물의 양이 식물 물질로부터 이미 증발되면, 나머지 화합물이 증발되기 위해 상기 식물 물질은 더 높은 온도로 가열될 필요가 있을 수 있기 때문일 수 있다. 일부 적용예에서, 주어진 양의 화합물이 상기 식물 물질로부터 이미 방출되었다는 결정에 응답하여, 상기 제어 회로는 상기 식물 물질의 온도를 낮추어, 화합물의 추가적인 증발을 보류시키도록 구성될 수 있다. 이들 제어는 이미 상기 설명한 바와 같이, 경험적으로 도출된 함수들 또는 LUT들을 사용하여 구현될 수 있다.
일부 적용예에서, 감지된 또는 결정된 상기 증발기를 통한 공기 흐름의 속도에 응답하여, 상기 제어 회로는 제공된 화합물의 용량을 계산한다. 일부 적용예에서(예를 들어, 상기 증발기가 의약 목적으로 대마초와 함께 사용될 때), 전문 의료진은 각각의 증발기를 사용하는 동안 허용되는 상기 증발기를 통한 기류의 양, 및/또는 주어진 시간(예를 들어, 시간 당, 일 당, 또는 퍼프 당) 내에 허용되는 상기 증발기를 통한 기류의 양을 제어하는 상기 제어 회로 내로 명령들 및/또는 LUT들을 입력한다. 대안으로 또는 추가적으로, 상기 제어 회로는 상기 설명한 바와 같이, 단위 기류 속도 당 가열 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 일정한 용량의 하나 이상의 화합물을 전달하기 위해, 상기 제어 회로는 기류 증가를 감지하는 것에 응답하여, 도 10에서 점선 곡선에 의해 표시된 바와 같이, 캡슐이 가열되는 온도를 감소시키도록 구성될 수 있다. 일부 적용예에서, 온도 감소는 일정한 증발 속도를 유지하도록 구성된다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 앞서 언급한 온도 제어 기능과 상기 증발기의 각각의 퍼프에 응답하여 설정되는 가열 시간 제한 설정을 결합한다. 이러한 방식으로, 퍼프의 기류 속도에 관계없이, 일정한 양의 하나 이상의 화합물이 각각의 퍼프와 함께 전달된다.
일부 적용예에서, 주어진 기간(예를 들어, 0.5초 및 3초 사이의 기간) 동안 흡인 또는 흡입이 발생하지 않은 것을 감지하는 것에 응답하여, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 상기 식물 물질의 증발 온도보다 낮아지는 것을 감소시킨다. 예를 들어, 상기 증발기의 사용 동안, 대상체는 주어진 기간 동안 흡입을 중단할 수 있다. 온도를 증발 온도보다 낮아지는 것을 감소시킴으로써, 이 기간 동안 상기 식물 성분의 낭비가 감소된다.
도 10을 다시 참조하면, 일부 적용예에서, 실선 곡선에 의해 표시된 바와 같이 가열 프로파일이 적용된다. 예를 들어, 대략 0 기류 속도 % 단위 및 70 기류 속도 % 단위 사이에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 120 내지 230 ℃의 온도 범위를 따라 개질되도록 한다. 이것은 현재 기류 흡입 속도를 감지하고, 곡선에 따라 온도를 조정함으로써 수행된다. 약 70 기류 속도 % 단위부터 100 기류 속도 % 단위까지, 상기 캡슐은 230 ℃의 최대 온도를 유지한다. 보다 일반적으로 0 기류 및 주어진 기류 속도 사이에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 기류 속도에 비례하여, 최대 온도까지 제어할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 최대 온도는 200 ℃ 및 230 ℃ 사이이다. 주어진 기류 속도를 넘어서, 상기 제어 회로는 상기 기류 속도가 증가하더라도 상기 캡슐을 최대 온도로 유지할 수 있다.
일부 적용예에서, 가열 프로파일은 도 10에 대시 기호 곡선에 의해 표시된 바와 같이 적용될 수 있다. 예를 들어, 0 기류 속도 % 단위 및 제1 주어진 기류 속도(예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 20 기류 속도 % 단위) 사이에서, 상기 제어 회로는 기류 속도의 증가에 응답하여, 상기 캡슐의 온도를 제1 속도로 증가시킬 수 있다. 제1 주어진 속도 및 제2 주어진 속도(예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 70 기류 속도 % 단위) 사이에서, 상기 제어 회로는 기류 속도의 증가에 응답하여, 상기 캡슐의 온도를 제2 속도로 증가시킬 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 제2 속도는 제1 속도보다 낮다, 즉, 제2 속도에서, 주어진 기류 속도 증가에 응답하여 온도 증가는, 제1 속도에서 같은 기류 속도 증가에 응답하여 적용되는 온도 증가보다 작다. 일부 적용예에서, 제2 주어진 기류 속도를 넘어서, 기류 속도가 증가하더라도, 상기 캡슐은 주어진 최대 온도(예를 들어, 230 ℃)로 유지된다.
상기 설명한 바와 같이, 일부 적용예에서, 도 10의 점선 곡선에 의해 표시된 바와 같이 가열 프로파일이 적용된다. 그러한 적용예에서, 기류 속도의 증가에 응답하여, 상기 제어 회로에 의해 가열되는 캡슐의 온도는 감소된다.
이제, 일부 적용예에 따른, 상변화 물질을 포함하는 캡슐의 가열 곡선을 도시한 그래프인 도 11을 참조한다. 상기 설명한 바와 같이, 일부 적용예에서, 캡슐 유형의 식별을 가능하게 하기 위해, 상기 증발 유닛의 내장 온도 센서와 각각의 상변화 온도를 갖도록 구성된 각각의 캡슐 유형 내에 포함된 상변화 물질을 조합하여 사용된다.
도 11의 실선 곡선은 85 ℃의 상변화 온도를 갖는 상변화 물질을 포함하거나 열적으로 결합된 캡슐의 가열 곡선을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 캡슐에 비교적 일정한 전력으로 열을 적용할 때, 상기 캡슐의 온도는 적용된 가열 전력에 비례하여 상승한다. 상기 상변화 물질의 상변화 온도가 85 ℃(150 밀리초)에 도달할 때, 비교적 일정한 온도에서 상기 상변화 물질에 의해 잠열 형태의 비교적 많은 양의 에너지가 축적되어, 상기 캡슐의 온도 상승에서 감지 가능한 정지가 발생한다. 일부 실시예에서, 상기 캡슐의 온도 상승에서 일시적인 정지가 발생하는 온도 수준을 감지함으로써, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 주어진 유형에 따라 분류하고, 이에 따라 가열 프로파일 및/또는 다른 관련 기능을 조정한다. 특정 시점에서, 상기 상변화 물질이 상변화를 겪을 때, 상기 캡슐의 온도는 도 11의 실선 곡선에서 볼 수 있는 것처럼 200 밀리초 후에도 적용된 열 에너지로 인해 계속 상승한다.
도 11의 점선 곡선은 105 ℃의 상변화 전이 온도를 갖는 상변화 물질을 포함하거나 열적으로 결합된 캡슐의 가열 곡선을 나타낸다. 상기 캡슐의 가열 곡선은 상기 실선 곡선을 참조하여 설명된 것과 일반적으로 유사하지만, 온도 증가에서 일시적인 정지가 발생하는 온도 수준은 105 ℃의 더 높은 온도이다.
도 11의 대시 기호 곡선은 일부 적용예에 따른, 복수의 다른 상변화 물질의 조합을 포함하거나 열적으로 결합된 캡슐의 가열 곡선을 나타낸다. 일부 적용예에서, 상기 상변화 물질은 서로 혼합되거나, 또는 혼합되지 않고 서로 열적으로 결합된다. 도 11의 대시 기호 곡선은, 3개의 상변화 물질이 사용되는 예를 나타내며, 상기 상변화 물질은 65, 85 및 105 ℃의 상변화 전이 온도를 갖는다. 상기 캡슐의 가열 곡선은 상기 실선 곡선을 참조하여 설명한 것과 일반적으로 유사하지만, 3개의 다른 상변화 전이 온도를 갖는 상변화 물질의 사용으로 인해, 가열 곡선은 온도 증가에서 이의 상변화 온도에 도달하는 각각의 상변화 물질에 따른 3번의 정지를 포함할 것이다. 온도 상승에서 정지의 존재를 감지함으로써, 캡슐의 유형에 관한 정보가 온도 센서(35)에 더하여 증발 유닛(21) 내의 전용 센서의 사용을 필연적으로 요구하지 않고, 상기 제어 회로에 의해 상기 캡슐 내로 코딩되고 판독된다. 이러한 방식으로, 각각 다른 상변화 전이 온도를 갖는 상변화 물질의 조합의 사용은 가열된 물질의 식별을 위해 상기 제어 회로에 의해 사용되는 코딩 방법을 용이하게 한다.
일부 적용예에서, 상기 캡슐들은 상기 상변화 물질의 상변화 온도가 50 ℃ 초과 및/또는 150 ℃ 미만, 예를 들어, 50 내지 150 ℃, 또는 80 내지 120 ℃를 갖는 것으로 사용된다. 일부 적용예에서, 상기 상변화 물질은 상기 식물 물질과 열적으로 결합된다. 예를 들어, 상기 상변화 물질은 상기 식물 물질과 혼합될 수 있다. 일부 적용예에서, 상변화 물질 시트는 상기 식물 물질을 부분적으로 또는 완전히 덮는다.
