KR20200118081A - 전기적 응축 에어로졸 디바이스 - Google Patents

전기적 응축 에어로졸 디바이스 Download PDF

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KR20200118081A
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KR
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disposable cartridge
foil substrate
aerosol
substrate
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KR1020207024744A
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데이비드 코지 하세가와
밍주 레이
길버트 티. 통
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알렉스자 파마스티칼즈, 인크.
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Publication date
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Abstract

본 발명은 질병 및/또는 만성, 간헐적 또는 급성 증상을 치료하기 위한 응축 에어로졸을 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 응축 에어로졸은 온도 민감성 약물 및 포일 기재 상에 코팅된 작은 분자 약물을 포함하는 약물로부터 제조되며, 제어 가능한 램프-업 및 가열 속도를 이용한 정밀하게 제어되는 온도 프로파일로 전기 저항 가열을 통하여 가열되어 코팅된 약물을 기화시킨고, 후속적으로 응축하여 에어로졸 입자를 형성한다. 이러한 응축 에어로졸은 열화 생성물이 거의 또는 전혀 없다. 약물 및 응축 에어로졸을 제조하는 디바이스를 포함하는 키트 역시 제공된다. 또한, 이러한 에어로졸 및 키트를 사용하는 방법, 그리고 에어로졸을 제조하는 방법이 개시된다.

Description

전기적 응축 에어로졸 디바이스
저작권에 관한 진술
본 특허문헌의 개시 내용의 일부는 저작권법 상 보호를 받는다. 저작권자는 특허청의 파일 또는 기록에 기재된 대로 특허문헌 또는 개시 내용을 누구나 팩시밀리로 복제하는 것에 대하여 반대하지는 않으나, 그 이외의 경우에는 저작권을 보유한다.
본 개시 내용은 전체적으로 에어로졸의 전달을 위한 약물 에어로졸 및 방법, 그리고 약물 에어로졸 전달용 키트 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 약물 자체가 기화되는 약물로 코팅된 포일 기재를 전기 가열함으로써 응축 약물 에어로졸을 생성하는 디바이스에 관한 것이다. 약물은 온도 의존적일 수 있는 기화 프로세스 중 열화(degradation)에 민감할 수 있다. 약물 순도, 방출 용량 (emitted dose), 입자 사이즈 및 에어로졸로서 안정성은 본 명세서에 기재된 전기적 응축 약물 에어로졸 디바이스를 통하여 달성될 수 있다.
현재, 건조분말 흡입기, 네뷸라이저 및 정량식 흡입기(pressurized metered dose inhaler)를 포함하는, 다수의 승인된 약물의 흡입 전달용 디바이스가 존재한다. 600℃까지의 온도에서 박막의 약물은 공기 흐름 내에서 500 ms 미만의 시간 후에 급격히 기화되어 약물의 열화는 최소화하면서 고수율 및 고순도를 갖는 약물 에어로졸을 형성할 수 있다. 응축 약물 에어로졸은 흡입 의료용 디바이스를 이용하여 약물을 효과적으로 폐로 전달하는데 사용된다. 금속 기재 상에 부착된 박막의 약물이 전기저항 가열에 의하여 기화되는 디바이스 및 방법은 실증된 바 있다.
흡입 가능한 약물 제제, 특히 흡입에 의한 전신(systemic) 전달을 위한 제제가 바람직한데, 이는 최소 침습적인, 효율적이면서 신속한 투여 루트를 가능하기 때문이다. 건조분말 흡입기, 네뷸라이저 및 정량식 흡입기로부터 생성되는 흡입 에어로졸은 에어로졸 형태의 약물 안정성 또는 전달능을 증가시키기 위하여 전형적으로 부형제 또는 용매를 포함한다. 이러한 전형적인 흡입 디바이스는 방출 용량, 입자 사이즈 및 생성된 약물 에어로졸의 미세 호흡가능 분율(fine respirable fraction)을 적절히 조절하지 않는다. 그 결과, 이러한 타입의 디바이스로부터 생성된 에어로졸은 폐 루트를 통한 전신 약물 전달에는 비효율적이다.
본 개시 내용은 다른 흡입 기술에서 지적된 단점 및 문제점을 극복하고, 약물의 기화 과정에서 열적 열화를 포함하는 열화를 조절하는 메커니즘을 제공하여, 호흡 가능한 에어로젤 입자 사이즈, 일정한 미세 호흡가능 분율 및 흡입에 의한 전신 약물 전달에 이상적으로 적합한 방출 용량과 함께 고순도의 약물 화합물을 갖는 에어로졸을 제조할 수 있다.
휴대용 디바이스에 전원을 공급하기 위하여 배터리를 사용하는 것 역시 문제점이 지적되었다. 휴대용 디바이스용으로 사용되는 전통적인 배터리 타입은 알칼리, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 및 니켈 금속 하이드라이드(NiMH)를 포함한다. 이러한 배터리의 화학 작용은 전류 요구량이 낮은 용도, 예를 들면 기화되는 약물의 량이 적기 때문에(200 mg 미만) 비교적 작은 포일 기재 표면적을 가열하는 것이 요구되는 적용에 적합하다. 그러나, 포일 기재 상의 약물 부하가 더 큰 경우(예를 들면, 0.5 내지 10 mg 범위), 상당히 큰 에너지가 요구된다. 이와 같이 보다 큰 약물 부하의 경우, 전통적인 배터리 화학 작용은 약물 필름의 효과적인 기화를 위한 포일 기재를 신속하게 가열하는데 요구되는 높은 전류를 전달할 수 없다. 또한, 이러한 배터리 화학작용의 몇몇은 메모리 효과에 민감하여 반복된 충방전 사이클 후에는 용량이 소실된다.
포일 기재를 급속히 가열하는데 요구되는 높은 방전 전류를 달성하는 방법 중 하나는 수퍼커패시터를 사용하는 것이다. 그러나, 보다 큰 약물 부하에 요구되는 높은 전류를 전달할 수 있는 수퍼커패시터는 휴대용 약물 전달 디바이스용으로는 비교적 크고, 필요한 에너지를 전달하는데 약 4 내지 6개의 수퍼커패시터(각각은 대략 C 또는 D 사이즈 배터리임)가 요구된다. 또한, 디바이스 휴대성이 덜한 수퍼커패시터를 충전하기 위하여는 개별 전원이 요구된다.
따라서, 고출력의 소형 배터리가 약물을 기화시키기 위하여 포일 기재를 신속하게 가열하는데 필요한 에너지를 공급하는 휴대용 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 디바이스를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이종의(dissimilar) 금속을 조합하여 전기회로를 형성하고, 회로의 일 구성요소가 약물로 코팅된 포일 기재로 이루어지는 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다. 전류를 회로로 통과시켜 균일한 전기 저항을 생성하고, 따라서 포일 기재를 가열하여 포일 기재 상에 코팅된 약물을 기화시킨 후에 응축시킴으로써, 흡입에 의하여 효율적으로 약물을 전달할 수 있는 에어로졸 입자를 형성한다. 이러한 디바이스를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명은,
도전성 기재; 상기 기재 표면의 경계가 정하여진(defined) 부위 상에 코팅된 약물-함유 약물 조성물, 여기서 코팅된 약물 필름은 균일하거나 의도적인 두께 구배가 가해진 것일 수 있는, 경계가 정하여진 두께를 가짐;
3초 이하의 시간 이내에 코팅된 약물 조성물의 전부 또는 일부를 기화시키는데 충분한 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전지저항 가열을 수행하도록 상기 기재에 정확한 전류 프로파일을 통과시키기 위한 전류 전달 디바이스; 및
기화된 약물 조성물을 비말동반하고 응축 에어로졸 입자로 응축시키기 위하여 기재 표면 위에서 흡입 공기를 유도하는 공기통로(airway), 상기 응축 에어로졸 입자는 공기통로의 마우스피스 단부로부터 사용자의 구강 내로 방출되어 전신 약물 전달을 수행하도록 기도를 거쳐 심부 폐에 도달함;
을 포함하는 약물 전달 제품을 제공한다.
에어로졸 약물 조성물을 치료에 유효한 량의 약물을 포함한다. 약물 필름은 0.01 내지 50 ㎛의 두께를 갖는다. 약물 필름은 0.01 내지 20 ㎛의 두께를 갖는다. 선정된 약물은 기화 프로세스와 관련된 열에 민감할 수 있다. 선정된 약물은 기화 프로세스와 관련된 열화에 민감할 수 있다. 선정된 약물은 본 명세서에 기재된 가열 디바이스를 사용함으로써 장점을 달성하게 되는데, 이때 가열을 통하여 급격하고, 일정하면서 재현 가능한 가열 프로파일을 제공한다. 이러한 장점은 약물 순도 개선, 열화 감소, 및 폐(폐포) 심부 내 부착 증가를 포함할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 약물 전달 디바이스는 전기가열 과정에서 촬영된 기재 표면의 열 이미지를 이용함으로써 기재 상의 약물 코팅 영역을 매핑하여 기재 부위를 정하는데, 이때 기재 부위에는 다양한 범위의 공기흐름 속도의 존재 하에 코팅된 약물의 기화에 최적화된 타겟 표면 온도이 형성된다. 일 구체예에 있어서, 유체 흐름 및 열 전달을 모델링하기 위하여 전산 유체역학(CFD) 분석과 같은 수치 모델링 툴이 사용되어 다양한 범위의 공기흐름 속도의 존재 하에서 전기저항 가열 과정 중 기재의 표면 온도 구배를 예측하는데 사용됨으로써, 약물 코팅을 위한 기재의 특정 부위를 매핑하기 위하여 코팅된 약물의 기화에 최적화된 기재 부위를 정하게 된다. 일 구체예에 있어서, 약물 전달 디바이스는 포일 기재의 상류측 엣지에서 중간-지점까지를 포함하는 특정 부위 상에 코팅된 약물을 포함한다(도 14). 일 구체예에 있어서, 약물 전달 디바이스는 포일 기재의 중간-지점에서 하측 엣지까지를 포함하는 특정 부위 상에 코팅된 약물을 포함한다(도 13). 약물 코팅 영역은 사다리꼴 형상(도 15), 초승달 형상, 직사각형 형상 또는 정사각형 형상을 포함하는 다양한 형태(configuration)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 약물은 기재의 특정 부위에 코팅되는 바, 해당 부위에서 기재의 온도는 기화에 최적화되고, 그리고 기재 온도가 지나치게 높아 기화 과정에서 불순물의 생성을 야기하거나, 또는 기재 온도가 지나치게 낮아 약물의 바람직하지 않은 성분으로 분해(해리) 및/또는 방출 용량의 감소를 야기할 수 있는 기재 부위는 회피된다. 약물 코팅 영역의 형상은 가열 과정에서 기재의 온도 맵을 따르도록 하여 기재의 가열 과정에서 온도 프로파일이 약물의 기화에 최적화된 기재 부위에 약물 코팅이 이루어지도록 할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 전술한 디바이스가 약물과 함께 사용될 경우, 최적화된 치료를 위하여는 신속한 약물 전달이 요구되는 증상을 치료하는 방법을 교시한다. 약물은 기화 온도 및/또는 열화에 민감한 약물일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 약물의 신속한 전달이 치료에 최적인 증상을 치료하는 방법을 교시하며, 이때 전술한 디바이스가 기화 온도 및/또는 열화에 민감한 약물과 함께 사용된다. 일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 전술한 디바이스가 작은 분자(분자량이 600 g/mol 미만임)의 약물 전달에 사용되어 약물의 신속한 전달이 치료에 최적인 증상을 치료하는 방법을 교시한다. 일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 전술한 디바이스가 작은 분자(분자량이 500 g/mol 미만임)의 약물 전달에 사용되어 약물의 신속한 전달이 치료에 최적인 증상을 치료하는 방법을 교시한다. 일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 전술한 디바이스가 작은 분자(분자량이 400 g/mol 미만임)의 약물 전달에 사용되어 약물의 신속한 전달이 치료에 최적인 증상을 치료하는 방법을 교시한다. 일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 전술한 디바이스가 작은 분자(분자량이 300 g/mol 미만임)의 약물 전달에 사용되어 약물의 신속한 전달이 치료에 최적인 증상을 치료하는 방법을 교시한다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 환자의 증상을 치료하는 방법을 교시하는 바, 상기 방법은:
(a) 기화 온도에 민감한 약물 또는 열화에 민감한 약물을 이용하여 응축 에어로졸을 제조하는 디바이스를 제공하는 단계, 상기 디바이스는, 전기저항 가열 부재로서 그 위에 배치된 약물을 기화시키도록 구성된 금속 포일 기재, 여기서 기화 과정에서 약물의 가열 효율을 증대시키고 약물의 열화를 최소화하는 방식으로 상기 약물이 기재 상에 코팅됨; 정확하고 제어된 전류 전달 프로파일에 따라 전류를 포일 기재에 전달함으로써 포일 기재 내 신속하면서도 제어된 온도 상승이 기재 상에 코팅된 약물이 기화하도록 하는 제어기; 및 제어된 입자 사이즈 분포를 갖는 응축 에어로졸을 생성하기 위하여 기화된 물질을 응축시키는 수단을 포함함; 및
(b) 흡입을 통하여 인체(대상) 폐의 폐포 부위로 약물을 투여하는 단계를 포함한다. 이러한 방법은 파킨슨 병(파킨슨 병과 관련한 오프 에피소드(off episode)를 포함함), 운동 장애 (하지불안증후군(restless legs syndrome), 근육긴장이상, 무도병(Chorea), 헌팅턴 병, 운동 실조(Ataxia), 본태떨림(Tremor-Essential Tremor), 틱증(Tics), 보행, 전신근강직 증후군, 간대성 근경련 (Myoclonus) 및 놀람(Startle)), 주기성구토 증후군 (cyclic vomiting syndrome), 치료저항성 우울증, 수면 장애 (예를 들면, 야반 불면증(Middle of the Night Insomnia)), 돌발 통증(Breakthrough Pain), 폐동맥 고혈압(Pulmonary arterial hypertension), 편두통, 금연, 통증 관리, 구역질, 발작, 울혈성 심장기능 상실에 의한 호흡곤란, 알츠하이머 병, 발기 부전, 통풍, 운동과다 장애(Hyperkinetic Disorders), 체중 관리 (예를 들면, 비만, 폭식), 중독 남용 (예를 들면, 흡연, 알코올, 마약), 중추 신경계 장애, 요로 장애, 현기증, 당뇨병, 호흡기 질환, 골다공증, 홍역, 항생제, 불안, 진통제, 초조(Agitation) 및 약물이 순환계로 신속하게 전달되는 것이 유리한 임의의 증상을 포함하는 증상을 치료하는데 사용될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 환자의 증상을 치료하는 방법을 교시하며, 상기 방법은 흡입에 의하여 약물을 투여하는 단계를 포함하는 바, 이때 약물은 기화 온도에 민감한 약물이고, 약물은 응축 에어로졸 형태로 투여된다. 일 구체예에 있어서, 약물 에어로졸 입자의 적어도 80%는 5 ㎛ 미만의 사이즈를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 약물 에어로졸 입자의 적어도 90%는 5 ㎛ 미만의 사이즈를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 약물 에어로졸 입자의 적어도 93%는 5 ㎛ 미만의 사이즈를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 약물 에어로졸 입자의 적어도 95%는 5 ㎛ 미만의 사이즈를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 약물 에어로졸 입자의 적어도 97%는 5 ㎛ 미만의 사이즈를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 약물 에어로졸 입자의 적어도 99%는 5 ㎛ 미만의 사이즈를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 15% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 10% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 9% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 8% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 7% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 6% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 5% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 4% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 3% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 2% 미만인 특징을 갖는다. 일 구체예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 1% 미만인 특징을 갖는다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 포일 기재 상에 정확한 량의 약물이 코팅된 디바이스를 포함하는 약물 전달용 조성물을 교시하며, 이때 디바이스는 코팅된 약물 조성물의 전부 또는 일부를 기화시키는데 충분히 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전기 저항 가열을 수행하도록 기재에 정확한 전류 프로파일을 통과시키기 위한 수단을 갖고, a) 상기 약물 조성물의 가열된 증기를 생성하는데 효과적인 조건 하에서 약물 조성물을 휘발시키고 약물 조성물의 가열된 증기를 응축시킴으로써 응축 에어로졸이 형성되고, b) 상기 응축 에어로졸 입자는 약물 열화 생성물이 10% 미만인 특징을 갖고, c) 에어로졸 MMAD가 5 ㎛ 미만이며, 그리고 d) 약물이 열화에 민감하다. 일 구체예에 있어서, 에어로졸 MMAD는 3.5 ㎛ 미만이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 99.5%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 99%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 95%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 90%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 85%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 80%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 75%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 70%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 65%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 60%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 55%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 50%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 45%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 40%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 35%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 30%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 25%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 20%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 15%이다. 일 구체예에 있어서, 기화되는 코팅 약물의 일 부분은 약물의 적어도 10%이다.
다양한 구체예에 따른 응축 에어로졸은, 전형적으로 열-전도성이면서 불투과성의(impermeable) 기재 상에 원하는 두께의 약물 조성물-함유 필름을 제조하고, 상기 필름을 기화시키기 위하여 상기 기재를 가열하고, 그리고 상기 증기를 냉각시켜 상기 약물 조성물을 함유하는 에어로졸 입자를 생성함으로써 형성된다. 가스 흐름과 신속한 가열을 조합하는 것은 분해량을 저감하는데 도움이 된다. 따라서, 전형적으로 200℃보다 높은 온도, 바람직하게는 적어도 250℃, 보다 바람직하게는 적어도 300℃ 또는 350℃까지 기재를 가열하고, 3초 이내, 바람직하게는 1초 이내, 보다 바람직하게는 0.5초 이내에 기재로부터 약물 조성물을 실질적으로 완전히 휘발시키는 열원이 사용된다. 약물의 기화를 위한 최적 온도 범위는 기화되는 특정 약물의 물리적 특성에 의존한다. 전형적으로, 기화하는 화합물 위의 공기 유속은 약 4 내지 80 L/min 범위이다.
본 발명의 임의의 구체예에 있어서, 기재의 가열에 의하여 화합물을 기화시키고 기화된 화합물을 응축시킴으로써 형성된 에어로졸이 10 중량% 이하의 약물-열화 생성물을 함유하도록 필름 두께를 갖는다. 박막 필름의 사용으로 인하여 보다 급속한 기화 속도가 가능하고, 따라서 전체적으로 열에 의한 약물 열화를 저감한다. 전형적으로, 필름은 0.01 내지 50 ㎛ 범위, 또는 0.01 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 필름은 0.01 내지 15 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 필름은 0.01 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 필름은 0.01 내지 5 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 필름은 4 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 필름은 5 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 필름은 3 내지 9 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 기재 표면의 선정된 영역은 확장되고, 유효한 인체 치료 용량의 약물 에어로졸을 생성하는 필름 두께를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 약물의 두께는 열 매핑에 의하여 정하여진다.
응축 단계에서 에어로졸의 MMAD는 시간에 따라 증가한다. 전형적으로, 본 발명의 변형예에 있어서, 증기는 캐리어 가스와의 접촉에 의하여 냉각되어 응축됨에 따라 0.01 내지 3 ㎛의 사이즈 범위 내에서 MMAD가 증가하고, 이후 에어로졸 입자가 서로 충돌하여 보다 큰 입자로 응집됨에 따라 추가적으로 증가한다. 가장 전형적으로, MMAD는 1초 미만 내에 0.5 ㎛ 미만에서 1 ㎛를 초과하는 값까지 성장한다. 이처럼, 전형적으로 입자로 응축된 직후에 응축 에어로졸의 MMAD는 초 당 적어도 1회, 종종 초 당 적어도 2회, 적어도 4회, 적어도 8회 또는 적어도 20회에 걸쳐 2배로 된다. 다른 변형예에 있어서, MMAD는 0.1 내지 3 ㎛의 사이즈 범위 내에서 증가한다. 몇몇 변형예에 있어서, 캐리어 가스는 공기이다. 몇몇 변형예에 있어서, 다른 가스 또는 다양한 가스의 조합이 사용될 수 있다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 전술한 구체예에 대하여 다양한 변형 및 부가가 이루어질 수 있다. 예를 들면, 전술한 구체예가 특정한 특징을 의미하기는 하나, 본 발명의 범위는 다른 특징의 조합을 갖는 구체예 및 전술한 특징 전부를 포함하지 않는 구체예 역시 포함한다.
따라서, 본 개시 내용의 일 면은, 전도성 기재; 기재의 외측 표면에 코팅되고 타겟 온도로 가열 시 기화될 수 있는 약물 층; 정확한 전압에서 정확한 전달 프로파일로 전류를 제어하고 전송하는 전기회로; 인체(subject)에 의한 흡입 개시를 감지하고 흡입에 의하여 구동되는 시그널을 이용하여 기재의 가열을 개시하는 수단; 및 리튬 고분자 배터리를 포함하는 전원을 포함하는 휴대용 에어로졸 약물 전달 디바이스를 교시한다.
본 개시 내용의 일 면은 리튬 고분자 배터리가 40 amp보다 크고 50 amp까지의 전류 출력 용량(current output capability)을 갖는 휴대용 약물 공급 유닛을 제공한다.
본 개시 내용의 일 면에 있어서, 휴대용 약물 공급 유닛의 사이즈는 6 인치 미만의 높이 및 폭을 갖는다.
본 개시 내용의 일 면에 있어서, 적어도 10 V를 생성하기 위하여 직렬로 연결된 3개의 배터리가 디바이스 내에서 사용된다.
본 개시 내용의 일 면에 있어서, 배터리는 주어진 사이즈 및 형상 제한에 따라 휴대용 디바이스 내에 피팅(fitting)되도록 주문 설계된 것이다.
약물 에어로졸을 형성하기 위한 디바이스는, 증기를 형성하기 위하여 조성물을 가열하도록 구성된 부재, 증기를 응축시켜 응축 에어로졸을 형성하는 부재, 및 사용자가 응축 에어로졸을 흡입할 수 있도록 하는 부재를 포함한다. 조성물을 가열하도록 구성되는 부재는 열-전도성 기재를 포함하고, 약물이 에어로졸 형태로 투여될 경우에 유효 용량의 약물을 함유하는 약물 조성물 필름이 전형적으로 기재 상에 형성된다. 전원 소스는 기재에 대한 전기저항 가열을 구동하여 전형적으로 300℃보다 높은 기재 온도를 형성하여 2초 이하, 보다 바람직하게는 500 ms 이하의 시간에 기재로부터 약물 조성물 필름을 실질적으로 휘발시키도록 제공된다. 전원 소스는 400 내지 700 W까지의 전력을 전달할 수 있는 리튬 배터리 형태이다. 디바이스는 호흡-구동, 차단 부재, 용량 카운팅/기록(dose counting/logging) 또는 조작-방지(anti-tampering) 방법과 같은 특징들을 더 포함할 수 있다.
또 다른 면에 있어서, 본 개시 내용은 약물 조성물의 박막 필름 및 응축 에어로졸로서 상기 필름을 분배하기(dispensing) 위한 디바이스를 포함하는 약물 에어로졸 전달용 키트를 교시한다. 전형적으로, 필름 두께는 0.5 내지 30 ㎛ 범위이다. 필름은 약학적으로 허용 가능한 부형제를 포함할 수 있고, 전형적으로는 500 ms 이하의 시간 내에 필름을 실질적으로 휘발시키는 속도로 가열된다. 다른 구체예에 있어서, 약물 필름은 1000 ms 이하의 시간 내에 필름을 실질적으로 휘발시키는 속도로 가열된다.
따라서, 본 개시 내용의 일 면은 전기저항 회로를 형성할 목적으로 2개의 이종(dissimilar) 금속을 부착하기 위한 레이저 웰딩(용접)의 사용을 교시하며, 일 금속은 구리이고 다른 금속은 스테인리스 스틸이며, 이때 스테인리스 스틸은 기화되는 약물로 코팅되어 있고, 이후 증기는 심부 폐로 전달하는데 적합한 입자를 갖는 에어로졸을 형성하도록 응축되며, 입자는 공기통로(airway)를 통과하는 공기 흐름 내에서 비말동반하고, 이때 공기 흐름은 인체의 흡입 결과이다.
본 개시 내용의 일 면은 스테인리스 스틸 포일 기재를 구리에 레이저 웰딩하는 방법을 제공하는 바, 일단 약물 전달 디바이스가 활성화되면, 기재의 가열은 균일하다.
본 개시 내용의 일 면은 응축 에어로졸 디바이스용 전기저항 회로를 제공하며, 이때 전기저항 회로 내 2개의 이종 금속을 용접하기 위하여 레이저 웰딩이 사용된다.
본 개시 내용의 일 면에 있어서, 전기저항 회로 내 2개의 이종 금속은 구리 및 스테인리스 스틸이다.
