MXPA06002544A - Cartucho de dosis unitaria e inhalador de polvo seco. - Google Patents

Abstract

Se describe un inhalador de polvo seco que tiene propiedades aerodinamicas mejoradas para diluir, dispersar, y dosificar particulas de farmaco para incrementar la eficiencia del suministro de farmaco pulmonar a un paciente. El inhalador comprende, en general, un alojamiento (20) que tiene una admision de aire (15), un control de flujo de aire/valvula de retencion (180), una seccion de mezclado (30) y una boquilla (40). En la seccion de mezclado se puede instalar un cartucho cargado con una sola dosis de medicamento.

Description

CARTUCHO PE DOSIS UNITARIA E INHALADOR DE POLVO SECO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención está en el campo de inhaladores para administración de fármacos que tienen control mejorado sobre la velocidad de flujo de aire volumétrico del sistema, transporte de partículas de medicamento, dispersión de partículas, dosimetría medida de partícula y aceptación por parte del paciente ANTECEDENTES DE LA INVENCION En los inicios de la década de 1970 se descubrió que algunas medicinas se pueden administrar en forma de polvo seco directamente a los pulmones mediante inhalación a través de la boca o inspiración a través de la nariz. Este proceso permite que la medicina evite el sistema digestivo, y en algunos casos, puede permitir que se utilicen dosis más pequeñas para lograr los mismos resultados que las medicinas digeridas por vía oral o inyectadas. En algunos casos, éste provee una técnica de suministro que reduce los efectos secundarios para las medicinas y las interacciones para otras medicinas prescritas al igual que provee una absorción de medicación 2 de fármaco más rápida. Los dispositivos inhaladores típicamente suministran la medicina en una niebla de gotitas de líquido o como un aerosol de polvo seco. La deposición de materia particulada dentro del pulmón humano es un fenómeno muy complejo y que aún no se entiende completamente. Las personas respiran a través de un volumen total de respiración relativamente amplio. Se sabe que las velocidades de transporte bajas de partículas arrastradas por gas que entran a la boca evitan de mejor manera el impacto dentro de la cavidad orofaríngea. Esto es particularmente cierto para partículas mayores de una o dos mieras de diámetro. Para que las partículas permanezcan suspendidas en una corriente de gas, su velocidad de transporte superficial debe ser mayor que su velocidad de sedimentación por acción de la fuerza de gravedad. Por ejemplo, una partícula de 100 µp? debe tener una velocidad de gas de transporte de aproximadamente 2.134 m/segundo o mayor para que la partícula de 100 µp? permanezca en un estado de partícula/arrastre por gas. La velocidad de transporte requerida para partículas más pequeñas es mucho menor. Las partículas a alta velocidad tienen una mayor propensión a chocar y depositarse en el revestimiento tisular de la cavidad orofaríngea como se indicó 3 anteriormente. Por lo tanto, se pierde un número significativamente de partículas y no entran a los pulmones, si dichas partículas no son transportadas a la velocidad correcta. Otro problema común con los inhaladores es que las partículas se aglomeran, ocasionando la agregación de las partículas que después se adhieren al inhalador o a la cavidad oral, en lugar de entrar a los pulmones. La mayoría de las estrategias para este problema ha sido la de incluir un agente tensioactivo en, sobre o con las partículas para reducir la adhesión entre partículas. Como un aspecto importante, no debe ser difícil para un paciente cargar el inhalador con el medicamento, debe utilizar fácilmente de manera apropiada el inhalador de modo que se administre realmente la dosis correcta. Muchos de los inhaladores de partículas secas actuales fallan en uno o más de estos criterios importantes. Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proveer inhaladores que sean fáciles de utilizar apropiadamente, y que suministren polvos de fármaco de modo tal que el polvo entre a los pulmones en lugar de adherirse a la parte posterior de la garganta. Es un objetivo de la invención proveer un inhalador que funcione de manera efectiva con medicamentos en polvo seco que tengan partículas cuyo tamaño varíe desde 0.5 aproximadamente hasta 10 mieras aproximadamente, y de preferencia con un tamaño desde 1 aproximadamente hasta 5 mieras aproximadamente . Es un objetivo adicional de la presente invención proveer un inhalador que pueda funcionar de manera efectiva a través de un intervalo de volumen total de respiración de inhalación amplio de la respiración humana. Es incluso un objetivo adicional de la presente invención proveer un inhalador que controle el volumen y velocidad del flujo de aire de manera tal que provea la colimación, des-aglomeración y arrastre efectivo y deseable del f rmaco inhalado. ün objetivo relacionado es proveer un inhalador que genere un campo de flujo de aire de corte tangencial elevado y acción de gas en circulación controlada para disociar la aglomeración de partículas durante la utilización apropiada del inhalador. Un objetivo más especifico es proveer una boquilla de inhalador que esté dimensionada y configurada para desarrollar un flujo de aire que arrastre en la corriente de aire partículas de medicamento a través de la cavidad orofaríngea. Otro objetivo específico es proveer un cartucho de inhalador que contenga medicamento el cual puede suministrar el medicamento para el arrastre por aire y 5 dispersión apropiada completa dentro de la corriente de aire . Incluso otro objetivo es proveer una válvula de retención para controlar el flujo de aire del inhalador que pueda rectificar el flujo de aire y limitar el volumen de flujo de aire y su velocidad a valores entre máximos y mínimos predeterminados de modo que arrastre, des-aglomere y suministre en forma apropiada partículas de medicamento al usuario del inhalador. Otros objetivos y ventajas de la invención serán evidentes después de leer la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos. En todos los dibujos, números de referencia similares se refieren a partes similares .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un inhalador de polvo seco (DPI por sus siglas en inglés) incluye una sección de admisión de aire y válvula de retención; una sección de mezclado y de cartucho; y una boquilla, diseñadas todas para controlar el volumen y velocidad del aire inhalado y del fármaco en aerosol. Este inhalador se puede hacer funcionar a través de un intervalo de volumen de respiración total de inhalación muy amplio de la respiración humana. Varias características del inhalador proveen propiedades convenientes, de manera más significativa con respecto a utilizar cuidadosamente las fuerzas aerodinámicas diseñadas para diluir y desaglomerar las partículas de medicamento, en lugar de utilizar fuerzas de alta presión amplias que pudieran contribuir a pérdidas relativamente grandes de partículas en la región orofaríngea. La cámara de admisión del inhalador tiene montado un bulbo de válvula de retención, la cual en la modalidad preferida tiene un bulbo ahusado, una varilla para desplazamiento del bulbo y un resorte de desviación, y uno o más canales o tubos de Venturi perimétricos en el bulbo para modular y controlar el flujo de aire a través del dispositivo. La admisión incluye también opcionalmente un módulo de retroalimentación (no mostrado) para generar un tono que le indique al usuario el momento en el que se logra la velocidad de flujo de aire para inhalación adecuada. La sección de mezclado del inhalador de preferencia contiene un cartucho que contiene un medicamento en polvo seco. En la modalidad preferida, el cartucho tiene dos mitades ensambladas en forma telescópica, y cada mitad tiene un agujero u orificio-portal de entrada de aire y un agujero u orificio-portal de salida de aire. Cuando las mitades se hacen girar para alinear los agujeros de aire, el flujo de aire proveniente de la válvula de retención entra al cartucho y después levanta, fluidifica y des-aglomera el polvo de medicamento en el cartucho. El flujo de aire que arrastra las partículas sale después del cartucho y fluye a través de la boquilla hacia el usuario del inhalador. En la modalidad preferida, la cubierta en la sección de mezclado se puede abrir únicamente cuando la boquilla está en un ángulo predeterminado apropiado con respecto al conducto de admisión. La sección de mezclado ayuda a