PT1556171E

PT1556171E - Dispositivos geradores de aerossol e métodos para gerar aerossóis possuindo dimensões de partícula controladas

Info

Publication number: PT1556171E
Application number: PT03752007T
Authority: PT
Inventors: Douglas D Mcrae; Kenneth A Cox; Walter A Nichols
Original assignee: Philip Morris Usa Inc
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2011-01-28
Also published as: ES2357566T3; JP2005537919A; AU2003270321A1; EP1556171A1; CN100482352C; DE60335401D1; US20040079368A1; EP1556171A4; ATE491521T1; AU2003270321B2; WO2004022243A1; US20050205084A1; CN1703279A; CA2497871A1; US7743766B2; JP4387948B2; EP1556171B1; CA2497871C; US6923179B2

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVOS GERADORES DE AEROSSOL E MÉTODOS PARA GERAR AEROSSÓIS POSSUINDO DIMENSÕES DE PARTÍCULA CONTROLADAS"

ANTECEDENTES

Os aerossóis são úteis numa ampla variedade de aplicações. Por exemplo, os aerossóis tem sido utilizados para tratar doenças respiratórias ou para administrar medicamentos, proporcionando pulverizações de partículas finamente divididas de líquidos e/ou sólidos, tais como pós, medicamentos líquidos e semelhantes, que são inalados por doentes. Os aerossóis são também úteis, por exemplo, para aplicar odores desejados a quartos, aplicação de odores à pele e aplicação de tintas e lubrificantes.

Existem várias técnicas conhecidas para gerar aerossóis. Por exemplo, as Patentes U.S. N° 4811731 e 4627432 divulgam dispositivos para administrar medicamentos a doentes que incluem uma cápsula que é perfurada para a libertação do medicamento em forma de pó. 0 utilizador inala o medicamento libertado através de uma abertura no dispositivo. Os medicamentos em forma líquida têm sido administrados gerando aerossóis com uma bomba operada manualmente. A bomba puxa líquido de um reservatório e força-o através de uma pequena abertura para formar uma pulverização fina.

Alternativamente, os medicamentos têm sido administrados gerando um aerossol incluindo líquido ou partículas de pó 1 utilizando um propulsor comprimido, que arrasta consigo o medicamento. Tais inaladores são usualmente operados pressionando um actuador para libertar uma carga do propulsor comprimido que contém o medicamento, através de um bico de pulverização, permitindo que o medicamento encapsulado no propulsor seja inalado pelo utilizador. Contudo, é dificil sincronizar adequadamente a inalação do medicamento com o pressionamento do actuador. Além disso, quantidades desejadas do medicamento ou outros materiais não são adequadamente administrados por este método.

Alternativamente, medicamentos têm sido administrados utilizando um gerador de aerossol capilar. 0 documento US 2002/0079309 divulga um gerador de aerossol capilar incluindo duas zonas de aquecimento de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. O fluido é vaporizado à medida que passa através da segunda zona de aquecimento e forma um aerossol à medida que sai da saída do gerador.

Muitos dispositivos geradores de aerossol são também incapazes de gerar aerossóis possuindo um diâmetro médio de massa de aerossol (MMAD) inferior a 2 a 4 mícrones, e de administrar elevados caudais mássicos de aerossol, tais como acima de 1 miligrama por segundo, com partículas na gama de 0,2 a 2,0 mícrones. Um alto caudal mássico de aerossol e uma pequena dimensão de partícula são particularmente desejados para uma melhor penetração nos pulmões durante a administração do medicamento, tal como para o tratamento da asma.

As partículas maiores geradas pelos inaladores podem ser depositadas na boca e na faringe do doente, em vez de serem inaladas para os pulmões. Além disso, as partículas inaladas 2 maiores podem não penetrar nos pulmões tão profundamente como desejado para certas aplicações.

Por isso, existe uma necessidade de um dispositivo gerador de aerossol que pode proporcionar diferentes distribuições de dimensão de aerossol nos aerossóis, de forma a que o dispositivo possa ser adaptado às diferentes necessidades de um doente. Além disso, existe uma necessidade de um dispositivo gerador de aerossol que proporciona um controlo ajustável da distribuição de dimensão de aerossol dos aerossóis que produz.

