PL180486B1

PL180486B1 - Urzadzenie do dozowania aerozolu PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL180486B1
Application number: PL96322746A
Authority: PL
Inventors: Peter Gerard Hiscocks; David Laurence Gee
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2001-02-28
Also published as: JPH11503362A; HUP9801701A2; EP0820415B1; US6032836A; NZ306449A; EA001229B1; CZ321297A3; GB9507768D0; DE69605028T2; KR19980703845A; BR9604916A; CA2217949A1; EP0820415A1; NO974707D0; WO1996032344A1; CN1186474A; NO974707L; HUP9801701A3; ATE186273T1; AU709006B2

Abstract

1. Urzadzenie do dozowania aerozo- lu, w którego sklad wchodzi zbiornik za- wierajacy roztwór lub zawiesine przezna- czonej do aerozolowania substancji w wy- stepujacym pod wysokim cisnieniem skro- plonym gazie, znajdujacym sie w stanie podkrytycznym oraz recznie uruchamiany zawór dozujacy zaopatrzony w korpus po- siadajacy wlot polaczony ze zbiornikiem, wylot polaczony z dysza rozpylajaca oraz korpus z kanalem, w którym zamocowany jest suwliwie czlon dozujacy, znamienny tym, ze czlon dozujacy zaworu dozujacego (5) jest w postaci walka (10, 34) posia- dajacego co najmniej jedno wyciecie (18, 35), które tworzy komore dozujaca (29, 39) ograniczona powierzchnia wyciecia (18, 35) oraz powierzchnia kanalu korpusu (8,30). F IG . 1A PL PL PL PL PL

Description

Dozowniki aerozolowe są powszechnie stosowane do szerokiego asortymentu wyrobów, na przykład lakieru do włosów, politury do mebli, środków czyszczących, farb, środków owadobójczych i medykamentów.

Jako środek pędny w dozownikach aerozolowych do terapii inhalacyjnej stosowane są zwykle nie skroplone sprężone gazy, jak na przykład azot lub dwutlenek węgla, ponieważ umożliwiają one uzyskanie wielu korzyści, na przykład uzyskanie aerozoli o bardzo małym rozmiarze cząstki, jako, że rozpylona postać ulega momentalnemu odparowaniu. Rozmiar takiej cząstki w rozpylonej strudze pozostaje stały podczas opróżniania opakowania, ponieważ ciśnienie par inhalacyjnych jest utrzymywane na stałym poziomie w wyniku stopniowego odparowania środka pędnego. Ciśnienie wytwarzane poprzez częściowe odparowanie środka pędnego w zaworowej komorze dozowania powoduje skuteczne opróżnienie zawartości zaworu dozowania i dostarczenie dokładnej dawki. Odpowiednio opracowane receptury posiadają dobrą stabilność chemiczną leku i odporność na wzrost mikro-organizmów.

Figury 1A i 1B przedstawiają zawór i dolną część znanego inhalatora w położeniu zamkniętym oraz otwartym. W takich dozownikach zazwyczaj występuje mały aluminiowy zawór 1, który ma korpus zamocowany przez rozsaterowanie na puszce 2 zawierającej lek. Środki pędne są w postaci gazów CFC (chlorofluorocarbons - chlorffluoropocho<nee węglowodorów). Zawór zawiera trzpień 3 umieszczony w kanale, a uruchomienie zaworu odbywa się przez ręczne wciśnięcie nawrotnego trzpienia 3, który wsuwa się na niewielką odległość do wnętrza puszki 2. W związku z tym zachodzi konieczność pokonania siły wywieranej na trzpień 3 przez sprężynę 4, oraz ciśnienie występujące wewnątrz zbiornika. W takich dozownikach zazwyczaj występują ciśnienia około 8 barów, co jest wystarczające dla utrzymania gazów pędnych CFC w ciekłym stanie w temperaturach otoczenia.

Do niedawna chlorofluoropochodne węglowodorów CFC były najczęściej stosowanymi gazami pędnymi w aerozolach, ponieważ są one obojętne, mieszalne z szerokim asortymentem wyrobów, ulegają łatwemu skropleniu przy niskich ciśnieniach, dają zasadniczo stałe natężenie wypływu wyrobu, oraz mogą wytwarzać rozpylone strugi kropelek posiadających przeciętną średnicę w zakresie od 3 do ponad 100 mikrometrów. Jednakże w latach 1970 zasugerowano, że gazy CFC były prawdopodobnie odpowiedzialne za zubożenie warstwy ochronnej wokół kuli ziemskiej, a w roku 1987 większość krajów podpisała protokół w Montrealu o stopniowym zaniechaniu stosowania gazów CFC i uzgodniła powstrzymanie stosowania gazów CFC w poślednich zastosowaniach do końca roku 1995. Jeden z godnych uwagi wyjątków w zakresie tego terminu zaprzestania stosowania dotyczy inhalatorów dozujących dla medykamentów, w których zastosowanie gazów pędnych CFC uznano za niezbędne, lecz nawet tego rodzaju przeznaczenie gazów do aerozolowych urządzeń rozpylających będzie stopniowo eliminowane, w miarę opracowywania możliwych do przyjęcia środków alternatywnych.