impartir un flujo ciclónico al aire que pasa a través de la cámara de mezclado y del cartucho. Una característica importante del inhalador es la boquilla. En una modalidad preferida, la boquilla está integrada con la junta giratoria de la sección de mezclado, y se puede hacer girar de regreso a la sección de admisión del inhalador y después queda encerrada mediante una cubierta para almacenamiento. Un conducto de transporte de la boquilla tiene la capacidad de expandir la sección transversal del flujo de aire, lo que a su vez reduce la velocidad de aproximación del polvo de fármaco en la cavidad oral. Como se muestra en las figuras 10, 18, 19, 21 y 23, la boquilla está desfasada con respecto a .la línea central de la cavidad de mezclado y del cartucho montado. La entrada de flujo de aire proveniente del mecanismo de 8 válvula de retención hacia el interior de la cámara de mezclado y del cartucho también está desfasada. Estos desfasamientos tangenciales fomentan un flujo de aire helicoidal alrededor del cartucho, como se explica con mayor detalle más adelante. Inicialmente, el tubo de salida tangencial de la boquilla incrementa la velocidad del gas de transporte, el que a su vez induce las partículas descargadas al interior del tubo de salida. El tubo de salida de la boquilla se expande después en una dimensión y el gas de transporte se desacelera al tiempo que la concentración de partículas por unidad de volumen se hace más diluida. El flujo se expande para crear un flujo de corte tangencial secundario, el cual ayuda también a desaglomerar las partículas. Esto crea además una relación de aspecto horizontal y por lo tanto una trayectoria de descarga de aerosol que es más efectiva para negociar y canalizar el aerosol a través de la trayectoria con convoluciones de la faringe oral . El ángulo de divergencia de la pared de expansión de la boquilla es importante para que existan condiciones estables de transporte de partícula. ün ángulo de divergencia óptimo está entre 16 y 14 grados. Sin embargo, también se puede utilizar un ángulo de divergencia ligeramente mayor de 17 grados para lograr una ruta de descarga de aerosol horizontal con una relación de aspecto 9 3:1 que se aproxima cercanamente a la relación de aspecto en la parte posterior de la garganta humana. Una vez que la divergencia de expansión llega a un límite específico, el tubo de descarga de ranura continua mantiene la colimación apropiada de las partículas para una velocidad de inyección de partícula controlada y dirección de la trayectoria de las partículas al interior de la cavidad oral. En una modalidad, la boquilla incluye un abate-lenguas, y una protuberancia táctil para hacer contacto con los labios del usuario para indicar al usuario que el inhalador de polvo seco (DPI) está en la posición correcta. Las mitades del cartucho se pueden hacer girar hacia y fuera de las posiciones en las cuales los agujeros de entrada de aire y los agujeros de salida de aire están respectivamente alineados. El cartucho se puede insertar únicamente dentro de la cámara de mezclado cuando un realce de alineación del cartucho está alineado con una hendidura receptora en el fondo de la cámara de mezclado, y un collarín del cartucho se engancha con un collarín complementario de la cámara de mezclado (figura 2) . En la modalidad preferida, cada cartucho tiene una llave única en cada mitad que se ajusta únicamente con una parte particular del inhalador, con lo cual se asegura que el cartucho apropiado que contiene el medicamento apropiado se pre-seleccione, y se asegura también que el cartucho está 10 instalado apropiadamente en el inhalador.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La figura 1 es una vista isométrica del inhalador que modaliza la invención. La figura 2 es una vista explotada del inhalador mostrado en la figura 1. Las figuras 3a, 3b y 3c, son una vista isométrica frontal del cartucho que contiene medicamento utilizado con el inhalador, que muestra las alineaciones del agujero u orificio-portal de salida del cartucho. Las figuras 4a, 4b y 4c, son una vista isométrica posterior del cartucho que contiene medicamento utilizado con el inhalador mostrado en la figura 3, que muestra las alineaciones del agujero u orificio-portal de entrada. La figura 5 es una vista en elevación frontal del cartucho mostrado en las figuras 3 y . La figura 6 es una vista en elevación posterior del cartucho mostrado en las figuras 3, 4 y 5. La figura 7 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 7-7 en la figura 5. La figura 8 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 8-8 en la figura 7. La figura 9 es una vista en secciones tomada 11 sustancialmente en el plano de la linea 9-9 en la figura 7. La figura 10 es una vista superior en planta del inhalador mostrado en las figuras 1 y 2. La figura 11 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 11-11 en la figura 10. La figura 12 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 12-12 en la figura 10. La figura 13 es una vista isométrica del inhalador mostrado en las figuras 1 y 2, pero configurado, para la inserción o remoción de un cartucho que contiene medicamento . La figura 14 es una vista isométrica similar a la figura 13 pero configurado en la manera en la que éste aparece cuando se ha insertado en el inhalador un cartucho que contiene medicamento. La figura 15 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 15-15 en la figura 13. La figura 16 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 16-16 en la figura 14. Las figuras 16a, 16b y 16c son vistas en sección fragmentadas tomadas sustancialmente en el plano de la 12 linea I6a-16c en la figura 16. La figura 17 es una vista isométrica que muestra al inhalador de las figuras 1 y 2, con las partes separadas para permitir la diagramación de flujo de aire a través del inhalador. La figura 18 es una vista isométrica similar a la figura 17, en la que se diagrama el flujo de aire a través y alrededor de la válvula de retención, sección de mezclado, cartucho y boquilla del inhalador. La figura 19 es una vista isométrica similar a la figura 18, en la que se diagrama el flujo de aire a través y alrededor de la válvula de retención, dentro del cartucho, y a través de la boquilla del inhalador. La figura 20 es una vista isométrica similar a las figuras 1, 2, 17, 18 y 19 que muestra al inhalador, el control de flujo/válvula de retención del inhalador, y el sub-alojamiento del control de flujo/válvula de retención. La figura 21 es una vista superior en planta del inhalador mostrado en la figura 20. La figura 22 es una vista en secciones tomada sustancialmente en el plano de la línea 22-22 en la figura 21. La figura 23 es una vista superior en planta sustancialmente similar a la figura 21. La figura 24 es una vista en secciones tomada 13 sustancialmente en el plano de la línea 24-24 en la figura 23. La figura 25 es una vista isométrica del control de flujo/válvula de retención y sub-alojamiento mostrado en las figuras 17, 18, 19, 20, 22 y 24. Aunque la invención se describe con relación a varias modalidades y procedimientos preferidos, se entenderá que no se pretende limitar la invención a estas modalidades y procedimientos. Por el contrario, se pretende cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes en la forma en la que pudieran quedar incluidas dentro del alcance y campo de la invención como quedan definidos por las reivindicaciones anexas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Se ha desarrollado un inhalador de polvo seco ("DPI") mejorado el cual tiene varias características que optimizan el desempeño. Se pueden suministrar/administrar partículas de medicamento a través de un intervalo amplio de velocidad de inhalación y volumen de respiración total de la respiración humana. Un tubo de salida de la boquilla del inhalador, diluye, expande, y colima el dispersoide de partículas de modo tal que las partículas no se vuelvan a aglomerar durante el suministro. Este inhalador provee los 14 medios para efectuar un procedimiento en el cual las partículas se fluidifican, se suspenden, después son desprendidas de las paredes por el aire limpiador en recirculación, así como un aire de flujo pasante de velocidad más alta, seguido por una descarga de campo de flujo de corte tangencial elevado hacia una masa de aire con movimiento más lento, expandido que dispersa y mide la concentración de partículas expulsadas desde el orificio de salida superior del cartucho de dosis unitaria.

