NO140129B - Aerosolapparat for dispergering av faste partikler, saerlig inhalerbare aerosolvaksiner - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et aerosolapparat

for dispergering av faste partikler, særlig inhalerbare aerosolvaksiner forsynt med en forstøver som omfatter et sylindrisk kammer med to motstående endevegger, der den ene vegg har en gjennomgående kanal •. for utblåsning av aerosol i et tilstøtende rom eller lokale, og der forstøvningskammeret har innblåsningsdyser for tangensiell.innføring av trykkgass.

En av anvendelsene for slike aerosolapparater er

å danne inhalerbare aerosoler av frysetørkede mikroorganismer med henblikk på kollektiv vaksinering av grupper av mennesker eller dyr.

Dannelse av aerosoler av mikroorganismer, bakterier eller virus byr på vanskelige problemer på grunn av at mikro-organismene foreligger i frysetørket tilstand som faste og meget hydrofile stoffer som har tendens til å agglomerere eller klistre seg sammen.

For at en inhaleringsvaksine skal være effektiv

må imidlertid de luftsuspenderte partikler ha dimensjoner på under ca. 5 p for å trenge dypt ned i luftveiene.

Jo større partiklene er jo høyere er imidlertid

deres sedimenteringshastighet, og dette reduserer muligheten for at stoffene skal inhaleres effektivt som vaksine.

Erfaringer med felles vaksinering med aerosoler

har vist at for å være effektive bør aerisolpreparatene ha en konsentrasjon på omkring 0,01 mg/l i form av partikler med dimensjoner under 5 y, og denne konsentrasjon bør opprett-

holdes konstant i et tilstrekkelig langt tidsrom.

Det er kjent aerosolapparater for forstøvning av faste stoffer med en forstøver som har luftdyse og hvori fryse-tørkede bakterier innføres med trykkluft. Disse aerosolapparater har gjort det mulig å lage vaksine-aerosoler med den nødvendige partikkelfinhet i luftsuspensjonen, men det er vanskelig med sikkerhet å bestemme konsentrasjonen, konsen-trasjonsgradienten og den samlede dose for den utførte vaksine i luften med disse kjente apparater, noe som er en alvorlig ulempe siden dosen må kjennes med stor nøyaktighet for å hindre ulykker som eventuelt kan være meget alvorlige og for å sikre at den inhalerte dose er tilstrekkelig kraftig.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et apparat for avgivelse av aerosoler, der det blir mulig med nøyaktighet å bestemme den samlede vaksinedose som sprøytes ut i et bestemt rom,, f.eks. i rugekasser som inneholder et bestemt antall fjærkre, slik at man får avgitt en aerosol med stabil konsentrasjon i tilstrekkelig lang tid og i det vesentlige jevnt fordelt over hele rommets volum. Dette er oppnådd med aerosolapparatet i henhold til oppfinnelsen, og apparatet er hovedsakelig kjennetegnet ved ett eller flere sylindriske eller koniske hulrom som står i forbindelse med kammeret gjennom en kanal i den annen av de motstående vegger, og ved ett eller flere utskiftbare doseringsrør inneholdende en bestemt dose pulverpreparat,og hvis ene ende er tett og løs-bart innsatt i ett av hulrommene, mens doseringsrørets annen ende har eller er tilknyttet et stempel med stempelstang til forskyvning av stemplet for utmatning av preparatet.

Doseringsrørene som er tilpasset apparatet ifølge oppfinnelsen kan være engangsbeholdere som kastes etter bruk.

Ved at hver engangsbeholder inneholder en bestemt dose faste partikler, spesielt frysetørket vaksine, kan man fordele denne dose i det romvolum som skal behandles, og på denne måte med sikkerhet ikke overstige en farlig konsentra-sjonsgrense. F.eks. benytter man for kollektiv vaksinering av fjærkre i et lokale på 500 m 3 en beholder som inneholder 5 g frysetørket vaksine,hvorved man er sikker på å overstige en midlere konsentrasjon på 0,01 mg/l.