Wiele zakładów pracuje obecnie nad utworzeniem alternatywnych, wolnych od CFC gazów pędnych do zastosowania w urządzeniach aerozolowych włącznie z inhalatorami dozującymi, z myślą o wyeliminowaniu właściwości uszkadzających ozon, jakie występują dla konwencjonalnych gazów pędnych zawierających CFC.

Klasa gazów pędnych, które według przewidywań będą miały minimalny wpływ na niszczenie warstwy ozonowej w porównaniu z konwencjonalnymi CFC, zawiera fluoropochodne węglowodorów oraz fluoropochodne węglowodorów zawierające wodór (powszechnie znane jako gazy pędne HFA - hydrogencontaining fluoro-carbons). Wiele medycznych receptur aerozolowych wykorzystujących takie systemy napędowe ujawniono przykładowo w europejskim zgłoszeniu patentowym Nr 0372777 i zgłoszeniach PCT Nr WO91/04011, WO91/11173, WO91/11495 oraz WO91/14422. Wszystkie te zgłoszenia dotyczą przygotowywania ciśnieniowych aerozoli do aplikowania medykamentów, oraz poszukiwań w zakresie rozwiązania problemów związanych ze stosowaniem nowej klasy gazów pędnych, a zwłaszcza problemów stabilności przygotowywanych receptur farmaceutycznych. We wszystkich tych zgłoszeniach zaproponowano dodatek jednego lub kilku środków wspomagających, jak na przykład alkohole, alkany, etyl metylowy, środki powierzchniowoczynne, a nawet konwencjonalne gazy pędne w postaci chlorofluoropochodnych węglowodorów ale w małych ilościach, dla zmniejszenia

180 486 potencjalnego uszkadzania warstwy ozonowej. Środki powierzchniowo czynne są dodawane w celu zwiększenia stabilności zawiesin recepturowych. Jednakże choć środki powierzchniowo czynne mogą być wygodnie używane w inhalatorach dozujących, w których stosuje się gazy pędne CFC, środki powierzchniowo czynne generalnie nie są rozpuszczalne w gazach pędnych HF A, w związku z czym wymagają zastosowania dodatkowych rozpuszczalników.

Podejmowano również próby opracowania urządzeń wytwarzających pożądaną charakterystykę rozpylonej strugi przy zastosowaniu sprężonych gazów takich, jak azot i dwutlenek węgla, występujących w atmosferze w stosunkowo dużych ilościach. Głównym problemem związanym z pojemnikami aerozolowymi, w których środkiem napędowym jest sprężony gaz jest to, że choć charakterystyka rozpylanej strugi jest zadowalająca przy pełnym pojemniku i gdy gaz występuje pod wysokim ciśnieniem, w trakcie opróżniania jednak, w miarę wzrostu przestrzeni ponad powierzchnią cieczy następuje duży spadek ciśnienia. Przejawia się to w pogorszeniu rozpylania w takim stopniu, że dozowanie staje się niezadowalające. Takie dozowniki mogą być stosowane do rozpylania tylko tam, gdzie charakterystyka i rozkład dla rozpylanej strugi nie są istotne, na przykład przy dozowaniu artykułów spożywczych, natomiast okazały się niezadowalające w tych zastosowaniach, gdzie rozpylanie i jego charakterystyka są istotne, jak na przykład w dozowaniu medykamentów. W takim zastosowaniu często wymagane jest dostarczenie leków do górnego płata płuca, lub uzyskanie drogi absorpcji do krwioobiegu dla leków, które źle wchłaniają się z przewodu pokarmowego. Aby dotrzeć do pęcherzyków płucnych istotnym jest, by wielkość aerodynamiczna cząstek była mniejsza od 10 pm i korzystnie wynosiła od 0,5 do 5 pm. Dla niezawodnego wytwarzania strug aerozolowych z dozownika, w których wielkość cząstek ma rozmiar od 0,5 do 5 pm konieczne jest utrzymanie w znacznej mierze stałego ciśnienia gazu pędnego.