Generalidades del inhalador La figura 1 muestra una modalidad de un inhalador de polvo seco 10 descrito y reclamado en la presente invención. En términos conceptuales amplios, un alojamiento de inhalador 15 incluye una sección de admisión 20, una sección de mezclado 30 y una boquilla 40. En la modalidad preferida, este alojamiento de inhalador 15 es de aproximadamente 93 mm de largo, 38 mm de alto, y 22 mm de grosor. Las otras partes ilustradas y descritas en la presente son de tamaño proporcional. La boquilla 40 se puede hacer girar desde una posición guardada dentro del alojamiento 15 hasta una posición de instalación de cartucho en la cual la boquilla 40 se orienta a 90 grados con respecto a la dimensión longitudinal del alojamiento. Cuando se cierra una tapa 352, la boquilla se puede hacer 15 girar adicionalmente hasta una posición de operación en la cual la boquilla queda ubicada en una posición de 180 grados con respecto a la dimensión longitudinal del alojamiento. Cuando la boquilla 40 se guarda dentro del inhalador 15 una cubierta protectora contra polvo deslizante 16 guardad y montada de manera deslizable en el alojamiento se puede deslizar hacia arriba para proteger la boquilla 40 y la entrada del conducto de admisión de aire del inhalador. El alojamiento 15 se puede formar a partir de un plástico de policarbonato a prueba de radiación gamma para la esterilización rápida del inhalador durante la producción en masa, así como en uso clínico hospitalario. Un pasaje de aire 50 (figura 17) se extiende a través de la sección de admisión 20, la sección de mezclado 30 y la boquilla 40. Una junta giratoria 80 (figuras 2 y 17) conecta la boquilla 40 a la sección de mezclado 30. En la modalidad preferida, la boquilla y la sección de mezclado son una sola pieza, y están conectadas mediante una unión giratoria al alojamiento principal. La tapa 352 está unida en forma pivotante a la sección de mezclado 30 y un mecanismo de interbloqueo 355 evita que la boquilla 40 gire hacia una posición de operación a menos que el cartucho 301 esté asentado e instalado de manera apropiada. Un cartucho 301 mostrado en las figuras 3, 4 y 5 contiene un polvo de medicamento, y éste se puede instalar en, y 16 retirar de, la cámara de mezclado 30. El polvo en aerosol se extrae del cartucho 301 y la sección de mezclado 30 a través de la boquilla 40 hacia la cavidad orofaríngea del usuario mediante la boquilla 40. A medida que al aire y el polvo viajan a través de la boquilla, se reduce la velocidad del recorrido, preparando de esta manera al polvo para el suministro efectivo hacia el tracto bronquial y los pulmones del usuario del inhalador. Para que se pueda leer fácilmente la escritura o las indicaciones de identificación en el cartucho 301 que contiene al medicamento, la sección de mezclado ,30 tiene una cubierta 352 que puede estar configurada como una lente de aumento transparente. Una flecha 460 (figura 17) muestra la dirección de descarga del polvo de medicamento en aerosol desde el cartucho y a través de la boquilla.