SUMÁRIO É proporcionado um dispositivo gerador de aerossol que pode produzir aerossóis possuindo diferentes distribuições de dimensão de aerossol. 0 dispositivo gerador de aerossol proporciona um controlo ajustável da distribuição de dimensão de aerossol, de forma a que possa ser utilizado para proporcionar aerossóis que são muito adequados para alcançar as necessidades de um utilizador. 0 dispositivo gerador de aerossol de acordo com a invenção compreende, uma passagem de fluxo, um aquecedor, e uma boquilha de confinamento do aerossol. 0 liquido é fornecido à passagem de fluxo a partir da fonte e aquecido na passagem de fluxo pelo aquecedor, volatilizando assim o liquido. A boquilha de confinamento do aerossol é disposta próximo da extremidade da saida da passagem de fluxo. 0 material volatilizado que sai da passagem de fluxo entra na boquilha de confinamento do aerossol que é configurada para controlar a distribuição de dimensão do aerossol administrado pelo dispositivo gerador de aerossol. Pelo 3 menos um do comprimento L e do diâmetro máximo W da boquilha de confinamento do aerossol podem ser variados para controlar o MMAD das partículas de aerossol administradas pelo dispositivo durante a utilização.

De acordo com a invenção é também proporcionado um método para gerar um aerossol compreendendo o fornecimento de um líquido a um fluxo de passagem; aquecimento do líquido no fluxo de passagem para volatilizar o líquido; e mistura do líquido volatilizado com ar para produzir um aerossol; e passagem do líquido volatilizado direccionado para fora da passagem de fluxo e para uma boquilha de confinamento do aerossol, configurada para controlar uma distribuição de dimensão do aerossol de um aerossol produzido a partir do líquido volatilizado. 0 MMAD das partículas do aerossol produzido é controlado por controlo do comprimento L e o diâmetro máximo W da boquilha de confinamento do aerossol.

DESENHOS A Figura 1 ilustra uma forma de realização de um dispositivo gerador de aerossol. A Figura 2 ilustra uma forma de realização de uma disposição que inclui uma boquilha de confinamento do aerossol localizada na extremidade de saída da passagem de fluxo. A Figura 3 mostra a relação entre o diâmetro médio de massa aerodinâmico (MMAD) de propilenoglicol (PG) e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol. 4 A Figura 4 mostra a relação entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol. A Figura 5 mostra a relação entre o MMAD das partículas de aerossol de PG e o caudal de ar (quantidade de inalação) para duas diferentes passagens capilares calibradas. A Figura 6 ilustra a relação entre o diâmetro de partículas do aerossol e o caudal de PG na passagem de fluxo para aerossóis produzidos utilizando diferentes passagens capilares calibradas. A Figura 7 mostra as distribuições de dimensão de partícula de aerossol de PG e álcool oleílico (OA) num aerossol produzido a partir de uma solução de OA em PG. A Figura 8 mostra o MMAD das partículas de aerossol de PG e OA em aerossóis produzidos a partir de soluções possuindo diferentes concentrações de OA em PG. A Figura 9 mostra a distribuição de dimensão de partícula de aerossol de budenosida e PG num aerossol produzido a partir de uma solução de budenosida em PG. A Figura 10 mostra a distribuição de dimensão de partícula de aerossol de PEG 400 e PG num aerossol produzido a partir de uma solução de PEG 400 em PG. A Figura 11 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) 5 para um bucal possuindo um diâmetro interno de 32 mm (1,25 polegadas). A Figura 12 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para um bucal possuindo um diâmetro interno de 22 mm (7/8 polegadas). A Figura 13 mostra aproximadamente as correntes de ar geradas com bucais possuindo um diâmetro interno de 32 mm (1,25 polegadas)(A) e 22 mm (7/8 polegadas)(B). A Figura 14 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol para bucais possuindo um diâmetro interno de 32 mm (1,25 polegadas)(A) e 22 mm (7/8 polegadas). A Figura 15 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o caudal de ar (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o caudal de ar (Curva B) para um bucal possuindo um diâmetro interno de 19 mm (3/4 polegada). A Figura 16 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para uma boquilha de confinamento do aerossol possuindo um diâmetro interno de 10 mm (3/8 polegada) para um caudal de PG de 10 mg/s. 6 A Figura 17 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para uma boquilha de confinamento do aerossol possuindo um diâmetro interno de 10 mm (3/8 polegada) para um caudal de PG de 5 mg/s. A Figura 18 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para uma boquilha de confinamento do aerossol possuindo um diâmetro interno de 6 mm (1/4 polegada) e a um caudal de PG de 10 mg/s. A Figura 19 mostra as distribuições de dimensões de partícula de aerossol de PG (Curva C) e de partículas de aerossol de albuterol (Curva D) produzidas com uma solução de albuterol 1% p/p em PG com uma boquilha de confinamento do aerossol e para partículas de aerossol de PG (Curva A) e partículas de aerossol de albuterol (Curva B) produzidas sem a boquilha de confinamento do aerossol. A Figura 20 mostra as distribuições de dimensão de partícula de aerossol totais de PG produzidas com uma solução de 0,5% p/p de albuterol em PG sem uma boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e produzidas com uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um comprimento de 25 mm (1 polegada) (Curva B) , 32 mm (1,25 polegadas) (Curva C) e 38 mm (1,5 polegada) (Curva D). 7 A Figura 21 mostra as distribuições de dimensão de partícula de aerossol de albuterol produzidas com uma solução de 0,5% p/p de albuterol em PG sem uma boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e produzidas com uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um comprimento de 1 polegada (Curva B), 32 mm (1,25 polegadas) (Curva C) e 38 mm (1,5 polegada) (Curva D). A Figura 22 mostra as relações entre a dimensão de partícula de triacetina e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a recuperação de triacetina e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para uma boquilha de confinamento do aerossol possuindo um diâmetro interno de 13 mm (0,5 polegada). A Figura 23 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de OA e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para uma solução de 5% p/p de OA em PG e utilizando uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada). A Figura 24 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e entre a percentagem de recuperação de PG e o comprimento da boquilha de confinamento do aerossol (Curva B) para uma solução de 5% p/p de OA em PG com uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada). A figura 25 mostra a distribuição de partícula de aerossol de OA produzidas sem uma boquilha de confinamento do aerossol (Curva A) e produzidas com uma boquilha de confinamento do aerossol possuindo um comprimento de 19 mm (0,75 polegadas) (Curva B), 25 mm (1 polegada) (Curva C), 32 mm (1,25 polegadas) (Curva D) e 38 mm (1,5 polegadas) (Curva E). A Figura 26 mostra a relação entre o MMAD de partículas de aerossol de OA e o caudal de ar para uma solução de 5% p/p de OA em PG. A Figura 27 mostra as relações entre o MMAD de partículas de aerossol de PG e o caudal de ar para uma solução de 5% p/p de OA em PG.