Ciśnienia potrzebne do utrzymania takich gazów, jak dwutlenek węgla w skroplonym stanie w temperaturze otoczenia są około dziesięciokrotnie większe niż występują w konwencjonalnym dozowniku, jaki przedstawiono na fig. 1A i IB, i są to ciśnienia znacznie większe od występujących w aktualnie stosowanych dozownikach. Stąd też dla utrzymania tej samej siły napędowej średnica nawrotnego trzpienia wymagałaby zmniejszenia, zaostrzając tym samym wymogi technologiczne.

W opisie patentowym US Nr 5301 664 opisano urządzenie do rozpraszania w powietrzu fizjologicznie czynnego roztworu rozpuszczonego w nadkrytycznym płynnym rozpuszczalniku. Nadkrytyczny roztwór ciekły przechodzi do regionu podkrytycznego w celu odparowania rozpuszczalnika i wytworzenia aerozolowej chmury cząstek rozpuszczonej substancji. Wadą tego urządzenia jest to, że w celu utrzymania warunków nadkrytycznych temperatura i ciśnienie w zbiorniku muszą być utrzymywane powyżej temperatury i ciśnienia krytycznego dla rozpuszczalnika, oraz dla zapewnienia stałego dostarczania dawki roztworu przy każdym zadziałaniu zaworu konieczne jest zmniejszanie objętości zbiornika po każdym dostarczeniu dawki o wielkość odpowiadającą objętości odprowadzonej, dla utrzymania gęstości rozpuszczonej substancji, lub też zwiększenie wielkości dawki.

Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie urządzenia do dozowania aerozolu, które ma bardziej ogólne zastosowanie niż urządzenia znane ze stanu techniki, bądź też w którym uzyskuje się żądany efekt z większą łatwością lub prostotą.

Według wynalazku urządzenie do dozowania aerozolu posiada zbiornik zawierający roztwór lub zawiesinę do aerozolowania substancji w występującym pod wysokim ciśnieniem skroplonym gazie, znajdującym się w stanie podkrytycznym oraz ręcznie uruchamiany zawór dozujący zaopatrzony w korpus posiadający wlot połączony ze zbiornikiem, wylot połączony z dyszą rozpylającą oraz korpus z kanałem. W kanale tym zamocowany jest suwliwie człon dozujący.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że człon dozujący zaworu dozującego jest w postaci wałka posiadającego co najmniej jedno wycięcie które tworzy komorę dozującą ograniczoną powierzchnią wycięcia oraz powierzchnią kanału korpusu.

Wałek jest zamontowany przesuwnie w kanale zaworu dozującego pomiędzy pierwszym położeniem, w którym komora ma połączenie z wlotem zaworu dozującego, a drugim położeniem, w którym komora ma połączenie z wylotem zaworu dozującego. Kanał jest obydwoma końcami

180 486 połączony z atmosferą. Wlot oraz wylot są usytuowane w ściance kanału poprzecznie do osi wałka. Pomiędzy ścianką kanału, a wałkiem umieszczone są uszczelki, które są korzystnie teflonowymi uszczelkami wargowymi, z integralną metalową sprężyną.

W korzystnym wariancie wynalazku uszczelki są usytuowane po obu stronach komory, przy czym w pierwszej pozycji wałka uszczelka wylotowa wewnętrzna oddziela komorę od wylotu, a w drugiej pozycji wałka uszczelka wlotowa wewnętrzna oddziela komorę od wlotu, lub uszczelki są osadzone na wałku po obu stronach wycięcia.

Korzystnie, wycięcie ma kształt co najmniej jednego fazowanego rowka. Korpus zaworu dozującego jest zaopatrzony u wlotu zaworu dozującego w przebijak do dziurawienia przebijalnego członu zamykającego zbiornika wysokociśnieniowego.

W korzystnym wariancie wynalazku wlot zaworu dozującego posiada zawór iglicowy zawierający iglicę dociśniętą do gniazda. Na wałku zaś występuje co najmniej jedna powierzchnia ukośna, a iglica jest zamocowana ruchomo w gnieździe pomiędzy pierwszym położeniem, w którym komora ma połączenie ze zbiornikiem, a drugim położeniem, w którym komora jest oddzielona od zbiornika. Iglica jest współosiowa z członem zaworowym. Korzystnie korpus zaworu posiada dwa wyloty, a wałek posiada dwie ukośne powierzchnie.