Sistema de control de flujo de aire/válvula de retención El aire se obliga a entrar al inhalador mediante un esfuerzo de inhalación que el usuario del inhalador ejerce sobre, y en, la boquilla 40. Como se muestra de manera particular en la figura 17 y como queda sugerido por las flechas 460 de flujo de aire en las figuras 17 y 18, el aire ambiental entra al sistema de control de aire 171 a 17 través de los orificios de admisión de aire 172 y es dirigido hacia un control de flujo de aire/válvula de retención 180. Como se muestra en las figuras 17, 18, y 25, este sistema de válvula de retención 18 incluye una cabeza cónica 181 montada sobre una varilla de bulbo 182. Un bulbo 184 está montado en forma deslizable sobre la varilla 182 para reciprocación entre una posición de flujo de aire estancado y una posición inhibidora de flujo de aire dinámico. La varilla 182 también sirve para mantener el espacio anular entre el bulbo 184 y la perforación en la cual está ubicado el bulbo. El bulbo 184 es atraído hacia una posición de flujo de aire corriente abajo relativamente normal, mediante la fuerza de flujo de aire que actúa para superar la fuerza de reacción del bulbo de un resorte de tensión cónico 185, como queda sugerido particularmente en la figura 19. El resorte 185 permite que se pueda seleccionar la fuerza de desviación del bulbo hacia la normal y evita el requerimiento en cuanto a orientación vertical . Este resorte de preferencia se elabora a partir de acero inoxidable de grado médico. En una modalidad preferida, las hendiduras tipo canal 186 en la superficie 187 del bulbo 184 controlan y dirigen el flujo de aire sobre el bulbo 184, con lo cual actúan como tubos de Venturi. En otra modalidad preferida, las aletas rectificadoras de flujo de aire 189 montadas en la cabeza 18 cónica 181 enganchan una formación o asiento 191 tipo tubo de Venturi cónica confrontante (figura 22) . El aire que fluye entre la cabeza 181 y el asiento 191 es acelerado y se rectifica el flujo de aire, de conformidad con las características conocidas del flujo de aire gaseoso. Los tubos de Venturi, gracias a los cambios en su longitud y profundidad, se pueden utilizar para alterar la velocidad de flujo así como para desviar y dirección de flujo de aire . Cuando el usuario del inhalador jala aire a través de la boquilla 40, el aire fluye hacia y alrededor del bulbo 184, y el desequilibrio de las fuerzas de presión de aire que actúan sobre el bulbo reciprocante 184 empuja el bulbo en una dirección corriente abajo a lo largo de la varilla 182 hacia una posición que inhiba el flujo de aire. Debido a que el bulbo 184 está conectado al resorte de tensión 185, se requieren de cantidades cada vez mayores de fuerza para jalar el bulbo 184 hacia posiciones que restrinjan el flujo de aire cada vez mayor. Se puede proveer control adicional del movimiento del bulbo, si se desea, utilizando un segundo resorte antagonista (no mostrado) que forma un sistema de vaivén de alta sensibilidad. Este mecanismo de bulbo y resorte permite que el usuario del inhalador genere un vacío ligeramente parcial 19 en sus pulmones antes que el bulbo sea extraído del arreglo de asentamiento. Por lo tanto, al momento que se genera un vacío significativo, un ligero incremento en la velocidad de flujo de aire a través del inhalador ayuda a extraer el medicamento desde el cartucho (figuras 1, 17-19) a través del inhalador y hacia la región bronquial y los pulmones del usuario. Como se sugiere particularmente en la figura 20, el arreglo de válvula de retención 180 se puede montar en un sub-alojamiento 20, y ambos componentes 20 y 180 se pueden remover del alojamiento de inhalador 50 para limpieza, reparación o reemplazo. Se puede utilizar un dispositivo de cierre 196 de diseño conocido para asegurar el sub-alojamiento 20 y los componentes contenidos dentro del alojamiento de inhalador 50. Cuando el aire es extraído a través del inhalador 10 y el bulbo 184 se jala a lo largo de la varilla 182 para que se impacte en la cabeza cónica 181, se puede producir un sonido de tableteo. Este sonido de tableteo indica al usuario del inhalador que el o ella está jalando apropiadamente en la boquilla y está haciendo funcionar el inhalador en la forma correcta. Si se desea, se puede montar una lengüeta mecánica vibratoria (no mostrada) en la trayectoria de flujo de aire para producir una señal audible para el usuario. De manera alternativa, un detector 20 electrónico de flujo o presión puede disparar un indicador de señal audible o visual que le diga al usuario que se ha establecido el flujo apropiado de aire. Este sistema de control de flujo de aire/válvula de retención 180 sirve para suministrar aire a un volumen y velocidad predeterminados hacia las partes corriente abajo del inhalador. El flujo de aire, a este volumen y velocidad predeterminados, actúa para levantar, fluidificar, desaglomerar y suministrar las partículas de medicamento arrastradas al usuario del inhalador en una forma' dispersa y en un sitio apropiado para que entre al sistema bronquial del usuario.

