KR960007754B1 - 분말 흡입기의 흡입 장치 - Google Patents

분말 흡입기의 흡입 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

분말 흡입기의 흡입 장치
제1도는 분말 흡입기의 노즐 유닛 내에 나선형 채널부를 구비한 본 발명에 의한 흡입 장치의 제1실시예의 단면도.
제2도는 분발 흡입기의 켄테이너 유닛 내에 나선형 채널부를 구비한 제2실시예의 단면도,
제3도는 상기 노즐 유닛과 상기 컨테이너 유닛 내에 동시에 나선형 채널부를 구비한 제3실시예의 단면도.
제4도는 상기 컨테이너 유닛 내에 이중의 나선형 채널부를 구비한 제4실시예의 단면도.
제5도는 상기 컨테이너 유닛 내에 이중 나선형 채절부를 가지며 상기 노즐 유닛에 하나의 나선형 채널부를 구비한 제5실시예의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 노즐 유닛 3 : 컨테이너 유닛
6:투여 유닛 7 : 공기 도관
8,14,14' : 공기 입구 9 : 내부 챔버
13,15,16 : 나선형 채널부
본 발명은 환자의 폐나 호흡기 계통에 국부적으로 투약하기 위해 사용되는 분말 흡입기의 흡입 장치에 관한 것이다.
예컨대, 흡입기를 통한 흡입중 약리학적 활성 화합물이 경질 젤라틴 캡슐(capsule)로부터 배출(release)되어 작용하는 형태의 것과, 약리학적 활성 화합물을 특수한 투여 유닛(dosing unit)에 의해 공기 도관 속으로 직접 투여하여 상기 화합물이 흡입기를 통한 흡입중 환자에게 투약되는 형태의 것과 같은 다양한 분말 흡입기가 존재하고 있다.
이러한 흡입기에 사용되는 모든 물질들은 그 물질의 주된 조각(fraction)들이 호흡할 수 있는 범위, 즉 5㎛ 보다 작은 입자가 되도록 미분화된다. 이것은 순수한 활성 화합물로써 작동되는 흡입기와 활성 화합물이 젖당(lactose), 설탕(sucrose) 등과 같은 적당한 희석제와 혼합되는 흡입기 모두에 적용될 수 있다.
상기 활성 화합물은, 담체 물질(carrier substance) 없이 또는 담체 물질과 함께 적절하게 경질 젤라틴 캡슐 또는 흡입기의 저장 유닛 내에 직접 넣어지며, 상기 저장 유닛은 분말 흡입기에 내장된 적당한 투여 유닛에 연결된다. 상기 물질이 경질 젤라틴 캡슐 또는 투여 유닛으로부터 분말 흡입기의 공기 도관 속으로 배출될 때, 주된 입자의 가능한 최대 크기는 호흡 가능한 범위, 즉 5㎛ 미만으로 호흡기 계통의 질환을 갖는 환자에 의해 발생될 수 있는 유동으로 흡입될 수 있어야 한다는 것은 필수적이다. 치료 효과를 달성할 수 있도록 US-A-4 524 769호에 따른 입자 분해 구조체에 의해 5㎛ 보다 작은 크기의 충분한 양의 입자가 얻어질 수 있으며, 상기 문헌에 있어서 노즐 유닛 내의 수축부(constriction)는 흡입 공기의 유속을 증가시키며(회전하는) 프로펠러는 호흡가능한 범위의 입자의 양을 증가시킨다. 그러나, 상기 입자 분해 구조체는 노즐 유닛 내에 가동 부품(movable parts)을 사용하여야 한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 발명의 배경과는 달리 가동 부품의 도움없이도 흡입중 분말 덩어리를 호흡가능한 범위 내의 입자로 효율적으로 분해할 수 있는 특허 청구의 범위 제1항의 전제부에 기재된 것과 같은 형태의 분말 흡입기의 흡입 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적은 컨테이너 유닛 및/또는 노즐 유닛 내에 고정적으로 배치된 편향 장치에 의해 달성되며, 상기 편향 장치는 예를 들어 1개 또는 그 이상의 나선형 채널부를 구비하고 편향 장치를 통해 강한 편향 운동, 양호하게는 회전 운동을 발생하도록 배치된다.