본 개시 내용의 일 면은 약물의 열 기화에 의하여 약물 응축 에어로졸을 생성하는데 적합한 휴대용 의료 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는,
1 이상의 공기 유입구(inlet), 1 이상의 공기 배출구(outlet), 전류를 공급하기 위한 1 이상의 배터리, 포일 기재 상에 코팅된 약물 조성물을 포함하는 1회용 카트리지에 디바이스를 전기적으로 연결시키기 위한 1 이상의 커넥터, 및 1회용 카트리지로의 전류 방출을 제어하는 1 이상의 전류 전달 디바이스를 포함하고,
여기서, 상기 공기 유입구 및 공기 배출구는 공기통로의 경계를 정하고;
공기 배출구 중 적어도 하나는 상기 1회용 카트리지를 부착하는 하우징으로서 구성되고;
상기 전류 전달 디바이스는 1회용 카트리지의 포일 기재로 정확한 전류 프로파일을 전송하여 타겟 온도 및 가열 속도까지 제어 가능한 램프-업(ramp-up) 방식으로 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전기저항 가열을 수행하도록 구성되고; 그리고
온도 프로파일은 3초 이하의 시간 내에 카트리지의 포일 기재 상에 코팅된 약물 조성물의 치료학적으로 유효한 량을 기화시킨 다음, 생성된 증기가 카트리지 내부에서 응축되어 약물 에어로졸 입자를 형성하는데 적합하다. 램프-업 타겟 온도는 150 내지 550 ℃; 250 내지 450 ℃; 200 내지 500 ℃; 300 내지 450 ℃; 또는 340 내지 440 ℃이다. 램프-업 시간은 50 내지 200 ms; 50 내지 80 ms; 또는 50 내지 115 ms이다. 포일 기재는 3 내지 10 ℃/ms 또는 4 내지 10 ℃/ms으로 가열된다. 가열 속도는 평탄 가열(plateau heating), 변조 냉각(tampered cooling) 및 점진적 가열(progressive heating) 중 1 또는 그 이상으로부터 선택된다. 이러한 가열 속도는 일단 램프-업 온도가 달성되면 선택될 수 있다. 배터리는 30 A보다 큰 피크 전류 및 8 내지 13 V의 전압; 또는 100 A보다 큰 피크 전류 및 9 내지 12 V의 전압을 공급할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 배터리는 리튬 고분자 배터리이다. 디바이스는 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 일 구체예에 있어서, 흐름 스위치, 흐름 센서 또는 온도 센서가 흡입을 감지하기 위하여 사용된다. 일 구체예에 있어서, 흐름 스위치, 흐름 센서 또는 온도 센서는 호흡 액추에이터(breath actuator)로서 사용된다. 일 구체예에 있어서, 디바이스는 디바이스 인클로저(enclosure)를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 디바이스 인클로저의 내측 벽은 대전방지 재료를 포함한다. 일 구체예에 있어서, 디바이스의 하우징은 대전방지 재료를 포함한다. 대전방지 물질은 공기통로의 하우징 상에 코팅될 수 있다. 디바이스는 1회용 카트리지가 디바이스의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 감지하거나 확인하기 위한 수단을 구비할 수 있다. 정확한 부착은 전기 접점(electrical contact)의 확인, 근접각 센서(proximity sensor), 기계적 또는 광학 스위치를 통하여 확인될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 디바이스는 방향을 제어하기 위한 결정요소(determinants)를 갖는다. 일 구채예는 방향을 결정하기 위한 대칭적 카트리지(symmetrical cartridge)를 포함한다.
일 구체예에 있어서, 디바이스는 1회용 카트리지를 특성에 따라 인식하기 위한 수단을 포함한다. 1회용 카트리지의 인식은 하기의 사항을 포함한다: RFID, 바코드, 또는 QR 코드, 읽기/쓰기 칩(read/write chip) 또는 이의 조합. 디바이스는, 포일 기재를 가로지르는 전기 저항을 측정하는 것(광학 측정을 포함함)을 통하여, 요구되는 온도를 달성하도록 온도를 센싱하고 포일 기재 온도 정보를 전류 전달 디바이스로 공급하여 전류 전달을 변경함으로써 1회용 카트리지 내 포일 기재의 온도를 제어하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 1회용 카트리지 내 포일 기재의 온도 조절은 열전쌍을 이용한 직접 접촉 측정을 포함할 수 있다.
1회용 카트리지는 ID(identification)를 포함할 수 있다. 디바이스는 카트리지의 상태(사용 또는 미사용)를 결정하기 위하여 디바이스 내로 삽입된 후에는 카트리지 ID를 저장할 수 있다. 다른 특징들은, 록-아웃 타이머; 투약 빈도를 제한하기 위한 타이머; 환자에게 투약을 리마인딩하기 위한 디바이스; 투약 로그(dose log); 투약 시점 및 일자 캡쳐; 디바이스 접근 보안(Device Access Security)으로서 디바이스 작동에 대한 접근을 제한하기 위한 생체 또는 다른 방법; 배터리 충전 지시기; 블루투스 연결; 모바일 기기와 페어링되는 디바이스를 포함할 수 있다. 투약 시 시그널이 전송될 수 있다. 모바일 기기 어플리케이션이 설치되어 타인(내과의사, 가족, 보호자 등)에게 투약되었음을 알릴 수 있다.
디바이스는 디바이스의 공기 배출구와 카트리지의 공기 유입구 사이에 공압 밀봉 인터페이스(pneumatic sealing interface)를 포함할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은, 챔버, 챔버와 연결된 1 이상의 공기 유입구, 챔버와 연결된 1 이상의 공기 배출구(공기 배출구의 적어도 하나는 마우스피스로 개조됨(adapted)), 공기 유입구, 챔버 및 공기 배출구에 의하여 경계가 정하여지는 공기통로, 천공을 갖거나 갖지 않는 불투과성 표면이 구비된 포일 기재, 챔버 내에 포일 기재를 고정하기 위한 수단, 포일 기재의 적어도 일 부분 상에서 0.01 내지 50 ㎛ 두께의 필름 형태로 코팅된 약물 조성물, 1회용 카트리지를 휴대용 의료 디바이스에 전기적으로 연결하기 위한 1 이상의 커넥터, 및 응축 에어로졸 입자를 생성하기 위하여 챔버 내에서 기화된 약물을 응축시키기 위한 수단(응축 에어로졸 입자는 공기통로를 통과하는 공기 흐름 내에서 비말동반하여 마우스피스를 통과하여 흐름)을 포함하는 1회용 카트리지를 교시하며; 여기서 적어도 하나의 공기 유입구는 휴대용 의료 디바이스에 부착되도록 개조되며, 포일 기재는 전도성 포일 기재로서 휴대용 의료 디바이스로부터 생성되는 전기를 전송받기 위한 수단을 갖고 있어 치료학적으로 유효한 량의 약물 조성물을 기화시키기 위하여 타겟 온도 및 가열 속도까지 제어 가능한 램프-업으로 정확한 온도 프로파일을 달성한 다음, 생성된 증기를 카트리지 내부에서 응축시켜 에어로졸 입자를 형성한다. 포일 기재는 공기통로와 실질적으로 평행하게 위치할 수 있다. 포일 기재는 금속 포일 기재일 수 있다. 포일 기재는 스테인리스 스틸 포일 기재일 수 있다.
약물을 포함하는 조성물은 0.01 내지 20 ㎛의 두께를 갖는다. 일 구체예에 있어서, 포일 기재 및 커넥터는 연결 회로를 통하여 전기적으로 연결되어 전기저항 회로를 정의하고, 이때 연결 회로 및 포일 기재는 동일하거나 상이한 금속 재질일 수 있다. 일 구체예에 있어서, 포일 기재 및 연결 회로는 상이한 금속 재질일 수 있으며, 이때 일 금속은 구리이고 나머지 금속은 스테인리스 스틸이다. 일 구체예에 있어서, 하나의 금속은 니켈이고 나머지 금속은 스테인리스 스틸이다. 다른 금속 조합은 금과 스테인리스 스틸, 브라스(brass)와 스테인리스 스틸, 그리고 알루미늄과 스테인리스 스틸을 포함한다.
일 구체예에 있어서, 포일 기재 및 연결 회로는 레이저 웰딩(용접)되어 크림핑(crimping) 또는 클램핑(clamping)에 의하여 결합된다. 일 구체예에 있어서, 연결 회로는 인쇄회로기판 또는 연성 회로(flex circuit)이다. 일 구체예에 있어서, 포일 기재 및 연결 회로는 포일 기재를 균일하게 가열하도록 한다. 일 구체예에 있어서, 포일 기재의 적어도 일 부분 상에 코팅된 약물 조성물은 상이한 코팅 영역에서 상이한 필름 두께를 나타낸다. 포일 기재의 적어도 일 부분 상에 코팅된 약물 조성물은 사다리꼴 또는 초승달을 포함하는 상이한 형상으로 도포될 수 있고, 포일 기재의 상이한 부위에 도포될 수 있는 바, 예를 들면 도포된 형상의 기하학적 중심이 포일 기재의 하류 측 엣지(downstream edge)보다는 상류 측 엣지(upstream edge)에 더 근접하거나, 또는 도포된 형상의 기하학적 중심이 포일 기재의 상류 측 엣지보다는 하류 측 엣지에 더 근접할 수 있다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 휴대용 디바이스를 이용하여 약물을 전달하는 방법을 교시한다. 일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 휴대용 디바이스를 이용하여 환자를 치료하는 방법을 교시한다. 일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 휴대용 전달 디바이스를 포함하는 키트를 교시하며, 사용 설명서를 포함한다.
일 구체예에 있어서, 본 개시 내용은 특정 증상에 대응하는 약물을 교시한다. 예를 들면, 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는 증상 또는 에피소드는 동요(agitation)이며, 조현병이나 조울증을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요를 신속하게 조절하거나, 또는 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 동요에 대한 급성 치료를 포함한다. 알프라졸람 또는 에스타졸람과 같은 벤조디아제핀을 이용한 치료는 질환, 증상 또는 에피소드가 간질 발작을 포함하는 발작인 경우, 이를 치료하는 것이다. 약물이 펜타닐일 때, 질환, 증상 또는 에피소드는 돌발 통증(breakthrough pain)이고; 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우, 질환, 증상 또는 에피소드는 수면 장애로서, 야반 기상(middle of the night awakening), 또는 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고; 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우, 질환, 증상 또는 에피소드는 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off episode)를 포함함), 하지불안 증후군이고; 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우, 질환, 증상 또는 에피소드는 메스꺼움, 구토 또는 순환구토 증후군이고; 또는 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우, 질환, 증상 또는 에피소드는 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치이다.
일 구체예에 있어서, 약물은 유리 염기(free base)이다. 일 구체예에 있어서, 약물은 염이다.
특정 구체예의 본질 및 장점은 하기의 명세서 및 도면을 참조하여 추가적으로 이해될 수 있는 바, 유사한 부재 번호는 유사한 구성요소를 가리키도록 사용된다. 몇몇 예에 있어서, 서브-라벨은 복수의 유사한 구성요소 중 하나를 나타내는 부재 번호와 연관된다. 기존의 서브-라벨에 대한 특정 없이 부재 번호를 참조할 경우, 모든 이러한 복수의 유사 구성 요소들을 가리키기 위한 것으로 의도된다.
도 1은 초기 램프-업 가열 온도 대 시간 차트를 나타낸다.
도 2는 평탄 가열 온도 대 시간 차트를 나타낸다.
도 3은 변조 냉각 온도 대 시간 차트를 나타낸다.
도 4는 점진적 가열 온도 대 시간 차트를 나타낸다.
도 5는 약물 전달을 위한 디바이스 개념을 도시한다.
도 6은 컨셉 A의 층(1)-보강재(stiffener)를 도시한다.
도 7은 컨셉 A의 층(2)-보강재 상에 실장된 연성 회로 및 연성 회로에 레이저 웰딩된 포일 기재를 도시한다.
도 8은 컨셉 B의 층(1)-인쇄회로기판 및 연성 회로에 레이저 웰딩된 포일 기재를 도시한다.
도 9는 열 전도율 배리어로서 포일 기재 내 선형 슬릿을 도시한다.
도 10은 열 전도율 배리어로서 포일 기재 내 V자형(chevron) 슬릿을 도시한다.
도 11은 열 전도율 배리어로서 포일 기재 내 구불구불한(serpentine) 슬릿을 도시한다.
도 12는 열 전도율 배리어로서 포일 기재 내 홀 패턴을 도시한다.
도 13은 포일 기재 상에서 하류 측으로 기울어진(biased) 약물 코팅을 도시한다.
도 14는 포일 기재 상에서 상류 측으로 기울어진(biased) 약물 코팅을 도시한다.
도 15a는 포일 기재 상에서 선택적 가열 구간에 매칭되는 약물 코팅 영역을 도시한다.
도 15b는 에어로졸 형성 후 포일 기재의 사진을 도시한다.
도 16은 유입 공기를 분배하기 위하여 천공된 격벽(bulkhead)을 도시한다.
도 17은 난류를 도입하고 공기 흐름을 분배하기 위한 장애물(obstruction)의 예를 도시한다.
도 18은 넓은 범위의 기화 온도를 견딜 수 있는 약물의 예를 보여준다.
도 19는 기화 온도에 민감한 약물의 예를 보여준다.
도 20은 공기흐름 없이 전기저항 가열을 수행하는 과정 중 포일 기재의 열 이미지를 보여준다.
도 21은 공기흐름과 함께 전기저항 가열을 수행하는 과정 중 포일 기재의 열 이미지를 보여준다.
도 22는 휴대용 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스에서 사용하는데 적합하고 시판 중인 리튬 고분자 배터리를 도시한다.
도 23은 휴대용이면서 배터리에 의하여 작동되는, 전기 가열식 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스의 컨셉 레이아웃을 도시한다.
도 24a 내지 도 24c는 휴대용 디바이스 컨셉에 대한 상이한 면을 도시한다.
도 25는 연성 회로의 구리 트레이스(traces)에 솔더링된 스테인리스 스틸 포일 기재를 도시한다.
도 26은 연성 회로의 구리 트레이스에 레이저 웰딩된 스테인리스 스틸 포일 기재를 도시한다.
도 27은 적외선 이미지용 불화칼슘 윈도우를 통합하도록 변형된 응축 에어로졸 디바이스를 도시한다.
도 28은 변형된 응축 에어로졸 디바이스로부터의 열 이미지를 캡쳐하기 위한 열 카메라 설정(set-up)을 도시한다.
도 29는 구리와 스테인리스 스틸 포일 기재 간 낮은 품질의 솔더링으로 인하여 국부적인 고온 영역 및 냉각 영역이 형성됨을 뒷받침하는 열 이미지를 보여준다.
도 30은 스테인리스 스틸 포일 기재를 구리에 레이저 웰딩함으로써 기재가 균일하게 가열되는 것을 뒷받침하는 열 이미지이다.
특정 구체예의 다양한 면 및 특징을 앞서 요약하였으나, 하기의 상세한 설명은 당업자가 이러한 구체예를 실시하도록 하는 몇몇 구체예를 보다 상세히 설명한다. 기재된 예는 설명 목적으로 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
하기의 기재에서는, 설명의 목적을 위하여, 기재된 구체예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위하여 다수의 구체적인 세부 사항을 기술한다. 그러나, 이러한 구체적인 세부 사항의 몇몇 없이도 본 발명의 다른 구체예들이 실시될 수 있다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 본 명세서에 몇 개의 구체예가 기재되고 청구되며, 다양한 특징들이 상이한 구체예에 기인함에도 불구하고, 하나의 구체예와 관련하여 기술된 특징들 역시 다른 구체예에 통합될 수 있음을 이해해야 한다. 그러나, 같은 이유로, 기재되거나 청구된 구체예의 단일 특징 또는 특징들은 본 발명의 다른 구체예가 이러한 특징을 생략할 수 있기 때문에 본 발명의 모든 구체예에 필수적인 것으로 고려되지는 않는다.
달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 수량, 치수 등을 표현하기 위하여 사용된 모든 수치는 모든 경우에 있어서 "약"이라는 용어로 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 적용에 있어서, 단수의 사용은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 복수형을 포함하고, "및"과 "또는"이라는 용어의 사용은 달리 언급되지 않는 한, "및/또는"을 의미한다. 더욱이, "포함하다"와 "포함되다"와 같은 형태뿐만 아니라, "포함하는 것"이라는 용어의 사용은 비배타적인 것으로 고려되어야 한다. 또한, "부재" 또는 "구성 요소"와 같은 용어는 구체적으로 달리 언급되지 않은 한, 단일 유닛 및 1 초과의 단위를 포함하는 부재 및 구성요소를 포함하는 부재 및 구성요소 모두를 포함한다.
구체예 1.
a) 1 이상의 공기 유입구(inlet; 107),
b) 1 이상의 공기 배출구(outlet; 103),
c) 전류를 공급하기 위한 1 이상의 배터리(105),
d) 디바이스(100)를 포일 기재 상에 코팅된 약물 조성물(210)을 포함하는 1회용 카트리지(200)에 전기적으로 연결시키기 위한 1 이상의 커넥터, 및
e) 1회용 카트리지로의 전류 방출을 제어하는 1 이상의 전류 전달 디바이스;
를 포함하는, 약물의 열 기화에 의하여 약물 응축 에어로졸을 생성하는데 적합한 휴대용 의료 디바이스로서,
상기 공기 유입구(107) 및 공기 배출구(103)는 공기 통로의 경계를 정하고;
공기 배출구(103) 중 적어도 하나는 상기 1회용 카트리지(200)를 부착하는 하우징으로서 구성되고;
상기 전류 전달 디바이스(106)는 1회용 카트리지(200)의 포일 기재(209)로 정확한 전류 프로파일을 전송하도록 구성되어 타겟 온도 및 가열 속도까지 제어 가능한 램프-업(ramp-up) 방식으로 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전기저항 가열을 수행하고; 그리고
온도 프로파일은 3초 이하의 시간 내에 카트리지(200)의 포일 기재(209) 상에 코팅된 약물 조성물(210)의 치료학적으로 유효한 량을 기화시킨 다음, 생성된 증기가 카트리지 내부에서 응축되어 약물 에어로졸 입자를 형성하는데 적합하다.
구체예 2
전술한 구체예에 따른 디바이스에 있어서, 상기 램프-업 타겟 온도는 150 내지 550 ℃, 또는 250 내지 450 ℃이다.
구체예 3
전술한 구체예에 따른 디바이스에 있어서, 상기 램프-업 타겟 온도는 200 내지 500 ℃이다.
구체예 4
전술한 구체예에 따른 디바이스에 있어서, 상기 램프-업 타겟 온도는 300 내지 450 ℃, 또는 250 내지 450 ℃이다.
구체예 5
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 램프-업 시간은 50 내지 200 ms이다.
구체예 6
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 램프-업 시간은 50 내지 115 ms 또는 50 내지 80 ms 이다.
구체예 7
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 포일 기재(209)는 램프-업 시간에 3 내지 10 ℃/ms, 또는 램프-업 시간에 4 내지 10 ℃/ms으로 가열된다.
구체예 8
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 가열 속도는 평탄 가열(plateau heating), 변조 냉각(tampered cooling) 및 점진적 가열(progressive heating) 중 1 또는 그 이상으로부터 선택된다.
구체예 9
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 배터리(105)는 30 A보다 큰 피크 전류 및 8 내지 13 V의 전압을 공급할 수 있다.
구체예 10
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 배터리(105)는 100 A보다 큰 피크 전류 및 9 내지 12 V의 전압을 공급할 수 있다.
구체예 11
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 배터리는 리튬 고분자 배터리이다.
구체예 12
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스는 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
구체예 13
구체예 12에 따른 디바이스에 있어서, 상기 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 센서를 포함한다.
구체예 14
구체예 12에 따른 디바이스에 있어서, 상기 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 스위치를 포함한다.
구체예 15
구체예 12에 따른 디바이스에 있어서, 상기 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단은 온도 센서를 포함한다.
구체예 16
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스는 디바이스 인클로저(108)를 더 포함한다.
구체예 17
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스에 있어서, 디바이스 인클로저(108)의 내측 벽은 대전방지 재료를 포함한다.
구체예 18
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스는 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단을 더 포함한다.
구체예 19
구체예 18에 따른 디바이스에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단(103A)은 전기 접점(electrical contact)의 확인을 포함한다.
구체예 20
구체예 18에 따른 디바이스에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단(103A)은 근접각 센서(proximity sensor)를 포함한다.
구체예 21
구체예 18에 따른 디바이스에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단(103A)은 기계적 또는 광학 스위치를 포함한다.
구체예 22
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스는 1회용 카트리지(200)를 특성에 따라 인식하기(uniquely recognizing) 위한 수단을 더 포함한다.
구체예 23
구체예 22에 있어서, 1회용 카트리지(200)를 특성에 따라 인식하기 위한 수단은 RFID 태그, 바코드, QR 코드, 읽기/쓰기 칩(read/write chip) 또는 이의 조합으로부터 선택된다.
구체예 24
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스는 요구되는 온도를 달성하도록, 포일 기재(209)의 온도를 센싱하고 포일 기재 온도 정보를 전류 전달 디바이스(106)로 공급하여 전류 전달을 변경함으로써 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단을 더 포함한다.
구체예 25
구체예 22에 따른 디바이스에 있어서, 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단은 포일 기재를 가로지르는 전기저항을 측정하는 것을 포함한다.
구체예 26
구체예 24에 있어서, 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단은 광학 측정을 포함한다.
구체예 27
구체예 24에 있어서, 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단은 열전쌍을 이용하여 직접적인 접촉 측정하는 것을 포함한다.
구체예 28
전술한 구체예 중 임의의 하나에 따른 디바이스는 디바이스(100)의 공기 배출구(103)와 카트리지(200)의 공기 유입구(220) 사이에 공압 밀봉 인터페이스(pneumatic sealing interface)틀 더 포함한다.
구체예 29
a) 챔버;
b) 챔버와 연결된 1 이상의 공기 유입구(220);
c) 챔버와 연결된 1 이상의 공기 배출구(202);
d) 공기 유입구(220), 챔버 및 공기 배출구(202)에 의하여 경계가 정하여지는 공기 통로(203);
e) 천공을 갖거나 갖지 않는 불투과성 표면이 구비된 포일 기재(209);
f) 챔버 내에 포일 기재를 고정하기 위한 수단(204);
g) 포일 기재(209)의 적어도 일 부분 상에서 0.01 내지 50 ㎛ 두께의 필름 형태로 코팅된 약물 조성물(210);
h) 1회용 카트리지를 휴대용 의료 디바이스에 전기적으로 연결하기 위한 1 이상의 커넥터(208); 및
i) 응축 에어로졸 입자를 생성하기 위하여 챔버 내에서 기화된 약물을 응축시키기 위한 수단, 여기서 응축 에어로졸 입자는 공기통로(203)를 통과하는 공기 흐름 내에서 비말동반하여 마우스피스(202)를 통과하여 흐르게 됨;
을 포함하는 1회용 카트리지(200)로서,
적어도 하나의 공기 유입구(201)는 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착되도록 구성되며,
공기 배출구(202)의 적어도 하나는 마우스피스로 구성되고, 그리고
포일 기재(209)는 전도성 포일 기재이며, 치료학적으로 유효한 량의 약물 조성물을 기화시킨 다음, 생성된 증기를 카트리지 내부에서 응축시켜 약물 에어로졸 입자를 형성하도록 타겟 온도 및 가열 속도까지 제어 가능한 램프-업으로 정확한 온도 프로파일을 달성하기 위하여 휴대용 의료 디바이스(100)로부터 생성되는 전기를 전송받기 위한 수단을 구비한다.
구체예 30
구체예 29에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재는 공기 통로(203)와 실질적으로 평행하게 배치된다.
구체예 31
구체예 29 또는 30에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209)는 금속 포일 기재이다.
구체예 32
구체예 29 내지 31 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209)는 스테인리스 스틸 포일 기재이다.
구체예 33
구체예 29 내지 32 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 약물 조성물은 0.01 내지 20 ㎛의 두께를 갖는다.
구체예 34
구체예 29 내지 33 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 및 커넥터(208)는 연결 회로를 통하여 전기적으로 연결되어 전기저항 회로의 경계를 정하고(정의하고), 이때 연결 회로 및 포일 기재는 동일하거나 상이한 금속 재질이다.
구체예 35
구체예 34에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 상이한 금속 재질이며, 이때 일의 금속은 구리이고 나머지 금속은 스테인리스 스틸이다. 또 다른 구체예에 있어서, 일 금속은 니켈이고 나머지 금속은 스테인리스 스틸이다. 다른 금속 조합은 금과 스테인리스 스틸, 브라스(brass)와 스테인리스 스틸, 및 알루미늄과 스테인리스 스틸을 포함한다.
구체예 36
구체예 35에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 레이저 웰딩(용접)된다.
구체예 37
구체예 35에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 크림핑(crimping)에 의하여 결합된다.
구체예 38
구체예 35에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 클램핑(clamping)에 의하여 결합된다.
구체예 39
구체예 34 내지 38 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 연결 회로는 인쇄회로기판(211) 또는 연성(flex) 회로(204)이다.
구체예 40
구체예 34 내지 39 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 포일 기재(209)를 균일하게 가열하도록 한다.
구체예 41
구체예 29 내지 40 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209)의 적어도 일 부분 상에 코팅된 약물 조성물은 상이한 코팅 영역에서 상이한 필름 두께를 나타낸다.
구체예 42
구체예 29 내지 41 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209)의 적어도 일 부분 상에 코팅된 약물 조성물(210)은 소정 형상으로 도포된다.
구체예 43
구체예 42에 따른 카트리지에 있어서, 도포된 형상은 사다리꼴이다.
구체예 44
구체예 42에 따른 카트리지에 있어서, 도포된 형상은 초승달 형상이다.
구체예 45
구체예 42 내지 44 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 형상의 기하학적 중심이 포일 기재(209)의 하류 측 엣지(downstream edge)보다는 상류 측 엣지(upstream edge)에 더 근접한다.
구체예 46
구체예 42 내지 44 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 형상의 기하학적 중심이 포일 기재(209)의 상류 측 엣지보다는 하류 측 엣지에 더 근접한다.