Doseringsrørene eller beholderne fremstilles i laboratorier og leveres til brukeren ferdig til direkte inn-setting av apparatet etterat korken eller kapselen som lukker rørene er fjernet, hvorved man også unngår feildoseringer, unøyaktig behandling av vaksinen og eventuelt vaksinetap i apparatets ledninger, og dette sammen øker doseringens nøyak-tighet. Ved at rørene er utført som engangsbeholdere som kastes etter bruk, unngås rengjøringsproblemer og risiko for blanding av to forskjellige vaksiner.

Den anvendte innretning for innføring av Vaksine eller andre pulverformede preparater i forstøvningskammeret ved hjelp av beholdere som innsettes i hulrom som munner direkte ut i- forstøvningskammeret, gjør at man med sikkerhet tømmer ut hele pulvermengden i sprøytebeholderen fordi det døde rom mellom stemplet og innløpet til forstøvningskammeret er meget lite og at alt pulver som befinner seg i dette døde rom for-drives inn i forstøveren av trykkluften som bestryker forstøv-ningskammeret.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom apparatur ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 gjengir et vertikalt snitt gjennom en annen utgave ifølge oppfinnelsen,

fig. 3-7 viser vertikalsnitt i større målestokk i overgangsområdet mellom doseringsrøret og forstøveren,

fig. 8 viser, sett ovenfra, en ring med utsparing som vist på fig. 6,

fig. 9-14 er snitt gjennom sprøyteampuller ifølge oppfinnelsen.

Aerosolapparatet vist på fig. 1 og 2, består således av en kasse 1 som bærer en lyftdyseforstøver 2 som bevirker en opprivende findeling av preparatet, i det følgende bare kalt forstøver. Denne forstøver med midtakse z,zl er forsynt med en aksialkanal 3 for utblåsing av en luftstrøm ladet med meget finfordelte faste partikler av en størrelse på noen få mikron. Denne luften ladet med suspenderte mikropartikler, danner en aerosolsky.

Forstøveren 2 tilføres trykkluft under et trykk på f.eks. syv atmosfærer gjennom en ledning 4 forsynt med ventil 5 og manometer 6. Trykkluften kommer inn i det ringformede rom 7 hvorfra luften strømmer inn i det midtre sylinderformede kammeret 8 gjennom åpninger eller dyser 9 som har en mer eller mindre tangentiell retning.

Bunnen i kammeret 8 er forsynt med en åpning 12 på fig. 1 eller flere åpninger 12a, 12b som på fig. 2 for innfør-ing av et pulverformet preparat i kammeret 8, slik at preparatet blir fint opprevet og suspendert i luften som deretter forlater kammeret. På fig. 1 er de organer som tilfører preparat til forstøveren et doseringsrør 11 med midtakse x, xl som inneholder et pulverpreparat 30, f.eks. en frysetørket vaksine.

I røret 11 beveges stemplet 13 forsynt med stempelstang 31. Denne forskyvning av stemplet presser pulvervaksinen 30 mot åpningen 12 og hvis stempelbevegelsen er jevn, vil vaksine-tilførselen til forstøveren .være konstant.

Doseringsrøret 11 inneholder en bestemt dose vaksine 30, f.eks. 5 g, slik at man nøyaktig kjenner den mengde vaksine som suspenderes. Røret 11 danner med dette en sprøyte eller spiølyeampulle som er forsynt med en eller flere utløpsåpninger 12 og hvormed man kan innføre en bestemt mengde pulverformet produkt. Røret 11 er f.eks. et glassrør hvor innerdiameteren er konstant med god nøyaktighet over hele lengden slik at en forskyvning av stemplet en viss lengdeenhet vil innføre like mengder pulverprodukt 30 uavhengig av stemplets utgangsstilling.

Stemplets utgangsstilling bestemmes av en forskyv-bar mutter 14 som kan beveges på en skrue 15 av mikrometer-typen. Mutteren 14 føres dessuten av en aksel 16 som hindrer mutteren i å dreie seg.