편향 작동중에 입자들은 원심력에 의해 상기 편향 장치의 벽에 충돌되어 큰 입자 또는 입자 덩어리는 작은 입자로 분쇄되며, 한편으로는 서로 충돌하여 입자들끼리의 상호 분쇄 작용이 발생한다. 이러한 총체적인 결과로써 호흡가능한 범위의 다량의 입자들이 얻어질 수 있다.
상기 편향 장치는, 이후의 상세한 설명과 특허 청구의 범위로부터 명백하게 되는 바와 같이 다양한 형태로, 특히 나선형 채널부(helical channel portion)의 형태로 배치될 수 있다.
이하, 몇몇 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
제1도 내지 제5도에 도시된 분말 흡입기는 모두 공지된 형식으로서(US-A-4 524 769호 참조.) 투여 흡입기(dosage inhalator)로 불리며, 그 상부에 노즐 구멍(2a)을 갖는 노즐 유닛(2)과, [제1도, 제4도 및 제5도에만 도시한 플러그(5)에 의해 밀봉되는 상부 구멍을 통해 재충전될 수 있는]활성 화합물용 저장챔버(4)와 활성 화합물의 1회 복용량을 공기 도관(7)으로 송출하기 위한 투여 유닛(6)을 갖는 컨테이너 유닛(3)을 포함한다. 이 공기 도관(7)은 하부 공기 입구(8)로부터 활성 화합물이 흡입에 의해 발생된 공기 유동으로 방출되는 투여 유닛(6)을 지나 하부의 공기 입구(8)로부터 연장하고, 자유 내부 챔버(9) [제2도 및 제4도에 따른 실시예에서는 상기 챔버(9)가 노즐 유닛(2) 내부의 전체 공간을 점유함.]를 구성하는 노즐유닛(2)의 하부에서 종결된다.
또한 공지된 투여 유닛(6)은 주로 판 형태의 천공 멤브레인(10), 즉 회전 멤브레인으로 구성되며, 저장챔버(4)와 연결되는 상기 멤브레인의 구멍들이 탄성 스크레이퍼(scraper, 11)에 의해 분말 물질로 충전되며 또한 상기 멤브레인은 공기 도관(7)의 영역에서 상기 멤브레인의 구멍을 통과하는 흡입 작용에 의해 발생된 공기 유동의 작용 하에 분말 물질을 방출한다. 투여 유닛(6)은 회전 운동을 전달하기 위해 회전식 멤브레인(10)에 연결된 외측의 약간 너얼링(knurling)된 그립 칼라(grip collar, 12)에 의해 작동된다. 따라서, 이러한 투여 작용은 그립 칼라(12)에 의해 일정한 거리 만큼 상기 멤브레인(10)을 회전시킴으로써 달성된다.
본 발명에 의하면, 편향 장치는 노즐 유닛(2)과 컨테이너 유닛(3)중의 적어도 하나에 배치되어 흡입에 의해 발생된 분말로 포화된 공기 유동을 강하게 편향시키도록 설계된다. 도시한 실시예들에서, 상기 편향 장치는 상기 공기 유동에 회전하는 나선형 형태의 운동을 제공하게 하는 나선형 채널부를 포함한다. 상기 편향 장치는 흡입 공기가 상기 편향 장치의 영역을 통과하여 유동할 때 발생되는 원심력에 의해 결집된 입자들을 분쇄하기 위한 것이다. 즉, 상기 편향 장치는 종래 기술에 의한 입자 분해 구조체의 역할을 추가적으로 수행한다. 전술한 바와 같이, 효과적인 분쇄 작용은, 일부는 상기 편향 장치의 벽면으로의 입자의 충돌에 의해, 일부는 입자들 끼리의 상호 충돌에 의해 달성된다. 상기 공기 유동이 충분한 회전 운동을 얻기 위해서는, 상기 노즐 유닛(2)의 단면 내의 중공 공간(hollow space)의 반경 방향 연장 영역이 상기 편향 장치의 반경 방향 연장 영역보다 반드시 작아야 한다. 더욱이, 이 공기 유동은 노즐 유닛(2)이 상기 편향 장치의 영역에서 축소된 단면적을 갖는 형태이기 때문에 추가적으로 가속된다.