Venturi y sección de mezclado Como se sugiere particularmente en las figuras 12, 17 y 18, el flujo de aire es extraído después a través de un pasaje tipo tubo de Venturi 201 de tamaño restringido, incrementando por lo tanto la velocidad del flujo de aire, y hacia el interior de la sección de mezclado 30 del inhalador. Como se muestra en las figuras 10-17, esta sección de mezclado 30 comprende un soporte fijo 31 sobre el cual está articulada una copa 32. Se observa que la boquilla 40 está unida a la copa giratoria 32 y que de esta manera puede actuar como una manija para pivotar el miembro de copa 32 y la boquilla hasta las 21 configuraciones mostradas en las figuras 1, 14 y en cualquier otra parte y como se describe con mayor detalle más adelante. En general, la sección de mezclado 30 está provista con figuras en su superficie interior para fomentar la aceleración del flujo de aire para suspender las partículas de medicamento en el flujo de aire y para des-aglomerarlas. Dentro de la copa 32 se puede montar un cartucho 301 que contenga medicamento. Como se describe con mayor detalle más adelante, el cartucho 301 está provisto con agujeros de entrada y salida de aire (figuras 5-9) , la copa 32 está dimensionada y configurada para dirigir el aire hacia el cartucho a través del agujero de entrada inferior. El aire después fluye generalmente hacia arriba a través del cartucho en una dirección ascendente al tiempo que produce un movimiento doble helicoidal de contrarotación, y hacia afuera del cartucho y hacia abajo de la boquilla como se sugiere de manera particular en la figura 19. Como se sugiere en la figura 18, el exceso de volumen de aire puede fluir alrededor del exterior del cartucho pero dentro de la cámara de mezclado para que de nuevo se acople con el aire emergente cargado de medicamento descargado desde el cartucho y que fluye hacia la boquilla. Por lo tanto, el aire que fluye al interior de la cámara de mezclado abastece los agujeros de entrada del cartucho, 22 ayuda a extraer el aire que fluye fuera de los agujeros de descarga del cartucho, diluye el flujo de aire cargado de medicamento, y provee concentraciones controladas, uniformes de partículas de medicamento en el flujo de aire de la boquilla. El arrastre y dilución de las partículas en la boquilla son provistos principalmente por el aire que circunvala al cartucho. Como se sugiere en las figuras 11, 12, 15 y 16, el orificio de entrada 33 de la cámara de mezclado provee separación por acción de remolino la cual, ayudado por los toroides de agitación 34 y 35 internos de la cámara de mezclado interna superior e inferior, fluidifica, suspende y barre el polvo (scrubs) el polvo en el cartucho. La forma de semi-toroide superior 35 cambia la dirección de flujo de aire desde la cámara de dispersión hacia la boquilla, ayudando de esta manera también a la des-aglomeración de las partículas de medicamento en el flujo de polvo arrastrado. Para reducir la cohesión de polvo, una velocidad modesta de expansión de gas con fuerzas de corte tangencial de aire subsiguientes (y resistencia al flujo) actúan para soportar un flujo completamente disperso a través de 40. De manera alternativa, se puede proveer una cámara que incluya protuberancias o configuraciones internas en espiral. Las superficies interiores de la 23 cámara de mezclado se pueden configurar, si se desea, para proveer uno o más flujo de aire helicoidales alrededor y dentro del cartucho.

Cartucho El cartucho 301 se muestra con mayor detalle en las figuras 3-9. En la modalidad ilustrada, el cartucho 301 comprende una mitad superior 302 y una mitad inferior 303, cada una formada, de preferencia, a partir de un material de plástico transparente. Para fomentar la dispersión de las partículas de medicamento, el material de plástico preferido está provisto con superficies ultra-lisas, es susceptible de ser moldeado como los componentes del cartucho que tienen y que mantienen una gran exactitud en cuanto a dimensiones, no absorbe o de alguna otra manera interactúa con el agua o la humedad, y tiene características electrostáticamente neutras para que el polvo del medicamento en el cartucho 301 no sea retenido por la carga estática del cartucho, y no se adhiera a las mitades 302, 303 del cartucho. Uno de tales materiales que se puede utilizar para la mitad inferior 303 es la marca Topaz del plástico copolimérico de olefina cíclica ofrecida por Ticonia Corporation. La mitad superior 302 del cartucho define un agujero de entrada de aire 306 y un agujero de salida 307, 24 y la mitad inferior del cartucho define un agujero de entrada de aire 308 y un agujero de salida de aire 309 correspondientes. Esta mitad superior se puede elaborar a partir de un nylon transparente, que absorba muy poco agua. Como se muestra de manera particular en la figura 7 , y como se sugiere en la figura 3a, las mitades 302 y 303 se acoplan entre sí a través de un ajuste telescópico. Un arreglo de anillo y ranura circunferencial 302 retiene las mitades 302 y 303 en su configuración ensamblada. Como se sugiere de manera particular en las figuras 5, 6, 8 y 9, los agujeros de entrada 306 y 308 formados en la porción inferior del cartucho de preferencia están biselados, y los agujeros de salida 307, 309' de igual manera están biselados en un ángulo sustancialmente de 60 grados de manera tal que fomenten el ingreso y egreso de aire pero que impidan la adhesión electrostática y la deposición de aglomerados de partículas de medicamento con tamaño de 10 mieras o mayores en el plástico que define las orillas del agujero. Para permitir el flujo de aire y la acción de levantamiento de partículas, los agujeros de entrada 306 y 308 están dispuestos para que se traslapen o queden en registro uno con respecto al otro cuando las mitades del cartucho se hacen girar (como se' sugiere mediante la flecha A en la figura 4c) en la posición abierta del cartucho apropiada, los agujeros 306, 308 se alargan en una dirección vertical. De igual manera, los agujeros de salida 307, 309 están dispuestos de manera tal que se traslapen y provean egreso libre del aire cuando las mitades del cartucho están alineadas en forma apropiada, y los agujeros se alargan en una dirección horizontal para orientar el flujo de salida de aire para suministrar al canal alargado horizontalmente en la boquilla 40. Este cartucho 301 es de aproximadamente 6.35 mm de diámetro y su cuerpo es de aproximadamente 25.4 mm de longitud axial. Para facilitar la instalación y extracción fácil desde el inhalador 10, se provee una estructura de asa o manipulador 314 encima del cartucho 301. En este caso, la estructura de asa 314 comprende cuatro extensiones de malla 315 las cuales se extienden desde el cuerpo del cartucho hacia un disco dactilar 316 el cual puede tener una periferia acuñada o aserrada. Un apuntador o indicador de dial 317 se forma encima del disco 316 y éste se discute adicionalmente más adelante. En el fondo del cartucho 301, se forma un realce de retención 319 de instalación de cartucho. Este realce de retención puede tener una configuración no circular, única de cualquier forma deseada tal como aquellas mostradas en las figuras 16a, 16b y 16c. Estas estampaciones únicas están diseñadas para que quepan dentro de un relieve cercanamente complementario 39 formado en la base 31 de la 26 sección de mezclado. Estas configuraciones realzadas únicas se asocian de manera exclusiva con medicamentos particulares, de modo tal que no se pueda instalar un cartucho que contenga un medicamento incorrecto en el inhalador de un paciente particular.