Skruen 15 roterer ved hjelp av en elektrisk motor

17, med variabel hastighet via en momentkopling 18. Kulelagrene 19 og trykklagre 20 anordnet i lagerskålen 21,besørger føring og plassering av skruen 15. En endebryter 22 som påvirkes av mutteren 14 stanser automatisk motoren når stemplet 13 har nådd sluttstilling i retning oppover.

For innstilling av mutteren i utgangsstilling kan

man enten benytte en mutter som kan frikoples fra skruen manu-elt eller en reversibel motor 17. Motoren 17 og skruen 15 kan eventuelt erstattes med en hydraulisk eller pneumatisk innretning, f.eks. en hydraulisk sylinder. Røret 11 er satt sammen med forstøveren 2 på en tett og avtagbar måte og utgjør for-trinnsvis en engangsbeholder. Som vist på fig. 1 er en ringhylse 25 festet i;en åpning i bunnen av kammeret 8. Fremre ende av røret 11 går inn i hylsen 25 og holdes tett fast i denne ved

hjelp av en trykkpakning 23, en pakningsmutter 24 som skrus ned i hylsen 25 og en mellomring 32. Ringhylsen 25 har en første sylindrisk åpning 33 med større diameter enn ytterdiameteren for røret 11, og er gjenget innvendig svarende til gjenge-partiet på mutteren 24. Ringen er forsynt med en annen boring som går koaksialt med den første 34, og åpningen 34 har mindre diameter enn doseringsrørets innerdiameter og munner ut i kammeret gjennom åpningen 12, de to boringer er forbundet med et konisk boreparti 35. Fig. 3 viser i større målestokk den ringformede hylsen 25 og fremre del av røret 11.

Fig. 2 viser en utførelse som skiller seg fra appa-atet på fig. 1 ved at den inneholder flere identiske doserings-rør lia, 11b etc, anordnet langs omkretsen av kammeret 8 slik at rørene munner ut i bunnen av kammeret gjennom åpningene 12a, 12b etc.

Hvert rør er forsynt med stempel 13 med tilhørende stempelstang 13a, 13b etc. Stempelstengene 13a, 13b er forbundet med mutteren 14 f.eks. som ved det tidligere eksempel ved hjelp av en skrue 15, som drives av motoren 17. Mutteren 14 føres på en stang 16. Det viste apparat er forsynt med to plater 36, 37 forbundet med hverandre ved hjelp av avstandsstenger 38. Platene bærer lagrene 21 og stammen 16. Stempelstengene 13a og 13b glir gjennom ringene 39a, 39b og 40a, 40b. På det viste eksempel går kanalene 41a, 14b ... gjennom bunnen 42 i kammerveggen til kammeret 8 og munner ut i kammeret gjennom åpningene 12a, 12b.

Fig. 7 viser i større målestokk denne del av apparatet. Kanalene 41 omfatter et første konisk parti 43 med ytterdiameter omtrent lik doseringsrørets 11 innerdiameter, fulgt av en andre sylindrisk og koaksial kanal 14 med mye mindre diameter enn rørdiameteren. Fremre del av røret 11 ligger an mot en tett-ningsring 45.

Bakre del av røret 11 presses av et elastisk organ 46 sammensatt av en hul ring 47 som opptar en fjær 48 med anlegg

mot ringen 40. En skive 4 9 er lagt på bakre ende av ringen 4 7 og bak en krave 50 tilhørende ringen 40, for å holde anordningen 46 på ringen 40.

Fig. 4 viser en festemåte for røret 11 mot forstøv-eren 2 ved hjelp av en gjenget hylse 25. Utførelsen skiller seg fra fig. 3 ved diameteren gjennom den første boring 33a som opptar pressmutteren 24a er betraktelig større enn ytterdiameteren for røret 11 og kan oppta en klemhylse 51 i forlengelse av ringen 32a, innført mellom røret og pressmutteren 24a. Eksemplet viser hvorledes man kan feste doseringsrøret 11 med forskjellig diameter i samme hylse ved å bruke overgangshylser med egnet diameter.