W urządzeniu według wynalazku siła potrzebna do uruchomienia zaworu jest zasadniczo niezależna od ciśnienia na wlocie. Dzięki temu użytkownik urządzenia nie ma żadnych trudności z uruchomieniem zaworu, nawet jeśli ciśnienie wewnątrz zbiornika wysokociśnieniowego jest bardzo wysokie. Ciśnienie, jakie może być tolerowane wewnątrz zbiornika wysokociśnieniowego, jest ograniczone jedynie przez wytrzymałość tego zbiornika, oraz parametry robocze urządzenia (na przykład wymaganie utrzymania gazów w stanie podkrytycznym), a nie przez siłę użytkownika. Ponadto produkcja części składowych urządzenia jest prosta technologicznie. Urządzenie według wynalazku cechuje się symetrycznością i łatwością wykonania, ponieważ wałek i wlot występują w takim układzie, że uruchomienie zaworu następuje w drodze przesunięcia wałka pomiędzy pierwszym i drugim położeniem wzdłuż osi wałka, która jest prostopadła do osi kanału wlotowego, wzdłuż której działa ciśnienie na wlocie. W alternatywnym wariancie wynalazku siła potrzebna do uruchomienia zaworu poprzez przesunięcie wałka pomiędzy pierwszym i drugim położeniem nie jest już zasadniczo niezależna od ciśnienia na wlocie, tym niemniej siła wymagana od użytkownika do uruchomienia zaworu nie jest duża.

Umieszczenie uszczelek pomiędzy korpusem i wałkiem zapobiega wydostawaniu się płynnego gazu, przy czym uszczelki są tak umieszczone, że niezależnie od położenia wałka wlot jest przez cały czas oddzielony od wylotu.

Zawór urządzenia według wynalazku jest z łatwością, podłączany i odłączany od zbiornika ciśnieniowego, co ułatwia wymianę, lub uzupełnienie zawartości.

W konsekwencji zastosowania skroplonego gazu pod wysokim ciśnieniem gaz pędny odparowywuje z kropel bardziej gwałtownie niż w konwencjonalnych gazach pędnych, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo, że obciążone lekiem krople będą uderzać w gardło pacjenta, wzrasta więc skuteczność, z jaką lekarstwo zostaje dostarczone do płuc.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 2 przedstawia urządzenie do dozowania aerozolu według wynalazku w widoku; fig. 3 przedstawia zawór dozujący według jednego przykładu wykonania wynalazku w przekroju wzdłużnym; fig. 4 przedstawia uszczelkę zastosowaną w zaworze dozującym według fig. 3 w przekroju; fig. 5A - 5C przedstawia zawór dozujący według fig. 3 w różnych położeniach, podczas pracy zaworu dozującego w przekroju wzdłużnym; fig. 6 - zawór dozujący według drugiego przykładu wykonania wynalazku w przekroju wzdłużnym; fig. 7 - zbiornik wraz z zespołem zaworowym, odpowiednim do zastosowania z zaworem dozującym według fig. 6 w przekroju wzdłużnym.

W skład urządzenia według wynalazku, pokazanego na fig. 2 wchodzi ręczny zbiornik wysokociśnieniowy 4, zawierający zawiesinę siarczanu salbutamolu w ciekłym dwutlenku węgla, do którego podłączony jest zawór dozujący 5 zawierający przycisk uruchamiający 6 oraz dysza rozpylająca 7. Zawór dozujący wytrzymuje wysokie ciśnienie skroplonego gazu

180 486 i jest uruchamiany ręcznie. Stężenie wynosi 32 mg siarczanu salbutamolowego w 8 mg dwutlenku węgla, a zawiesina jest utrzymywana pod ciśnieniem około 60 barów.

Znany zbiornik wysokociśnieniowy 4 tego typu występuje zwykle jako źródło dwutlenku węgla pod dużym ciśnieniem, które jest szeroko stosowane w syfonach wytwarzających wodę sodową. Zbiornik 4 jest wykonywany z metalu, lecz może być również wykonany z dowolnego materiału o odpowiedniej wytrzymałości. Zbiornik 4 jest korzystnie zaopatrzony w przebijany człon zamykający, jak ma to miejsce w zbiornikach stosowanych do wytwarzania wody sodowej, lub alternatywnie jest korzystnie zaopatrzony w układ zaworowy, sterujący wypływem z tego zbiornika. Zbiornik zaopatrzony w układ zaworowy przedstawiono na fig. 7 i opisano szczegółowo dalej.

Zawór dozujący 5, pokazany na fig. 3, składa się z korpusu 8 z gwintem służącym do zamocowania zbiornika wysokociśnieniowego 4 na wlocie 9. Korpus 8 jest zaopatrzony albo w element przebijający (nie pokazano) służący do dziurawienia przebijalnego członu zamykającego w zbiorniku wysokociśnieniowym, lub w mechanizm uruchamiający zawór dozujący 5, służący do otwierimia uldadu w zbiorniku wysokociśnieniowym. W korpusie 8 wykonany jest kanał, w którym jest umieszczony wałek l0, oraz wylot 11 prowadzący do dyszy rozpylającej (nie pokazano). Wewnątrz kanału umieszczono cztery uszczelki 12,13,14,15.