DESCRIÇÃO DETALHADA É proporcionado um dispositivo gerador de aerossol que pode ser operado para produzir aerossóis possuindo uma distribuição de dimensão de partícula controlada. O dispositivo gerador de aerossol inclui uma boquilha de confinamento de aerossol, que controla a distribuição de dimensão de partícula de aerossóis. Numa forma de realização preferida, o dispositivo gerador de aerossol inclui uma boquilha de confinamento de aerossol substituível que permite que um utilizador ou fabricante mude a boquilha de confinamento de aerossol para proporcionar uma diferente distribuição de dimensão de partícula. A Figura 1 apresenta uma forma de realização preferida de um dispositivo 120 gerador de aerossol de mão. O dispositivo 120 gerador de aerossol compreende um invólucro 121 de uma 9 formulação de aerossol líquida, um controlador 124, uma fonte 126 de energia, um sensor 127 opcional, tal como um sensor de pressão, uma passagem 128 de fluxo aquecida, uma válvula 130 e um bucal 132. A válvula 130 é operável para administrar um volume de fluido, tal como uma dose pré-determinada, a partir da fonte 122 da passagem 128 de fluxo. O controlador 124 está funcionalmente ligado à fonte 126 de energia, ao sensor 127 e à válvula 130 para efectuar a administração do líquido a partir da fonte 122 para a passagem 128 de fluxo e para operar um aquecedor disposto para aquecer o líquido na passagem 128 de fluxo. Por exemplo, numa forma de realização preferida, a passagem de fluxo compreende uma passagem de fluxo de dimensão capilar. Por exemplo, a passagem de fluxo de dimensão capilar pode ser um tubo ou, alternativamente, uma passagem num corpo, tal como um corpo monolítico ou em multicamadas de um material isolador eléctrico.