Fig. 5 viser en annen utførelse for feste av røret

11 til bunnen av forstøveren 2. På dette eksempel er boringen 52 foretatt i bunnen av forstøvningskammeret og munner ut i kammeret gjennom åpningen 12 med mindre diameter. Fremre ende av røret 11 går inn i boringen 52 og holdes i anlegg mot bunnen av boringen ved hjelp av en presspakning 53, pressmutter 54 og en konisk flensring 55. Mutteren 54 skrus inn i gjengehylsen 56 som passer omkring boringen . En del 61 med åpning 62 som først er konisk og derpå sylindrisk, forbinder rørets innerdiameter med åpningen 12. Denne delen er innsatt i røret 11 bak en skulder 63. Fig. 6 og 8 viser andre utførelser av sammensetning-en mellom doseringsrør og forstøver av en type omtrent som på fig. 7. Fremre del av røret 11 bringes i anlegg mot tetningen 45 ved hjelp av skiven 57 som passer på røret 11 og ligger an mot en utvendig krave 58 på dette ved hjelp av fjærer 59 som sammenpresses med skruer 60 som skrus inn i bunnen av forstøveren. I fig. 8 vises" skiven 57- sett ovenfra, med utsparingen eller innhakket 61 hvis bredde er noe større enn ytterdiameteren for røret 11.

Fig. 3-8 illustrerer flere eksempler på utførelse

av løsbar forbindelse mellom doseringsrøret og forstøveren. Eksemplene begrenser ikke oppfinnelsens ramme.

I alle utførelsene har åpningen 12 som munner inn i forstøveren betraktelig mindre diameter enn røret 11 for å hindre at pulverproduktet i fremre del av røret ikke rives med av luften fra forstøveren. Hvis f.eks. røret 11 har en diameter innvendig på 12 mm kan åpningen 12 ha en diameter på 6 mm.

Et konisk overgangsparti forbinder sylinderdelen

og åpningen 12.

Fig. 9-14 viser utførelser av doseringsrøret. Rør-ene består av en sylindrisk beholder 11 som inneholder en be-s-temt dose pulverformet, produkt 30, f .eks. en dose av vaksine i form av frysetørkede mikroorganismer. Beholderen er tett lukket i begge ender med avtagbare propper og danner en sprøyte-beholder eller -ampulle som er tilpasset apparaturen ifølge oppfinnelsen og utgjør en engangsemballasje som kastes etter bruk. I eksemplet vist på fig. 9, er fremre del av røret lukket med en propp 64 og bakre del med et stempel 13 festet til stempelstangen 31 som derved danner en del av ampullen. En splittring 65 griper inn i en rille i stangen 31 og går i anlegg mot enden av røret 11.

Fig. 10 viser en variant hvor fremre ende av røret

11 har en sylindrisk hals 66 lukket med en avtagbar propp 67. Denne ampulle er beregnet for sammenkopling som angitt på fig. 5.

Fig. 11 viser en annen variant med festemåter som angitt på fig. 7 og som i fremre ende er forsynt med en hul del 61 innsatt i rørampullen og lukket med en avtagbar propp 68. Beholderen er i bakre ende forsynt med et stempel 13 som ligger inne i beholderen som igjen er lukket med en andre propp 69

som holdes på plass av et avrivbart deksel 70.

Varianten som er vist på fig. 12 er i fremre del ut-formet som på fig. 10 og i bakre del som på fig. 11.

Fig. 13 og 14 viser rørampuller som er beregnet for tilkopling som vist på fig. 6 og 7. Ampullene er i begge ender forsynt med en perifer ribbe 58 som danner en flens. Endene er lukket med en propp 69 som igjen holdes på plass av et deksel 70. Beholderen som på fig. 13 leveres med stemplet 13 inne i ampullen mens ampullen på fig. 14 leveres uten stempel.

For vaksiner leveres rørampullene med stempel, med eller uten stempelstang alt etter den utførelse som foretrekkes, idet man da unngår all kontakt mellom vaksinen og deler av den ytre apparaturen.