Figura 4 pokazuje przekrój jednego z uszczelnień, w którego skład wchodzi teflonowa uszczelka wargowa 16 zawierająca sprężynę metalową. 17. Teflon jest szczególnie przydatnym materiałem uszczelniającym, ponieważ nie wchłania dwutlenku węgla, nie wymaga smarowania, nie zawiera składników rakotwórczych, jest sklasyfikowany wśród materiałów dopuszczonych do zastosowania z artykułami spożywczymi. Teflon nie jest elastomerowy, w związku z czym dla utrzymania uszczelnienia wymagane jest zastosowanie wewnętrznej sprężyny. Mogą być również zastosowane alternatywne rozwiązania uszczelnień lub materiały, jak na przykład polietylen o bardzo dużym ciężarze cząsteczkowym.

Wałek 10 posiada wycięcie 18 w postaci fazowanego rowka, który współpracując z kanałem tworzy komorę dozującą 29. Wielkość komory dozującej 29 odpowiada 50 mikrolitrowej dawce. Jednakże wielkość komory dozującej 29 może być zmieniona, stosowanie do żądanej charakterystyki podawania.

Wewnątrz kanału umieszczone są dwa pierścienie osadcze 19, 20 z kanałkiem, które utrzymują odstęp pomiędzy parami uszczelek wlotowych 12, 13 i wylotowych 14, 15, a kanałki zapewniaaą połączenie pomiędzy wycięciem 18 i wlotem 9 oraz wylotem 11, zależnie od położenia wałka 10.

Wałek 10 i wlot 9 komory dozującej są usytuowane względem siebie tak, że siły wywierane na wałek 10 przez ciśnienie występujące w zbiorniku są w równowadze, ze względu na to, że powierzchnia wałka 10, na którą oddziaływuje ciśnienie, jest taka sama dla obu kierunków ruchu wałka. Siła potrzebna do przesunięcia wałka jest zasadniczo niezależna od ciśnienia występującego w zbiorniku wysokociśnieniowym 4.

Działanie zaworu dozującego 5 przedstawiono na fig. 5A, 5B, 5C. Fig. 5A pokazuje zawór dozujący (5) w położeniu „napełniania”, w którym ciecz pod wysokim ciśnieniem wypływająca ze zbiornika wypełnia przestrzeń pomiędzy uszczelkami wlotową zewnętrzną 12 i wylotową wewnętrzną 14. W celu odmierzenia porcji cieczy wałek 10 zostaje przesunięty do położenia pokazanego na fig. 5B. W ten sposób odmierzona objętość zawiera się pomiędzy uszczelkami wlotową wewnętrzną 13 i wylotową wewnętrzną 14, przy czym może być ona zmieniona poprzez zmianę wymiarów wycięcia 18.

Odmierzona objętość jest odprowadzana przez wylot 11, po przesunięciu wałka 10 do położenia pokazanego na fig. 5C. Po przejściu wycięcia 18 poza uszczelką wylotową wewnętrzną 14 uzyskiwany jest przepływ do wylotu 11, przez który odmierzona objętość cieczy zostaje wyprowadzona. Wysokie ciśnienie potrzebne do utrzymania odmierzonej objętości płynu w ciekłej postaci jest w ten sposób odprowadzane do atmosfery poprzez wylot 11.W rezultacie czynnik ten ulga momentalnemu odparowaniu, gdy następuje jego rozprężenie poprzez wylot 11. Podczas przepływu gazu pędnego przez wylot 11 unosi on objętość aktywnego składnika, z którym tworzy zawiesinę, a momentalne odparowanie powoduje wytworzenie mgły aerozolowej o ciężarze cząstki 200 mikrogramów siarczanu salbutamolowego, to jest

180 486 wielkości dostosowanej do inhalacji. W położeniu przedstawionym na fig. 5C ciśnienie występujące w zbiorniku występuje pomiędzy uszczelkami wlotową zewnętrzną 12 i wylotową wewnętrzną 13. Uszczelka wylotowa zewnętrzna 15 zapobiega wydostawaniu się cieczy poprzez skrajną część zaworu dozującego 5. Po dostarczeniu odmierzonej objętości cieczy wałek 10 powraca do położenia pokazanego na fig. 5A pod wpływem działania sprężyny (nie pokazano) i następuje ponowne napełnienie zaworu w gotowości do powtórnego zadziałania.