구체예 47
구체예 29 내지 46 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 약물은 아세트아미노펜, 아만타딘, 아테놀올, 브로메나제팜, 브롬페니라민 말레이트, 카페인, 셀레코시브, 클로파지민, 클로니딘, 코데인, 시프로헵타딘, 댑손, 디클로페낙 에틸에스테르, 디프루니살, 펜플루라민, 플루마제닐, 플루비프로펜, 갈란다민, 하이드로모르폰, 인도메타신 노르콜린 에스테르, 케토롤락 메틸 에스테르, 케토롤락 노르콜린 에스테르, 멜라토닌, 메만틴, 메타돈, 모르핀, 나부메톤, 나프록센, 올페나드린, 페니토인, 핀돌올, 프로카인아미드, 프로파페논, 퀴니딘, 퀴닌, 스피로노락톤, 탈리도마이드, 테오필린, 트라마돌 하이드로클로라이드, 트라조돈, 트리암테렌, 케토티펜, 브롬페니라민, 부토르파놀, 디아제팜, 에스타졸람, 케타민, 메페리딘, 옥시코돈, 클로로페니라민, 독실아민, 에타크리닌산, 플루니트라제팜, 할로페리돌, 리도카인, 록사핀 숙시네이트, 올란자핀, 타크린, 트리플루오페라진, 아목사핀, 클로르족사존, 이부프로펜, 록사핀, 마프로틸린, 페르골리드, 피리베딜, 프로트립틸린 HCl, 토카나이드, 조니사미드, 아자타딘, 클로로페니라민 말레이트, 시프로헵타딘 HCl, 플레카이니드, 이소카복사지드, 케토프로펜 에틸에스테르, 로라타딘, 메톡살렌, 프로프라놀올, 테스토스테론, 벤즈트로핀, 클로자핀, 미다졸람, 파록세틴, 세르트랄린, 발프로산, 잘레플론, 클로미프라민, 로페라미드, 메실레틴 HCl, 벤라팩신, 아미트리프틸린, 베타히스틴, 나라트립탄, 프라미펙솔, 실데나필, 터부탈린, 비타민 E, 플루라제팜, 메토프롤올, 날록손, 리자트립탄, 셀레길린, 타달라필, 트리아졸람, 트리미프라민, 부프로피온 HCl, 독세핀, 이미프라민, 라모트리진, 메타프로테레놀, 메토클로프라미드, 모르핀, 노르트립틸린, 페페르나진, 퀘티아핀, 시클레소나이드, 알프라졸람, 카르비녹사민 말레이트, 시클로벤자프린, 디조피라미드, 에페드린, 그라니세트론, 인도메타신, 인도메타신 에틸 에스테르, 인도메타신 메틸 에스테르, 케토프로펜 메틸 에스테르, 케토롤락 에틸 에스테르, 미르타자핀, 날부핀, 니코틴, 로피니롤, 로피니롤 푸마레이트, 아세부톨올, 히드록시클로로퀸, 메페리딘, 에스트라디올, 페노프로펜, 프로클로르페라진, 토레미펜, 히드록시진, 아트로핀, 부프레노르핀, 부메타니드, 펜타닐 이부틸라이드, 피릴아민, 졸미트립탄, 조테핀, 클로르디아제폭사이드, 시탈로프람, 케토프로펜, 페르골라이드, 로피니롤 HCl, 로티고틴, 에파비렌즈, 조피클론, 수마트립탄, 베르갑텐, 부스피론 HCl, 엘레트립탄 노르트립틸린, 콜키신, 플루니솔라이드, 네파조돈, 로페코시브, 트라닐시프로민 HCl, 플루옥세틴, 프로메타진, 트리미프라민 말레이트, 멕클리진, 딜티아젬, 테마제팜, 톨테로딘, 발데코시브, 아포모르핀 디아세테이트, 도네페질, 소탈올, 트라마돌, 신나리진, 이소트레티노인, 졸피뎀, 부스피론, 클로르프로마진, 알부테롤, 베라파밀, 날트렉손, 텔미사르탄, 효시아민, 트라닐시프로민, 에스몰올, 피오글리타존, 트레프로스티닐, 디피리다몰, 아포모르핀 HCl, 리네졸리드, 카르비녹사민, 부토르파놀 타르트레이트, 클레마스틴, 플루코나졸, 톨페나민산, 로바스타틴, 아포모르핀 HCl 디아세테이트, 프로마진, 시부트라민, 아스테미졸, 디펜하이드라민, 피릴아민 말레이트, 디펜하이드라민 HCl, 플루페나진, 시탈로프람, 트리암시놀론 아세토나이드, 플루티카손 프로피오네이트, 부프로레노르핀 HCl, 타목시펜, 아리피프라졸, 프로바트립탄, 네파조돈, 프로트립틸린, 옥시부티닌, 메클리진, 베나제프릴, 에탐부톨, 스코폴아민, 니코틴 염, 트레프로스티닐 염, 온단세트론, 팔로노세트론 HCl, 티자니딘, 알모렉산트 또는 혼합물로부터 선택된다. 일 구체예에 있어서, 약물은 유리 염기이다. 일 구체예에 있어서, 약물은 염이다.
구체예 48
구체예 29 내지 47 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 약물은 록사핀, 알프라졸람, 에스타졸람, 펜타닐, 트리자니딘, 잘레플론, 알모렉산트, 아포모르핀, 페르골라이드, 프라미펙솔, 로피니롤, 니코틴, 그라니세트론, 온단세트론, 팔로노세트론, 이의 임의의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 혼합물로부터 선택된다.
구체예 49
구체예 29 내지 48 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 약물은 니코틴 또는 니코틴 메타 살리실레이트이다.
구체예 50
구체예 29 내지 48 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 약물은 아포모르핀 또는 아포모르핀 하이드로클로라이드이다.
구체예 51
구체예 29 내지 48 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 약물은 팔로노세트론 또는 팔로노세트론 하이드로클로라이드이다.
구체예 52
구체예 29 내지 51 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 챔버는 이의 내벽 중 적어도 일부에 대전방지 물질을 포함한다.
구체예 53
구체예 29 내지 52 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 생성된 약물 에어로졸 입자의 적어도 50 중량%가 5 ㎛ 미만의 입자 사이즈(MMAD로 정의됨)를 갖는다.
구체예 54
구체예 29 내지 53 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 생성된 약물 에어로졸 입자의 적어도 90 중량%가 5 ㎛ 미만의 입자 사이즈(MMAD로 정의됨)를 갖는다.
구체예 53
구체예 29 내지 54 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 상기 약물 에어로졸 입자는 10% 미만의 약물 열화 생성물을 포함한다.
구체예 56
구체예 29 내지 55 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 포일 기재(209) 상에 코팅된 상기 약물 조성물(210)은 90% 를 초과하는 약물을 포함한다.
구체예 57
구체예 29 내지 56 중 어느 하나에 따른 카트리지에 있어서, 휴대용 의료 디바이스(100)의 하우징(103) 내로 이의 정확한 부착을 확인하기 위한 수단을 더 포함한다.
구체예 58
구체예 57에 따른 카트리지에 있어서, 상기 정확한 부착을 확인하기 위한 수단은 전기 접점을 확인하는 것을 포함한다.
구체예 59
구체예 57에 따른 카트리지에 있어서, 상기 정확한 부착을 확인하기 위한 수단은 근접각 센서를 포함한다.
구체예 60
구체예 57에 따른 카트리지에 있어서, 상기 정확한 부착을 확인하기 위한 수단은 기계적 또는 광학 스위치를 포함한다.
구체예 61
구체예 29 내지 60 중 어느 하나의 구체예에 따른 카트리지는 휴대용 의료 디바이스(100)에 의하여 특성에 따라 인식되기(uniquely recognized) 위한 수단을 포함한다.
구체예 62
구체예 61에 따른 카트리지에 있어서, 상기 특성에 따라 인식되기 위한 수단은 RFID 태그, 바코드, QR 코드, 읽기/쓰기 칩(read/write chip) 및 이의 조합으로부터 선택된다.
구체예 63
구체예 29 내지 62 중 어느 하나의 구체예에 따른 카트리지는 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단을 포함한다.
구체예 64
구체예 63에 따른 카트리지에 있어서, 상기 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 센서를 포함한다.
구체예 65
구체예 63에 따른 카트리지에 있어서, 상기 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 스위치를 포함한다.
구체예 66
구체예 63에 따른 카트리지에 있어서, 상기 흡입을 감지하기 위한 수단은 온도 센서를 포함한다.
구체예 67
구체예 30 내지 66 중 어느 하나의 구체예에 따른 카트리지는 공기 유입구(220)로부터의 공기 흐름을 분배하기 위한 수단을 더 포함한다.
구체예 68
전술한 구체예에 따른 카트리지에 있어서, 상기 공기 흐름을 분배하기 위한 수단은 천공된 격벽(206)이다.
구체예 69
구체예 30 내지 68 중 어느 하나의 구체예에 따른 카트리지는 디바이스(205)의 공기 배출구와 카트리지(220)의 공기 유입구 사이에 공압 밀봉 인터페이스(pneumatic sealing interface)를 더 포함한다.
구체예 70
구체예 29 내지 69 중 어느 하나의 구체예에 따른 카트리지(200)에 있어서, 휴대용 의료 디바이스(100)는 구체예 1 내지 28 중 어느 하나에 따른 디바이스이다.
구체예 71
구체예 1 내지 28 중 어느 하나의 구체예에 따른 디바이스(100)에 있어서, 카트리지(200)는 구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 카트리지이다.
구체예 72
(a) 구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 1회용 카트리지(200)를 제공하는 단계;
(b) 상기 1회용 카트리지(200)를 구체예 1 내지 28 또는 71 중 어느 하나에 따른 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착시키는 단계; 및
(c) 폐 전달을 위한 흡입을 통하여 환자에게 약물을 투여하는 단계;
를 포함하는 인체의 증상 또는 에피소드를 치료하는 방법.
구체예 73
구체예 72에 따른 치료방법으로서,
a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는 증상 또는 에피소드는 동요(agitation)이고, 상기 치료방법은,
a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 간질이고, 이때 간질은 발작을 포함하며;
c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 수면 장애로서,
a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off-episode)를 포함함)이고;
f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 증상 또는 에피소드는,
a. 메스꺼움,
b. 구토, 또는
c. 순환구토 증후군이고; 또는
g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치이다.
구체예 74
구체예 1 내지 28 또는 71 중 어느 하나에 따른 디바이스(100)에 있어서, 상기 디바이스는 치료요법에 사용된다.
구체예 75
구체예 74의 용도를 위한 디바이스로서,
a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는 증상 또는 에피소드는 동요(agitation)이고,
a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 간질이고, 이때 간질은 발작을 포함하며;
c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 수면 장애로서,
a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off-episode)를 포함함)이고;
f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 증상 또는 에피소드는,
a. 메스꺼움,
b. 구토, 또는
c. 순환구토 증후군이고; 또는
g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치이다.
구체예 76
구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 카트리지(200)에 있어서, 상기 카트리지는 치료요법에 사용된다.
구체예 77
구체예 76의 용도를 위한 디바이스로서,
a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는 증상 또는 에피소드는 동요(agitation)이고,
a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 간질이고, 이때 간질은 발작을 포함하며;
c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 수면 장애로서,
a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off-episode)를 포함함)이고;
f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 증상 또는 에피소드는,
a. 메스꺼움,
b. 구토, 또는
c. 순환구토 증후군이고; 또는
g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치이다.
구체예 78
구체예 1 내지 28 또는 71에 따른 디바이스(100)에 부착된 구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 카트리지(200)는 치료요법에 사용된다.
구체예 79
구체예 78의 용도를 위한 디바이스에 부착되는 카트리지로서,
a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는 증상 또는 에피소드는 동요(agitation)이고,
a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 간질이고, 이때 간질은 발작을 포함하며;
c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 수면 장애로서,
a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off episode)를 포함함)이고;
f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 증상 또는 에피소드는,
a. 메스꺼움,
b. 구토, 또는
c. 순환구토 증후군이고; 또는
g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치이다.
구체예 80
a) 구체예 1 내지 28 또는 71 중 어느 하나에 따른 하나의 휴대용 의료 디바이스(100);
b) 구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 1 이상의 1회용 카트리지(200); 및
c) 상기 1회용 카트리지(200)를 상기 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착하고 이를 사용하기 위한 사용 설명서;
를 포함하는 키트.
구체예 81
구체예 80에 있어서, 사용 설명서는 구체예 72 내지 79 중 어느 하나에 대한 사용법을 포함한다.
구체예 82
a) 구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 1 이상의 1회용 카트리지(200); 및
b) 상기 1회용 카트리지(200)를 구체예 1 내지 28 또는 71에 따른 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착하고 이를 사용하기 위한 사용 설명서;
를 포함하는 키트.
구체예 83
구체예 82 에 따른 키트에 있어서, 사용 설명서는 구체예 72 내지 79 중 어느 하나의 사용법을 포함한다.
구체예 84
a) 구체예 1 내지 28 또는 71 중 어느 하나에 따른 하나의 휴대용 의료 디바이스(100); 및
b) 구체예 29 내지 70 중 어느 하나에 따른 1회용 카트리지(200)를 상기 휴대용 의료 디바이스에 부착하고 이를 사용하기 위한 사용 설명서;
를 포함하는 키트.
구체예 85
구체예 84 에 따른 키트에 있어서, 사용 설명서는 구체예 72 내지 79 중 어느 하나의 사용법을 포함한다.
도 1은 초기 램프-업 가열의 온도 대 시간 차트를 도시한다. 포일 기재는 타겟 온도까지 급속 가열되고 자유롭게 냉각되도록 한다.
도 2는 평탄 가열(plateau heating)의 온도 대 시간 차트를 도시한다. 포일 기재는 초기 램프-업 가열에 의하여 타겟 온도까지 급속 가열된 후, 온도는 1초 동안 타겟 온도의 약 ±1　℃로 유지된다.
도 3은 변조 냉각(tampered cooling)의 온도 대 시간 차트를 도시한다. 포일 기재는 초기 램프-업 가열에 의하여 타겟 온도까지 급속 가열된 후, 특정 예에서 온도는 1초 동안 약 40℃ 낮아지게 된다.
도 4는 점진적 가열(progressive heating)의 온도 대 시간 차트를 나타낸다. 포일 기재는 초기 램프-업 가열에 의하여 타겟 온도까지 급속 가열된 후, 특정 예에서 온도는 1초 동안 약 100℃ 더 증가한다.
도 5는 에어로졸 약물 전달을 위한 디바이스 개념을 도시한다.
1) 휴대용 의료 디바이스(100)는 1회용 카트리지(200)가 삽입될 때 전원이 켜지고,
i) 신규의 1회용 카트리지가 감지되는 경우에는 좌측 상의 LED(101)가 녹색으로 켜지며,
ii) 삽입된 1회용 카트리지가 소비되거나 앞서 사용된 것으로 감지되는 경우에는 좌측 상의 LED(101)가 붉은색으로 켜지고,
iii) RFID 또는 기타 기술이 각각의 카트리지를 특성에 따라 식별하도록 제공될 수 있다.
2) 배터리 충전량이 낮을 경우에는 제2 LED(102)가 붉은색으로 켜진다.
3) 카트리지 슬롯(103) 내 키잉 특징부(keying feature; 103A)는 카트리지(200)의 적절한 방향 및/또는 부착을 보장하며, 택일적으로 대칭 설계된 카트리지(200)가 사용될 수 있다. 카트리지 슬롯(103)은 분진 침투를 최소화하기 위하여 스프링으로 구동되는 커버를 포함할 수 있다.
4) 선택적(optional) LCD(104)는 추가 정보를 표시할 수 있다.
5) 휴대용 의료 디바이스(100)의 후면에 배터리 충전용 커넥터 잭 및 흡기 벤트가 위치한다.
6) 1회용 카트리지(200)용 재료 명세서로서, 상기 1회용 카트리지는,
i) 상측 하우징;
ii) 하측 하우징;
iii) 커넥터를 갖는 포일 기재를 지지하기 위한 보강재(stiffener)를 구비한 PCB 또는 연성 회로;
iv) 약물이 코팅된 포일 기재;
v) RFID 태그;
vi) 1회용 카트리지 후면의 커넥터 및 공기 흐름 인터페이스(201);
vii) 마우스 피스로 개조된(adapted) 공기 배출구(202);
를 포함한다.
선택적으로, 디바이스는 카트리지 ID가 삽입된 후에 이를 저장하여 향후 카트리지가 신규이거나, 또는 앞서 사용된 것인지를 결정할 수 있다. 다른 ID 데이터는 로트 번호, 유효 기간, 약물, 및 용량 레벨을 지시하기 위하여 사용될 수 있다.
디바이스에 포함될 수 있는 다른 기능은 하기와 같다:
- 록-아웃 타이머: 투약 빈도를 제한하는 타이머;
- 투약 리마인더: 환자에게 약을 복용하도록 상기시키는 디바이스;
- 투약 로그(Dose log) : 투약할 때마다 시간 및 일자를 캡쳐함;
- 디바이스 접근 보안(Device Access Security): 디바이스 작동에 대한 접근을 제한하기 위한 생체 인식 또는 기타 방법;
- 배터리 충전 지시기;
- 블루투스 연결: 모바일 기기와 페어링되는 디바이스. 투약 시 시그널이 전송된다. 모바일 기기 어플리케이션이 설치되어 타인(내과의사, 가족, 보호자 등)에게 투약되었음을 알릴 수 있다.
도 6은 1회용 카트리지의 컨셉 A 및 B의 층(1)d을 도시한다. 이러한 도면은 공압 실링(205)이 측면에 배치된(flanked) 디바이스 후면 상의 유입구(220), 공기 유입구로부터의 공기 흐름을 분배하기 위한 수단의 예로서 천공된 격벽(206)을 통과하는 공기흐름(203), 그리고 포일 기재를 고정하기 위한 수단의 예로서 보강재(204)를 도시한다. 공기통로 또는 공기흐름(203)은 화살표로 표시된다.
도 7은 컨셉 A에서 1회용 카트리지의 층(2)을 도시한다. 이러한 도면은 연성 회로(207) 상의 포일 기재(209)를 도시하고, 또한 포일 기재(209) 상에 코팅된 약물(210)을 보여준다. 전기 커넥터(208)는 포일 기재(209)로 전원을 공급하기 위하여, 1회용 카트리지를 휴대용 의료 디바이스에 연결하는데 사용된다. 포일 기재의 예로서 두께가 ~0.00075" (~ 0.019 mm)인 스테인리스 스틸을 들 수 있다.
도 8은 컨셉 B에서 1회용 카트리지의 층(2)을 도시한다. 이러한 도면은 인쇄회로기판(PCB); 211) 상의 포일 기재(209)를 도시하고, 또한 포일 기재(209) 상에 코팅된 약물(210)을 보여준다. 전기 커넥터(208)는 포일 기재(209)로 전원을 공급하기 위하여, 1회용 카트리지를 휴대용 의료 디바이스에 연결하는데 사용된다.
도 9는 열 전도율 배리어로서 약물(210)로 코팅된 영역을 통과하는 포일 기재(209) 내 선형 슬릿(212)을 도시한다.
도 10은 열 전도율 배리어로서 약물(210)로 코팅된 영역을 통과하는 포일 기재(209) 내 V자형(chevron) 슬릿을 도시한다.
도 11은 열 전도율 배리어로서 약물(210)로 코팅된 영역을 통과하는 포일 기재(209) 내 구불구불한(serpentine) 슬릿을 도시한다.
도 12는 열 전도율 배리어로서 약물(210)로 코팅된 영역을 통과하는 포일 기재(209) 내 홀 패턴을 도시한다. 홀은 원형, 타원형(obround), 계란형(oval) 등의 형상일 수 있고, 포일 기재(209) 상에서 랜덤 또는 비랜덤 패턴일 수 있다.
도 13은 포일 기재(209) 상에서 하류 측으로 기울어진(biased) 약물 코팅(216)을 도시한다. 즉, 약물 코팅된 영역의 기하학적 중심은 포일 기재(209)의 상류 측 엣지보다 포일 기재(209)의 하류 측 엣지에 보다 근접해 있다.
도 14는 포일 기재(209) 상에서 상류 측으로 기울어진(biased) 약물 코팅(217)을 도시한다. 즉, 약물 코팅된 영역의 기하학적 중심은 포일 기재(209)의 하류 측 엣지보다 포일 기재(209)의 상류 측 엣지에 보다 근접해 있다.
도 15a는 포일 기재(209) 상에서 선택적(selective) 가열 구간에 매칭되는 약물 코팅 영역을 도시한다. 이 경우, 사다리꼴 형태의 약물 코팅된 영역(218)이 도시된다.
도 15b는 고온(어두운) 영역(219)을 나타내는, 에어로졸 형성-후 포일 기재의 사진을 보여준다. 공기 통로(203)를 뒤따르는 포일 기재(209)의 상류 측 엣지에 사다리꼴의 보다 넓은 부위가 존재하고, 공기 통로(203)를 뒤따르는 포일 기재(209)의 하류 측 엣지에 보다 좁은 부위가 존재한다.
도 16은 디바이스 측면 상의 공기 흡입구(220) 및 유입 공기를 분배하기 위한 천공된 격벽(206)이 구비된 1회용 카트리지의 컨셉을 도시한다. 화살표는 공기 흐름의 방향(203)을 나타낸다.
도 17은 난류를 도입하여 포일 기재의 보다 균일한 대류 열 손실(convective heat loss)을 달성하기 위한 공기흐름 경로 내 장애물(obstruction) 또는 구속물(restriction)의 예를 도시한다.
장애물은 공기통로의 내측 표면으로부터 돌출된 기둥(post), 요철(bump) 등일 수 있다. 일반적으로, 장애물 특징부 상에 에어로졸 입자가 부착되는 것을 최소화하기 위하여 장애물 특징부는 포일 기재의 상류 측에 위치한다. 부재번호302는 층류를 나타낸다. 도입되는 난류의 몇몇 예는 형상 항력(form drag; 301) 및 난류(303)이다.
도 18은 넓은 범위의 기화 온도를 견딜 수 있는 약물의 예를 보여준다.
도 19는 기화 온도에 민감한 약물의 예를 보여준다.
도 20은 공기흐름 없이 전기저항 가열을 수행하는 과정 중 포일 기재의 열 이미지를 보여준다
도 21은 공기흐름을 이용한 전기저항 가열을 과정 중 포일 기재의 열 이미지를 보여준다.
도 22는 휴대용 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스에서 사용하는데 적합하고 시판 중인 리튬 고분자 배터리를 도시한다. 이러한 구체적인 배터리는 하기 표 1과 같은 특성을 갖는다:
일반 용량(Typical Capacity)1 ) 3.2 Ah
명목 전압(Nominal Voltage) 3.7 V
충전 조건 최대 전류(Max. Current) 6.4 A
전압 4.2 V ± 0.03 V
방전 조건 연속 전류(Continuous Current) 64.0 A
피크 전류 128.0 A
컷-오프 전압 2.7 V
사이클 수명 > 500 cycles
작동 온도. 충전 0 내지 40 ℃
방전 -20 내지 60 ℃
치수 두께 (mm) 7.6 ± 0.2
폭 (mm) 42.5 ± 0.5
길이(mm) 127.5 ± 0.5
중량 (g) 85.0 ± 2.5
1) 일반 용량: 0.5 C, 4.2-2.7 V@25℃
도 23은 1회용 카트리지용 하우징(103); 배터리(105); 1회용 카트리지(200)로의 전기 방출을 제어하는 인쇄회로기판(106); 및 그릴을 구비한 공기 유입구(107)를 구비하고, 휴대용이면서 배터리에 의하여 작동되는, 전기 가열식 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스의 컨셉 레이아웃을 도시한다. 디바이스의 배면도는 하기와 같다. 예를 들면, 1회용 카트리지용 하우징(103)은 폭 42 mm x 깊이 50 mm x 높이 15 mm이다.
도 24a 내지 도 24c는 휴대용 디바이스 컨셉에 대한 상이한 면(view)을 도시한다.
도 23 내지 24c는, 다른 관점에서 관찰할 때, 1회용 카트리지(200)(예시적인 1회용 카트리지는 폭 ~50 mm x 깊이 ~50 mm x 높이 ~12 mm임); 배터리(105)(예시적인 배터리는 총 스택 높이 ~25 mm임); 인쇄회로기판 어셈블리(106) (예시적인 인쇄 보드 어셈블리는 ~42 mm x ~60 mm임(커넥터 익스텐션은 포함하지 않음)); 그릴을 구비한 공기 유입구(107); 및 디바이스 인클로저(108)(예시적인 디바이스 인클로저는 길이 ~135 mm x 폭 ~90 mm x 높이 ~30 mm임)를 도시한다.
도 25는 연성 회로의 구리 트레이스(traces)에 솔더링된 스테인리스 스틸 포일 기재를 도시한다. 포일 기재가 변형된 것을 명확히 볼 수 있다.
도 26은 연성 회로의 구리 트레이스에 레이저 웰딩된(용접된) 스테인리스 스틸 포일 기재를 도시한다. 레이저 웰딩될 때 포일 기재가 변형되지 않았음을 명확히 볼 수 있다.
도 27은 적외선 이미지용 불화칼슘 윈도우 및 휴대용 의료 디바이스로의 외측 커넥터를 통합하도록 변형된 1회용 카트리지에 대한 개발 프로토타입을 도시한다.
도 28은 변형된 응축 에어로졸 디바이스로부터의 열 이미지를 캡쳐하기 위한 열 카메라 설정(set-up)을 도시한다.
도 29는 구리와 스테인리스 스틸 포일 기재 간 낮은 품질의 솔더링으로 인하여 국부적인 고온 및 냉각 영역이 형성됨을 뒷받침하는 열 이미지를 보여준다.