이제, 일부 적용예에 따른, 증발 유닛(21)과 같은 증발기를 사용하여 식물 물질을 가열하기 위한 각각의 기술들을 도시한 그래프인 도 12a를 참조한다. 본원발명에서 설명된 바와 같이, 상기 그래프의 x 축은 시간(임의의 시간 단위로 측정된)을 나타내고, y 축은 식물 물질을 포함하는 캡슐의 온도(℃로 측정된)를 나타낸다(따라서 상기 캡슐 내의 식물 물질의 온도를 나타낸다).
상기 설명된 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 제어 회로는 대마초 내의 하나 이상의 화합물을 증발시키기 위해 증발기(증발 유닛(21)과 같은)를 제어한다. 대마초는 180 ℃의 증발 온도를 가질 수 있으며, 220 ℃에서 열분해되기 시작할 수 있다. 따라서, 상기 대마초를 190 ℃ 및 210 ℃ 사이의 온도에서 가열하는 것이 바람직할 수 있다. 대마초를 가열하기 위한 바람직한 온도 범위의 상한 및 하한은, 도 12a의 그래프에, 190 ℃ 및 210 ℃에서 2개의 실선 수평선으로 표시되어 있다. 또한, 상기 대마초의 열분해를 감소시키거나 방지하기 위해, 상기 대마초를 설명한 온도보다 높은 온도로 가열하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 상기 증발기가 대마초 이외의 식물 물질(예를 들어, 담배)과 함께 사용될 때, 상기 식물 물질이 가열되어야 하는 바람직한 온도는 상기 증발기와 함께 사용되는 상기 식물 물질의 특성들에 따라 변할지라도 유사한 고려 사항이 적용될 수 있다.
상기 식물 물질을 원하는 온도로 가열하는 하나의 가능한 방법은, 대시 기호의 대각선으로 표시된 바와 같이 점진적 가열을 통해 이루어지며, 이는 상기 식물 물질이 8 시간 단위를 초과하는 기간에 걸쳐 가열되는 것을 나타낸다. 상기 식물 재료를 가열하기 위한 다른 가능한 방법은 도 12a의 점선 곡선에 의해 표시된 바와 같이, 급속 가열을 통한 것이다. 상기 식물 물질이 비교적 빠르게 가열되면, 초기에 상기 식물 재료가 가열되는 온도가 오버슈트(overshoot) 될 수 있다. 예를 들어, 이는 상기 식물 물질이 원하는 온도에 도달할 때와 상기 제어 회로가 원하는 온도에 도달한 것을 감지하고 감지된 온도에 응답하여 상기 식물 물질의 추가적인 온도 증가를 중단할 때까지 시간 지연이 있기 때문일 수 있다. 이것은 원하는 온도 범위 내에서 안정되기 전에 점선 곡선이 220 ℃ 위로 상승하는 것을 보여주는 도 12a에 표시되어 있다. 오버슈팅으로 인해, 상기 식물 물질의 일부가 열분해될 수 있다.
일부 적용예에 따르면, 예를 들어, 도 12a에 도시된 실선 곡선에 의해 표시된 바와 같이, 2단계 가열 과정이 증발기 내의 물질에 적용된다. 상기 증발기에서 제1 입력을 수신하는 것에 응답하여(예를 들어, 상기 증발기 상의 온(ON) 스위치의 누름에 응답하여), 상기 증발기의 제어 회로는 제1 가열 단계를 개시할 수 있다. 제1 가열 단계는 급속 가열 단계(예를 들어, 상기 식물 물질을 포함하는 상기 캡슐이 초 당 50 ℃ 초과, 또는 초 당 100 ℃ 초과의 속도로 가열되는 가열 단계)일 수 있다. 또한, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 제1 가열 단계를 종료시키도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 상기 캡슐의 온도(상기 식물 물질의 온도를 나타내는)가 제1 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여 상기 캡슐의 추가 상승 온도를 중단시킨다. 상기 제1 온도는 상기 식물 물질의 증발 온도의 95% 미만, 예를 들어, 90% 미만, 또는 80% 미만일 수 있다. 예를 들어, 상기 증발기가 대마초를 증발시키기 위해 사용될 때, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 170 ℃ 미만의 제1 온도(예를 들어, 160 ℃ 미만), 예를 들어 140 및 170 ℃ 또는 150 및 160 ℃ 사이의 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여, 상기 캡슐의 추가 온도 증가를 중단하도록 구성될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 상기 제어 회로를 제1 급속 가열 단계를 종료하도록 구성함으로써, 오버슈트가 발생하고, 상기 캡슐의 온도가 제1 가열 단계가 종료되도록 프로그램된 온도를 초과하여 상승하더라도, 상기 캡슐의 온도는 상기 식물 물질의 열분해 온도를 초과하여 상승하지 않도록 적절하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 약 160 ℃에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여 상기 캡슐의 추가 온도 상승을 중단하도록 구성되었다. 초기에(약 1 시간 단위), 오버슈트가 발생하고, 상기 캡슐의 온도는 약 180 ℃에 도달한다. 그러나, 이후, 상기 캡슐의 온도는, 약 2 시간 단위에서 약 160 ℃의 안정기에 도달한다. 일부 적용예에서, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 제1 가열 단계가 종료되었음을 나타내는 출력을 생성한다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 표시등을 조명할 수 있고, 상기 증발 유닛을 진동시킬 수 있고/있거나 오디오 신호(예를 들어, 삐 소리)를 방출할 수 있다.
이어서, 상기 증발기에 대한 제2 입력에 응답하여, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 제2 가열 단계를 시작할 수 있다(도 12의 실선 곡선으로 도시된, 약 4 시간 단위에서 시작함). 상기 가열 과정의 제1 단계의 종료와 상기 가열 과정의 제2 단계의 개시 사이에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 제1 온도로 유지할 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 가열의 제2 단계는 상기 제2 입력으로서의 상기 증발기로부터 공기의 흡입에 응답하여 자동으로 개시된다. 대안으로, 상기 가열 단계의 제2 단계는 다른 제2 입력에 응답하여 개시될 수 있다(예를 들어, 온(ON) 버튼을 2번째로 누르는 것). 또한, 대안으로, 상기 가열 과정의 상기 제2 단계는 가열의 제1 단계가 완료된 후 자동으로 개시될 수 있고, 상기 제2 가열 단계를 위한 목표 온도에 도달했음을 나타내기 위해 표시(표시등, 진동, 및/또는 오디오 신호(예를 들어, 삐 소리))가 생성될 수 있다.
상기 제2 가열 단계 동안, 상기 제어 회로는 상기 가열 과정의 상기 제1 단계 동안보다 느린 속도로 캡슐을 가열할 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 과정의 상기 제2 단계 동안, 상기 증발기의 캡슐들의 메시들은 초 당 50 ℃ 미만의 속도, 예를 들어, 초 당 40 ℃ 미만의 속도로 가열될 수 있다. 도 12a에 도시된 바와 같이, 상기 가열 과정의 상기 제2 단계 동안(4 시간 단위 내지 6 시간 단위), 상기 캡슐은 약 160 ℃ 내지 200 ℃로 가열된다.
상기 가열 과정의 상기 제2 단계에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 상기 식물 물질의 온도 및 상기 식물 물질의 열분해 온도 사이에 있음을 감지하는 것에 응답하여, 상기 캡슐의 추가 온도 상승을 중단시키도록 구성된다. 예를 들어, 상기 증발기가 대마초를 증발시키기 위해 사용될 때, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 180 ℃ 초과(예를 들어, 190 ℃ 초과), 및/또는 220 ℃ 미만(예를 들어, 210 ℃ 미만), 예를 들어, 180 ℃ 및 220 ℃ 사이, 또는 190 ℃ 및 210 ℃ 사이의 제2 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여 상기 캡슐의 추가 온도 상승을 중단하도록 구성된다.
비제한적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 이전의 제2 입력 이후의 기간 내에 후속의 제2 입력(예를 들어, 흡인 또는 흡입)이 감지되지 않으면 상기 증발기를 대기 모드에 위치하도록 구성될 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 설명한 바와 같이, 2단계 과정에서 가열을 수행함으로써, 다음 결과 중 하나 이상이 달성된다.
1) 상기 캡슐의 온도가 상기 증발 온도의 95% 미만에 도달하면, 상기 가열의 제1(급속) 단계를 종료함으로써, 상기 가열이 오버슈트하더라도, 상기 식물 물질은 열분해 온도보다 높은 온도로 가열되지 않기 때문에, 상기 식물 물질은 열분해되지 않는다.
2) 상기 가열의 상기 제2 단계는 느리게 수행되기 대문에, 상기 과열 과정의 상기 제2 단계에서 무시해도 될 정도의 오버슈팅이 발생하고, 따라서 상기 가열 과정의 상기 제2 단계에서 상기 식물 물질은 열분해되지 않는다.