Na figurze 6 przedstawiono alternatywny przykład wykonania zaworu dozującego 5. W skład tego zaworu wchodzi korpus 30 z odpowiednimi elementami do zamontowania zbiornika (nie pokazano) na wlocie 31. Korpus 30 jest również zaopatrzony w dwa wyloty 32, 33, służące do połączenia z dyszą rozpylającą (nie pokazano), oraz kanał, w którym jest umieszczony wałek 34. We wlocie 31 umieszczono zawór iglicowy 36. Na wałku 34 wykonano dwa wycięcia 35 o zmniejszonej średnicy, rozdzielone przez dwie symetryczne części stożkowe, które tworzą powierzchnie ukośne 37, 38. Wycięcia 35 tworzą wewnątrz kanału jedną komorę 39. Pomiędzy ścianką kanału i wałkiem 34 są umieszczone uszczelki pierwsza 40 i druga 41, zapobiegające wydostawaniu się cieczy z komory 39 poprzez skrajne części zaworu dozującego 5.

Gdy wałek 31 przesuwa się wewnątrz kanału, druga uszczelka 41 przesuwa się ponad wylotem 33, uszczelniając komorę 39, a zawór iglicowy 36 zostaje uniesiony ponad gniazdo w wyniku oddziaływania pierwszej ukośnej powierzchni 37 wałka 34 umożliwiając wypełnienie komory 39 płynnym roztworem lub zawiesiną ze zbiornika poprzez wlot 31 (położenie pierwsze). W miarę zbliżania się wałka 34 do położenia drugiego - skrajnego (na przykład lewego na fig. 6 ) druga ukośna powierzchnia 38 umożliwia zamknięcie zaworu iglicowego 36, a pierwsza uszczelka 40 jest przesuwana nad wylotem 32 i przesuwa odmierzoną objętość płynu zawartą w komorze 39, w wyniku czego następuje przepływ płynu znajdującego się w komorze 39 do wylotu 32. W drugim położeniu więc iglica zaworu iglicowego 36 jest umieszczona w gnieździe, zapobiegając połączeniu pomiędzy zbiornikiem wysokociśnieniowym 4 i komorą 39. Odsuwanie iglicy od gniazda z pokonaniem siły dociskania jest wymuszane przez ukośną powierzchnię oddziaływującą na iglicę pod wpływem przesunięcia wałka pomiędzy pierwszym i drugim położeniem. Dzięki symetryczności układu kolejne zadziałanie zaworu uzyskuje się poprzez przesunięcie wałka 34 w kierunku przeciwnym do pokazanego strzałką na fig. 6. Odmierzanie i dozowanie jest obecnie identyczne jak w przypadku opisanym powyżej lecz z tą różnicą, że zmieniają się role wylotów 32, 33, ukośnych powierzchni 37, 38, oraz uszczelek 40,41.

Zawór dozujący 5 zilustrowany na fig. 6 korzystnie montuje się na zbiorniku z wbudowanym zespołem zaworowym 52, który umożliwia bezpieczne zdjęcie zbiornika z zaworu dozującego, nie dopuszczając do wypływu zawartości zbiornika.

Przykład takiego zbiornika wysokociśnieniowego 50 jest pokazany na fig. 7. Zbiornik wysokociśnieniowy 50 ma wylot 51, oraz zespół zaworowy 52, który w zamkniętym położeniu zapobiega wypływowi zawartości zbiornika wysokociśnieniowego 50 z wylotu 51, a w otwartym położeniu umożliwia wypływ z wylotu 51. W zespole zaworowym 52 występuje człon zaworowy 53, który w zamkniętym położeniu zamyka gniazdo zaworowe 54, zapobiegając przepływowi poprzez zawór, a w otwartym położeniu jest uniesiony ponad gniazdo zaworowe 54 w kierunku zbliżenia do zbiornika 50, umożliwiając przepływ poprzez człon zaworowy 53 i gniazdo zaworowe 54 do wylotu 51. Człon zaworowy 53 jest przemieszczany do zamkniętego położenia za pomocą sprężyny 55 i/lub ciśnienia występującego w zbiorniku wysokociśnieniowym 50, w wyniku czego jeśli nie oddziaływuje na niego zewnętrzna siła, człon zaworowy 53 będzie pozostawał w zamkniętym położeniu. W rezultacie połączenia z zaworem dozującym 5 według fig. 6 wylot 51 zbiornika wysokociśnieniowego 50 zostaje zamontowany na wlocie 31 zaworu dozującego 5, przez co człon zaworowy 53 leży w bezpośredniej bliskości zaworu iglicowego 36. Po uruchomieniu zaworu dozującego 5 zawór iglicowy 36 unoszony jest ponad gniazdo i wywiera nacisk zaworowy 53, który z kolei jest również unoszony ponad gniazdo zaworowe 54, co umożliwia wypełnienie komory dozującej 39 zawartością zbiornika wysokociśnieniowego 50. W końcowej fazie suwu roboczego zaworu dozującego 5 zespół zaworowy 52 zbiornika wysoko8