도 30은 스테인리스 스틸 포일 기재를 구리에 레이저 웰딩함으로써 기재가 균일하게 가열되는 것을 뒷받침하는 열 이미지이다.
정의
본 명세서에서 정의되는 바와 같이, 하기의 용어는 명세서 전체에 걸쳐 이를 참조할 때 하기와 같은 의미를 갖는다.
소정 입자의 "공기역학적 직경"은 주어진 입자와 동일한 침강 속도를 갖는 1 g/mL(물의 밀도)의 밀도를 갖는 구형 액적의 직경을 지칭한다.
"에어로졸"은 가스 내에 서스펜션된 고상 또는 액상 입자의 집합체를 의미한다.
"에어로졸 질량 농도"는 에어로졸 단위 체적 당 입자 물질의 질량을 의미한다.
대전방지 재료는 공기통로용 코팅 뿐만 아니라 대전 방지 특성을 갖는 공기통로 재료를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 대전방지 재료는 금속화된 공기통로 (스테인리스/구리/구리/스테인리스 스틸과 같은 전도성 금속으로 공기통로의 내벽을 코팅함으로써, 및/또는 공기통로의 내벽 및 외벽에 금속 테이프(예를 들면, 구리)를 도포함으로써 제조됨), 초기(default) 공기통로 상에 대전방지 스프레이(예를 들면, Staticide 브랜드)를 사용하는 것, 및/또는 공기통로 재료로서 대전방지 플라스틱(예를 들면, Permastat 또는 Permastat plus 브랜드)를 사용하는 것을 포함한다. 대전방지 특성을 갖는 재료는 본 개시 내용에 포함된다. 대전방지 재료의 사용에 관한 추가적인 정보는 WO16145075에 개시되어 있다.
"응축 에어로졸"은 조성물이 기화되고, 후속적으로 증기가 냉각되어 입자를 형성하도록 응축된 에어로졸을 의미한다.
"증상"은 급성적인 증상, 간헐적인 증상 및/또는 만성적인 증상을 포함한다.
"분해 지수(decomposition index)"는 1로부터 생성된 에어로졸의 순도(분율로 표시됨)를 차감함으로써 결정되는 수를 의미한다.
"약물"은 증상의 예방, 진단, 완화, 치료 또는 치유에 사용되는 임의의 물질을 의미한다. 약물은 바람직하게는 에스테르, 유리 산, 유리 염기 또는 염 형태와 같이 열적 증기 전달에 적합한 형태이다. 약물은 바람직하게는 향락성 약물(recreational drug) 이외의 것이다. 보다 구체적으로, 약물은 바람직하게는 비-의료적인 향락 목적, 예를 들면, 기분, 영향, 의식 상태만을 바꾸거나, 또는 기분 전환을 목적으로 불필요하게 신체 기능에 영향을 미치기 위한 습관적 사용 이외의 것이다. 본 명세서에서 "약물", "화합물" 및 "약물 처치"라는 용어는 상호 대체 가능한 것으로 사용된다. 또한, 약물은 열 활성화 시 활성 약물로 전환되는 전구 약물(prodrug)을 포함한다.
"약물 조성물"은 순수한 약물 단독, 2 이상 약물의 조합, 또는 1 이상의 약물과 추가 성분의 조합을 포함하는 조성물을 의미한다. 추가 성분은, 예를 들면 약학적으로 허용 가능한 부형제, 담체, 첨가제 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
"약물 열화 생성물" 또는 "열적 열화 생성물"은 상호 대체하여 사용되며, 약물을 가열하여 발생하는 부생성물을 의미하고, 치료 효과를 생성시키는데 책임지지 않는다.
"약물 공급 제품" 또는 "약물 공급 유닛"은 상호 대체하여 사용되며, 1 이상의 약물 조성물로 코팅된 표면의 적어도 일부를 갖는 기재를 의미한다. 본 발명에 따른 약물 공급 제품은, 예를 들면 가열 부재와 같은 부가적 부재를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
"분율 약물 열화 생성물(fraction drug degradation product)"은 에어로졸 입자 내에 존재하는 약물 열화 생성물의 량을 에어로졸 내에 존재하는 약물 및 약물 열화 생성물의 량으로 나눈 값을 의미한다. 즉, (에어로졸 내에 존재하는 모든 약물 열화 생성물의 수량 합)/((에어로졸 내에 존재하는 약물의 량) + (에어로졸 내에 존재하는 모든 약물 열화 생성물의 량)). 본 명세서에서 사용되는 "퍼센트 약물 열화 생성물"이라는 용어는 부분 약물 열화 생성물을 100%로 곱한 것을 의미하는 한편, 에어로졸의 "순도"는 100%로부터 퍼센트 약물 열화 생성물을 차감한 것을 의미한다.
"기하학적 중심"은 포일 기재(209) 상에 코팅된 약물 조성물(210)의 형상 내 모든 지점(point)의 산술 평균 위치를 의미한다.
"열 안정성 약물"은 0.01 내지 20 μm의 일부 두께(some thickness)의 필름으로부터 기화될 경우, 열 안정성 비(thermal stability ratio), TSR ≥ 9를 갖는 약물을 의미한다.
에어로졸의 "질량 중위 공기역학적 직경" 또는 "MMAD"는 에어로졸 입자 질량의 절반은 MMAD보다 큰 공기역학적 직경을 갖는 입자에 의하여, 그리고 절반은 MMAD보다 작은 공기역학적 직경을 갖는 입자에 의하여 기여되는 공기역학적 직경을 의미한다.
"수 농도(number concentration)"는 에어로졸 단위 부피 당 입자 수를 의미한다.
"전구 약물"은 체외에서 생리학적 활성 화합물로 화학적 전환될 수 있는 화합물, 즉 원하는 생리학적 활성 화합물의 전구체이다. 전형적으로, 전구 약물은 생리학적 활성을 갖고 있지 않으나, 이에 한정됨이 없이 생리학적 활성을 가질 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. "열에 불안정한" 또는 "열 불안정성" 전구 약물은 가열, 즉 전구 약물을 승온시키는 것을 통하여 생리학적으로 활성을 갖는 화합물로 전환될 수 있는 전구 약물을 의미한다.
본 명세서에서, 에어로졸 순도와 관련하여 사용되는 "순도"는 에어로졸 내 약물 조성물의 분율/(에어로졸 및 약물 열화 생성물의 합 중 약물 조성물의 분율)을 의미한다. 따라서, 순도는 출발 물질에 대하여 상대적인 값이다. 예를 들면, 기재 코팅용으로 사용되는 출발 약물 또는 약물 조성물이 검출가능한 불순물을 함유한 경우, 에어로졸의 순도는, 에어로졸에서도 발견되는 출발 물질 내에 존재하는 불순물을 포함하지 않는다. 예시적으로, 출발 물질이 1%의 불순물을 함유하고 에어로졸이 동일한 1%의 불순물을 함유하는 특정 경우에 있어서, 그럼에도 불구하고 에어로졸 순도는 기화-응축 에어로졸 생성 프로세스 중 검출 가능한 1% 순도가 생성되지 않았다는 사실을 반영하여 순도가 99% 를 초과한 것으로 보고될 수 있다.
"민감한 약물(민감성 약물)"은 기화 온도에 민감한, 및/또는 열화에 대한 민감한 약물을 의미한다. 이러한 약물들은 덜 민감한 약물에 비하여, 기재 온도에 따른 에어로졸의 순도 변화율이 더 높은 것이 특징이다. 덜 민감한 약물은 광범위한 기화 온도에 걸쳐 안정적인 수준의 에어로졸 순도를 유지할 수 있는 반면, 민감한 약물은 원하는 타겟 순도를 유지하기 위하여 좁은 기화 온도 범위를 필요로 한다.
"침강 속도(settling velocity)"는 공기 중 중력에 의하여 침강하는 에어로졸 입자의 최종 속도(terminal velocity)를 의미한다.
약물의 코팅에 대한 "형상"은 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 포물선 등을 포함할 수 있다. 민감성 약물과 같은 약물을 기화시키는데 최적의 표면 온도를 갖는 포일 기재의 부위를 특정하여 형상을 결정한다. 또한, 약물의 코팅은 다양한 필름 두께를 가질 수 있다. 필름의 두께는 균일할 수 있다. 필름의 두께는 상이한 영역에서 상이한 두께를 가질 수 있다. 상이한 두께는 계단식(step function)이거나, 또는 일 두께와 또 다른 두께까지 구배 차이가 형성될 수도 있다. 두께는 0.01 내지 50 μm 범위일 수 있다.
"지지체"는 전형적으로 코팅 또는 박막 필름으로 조성물이 고정되는 재료를 의미한다. 본 명세서에서 "지지체" 및 "기재"라는 용어는 상호 치환 가능한 것으로 사용된다.
"대상(subject)"은 포유류, 환자로서 잠재적 가능성이 있는 인체, 또는 디바이스가 특정 질환을 치료하기 위하여 에어로졸을 전달하도록 의도된 임상 실험 대상을 의미한다.
"실질적으로 함유하지 않는"다는 표현은 기재된 재료, 화합물, 에어로졸 등이 실질적으로 함유하지 않는 다른 성분을 적어도 95% 함유하지 않는다는 것을 의미한다.
"치료"는 만성 및 급성 증상을 비롯하여 방지적(preventative) 또는 예방적(prophylactic) 치료를 의미한다.
"일반 환자 1회 호흡량(typical patient tidal volume)"은 성인 환자의 경우 1 L, 소아 환자의 경우 15 mL/kg을 의미한다.
"치료학적으로 유효한 량"은 치료 효과를 얻기 위하여 필요한 량을 의미한다. 치료 효과는 예방으로부터 증상 완화, 증상 치료, 질병 종료 또는 완치까지 이르는 임의의 치료 효과일 수 있다.
"열 안정성 비(thermal stability ratio)" 또는 "TSR"은 % 순도 < 99.9%이면 % 순도/(100% - % 순도)를, 그리고 % 순도
Figure pct00001
99.9%이면 1000을 의미한다. 예를 들면, 90% 순도로 기화되는 호흡기 약물은 TSR이 9이다. 일반적으로, 온도 민감성 약물은 TSR이 9 이상일 것이다. 덜 민감한 약물은 99% 범위의 순도를 가지기 때문에 TSR은 99 이상이다.
"4 μm 열 안정성 비" 또는 "4TSR"은 필름 내 약물의 적어도 50%를 기화하는데 충분한 조건 하에서 약 4 μm 두께의 약물-함유 필름을 가열하고, 생성된 에어로졸을 수집하고, 에어로졸의 순도를 결정하고, 그리고 순도를 이용하여 TSR을 계산함으로써 결정되는 약물의 TSR을 의미한다. 이러한 기화에 있어서, 일반적으로 약 4-마이크론 두께의 약물 필름을 약 1초 동안 약 350℃(약 200℃ 이상)로 가열하여 필름 내 약물의 적어도 50%를 기화시킨다.
"1.5 μm 열안정성 비" 또는 "1.5TSR"은 필름 내 약물의 적어도 50%를 기화하는데 충분한 조건 하에서 약 1.5 μm 두께의 약물-함유 필름을 가열하고, 생성된 에어로졸을 수집하고, 에어로졸의 순도를 결정하고, 그리고 순도를 이용하여 TSR을 계산함으로써 결정되는 약물의 TSR을 의미한다. 이러한 기화에 있어서, 일반적으로 약 1.5-마이크론 두께의 약물 필름을 약 1초 동안 약 350℃(약 200℃ 이상)로 가열하여 필름 내 약물의 적어도 50%를 기화시킨다.
"0.5 μm 열 안정성 비" 또는 "0.5TSR"은 필름 내 약물의 적어도 50%를 기화하는데 충분한 조건 하에서 약 0.5 μm 두께의 약물-함유 필름을 가열하고, 생성된 에어로졸을 수집하고, 에어로졸의 순도를 결정하고, 그리고 순도를 이용하여 TSR을 계산함으로써 결정되는 약물의 TSR을 의미한다. 이러한 기화에 있어서, 일반적으로 약 0.5-마이크론 두께의 약물 필름을 약 1초 동안 약 350℃(약 200℃ 이상)로 가열하여 필름 내 약물의 적어도 50%를 기화시킨다.
"증기"는 가스를 의미하며, "증기 상"은 가스 상을 의미한다. "열 증기"는 바람직하게는 가열에 의하여 형성된 증기 상, 에어로졸, 또는 에어로졸-증기 상의 혼합물을 의미한다.
"램프-업"은 포일 기재를 타겟 온도까지 급속히 가열하는 단계를 의미한다. 이와 관련하여, "급속히 가열하는 것"은 3 내지10 ℃/ms의 속도로 가열하는 것을 의미한다.
"가열 속도(heating rate)"는 램프-업 이후의 단계(phase)를 의미한다. 가열 속도 중 램프-업 후에 얻어진 타겟 온도가 제어되고, 일반적으로 1 내지 3초의 지속 시간을 갖는다. 가열 속도는 평탄 가열, 변조 냉각 또는 점진적 가열 중 1 또는 그 이상으로부터 선택될 수 있다. 가열 속도 단계 후에는 포일 기재를 제어 없이 냉각시킬 수 있다. 가열 속도 단계에서는 약물의 방출 용량(emitted dose), 및/또는 약물 에어로졸 입자의 순도 및/또는 입자 크기를 제어할 수 있다.
"평탄 가열(Plateau heating)"은 타겟 온도에 도달한 후, 포일 기재의 가열 속도를 의미한다. 이러한 가열 속도에서, 포일 기재의 온도는 3초까지, 바람직하게는 1초까지의 시간 동안 ±5 ℃의 범위 내에서 유지된다.
"변조 냉각(Tampered cooling)"은 타겟 온도에 도달한 후, 포일 기재의 가열 속도를 의미한다. 이러한 가열 속도에서, 포일 기재의 온도는 3초까지, 바람직하게는 1초까지의 시간 동안 0.2 내지 0.01 ℃/ms의 속도에서 제어된 방식으로 감소한다.
"점진적 가열"은 타겟 온도에 도달한 후, 포일 기재의 가열 속도를 의미한다. 이러한 가열 속도에서, 포일 기재의 온도는 3초까지, 바람직하게는 1초까지의 시간 동안 0.01 내지 0.2 ℃/ms의 속도에서 제어된 방식으로 증가한다.
포일 기재 내 온도는 실시예 1에서 설명되는 바와 같이 열 카메라를 이용하여 약물이 코팅되지 않은 포일 기재에서 측정될 수 있다. 포일 기재의 온도를 측정하는 다른 방법은 열전쌍과의 직접 접촉, 온도의 광학 측정, 또는 포일 기재를 가로지르는 전기 저항의 측정을 포함하여 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상술한 측면 및 다른 측면은 후술하는 발명의 바람직한 구체예에 대한 세부 기재 내용에서 더 기재된다.
약물
개시된 디바이스에 적용 가능한 약물은, 아세트아미노펜, 아만타딘, 아테놀올, 브로메나제팜, 브롬페니라민 말레이트, 카페인, 셀레코시브, 클로파지민, 클로니딘, 코데인, 시프로헵타딘, 댑손, 디클로페낙 에틸에스테르, 디프루니살, 펜플루라민, 플루마제닐, 플루비프로펜, 갈란다민, 하이드로모르폰, 인도메타신 노르콜린 에스테르, 케토롤락 메틸 에스테르, 케토롤락 노르콜린 에스테르, 멜라토닌, 메만틴, 메타돈, 모르핀, 나부메톤, 나프록센, 올페나드린, 페니토인, 핀돌올, 프로카인아미드, 프로파페논, 퀴니딘, 퀴닌, 스피로노락톤, 탈리도마이드, 테오필린, 트라마돌 하이드로클로라이드, 트라조돈, 트리암테렌, 케토티펜, 브롬페니라민, 부토르파놀, 디아제팜, 에스타졸람, 케타민, 메페리딘, 옥시코돈, 클로로페니라민, 독실아민, 에타크리닌산, 플루니트라제팜, 할로페리돌, 리도카인, 록사핀 숙시네이트, 올란자핀, 타크린, 트리플루오페라진, 아목사핀, 클로르족사존, 이부프로펜, 록사핀, 마프로틸린, 페르골리드, 피리베딜, 프로트립틸린 HCl, 토카나이드, 조니사미드, 아자타딘, 클로로페니라민 말레이트, 시프로헵타딘 HCl, 플레카이니드, 이소카복사지드, 케토프로펜 에틸에스테르, 로라타딘, 메톡살렌, 프로프라놀올, 테스토스테론, 벤즈트로핀, 클로자핀, 미다졸람, 파록세틴, 세르트랄린, 발프로산, 잘레플론, 클로미프라민, 로페라미드, 메실레틴 HCl, 벤라팩신, 아미트리프틸린, 베타히스틴, 나라트립탄, 프라미펙솔, 실데나필, 터부탈린, 비타민 E, 플루라제팜, 메토프롤올, 날록손, 리자트립탄, 셀레길린, 타달라필, 트리아졸람, 트리미프라민, 부프로피온 HCl, 독세핀, 이미프라민, 라모트리진, 메타프로테레놀, 메토클로프라미드, 모르핀, 노르트립틸린, 페페르나진, 퀘티아핀, 시클레소나이드, 알프라졸람, 카르비녹사민 말레이트, 시클로벤자프린, 디조피라미드, 에페드린, 그라니세트론, 인도메타신, 인도메타신 에틸 에스테르, 인도메타신 메틸 에스테르, 케토프로펜 메틸 에스테르, 케토롤락 에틸 에스테르, 미르타자핀, 날부핀, 니코틴, 로피니롤, 로피니롤 푸마레이트를 포함한다. 전술한 약물 리스트는 본 명세서에 기재된 발명을 이용하여 에어로졸을 형성할 경우, 99%를 초과하는 순도를 나타낸다.
개시된 디바이스에 적용 가능하면서, 기화 온도에 보다 민감한 다른 약물은, 아세부톨올, 히드록시클로로퀸, 메페리딘, 에스트라디올, 페노프로펜, 프로클로르페라진, 토레미펜, 히드록시진, 아트로핀, 부프레노르핀, 부메타니드, 펜타닐 이부틸라이드, 피릴아민, 졸미트립탄, 조테핀, 클로르디아제폭사이드, 시탈로프람, 케토프로펜, 페르골라이드, 로피니롤 HCl, 로티고틴, 에파비렌즈, 조피클론, 수마트립탄, 베르갑텐, 부스피론 HCl, 엘레트립탄 노르트립틸린, 콜키신, 플루니솔라이드, 네파조돈, 로페코시브, 트라닐시프로민 HCl, 플루옥세틴, 프로메타진, 트리미프라민 말레이트, 멕클리진, 딜티아젬, 테마제팜, 톨테로딘, 발데코시브, 아포모르핀 디아세테이트, 도네페질, 소탈올, 트라마돌, 신나리진, 이소트레티노인, 졸피뎀, 부스피론, 클로르프로마진, 알부테롤, 베라파밀, 날트렉손, 텔미사르탄, 효시아민, 트라닐시프로민, 에스몰올, 피오글리타존, 트레프로스티닐, 디피리다몰, 아포모르핀 HCl, 리네졸리드, 카르비녹사민, 부토르파놀 타르트레이트, 클레마스틴, 플루코나졸, 톨페나민산, 로바스타틴, 아포모르핀 HCl 디아세테이트, 프로마진, 시부트라민, 아스테미졸, 디펜하이드라민, 피릴아민 말레이트, 디펜하이드라민 HCl, 플루페나진, 시탈로프람, 트리암시놀론 아세토나이드, 플루티카손 프로피오네이트, 부프로레노르핀 HCl, 타목시펜, 아리피프라졸, 프로바트립탄, 네파조돈, 프로트립틸린, 옥시부티닌, 메클리진, 베나제프릴, 에탐부톨, 스코폴아민, 니코틴 염, 및 트레프로스티닐 염을 포함한다.
다른 구체예에 있어서, 전구약물은 기재 상에 부착될 수 있는 바, 예를 들면 기재 사이에 임의의 공유 결합을 생성하지 않으면서(또는 기재에 부착된 고분자 또는 다른 화학적 모이티 없이) 박막 필름으로 코팅될 수 있다. 가열 시, 전구약물이 분해되어 약물 및 임의의 부생성물을 형성한다. 바람직한 구체예에 있어서, 부생성물은 무독성이다. 본 발명에서 사용하기 위하여, 전구약물은 전형적으로 표준 온도 및 압력에서 고상이다. 전구약물은 전형적으로 페놀성 약물 화합물의 유도체이다. 바람직한 구체예에 있어서, 전구약물은 페놀성 약물 화합물의 t-부톡시카르보닐 유도체, 페놀성 약물 화합물의 카르복시산 유도체, 및 페놀성 약물 화합물의 t-부톡시카르보닐-글리시닐-글리시네이트 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명에서 유용한 페놀성 약물 화합물은, 특별한 제한없이, Δ9- 테트라하이드로칸나비놀 (Δ9-THC), 프로포폴, 에스트라디올, 아포모르핀, 도파민, 에피네프린 및 관련 화합물을 포함한다.
에어로졸 조성물
본 명세서에서 기재된 조성물은, 전형적으로 약물 또는 약물 화합물을 포함한다. 조성물은 다른 화합물 역시 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 약물 화합물의 혼합물, 약물 화합물과 약학적으로 허용 가능한 부형제의 혼합물, 또는 약물 화합물과 유용하거나 바람직한 성상을 갖는 기타 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 조성물은 순수한 약물 화합물을 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에 있어서, 조성물은 본질적으로 순수한 약물로 구성되고, 추진제 또는 용매를 함유하지 않는다.
추가적으로, 약학적으로 수용 가능한 담체, 계면활성제, 증강제(enhancer) 및 무기 화합물이 조성물에 포함될 수 있다. 이러한 물질의 예는 당업계에 공지되어 있다.
몇몇 변형예에 있어서, 에어로졸은 유기 용매 및 추진제를 실질적으로 함유하지 않는다. 또한, 필름 위에 공기를 통과시키고 냉각 프로세스 과정에서 대기 중 수분이 에어로졸 내에 혼입될 수 있음에도 불구하고, 물은 전형적으로 용매로서 첨가되지 않는다. 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 유기 용매 및 추진제를 전혀 함유하지 않는다. 또 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 유기 용매, 추진제, 및 어떠한 부형제도 전혀 함유하지 않는다. 이러한 에어로졸들은 오직 순수한 약물, 10% 미만의 약물 열화 생성물, 그리고 전형적으로 공기인 캐리어 가스만을 포함한다.
전형적으로, 약물은 0.15 미만의 분해 지수를 갖는다. 바람직하게는, 약물은 0.10 미만의 분해 지수를 갖는다. 보다 바람직하게는, 약물은 0.05 미만의 분해 지수를 갖는다. 가장 바람직하게는, 약물은 0.025 미만의 분해 지수를 갖는다.
몇몇 변형예에 있어서, 응축 에어로졸은 응축 약물 에어로졸 입자를 적어도 5 중량% 포함한다. 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 적어도10 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 75 중량%의 응축 약물 에어로졸을 포함한다. 또 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 적어도 95 중량%, 적어도 99 중량% 또는 적어도 99.5 중량%의 응축 에어로졸 입자를 포함한다.
몇몇 변형예에 있어서, 응축 에어로졸 입자는 10 중량% 미만의 열 열화 생성물을 포함한다. 다른 변형예에 있어서, 응축 약물 에어로졸 입자는 5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 0.1 중량% 미만, 또는 0.03 중량% 미만의 열 열화 생성물을 포함한다.
본 개시 내용의 특정 구체예에 있어서, 약물 에어로졸은 90 내지 99.8%, 또는 93 내지 99.7%, 또는 95 내지 99.5%, 또는 96.5 내지 99.2%의 순도를 갖는다.
전형적으로, 에어로졸은 106 입자/mL보다 큰 수 농도를 갖는다. 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 107 입자/mL보다 큰 수 농도를 갖는다. 또 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 108 입자/mL보다 큰 수 농도, 109 입자/mL보다 큰 수 농도, 1010 입자/mL보다 큰 수 농도, 또는 1011 입자/mL보다 큰 수 농도를 갖는다.
에어로졸의 가스는 전형적으로 공기이다. 그러나, 다른 가스, 특히 아르곤, 질소, 헬륨 등의 비활성 가스가 사용될 수 있다. 또한, 가스는 아직 입자를 형성하는데 응축되지 않은 조성물의 증기를 포함할 수 있다. 전형적으로, 가스는 추진제 또는 기화된 유기 용매를 포함하지 않는다. 몇몇 변형예에 있어서, 응축 에어로졸은 적어도 5 중량%의 응축 약물 에어로졸 입자를 포함한다. 다른 변형예에 있어서, 적어도10 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 75 중량%의 응축 약물 에어로졸을 포함한다. 또 다른 변형예에 있어서, 에어로졸은 적어도 95 중량%, 적어도 99 중량% 또는 적어도 99.5 중량%의 응축 에어로졸 입자를 포함한다.
몇몇 변형예에 있어서, 응축 약물 에어로졸은 약 0.01 내지 3 ㎛ 범위의 MMAD를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 응축 약물 에어로졸은 약 0.1 내지 3 ㎛ 범위의 MMAD를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 응축 약물 에어로졸은 5 ㎛ 미만의 MMAD를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 응축 약물 에어로졸 입자의 MMAD 주위의 기하학적 표준 편차는 3.0 미만이다. 다른 변형예에 있어서, 응축 약물 에어로졸 입자의 MMAD 주위의 기하학적 표준 편차는 2.5 미만 또는 2.0 미만이다.