3) 상기 가열의 상기 제1 단계 동안, 상기 가열의 상기 제2 단계가 느리더라도, 상기 식물 물질은 이미 상기 증발 온도에 상대적으로 가까운 온도로 가열되었기 때문에, 상기 식물 물질을, 상기 제2 가열 단계의 개시로부터, 상기 증발 온도까지 가열하기 위해 필요한 시간은 상대적으로 짧다(예를 들어, 2초 미만).
4) 상기 식물 물질의 열 전도율이 낮기 때문에, 상기 식물 물질이 빠르게 가열되면, 상기 식물 재료의 불균일한 가열이 발생할 수 있다. 이는 가열 요소(들) (예를 들어, 전극(들)) 근처에 있는 식물 물질의 일부가 열분해되도록 하고/하거나 상기 가열 요소(들)로부터 더 멀리 있는 식물 물질의 일부는 증발되지 않을 수 있다. 상기 제1 온도에 도달한 후 상기 제2 입력이 수신될 때까지 상기 식물 물질의 추가 가열을 보류함으로써, 상기 식물 물질의 어느 부분이 상기 증발 온도로 가열되기 전에 상기 식물 물질을 통해 열을 소산시킬 수 있다(상기 제1 및 제2 가열 단계 사이의 중간 기간 동안). 또한, 상기 제2 단계 동안의 온도 증가는 비교적 작기 때문에, 상기 온도 증가는 상기 식물 물질을 통해 비교적 빠르게 소산될 수 있다. 따라서, 상기 식물 물질의 열분해가 실질적으로 없는 동안, 상기 식물 물질 내의 대부분의 화합물(들)이 증발되도록 상기 식물 물질의 비교적 균일한 가열이 달성된다.
일부 적용예에서, 상기 기회기로부터의 흡인 또는 흡입은 상기 제어 회로에 의해 자동적으로 감지된다. 임의의 이전 또는 상기 실시예와 조합 가능한 비제한적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 흡인 또는 흡입을 감지하기 위해 공지된 퍼프 센서를 포함한다.
상기 가열의 제1 단계 이후에, 주위 온도와 상기 식물 재료를 포함하는 상기 캡슐의 온도 사이에 비교적 큰 차이가 있을 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 상기 가열 공정의 제1 단계의 종료 및 제2 단계의 개시 사이에, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 제1 온도로 유지한다. 상기 캡슐의 주위 온도와 상기 캡슐의 제1 온도 사이에는 비교적 큰 차이가 있기 때문에, 흡인 또는 흡입이 있을 때 상기 캡슐(및 그 내부의 식물 물질)을 일정한 온도로 유지하는데 필요한 에너지는 더 크다. 따라서, 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐(및 그 내부의 물질)의 온도를 일정하게 유지하는데 필요한 에너지 양을 감지함으로써, 상기 증발기로부터 흡인 또는 흡입이 있음을 감지한다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 유지하는데 필요한 에너지 양이 임계 에너지 양보다 클 때 흡인 또는 흡입을 검출한다. 상기 임계 값은 경험적 연구를 통해 결정된 설계 매개 변수일 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 회로는 상기 캡슐(및 그 내부의 식물 물질)을 가열하기 위해 사용되는 듀티 사이클의 변화를 검출할 수 있다. 그러한 경우에, 상기 제어 회로는 감지된 듀티 사이클이 임계 듀티 사이클보다 큰 것으로 결정될 때, 흡인 또는 흡입을 감지한다. 상기 임계 값은 경험적 연구를 통해 결정된 설계 매개 변수일 수 있다. 대안으로, 또는 추가적으로 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도를 직접적으로 감지함으로써, 상기 증발기로부터 흡입이 있음을 자동적으로 감지할 수 있다. 상기 가열의 제1 단계 이후에 주위 온도와 상기 캡슐의 온도 사이에 비교적 큰 차이가 있기 때문에, 상기 캡슐을 통한 기류는 상기 캡슐의 온도의 측정 가능한 변화를 야기할 수 있다. 이 변화가 임계 값을 초과하면, 흡인 또는 흡입이 감지된다. 상기 임계 값은 경험적 연구를 통해 결정된 설계 매개 변수일 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 일부 적용예에서, 상기 가열 과정의 제2 단계는 상기 증발기로부터의 흡입을 감지하는 것에 응답하여 자동으로 개시된다.
일부 적용예에서, 주어진 기간(예를 들어, 0.5초 및 3초 사이의 기간)동안 흡입이 발생하지 않은 것을 감지한 것에 응답하여, 상기 캡슐의 온도는 상기 식물 물질의 증발 온도 미만으로 감소된다. 예를 들어, 상기 증발기의 사용 동안, 대상체는 주어진 기간 동안 흡입을 중단할 수 있다. 상기 온도를 증발 온도 미만으로 감소시킴으로써, 이 기간 동안 상기 화합물의 낭비가 감소되어, 미리 정해진 용량의 화합물이 수용될 수 있다.
도 12a의 실선 곡선으로 나타낸 바와 같이, 상기 제어 회로는 약 8 시간 단위 및 10 시간 단위 사이에서, 상기 캡슐의 온도가 증발 온도 미만으로 낮아지게 한다. 이는 주어진 기간 동안 흡입이 발생하지 않았다는 것을 감지한 것(상기 설명된 바와 같이)에 응답하여 및/또는 대상 입력(예를 들어, 버튼의 누름에 응답하여)에 응답하여 수행될 수 있다. 약 10 시간 단위부터 13 시간 단위까지, 상기 캡슐은 증발 온도로 다시 가열된다. 이는 흡입이 재개되었음을 감지한 것 및/또는 대상 입력(예를 들어, 버튼의 누름에 응답하여)에 응답하여 수행될 수 있다. 약 15 시간 단위 및 17 시간 단위 사이에서, 상기 제어 회로는 다시 상기 캡슐 온도를 증발 온도 미만으로 낮추게 한다. 이는 주어진 기간 동안 흡입이 발생하지 않았다는 것을 감지한 것에 응답하여 및/또는 입력(예를 들어, 버튼의 누름에 응답하여)에 응답하여 수행될 수 있다.
이제, 일부 적용예에 따라, 증발기를 사용하여 식물 물질을 가열하기 위한 기술을 나타내는 그래프인 도 12b를 참조한다. 일부 적용예에서, 3단계(또는 3단) 가열 과정이 증발기 내의 식물 물질에 적용된다. 상기 과열 과정의 제2 두 단계는 도 12a에 도시된 실선 곡선을 참조하여 설명한 것과 일반적으로 유사하다(도 12b와 관련하여, 이들 단계는 각각 제2 및 제3 가열 단계로 지칭된다). 일부 적용예에서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 식물 물질로부터 습기를 제거하기 위해, 추가적으로 초기 가열 단계가 적용된다.
예를 들어, 상기 증발기는 대마초와 함께 사용될 때, 상기 증발기는 하기 3개의 가열 단계를 대마초에 적용할 수 있다:
1) 90 ℃ 초과(예를 들어, 100 ℃ 초과) 및/또는 120 ℃ 미만(예를 들어, 110 ℃ 미만, 예를 들어, 90 ℃ 및 120 ℃ 사이(또는 100 및 110 ℃ 사이))일 수 있는 제1 온도로 가열한다. 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은, 예를 들어, 후속 가열 동안 화합물의 증발 이전에 상기 식물 물질로부터 수분을 제거하기 위해, 주어진 기간 동안 약 제1 온도(예를 들어, 제1 온도 ± 5 ℃)로 유지된다. 도 12b에서, 상기 제1 가열 단계는 약 28초에서 개시되는 것으로 도시된다. 초기에, 상기 온도는 오버슈트되지만, 이후 약 95 ℃ 및 105 ℃ 사이에서 안정화하는 것으로 도시된다. 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 5초를 초과하는, 예를 들어, 5 및 60초 사이의(예를 들어, 도 12b에 도시된 바와 같이, 약 25초) 기간 동안 약 제1 온도에서 유지된다. 제1 가열 단계는 급속 가열 단계(예를 들어, 상기 식물 물질을 포함하는 상기 캡슐이 초당 50 ℃ 초과, 또는 초당 100 ℃ 초과의 속도로 가열되는 가열 단계)일 수 있다. 일부 방법에서, 대마초는 추가 가열 전에 90 내지 110 ℃의 온도에서 5 내지 15초 동안 가열될 수 있다. 또한, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 상기 제1 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여, 상기 캡슐의 추가 온도 증가를 중단하도록 구성될 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 가열은 물질의 수분을 원하는 수준으로 감소시키는 시간 동안 수행된다. 예를 들어, 상기 가열은 상기 식물 물질 내의 수분을 상기 식물 물질의 중량의 약 10 내지 40%(예를 들어, 상기 식물 물질의 중량의 10 내지 15%)로 감소시키기 위해 수행될 수 있다.