180 486 ciśnieniowego 50 zamyka się, gdy zawór iglicowy 36 i człon zaworowy 53 powracają do swych gniazd. Zbiornik wysokociśnieniowy 50 może być zdjęty z zaworu dozującego 5 w dowolnym momencie, na przykład w celu wymiany zbiornika, a ciecz nie wydostanie się na zewnątrz. Alternatywnie, człon zaworowy 53 i zawór iglicowy 36 są korzystnie zastąpione przez pojedynczy sworzeń, który tworzy część układu zaworowego 52 i wystaje poza wylot 51 zbiornika wysokociśnieniowego 50, w wyniku czego po uruchomieniu zaworu dozującego 5 jest on odpychany od gniazda poprzez bezpośrednie zetknięcie z ukośnymi powierzchniami 37, 38 wałka 34 zaworu dozującego 5.

W urządzeniu według wynalazku stosuje się takie gazy, które skraplają się w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem powyżej 2 500 000 Pa. Częściej będą one skraplać się pod ciśnieniem przekraczającym 5 500 000 Pa, choć ciśnienie to może również dochodzić do 15 000 000 Pa.

Przy wzroście temperatury cieczy maleje jej gęstość, natomiast wraz ze wzrostem ciśnienia gazu jego gęstość wzrasta. W punkcie krytycznym gęstość obu faz jest taka sama, w związku z czym obie te fazy są nierozróżnialne. Przez „stan podkrytyczny” rozumie się to, że występujący pod wysokim ciśnieniem skroplony gaz nie staje się „nadkrytycznym”, to znaczy nie występuje w zakresie parametrów powyżej zarówno temperatury krytycznej, jak i ciśnienia, (jak określono na podstawie wykresu fazowego tego gazu) we wszystkich użytecznych warunkach roboczych dla tego urządzenia. Przykładowo, ciśnienie skroplonego gazu nie będzie tak duże, że gaz ten wejdzie w stan nadkrytyczny w temperaturze poniżej na przykład 30°C.

Choć temperatura krytyczna i ciśnienie są podawane dla określonych gazów, jak na przykład:

Gaz	Ciśnienie krytyczne [x10⁵Pa]	Temperatura przemiany [°C]
Dwutlenek węgla	74	31
Podtlenek azotu	72	36
Sześciofluorek siarki	37	45
Etan	48	32
Trójfluorometan	47	26

Wartości te ulegajj ą zmianie w wyniku występowania innych składników w recepturze zawierającej skroplony gaz.

Do gazów uznanych za szczególnie przydatne do stosowania wynalazku należy zaliczyć dwutlenek węgla, podtlenek azotu, oraz sześciofluorek siarki. Korzystnymi gazami są tu dwutlenek węgla i podtlenek azotu, w tym zwłaszcza dwutlenek węgla. Może być również zastosowana mieszanina tych gazów. Wymienione gazy nie zmniejszają zawartości ozonu w atmosferze, pracują jako dobry rozpuszczalnik lub medium zawiesinowe, dają dobrą charakterystykę gazu pędnego przy wytwarzaniu chmury kropel lub cząstek, i zmniejszają potrzebę stosowania rozczynników, a zwłaszcza pomocniczych rozpuszczalników.

Dwutlenek węgla w płynnej postaci zachowuje się jako szczególnie dobry rozpuszczalnik, co pozwala na rozpuszczenie w nim środków powierzchniowo czynnych dla stabilizacji zawiesin, bez potrzeby stosowania dodatkowych rozpuszczalników wspomagających. Ponadto przy rozprężaniu w atmosferze podlega on zasadniczo momentalnemu odparowaniu, tworząc wzrost mgły aerozolowej z czynnego składnika o bardzo małych rozmiarach cząstek.

Pośród przydatnych substancji do aplikowania za pomocą urządzenia według wynalazku należy wymienić farmaceutyki, zwłaszcza farmaceutyki przeznaczone do inhalacji jak na przykład salbutamol, dwupronat beckometazonowy, salmetrol i propionat fluticazonowy, oraz farmaceutycznie akceptowalne sole tych związków. Pośród innych farmaceutyków przeznaczonych do inhalacji należy wymienić cromoglycat, nedocromil, ipratropium, terbutalinę, formoterol, budesonid, oraz reproterol i farmaceutycznie akceptowalne sole tych związków.