본 발명의 특정 구체예에 있어서, 약물 에어로졸은 적어도 5 또는 적어도 10의 4TSR, 적어도 7 또는 적어도 14의 1.5TSR, 또는 적어도 9 또는 적어도 18의 0.5TSR을 갖는 1 또는 그 이상의 약물을 포함한다. 본 발명의 다른 구체예에 있어서, 약물 에어로졸은 5 내지 100 또는 10 내지 50의 4TSR, 7 내지 200 또는 14 내지 100의 1.5TSR, 또는 9 내지 900 또는 18 내지 300의 0.5TSR을 갖는 1 또는 그 이상의 약물을 포함한다.
응축 에어로졸의 형성
본 명세서에서 기재된 응축 에어로졸을 형성하기 위하여 임의의 적당한 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법 중 하나는 조성물을 가열하여 증기를 형성한 다음, 증기가 에어로졸(즉, 응축 에어로졸)을 형성하도록 냉각시키는 것이다. 상기 방법은 미국특허번호 제7,090,830호에서 앞서 기재된 바 있다. 상기 문헌의 개시 내용 전체는 본 명세서의 참고자료로 포함된다.
본 개시 내용은 약물을 갖는 응축 에어로졸을 제조하기 위한 디바이스를 교시하는 바, 상기 디바이스는,
전기저항 가열 부재(기재)로서 그 위에 배치된 약물을 기화시키도록 구성된 금속 포일 기재;
코팅된 약물 조성물의 전부 또는 일부를 3초 이하의 시간 내에 기화시키는데 충분한 기재 상의 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전기저항 가열을 수행하도록 기재로 정확한 전류 프로파일을 전송하는 전류 전달 디바이스; 및
기화된 약물 조성물을 비말동반하고 응축 에어로졸 입자로 응축시키기 위하여 기재 표면 상에 흡입 공기를 유도하는 공기통로(airway), 상기 응축 에어로졸 입자는 공기통로의 마우스피스 단부로부터 사용자의 구강 내로 방출되어 전신 약물 전달을 수행하도록 기도를 거쳐 심부 폐로 도달하는 물질을 포함함;
을 포함한다.
전기 저항 포일 기재는 정확한 프로파일로 정확한 온도까지 가열하도록 구성되어, 방출 용량, 순도 및 입자 크기에 있어서 최대한의 약물 전달을 통하여 심부 폐로 부착되도록 약물의 최적화된 기화를 가능케 한다.
전형적으로, 조성물이 기재 상에 코팅된 다음, 기재를 가열하여 조성물을 기화시킨다. 기재는 임의의 기하학적 구조를 가질 수 있고, 다양하면서 상이한 크기를 가질 수도 있다. 기재는 큰 표면 대 체적 비(예를 들면,m당 100 초과), 그리고 큰 표면 대 질량 비(예를 들면, 그램 당 1 ㎠ 초과)를 제공하는 것이 종종 바람직하다. 기재는 하나를 초과하는 표면을 가질 수 있다.
또한, 일 형상의 기재는 다른 성상을 갖는 또 다른 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 0.25 mm 두께의 평평한 시트는 표면 대 체적 비가 미터 당 약 8,000이다. 시트를 직경 1 cm의 중공 실린더로 롤링(rolling)할 경우, 본래 시트의 높은 표면 대 질량 비를 유지하나, 표면 대 체적 비(m당 약 400)가 더 낮아지는 지지체가 제조된다.
기재를 구성하기 위하여 다수의 상이한 재료를 사용할 수 있다. 일반적으로, 기판은 열 전도성이며, 알루미늄, 철, 구리, 스테인리스 스틸 등과 같은 금속, 합금, 세라믹, 충진된(filled) 고분자를 포함한다. 일 변형예에 있어서, 기재는 스테인리스 스틸이다. 재료의 조합 및 코팅된 재료의 변형 역시 사용될 수 있다.
기재로 알루미늄을 사용하는 것이 바람직할 경우, 알루미늄 포일이 적당한 재료이다. 알루미나 및 실리콘 기반의 재료 BCR171(미주리주, 세인트루이스 소재의 Aldrich에서 시판 중인 2 ㎡/g를 초과하는 표면적의 알루미나) 및 반도체 분야에서 사용되는 실리콘 웨이퍼가 예시된다.
전형적으로, 기재는 표면의 불규칙성이 비교적 적거나 실질적으로 없는 것이 바람직하다. 다양한 지지체가 사용될 수 있기는 하나, 불투과성 표면 또는 불투과성 표면 코팅을 갖는 지지체가 전형적으로 바람직하다. 이러한 지지체의 예는 금속 포일, 평활한 금속 표면, 비다공성 세라믹 등이 있다. 불투과성 표면을 갖는 바람직한 기재에 택일적으로 또는 이에 부가하여, 기재 표면의 확장 영역은 약 20 ㎟의 인접 표면 면적으로 특징된다. 불투과성 표면을 갖는 바람직한 기재에 택일적으로 또는 이에 부가하여, 기재 표면의 확장 영역은 1 ㎟보다 큰, 바람직하게는 10 ㎟보다 큰, 보다 바람직하게는 50 ㎟보다 큰, 특히 바람직하게는 100 ㎟보다 큰 인접 표면 면적, 그리고 0.5 g/cc보다 큰 물질 밀도로 특징된다. 반면, 바람직하지 않은 기재는, 예를 들면 얀, 펠트 및 폼과 같이 전형적으로 0.5 g/cc 미만의 기재 밀도를 갖고, 또는 예를 들면 작은 알루미나 입자 및 기타 무기 입자와 같이 1 ㎟/입자 미만의 표면적을 갖는 바, 이러한 타입의 표면 상에서 기화를 통하여 약물 열화가 10% 미만인 치료적 량의 약물 에어로졸을 생성하기 곤란하기 때문이다.
일 변형예에 있어서, 본 개시 내용은 스테인리스 스틸 포일 기재를 교시한다. 중공의 스테인리스 스틸이 약물-필름 기재로 사용될 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 알루미늄 포일을 약물 테스트용 기재로 사용한다.
응축 에어로졸을 발생시킬 목적으로, 기재 상에 코팅된 약물 필름을 기화시키기 위하여 전기 저항 가열을 통하여 포일 기재를 급속히 가열하도록 설계된 디바이스에 있어서, 포일 기재는 전기 회로와 고정적이고 균일한 전기 접점을 가져야 한다. 고정되지 않은(inconsistent) 전기 접촉은 포일 기재 상에 국부적인 고온 및 냉각 지점(spot)을 유발하고, 순차적으로 약물의 기화 효율에 부정적인 영향을 미쳐 낮고 일관성이 없는 방출 용량을 생성하고, 약물의 열화를 유발하여 불순물의 레벨이 더 높아질 수 있다. 또한, 포일 기재를 전기 회로에 부착한 후, 포일 기재는 전기 접점 사이에 평탄도를 유지하거나, 전기 접점 사이에 제어된 아크를 유지하여 포일 기재 상에 약물 필름이 일관되게 코팅되고, 포일 기재와 디바이스 내 공기통로의 내부 표면 사이에 일관된 거리를 유지하는 것과 같이 일관된 구성(configuration)을 유지해야 한다. 포일 기재의 표면이 불규칙할 경우, 스프레이 코팅 과정에서 포일 기재의 저점에서 약물이 합쳐져(pooling), 국부적인 고밀도 코팅 부위를 형성하고 포일 기재 상의 고점으로부터 약물이 흘러나와 더 낮은 밀도의 코팅 부위를 형성할 수 있다.
전기저항 가열 기반의 응축 에어로졸 디바이스에 사용하는데 적합한 스테인리스 스틸 포일 기재는 휴대용 배터리로 작동되는 응축 에어로졸 디바이스의 설계를 고려할 때, 대략 0.002"(0.05 mm) 이하의 매우 얇은 두께일 필요가 있다(보다 두꺼운 포일 기재는, 전력 예산이 중요한 설계 고려 사항이 아닌 경우 주 전원을 공급하는, 휴대성이 떨어지는 벤치 탑 응축 에어로졸 시스템에 사용될 수 있음). 스테인리스 스틸 포일 기재의 열 용량은 스테인리스 스틸 포일의 두께에 비례하여 증가한다. 이는 순차적으로 포일 기재를 급속히 가열하는데 요구되는 전력(power)에 영향을 미친다. 또한, 전기저항 역시 포일 기재의 두께에 정비례한다. 포일 기재의 두께가 증가함에 따라 전기 저항이 감소한다. 전기 저항이 감소하면, 포일 기재를 급속히 가열하는데 요구되는 전력이 더욱 증가한다. 휴대용, 소형(handheld),의 배터리로 작동되는 약물 전달용 에어로졸 생성 디바이스의 설계에 있어서, 합리적인 디바이스 크기를 보장하도록 전력 요건이 최소화되어야 한다. 따라서, 기재를 300 ms 이하의 시간 내에 20 ℃에서 400 ℃까지 가열하는 것과 같이 급속한 가열이 가능하도록 스테인리스 스틸 포일 기재의 두께를 최소화하는 것이 중요하다. 흡입 사이클 초기에 약물 필름을 효과적으로 기화시켜 에어로졸 입자를 심부 폐로 운반하는데 충분한 흡입 체이서 체적(inhalation chaser volume )을 확보하기 위하여는 신속한 가열이 필요하다.
구리는 인쇄회로기판(PCB)에서 전기 트레이스에 사용되는 표준 재료이며, 스테인리스 스틸은 약물 필름이 코팅된 기재로서 사용되는데 바람직한 재료이다. 전기저항 회로를 형성하기 위하여, 스테인리스 스틸을 구리에 부착해야 한다. 전술한 바와 같이, 휴대형의 배터리 구동식 응축 에어로졸 생성 디바이스에 사용하는데 적합한 포일 기재는 얇아야 한다.
솔더링은 전기 회로에 전기적 연결을 형성하는 표준 수단이다. 구리와 같은 몇몇 금속의 경우에는 솔더링이 용이하게 이루어지는 반면, 구리와 베어(bare) 스테인리스 스틸 간에는 잘 이루어지지 않는다. 구리와 스테인리스 스틸 간의 솔더링을 가능하게 하는 방법은 솔더 조인트가 형성되는 스테인리스 스틸의 부위에 금 도금을 적용하는 것이다. 금 도금이 약물 필름용 기재로 기능하는 스테인리스 스틸 부위를 피복하는 것을 방지하기 위하여는 금 도금 프로세스 전에 스테인리스 스틸의 특정 부위가 마스크로 피복되어야 한다. 전술한 바와 같이, 휴대형의 배터리 구동 방식의 응축 에어로졸 생성 디바이스에 사용하는데 적합한 포일 기재는 얇아야 한다. 금 도금 전에 박막의 스테인리스 스틸 포일에 마스크를 도포하고, 후속적으로 포일이 찢기거나, 그리고/또는 구김 없이 포일로부터 마스크를 제거하는 것은 어려운 프로세스이며, 얇은(0.002"(0.05 mm) 이하) 스테인리스 스틸 포일 상에서 이러한 작업을 수행할 수 있는 포일 변환기는 거의 없다. 포일 기재를 마스킹하고 금 도금할 필요성은 조립 프로세스에 시간 및 비용을 더 발생시키고, 전체적인 수율을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다.
전기저항 회로를 형성하기 위하여, 스테인리스 스틸 포일 기재를 구리에 솔더링하는 것에 택일적인 방안은 레이저 웰딩을 이용하는 것이다. 레이저 웰딩이 솔더링보다 우수한 이유는 다양하다.
솔더링 또는 보다 적절한 브레이징(brazing)은 솔더가 가스-산소 토치, 개방 플레임(flame) 또는 고온의 팁 솔더링 철을 이용하여 가열되는 모세관 충진 시스템이다. 솔더가 융점에 도달하면, 솔더는 이후 흐르며 금속을 서로 연결한다. 솔더는 솔더링되는 금속보다 낮은 온도에서 용융되도록 설계된 합금이고, 따라서 금속과는 다른 합금이다. 이러한 프로세스에 사용되는 열은 매우 높기 때문에 솔더 영역에 가시적인 솔기(seam), 변색 또는 화염 얼룩이 발생하는 경우가 많다.
레이저 웰딩은 금속을 그 자체에 용접하기 위하여 광 에너지를 사용하는 비접촉식 프로세스이다. 이러한 프로세스는 금속을 분자 수준에서 융합시켜 최종 제품이 모두 하나의 합금이 되도록 한다. 대부분의 레이저 프로세스는 필러 금속이 없는 상태에서 열-영향부(HAZ)를 최소화하고 재료를 용융시켜 융합시키는데 충분한 열로 자동 용접한다. 이는 열 왜곡을 최소화하면서 고품질의 용접 조인트를 생성한다. 그러나, 자동 용접은 접합(mating) 표면 사이의 긴밀한 접촉을 요구한다. 레이저가 고농축 열원이기 때문에, 조인트는 일반적으로 녹고, 융합되며, 극도로 신속하게 냉각시킨다. 따라서, 재료는 균열과 같은 용접 결함을 유발하지 않으면서 급속 냉각을 견딜 수 있어야 한다. 레이저 용접기에 금속 또는 "필러 와이어"를 추가할 필요가 있는 경우, 필러 재료는 전형적으로 용접되는 금속 중 하나와 동일하다.
용접에 필요한 열은 직경이 천분의 2인치 만큼 작은 촘촘한 집중 광 빔(focused light beam)에 의하여 제공된다. 용접은 금속을 용융하여 고품질의 용접을 형성하는 연속적인 짧은 펄스를 방사함으로써 수행된다. 레이저 빔이 촘촘히 집중되어 있기 때문에 열 입력을 최소화되고 부품은 거의 즉시 처리될 수 있다. 레이저는 정밀하게 집중된 빔을 갖고 있어 HAZ 또는 "충돌(bombardment) 구역"이 최소화된다. 용접 프로세스 과정에서 충돌 구역에 인접한 금속은 용융되지 않는다. 이러한 정밀 열원을 통하여 사용자는 금속을 열에 민감성을 갖는 부품에 인접한 금속을 용접할 수 있고, 변색되지 않으면서 매끈하고 감지할 수 없는 작업 영역을 형성할 수 있다.
레이저는 탄소강, 고강도강, 스테인리스 스틸, 티타늄, 알루미늄 및 귀금속뿐만 아니라, 스테인리스 스틸을 구리에 용접하는 것과 같이 이종의 재료를 성공적으로 용접한다.
용접 및 절단에 사용되는 레이저의 주요 유형은 다음과 같다.
· 가스 레이저: 이러한 레이저들은 헬륨 및 질소와 같은 가스의 혼합물을 사용한다. CO2 또는 이산화탄소 레이저도 있다. 이러한 레이저들은 저전류 고전압 전력 소스를 사용하는 바, 레이징 매질(lasing medium)을 이용하여 가스 혼합물을 여기시키며, 펄스 또는 연속 모드에서 작동된다. 이산화탄소 레이저는 고순도 이산화탄소와 헬륨 및 질소의 혼합물을 레이징 매질로 사용한다. CO2 레이저는 빔이 2개의 동일한 파워의 빔으로 분할되는 듀얼 빔 레이저 웰딩에도 사용된다.
· 고상 레이저: (Nd:YAG형 및 루비 레이저) 1 마이크로미터 파장에서 작동한다. 이것들은 펄스 또는 연속 모드로 작동될 수 있다. 펄스 작동은 스팟(spot) 용접과 유사하지만 완전히 관통되는 조인트를 생성시킨다. 펄스 에너지는 1 내지 100 주울(Joule)이다. 펄스 시간은 1 내지 10밀리초이다.
· 다이오드 레이저
바람직한 구체예에 있어서, 재현 가능하고 정확한 용접을 위하여 컴퓨터 수치 제어(CNC) 하에서 Nd:YAG 레이저를 사용한다. 각각의 어셈블리에 대하여 동일한 방향으로 포일 기재를 고정하기 위하여 공구를 사용한다.
도 25는 솔더링된 포일 기재의 예를 도시하고, 도 26은 전기 연성 회로에 레이저 용접된 것을 도시된다. 도시된 바와 같이, 솔더링 프로세스 중 과도한 열에 노출되어 발생하는 변형(distortion)으로 인하여 솔더링된 포일 기재는 평탄하지 않다. 이에 비하여, 연성 회로에 레이저 용접된 포일 기재는 열 변형이 최소화된 구리와 스테인리스 스틸 간에 매우 깨끗한 결합이 나타난다.
조성물과 관련하여, 약물은 일반적으로 필름 형태로 포일 기재에 코팅된다. 필름은 임의의 적합한 방법을 이용하여 포일 기재에 코팅될 수 있다. 코팅에 적합한 방법은 종종 화합물의 물리적 성상 및 원하는 필름 두께에 의존한다. 포일 기재 상에 조성물을 코팅하는 일 예시적인 방법은 적합한 용매에 화합물(단독으로 또는 다른 바람직한 화합물과 조합하여)의 용액을 제조하고, 포일 기재의 외부 표면에 용액을 도포한 다음, 용매를 제거하여(예를 들면, 기화 등을 통하여) 포일 기재 상에 필름을 남김으로써 수행된다.
일반적인 용매는 메탄올, 디클로로메탄, 메틸에틸케톤, 디에틸에테르, 아세톤, 에탄올, 이소프로필알코올, 3:1 클로로포름:메탄올 혼합물, 1:1 디클로로메탄: 메틸에틸케톤 혼합물, 디메틸포름아미드, 및 탈이온수를 포함한다. 몇몇 경우(예를 들면, 트리암테렌을 사용할 경우), 포름산과 같은 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 화합물을 용해하는데 필요한 경우에는 음파 처리(sonication)를 이용할 수 있다.
또한, 조성물 용액 내에 기재를 딥핑하거나, 또는 용액을 스프레이, 브러싱 또는 기타 방법으로 포일 기재에 도포함으로써 조성물을 포일 기재 상에 코팅할 수 있다. 택일적으로, 약물의 용융물을 제조하여 포일 기재에 도포할 수 있다. 상온에서 액상인 약물의 경우, 고상 약물 필름을 도포할 수 있도록 약물과 증점제(thickening agent)를 약물과 혼합할 수 있다.
필름은 화합물 및 원하는 최대 열 열화 량에 따라 두께를 변화시킬 수 있다. 일 방법에 있어서, 조성물의 가열은 약 0.1 내지 30 μm의 두께를 갖는 조성물의 박막 필름을 가열하여 증기를 형성하는 것을 수반한다. 다른 변형예에 있어서, 조성물은 약 0.5 내지 21 μm 의 필름 두께를 갖는다. 가장 전형적으로, 기화되는 필름 두께는 0.5 내지 25 μm이다.
전력 소스는 전형적으로 적어도 200℃, 바람직하게는 적어도 250℃, 또는 보다 바람직하게는 적어도 300℃ 또는 적어도 350℃, 또는 500℃ 만큼 높은 기재 온도를 달성하는 속도로 기판에 열 또는 전력을 공급하고, 2초 이내, 바람직하게는 1초 이내, 또는 보다 바람직하게는 0.5초 이내에 기재로부터 약물 조성물을 실질적으로 완전히 기화시키는 것을 달성한다. 휴대용의 소형 약물 전달 디바이스에 적합한 전력 소스는, 바람직하게는 50 내지 500 ms, 보다 바람직하게는 50 내지 200 ms 내에, 예를 들면 적어도 200℃, 적어도 250℃, 적어도 300℃ 또는 적어도 350℃, 또는 500℃의 기재 온도까지 전기 저항 가열에 필요한 높은 전류 방전 속도를 제공할 수 있는 리튬 고분자 배터리이다.
응축 에어로졸 생성을 목적으로 기재 상에 코팅된 약물 필름을 기화시키기 위하여 전기 저항 가열을 통하여 포일 기재를 신속하게 가열하기 위하여는, 디바이스가 짧은 시간(300 ms까지) 동안 포일 기재에 고출력(400 내지 700W)을 전달할 수 있어야 한다. 3개의 3.7 V 배터리를 직렬로 연결하여 달성할 수 있는 ~ 10V 시스템의 경우, 이는 40 내지 70 A의 출력 전류에 상당한다. 이러한 높은 수준의 전력을 생산하는 것은 휴대용의 소형 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스에 이러한 기능을 통합시키고자 할 경우, 전통적인 배터리 화학에서는 달성하기 어렵다.
소형의 상용 리튬 고분자 배터리는 비교적 큰 표면적의 포일 기재를 전기 저항 방식으로 가열하기 위하여 휴대용 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스의 구성에 사용하는데 적합한 전력 및 전류 출력을 갖는다. 이러한 배터리는 약물-코팅된 금속 포일 기재(예를 들면, 스테인리스 스틸)를 300 ms 이하의 시간에 20 ℃에서 300℃, 그리고 500 ℃까지 신속하게 가열하는데 필요한 40 내지 70 A 범위의 전류 출력능을 갖고 있어 코팅된 약물을 효과적으로 기화시킨다. 기화된 약물은 후속적으로 응축되어 심부 폐로의 전달에 최적화된 크기의 에어로졸 입자를 형성한다. 리튬 고분자 배터리는 다양한 크기를 갖거나, 또는 휴대용 소형 디바이스로의 팩키징을 유연하게 할 수 있도록 맞춤 설계할 수 있다.
배터리 전류 방전능은 C-등급(C-rating)으로 지정된다. C-등급은 배터리가 최대 용량에 대하여 방전되는 측정 등급이다. 방전 전류를 이론적 전류 요구량으로 나눈 값으로서, 배터리는 1시간 내에 명목상 정격 용량(nominal rated capacity)을 전달한다.
조성물의 박막 필름을 가열할 때, 분해를 회피하기 위하여는, 기화된 화합물이 가열된 표면 또는 주변의 가열된 가스로부터 보다 차가운 환경으로 빠르게 전환되는 것이 바람직하다. 이는 기재의 급속한 가열뿐만 아니라, 기재 표면을 가로지르는 가스 흐름의 사용에 의하여 달성될 수 있다. 표면으로부터 기화된 화합물이 브라운 운동 또는 확산을 통하여 전이될 수 있으나, 이리한 전환의 일시적인 지속 시간은 표면에서의 증가된 온도 구역의 정도에 의하여 영향을 받을 수 있고, 이는 표면 위에서 가스의 속도 구배 및 표면의 물리적 형상에 의하여 달성될 수 있다. 이러한 분해를 최소화하고 원하는 입자 크기를 생성하기 위하여 사용되는 전형적인 가스-흐름 속도는 1 내지 10 L/분 범위이다.
투여를 위한 에어로졸 입자는 기재된 임의의 방법을 이용하여 전형적으로 초 당 108 개의 흡입 입자보다 큰 속도로 형성될 수 있다. 몇몇 변형예에 있어서, 투여를 위한 에어로졸 입자는 초 당 109 또는 1010개 흡입 입자를 초과하는 속도로 형성된다. 이와 유사하게, 에어로졸 형성(즉, 단위 시간 당 전달 디바이스에 의하여 생성되는 에어로졸 입자 물질의 질량)과 관련하여, 에어로졸은 0.25 mg/초보다 큰, 0.5 mg/초보다 큰, 1 또는 2 mg/초보다 큰 속도로 형성될 수 있다. 또한, 에어로졸 형성과 관련하여, 약물 에어로졸 형성률(즉, 단위 시간 당 전달 디바이스에 의하여 에어로졸 형태로 방출되는 약물 화합물의 속도)에 초점을 맞추면, 약물은 초 당 0.05 mg약물보다 큰, 초 당 0.1 mg 약물보다 큰, 초 당 0.5 mg보다 큰 약물, 또는 초 당 1 또는 2 mg 약물의 속도로 에어로졸화될 수 있다.
몇몇 변형예에 있어서, 약물 응축 에어로졸은 적어도 5 중량%의 약물 응축 에어로졸 입자를 제공하는 조성물로부터 형성된다. 다른 변형예에서 에어로졸은 적어도 10 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 75 중량%의 약물 응축 에어로졸 입자를 제공하는 조성물로부터 형성된다. 다른 변형예에서, 에어로졸은 적어도 95 중량% 적어도 99 중량% 또는 적어도 99.5 중량%의 응축 에어로졸 입자를 제공하는 조성물로부터 형성된다.
몇몇 변형예에 있어서, 형성되는 약물 응축 에어로졸 입자는 10 중량% 미만의 열 열화 생성물을 함유한다. 다른 변형예에 있어서, 형성되는 약물 응축 에어로졸 입자는 5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 0.1 중량% 미만, 또는 0.03 중량% 미만의 열 열화 생성물을 포함한다.
몇몇 변형예에 있어서, 약물 응축 에어로졸은 가스 흐름 내에서 생성되어 결과로서 얻어지는 에어로졸은 약 0.1 내지 3 ㎛의 MMAD를 갖는다. 몇몇 변형예에 있어서, 약물 응축 에어로졸 입자의 MMAD 주위의 기하학적 표준 편차는 3 μm 미만이다. 몇몇 변형예에 있어서, 약물 응축 에어로졸 입자의 MMAD 주위의 기하학적 표준 편차는 5μm 미만이다. 다른 변형예에 있어서, 약물 응축 에어로졸 입자의 MMAD 주위의 기하학적 표준 편차는 2.5 ㎛ 미만 또는 2 ㎛ 미만이다.