Numa forma de realização preferida a passagem 128 de fluxo aquecida compreende um material condutor eléctrico, tal como um tubo metálico (e. g., aço inox) ou um tubo não condutor ou semicondutor incorporando um aquecedor feito de um material condutor eléctrico, tal como platina ou semelhante. A passagem de fluxo é, de um modo preferido, uma passagem de dimensão capilar de secção uniforme ao longo o seu comprimento. Em tais formas de realização, a passagem de fluxo pode ter qualquer diâmetro adequado, de um modo preferido, entre cerca de 0,1 a 10 mm, de um modo mais preferido, entre cerca de 0,1 a 1 mm e, de um modo muito preferido, cerca de 0,15 a 0,5 mm. Contudo, noutras formas de realização, a passagem capilar pode ter outras configurações de secção não uniformes, que são definidas por uma dimensão transversal máxima ou largura, ou através de uma área 10 da secção transversal. Por exemplo, numa forma de realização preferida, a passagem capilar pode ter uma área da secção transversal de cerca de 8 x 10~5 mm2 a cerca de 80 mm2, de um modo preferido, de cerca de 2 x 10“3 mm2 a cerca de 8 x 10_1 mm2 e, de um modo mais preferido, de cerca de 8 x 1CT3 mm2 a cerca de 2 x 1CT1 mm2. A passagem 128 de fluxo pode ser configurada para se prolongar numa direcção linear ou não linear. Como mostrado nas Figuras 1 e 2, uma porção da passagem 128 de fluxo é disposta dentro de um corpo 129. Numa forma de realização preferida a passagem 128 de fluxo compreende uma secção de uma tubagem suportada coaxialmente dentro do corpo 129. O corpo 129 tem uma dimensão transversal interior ou largura superior à da tubagem que forma a passagem de fluxo. Numa forma de realização preferida, uma parede 134 traseira do corpo 129 forma uma vedação na superfície exterior do tubo que define a passagem 128 de fluxo para formar um espaço 135 morto de ar entre o tubo que define a passagem 128 de fluxo e o corpo 129. O corpo 129 é, de um modo preferido impermeável ao ar. O corpo 129 pode ter várias formas, tais como cilíndrica, oval, poligonal ou cónica. O corpo pode ser de qualquer material adequado como metal, cerâmico, polímero, vidro ou uma mistura ou seu compósitos. Numa forma de realização preferida, o corpo é feito de um material isolador térmico para minimizar a perda de calor do ar no espaço 135 e, assim, minimizar a perda de calor do tubo que define a passagem 128 de fluxo. Ao minimizar a perda de calor da passagem de fluxo, é possível reduzir o tempo necessário para aquecer a passagem de fluxo até uma temperatura desejada para vaporizar o líquido na passagem de fluxo e/ou para aquecer a passagem de fluxo até uma temperatura mais uniforme. 11

Numa forma de realização preferida, a passagem de fluxo pode ser aquecida fazendo passar uma corrente eléctrica através de um aquecedor compreendendo um material de aquecimento resistivo, tal como uma secção de tubagem metálica formando a passagem de fluxo ou um aquecedor separado pode ser localizado ao longo da passagem de fluxo. Por exemplo, corrente directa pode ser feita passar através do material de aquecimento resistivo através das linhas 126a, 126b eléctricas ligadas aos eléctrodos positivo e negativo da pilha 126.

Como mostrado na Figura 2, uma boquilha 140 de confinamento de aerossol é proporcionada à volta do corpo 129 e da passagem 128 de fluxo. Como descrito em detalhe abaixo, a boquilha 140 de confinamento de aerossol controla a dimensão de partícula de aerossol dos aerossóis administrados pelo dispositivo 120 gerador de aerossol.

No dispositivo 120 gerador de aerossol mostrado na Figura 1, quando o controlador 124 activa o fornecimento de energia para fazer passar corrente eléctrica através do aquecedor formado pelo material de aquecimento resistivo, o líquido na passagem 128 de fluxo é aquecido até uma temperatura suficiente para ser vaporizado. Numa forma de realização preferida, o dispositivo 120 gerador de aerossol inclui um fornecimento de energia, que fornece corrente eléctrica ao aquecedor formado por uma porção de tubo metálico, tal como um tubo de aço inox, entre contactos eléctricos (não mostrados) no tubo a que as linhas 126a e 126 b estão ligadas. Contudo, em formas de realização em que o dispositivo gerador de aerossol é uma unidade maior, laboratorial ou industrial, a energia pode ser fornecida através de uma fonte de energia externa. Dado que a fonte de energia fornece corrente eléctrica, a corrente eléctrica aquece 12 resistivamente o material aquecedor, provocando assim a volatilização do liquido dentro do fluxo 128 de passagem. Numa forma de realização preferida, o controlador 124 é programado para activar a fonte de energia de modo intermitente de modo a aquecer a passagem 128 de fluxo durante um período de tempo pré-determinado durante o qual um volume pré-determinado de fluido é fornecido à passagem 128 de fluxo a partir da fonte 122.