2) 140 ℃ 초과(예를 들어, 150 ℃ 초과) 및/또는 170 ℃ 미만(예를 들어, 160 ℃ 미만), 예를 들어, 140 및 170 ℃ 사이(또는 150 및 160 ℃ 사이)일 수 있는 제2 온도로 가열한다. 이는 도 12a의 실선 곡선에 의해 도시된 제1 가열 단계에 해당한다. 도 12b에서, 이 단계는 약 63초에 개시되는 것으로 도시되어 있다. 초기에, 상기 온도는 오버슈트되지만, 약 145 ℃ 및 155 ℃ 사이에서 안정화하는 것으로 도시된다. 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 주어진 기간 동안 약 제2 온도(예를 들어, 제2 온도 ± 5 ℃)로 유지된다. 예를 들어, 상기 식물 물질은 5초를 초과하는, 예를 들어, 5초 및 7분 사이의 기간 동안 제2 온도로 유지될 수 있다.
3) 180 ℃ 초과(예를 들어, 190 ℃ 초과) 및/또는 220 ℃ 미만(예를 들어, 210 ℃ 미만), 예를 들어, 180 및 220 ℃ 사이, 또는 190 및 210 ℃사이의 제3 온도로 가열된다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 가열의 제3 단계는 약 90초에 개시되고, 155초까지 계속된다.
일부 적용예에서, 방법은 식물 물질을 가열하여, 증발 이전에 상기 식물 물질의 화학적 조성을 변경하는 것을 포함한다. 그러한 변경은 화학 반응에 의해, 상기 물질에서 화합물의 상대 수준을 변경함으로써, 또는 둘 다에 의해 이루어질 수 있다. 일부 적용예에서, 가열은 전구체를 화합물로 전환하기 위해 화학 반응을 유발, 개시 또는 촉진시키고, 이후 후속 가열에 의해 상기 물질로부터 증발된다. 그러한 방법은 제2 농도의 온도-민감성 성분을 갖는 상기 식물 물질의 가열된 부피를 형성하기 위해, 제1 온도에서 상기 식물 물질의 부피를 가열함으로써, 온도-민감성 성분을 포함하는 식물 물질로부터 식물 물질 증기를 제1 농도로 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 방법에서, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 크다. 다른 방법에서, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 작다. 상기 방법은 상기 온도-민감성 성분을 포함하는 식물 물질 증기를 형성하기 위해 제2 온도에서 가열된 식물 물질 부피를 가열하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 온도-민감성 성분은 상기 제1 온도로 가열하는 동안 제2 성분으로 전환될 수 있다. 결과적으로, 상기 식물 물질 증기는 상기 제2 성분을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 초기 양의 화합물 및 초기 양의 상기 화합물의 전구체를 포함하는 식물 물질의 덩어리로부터 식물 물질 증기 용량을 제조하는 방법은, 상기 전구체의 감소된 양 및 상기 화합물의 증가된 양을 포함하는 전환된 식물 물질 덩어리를 얻기 위해, 상기 식물 물질의 덩어리를 140 내지 160 ℃의 제1 온도에서 5 내지 15초 동안 가열함으로써, 상기 전구체를 상기 화합물로 전환시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 식물 물질 증기의 용량을 생성하기 위해 상기 전환된 덩어리를 190 내지 200 ℃의 제2 온도에서 2 내지 5초 동안 가열함으로써, 전환된 덩어리의 상기 화합물을 증발하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
일부 적용예에서, 상기 가열은 상기 식물 물질의 감각 수용성 프로파일(예를 들어, 풍미 프로파일)을 변경할 수 있다. 상기 식물 물질은 담배일 수 있다. 다른 예에서, 상기 식물 물질은 대마초일 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 가열은 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이, 대마초와 같은 상기 식물 물질의 전구체를 탈카르복실화하여 화합물을 형성할 수 있다.
일부 적용예에서, 본 기술은 본원발명에서 설명된 바와 같은 장치를 사용하여 생성된 증기를 투여함으로써, 예를 들어, 칸나비노이드를 포함하는 식물 물질을 가열함으로써, 약리학적 이점을 제공하는 방법을 제공한다. 칸나비노이드는 신체의 다른 수용체와 상호 작용하여 광범위한 효과를 만들어 낸다. 결과적으로, 칸나비노이드는 다양한 의약 목적으로 사용되었다. 주목할만한 칸나비노이드는 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비디올(CBD)을 포함한다. 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)은 테트라하이드로칸나비놀(THC)의 전구체이며, 칸나비놀산(CBDA)은 칸나비디올(CBD)의 전구체이다. 테트라하이드로칸나비놀산(THCA) 및 칸나비놀산(CBDA)은 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 칸나비디올(CBD)로 각각 전환될 수 있으며, 본원발명에서 설명된 상기 장치 및 관련 방법에 따라 투여될 수 있다.
본 기술에 의해 제공되는 예시적인 치료 방법은 통증 관리, 식욕 자극, 메스꺼움 및 구토 치료, 녹내장 치료, 오피오이드 및 다른 약물 의존성 및 금단 치료, 간질 치료, 천식 치료 및 정신 장애 치료를 포함한다. 특히, 본 기술은, 칸나비노이드를 포함하는 물질을 본원발명에서 설명된 장치를 사용하여 가열함으로써 생성된 증기를 대상체에게 투여하는 것을 포함하는 인간 또는 다른 동물 대상체의 고통 치료를 위한 방법을 제공한다. 식물 물질은 임의의 적합한 대마초 종 또는 이들의 혼합물로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 칸나비스 사티바 및 칸나비스 인디카의 혼합물, 약 70% 사티바 및 약 30% 인디카의 혼합물과 같은 혼합물이다. 일부 실시예에서, 상기 식물 물질은 15 내지 30%, 또는 20 내지 22% THC를 포함할 수 있다.
통증의 치료는 경조직 및 연조직의 다양한 질병 또는 기타 장애로 인한 통증의 예방, 감소, 또는 제거를 포함할 수 있다. 그러한 장애는 급성 또는 만성 장애와 관련될 수 있으며, 통각 수용성, 신경병증성, 또는 염증성일 수 있다. 예를 들어, 본원발명의 방법에 의해 치료되는 통증은 류마티스 관절염, 골절염, 암, 내장 통증, 신경병증, 다발성 경화증, 외상성 손상, 수술 절차, 및 치과 절차와 같은 장애와 관련될 수 있다. 일부 실시예에서, 방법은 중등도 통증(시각적 아날로그 척도(VAS) 4-6) 또는 심각한 통증(VAS 7-10)의 치료를 위한 것이다.
따라서, 상기 설명한 바와 같이 다단계 가열을 포함하는 일부 적용예에서, 상기 식물 물질은 상기 물질을 증발시키기 전에 상기 식물 물질의 화합물을 탈카르복실화하기에 충분한 온도로 가열된다. 예를 들어, 대마초는 탈카르복실화, 즉, 상기 대마초에 존재하는 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)을 테트라하이드로칸나비놀(THC)로 전환하고/하거나 칸나비놀산(CBDA)을 칸나비디올(CBD)로 전환하기에 충분한 기간 동안 제2 온도에서 유지될 수 있다. 일부 적용예에서, 상기 물질을 제2 온도로 유지하는 것은 Dussy 등에 의한, “of Delta9-THCA-A from hemp and analytical aspects concerning the determination of Delta9-THC in cannabis products (Forensic Sci. Int. 2005년 4월 20;149(1):3-10)”이라는 제목의 논문(이의 전체 개시 내용은 본원발명에서 참고로 포함되고) 및/또는 Veress 등에 의한, "Determination of cannabinoid acids by high-performance liquid chromatography of their neutral derivatives formed by thermal decarboxylation: I. Study of the decarboxylation process in open reactors"(Journal of Chromatography A 520:339-347, 1990년 11월)이라는 제목의 논문(이의 전체 개시 내용은 본원발명에서 참고로 포함되고)에 따른 대마초의 탈카르복실화를 야기한다. 예를 들어, 도 12b는 상기 식물 물질이 약 제2 온도에서 약 25초 동안 유지되는 것을 도시한다.
상기 제2 가열 단계는 급속 가열 단계(예를 들어, 상기 식물 물질을 포함하는 상기 캡슐이 초당 50 ℃ 초과, 또는 초당 100 ℃ 초과하는 속도로 가열되는 가열 단계)일 수 있다. 또한, 상기 증발기의 상기 제어 회로는, 상기 캡슐의 온도(상기 식물 물질의 온도를 나타냄)가 상기 제2 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여, 상기 캡슐의 추가 온도 상승을 중단하도록 구성될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 일부 적용예에서, 상기 가열의 제3 단계(도 12a의 실선 곡선에 의해 도시된 제2 가열 단계에 대응함)는 상기 증발기로부터 공기의 흡입에 응답하여 자동으로 개시된다. 대안으로, 상기 가열 과정의 제3 단계는 다른 입력(예를 들어, 온(ON) 버튼을 두 번째로 누르는 것)에 응답하여 개시될 수 있다. 또한, 대안으로, 상기 가열 과정의 제3 단계는 가열의 제2 단계가 완료된 후 자동적으로 개시될 수 있고, 제3 가열 단계를 위한 목표 온도에 도달했음을 나타내기 위해 표시(표시등, 진동, 및/또는 오디오 신호(예를 들어, 삐 소리)와 같은)가 생성될 수 있다. 제3 가열 단계 동안, 상기 제어 회로는 상기 가열 과정의 제1 및 제2 단계 동안보다 느린 속도로 상기 캡슐을 가열할 수 있다. 예를 들어, 상기 과열 과정의 제3 단계 동안, 상기 증발기의 상기 캡슐들의 상기 메시들은 초 당 50 ℃ 미만, 예를 들어, 초 당 40 ℃ 미만의 속도로 가열될 수 있다. 상기 과열 과정의 제3 단계에서, 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가, 상기 식물 재료의 증발 온도 및 상기 식물 물질의 열분해 온도 사이에 있음을 감지하는 것에 응답하여, 상기 캡슐의 추가 온도 상승을 중단하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 증발기가 대마초를 증발시키기 위해 사용될 때, 상기 증발기의 상기 제어 회로는 상기 캡슐의 온도가 180 ℃ 초과(예를 들어, 190 ℃ 초과), 및/또는 220 ℃ 미만(예를 들어, 210 ℃ 미만), 예를 들어, 180 및 220 ℃ 사이, 또는 190 및 210 ℃ 사이의 온도인 제3 온도에 도달한 것을 감지한 것에 응답하여 상기 캡슐의 추가 온도 상승을 중단시키도록 구성된다.