본 개시 내용은,
전기저항 가열 부재로서 그 위에 배치된 약물을 기화시키도록 구성된 금속 포일 기재; 코팅된 약물 조성물의 전부 또는 일부를 3초 이하의 시간 내에 기화시키는데 충분한 기재 상의 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전기저항 가열을 수행하도록 기재로 정확한 전류 프로파일을 전송하는 전류 전달 디바이스; 및 기화된 약물 조성물을 비말동반하고 응축 에어로졸 입자로 응축시키기 위하여 기재 표면 상에 흡입 공기를 유도하는 공기통로(airway), 상기 응축 에어로졸 입자는 공기통로의 마우스피스 단부로부터 사용자의 구강 내로 방출되어 전신 약물 전달을 수행하기 위하여 기도를 거쳐 심부 폐에 도달하는 물질을 포함함;
를 포함하는 기화 온도 민감성 약물을 이용하여 응축 에어로졸을 제조하기 위한 디바이스를 교시한다. 예를 들면, 아포모르핀 염산 헤미하이드레이트는 기화 온도에 민감하므로 응축 에어로졸을 생성하기 위하여는 정확한 수준의 온도 조절이 필요하다.
전달 디바이스
응축 약물 에어로졸을 투여하기 위하여, 본 명세서에 기재된 전달 디바이스는, 전형적으로 조성물을 가열하여 증기를 형성하기 위한 부재 및 증기를 냉각하여 응축 에어로졸을 형성하는 부재를 포함한다. 이러한 에어로졸은 일반적으로 국소적 또는 전신적 치료를 위하여 흡입을 통하여 환자의 폐로 전달된다. 그러나, 택일적으로, 타겟 부위로 약물-에어로졸 입자를 적용하기 위하여, 본 발명의 응축 에어로졸이 공기 흐름 내에서 생성될 수 있다. 예를 들면, 약물-에어로졸 입자를 운반하는 공기 흐름을 적용하여 급성 또는 만성 피부 증상을 치료하거나, 절개 부위에서 수술 중 적용되거나, 또는 개방된 상처에 적용될 수 있다. 전달 디바이스는 키트로서 사용을 위하여, 단위 용량 형태의 약물을 포함하는 조성물과 조합될 수 있다.
본 명세서에 기재된 디바이스는 에어로졸 전달이 용이하도록, 다양한 부재를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 디바이스는 흡입에 대한 약물 에어로졸화의 타이밍을 제어하기 위하여 당업계에서 공지된 임의의 부재를 포함할 수 있다(예를 들면, 호흡 구동). 이와 유사하게, 디바이스는 흡입 속도 및/또는 체적에 대하여 환자에게 피드백을 제공하는 부재, 또는 과도한 사용을 방지하기 위한 부재(즉, "잠금" 기능)를 포함할 수 있다. 디바이스는 용량 카운팅/로깅 또는 테이퍼링 방법과 같은 특징부들을 추가적으로 포함할 수 있다. 또한, 디바이스는 허가받지 않은 개인이 사용하지 못하도록 하는 부재 및 복용 이력을 기록하는 부재를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 부재들은 단독으로 또는 다른 부재와 조합하여 사용할 수 있다.
냉각을 가능케 하는 부재는 임의의 구조일 수 있다. 예를 들면, 이는 가열 수단을 흡입 수단과 연결하는 비활성 통로일 수 있다. 이와 유사하게, 사용자가 흡입할 수 있도록 하는 부재는 임의의 구조일 수 있다. 예를 들면, 이는 냉각 부재와 사용자의 호흡 시스템 간의 연결을 형성하는 출구 포털일 수 있다.
전형적으로, 약물 공급 제품은 필름의 전부 또는 일부를 기화하는데 충분한 온도로 가열되어, 조성물이 흡입 과정 중 공기 흐름 내에서 비말동반하는 증기를 형성한다. 전술한 바와 같이, 약물 공급 제품의 가열은, 예를 들면 전기 회로 내에서 하우징에 배치된 배터리 팩과 같은 전력 소스에 연결된 전기 저항성의 약물 코팅된 포일 기재를 사용하여 달성할 수 있다. 예를 들면, 가열은 당업계에서 알려진 바와 같이, 하우징 상의 버튼이나 호흡 구동을 통하여 구동될 수 있다.
본 명세서에서 기재된, 에어로졸을 형성하고 전달하기 위하여 사용될 수 있는 다른 장치는 다음과 같다. 디바이스는 조성물을 가열하여 증기를 형성하는 부재, 증기를 냉각시켜 응축 에어로졸을 형성하는 부재, 및 사용자가 에어로졸을 흡입할 수 있는 부재를 포함한다. 또한, 디바이스는, 함께 피팅되는 상측 외부 하우징 부재 및 하측 외부 하우징 부재를 포함한다.
각각의 하우징 부재의 하류 측 단부는 사용자의 구강 내로 삽입하기 위하여 부드럽게 테이퍼링된다. 상측 및 하측 하우징 부재의 상류 측 단부는 슬롯화되어(1 또는 둘 모두 슬롯화됨) 사용자가 흡입할 때 공기 흡입구를 제공한다. 상측 및 하측 하우징 부재가 함께 접합될 경우에 챔버의 경계를 정한다. 약물 공급 유닛은 챔버 내에 위치한다.
사용되는 디바이스의 일 변형예에 있어서, 디바이스는 기재를 구성하는 약물 조성물 전달 제품, 기재 표면 상의 선정된 약물 조성물 필름, 및 기재를 200℃보다 큰 온도, 또는 다른 구체예에서는 250 ℃보다 큰 온도, 300 ℃보다 큰 온도, 350 ℃보다 큰 온도, 또는 350 ℃보다 큰 온도, 또는 500 ℃만큼의 온도까지 기재를 가열하고, 2초 이하의 시간 이내, 바람직하게는 1초 이하의 시간 내에 약물 조성물을 실질적으로 완전히 기화시키는데 유효한 속도로 포일 기재에 전류를 공급하기 위한 전력 소스를 포함한다.
기타 약물 공급 제품이 본 명세서에 기재된 디바이스와 조합하여 사용될 수 있다. 다양한 코팅 방법은 당업계에 알려져 있거나, 그리고/또는 앞서 설명된 바와 같다.
전류가 통과할 때, 열을 생성하는 예시적인 가열 부재는 전기 저항성 포일 기재일 수 있다. 허용 가능한 에너지 소스는 지지체 표면으로부터 조성물을 완전히 기화하는데 충분한 온도를 급속히 달성하는 속도로 약물 코팅된 포일 기재를 가열하기 위한 전력을 약물 공급 제품으로 공급할 수 있다. 예를 들면, 2초 이내. 바람직하게는 1초 이내에 200 내지 500 ℃ 이상의 온도를 달성하는 열원이 전형적이다. 선택된 온도는 조성물의 기화 특성에 의존하기는 하지만, 전형적으로 적어도 약 200 ℃, 바람직하게는 적어도 약 250 ℃, 보다 바람직하게는 적어도 약 300 ℃ 또는 350 ℃의 온도로 가열된다. 기재를 가열하면 약물 조성물의 증기가 생성되어 흐르는 가스의 존재 하에서 원하는 크기 범위의 에어로졸 입자가 생성된다. 가스 흐름의 존재는 일반적으로 기재의 가열 전, 이와 동시에, 또는 이후이다. 일 구체예에 있어서, 기재는 약 1초 미만, 보다 바람직하게는 약 500 밀리초 미만, 특히 바람직하게는 약 200 밀리초 미만 동안 가열된다. 약물-에어로졸 입자들은 폐로 전달하기 위하여 피험자에 의하여 흡입된다.
또한, 응축 부위를 통한 가스-유속을 제한하기 위하여, 고상 지지체의 상류 측에 배치된 가스-흐름 제어 밸브를 포함할 수 있다. 예를 들면, 가스 흐름 밸브는 챔버와 연통되는 유입 포트, 및 밸브를 가로지르는 압력 강하를 증가시키면서 포트로부터 멀어지는 공기흐름을 더욱 더 전환하거나 제한하도록 개조된 변형 가능한 플랩(flap)을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 가스-흐름 밸브는 구동 스위치를 포함할 수 있다. 이러한 변형예에서, 밸브 움직임은, 예를 들면 스위치를 닫는 기능을 할 수 있는, 밸브를 가로지르는 공기 압력 차이에 응답한다. 가스-흐름 밸브는 또한 챔버 내로 유입되는 공기 흐름을 제한하도록 설계된 오리피스를 포함할 수 있다.
사용자가 실내로 공기를 흡입함에 따라 가스-흐름 제어 밸브에 의하여 생성되는 공기 흐름의 감소를 상쇄하기 위하여, 유닛의 하류 측 챔버와 연통하는 바이패스 밸브 또한 디바이스에 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 바이패스 밸브는 가스-제어 밸브와 협력하여 디바이스를 통하여 흡입되는 공기의 전체 량뿐만 아니라, 챔버의 응축 부위를 통과하는 흐름을 제어할 수 있다. 따라서, 이러한 변형예에서 디바이스를 통과하는 공기흐름의 전체 체적은 가스-제어 밸브를 통과하는 체적 공기흐름 유속과 바이패스 밸브를 통과하는 체적 공기흐름 유속의 합이 될 것이다.
예를 들면, 가스 제어 밸브는 디바이스에 유입되는 공기를 미리 선택된 레벨(예를 들면, 15 L/분)로 제한하는 기능을 할 수 있다. 이러한 방식으로, 원하는 크기의 입자를 생성하기 위한 공기 흐름을 미리 선택하고 생성할 수 있다. 예를 들면, 일단 이와 같이 선택된 공기흐름 레벨에 도달하면, 디바이스 내로 유입되는 추가적인 공기가 바이패스 밸브를 가로지르는 압력 강하를 생성하며, 이는 순차적으로 바이패스 밸브를 통과하는 공기 흐름을 사용자의 구강에 인접한 디바이스의 하류 측 단부로 수용하게 된다. 따라서, 사용자는 원하는 공기흐름 속도와 바이패스 공기흐름 속도 사이에서 전체 공기 흐름을 분배하는 2개의 밸브를 이용하여 숨을 들이쉬는 것을 감지한다.
이러한 밸브는 챔버의 응축 부위를 통과하는 가스 속도를 제어하여 생성된 에어로졸 입자의 입자 크기를 조절하는데 사용될 수 있다. 전형적으로, 공기흐름이 빠를수록 입자는 작아진다. 이처럼, 더 작거나, 또는 더 큰 입자를 얻기 위하여, 가스-흐름 제어 밸브를 개조하여 체적 공기흐름 속도를 증가시키거나 감소시킴으로써 챔버의 응축 부위를 통과하는 가스 속도를 변경할 수 있다. 예를 들면, 약 1 내지 3.5 ㎛ MMAD의 크기 범위를 갖는 응축 입자를 생성하기 위하여, 실질적으로 평활한 표면의 벽을 구비한 챔버의 경우 1 내지 10 L/분의 범위에서 가스-흐름 속도를 선택한다.
추가적으로, 당업자에게 인식되는 바와 같이, 주어진 체적 유속에 대하여 선형 가스 속도를 증가시키거나 감소시키기 위하여 챔버 응축 부위의 단면을 변형시키거나, 그리고/또는 챔버 내에서 난류를 생성하는 구조의 유무에 의하여 입자 크기를 변경할 수 있다. 따라서, 예를 들면 10 내지 100 nm MMAD 크기의 응축 입자를 생성하기 위하여, 응축 챔버 내에 공기 난류를 형성하기 위한 가스-흐름 배리어를 제공할 수 있다. 이러한 배리어는 전형적으로 기재 표면으로부터 천분의 수 인치 이내에 위치한다. 입자 크기는 하기에서 보다 상세히 설명된다.
약물 조성물 필름 두께
전형적으로, 기재 상에 코팅된 약물 조성물 필름은 약 0.05 내지 30 ㎛의 두께, 보다 전형적으로 0.1 내지 30 ㎛의 두께를 갖는다. 보다 전형적으로, 두께는 약 0.2 내지 30 ㎛이고, 특히 전형적으로 두께는 약 0.5 내지 30 ㎛이고, 가장 전형적으로 두께는 약 0.5 내지 25 ㎛이다. 주어진 약물 조성물에 대한 바람직한 필름 두께는 전형적으로 응축 에어로졸 조성물의 원하는 수율 및 순도가 선택되거나 알려진 상태에서 반복 프로세스에 의하여 결정된다.
예를 들면, 입자의 순도가 원하는 정도에 비하여 낮거나, 또는 백분율 수율이 원하는 정도에 비하여 낮은 경우, 약물의 두께는 초기 필름 두께와는 상이한 두께로 조정된다. 그 다음, 조정된 필름 두께에서 순도 및 수율이 결정되며, 원하는 순도 및 수율이 달성될 때까지 이러한 프로세스를 반복한다. 적합한 필름 두께를 선택한 후, 치료학적으로 효과적인 용량을 제공하는데 필요한 기재의 영역이 결정된다.
일반적으로, 주어진 약물 조성물에 대한 필름 두께는 기재를 가열하고 가스 흐름 내에서 증기를 비말 동반함으로써 형성된 약물-에어로졸 입자가, (i) 10 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 2.5 중량% 이하의 약물-열화 생성물을 갖고, 그리고 (ii) 적어도 50%의 필름 내 함유된 약물 조성물의 총량을 갖는다. 약물 조성물 필름이 형성되는 기재 면적은 하기에서 추가적으로 기재되는 바와 같이, 효과적인 인체 치료적 용량의 약물 에어로졸을 달성하도록 선택된다.
약물 필름의 두께를 결정하기 위하여 사용 가능한 일 방법은 하기의 관계식을 이용하여 기재 면적을 결정하고 약물 필름의 두께를 계산하는 것이다.
[수학식 1]
필름 두께(cm) = 약물 질량(g) /[약물 밀도(g/㎤) x 기재 면적(㎠)]
약물의 질량은 약물 필름의 형성 전후에 기재의 중량을 측정하거나, 또는 약물을 추출하고 분석적으로 량을 측정하여 결정할 수 있다. 약물 밀도는 당업자에게 공지된 다양한 테크닉에 의하여 실험적으로 결정될 수 있거나, 또는 CRC Handbook of Chemical and Physics에서와 같은 문헌이나 참고 문헌에 기재된 것일 수 있다. 실제 약물 밀도를 알 수 없는 경우, 단위 밀도의 가정이 허용된다.
알려진 두께의 약물 필름을 갖는 기재는 열 증기를 발생시키는데 충분한 온도로 가열되었다. 열 증기의 전부 또는 일부를 회수하고 약물 열화 생성물의 존재에 대하여 분석을 수행하여 열 증기 내 에어로졸 입자의 순도를 결정하였다. 필름 두께와 에어로졸 입자 순도 사이에는 명확한 관계가 존재하는 바, 필름 두께가 감소함에 따라 순도는 증가한다.
10% 이하의 약물 열화 생성물을 함유한 에어로졸 입자(즉, 90% 이상의 에어로졸 입자 순도)를 제공하는 약물 필름 두께의 선택에 부가하여, 기재가 필름을 기화시키는데 충분한 온도 가열될 경우, 필름 내에 함유된 약물 조성물의 전체 량의 적어도 약 50%가 기화되도록 필름 두께가 선택된다.
보다 높은 순도의 에어로졸을 얻기 위하여, 적은 량의 약물을 코팅하거나, 보다 얇은 필름으로 가열하거나, 또는 택일적으로 동일한 량의 양물을 사용하되 보다 넓은 표면적을 사용할 수 있다. 일반적으로, 전술한 바와 같이, 극도로 얇은 약물 필름의 두께를 제외하면, 필름 두께의 선형 감소는 불순물의 선형 감소와 관련이 있다.
이처럼, 에어로졸이 증가하는 필름 두께, 특히 0.05 내지 30 ㎛보다 큰 두께에서 증가하는 레벨의 약물 열화 생성물을 나타내는 약물 조성물의 경우, 기재 상의 필름 두께는 전형적으로 0.05 내지 30 ㎛인 바, 예를 들면 이러한 범위 내에서 최대 또는 최대값에 근접한 두께는 약물 열화율 5% 미만인 입자 에어로졸을 형성하도록 한다.
또 다른 접근 방법은 아르곤, 질소, 헬륨 등과 같은 비활성 가스의 제어된 분위기 하에서 열 증기를 형성함으로써 원하는 레벨의 약물 조성물 순도를 갖는 약물-에어로졸 입자 생성을 고려한다.
일단 에어로졸 순도 대 필름 두께의 그래프로부터 원하는 순도 및 수율이 달성되거나 추정되고, 그리고 대응되는 필름 두께가 결정되면, 치료학적으로 효과적인 용량을 제공하는데 필요한 기재 면적이 결정된다.
기재 면적
앞서 언급된 바와 같이, 기재의 표면적은 치료학적으로 유효한 용량을 산출하는데 충분하도록 선택된다. 치료적 용량을 제공하기 위한 약물의 량은 일반적으로 당업계에서 공지되어 있으며, 이하에서 보다 많이 논의된다. 앞서 논의된, 필요한 용량 및 선택된 필름 두께는 하기의 관계식에 따라 최소한 요구되는 기재 면적을 지시한다.
[수학식 2]
필름 두께(cm) x 약물 밀도(g/㎤) x 기재 면적(㎠) = 용량(g), 또는
[수학식 3]
기재 면적(㎠) = 용량(g)/[필름 두께(cm) x 약물 밀도(g/㎤)]
약물 질량은 약물 필름의 형성 전후의 기재의 중량을 측정하거나, 약물을 추출하고 분석적으로 량을 측정함으로써 결정할 수 있다. 약물 밀도는 공지된 다양한 테크닉에 의하여 실험적으로 결정될 수 있거나, 또는 CRC와 같은 문헌이나 참고 문헌에서 기재된 것일 수 있다. 실제 약물 밀도를 알 수 없는 경우, 단위 밀도의 가정이 허용된다.
효과적인 인체 치료 용량을 투여할 수 있는 열-전도성 기재 상의 약물 필름으로 이루어진 약물 공급 제품을 제조하기 위하여, 전술한 관계식을 이용하여 최소 기재 표면적을 결정하여 치료적 용량의 약물 에어로졸을 생성할, 선택된 필름 두께용 기재 면적을 결정한다.
몇몇 변형예에 있어서, 선택된 기재 표면적은 약 0.05 내지 500 ㎠이다. 다른 변형예에 있어서, 표면적이 약 0.05 내지 300 ㎠ 이다. 일 구체예에 있어서, 기재 표면적은 0.05 내지 0.5 ㎠이다. 일 구체예에 있어서, 기재 표면적은 0.1 내지 0.2 ㎠이다. 약물 공급 제품으로부터 전달된 실제 약물의 용량, 즉 백분율 수율 또는 방출 백분율은, 다른 요인과 함께, 기재를 가열할 때 기화되는 약물 필름의 백분율에 의존한다. 따라서, 약물 필름의 100%를 가열할 때 생성되는 약물 필름 및 100% 약물 순도를 갖는 에어로졸 입자의 경우, 용량, 두께 및 앞서 주어진 면적 사이의 관계는 사용자에게 제공되는 용량과 직접적인 상관관계가 있다. 백분율 수율 및/또는 입자 순도가 감소함에 따라 원하는 용량을 제공하기 위하여 필요에 따라 기재 면적을 조정할 수 있다. 또한, 당업자에게 인식되는 바와 같이, 치료학적으로 유효한 약물 용량을 운반하기 위하여, 특정 필름 두께에 대한 최소 계산된 면적 이외의 더 큰 기재 면적이 사용될 수 있다. 더욱이, 당업자에게 인식되는 바와 같이, 선택된 표면적이 선택된 필름 두께로부터 치료적 용량을 전달하는데 필요한 최소값을 초과하는 경우, 필름은 전체 표면적을 코팅할 필요가 없다.
에어로졸을 함유하는 약물의 용량
에어로졸에서 전달되는 약물의 용량은 정해진 조건 하에서 약물을 가열하고, 그에 따른 증기를 냉각시키고, 그리고 결과적으로 생성된 에어로졸을 운반함으로써 생성된 단위 용량을 의미한다. "단위 용량(unit dose amount)"은 주어진 흡입 에어로졸의 체적으로 표현되는 약물의 총량이다. 단위 용량은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 에어로졸을 수집하고 이의 조성물을 분석하고, 에어로졸의 분석 결과를 알려진 량의 약물을 함유하는 일련의 참조 표준의 결과와 대비함으로써 결정할 수 있다. 에어로졸로서 전달하기 위한 출발 조성물 내에서 요구되는 약물 또는 약물들의 량은 가열했을 때 열 증기 상으로 도입되는 약물의 량(즉, 출발 약물 또는 약물들에 의하여 생성되는 용량), 에어로졸 약물 또는 약물들의 생체이용율(bioavailability), 환자 흡입 체적, 및 에어로졸 약물 또는 플라즈마 약물 농도에 따른 약물의 역가(potency)에 의존한다.
동물실험 및 용량 결정(Phase I/II) 임상 시험과 같은 방법을 이용하여 특정 증상을 치료하기 위한 약물-함유 에어로졸의 적절한 용량을 결정할 수 있다. 또한, 이러한 실험은 에어로졸의 잠재적인 폐 독성을 평가하는데 사용될 수 있다. 일 동물 실험은 에어로졸에 노출된 후 동물 내 약물의 플라즈마 농도를 측정하는 것을 수반한다. 개 또는 영장류와 같은 포유류들은 이의 호흡기가 사람의 호흡기와 유사하고 전형적으로 테스트 결과를 인간으로 정확히 외삽할 수 있기 때문에, 이러한 연구에서 전형적으로 사용된다. 인간 테스트용 초기 용량 레벨은 일반적으로 인간 내 치료 효과와 관련된 플라즈마 약물 레벨을 생성하는 포유류 모델 내 용량보다 작거나 같다. 그 다음. 최적의 치료 응답이 얻어지거나, 또는 투여-제한 독성이 발견될 때까지 인간 내 용량을 증가시키는 과정이 수행된다. 특정 환자에 대한 실제 약물의 유효 량은 사용되는 특정 약물이나 이의 조합, 배합된 특정 조성, 투여 모드, 환자의 나이, 체중 및 증상, 그리고 치료 중인 에피소드의 중증도에 따라 변화될 수 있다.
입자 사이즈
폐에 효율적으로 에어로졸을 전달하기 위하여는 입자가 특정 침투 및 침강 또는 확산 특성을 가져야 한다. 심부 폐(deep lung)에서의 부착은 중력 침강에 의하여 일어나며, 입자가 질량 중간 공기역학 직경(MMAD)으로 정의되는 유효 침강 크기(effective settling size), 전형적으로 1 내지 3.5 ㎛를 가져야 한다. 더 작은 입자의 경우, 심부 폐로의 부착은 10 내지 100 nm , 전형적으로 20 내지 100 nm 범위의 입자 크기를 가져야 하는 확산 프로세스에 의하여 일어난다. 심부 폐로의 전달을 위한 흡입 약물-전달 디바이스는 이러한 2종의 크기 범위 중 하나(바람직하게는 약 0.1 내지 3 ㎛의 MMAD)의 입자를 갖는 에어로졸을 생성해야 한다. 다른 변형예에 있어서, 에어로졸 MMAD는 5 ㎛ 미만이다. 전형적으로, 원하는 MMAD를 갖는 입자를 생성하기 위하여, 특정 유속으로 고상 지지체 위로 가스 또는 공기를 통과시킨다.
응축 단계 동안 에어로졸의 MMAD는 시간이 지남에 따라 증가하고 있다. 전형적으로, 본 발명의 변형예에 있어서, 증기가 캐리어 가스와 접촉하여 냉각하면서 증기가 응축됨에 따라 0.01 내지 3 ㎛의 크기 범위 내에서 MMAD가 증가하고, 에어로졸 입자가 서로 충돌하여 더 큰 입자로 응집됨에 따라 더욱 증가한다. 가장 전형적으로, MMAD는 1초 미만의 시간에 0.5 마이크론 미만에서 1 마이크론을 초과하는 크기로 성장한다. 따라서, 전형적으로는, 입자로 응축된 직후, 응축 에어로졸 MMAD는 초당 적어도 1회, 종종 초당 적어도 2회, 초당 적어도 4회, 초당 적어도 8회 또는 초당 적어도 20회 2배로 된다. 다른 변형예에 있어서, MMAD는 0.1 내지 3 ㎛의 크기 범위 내에서 증가한다.
전형적으로, 유속이 높을수록 형성되는 입자가 더 작아진다. 따라서, 더 작거나 더 큰 입자를 얻기 위하여, 전달 디바이스의 응축 부위를 통과하는 유속이 변경될 수 있다. 원하는 입자 크기는 혼합물의 수 농도가 약 109 입자/mL에 도달할 때 원하는 입자 크기가 달성되는 비율로 증기 상태의 화합물을 다량의 운반 가스 내로 혼합함으로써 달성된다. 이러한 수 농도의 입자 성장은, 이후 한 번의 심층 흡입의 상황 하에서 입자 크기를 "안정적"으로 간주할 만큼 충분히 느리게 된다. 이는, 예를 들면 가스 흐름 제어 밸브를 변경하여 체적 공기흐름 속도를 증가시키거나 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 예시적으로, 0.1 내지 3 ㎛ MMAD 크기 범위의 응축 입자는 기화되는 약물 위의 가스-유속이 1 내지 10 L/분, 바람직하게는 2 내지 8 L/분의 범위가 되도록 선택함으로써 생성될 수 있다.
또한, 당업자에게 인식되듯이, 주어진 체적 유속에 대하여 선형 가스 속도를 증가시키거나 감소시키기 위하여 챔버 응축 영역의 단면을 변경함으로써 입자 크기를 바꿀 수도 있다. 이외에도, 입자 크기는 챔버 내에서 난류를 발생시키는 구조의 유무에 의하여도 변경될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 10 내지 100 nm MMAD 크기 범위의 응축 입자를 생성하기 위하여, 응축 챔버 내에서 공기 난류를 형성하기 위한 가스-흐름 배리어를 제공할 수 있다. 이러한 배리어는 전형적으로 기재 표면으로부터 천분의 수 인치 이내에 위치한다.