Mecanismo de montaje de cartuchos Para montar de manera apropiada el cartucho 310 en el inhalador 10, se provee un mecanismo de montaje 350 como el que se muestra especialmente en las figuras 1, 2, 13-16 y 17. Este mecanismo de montaje 350 toma la forma de una tapa 352 elaborada a partir de un plástico transparente, montada en forma pivotante para que cubra la copa 32 de la sección de mezclado. Véase en especial la figura 16. Un perno de pivote 353 conecta entre sí la tapa 352 con una extensión 354 de la montura 31. Para facilitar la lectura de indicaciones marcadas en la parte superior del apuntador 317 del cartucho, la parte superior de esta tapa 352 está curvada de manera tal que actúe como una lente de aumento. Esta configuración de domo también provee resistencia a la estructura de cubierta. El cartucho se puede instalar y la tapa 352 se puede asegurar en su lugar cuando la boquilla 40 y el cartucho se hacen pivotar hacia sus posiciones de operación. Para este fin, un perno de cierre desviado 27 radialmente hacia afuera 356 (figura 2) que depende de la montura de la tapa 31 empuja la tapa 352 hacia arriba y hacia una posición abierta cuando la boquilla 40 y la montura de la tapa 31 se hacen girar hasta una posición tal que la boquilla queda ubicada aproximadamente a 90 grados hacia la dimensión larga o más grande del cuerpo de inhalador 15. En esta configuración, el perno de cierre 356 es empujado radialmente hacia afuera y la tapa 352 se hace girar hacia arriba cuando el perno de cierre 356 es empujado hacia un relieve 359 definido en una faldilla 360 de la cubierta 358 (figura 2) . Esta disposición actúa como una característica de seguridad y de orientación para el usuario . Después que se inserta el cartucho en el inhalador y que se cierra la tapa, la boquilla 40 se puede pivotar fuera de su posición de instalación de cartucho y liberación de tapa como se muestra en las figuras 13-16 y hacia la configuración de inhalación de medicamento por parte del usuario mostrada en las figuras 1, 17 y 20-24. Este movimiento pivotante de la boquilla se puede presentar únicamente cuando la faldilla 360 de la tapa se empuja hacia abajo hacia su posición cerrada y el perno de cierre 356 se libera radialmente para permitir la acción giratoria de la boquilla 40. Por lo tanto, cuando el usuario del inhalador mueve la boquilla desde su posición guardada 28 dentro del alojamiento 15 hacia la posición de destrabe de la tapa, la tapa se abre por acción de resorte como se muestra en las figuras 13 y 15, y de esta manera indica al usuario del inhalador que el o ella deben inspeccionar y, si fuera necesario, reemplazar o insertar un nuevo cartucho 301.

Boquilla Como se sugirió anteriormente, la boquilla 40 descarga aire cargado de partículas a la cavidad orofaringea del usuario. Además, la boquilla diverge el aire y el flujo de partículas para desacelerar las partículas, y después hace convergir el flujo de partículas para alinear y dirigir las partículas hacia la parte posterior de la boca del usuario. La boquilla es lo suficientemente larga de modo tal que ésta se . extiende aproximadamente hasta la mitad dentro de la boca de la mayoría de los usuarios. Para fomentar la utilización correcta del inhalador y la boquilla, la boquilla del inhalador está orientada para que se extienda dxagonalmente hacia arriba aproximadamente a un ángulo X de 3 grados como se sugiere en las figuras 22 y 2 . Como se sugiere en las figuras 21 y 23 , las paredes horizontalmente separadas de la boquilla divergen en un ángulo Y de aproximadamente 5 a 8 grados. Como se sugiere mediante una comparación de las figuras 21 y 22, la relación de la altura H de la página del pasaje de aire de la boquilla con respecto a la anchura W del pasaje de aire es de aproximadamente 3:1. Si se desea, se puede proveer un realce de colocación 411 de engrane y reborde para que dependa del extremo distal 412 de la boquilla 40. La boquilla de preferencia se elabora a partir de plástico de acetilo copolimérico Delrin o Celcon para que se provea la resistencia, auto-lubricidad de cojinete giratorio, y acabado interno y externo liso apropiados . Durante el uso, el inhalador emplea un flujo regulado de aire para fluidificar y convertir en aerosol las partículas de medicamento y para transportarlas hacia la región posterior deseada de la cavidad orofaríngea. Para lograr esto, el aire se jala primero hacia el interior del alojamiento de inhalador 15 y a través de los orificios de admisión 172 como se sugiere en las figuras 17 y 18, hasta un flujo de aire volumétrico predeterminado el cual es controlado por el mecanismo de control de flujo/válvula de retención 180. El flujo de aire entra después al' interior del cartucho a través de los orificios de entrada verticalmente alargados y alineados 306, 308. El aire que entra al interior del cartucho choca inmediatamente sobre la pared opuesta del cartucho cilindrico. El chorro de aire que choca se vuelve a distribuir por sí solo en varias 30 porciones. Una de las porciones fluye hacia abajo hacia el lecho de polvo de medicamento, y barre el polvo de la superficie del cartucho y comienza a fluidificarlo como una nube de polvo transportada por aire. Otra porción del chorro que choca se dirige lateralmente en ambas direcciones, lo cual genera columnas helicoidales, giratorias, verticales, duales, en contra-rotación. La mayoría del polvo de medicamento fluidificado es ' retenido en estas dos columnas, en las cuales se logra la primer acción de des-aglomeración. Incluso otra porción del chorro que choca es dirigida verticalmente, lo cual crea un chorro de aire de alta velocidad, vertical, a lo largo de la pared del cartucho hacia el orificio o agujeros de descarga del cartucho 307, 309. Las partículas en las columnas helicoidales en aerosol son expulsadas hacia el flujo de chorro y después se descargan desde el cartucho. Este efecto de barrido da como resultado que las partículas sean dosificadas o descargadas desde el cartucho a una tasa de distribución de partícula relativamente constante. Las aglomeraciones de partícula son disociadas adicionalmente por el proceso de descarga. Los aglomerados grandes chocan sobre la pared opuesta de la cámara de mezclado, y se reducen adicionalmente hasta aglomerados más pequeños. Las partículas individuales y los aglomerados más pequeños son transportados a través de la cámara de mezclado y al 31 interior del tubo de descarga de la boquilla. Los aglomerados remanentes son separados en el campo de flujo de impacto y corte tangencial elevado producido por el orificio de entrada tangencial de la boquilla. Por lo tanto emerge un flujo constante de partículas de medicamento individuales desde la boquilla y hacia las vías áreas orofaríngeas de los usuarios. Estos flujos de corriente de aire y los sub-flujos de corriente dan como resultado por lo tanto un arrastre completo por aire de todas las partículas de medicamento en el cartucho, y el suministro de una dosis de medicamento cercanamente medida, completa, al paciente.