비록 3단계 가열 과정이 상기 식물 재료로서 대마초를 사용하는 것과 관련하여 주로 설명되었지만, 본 개시 내용의 범위는, 필요한 부분만 약간 수정하여, 3단계 가열 과정을 다른 식물 물질(예를 들어, 담배)에 적용하는 것을 포함한다. 대마초 외에 다른 식물 물질에 적용될 때, 3단계 과열 과정에 사용되는 온도 및 기간은 상기 식물 물질의 특성 증발 온도, 열분해 온도, 및 다른 화학적 특성에 따라 달라질 것이다.
상기 설명한 바와 같이, 칸나비노이드는 통증 치료와 같은 다양한 의학적 상황에 대해 투여될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 인간 또는 동물 대상체에서 통증을 치료하는 방법은 THC/THCA를 포함하는 대마초의 부피를, 예를 들어 140 내지 160 ℃의 제1 온도로 5 내지 15초 동안, 상기 대마초의 가열된 부피를 형성하기 위해 가열하는 것을 포함할 수 있다. 대마초의 부피는 이미 존재하는 일부의 테트라하이드로칸나비놀(THC)을 가질 수 있지만, 상기 제1 온도로 가열하는 것은 대마초의 부피 내의 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)을 추가의 테트라하이드로칸나비놀(THC)로 전환할 것이다.
유사하게, 인간 또는 동물 대상체에서 통증을 치료하는 방법은 CBD/CBDA를 포함하는 대마초의 부피를, 예를 들어, 140 내지 160 ℃의 제1 온도로 5 내지 15초 동안, 상기 대마초의 가열된 부피를 형성하기 위해 가열하는 것을 포함할 수 있다. 대마초의 부피는 이미 존재하는 일부의 칸나비디올(CBD)을 가질 수 있지만, 상기 제1 온도로 가열하는 것은 대마초의 부피 내의 칸나비디올산(CBDA)을 추가의 칸나비디올(CBD)로 전환할 것이다.
상기 방법은 상기 가열된 대마초의 부피를 190 내지 200 ℃의 제2 온도로 2 내지 5초 동안 상기 화합물(예를 들어, THC 또는 CBD)을 포함하는 증기 용량을 형성하기 위해 가열하는 것을 추가적으로 포함할 수 있다. 증기 용량 내의 화합물은 제1 온도로 가열하는 것의 결과로서 형성된 추가 양과 함께 대마초의 부피 내에 이미 존재하는 화합물을 포함할 것이다. 제2 온도로 가열하는 것은 제1 온도로부터 또는 상기 가열된 부피가 제1 온도 미만으로 냉각된 이후의 더 낮은 온도(예를 들어, 비활성으로 인해 주위 온도로 냉각된)로부터 수행될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
인간 또는 동물 대상체에서 통증을 치료하는 방법은 감소된 양의 전구체 및 증가된 양의 화합물을 포함하는 전환된 대마초의 덩어리를 얻기 위해 상기 대마초의 덩어리를 140 내지 160 ℃의 제1 온도로 5 내지 15초 동안 가열함으로써 전구체를 탈카르복실화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 화합물을 포함하는 증기의 용량을 생성하기 위해, 추가적으로 상기 전환된 덩어리를 190 내지 200 ℃의 제2 온도로 2 내지 5초 동안 가열함으로써, 상기 전환된 덩어리 내의 화합물을 증발시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 대상체에게 상기 증기의 용량을 투여하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 탈카르복실화 이전에, 상기 설명한 바와 같이, 90 내지 110 ℃와 같은 예비 온도에서 5 내지 15초 동안 대마초의 덩어리 내의 습기를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 화합물은 테트라하이드로칸나비놀(THC)일 수 있고, 상기 전구체는 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)일 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 상기 화합물은 칸나비디올(CBD)일 수 있고, 상기 전구체는 칸나비디올산(CBDA)일 수 있다.
치료 방법은 또한 치료를 필요로 하는 인간 또는 다른 동물 대상체에게 증기를 투여하는 단계를 포함한다. 일부 적용예에서, 방법은 하나 이상의 증기의 용량을 투여하는 단계를 포함한다. 그러한 용량은 상기 설명한 바와 같은 증기로부터 하나 이상의 흡입(또는 “퍼프”)을 포함할 수 있다. 용량은 바람직하게는 THC 및 CBD와 같은 안전하고 효과적인 양의 하나 이상의 화합물을 포함한다. “안전하고 효과적인” 양의 화합물은, 과도한 좋지 않은 부작용(독성, 자극 또는 알레르기와 같은)이 없는, 이 기술의 방식에 따라 사용될 때 합리적인 이익/위험 비율에 비례하는, 인간 또는 동물 대상체에서 원하는 치료 효과(예를 들어, 통증 치료)를 갖기에 충분한 양이다. 상기 특정한 안정하고 효과적인 양의 화합물은 치료되는 특정 상태, 환자의 신체 상태, 동시 요법의 특성(존재하는 경우), 사용된 특정한 화합물, 및 원하는 투여 요법과 같은 요인에 따라 달라질 것이다. 대마초 식물 물질의 증기를 포함하는 일부 적용예에서, 상기 용량은 인지 장애를 거의 또는 전혀 일으키지 않으면서, 통증 완화에 영향을 주기에 충분하다. 특히, 주어진 대상체에 대해, 치료(예를 들어, 통증 완화)에 필요한 최소 증기의 용량(하한 임계값)이 있다. 동시에, 대상체에 정신적 영향을 줄 수 있는 더 높은 증기의 용량(상한 임계값)이 있다. 따라서, 예시적인 실시예에서, 치료 동안 상기 증기의 용량은 하한 임계 값을 초과하지만 상한 임계 값 미만이 되도록 조정된다. 이러한 임계 값들은 경험적 연구를 통해 결정된 설계 매개 변수일 수 있다.
일부 적용예에서, 대마초 식물 물질 25 mg 당 적어도 1 mg 테트라하이드로칸나비놀(THC)의 증발 및 투여를 허용하기 위해 THC를 포함하는 대마초 식물 물질에 대해 방법이 수행된다. 예를 들어, 상기 방법은 대마초 식물 물질 25 mg 당 2 mg 내지 7.5 mg의 THC(예를 들어, 대마초 식물 물질 25 mg 당 5 mg의 THC)의 증발 및 투여를 허용하기 위해 수행될 수 있다. 상기 방법은 THC의 증발 및 투여가 대마초의 부피에 대한 목표 용량의 ± 5% 이내(예를 들어, 대마초의 부피에 대한 목표 용량의 ± 3% 이내)가 되도록 제어될 수 있다. 비제한적인 실시예에서, 상기 THC의 증발 및 투여는 대마초의 부피에 대한 2 mg 목표 용량의 ± 0.1 mg 내에 있을 수 있다. 상기 증기의 용량은 1 mg 내지 7.5 mg의 THC(예를 들어, 2 mg 내지 5 mg의 THC)를 포함할 수 있다. 상기 증기의 용량은 각각의 흡인의 길이/범위에 따라 하나 이상의 흡인을 통해(예를 들어, 더 적은 수의 긴 흡인 또는 더 많은 수의 짧은 흡인을 통해) 상기 증발 장치로부터 투여될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 다른 예에서, 상기 증기의 용량은 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)을 적어도 1:50의 THC:THCA 비율로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 THC:THCA의 비는 적어도 1:2(예를 들어, 1:1)일 수 있다. 또한, THC/THCA를 포함하는 대마초의 적어도 THCA의 50%가 THC로 전환될 수 있다. 예를 들어, 적어도 대마초의 THCA의 87%가 THC로 전환될 수 있다.