Claims (9)

1. Aerosolapparat for dispergering av faste partikler, særlig inhalerbare aerosolvaksiner, forsynt med en forstøver (2), omfattende et sylindrisk kammer (8) med to motstående endevegger, der den ene vegg har en gjennomgående kanal (3) for utblåsning av aerosol i et tilstøtende rom eller lokale, hvilket forstøvningskammer (2) har innblåsningsdyser (9) for tangensiell innføring av trykkgass, karakterisert ved ett eller flere sylindriske (52) eller koniske (35) hulrom som står i forbindelse med kammeret (8) gjennom en kanal i den annen av de motstående vegger, og ved ett eller flere utskiftbare doseringsrør (11), inneholdende en bestemt dose pulverpreparat (30) , og hvis ene ende er tett og løsbart innsatt i ett av hulrommene (35, 52), mens doseringsrørets annen ende har eller er tilknyttet et stempel (13) med stempelstang (31) til forskyvning av stemplet for utmatning av preparatet.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at en mutter (14) ved anlegg for den frie ende av stempelstangen (31) er lagret på en roterbar skrue (15), og er styrt ikke-roterbart av en eller flere føringsstenger (16) parallelt med skruen som er tilsluttet eri motor (17) med variabel hastighet, idet rotasjonen av skruen forskyver mutteren og beveger stempelstangen for utmatning av preparatet i doseringsrøret.

3. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at skråflaten i de nevnte hulrom (35) som har konisk form, danner anlegg for den forreste del av doserings-røret ved at hulrommets største diameter er større enn.rørets ytre diameter, og ved at hulrommet går over i et sylindrisk koaksialt parti (34) gjennom forstøverens vegg og inn i kammeret (8), hvilket parti (34) har mindre diameter enn doserings-rørets innerdiameter.

4. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at hulrommet befinner seg i en hylse (25) som er festet i en åpning i kammerets vegg, og at den forreste ende av doseringsrøret er ført inn i hylsen (25) og holdes på plass av en pressmutter (24), idet hylsen er innvendig gjenget pas-sende til utvendige gjenger på pressmuteren (24), hvilken hylse har en avtrapning som danner anlegg for doseringsrørets forreste ende, hvilken avtrapning danner et konisk parti (35) og går over i en boring (34) som munner ut i kammeret (8) med pakning (23) mellom den koniske flate og pressmutteren (24).

5. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det nevnte hulrom omfatter en boring (52) som er parallell med kammeraksen og har en boredybde som opptar en del av veggtykkelsen i kammerets vegg, og har en noe større diameter enn doseringsrørets ytterdiameter, og som er forlenget med en koaksial boring (12) med en mindre diameter gjennom veggen inn i forstøverkammeret (8), og ved at en forreste del av doseringsrøret (11) er beregnet for anlegg mot bunnen av den nevnte boring og holdes presset mot denne.

6. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at det nevnte hulrom har en konisk kanal (43) parallell med kammerets akse og med største åpning nedad, og er boret ned i en del av veggtykkelsen i forstøverveggen, samt en koaksial sylindrisk boring (41a, 41b, 14) som går gjennom kammerets vegg og munner ut i dette gjennom åpninger (12a, 12b), idet den forreste ende av doseringsrøret holdes i tett anlegg mot den utvendige åpning av den koniske kanal, idet den forreste del av doseringsrøret er forsynt med en utadrettet krave (58), idet en skive (57) med en åpning griper om røret og bringes i anlegg mot kraven (58) under trykk fra fjærer (59) som presses sammen av skruer (60) i kammerets vegg.

7. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at den bakre ende av doseringsrørene har anlegg mot hver sin ettergivende del (46) som har sentral åpning for stempelstangen fra ampullen (fig. 2).

8. Apparat som angitt i krav 1, med doseringsrør som kan kastes etter bruk, karakterisert ved at røret er sylindrisk og at dets to åpne ender er hermetisk lukket med avtagbare propper, og at et stempel er innsatt i røret ved den bakre ende.

9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at den forreste ende av røret omfatter en sylindrisk hals som er koaksial med røret, og går over i dette med et kjegleformet parti.