약물-함유 에어로졸의 분석
약물-함유 에어로졸의 순도는 다수의 다양한 방법을 이용하여 결정할 수 있다. "순도"라는 용어를 사용할 경우, 이는 에어로졸의 백분율에서 형성 과정에서 생성된 부생성물의 백분율을 차감한 값을 의미하는 점에 유의해야 한다. 예를 들면, 부생성물은 기화 과정 중에 생성된 원하지 않는 생성물이다. 예를 들면, 부생성물에는 활성 화합물 또는 화합물의 원하지 않는 대사물뿐만 아니라 열 열화 생성물을 포함한다. 에어로졸 순도를 결정하기 위한 적합한 방법의 예는 Sekine 등, Journal of Forensic Science 32:1271-1280 (1987), 그리고 Martin 등, Journal of Analytic Toxicology 13:158-162 (1989)에 기재되어 있다.
하나의 적합한 방법은 트랩의 사용을 수반한다. 이러한 방법에서, 에어로졸은, 부생성물의 백분율 또는 분율을 결정하기 위하여 트랩에 수집된다. 임의의 적합한 트랩을 사용할 수 있다. 적합한 트랩에는 필터, 글라스 울, 임핀저(impinger), 용매 트랩, 냉각 트랩 등이 포함된다. 필터가 종종 가장 바람직하다. 그 다음, 전형적으로 트랩은 용매, 예를 들면 아세토니트릴로 추출되고, 추출물은 당업계에서 공지된 다양한 분석 방법 중 어느 하나에 의하여 분석될 수 있는 바, 예를 들면 가스, 액체 및 고성능 액체 크로마토그래피가 특히 유용하다.
가스 또는 액체 크로마토그래피법은 전형적으로 질량 분광 검출기 또는 자외선 흡수 검출기와 같은 검출기 시스템을 포함한다. 이상적으로, 검출기 시스템을 통하여 중량에 따라 약물 조성물 및 부생성물의 성분의 량을 결정할 수 있다. 이는 실제로 약물 조성물 또는 부생성물의 성분의 1 이상의 알려진 질량(기준)을 분석하여 얻은 시그널을 측정한 다음, 에어로졸을 분석하여 얻은 시그널과 기준을 분석하여 얻은 시그널을 비교함으로써 달성되는데, 이는 당업계에서 널리 알려진 접근법이다.
많은 경우에 있어서, 부생성물의 구조가 알려지지 않거나, 이에 대한 기준을 활용할 수 없다. 이러한 경우, 약물 조성물 내 약물 성분 또는 성분들과 동일한 응답 계수(예를 들면, 자외선 흡수 검출의 경우에는 동일한 소광 계수 등)를 갖는다는 것으로 가정함으로써 부생성물의 중량 분율을 계산할 수 있다. 이러한 분석을 수행할 때, 매우 적은 분율 미만(예를 들면, 약물 화합물의 0.1% 미만 또는 0.03% 미만)으로 존재하는 부생성물은 전형적으로 제외된다. 부생성물의 중량 백분율을 계산함에 있어서 약물과 부생성물 간에 동일한 응답 계수를 가정해야 하는 경우가 빈번하기 때문에, 가정이 높은 확률의 유효성을 갖는 분석 접근법을 사용하는 것이 종종 더욱 바람직하다. 이와 관련하여, 225 nm의 자외선을 흡수하여 검출하는 고성능 액체 크로마토그래피가 전형적으로 바람직하다. 250 nm에서 UV 흡수는 250nm에서 화합물이 보다 강하게 흡수하는 경우 또는 다른 이유로 당업자가 250 nm에서의 검출이 HPLC 분석을 이용하여 중량에 의한 순도를 평가하는 가장 적정한 수단이라고 생각하는 경우에 있어서 화합물의 검출에 사용될 수 있다. UV에 의한 약물의 분석이 불가능한 특정 경우에 있어서, 순도를 결정하기 위하여 GC/MS 또는 LC/MS와 같은 다른 분석 툴을 사용할 수 있다.
조성물의 기화가 일어나는 가스를 변경하는 것도 순도에 영향을 미칠 수 있다.
기타 분석법
약물-함유 에어로졸의 입자 크기 분포는 당업계에서 적절한 임의의 방법(예를 들면, 케스케이드 충돌)을 이용하여 결정할 수 있다. 유도 포트(USP 유도 포트, MSP Corporation, Shoreview, MN)에 의하여 기화 디바이스에 연결된 차세대 캐스케이드 임팩터(MSP Corporation, Shoreview, MN)는 캐스케이드 충돌 연구용으로 사용되는 시스템 중 하나이다.
흡입 가능한 에어로졸 질량 밀도는, 예를 들면 흡입 디바이스를 통하여 밀폐된 챔버 내로 약물-함유 에어로졸을 전달하고, 챔버 내에 수집된 질량을 측정함으로써 결정할 수 있다. 전형적으로, 에어로졸은 디바이스와 챔버 사이에 압력 구배를 갖는 챔버 내로 흡입되며, 이때 챔버 내 압력은 디바이스보다 낮다. 챔버의 체적은 흡입 환자의 흡입 체적(전형적으로 약 2 내지 4 리터)에 근사해야 한다.
흡입 가능한 에어로졸 약물 질량 밀도는, 예를 들면 흡입 디바이스를 통하여 밀폐된(confined) 챔버 내로 약물-함유 에어로졸을 전달하고, 챔버 내에 수집된 활성 약물 화합물의 량을 측정함으로써 결정할 수 있다. 전형적으로, 에어로졸은 디바이스와 챔버 사이에 압력 구배를 가짐으로써 챔버 내로 흡입되며, 챔버 내 압력이 디바이스보다 낮다. 챔버의 체적은 흡입하는 환자의 흡입 체적(전형적으로, 약 2 내지 4 리터)에 근사해야 한다. 챔버 내에 수집되는 활성 약물 화합물의 량은 챔버를 추출하고, 추출물의 크로마토그래피 분석을 수행하고, 그리고 알려진 량의 약물을 함유하는 기준과 크로마토그래피 분석 결과를 비교함으로써 결정된다.
흡입 가능한 에어로졸 입자 농도는, 예를 들면 흡입 디바이스를 통하여 밀폐된 챔버 내로 에어로졸 상 약물을 전달하고, 챔버 내에 수집된, 주어진 크기의 입자 수를 측정함으로써 결정할 수 있다. 주어진 크기의 입자 수는, 입자의 광-산란 특성에 기초하여 직접 측정할 수 있다. 택일적으로, 주어진 크기의 입자 수는, 주어진 크기 범위 내 입자의 질량을 측정하고, 하기와 같이 질량에 기초하여 입자의 수를 계산하여 결정할 수 있다. 총 입자 수 = 각각의 크기 범위 내 입자 수의 합(크기 범위 1에서 크기 범위 N까지). 주어진 크기 범위의 입자 수 = 크기 범위의 질량/크기 범위의 전형적인 입자의 질량. 주어진 크기 범위의 전형적인 입자의 질량 = π*D3*φ/6, 여기서 D는 크기 범위의 전형적인 입자 직경(일반적으로, 크기 범위를 정의하는 평균 경계 MMAD)이고, φ은 입자 밀도 (g/mL)이며, 그리고 질량은 피코그램 단위(g-12)로 주어진다.
흡입 가능한 에어로졸 입자 형성 속도는, 예를 들면 흡입 디바이스를 통하여 밀폐된 실내로 에어로졸 상 약물을 전달함으로써 결정될 수 있다. 전달은 설정된 시간(예를 들면, 3초) 동안 이루어지며, 챔버 내에 수집된, 주어진 크기의 입자 수는 앞서 설명된 바와 같이 결정된다. 입자의 형성 속도는 수집된 10 nm에서 5 마이크론까지의 입자 수를 수집 시간으로 나눈 값과 같다.
에어로졸 형성 속도는, 예를 들면 흡입 디바이스를 통하여 밀폐된 챔버로 에어로졸 상 약물을 전달함으로써 결정할 수 있다. 전달은 설정된 시간(예를 들면, 3초) 동안 이루어지며, 수집된 입자 물질의 질량은 입자상 물질의 전달 전후에 밀폐된 챔버의 중량을 측정함으로써 결정한다. 에어로졸 형성 속도는 챔버 내 질량 증가를 수집 시간으로 나눈 값이다. 택일적으로, 전달 디바이스 또는 이의 구성 요소의 질량 변화가 에어로졸 상 입자 물질의 방출을 통해서만 일어나는 경우, 입자상 물질의 질량은 에어로졸의 전달 과정에서 디바이스 또는 구성 요소로부터 손실된 질량과 동일시할 수 있다. 이 경우, 에어로졸 형성 속도는 전달 이벤트 기간 중 디바이스 또는 구성 요소의 질량 감소를 전달 이벤트의 지속시간으로 나눈 값과 같다.
약물 에어로졸 형성 속도는, 예를 들면 설정된 시간(예를 들면, 3초)에 걸쳐 흡입 디바이스를 통하여 밀폐된 챔버 내로 약물-함유 에어로졸을 전달함으로써 결정될 수 있다. 에어로졸이 순수한 약물인 경우, 전술한 바와 같이 챔버 내에 수집된 약물의 량을 측정한다. 약물 에어로졸 형성 속도는 챔버 내에 수집된 약물의 량을 수집 시간으로 나눈 값과 같다. 약물-함유 에어로졸이 약학적으로 허용 가능한 부형제를 포함할 경우, 에어로졸 형성 속도를 에어로졸 내 약물의 백분율로 곱하면 약물 에어로졸 형성 속도가 얻어진다.
기화 온도 제어
온도에 민감한 약물을 갖는 적절한 응축 에어로졸 생성은 다양한 전이 포인트와 관련된 온도를 식별하는 단계, 및 이를 피하거나(아포모르핀 염산 헤미하이드레이트의 경우, HCl은 250 ℃와 280 ℃ 사이에서 분해될 수 있음) 또는 불순물 발생을 최소화하는 정확하게 제어된 온도 프로파일로 온도를 타겟으로 하는 단계를 포함한다. 약물이 이러한 범위를 훨씬 초과하는 온도에 노출되면, 에어로졸의 순도가 저하된다. 포일 기재가 지나치게 가열되는 것을 방지하기 위하여, 포일 기재의 온도 램프-업 속도는 언제 포일 기재로의 높은 전류 흐름의 전달을 중단할지를 결정하여 포일 기재가 타겟 기화 온도를 초과하지 않도록 하는 것이 특징이다(도 1 참조).
기화되는 약물의 량을 극대화하기 위하여는 흡입된 공기가 포일 기재 위를 통과함에 따라 발생하는 포일 기재로부터의 복사 및 대류 열 손실이 추가 에너지를 공급함으로써 오프-셋해야 한다. 일단 타겟 온도에 도달하면, 특정 주파수로 포일 기재에 펄스 전류를 인가하여 안정적인 온도를 유지한다(도 2). 펄스가 없으면, 포일 기재의 온도가 급격히 저하되어 방출 용량이 감소한다. 펄싱에 대한 대안은 일정한 전류를 전달하는 것으로, 이때 일정한 전류는 추가적인 가열을 야기하지 않을 정도로 작으나, 냉각을 방지할 수 있을 정도로 충분히 크다.
전술한 평탄 가열은 일정한 속도로 조절되거나(평탄 가열 또는 온도/시간의 변화가 없음), 또는 변조 냉각 또는 음(도 3)의 기울기 속도(온도 변화/시간), 또는 점진적 가열 또는 양(도 4)의 기울기 속도로 조절되어 기재 온도에 대한 약물의 응답에 따라 기화 프로세스를 최적화할 수 있다.
대류 열 손실률(convective heat loss rate)을 감소시켜 약물의 보다 일정한 기화를 달성하기 위하여, 본 개시 내용은 포일 기재 위를 통과하는 공기의 유속을 하도록 미국특허번호 제7,913,688호에 기재된 바와 같은 바이-패스 공기 흐름 디자인의 사용을 선택적으로 포함할 수 있다. 포일 기재의 두께는 0.0005 내지 0.002인치일 수 있다. 일부 변형예에서, 포일 기재의 두께는 0.0005 내지 0.0015인치일 수 있다. 몇몇 변형예에 있어서, 포일 기재의 두께는 0.0005 내지 0.0010인치일 수 있다.
온도 램프-업 속도
아포모르핀 염산 헤미하이드레이트의 경우, 특정 저온에 대한 약물의 노출을 최소화하기 위하여, 포일 기재가 기화 온도에 신속하게 도달하는 것이 중요하다. 약 250 내지 280°C 범위의 온도에서, 염산염(HCl)이 아포모르핀으로부터 분해(해리)될 수 있다. 아포모르핀에서 HCl의 분해를 방지하기 위하여, 아포모르핀 염산 헤미하이드레이트가 이러한 온도 윈도우(250 내지 280°C )에 노출되는 시간을 최소화하는 것이 중요하다.
기화 온도는 300 ms 이하의 시간 후에 도달한다(도 1). 이는 에너지를 저장한 다음 에너지를 빠르게 방출할 수 있는(고전류) 수퍼커패시터를 사용함으로써 달성된다.
수퍼커패시터는 표준 전원 공급장치 또는 배터리로부터의 에너지를 이용하여 충전될 수 있다(에너지를 미리 로딩함).
택일적으로, 충분히 높은 C-등급을 갖는 배터리는 300 ms 이하의 시간 내에 포일 기재를 가열하기 위하여, 전기 에너지의 급격한 방출에도 사용할 수 있다. C-등급(rate)은 배터리가 최대 용량에 대하여 방전되는 속도를 측정하는 것이다. 이는 방전 전류를 이론적 전류 요구량으로 나눈 값으로서, 이때 배터리는 1시간 이내에 명목상 정격 용량을 전달한다.
포일 기재를 가열하는데 필요한 에너지를 저감하고 급격한 온도 상승의 달성을 용이하게 하도록, 얇은 스테인리스 포일 기재를 사용하여 열량을 최소화한다. 포일 기재를 가열하기 위하여 발열 화학 반응을 이용하는 응축 에어로졸 시스템에 사용되는 포일 기재의 두께는 전형적으로 약 102 내지 127 ㎛(0.004" 내지 0.005")의 두께 범위이다. 전기 저항성 가열 시스템의 경우, 13 내지 38 ㎛(0.0005" 내지 0.002") 정도의 얇은 포일 기재가 온도 램프-업 단계에서 제어기의 전력 요구량을 감소시키는데 적합하다.
포일 기재 설계
본 발명의 일 구체예에 있어서, 전도성 포일 기재는 직사각형으로, 약 40 mm x 30 mm이며, 포일 기재의 2개의 대향하는 엣지는 각각의 엣지의 전체 길이를 따라 연성 회로 또는 인쇄회로기판에 연결된다(도 6 내지 8). 포일 기재는 디바이스 인클로저의 상측 절반 및 하측 절반에 의하여 지지되는 공기통로 내에 위치한다. 전기적으로 연결된 엣지는 공기통로 내 공기 흐름의 주된 방향에 평행하게 형성된다. 포일 기재의 다른 2개의 엣지는 공기통로 내에서 공기 흐름의 주된 방향에 수직으로 형성되며 지지되지 않는다.
공기 통로 내에서 공기 흐름에 노출된 결과, 흡입 과정에서 일어나는 포일 기재로부터의 대류 열 손실은 원하지 않는 온도 구배가 포일 기재의 표면에서 형성되는 것을 야기하여, 포일 기재의 표면 위에 국부적인 열점 및 냉점을 나타나게 한다. 약물의 기화 과정에서 포일 기재 상의 열점은 순도에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 냉점은 방출 용량의 효율에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
최적화된 약물의 기화를 위하여 포일 기재 상의 온도 구배를 저감할 수 있는 다양한 방법을 사용할 수 있다. 택일적으로, 기재의 고온 부위 및 냉각 부위 내 약물의 코팅을 방지함으로써 포일 기재 표면의 상의 온도 구배를 회피하여 작동하도록 시스템을 설계할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 공기 흐름이 포일 기재의 상류 측에 위치한 천공된 격벽(bulkhead)을 통과하도록 유도함으로써 포일 기재 위를 흐르는 공기 내에 난류가 유도되어 공기 흐름이 포일 기재 위에 균일하게 분배됨으로써 포일 기재 표면 위에서 보다 균일한 대류 열 손실을 제공한다(도 16).
본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 공기통로의 상류 측 내부 표면 및 포일 기재의 근처에 다양한 형상의 표면 돌출부를 포함함으로써 포일 기재 위를 흐르는 공기 내에 난류가 유도되어 공기 흐름이 포일 기재 위에 균일하게 분배됨으로써 포일 기재 표면 위에서 보다 균일한 대류 열 손실을 제공한다(도 17).
본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 공기 흐름이 포일 기재 위에 균일하게 분해되어 포일 기재 표면 위에 보다 균일한 대류 열 손실을 제공하기 위하여, 포일 기재의 특정 부위로 균형 잡힌(proportioned) 량의 공기 흐름이 향하도록 공기 통로 내에 흐름 채널(206)이 사용된다 (도 16).
본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 전도 열 전달에 의하여 야기되는 국부적 냉점 또는 열점의 확산을 방지하거나 저감하기 위하여, 일련의 원형, 타원형(obround) 또는 기타 형상의 홀과 같은 오려낸(cutout) 특징부 형태의 열 전도도 배리어가 포일 기재 내에 랜덤 또는 비랜덤 패턴으로 배치된다(도 12).
본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 전도 열 전달에 의하여 야기되는 국부적 냉점 또는 열점의 확산을 방지하거나 저감하기 위하여, 일련의 슬릿과 같은 오려낸(cutout) 특징부 형태의 열 전도도 배리어가 포일 기재 내에 배치된다. 슬릿은 선형, 구불구불한 형상, V자형(chevron) 등일 수 있고, 공기흐름에 대하여 상이한 방향으로 상이한 폭을 가질 수 있다(도 9 내지 11).
본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 포일 기재는 약물 코팅의 기화를 위하여 원하는 타겟 온도를 지속적으로 달성할 수 있는 부위로 특징되는 포일 기재의 특정 영역에서만 코팅된다. 예를 들면, 코팅 부위는, 포일 기재의 전면 절반(코팅 영역의 기하학적 중심이 포일 기재(209)의 상류 측 엣지보다는 하류 측 엣지에 더 근접함)을 적어도 부분적으로 코팅하는 것(도 13), 또는 포일 기재의 후면 절반(코팅 영역의 기하학적 중심이 포일 기재(209)의 하류 측 엣지보다는 상류 측 엣지에 더 근접함)을 적어도 부분적으로 코팅하는 것(도 14)으로 경계가 정해질 수 있다. 코팅 영역은 사각형, 직사각형, 사다리꼴, 초승달 형상 또는 기타 형상으로 구성되어 약물이 코팅되는 부위가 약물의 기화를 위하여 최적화된 표면 온도의 부위로 제한될 수 있다(도 15a 및 15b).
실시예
하기의 실시예는 오직 예시적 목적으로 제공되며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되지는 않는다.
실시예 1
최적화된 코팅 부위를 결정하기 위한 포일 기재의 열 매핑
충분한 전류가 포일 기재를 통과할 경우, 포일의 고유 전기저항은 포일 기재 표면의 온도가 상승하도록 유도한다. 디바이스를 통과하는 공기 흐름이 없을 경우, 도 20에서 볼 수 있듯이 포일 기재의 표면을 가로지르는 온도는 비교적 균일하다.
에어로졸 약물 전달 디바이스로 기능하기 위하여, 환자가 디바이스를 통하여 흡입하는 공기가 가열된 포일 기재 위로 흐르도록 하여 증기를 비말동반하고 응축 에어로졸 입자가 형성되어 공기 통로를 통하여 디바이스의 마우스피스로 에어로졸을 이동시킨 다음, 환자의 심부 폐로 약물을 전달한다. 포일 기재 위로 흐르는 공기는 일반적으로 공기통로의 중심 방향으로 가장 높은 유속을 갖고 공기통로의 엣지 방향으로 가장 낮은 유속을 갖는 포물선 유속 프로파일을 따른다. 따라서, 포일 기재로부터 공기로의 대류 열 전달률은 공기흐름 속도가 보다 높은 포일 기재의 중심 방향으로 더 높다. 또한, 포일 기재의 얇은 부분이 공기흐름 방향과 평행하게 위치하기 때문에, 포일 기재의 상류 측 엣지는 가열되지 않은 실내 공기에 의하여 냉각된다. 공기가 포일 기재 위로 흐름에 따라, 공기 온도는 포일 기재로부터의 대류 열 전달로 인하여 상승한다. 그 결과, 공기의 온도와 포일 기재 표면 사이의 차이에 정비례하는 대류 열 전달률은, 공기가 포일 기재의 상류 측 엣지로부터 하류측 엣지로 이동함에 따라 감소한다. 포일 기재의 상류 측 엣지에서 일어나는 포물선 유속 프로파일과 보다 높은 열 전달율의 조합으로 인하여 포일 기재 전체에 걸쳐 온도 구배가 발생한다.
이러한 열 전달 현상을 경험적으로 포착하기 위하여, 열 카메라를 사용하여 디바이스를 통과하는 공기 흐름의 존재 하에서 가열하는 동안 포일 기재의 온도를 모니터링하였다. 열 카메라가 포일 기재 표면의 온도를 측정할 수 있도록 디바이스 하우징을 개조하여 가시 광 파장 및 적외선 파장의 흡수가 최소인 불화칼슘 윈도우를 통합하여 적외선 열 측정에 효과적으로 투명하도록 하였다. 윈도우는 포일 기재를 볼 수 있는 방식으로 디바이스 하우징 상에 배치하였다. 도 21의 사진은 공기 흐름의 존재 하에서 포일 기재의 열 매핑을 보여준다.
도 21에 있어서, 공기는 우측에서 좌측으로 흐른다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 예상대로 포일 기재의 상류 측 엣지의 중심 방향으로 가장 많은 냉각이 일어난다. 이러한 정보를 이용하여 포일 기재 상에 최적화된 약물 코팅 부위를 결정할 수 있다. 기화 온도에 더 민감한 약물의 경우, 열 매핑을 이용하여 포일 기재 상의 고온 부위 또는 냉각 부위를 식별할 수 있다. 약물 코팅 패턴은 이러한 고온 부위 또는 냉각 부위를 회피하도록 설계하여 가장 균일한 온도를 보이는 부위만이 약물 코팅을 위하여 선택된다.
실시예 2
약물
응축 에어로졸의 생성을 위한 기화 프로세스와 관련된 온도 프로파일에 민감한 하나의 약물은 아포모르핀 염산 헤미하이드레이트인 바, HCl은 약 250 ℃에서 시작하는 온도에서 해리하고 약 260 ℃보다 높은 온도에서 기화가 일어날 수 있다. 본 발명은 포일 기재로부터 약물을 기화시키기 위하여 정밀하게 제어된 온도 프로파일을 제공함으로써 아포모르핀 염산 헤미하이드레이트를 이용하여 순도 90% 이상의 응축 에어로졸 생성을 가능하게 한다. 아포모르핀은 기화 온도에 민감하고, 기재 온도가 260 ℃에서 400 ℃로 상승함에 따라 순도가 현저히 감소된다. 따라서, 아포모르핀은 기화 온도에 민감한 약물로 고려된다. 도 19는 기화 온도 민감성 약물의 예를 보여주며, 이때 기화 온도가 에어로졸 순도에 영향을 미친다. 반면, 록사핀, 펜타닐, 잘레플론, 알프라졸람을 사용하여 생성된 에어로졸의 순도는 광범위한 기화 온도에 걸쳐 높은 수준을 유지한다. 도 18은 기화 온도에 민감하지 않은 약물에 의하여 생성된 응축 에어로졸의 전형적인 방출 용량 및 순도를 보여준다. 록사핀의 경우, 약 330 내지 470 ℃ 범위의 기화 온도에 대하여 순도는 99% 이상이다. 방출 용량 또한 약 330 ℃에서 470 ℃까지는 상당히 안정적이다. 잘레플론도 유사한 바, 방출 용량은 안정적이고 순도는 유사한 온도 범위에서 99% 이상이다. 펜타닐의 경우, 에어로졸의 순도는 약 99%에서 일정하고, 방출 용량은 약 300 ℃에서 500 ℃까지의 온도 범위에서 90% 이상이다. 이와 유사하게, 광범위한 기재 온도(350 내지 450 ℃)에 걸쳐 알프라졸람 에어로졸의 순도는 ~99%에서 높게 유지되며, 방출 용량 역시 약 90%에서 비교적 안정적이다. 아포모르핀의 방출 용량은 20%가 될 수 있다. 택일적으로, 방출 용량은 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 약 90%, 및 약 95%가 될 수 있다. 아포모르핀의 열화 생성물은 10% 이하의 범위이다.
실시예 3
배터리
배터리 모델 번호 SLPB8043128H(도 22)와 같은 Kokam사의 배터리는 휴대용 디바이스에 적합한 소형 사이즈(43 mm x 128 mm x 7.6 mm)를 갖고, 경량(84 g)이며, 합리적인 용량(3.2 Ah)을 갖고, 명목상 전압이 3.7 V이고, 그리고 연속 C-등급이 20이다. 이러한 특정 배터리는 64 A의 연속 방전 전류 및 128 A의 피크 방전 전류 용량을 갖는다. 직렬 연결된 이러한 배터리 3개는 응축 에어로졸을 생성하는데 필요한 에너지를 공급하는데 충분하다. 맞춤형 사이즈의 리튬 고분자 배터리는 보다 컴팩트한 디바이스 레이아웃을 가능케 할 것이다.