일부 적용예에서, 대마초 식물 물질 25 mg 당 적어도 1 mg의 칸나비디올(CBD)의 증발 및 투여를 허용하기 위해 CBD를 포함하는 대마초 식물 물질에 대해 방법이 수행된다. 예를 들어, 상기 방법은 대마초 식물 물질 25 mg 당 적어도 2 mg 내지 7.5 mg의 CBD(예를 들어, 대마초 식물 물질 25 mg 당 5 mg의 CBD)의 증발 및 투여를 허용하기 위해 수행될 수 있다. 상기 방법은 THC의 증발 및 투여가 대마초의 부피에 대한 목표 용량의 ± 5% 이내(예를 들어, 대마초의 부피에 대한 목표 용량의 ± 3% 이내)가 되도록 제어될 수 있다. 비제한적인 실시예에서, 상기 CBD의 증발 및 투여는 대마초의 부피에 대한 2 mg 목표 용량의 ± 0.1 mg 내에 있을 수 있다. . 상기 증기의 용량은 1 mg 내지 7.5 mg의 CBD(예를 들어, 2 mg 내지 5 mg의 CBD)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 증기의 용량은 칸나비디올(CBD) 및 칸나비디올산(CBDA)을 적어도 1:50의 CBD:CBDA 비율로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 CBD:CBDA의 비는 적어도 1:2(예를 들어, 1:1)일 수 있다. 또한, CBD/CBDA를 포함하는 대마초의 적어도 CBDA의 50%가 CBD로 전환될 수 있다. 예를 들어, 적어도 대마초의 CBDA의 87%가 THC로 전환될 수 있다.
이제, 일부 적용예에 따라, 각각의, 연속적인 증발기의 퍼프를 갖는 식물 물질로부터 방출되는 퍼프 입자 질랑(예를 들어, 화합물의)을 보여주는 막대 차트인 도 13a 및 도 13b를 참조한다. 상기 막대의 y 축은 주어진 임의의 질량의 퍼센트로 상기 식물 물질에서 방출되는 화합물의 퍼프 입자 질량을 측정한다. 상기 막대 차트는 각각의 퍼프 동안 상기 캡슐을 통한 총 기류가 서로 동일하다고 가정할 때, 각각의 퍼프 동안 식물 물질로부터 방출되는 화합물의 질량을 나타낸다.
도 13a는 상기 캡슐이 각각의 퍼프 동안 동일한 온도로 가열되는 경우, 각각의 퍼프 동안 식물 물질로부터 방출되는 화합물의 질량의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연속 퍼프 동안, 연속 퍼프 동안 식물 물질로부터 방출되는 화합물의 질량이 감소하는데, 이는 각각의 연속 퍼프와 함께, 더 많은 화합물이 상기 식물 물질로부터 이미 방출되어, 방출에 이용 가능한 화합물이 적기 때문이다.
상기 전술한 바와 같이, 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 현재 가열되고 있는 식물 물질의 일부로부터(예를 들어, 캡슐 내에 배치된 식물 물질의 일부일 수 있다) 이미 증발된 화합물의 양을 설명한다. 예를 들어, 일부 경우에, 현재 가열되고 있는 캡슐에 이미 적용된 기류 속도 및 온도에 기초하여, 상기 제어 회로는 이미 증발된 화합물의 양을 결정한다. 일부 적용예에서, 상기 제어 회로는 이미 증발된 화합물의 양에 응답하여, 상기 캡슐을 가열할 목표 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 주어진 기류 속도에 대해, 상기 제어 회로는 상기 캡슐을 더 큰 온도로 가열할 수 있으며, 이미 증발된 화합물의 양이 더 많아질 수 있다.
도 13b는, 그러한 적용예에 따라, 연속 퍼프 동안 식물 물질로부터 방출되는 화합물의 질량의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연속 퍼프 동안 상기 식물 물질로부터 방출되는 화합물의 질량은 일정하게 유지되며, 이는 상기 제어 회로가 각각의 연속 퍼프에 의해 상기 식물 물질이 가열되는 온도를 증가시키기 때문이고, 상기 사실을 설명하기 위해, 각각의 연속 퍼프와 함께, 더 많은 화합물이 이미 상기 식물 물질로부터 방출되었다. 상기 사실을 설명하는 상기 증발기의 상기 제어 회로의 결과로, 각각의 연속 퍼프와 함께, 더 많은 화합물이 이미 상기 식물 물질로부터 방출되었고, 이는 임의의 주어진 흡입 기류 속도의 경우이며, 상기 식물 물질의 부분(예를 들어, 캡슐)의 사용의 시작과 상기 식물 물질의 부분의 사용의 종료 사이에 상기 증발기에 의해 생성되는 증기의 강도, 향, 및/또는 증기의 구강 충만도는 차이가 없다(또는 무시할 수 있다).
본 출원의 범위는 또한, 2016년 3월 17일에 출원된 “Vaporizer for vaporizing an active ingredient” 제목의 국제 출원 번호 PCT/IL2016/050293(WO 2016/147188로 공개됨), 이는 2015년 3월 19일에 출원된 “Vaporizer for vaporizing an active ingredient”제목의 14/662,607(US 2016/0271347로 공개됨) 미국 출원의 부분 연속 출원(continuation-in-part)이고, 이들에 설명된 기구 및 방법을 포함하며, 이들의 전체 개시 내용은 본원발명에 참조로 포함된다.
본 기술의 적용예는 하기 비제한적인 실시예를 통해 더 설명된다.
실시예
인간의 장애를 치료하기 위한 본 기술의 증발 장치의 약물동력학, 효능, 안정성 및 사용 용이성을 조사히기 위한 연구가 수행되었다. 연구 참여를 위해 지원자를 모집하고 하기 포함 기준을 충족시켰다: (a) 30세 초과 및 70세 미만, (b) 알려진 의학적 문제가 없음 및 (c) 해당되는 경우, 소변 임신 검사 음성(β 인간 융모성 생식선 자극 호르몬 임신 검사). 배제 기준은 (a) 중대한 심장 또는 폐 질환, (b) 정신병 또는 불안 장애의 병력, (c) 임신, 임신 시도 또는 모유 수유, (d) 신경병증성 또는 비 신경병증성 통증 장애의 존재, (e) 낮은 수축기 혈압(90 mm Hg 초과), (f) 당뇨병, (g) 정신병 또는 불안 장애의 1촌 가족력, (h) 약물 중독의 가족력, (i) 약물 남용의 가족력, (j) 하기 약물의 동시 사용: 리팜피신, 리파부틴, 카르바마제핀, 페노바르비탈, 프리미돈, (k) 하기 식물의 사용: 하이페리쿰 퍼포라툼(Hypericum perforatum), 트로글리타존(troglitazone), (l) 연구 전 12 시간까지 알코올 소비, (m) 100 BPM 초과의 심박수, 90 mm Hg 미만의 혈압(수축기), 91% 미만의 포화도와 같은 비정상 매개 변수, (n) 연구 전 72 시간까지 기분전환의 대마초 사용, (o) 임의의 만성 약물 사용, 및 (q) 30세 미만 또는 70세 초과의 존재이다.
연구는 단일 상승 용량 설계를 가졌다. 참가자들은 4개의 용량 관련 그룹으로 나뉘었으며, 각 그룹은 3명의 지원자를 포함한다. 3회의 성공적인 훈련 흡입 후, 각 참가자는 단일 용량을 3초간 흡입했다. 용량 그룹은 10 ± 0.1 mg, 15 ± 0.1 mg, 20 ± 0.1 mg, 25 ± 0.1 mg의 THC였다.
THC 및 이의 활성 대사 산물 Δ9 카르복시-THC의 혈장 수준의 모니터링을 위해 흡입 직전 및 흡입 후 2, 3, 4, 10, 30분 후에 혈액 샘플을 채취하였다. 상기 혈액은 EDTA를 포함하는 13 x 75 mm 자주색 뚜껑의 진공 채혈관에 수집되었다. 샘플을 얼음 위에 유지시키고 30분 이내에 원심 분리하였다. 혈장 샘플을 3.6 ml 폴리프로필렌 Nunc cryotubes(Thomas Scientific, NJ, USA)에 분취하고, -20 ℃에서 냉동 보관하고, 6주 이내에 분석하였다. 칸나비노이드 분석은 Pactox(Pacific Toxicology Laboratories) 실험실에서 다차원 가스 크로마토그래피 질량 분석법에 의해 수행되었다.
부작용은 참가자들에 의해 자발적으로 보고된 것들과 함께, 흡입 후 5, 15, 30, 60 및 120분에 기록되었다. 부작용은 심각도, 빈도, 기간, 및 연구 약물과의 관계 측면에서 표준화된 기준에 따라 평가되었다. 성인 부작용의 심각도롤 평가하기 위해 NIH Division of AIDS 테이블을 사용하여 부작용이 등급화되었다.
혈압, 맥박수, 및 산소 포화도는 또한 흡입 기준 시점, 30, 60, 90 및 120 분 후에 기록되었다. 인지 테스트는 흡입 30, 60 분 후 및 실험 종료 시에 실험 이전에 Short Blessed Test를 사용하여 수행되었다.