제1도에 의하면, 전술한 바와 같은 나선형 채널부(13)는 노즐 유닛(2)의 상부에서 노즐 구멍(2a)에 인접하게 배치된다. 노즐 유닛(2)의 분리가능한 라이너본체 내에 배치될 수 있는 상기 나선형 채널부(13)는 상호 반회전(즉, 180°) 만큼 변위되어 상호 작용하는 2개의 나선형 채널 벽(13a,13b)을 구비한다. 더욱이, 이 나선형 채널 벽의 중심선을 따라서 직선의 소형 중공 공간이 있으며, 이는 유동 저항을 감소시키지만 적어도 초기에는 전체 유동의 일부 만을 안내한다. 이어서, 공기는 공기 입구(8) 내로 흡인되고 이 공기 유동은 투여 유닛(6) 내의 물질 입자를 함유하며, 그 후에 입자로 포화된 공기 유동이 노즐 유닛의 챔버(9)로 들어가고 컨테이너 유닛(3)의 상단부에 근접한 노즐 유닛(2)의 측벽의 하나 이상의 별도의 공기 입구(14)를 통해 흡입된 희석 공기와 혼합된다. 결과적으로, 이 혼합물, 즉 입자로 포화된 공기 유동은 노즐 구멍(2a)을 벗어날 때까지 각 나선형 채널 벽(13a,13b)을 따라 나선형 통로를 따르도록 제한된다.
제2도에 의한 실시예에서, 상기 공기 유동은 노즐 유닛(2)의 내부 챔버(9)내에서 아주 자유롭게 진행되지만, 상기 공기 유동은 상호 반회전 만큼 변위된 나선형 채널 벽(15a,15b)을 구비한 유사한 나선형 채널부(15)를 통과함으로써 공기 도관(7)의 상부에서 이미 나선형 회전 상태로 설정되었다. 이 경우, 희석 공기는 투여 유닛(6)의 약간 위에 위치한 컨테이너 유닛(3)의 중앙에 위치한 하나 이상의 공기 입구(14')를 통해 흡인되며, 즉 이러한 희석 작용은 공기 유동이 강한 회전 상태로 설정되기 전에 발생하여야 한다. 이러한 회전 운동은 상기 공기 유동이 구멍(2a)을 벗어나기 전에 노즐 유닛(2)까지의 최소한의 짧은 거리 동안에 난류(turbulent flow)로서 유지될 것이다.
제3도에 의한 실시예는 필수적으로 제1도 및 제2도의 실시예들을 조합한 것으로 형성되고, 상기 나선형 부분(13,15)은 노즐 유닛의 상부 및 공기 도관(7)의 상부에 공히 배치되며, 상기 희석 공기 입구들은 제1도(점선 화살표 B) 또는 제2도(화살표 A)와 같이 위치된다. 제3도에 의한 회전 방향은 양 나선형 채널부(13,15)에서 동일하여, 결국 이들은 보다 빠른 회전 속도를 얻기 위해서 상호 작용하게 된다. 이론상으로는, 긴 연속 나선형 채널부를 형성하기 위해 2개의 나선형 채널부를 상호 결합하는 것이 가능하다. 대안으로서, 2개의 나선형 채널부(13,15)가 반대의 회전 방향을 가지는 것도 가능하며, 이럼으로써 회전 방향이 바뀐 공기 유동으로써 챔버(9)내에 난류를 의도적으로 발생시킬 수 있다. 또한, 이러한 난류는 빈번한 상호 충돌에 위해 입자 덩어리를 효과적으로 분쇄시킬 수 있다.
제4도 및 제5도에 의한 실시예에서, 상기 희석 공기는 [제2도에서와 같이 투여 유닛(6)의 약간 위에 위치하는] 공기 입구(14')로부터 공기 도관(7)의 상부를 둘러싸는 나선형 채널 벽을 갖는 외피 표면 내의 나선형 채널부(16)를 경유하여 흡인된다. 따라서, 입자로 포화된 공기 유동과 희석 공기 유동은 비록 상기 양 공기 기류가(동일한 방향 또는 반대 방향으로의) 임의의 회전 상태로 설정되더라도 독립적으로 챔버(9)에 유입된다. 제5도에 의한 실시예에서는, 노즐 유닛(2)의 나선형 채널부(13)에서 추가적인 회전 운동 얻어진다. 이론상으로, 제4도 및 제5도에 의한 실시예에서의 공기 도관(7)의 상부에 있는 나선형 채널부(15)를 생략할 수도 있으며, 이 경우 희석 공기의 회전 운동은 상기 챔버(9) 내에서 입자로 포화된 공기 유동에 (회전 운동이)작용할 것이다. 또한, 외피 표면의 나선형 채널부(16)가 공기 도관(7)의 상부에서 종결하게 할 수도 있다.