실시예 4
레이저 웰딩
스테인리스 스틸 포일 기재의에 대한 전기저항 가열을 특성화하기 위하여, 응축 에어로졸 약물 전달 디바이스를 개조된 플라스틱 하우징으로 조립하였다. 하우징 측면의 직사각형 부분을 잘라내고 가열 과정에서 포일 기재의 열 이미지를 촬영하기 위하여 적외선 열 카메라를 사용하도록 불화칼슘 윈도우로 교체되었다(도 27 참조).
열 카메라는 10 ms (초당 100 영상)마다 열 이미지를 촬영하도록 설정되었다(도 28 참조).
도 29는 포일 기재의 위와 아래에서 흐르는 30 LPM 공기흐름의 존재 하에서 전기 저항 가열이 개시된 후, 약 200 ms에서 연성 회로의 구리 트레이스에 솔더링된 상이한 포일 기재 구조의 열 이미지를 보여준다. 상기 이미지에서, 공기흐름은 우측에서 좌측으로 흐른다. 밝은 색 부위는 국부적인 고온 구역을 지시하고, 어두운 부위는 냉각 구역을 지시한다. 이러한 이미지는 구리와 스테인리스 스틸 사이에서 이루어진 낮은 솔더링 품질로 인하여 전기 연결이 일정하지 않고, 결과적으로 포일 기재의 가열이 불균일하게 되는 방식을 보여준다.
도 30은 포일 기재의 위와 아래에서 흐르는 30 LPM 공기흐름의 존재 하에서 전기 저항 가열이 개시된 후, 복수의 시점에서 연성 회로의 구리 트레이스에 레이저 웰딩된 포일 기재의 열 이미지를 보여준다. 이러한 이미지에서 공기흐름은 우측에서 좌측으로 흐른다. 도시된 바와 같이, 스테인리스 스틸 포일 기재가 연성 회로에 레이저 웰딩된 경우, 기재 위를 흐르는 공기로부터 대류 냉각이 상류 측 엣지를 냉각시킬 때까지 기재의 전체 표면에 걸쳐 온도는 균일하다.
다양한 구체예에 대한 설명은 예시 및 기술 목적으로 제공되었으나, 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지는 아니다. 본 발명의 범위는 하기의 청구항에 의하여만 한정된다. 많은 변경 및 변형이 당업자에게 자명할 것이다. 도면에 기재되고 도시된 구체예는 발명의 원리 및 실제 적용을 설명하기 위하여 선택되고 기술되며, 고려된 특정 용도에 적합하도록 다양한 변경이 이루어진 다양한 구체예에 대하여 당업자가 본 발명을 이해할 수 있도록 한다. 본 명세서에서 인용된 모든 문헌은 참고문헌으로서 포함된다.
100: 휴대용 의료 디바이스
101: 좌측 LED
102: 우측 또는 제2 LED
103: 카트리지 슬롯
103A: 키잉 특징부
104: LED 디스플레이(선택적)
105: 배터리
106: 인쇄회로기판(PCB)
107: 그릴이 구비된 공기 유입구
108: 디바이스 인클로저
200: 단일 용량 1회용 카트리지
201: 커넥터 및 공기 흐름 인터페이스
202: 공기 배출구(마우스피스로 개조된 경우)
203: 카트리지 내에서 공기통로의 경계를 정하는 공기흐름 방향
204: 용량 카트리지 내 연성 회로용 지지체의 예로서 보강재(stiffener)
205: 공기 유입구용 공압 밀봉 가스켓
206: 천공된 격벽
207: 포일 기재에 전류를 운반하는 연성 회로
208: 포일 기재에 에너지를 공급하기 위한 전기 컨넥터
209: 포일 기재
210: 약물 조성물이 포일 기재 상에 코팅된 영역(단면 또는 양면일 수 있음)
211: 포일 기재에 전류를 운반하기 위한 PCB 내 트레이스
212: 선형 슬릿
213: V자형 슬릿
214: 구불구불한 슬릿
215: 홀
216: 포일 기재의 하류 측 엣지 방향으로 바이어스된 약물 조성물 코팅 영역
217: 포일 기재의 상류 측 엣지 방향으로 바이어스된 약물 조성물 코팅 영역
218: 사다리꼴 형상을 갖는 약물 조성물 코팅 영역
219: 고온(어두운) 구역을 보여주는 에어로졸 후 포일 기재의 이미지
220: 공기 유입구
301: 형상 항력
302: 층류
303: 난류

Claims (85)

  1. a) 1 이상의 공기 유입구(inlet; 107),
    b) 1 이상의 공기 배출구(outlet; 103),
    c) 전류를 공급하기 위한 1 이상의 배터리(105),
    d) 디바이스(100)를 포일 기재 상에 코팅된 약물 조성물(210)을 포함하는 1회용 카트리지(200)에 전기적으로 연결시키기 위한 1 이상의 커넥터, 및
    e) 1회용 카트리지로의 전류 방출을 제어하는 1 이상의 전류 전달 디바이스를 포함하는, 약물의 열 기화에 의하여 약물 응축 에어로졸을 생성하는데 적합한 휴대용 의료 디바이스로서,
    상기 공기 유입구(107) 및 공기 배출구(103)는 공기 통로의 경계를 정하고;
    공기 배출구(103) 중 적어도 하나는 상기 1회용 카트리지(200)를 부착하는 하우징으로서 구성되고;
    상기 전류 전달 디바이스(106)는 1회용 카트리지(200)의 포일 기재(209)로 정확한 전류 프로파일을 전송하도록 구성되어 타겟 온도 및 가열 속도까지 제어 가능한 램프-업(ramp-up) 방식으로 정확한 온도 프로파일을 달성하는 속도로 전기저항 가열을 수행하고; 그리고
    온도 프로파일은 3초 이하의 시간 내에 카트리지(200)의 포일 기재(209) 상에 코팅된 약물 조성물(210)의 치료학적으로 유효한 량을 기화시킨 다음, 생성된 증기가 카트리지 내부에서 응축되어 약물 에어로졸 입자를 형성하는데 적합한 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 램프-업 타겟 온도는 150 내지 550 ℃인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,상기 램프-업 타겟 온도가 온도는 200 내지 500 ℃인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 램프-업 타겟 온도는 250 내지 450 ℃인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 램프-업 시간은 50 내지 200 ms인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 램프-업 시간은 50 내지 115 ms인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209)는 램프-업 시간에 3 내지 10 ℃/ms 으로 가열되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 속도는 평탄 가열(plateau heating), 변조 냉각(tampered cooling) 및 점진적 가열(progressive heating) 중 1 또는 그 이상으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 배터리(105)는 30 A보다 큰 피크 전류 및 8 내지 13 V의 전압을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 배터리(105)는 100 A보다 큰 피크 전류 및 9 내지 12 V의 전압을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 배터리는 리튬 고분자 배터리인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단을 더 포함하는 배터리인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  14. 제12항에 있어서, 상기 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  15. 제12항에 있어서, 상기 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단은 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스 인클로저(108)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스 인클로저(108)의 내측 벽은 대전방지 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단(103A)은 전기 접점(electrical contact)의 확인을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  20. 제18항에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단(103A)은 근접각 센서(proximity sensor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  21. 제18항에 있어서, 1회용 카트리지(200)가 디바이스(103)의 하우징 내로 정확하게 부착된 것을 확인하기 위한 수단(103A)은 기계적 또는 광학 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 1회용 카트리지(200)를 특성에 따라 인식하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  23. 제22항에 있어서, 1회용 카트리지(200)를 특성에 따라 인식하기 위한 수단은 RFID 태그, 바코드, QR 코드, 읽기/쓰기 칩(read/write chip) 또는 이의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 요구되는 온도를 달성하도록 포일 기재(209)의 온도를 센싱하고 포일 기재 온도 정보를 전류 전달 디바이스(106)로 공급하여 전류 전달을 변경함으로써 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  25. 제24항에 있어서, 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단은 포일 기재를 가로지르는 전기저항을 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  26. 제24항에 있어서, 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단은 광학 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  27. 제24항에 있어서, 1회용 카트리지(200) 내 포일 기재(209)의 온도를 제어하기 위한 수단은 열전쌍을 이용하여 직접적인 접촉 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스(100)의 공기 배출구(103)와 카트리지(200)의 공기 유입구(220) 사이에 공압 밀봉 인터페이스(pneumatic sealing interface)틀 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  29. a) 챔버;
    b) 챔버와 연결된 1 이상의 공기 유입구(220);
    c) 챔버와 연결된 1 이상의 공기 배출구(202);
    d) 공기 유입구(220), 챔버 및 공기 배출구(202)에 의하여 경계가 정하여지는 공기 통로(203);
    e) 천공을 갖거나 갖지 않는 불투과성 표면이 구비된 포일 기재(209);
    f) 챔버 내에 포일 기재를 고정하기 위한 수단(204);
    g) 포일 기재(209)의 적어도 일 부분 상에서 0.01 내지 50 ㎛ 두께의 필름 형태로 코팅된 약물 조성물(210);
    h) 1회용 카트리지를 휴대용 의료 디바이스에 전기적으로 연결하기 위한 1 이상의 커넥터(208); 및
    i) 응축 에어로졸 입자를 생성하기 위하여 챔버 내에서 기화된 약물을 응축시키기 위한 수단, 여기서 응축 에어로졸 입자는 공기통로(203)를 통과하는 공기 흐름 내에서 비말동반하여 마우스피스(202)를 통과하여 흐르게 됨;
    을 포함하는 1회용 카트리지(200)로서,
    적어도 하나의 공기 유입구(201)는 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착되도록 구성되며,
    공기 배출구(202)의 적어도 하나는 마우스피스로 구성되고, 그리고
    포일 기재(209)는 전도성 포일 기재이며, 치료학적으로 유효한 량의 약물 조성물을 기화시킨 다음, 생성된 증기를 카트리지 내부에서 응축시켜 약물 에어로졸 입자를 형성하도록 타겟 온도 및 가열 속도까지 제어 가능한 램프-업으로 정확한 온도 프로파일을 달성하기 위하여 휴대용 의료 디바이스(100)로부터 생성되는 전기를 전송받기 위한 수단을 구비하는 1회용 카트리지.
  30. 제29항에 있어서, 포일 기재는 공기 통로(203)와 실질적으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 포일 기재(209)는 금속 포일 기재인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  32. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209)는 스테인리스 스틸 포일 기재인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 조성물은 0.01 내지 20 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  34. 제29항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209) 및 커넥터(208)는 연결 회로를 통하여 전기적으로 연결되어 전기저항 회로의 경계를 정하고, 이때 연결 회로 및 포일 기재는 동일하거나 상이한 금속 재질인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  35. 제34항에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 상이한 금속 재질이며, 이때 일 금속은 구리이고 나머지 금속은 스테인리스 스틸인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  36. 제35항에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 레이저 웰딩(용접)된 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  37. 제35항에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 크림핑(crimping)에 의하여 결합된 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  38. 제35항에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 클램핑(clamping)에 의하여 결합된 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  39. 제34항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 인쇄회로기판(211) 또는 연성(flex) 회로(204)인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  40. 제34항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209) 및 연결 회로는 포일 기재(209)를 균일하게 가열하도록 하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  41. 제29항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209)의 적어도 일 부분 상에 코팅된 약물 조성물은 상이한 코팅 영역에서 상이한 필름 두께를 나타내는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  42. 제29항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209)의 적어도 일 부분 상에 코팅된 약물 조성물(210)은 소정 형상으로 도포된 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  43. 제42항에 있어서, 도포된 형상은 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  44. 제42항에 있어서, 도포된 형상은 초승달 형상인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  45. 제42항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 도포된 형상의 기하학적 중심이 포일 기재(209)의 하류 측 엣지(downstream edge)보다는 상류 측 엣지(upstream edge)에 더 근접한 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  46. 제42항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 도포된 형상의 기하학적 중심이 포일 기재(209)의 상류 측 엣지보다는 하류 측 엣지에 더 근접한 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  47. 제29항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 약물은 아세트아미노펜, 아만타딘, 아테놀올, 브로메나제팜, 브롬페니라민 말레이트, 카페인, 셀레코시브, 클로파지민, 클로니딘, 코데인, 시프로헵타딘, 댑손, 디클로페낙 에틸에스테르, 디프루니살, 펜플루라민, 플루마제닐, 플루비프로펜, 갈란다민, 하이드로모르폰, 인도메타신 노르콜린 에스테르, 케토롤락 메틸 에스테르, 케토롤락 노르콜린 에스테르, 멜라토닌, 메만틴, 메타돈, 모르핀, 나부메톤, 나프록센, 올페나드린, 페니토인, 핀돌올, 프로카인아미드, 프로파페논, 퀴니딘, 퀴닌, 스피로노락톤, 탈리도마이드, 테오필린, 트라마돌 하이드로클로라이드, 트라조돈, 트리암테렌, 케토티펜, 브롬페니라민, 부토르파놀, 디아제팜, 에스타졸람, 케타민, 메페리딘, 옥시코돈, 클로로페니라민, 독실아민, 에타크리닌산, 플루니트라제팜, 할로페리돌, 리도카인, 록사핀 숙시네이트, 올란자핀, 타크린, 트리플루오페라진, 아목사핀, 클로르족사존, 이부프로펜, 록사핀, 마프로틸린, 페르골리드, 피리베딜, 프로트립틸린 HCl, 토카나이드, 조니사미드, 아자타딘, 클로로페니라민 말레이트, 시프로헵타딘 HCl, 플레카이니드, 이소카복사지드, 케토프로펜 에틸에스테르, 로라타딘, 메톡살렌, 프로프라놀올, 테스토스테론, 벤즈트로핀, 클로자핀, 미다졸람, 파록세틴, 세르트랄린, 발프로산, 잘레플론, 클로미프라민, 로페라미드, 메실레틴 HCl, 벤라팩신, 아미트리프틸린, 베타히스틴, 나라트립탄, 프라미펙솔, 실데나필, 터부탈린, 비타민 E, 플루라제팜, 메토프롤올, 날록손, 리자트립탄, 셀레길린, 타달라필, 트리아졸람, 트리미프라민, 부프로피온 HCl, 독세핀, 이미프라민, 라모트리진, 메타프로테레놀, 메토클로프라미드, 모르핀, 노르트립틸린, 페페르나진, 퀘티아핀, 시클레소나이드, 알프라졸람, 카르비녹사민 말레이트, 시클로벤자프린, 디조피라미드, 에페드린, 그라니세트론, 인도메타신, 인도메타신 에틸 에스테르, 인도메타신 메틸 에스테르, 케토프로펜 메틸 에스테르, 케토롤락 에틸 에스테르, 미르타자핀, 날부핀, 니코틴, 로피니롤, 로피니롤 푸마레이트, 아세부톨올, 히드록시클로로퀸, 메페리딘, 에스트라디올, 페노프로펜, 프로클로르페라진, 토레미펜, 히드록시진, 아트로핀, 부프레노르핀, 부메타니드, 펜타닐 이부틸라이드, 피릴아민, 졸미트립탄, 조테핀, 클로르디아제폭사이드, 시탈로프람, 케토프로펜, 페르골라이드, 로피니롤 HCl, 로티고틴, 에파비렌즈, 조피클론, 수마트립탄, 베르갑텐, 부스피론 HCl, 엘레트립탄 노르트립틸린, 콜키신, 플루니솔라이드, 네파조돈, 로페코시브, 트라닐시프로민 HCl, 플루옥세틴, 프로메타진, 트리미프라민 말레이트, 멕클리진, 딜티아젬, 테마제팜, 톨테로딘, 발데코시브, 아포모르핀 디아세테이트, 도네페질, 소탈올, 트라마돌, 신나리진, 이소트레티노인, 졸피뎀, 부스피론, 클로르프로마진, 알부테롤, 베라파밀, 날트렉손, 텔미사르탄, 효시아민, 트라닐시프로민, 에스몰올, 피오글리타존, 트레프로스티닐, 디피리다몰, 아포모르핀 HCl, 리네졸리드, 카르비녹사민, 부토르파놀 타르트레이트, 클레마스틴, 플루코나졸, 톨페나민산, 로바스타틴, 아포모르핀 HCl 디아세테이트, 프로마진, 시부트라민, 아스테미졸, 디펜하이드라민, 피릴아민 말레이트, 디펜하이드라민 HCl, 플루페나진, 시탈로프람, 트리암시놀론 아세토나이드, 플루티카손 프로피오네이트, 부프로레노르핀 HCl, 타목시펜, 아리피프라졸, 프로바트립탄, 네파조돈, 프로트립틸린, 옥시부티닌, 메클리진, 베나제프릴, 에탐부톨, 스코폴아민, 니코틴 염, 트레프로스티닐 염, 온단세트론, 팔로노세트론 HCl, 티자니딘, 알모렉산트 또는 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  48. 제29항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 약물은 록사핀, 알프라졸람, 에스타졸람, 펜타닐, 트리자니딘, 잘레플론, 알모렉산트, 아포모르핀, 페르골라이드, 프라미펙솔, 로피니롤, 니코틴, 그라니세트론, 온단세트론, 팔로노세트론, 이의 임의의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  49. 제29항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 약물은 니코틴 또는 니코틴 메타 살리실레이트인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  50. 제29항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 약물은 아포모르핀 또는 아포모르핀 하이드로클로라이드인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  51. 제29항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 물은 팔로노세트론 또는 팔로노세트론 하이드로클로라이드인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  52. 제29항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 챔버는 이의 내벽 중 적어도 일부에 대전방지 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  53. 제29항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 생성된 약물 에어로졸 입자의 적어도 50 중량%가 5 ㎛ 미만의 입자 사이즈(MMAD로 정의됨)를 갖는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  54. 제29항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 생성된 약물 에어로졸 입자의 적어도 90 중량%가 5 ㎛ 미만의 입자 사이즈(MMAD로 정의됨)를 갖는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  55. 제29항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약물 에어로졸 입자는 10% 미만의 약물 열화 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  56. 제29항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 포일 기재(209) 상에 코팅된 상기 약물 조성물(210)은 90% 를 초과하는 약물을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  57. 제29항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 휴대용 의료 디바이스(100)의 하우징(103) 내로 이의 정확한 부착을 확인하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  58. 제57항에 있어서, 상기 정확한 부착을 확인하기 위한 수단은 전기 접점을 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  59. 제57항에 있어서, 상기 정확한 부착을 확인하기 위한 수단은 근접각 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  60. 제57항에 있어서, 상기 정확한 부착을 확인하기 위한 수단은 기계적 또는 광학 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  61. 제29항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 휴대용 의료 디바이스(100)에 의하여 특성에 따라 인식되기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  62. 제61항에 있어서, 상기 특성에 따라 인식되기 위한 수단은 RFID 태그, 바코드, QR 코드, 읽기/쓰기 칩(read/write chip) 및 이의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  63. 제29항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자의 흡입을 감지하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  64. 제63항에 있어서, 상기 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  65. 제63항에 있어서, 상기 흡입을 감지하기 위한 수단은 흐름 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  66. 제63항에 있어서, 상기 흡입을 감지하기 위한 수단은 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  67. 제30항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 유입구(220)로부터의 공기 흐름을 분배하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  68. 제67항에 있어서, 상기 공기 흐름을 분배하기 위한 수단은 천공된 격벽(206)인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  69. 제30항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스(205)의 공기 배출구와 카트리지(220)의 공기 유입구 사이에 공압 밀봉 인터페이스(pneumatic sealing interface)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  70. 제29항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 휴대용 의료 디바이스(100)는 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 디바이스인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  71. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 카트리지(200)는 제29항 내지 제70항 중 어느 한 항에 따른 카트리지인 것을 특징으로 하는 1회용 카트리지.
  72. (a) 제29항 내지 제70항 중 어느 한 항에 따른 1회용 카트리지(200)를 제공하는 단계;
    (b) 상기 1회용 카트리지(200)를 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착시키는 단계; 및
    (c) 폐 전달을 위한 흡입을 통하여 환자에게 약물을 투여하는 단계;
    를 포함하는 인체의 증상 또는 에피소드를 치료하는 방법.
  73. 제72항에 있어서,
    a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는 증상 또는 에피소드는 동요(agitation)이고, 상기 치료방법은,
    a. 조현병 또는 조울증 I 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
    b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
    b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 간질이고, 이때 간질은 발작을 포함하며;
    c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
    d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 수면 장애로서,
    a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
    b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
    e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off episode)를 포함함)이고;
    f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 증상 또는 에피소드는,
    a. 메스꺼움,
    b. 구토, 또는
    c. 순환구토 증후군이고; 또는
    g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 증상 또는 에피소드는 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치인 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제1항 내지 제28항 및 제71항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스(100)는 치료요법에 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  75. 제74항의 용도를 위한 디바이스로서,
    a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는, 치료요법은 동요(agitation)의 치료이며,
    a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
    b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
    b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 치료요법은 간질의 치료이며, 이때 간질은 발작을 포함하고;
    c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 치료요법은 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
    d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 치료요법은 수면 장애의 치료이며, 이때 수면 장애는,
    a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
    b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
    e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 치료요법은 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off episode)를 포함함)의 치료이고;
    f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 치료요법은,
    a. 메스꺼움,
    b. 구토, 또는
    c. 순환구토 증후군의 치료이고; 또는
    g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 치료요법은 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치 시 치료인 디바이스.
  76. 치료용법에 시용하기 위한 제29항 내지 제70항 중 어느 한 항의 카트리지(200).
  77. 제76항의 용도를 위한 카트리지(200)로서,
    a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는, 치료요법은 동요(agitation)의 치료이며,
    a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
    b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
    b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 치료요법은 간질의 치료이며, 이때 간질은 발작을 포함하고;
    c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 치료요법은 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
    d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 치료요법은 수면 장애의 치료이며, 이때 수면 장애는,
    a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
    b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
    e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 치료요법은 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off-episode)를 포함함)의 치료이고;
    f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 치료요법은,
    a. 메스꺼움,
    b. 구토, 또는
    c. 순환구토 증후군의 치료이고; 또는
    g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 치료요법은 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치 시 치료인 카트리지.
  78. 제1항 내지 제28항 및 제71항 중 어느 한 항의 디바이스(100)에 부착되는, 치료요법에 사용되기 위한 제29항 내지 제70항 중 어느 한 항에 따른 카트리지(200).
  79. 제78항의 용도를 위한 디바이스에 부착되는 카트리지로서,
    a) 약물이 록사파인(loxapine)인 경우에는, 치료요법은 동요(agitation)의 치료이며,
    a. 조현병 또는 조울증 질환을 갖는 성인에 있어서 경증으로부터 중간 정도의 동요, 또는
    b. 성인의 조현병 또는 조울증 I 질환과 관련한 급성 동요를 신속하게 조절하는 단계를 포함하고;
    b) 약물이 알프라졸람 또는 에스타졸람인 경우에는, 치료요법은 간질의 치료이며, 이때 간질은 발작을 포함하고;
    c) 약물이 펜타닐인 경우에는, 치료요법은 돌발적인 통증(breakthrough pain)이고;
    d) 약물이 잘레플론(zaleplon) 또는 알모렉산트(almorexant)인 경우에는, 치료요법은 수면 장애의 치료이며, 이때 수면 장애는,
    a. 야반 기상(middle of the night awakening), 또는
    b. 야반 불면증(middle of the night insomnia)을 포함하고;
    e) 약물이 아포모르핀, 페르골리드, 프라미펙솔 또는 로피니롤인 경우에는, 치료요법은 파킨슨 병(파킨슨 병에서의 오프 에피소드(off-episode)를 포함함)의 치료이고;
    f) 약물이 그래니세트론, 온단세트론 또는 팔로노세트론인 경우에는, 치료요법은,
    a. 메스꺼움,
    b. 구토, 또는
    c. 순환구토 증후군의 치료이고; 또는
    g) 약물이 니코틴 또는 니코틴 메타-살리실레이트인 경우에는, 치료요법은 니코틴 욕구(nicotine craving) 및/또는 금연 처치 시 치료인 카트리지.
  80. a) 제1항 내지 제28항 및 제71항 중 어느 하나에 따른 하나의 휴대용 의료 디바이스(100);
    b) 제29항 내지 제70항 중 어느 하나에 따른 1 이상의 1회용 카트리지(200); 및
    c) 상기 1회용 카트리지(200)를 상기 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착하고, 이를 사용하기 위한 사용 설명서;
    를 포함하는 키트.
  81. 제80항에 있어서, 사용 설명서는 제72항 내지 제79항 중 어느 하나에 대한 사용법을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  82. a) 제29항 내지 제70항 중 어느 한 항에 따른 1 이상의 1회용 카트리지(200); 및
    b) 상기 1회용 카트리지(200)를 제1항 내지 제28항 및 제71항 중 어느 한 항에 따른 휴대용 의료 디바이스(100)에 부착하고 이를 사용하기 위한 사용 설명서;
    를 포함하는 키트.
  83. 제82항 에 있어서, 사용 설명서는 제72항 내지 제79항 중 어느 한 항의 사용법을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  84. a) 제1항 내지 제28항 및 제71항 중 어느 한 항에 따른 하나의 휴대용 의료 디바이스(100); 및
    b) 제29항 내지 제70항 중 어느 한 항에 따른 1회용 카트리지(200)를 상기 휴대용 의료 디바이스에 부착하고 이를 사용하기 위한 사용 설명서;
    를 포함하는 키트.
  85. 제84항에 있어서, 사용 설명서는 제72항 내지 제79항 중 어느 한 항의 사용법을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.






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