연구 장치는 도면과 관련하여 상기 설명된 바와 같으며, 최대 80회 용량의 가공된 대마초 꽃을 증발시켜 화합물의 폐 전달을 야기하도록 설계되었다. 상기 흡입기는 다중 용량 카트리지, 표시등, 및 전원 스위치로 구성되었다. 상기 카트리지에는 다수의 미리 칭량된 10.0 ± 0.1 mg, 15.0 ± 0.1 mg, 20.0 ± 0.1 mg, 및 25.0 ± 0.1 mg 용량의 가공된 대마초 꽃으로 미리 충전되었다. 상기 증발 과정은 지원자가 작동 버튼을 누르는 것에 의해 세분화되고 시작되었다. 세분화된 증발 과정은 THCA를 THC1로 전환시키는 것을 목표로 하며, 이는 (1) 단계 1-상기 물질을 9초 동안 100 ℃로 가열하는 단계; (2) 단계 2-상기 물질을 9초 동안 150 ℃로 가열하는 단계; (3) 단계 3-상기 물질을 흡입의 3초 동안 190 ℃ 내지 200 ℃로 가열하는 단계에 의해 이루어진다. 다음 용량/흡입으로의 전환은 기계적 회전 휠을 사용함으로써 수행된다. 상기 장치는 칸나비노이드 증기가 폐로 완전하고, 고효율로 전달되도록 자동 열 제어 기능을 작동시킨다. 상기 장치는 “단일 흡입” 용량 결정, 즉각적인 투여를 가능하게 하였으며, 흡입 자체 이외의 전처리 또는 대상 개입이 필요하지 않았다.
연구에 의해 사용된 대마초 꽃은 “티쿤 올람(Tikun Olam)”에 의해 제공된 알래스카 품종이었다. 이 품종은 70% 사티바 및 30% 인디카의 혼합 품종이다. 이 품종은 20-22% THC 및 0% CBD로 구성된다. 본 연구에 사용된 가공된 대마초 꽃은 유도체화18 없이 개질된 가스 크로마토그래피 방법에 의해 THC에 대해 테스트되었다. 상기 꽃은 자연 대마초 화합물을 그들의 원래 형태로 유지하기 위해 흡입기 내에 충전되었다. 연구 약물은 적절한 용량을 전달하는 별도의 카트리지에 미리 충전되어 제공되었다.
본 연구의 주요 결과는 흡수 단계 동안 Δ9-THC의 개체-개별 변동성을 특성화하는 것이었다. 2차적 결과는 (a) 부작용 모니터링, (b) 혈압, 및 심박수; 및 (c) 연구 장치를 사용하여 단일 상승 용량의 반응 모니터링이다. 또한, 시험 장치의 사용이 대상체의 인지 상태에 미치는 영향을 평가하였다. 상기 시험의 목적으로 Short Blessed Test 인지 테스트19가 사용되었다.
하기 매개 변수는 연구 데이터로부터 직접 도출되었다: (1) 각각의 Δ9 테트라하이드로칸나비놀(THC) 최고 농도(Cmax ± 표준편차) 부문 (2) 최고 THC 농도에 도달하는 시간(Tmax ± 표준편차); 및 (3) 9-카르복시 THC. Δ9-THC에서 시간 곡선까지 플롯이 생성되었고, 곡선 아래의 면적(AUC)은 선형 수치 사다리꼴 비구획 분석법 또는 정확한 방법으로 결정되었다. 상기 결과는 달리 명시하지 않는 한 평균 ± 표준편차로 표시된다.
현재의 연구 동안 12명의 건강한 지원자가 실험을 위해 모집되었다. 지원자의 기본 데이터는 하기 표 1에 도시되어 있다.
표 1 - 지원자의 기준 특성
| 지원자 | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L |
| 용량 | 10 | 10 | 10 | 15 | 15 | 15 | 20 | 20 | 25 | 20 | 25 | 25 |
| 성별 | 남 | 여 | 여 | 남 | 남 | 여 | 여 | 남 | 남 | 남 | 남 | 남 |
| 나이(세) | 32 | 32 | 31 | 36 | 51 | 42 | 33 | 34 | 37 | 30 | 30 | 31 |
| 무게(Kg) | 67 | 59.4 | 60 | 68.4 | 69.5 | 55 | 53 | 63 | 75 | 72 | 68 | 90 |
| BMI | 26.2 | 21.8 | 20.3 | 22.9 | 21.5 | 21.5 | 22.1 | 19.4 | 21.2 | 22.5 | 21.5 | 26.9 |
BMI = 체질량 지수
THC의 상승 용량은 그러한 농도에 도달하는데 필요한 시간의 유의한 변화 없이 AUC의 치수에서 동일한 선형 증가와 함께 최대 농도의 선형 증가를 생성하였다. 하기 표 2를 참조한다.
표 2 - 다른 용량 그룹에 대한 평균 값
| 그룹 Ⅰ 10±0.1mg |
그룹 Ⅱ 15±0.1mg |
그룹 Ⅲ 20±0.1mg |
그룹 Ⅳ 25±0.1mg |
|
| Δ9-THC Cmax (ng/mL) | 35.43±5.97 | 51.47±13.79 | 72.37±15.93 | 88.63±14.75 |
| AUC0-∞(ng min/mL) | 441.59±88.49 | 624±123.56 | 698.35±174.98 | 971.36±310.4 |
| Tmax (min) | 3.666±0.471 | 3.333±0.471 | 2.666±0.942 | 3±0.816 |
THC Cmax = 테트라하이드로칸나비놀 최대 농도,AUC = 곡선 아래의 면적,
Tmax = 최대 농도에 도달하는 시간
도 14 및 도 15는 각각의 환자의 값과 함께 흡수 단계 동안 Δ9-THC의 개체-개별 변동성의 그래픽 묘사를 도시한다.
연구 기간 동안 혈압, 심박수 또는 혈중 산소 포화도에서 유의한 변화가 관찰되지 않았다. 표 3은 각 용량 그룹에 대한 평균 값을 도시한다.
표 3 - 수축기 및 이완기 혈압, 심박수 및 산소 포화도의 평균값
| 10mg | 15mg | 20mg | 25mg | |
| SBP (mmHg) | 113.4±10.23 | 114.93±6.88 | 120.14±28.03 | 130±16.62 |
| DBP (mmHg) | 69.46±7.86 | 63.85±9.78 | 71.78±14.95 | 80.57±8.92 |
| HR | 71.66±10.14 | 79±13.37 | 68.35±5.83 | 77.57±17.74 |
| SO2 (%) | 99.93±0.25 | 100 | 99.92±0.26 | 99.42±0.9 |
SBP = 수축기 혈압;DBP = 이완기 혈압;
HR = 심박수;
SO2 = 혈중 산소 포화도
지원자에 대한 인지 상태 평가를 가능하게 하는 진단 도구로서 6 항목 시험인 Short Blessed Test가 사용되었다. 각 항목의 점수를 매기고 총 점수는 다음과 같은 기준점에서 계산되었다: 정상 또는 최소 손상: 0-8, 보통 손상: 9-19, 심각하게 손상: 20-33. 모든 지원자들은 표 4에 도시된 바와 같이 최소한의 인지 장애를 설명했다.
표 4 - 용량 관련 Short Blessed Test의 평균 값
| 10mg | 15mg | 20mg | 25mg | |
| SBT 0 min | 0.66±0.94 | 0 | 2±1.63 | 2±2.82 |
| SBT 30 min | 2.33±3.29 | 1.33±1.88 | 0.66±0.94 | 0 |
| SBT 120 min | 2.66±0.47 | 3±0.81 | 0.66±0.94 | 0 |
SBT = Short Blessed Test 점수
연구의 주요 결과는 상승 용량 투여 방식으로 열량-투여량 흡입기를 사용함으로써 흡입된 Δ9-THC의 약물동력학 프로파일을 결정하는 것이었다. 모든 지원자들은 꽃의 세분화된 가열 증발 후 3초 동안 THC의 상승 용량으로 흡입하였다. THC 폐 흡수는 빠르며 혈중 농도가 이상적으로 감소한다. 대조적으로, 정맥 내 THC 투여는 혈액에서 가장 높은 농도, 즉 Δ9-THC Cmax(ng/ml): 43.8(하기, 참조문헌 1); 32.8(하기, 참조문헌 2); 및 23.8(하기 참조문헌 3)이다. 다양한 유형의 폐 전달 방법은 THC mg 당 다양한 Cmax를 산출하였다. 도 17은 상기 흡입기의 결과를 문헌에 공개된 데이터와 비교한다. 상기 흡입기는 Syqe 흡입기(12.3 ng/mL/mg, 하기 참조문헌 3), Volcano 증발기(3.9-9 ng/mL/mg, 하기 참조문헌 4 및 5) 및 그을린 대마초(2.9-4.6 ng/mL/mg)(하기 참조문헌 4, 7, 및 8)의 최근 공개된 데이터와 비교하였을 때, THC Cmax의 가장 높은 증가를 산출하였다. 본 기술의 흡입기를 사용한 Cmax 결과는 그을린 대마초(참조문헌 8 및 12)와 비교하여 3.9-5.8 및 Syqe 흡입기(하기 참조문헌 3)와 비교하여 1.3-1.46 계수로 더 높았다. 이것은 아마도 그을린 대마초와 비교하였을 때 흡입이 길고, Syqe 흡입기와 비교하였을 때 THCA로부터 THC로의 전환으로 인한 것이다. 흡입기의 온도 센서와 이의 효과적인 피드백 및 열 제어 알고리즘으로 인해 낮은 변동 계수(CV)가 달성되었다. 문헌의 CV 값들은 그을린 대마초의 경우 32% - 116%(하기, 참조문헌 6, 7, 및 8), 증발기의 경우 47%-85%(하기, 참조문헌 4, 및 9), 구강 소비의 경우 42%-115%(하기 참조문헌 6, 10, 및 11), 및 구강 점막 투여의 경우 59%-67%(하기 참조문헌 10 및 도 16)로 보고하였다. 흡입기의 사용은 부작용을 최소화하거나 전혀 나타내지 않았으며, 모두 가역적이고 빠르게 사라졌다. 수행된 인지 테스트는 정상에서 최소 손상된 인지 상태를 보여주었다.