입자들 및 입자 덩어리와 채널 벽과의 충돌 및 다른 입자들과의 충돌에 관한 전술한 효과 외에, (제1도 내지 제5도에 도시된) 다양한 나선형 채널부(13,15,16)는 유속을 증가시켜서 분해를 촉진시키는 단면 축소효과를 갖는다. 그러나, 상기 단면 축소 효과, 즉 나선형 채널부의 단면적을 감소시키는 효과는 천식과 같은 호흡기 계통의 질환을 갖는 환자에게 너무 큰 흡입 저항을 피할 수 있도록 조절되어야 한다. 일반적으로, 나선형 채널부들의 전체 단면적은 5 내지 50m㎡ 사이에서 가변되며, 나선형 채널부의 전체 길이는 5 내지 50mm가 될 수 있다.
중앙의 중공 공간의 반경 방향 연장 영역과 상기 편향 장치의 반경 방향 연장 영역 사이의 비율은 분말 덩어리를 호흡할 수 있는 범위의 입자로 효율적으로 분해하기 위한 주요한 인자(factor)이며, 즉 상기 중공공간의 단면적은 입자로 포화된 과다한 공기 유동이 중공 공간을 통과하지 않고 또한 비효율적인 분해를 일으키지 않도록 조절되어야 한다. 따라서, 분해를 더욱 촉진하기 위해 중앙의 중공 공간을 생략할 수도 있다. 설명된 실시예들은 도면들에 도시된 바와 같이 상기 중공 공간의 반경 방향 연장 영역이 상기 편향 장치의 반경 방향 연장 영역의 약 10 내지 20%인 편향 장치들을 도시하고 있다. 상기 편향 장치 영역의 단면에서, 편향 장치의 반경 방향 연장 영역에 대한 중앙의 중공 공간의 반경 방향 연장 영역의 비율은, 효율적인 분해를 얻기 위해서 또한 호흡기 계통의 질환을 갖는 환자에게 너무 크지 않은 흡입 저항을 제공하기 위하여 통상 0 내지 50% 사이로 변화될 수 있다. 제1도, 제3도 및 제5도에 의한 실시예에서, 노즐 유닛(2)의 축소된 단면은 입자로 포화된 공기 유동을 더욱 가속시켜 보다 효율적인 분해를 가능하게 한다.
이상에서, 본 발명에 의한 평향 장치들은 공기 도관(7) 및 노즐 유닛(2)중의 적어도 하나의 내부에 고정되어 배치되며, 상기 편향장치들은 큰 입자들 또는 입자 덩어리를 분해하기 위한 종래 기술의 가동 부품, 즉 프로펠러와 같은 분해 수단을 대체하는 기능을 추가로 갖는다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 특허 청구의 범위의 영역 내에서 다양한 방법으로 적용될 수 있다. 따라서, 상기 편향 장치는 (특허 청구의 범위 제1항의 전제부에 의한) 다양한 형태의 분말 흡입기 내에 적용될 수 있으며, 또한 상기 실시예들과는 다른 방식으로 설계될 수 도 있다. 우선, 상기 편향 장치들은 회전 유동 또는 나선형 유동을 반드시 발생시킬 필요는 없으며, 래비린드(labyrinthine) 또는 곡류 유동 경로와 같은 다른 강한 편향 유동경로도 또한 가능하다. 마찬가지로, 상기 채널 벽은 연속적인 안내 면을 형성해야 할 필요는 없으나, 공기 유동을 강하게 편향시킬 수 있는 다소 굴곡진 표면을 갖는 판 또는 본체(body) 형상의 다수의 연속 배치된 보충 안내 면으로 구성될 수도 있다.