Claims (13)

32 NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1.- Un inhalador de polvo seco que comprende, en combinación, una boquilla adaptada para suministrar partículas de polvo seco que comprenden un medicamento a través del tracto respiratorio superior de un paciente en una posición alejada de la región frontal y superior orofaríngea de la boca del paciente, y un alojamiento que tiene una cavidad de mezclado que comprende una cavidad para flujo de aire para ayudar en el suministro de aire desde una sección de admisión de aire dentro y a través de un cartucho en la cavidad de mezclado y dentro y a través de la boquilla, caracterizado porque la boquilla comprende un tubo hueco que tiene un eje, y porque la cámara de mezclado comprende un cilindro hueco que tiene un eje, la mejora comprende: en el cual la boquilla diverge el flujo de aire y de partículas para desacelerar las partículas de pplvo seco y hacer que las partículas converjan en la parte posterior 33 de la boca del usuario.

2. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo definido por el eje de la boquilla y el eje de la cámara de mezclado está entre 93 grados aproximadamente y 120 grados aproximadamente .

3. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la boquilla está orientada para que se extienda en forma ascendente desde el inhalador.

4. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizado porque la boquilla está orientada en un ángulo de aproximadamente 3 grados con relación al alojamiento de la cavidad de mezclado.

5. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de la altura del tubo hueco en la boquilla a la anchura del tubo hueco en la boquilla es de aproximadamente 3:1.

6. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las paredes del tubo hueco en la boquilla están separadas del alojamiento en un ángulo entre cinco y ocho grados .

7. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento que tiene una cavidad de mezclado está adaptado para que contenga un cartucho que contiene las partículas ' de polvo seco, el cartucho tiene orificios de entrada verticalmente alineados en el fondo y en la parte superior para que entre el aire al cartucho, creando columnas de aire helicoidales giratorias verticales en el cartucho, fluidif cando el polvo en el cartucho, y transportando las partículas al interior del tubo hueco de la boquilla a través de un orificio de entrada tangencial .

8. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una abertura de la boquilla que se va a insertar dentro de la boca de un usuario tiene un eje mayor y un eje menor, y porque la relación de aspecto horizontal de estos ejes esta entre 2:1 y 4:1.

9. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 1, que comprende también un cartucho montado dentro de la cavidad de mezclado, el cartucho comprende un primer elemento hueco que define un agujero de entrada de aire y un agujero de salida de aire, un segundo elemento hueco ajustado exactamente al primer elemento para definir, con el primer elemento, una cavidad que contiene medicamento, el segundo elemento define también un agujero de entrada de aire y un agujero de salida de aire, 35 el primer elemento y el segundo elemento pueden girar uno con respecto al otro para colocar los agujeros de entrada de aire en el primer elemento y en el segundo elemento en registro uno con el otro y para colocar en forma simultánea los agujeros de salida de aire en el primer elemento y en el segundo elemento en registro uno con el otro para permitir un flujo de aire hacia el interior, a través, y hacia afuera del cartucho; el primer elemento y el segundo elemento se pueden mover uno con respecto al otro para reconfigurar al primero y segundo elementos para colocar de esta manera los agujeros de entrada y salida del elemento fuera de registro uno con respecto al otro y de esta manera prohibir el flujo de aire a través del cartucho y para retener en forma segura el medicamento dentro del cartucho, el inhalador también comprende un mecanismo giratorio para hacer girar la boquilla entre una posición de almacenamiento, una posición de inserción y remoción de cartucho, y una posición de uso; y para hacer girar en forma simultánea al primero y segundo elementos del cartucho entre una configuración que permite el flujo de aire y una configuración que retenga al medicamento.

10.- Un inhalador de polvo seco que comprende, en combinación, una sección de admisión de aire, un alojamiento 36 que comprende una cavidad de mezclado, y una boquilla, la sección de admisión de aire, la cavidad del alojamiento y la boquilla forman un pasaje de aire, la mejora comprende dentro de la sección de admisión de aire, aletas, tubos de Venturi en la válvula de retención de resorte, un pasaje de aire extendido o un tubo de Venturi para rectificar el flujo de aire.

11. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 10, que comprende un mecanismo de válvula de retención para controlar el flujo de aire que incluye una perforación para pasaje de aire para rectificar el flujo de aire, un bulbo que puede reciprocar en el agujero, y medios de desviación que empujen el bulbo fuera de una posición de inhibición de flujo de aire.

12. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el bulbo puede viajar en forma reciprocante, y comprende además un resorte adicional para abrir la válvula de retención.

13. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 10, que comprende también un ensamble de válvula de retención para controlar el flujo de aire, que tiene aletas o tubos de Venturi formados en el bulbo, o una forma cónica del bulbo o varilla, para alterar la dirección del flujo de aire. 1 . - El inhalador de conformidad con la 37 reivindicación 13, que comprende también un pasaje de tubo Venturi caracterizado porque las aletas en el bulbo o varilla, se acoplan al pasaje de tubo Venturi. 15.- El inhalador de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los medios de desviación comprenden un resorte posicionado y conectado al bulbo con una fuerza de tracción para empujar el bulbo fuera de una posición de inhibición en el flujo de aire o hasta una posición normal dentro del pasaje de aire. 16.- El inhalador de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el resorte tiene una tasa de resorteo (spring rate) seleccionada para permitir que el bulbo se pueda jalar desde su posición inhibidora de flujo de aire únicamente cuando el flujo de aire a través y más allá del bulbo genera una fuerza suficiente para proveer un flujo de aire con un volumen y velocidad suficientes para hacer que el flujo de aire fluidifique el medicamento en polvo seco en el cartucho, des-aglomere el medicamento en polvo seco fluidificado y suministre el medicamento en polvo seco al tracto respiratorio superior del usuario en una forma dispersa. 17. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 13, que comprende una varilla montada en el pasaje de flujo de aire, y aletas montadas en la varilla para rectificar el flujo de aire que pasa por las aletas, y 38 para centrar y alinear la varilla dentro de la perforación receptora del alojamiento del inhalador. 18. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 11, que comprende un sub-alojamiento de válvula de retención que se puede montar en forma removible en el alojamiento del inhalador, el sub-alojamiento tiene montados el bulbo y los medios de desviación. 19. - Un mecanismo de válvula de retención para controlar el flujo de aire adaptado para que se monte dentro de la cavidad de flujo de aire del alojamiento de un inhalador de polvo seco para que ayude en el suministro de un flujo de aire de una velocidad y un volumen mínimo predeterminados dentro y a través de un cartucho y boquilla del inhalador, como se define mediante cualquiera de las reivindicaciones 10-18. 20. - Un cartucho para ser utilizado con un inhalador dispensador de medicamento en polvo seco, el cartucho comprende, en combinación, un primer elemento que define un agujero de entrada de aire y un agujero de salida de aire, el segundo elemento está adaptado en forma exacta en el primer elemento para definir, con el primer elemento, una cavidad para contener medicamento, el segundo elemento también define un agujero de entrada de aire y un agujero de salida de aire, el primer elemento y el segundo elemento se pueden mover uno con respecto al otro para colocar los agujeros de entrada de aire en el primer elemento y en el segundo elemento en registro uno con respeto al otro y para colocar de manera simultánea los agujeros de salida de aire en el primer elemento y en el segundo elemento en registro uno con respecto al otro para permitir un flujo de aire dentro, a través, y hacia afuera del cartucho, el primer elemento y el segundo elemento se pueden mover uno con respecto al otro para reconfigurar al primero y segundo elementos con lo cual se colocan los agujeros de entrada y de salida fuera de registro uno con respecto al otro con lo cual se evita el flujo de aire a través del cartucho y se retiene en forma segura el medicamento en polvo seco dentro del cartucho. 21. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el primero y segundo elementos de cartucho tienen un aspecto de sección transversal sustancialmente circular y porque el primero y segundo elementos se ajustan entre sí con un ajuste telescópico que se traslapa parcialmente para permitir que el primero y segundo elementos puedan girar angularmente, uno con relación al otro, entre las configuraciones. 22. - El cartucho de conformidad . con la reivindicación 20, caracterizado porque dichos por lo menos algunos de los agujeros de entrada y agujeros de salida del elemento del cartucho están definidos por una configuración 40 en sección transversal biselada. 23. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el primer elemento y el segundo elemento del cartucho están nter-cerrados mediante sellos de anillo y ranura. 24. - El cartucho de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los elementos del cartucho se elaboran a partir de un plástico transparente que tiene características electrostáticas neutras. 25. - Un inhalador dispensador de medicamento en polvo seco, que comprende, en combinación, una boquilla adaptada para suministrar medicamento en polvo seco transportado por aire al tracto respiratorio superior de un paciente en una posición alejada de la región frontal y superior orofaríngea de la boca del paciente, y un aloj amiento , el alojamiento tiene una cavidad de mezclado que incluye un mecanismo para montaje de cartucho para montar de manera selectiva un cartucho que contenga medicamento ; el mecanismo de montaje de cartucho tiene una estructura de unión por chavetas adaptado para que se complemente de manera exclusiva con las estructuras de unión por chaveta del cartucho para permitir únicamente que se monte el cartucho particular en, y se utilice con, el inhalador. 26. - El inhalador de conformidad con la 41 reivindicación 25, caracterizado porque el mecanismo para montaje de cartucho incluye una tapa que se puede mover entre una posición abierta para montar y desmontar el cartucho, y una posición cerrada que permite que se pueda utilizar el inhalador. 27. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 25, que incluye también un mecanismo de inter-bloqueo para evitar que la boquilla del inhalador se pueda utilizar a menos que la tapa esté en su posición cerrada. 28. - El inhalador de conformidad con la reivindicación 25, que comprende, en combinación, una boquilla que tiene un pasaje de flujo de aire y que está adaptada para suministrar medicamento en polvo seco transportado por aire al tracto respiratorio superior de un paciente en una posición alejada de la región orofaríngea frontal y superior de la boca del paciente, y un alojamiento, el alojamiento tiene una cavidad de mezclado que incluye un mecanismo para montaje de cartucho y una cavidad de flujo de aire para ayudar en el suministro de aire dentro y a través de un cartucho en la cámara de mezclado y más allá del cartucho en la cavidad de mezclado y dentro y a través del pasaje de flujo de aire de la boquilla, el pasaje de flujo de aire de la boquilla está ubicado para que se comunique con la cavidad de mezclado en 42 un punto tangencial al interior de la cámara de mezclado de modo tal que fomente un flujo de aire en remolino dentro de la cavidad de mezclado; y que entre un flujo de aire de corte tangencial elevado des-aglomerante al tubo de la boquilla.