당업자는 본 개시 내용의 예시적인 실시예가 상기 특히 도시되고 설명된 것에 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 오히려, 본 개시 내용의 범위는 상기 설명한 다양한 특징의 조합 및 서브 조합뿐만 아니라, 전술한 내용을 읽을 때 당업자에게 발생할 수 있는 종래 기술에는 없는 이들의 변형 및 수정을 포함한다. 예를 들어, 이해될 수 있는 바와 같이, 도 10, 11, 12a 및 12b 등을 참조하여 상기 설명한 제어 방법들은 조합 및/또는 병렬로 실행될 수 있다.
Claims (33)
- THC/THCA를 포함하는 대마초의 부피를 140 내지 160 ℃의 제1 온도에서 5 내지 15초 동안 가열하여 상기 대마초의 가열된 부피를 형성하는 단계;
상기 대마초의 상기 가열된 부피를 190 내지 200 ℃의 제2 온도에서 2 내지 5초 동안 가열하여 테트라하이드로칸나비놀을 포함하는 증기의 용량을 형성하는 단계; 및
상기 증기의 용량을 대상체에 투여하는 단계를 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 온도에서 상기 가열하는 단계 이전에,
상기 대마초의 부피를 90 내지 110 ℃의 온도에서 5 내지 15초 동안 예열하는 단계를 더 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 용량은 1 mg 내지 7.5 mg의 상기 테트라하이드로칸나비놀을 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 용량은 상기 테트라하이드로칸나비놀(THC) 및 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)을 적어도 1:50의 THC:THCA 비로 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 THC/THCA를 포함하는 대마초에서 적어도 테트라하이드로칸나비놀산의 50%가 상기 테트라하이드로칸나비놀로 전환되는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 온도에서 가열하는 단계 및 상기 제2 온도에서 가열하는 단계는, 그 사이에서 상기 대마초의 부피를 유지하고 저항 가열에 의한 열을 생성하도록 구성된 전기 전도성 물질의 2개의 피복층을 포함하는 캡슐을 포함하는 장치에서 수행되는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 장치는 상기 캡슐을 수용하도록 구성된 증발 유닛을 더 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 투여하는 단계는 통증 관리, 식욕 자극, 메스꺼움 및 구토, 녹내장, 오피오이드 및 다른 약물 의존성 및 금단, 간질, 천식 및 정신 장애 중 적어도 하나의 치료를 위해 수행되는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 투여하는 단계는 상기 통증 관리의 치료를 위해 수행되는 인간 또는 동물 대상체의 장애를 치료하는 방법.
- CBD/CBDA를 포함하는 대마초의 부피를 140 내지 160 ℃의 제1 온도에서 5 내지 15초 동안 가열하는 단계;
상기 대마초의 부피를 190 내지 200 ℃의 제2 온도에서 2 내지 5초 동안 가열하여 칸나비디올을 포함하는 증기의 용량을 형성하는 단계; 및
상기 증기의 용량을 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 온도에서 가열하는 단계 이전에,
상기 대마초의 부피를 90 내지 110 ℃의 온도에서 5 내지 15초 동안 예열하는 단계를 더 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 용량은 1 mg 내지 7.5 mg의 상기 칸나비디올을 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 용량은 상기 칸나비디올(CBD) 및 칸나비디올산(CBDA)을 적어도 1:50의 CBD:CBDA 비로 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 CBD/CBDA를 포함하는 대마초에서 적어도 칸나비디올산의 50%가 칸나비디올로 전환되는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 온도에서 가열하는 단계 및 상기 제2 온도에서 가열하는 단계는, 그 사이에서 상기 대마초의 부피를 유지하고 저항 가열에 의한 열을 생성하도록 구성된 전기 전도성 물질의 2개의 피복층을 포함하는 캡슐을 포함하는 장치에서 수행되는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 장치는 상기 캡슐을 수용하도록 구성된 증발 유닛을 더 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 초기 양의 화합물 및 초기 양의 전구체를 함유하는 대마초의 덩어리에서, 상기 대마초의 덩어리를 140 내지 160 ℃의 제1 온도에서 5 내지 15초 동안 가열함으로써 감소된 양의 상기 전구체 및 증가된 양의 상기 화합물을 포함하는 전환된 대마초의 덩어리 얻기 위해 상기 전구체를 탈카르복실화하는 단계;
상기 전환된 덩어리를 190 내지 200 ℃의 제2 온도에서 2 내지 5초 동안 가열함으로써 상기 화합물을 포함하는 증기의 용량을 생성하기 위해 상기 전환된 덩어리 내의 상기 화합물을 증발하는 단계; 및
상기 증기의 용량을 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 화합물은 테트라하이드로칸나비놀(THC)이고, 상기 전구체는 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)인 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 화합물은 칸나비디올(CBD)이고, 상기 전구체는 칸나비디올산(CBDA)인 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제17항에 있어서,
상기 탈카르복실화하는 단계 이전에, 90 내지 110 ℃의 예비 온도에서 5 내지 15초 동안 상기 대마초의 덩어리를 제습하는 단계를 더 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 1 mg 내지 7.5 mg의 테트라하이드로칸나비놀(THC)의 용량을 포함하는 대마초 식물 물질 증기를 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제21항에 있어서,
상기 대마초 식물 물질 증기는 테트라하이드로칸나비놀산(THCA)을 더 포함하고, 상기 대마초 식물 물질 증기 내의 THC:THCA 비는 적어도 1:50인 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제21항에 있어서,
대마초 식물 물질을 제1 온도에서 가열하는 제1 가열 단계; 및
상기 대마초 식물 물질을 제2 온도에서 가열하여 상기 대마초 식물 물질 증기를 형성하는 제2 가열 단계를 더 포함하고,
상기 제1 가열 단계 및 상기 제2 가열 단계는, 그 사이에서 상기 대마초 식물 물질을 유지하고 저항 가열에 의한 열을 생성하도록 구성된 전기 전도성 물질의 2개의 피복층을 포함하는 캡슐을 포함하는 장치에서 수행되는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 제23항에 있어서,
상기 장치는 상기 캡슐을 수용하도록 구성된 증발 유닛을 더 포함하는 인간 또는 동물 대상체의 통증을 치료하는 방법.
- 하기의 단계를 포함하는 제1 농도의 온도-민감성 성분을 포함하는 식물 물질로부터 식물 물질 증기를 제조하는 방법:
상기 식물 물질의 초기 부피를 제1 온도에서 가열하여 상기 온도-민감성 성분의 상기 제1 농도가 상기 초기 부피에 비해 감소되는 상기 식물 물질의 가열된 부피를 형성하는 단계; 및
상기 식물 물질의 가열된 부피를 제2 온도에서 가열하여 상기 온도-민감성 성분을 포함하는 상기 식물 물질 증기를 형성하는 단계.
- 제25항에 있어서,
상기 온도-민감성 성분은 상기 제1 온도에서 가열되는 동안 제2 성분으로 전환되고, 상기 식물 물질 증기는 상기 제2 성분을 더 포함하는 식물 물질 증기를 제조하는 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 제1 온도에서 가열하는 단계는, 상기 식물 물질의 감각 수용성 프로파일을 변화시키는 식물 물질 증기를 제조하는 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 식물 물질은 대마초인 식물 물질 증기를 제조하는 방법.
- 제25항에 있어서,
상기 식물 물질은 담배인 식물 물질 증기를 제조하는 방법.
- 하기의 단계를 포함하는 초기 양의 화합물 및 초기 양의 상기 화합물의 전구체를 포함하는 식물 물질의 덩어리로부터 식물 물질 증기 용량을 제조하는 방법:
상기 식물 물질의 덩어리를 140 내지 160 ℃의 제1 온도에서 5 내지 15초 동안 가열함으로써 상기 전구체의 감소된 양 및 상기 화합물의 증가된 양을 포함하는 전환된 식물 물질의 덩어리를 얻는, 상기 전구체를 상기 화합물로 전환하는 단계; 및
상기 식물 물질 증기 용량을 생성하기 위해 상기 전환된 덩어리를 190 내지 200 ℃의 제2 온도에서 2 내지 5초 동안 가열함으로써 상기 전환된 덩어리의 상기 화합물을 증발하는 단계.
- 제30항에 있어서,
상기 전환하는 단계는 상기 전구체를 탈카르복실화하는 것을 포함하는 식물 물질 증기 용량을 제조하는 방법.
- 제30항에 있어서,
상기 식물 물질은 대마초인 식물 물질 증기 용량을 제조하는 방법.
- 제30항에 있어서,
상기 식물 물질은 담배인 식물 물질 증기 용량을 제조하는 방법.
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