180 486

W zależności od właściwości czynnego składnika oraz jego rozpuszczalności, bądź też innych czynników, dla poprawienia charakterystyki formy użytkowej w skroplonym gazie pędnym mogą być zastosowane rozczynniki.

W celu poprawy właściwości tworzenia zawiesiny może być pożądane rozpuszczenie lub zdyspergowanie środka powierzchniowo czynnego w skroplonym gazie. Podobnie, w skroplonym gazie może być zastosowany dodatkowy rozpuszczalnik, w celu poprawienia właściwości roztworu, lub tworzenia zawiesiny. To, czy zawiesina lub roztwór substancji nadają się do oraz ich stężenia, a także zastosowanie stężeń rozczynników, jak na przykład dodatkowe rozpuszczalniki, środki powierzchniowo czynne lub rozcieńczalniki, zależeć będzie od rozpuszczalności i innych właściwości substancji przeznaczonej do zdyspergowania w czynniku napędowym.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do dozowania aerozolu, w którego skład wchodzi zbiornik zawierający roztwór lub zawiesinę przeznaczonej do aerozolowania substancji w występującym pod wysokim ciśnieniem skroplonym gazie, znajdującym się w stanie podkrytycznym oraz ręcznie uruchamiany zawór dozujący zaopatrzony w korpus posiadający wlot połączony ze zbiornikiem, wylot połączony z dyszą rozpylającą oraz korpus z kanałem, w którym zamocowany jest suwliwie człon dozujący, znamienny tym, że człon dozujący zaworu dozującego (5) jest w postaci wałka (10,34) posiadającego co najmniej jedno wycięcie (18,35), które tworzy komorę dozującą (29,39) ograniczoną powierzchnią wycięcia (18,35) oraz powierzchnią kanału korpusu (8,30).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wałek (10, 34) jest zamontowany przesuwnie w kanale zaworu dozującego (5) pomiędzy pierwszym położeniem, w którym komora (29,39) ma połączenie z wlotem (9,31) zaworu dozującego (5), a drugim położeniem, w którym komora (29,39) ma połączenie z wylotem (11,32,33) zaworu dozującego (5).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że kanał jest obydwoma końcami połączony z atmosferą.
4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wlot (9,31) oraz wylot (11,32,33) są usytuowane w ściance kanału poprzecznie do osi walka (10,34).
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że pomiędzy ścianką, kanału, a wałkiem (10,34) umieszczone są uszczelki (12,13,14,15,40,41).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że uszczelki (12,13,14,15,40,41) są teflonowymi uszczelkami wargowymi (16), z integralną metalową sprężyną (17).
7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że uszczelki (12,13,14,15,40,41) sąusytuowane po obu stronach komory (29), przy czym w pierwszej pozycji wałka (10) uszczelka wylotowa wewnętrzna (14) oddziela komorę od wylotu (11), a w drugiej pozycji wałka (10) uszczelka wlotowa wewnętrzna (13) oddziela komorę (29) od wlotu (9).
8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że uszczelki (40, 41) są osadzone na wałku (34) po obu stronach wycięcia (35).
9. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wycięcie (18, 35) ma kształt co najmniej jednego fazowanego rowka.
10. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że korpus (8,30) zaworu dozującego (5) jest zaopatrzony u wlotu (9,31) w przebijak skierowany w stronę przebijalnego członu zamykającego zbiornika wysokociśnieniowego (4,50).
11. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wlot (9, 31) zaworu dozującego (5) posiada zawór iglicowy (36) zawierający iglicę dociśniętą do gniazda, przy czym na wałku (34) występuje co najmniej jedna powierzchnia ukośna (37,38), a iglica jest zamocowana ruchomo w gnieździe pomiędzy pierwszym położeniem, w którym komora (39) ma połączenie ze zbiornikiem (4, 50), a drugim położeniem, w którym komora (39) jest oddzielona od zbiornika (4, 50).
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że iglica jest współosiowa z członem zaworowym (53).
13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że korpus (30) zaworu dozującego (5) posiada dwa wyloty (32,33), a wałek (34) posiada dwie ukośne powierzchnie (37,38).

Wynalazek dotyczy urządzenia do dozowania aerozolu. W szczególności, wynalazek dotyczy urządzenia dozującego dawki medykamentu w postaci aerozolu, na przykład inhalatora do dozowania dawki środków inhalacyjnych.