Claims (12)

  1. 미분화된 형태의 약리학적 활성 화합물을 보유하는 컨테이너 유닛(3), 상기 컨테이너 유닛(3)을 관통하여 연장하고 공기 입구(8)를 갖는 도관(7), 상기 화합물의 일회 분량을 상기 도관(7)으로 전달하는 투여유닛(6), 및 상기 도관의 출구와 연통되고 노즐 구멍(2a)을 갖는 노즐 유닛(2)을 구비하고 있으며, 상기 미분화된 화합물을 호흡가능한 범위의 크기로 분해시키기 위한 분해 수단이 구비되어 있는, 흡입에 의해 발생되고 또한 적어도 부분적으로 상기 도관(7)을 통해 흡인되는 공기 유동을 흡입하기 위한 분말 흡입기의 흡입 장치에 있어서, 상기 분해 수단은 상기 도관(7) 및 상기 노즐 유닛(2)중의 적어도 하나의 내부 내에 움직이지 게 고정되어 배치된 편향 장치들을 포함하고, 상기 편향 장치들은 상기 도관(7) 및 상기 노즐 유닛(2)의 각각의 중심선 또는 종축 방향의 축을 향한 반경 방향 연장 영역을 구비하고 있고, 상기 편향 장치들의 영역 내의 상기 공기 유동을 가속하도록 축소된 단면이 마련되고, 상기 편향 장치들은, 상기 공기유동에 회전 유동을 일으켜서 상기 화합물의 입자들 또는 덩어리가 상호 충돌하거나 또는 상기 편향 장치들의 벽들에 충돌함으로써 보다 작은 입자로 분쇄되도록 상기 공기 유동을 상기 편향 장치에 의해 구심력을 이용하여 가속시킴으로써 상기 공기 유동에 편향 운동을 제공하기에 충분한 반경 방향 연장 영역을 추가적으로 구비하고 또한 이와 같이 배치하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  2. 제1항에 있어서, 유동 저항을 감소시키기 위해 상기 편향 장치들의 중심 축을 따라 관통 구멍이 배치되는 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 편향 장치들의 반경 방향 연장 영역에 대한 상기 관통 구멍의 반경 방향 연장 영역의 비율이 0 내지 50%인 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투여 유닛(8)와 상기 노즐 구멍(2a) 사이에서 흡입에 의해 발생된 공기 유동내로 희석 공기를 흡인하기 위해 적어도 하나의 추가 공기 입구(14,14')가 상기 컨테이너 유닛(3) 또는 노즐 유닛(2) 내에 배치되고, 상기 편향 장치들은 상기 공기 도관(7) 영역 내에서 입자로 포화된 공기 유동과 상기 희석 공기 유동중의 적어도 하나를 편향시키도록 배치된 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  5. 제1항 내지 4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 편향 장치들은 통상 나선형으로 형성된 채널부(13,15,16)중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  6. 제5항에 있어서, 노즐 구멍(2a)에 연결된 적어도 하나의 나선형 채널부(13)는 상기 노즐 유닛(2)내에 배치된 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 노즐 유닛(2)은 상기 노즐 구멍(2a)쪽을 향해 갈수록 단면적이 연속적으로 감소하는 형태인 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  8. 제5항에 있어서, 노즐 유닛(2)에 연결된 적어도 하나의 나선형 채널부(15)는 상기 공기 도관(7)의 영역 내에 배치된 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  9. 제6항에 있어서, 컨테이너 유닛(3)에 인접한 노즐 유닛(2)의 적어도 일부분은 흡입에 의해 발생한 공기 유동이 통과하는 자유 내부 챔버(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  10. 제4항에 있어서, 컨테이너 유닛(3)내에 위치한 상기 추가 공기 입구(14')는 상기 공기 도관(7) 또는 상기 노즐 유닛(2) 내에서 종결되는 별도의 나선형 채널부(16)에 연결된 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 별도의 나선형 채널부(16)는 상기 공기 도관(7)을 둘러 싸는 외피 표면내에 배치된 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
  12. 제4항에 있어서, 각각의 나선형 채널부(13,15,16)들의 단면적은 5 내지 50m㎡이고 상기 나선형 채널부들의 전체 길이는 5 내지 50mm인 것을 특징으로 하는 흡입 장치.
KR1019870001999A 1986-03-07 1987-03-06 분말 흡입기의 흡입 장치 KR960007754B1 (ko)

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