Noutras formas de realização preferidas, podem ser utilizadas outras disposições para volatilizar o líquido dentro da passagem 128 de fluxo. Por exemplo, uma forma de realização preferida compreende um corpo laminado incluindo camadas opostas ligadas em conjunto e uma passagem de fluxo disposta entre as camadas, como descrito no pedido de patente U.S. Série N° 09/742320 da mesma requerente, apresentado em 20 de Dezembro de 2000, cuja descrição é aqui incorporada como referência na sua globalidade.

Noutra forma de realização preferida, pode ser utilizada uma disposição de aquecimento indutiva, tal como a disposição descrita no pedido de patente U.S. Série N° 09/742323 da mesma requerente, apresentado em 22 de Dezembro de 2000, cuja descrição é aqui incorporada como referência na sua globalidade. Numa forma de realização preferida, uma corrente é feita passar através de uma ou mais serpentinas de aquecimento indutivo para produzir um fluxo electromagnético num elemento de aquecimento electricamente condutor, que está localizado de forma a que o fluxo produza correntes de Foucault dentro do elemento de aquecimento que, por seu turno, aquece o elemento de aquecimento. Este calor é então transferido para o líquido 13 dentro da passagem 128 de fluxo quer por condução térmica directa quer indirecta.

Noutra forma de realização preferida, o conjunto de aquecimento inclui um aquecedor de resistência, tal como uma camada de platina fina, localizada ao longo da passagem de fluxo, tal como descrito nas patentes U.S. N° 5743251 e 6234167 da mesma requerente, cada uma das quais é aqui incorporada como referência na sua globalidade.

Numa forma de realização preferida, o bucal 132 tem uma capacidade volumétrica de cerca de 5 cm3 a cerca de 10 cm3. O bucal 132 inclui uma abertura 132a de bucal através do qual o aerossol gerado pelo dispositivo 120 gerador de aerossol sai para um doente que está inalar o aerossol. De modo a fornecer ar para misturar com o liquido volatilizado que sai da passagem 128 de fluxo, o dispositivo 120 gerador de aerossol pode incluir uma ou mais passagens 136 de ar para permitir a passagem de ar exterior para o dispositivo 120 gerador de aerossol. O ar externo passa para o espaço 132b interior definido pelo bucal 132. O ar externo dentro do bucal 132 mistura-se com o liquido volatilizado que sai pela passagem 128 de fluxo aquecida dentro do bucal 132. A abertura 132a do bucal é separada da extremidade de saida da passagem 128 de fluxo aquecida de forma a que o ar que passa no espaço 132b se misture com o liquido volatilizado ante de sair através da abertura 132a do bucal. Outros gases (e. g., gases inertes, azoto ou semelhantes) adequados para diluição do medicamento dentro do dispositivo gerador de aerossol podem ser misturados com o fluido volatilizado que sai da passagem 128 de fluxo aquecida. 14

Durante o funcionamento do dispositivo 120 gerador de aerossol, a válvula 130 pode ser aberta para permitir um volume desejado de material liquido a partir da fonte 122 para entrar na passagem 128 de fluxo. A válvula 130 pode ser aberta antes, ou subsequentemente à detecção pelo sensor 127 de pressão de vácuo aplicada ao bucal 132 por um utilizador que tenta inalar o aerossol a partir do dispositivo 120 de geração de aerossol. O liquido que passa através da passagem 128 de fluxo é aquecido até uma temperatura suficiente para volatilizar o liquido. O liquido da fonte 122 pode ser alimentado à passagem 128 de fluxo com uma pressão substancialmente constante e/ou um volume pré-determinado. O liquido volatilizado sai da passagem 128 de fluxo através de uma extremidade de saída da passagem 128 de fluxo e forma um aerossol que pode ser inalado por um utilizador puxando pelo bucal 132. A boquilha 140 de confinamento de aerossol é proporcionada no dispositivo 120 de geração de aerossol para controlar a distribuição de dimensão de partícula de aerossol que são geradas pelo dispositivo 120 gerador de aerossol. Como mostrado na Figura 2, a boquilha 140 de confinamento de aerossol é disposta numa extremidade de saída da passagem 128 de fluxo e no corpo 129 envolvendo a passagem de fluxo. A boquilha 140 de confinamento de aerossol tem um comprimento L, uma dimensão da secção maior W e um espaço 142 interior possuindo um volume interior. Numa forma de realização preferida, o comprimento L da boquilha 140 de confinamento de aerossol é de cerca de 6 mm (1/4 polegada) a cerca de 4 polegadas; a dimensão W é de cerca de 6 mm (1/4 polegada) a cerca de 51 mm (2 polegadas), a razão da dimensão W em relação ao comprimento L é de cerca de 1:1 a cerca de 0,25:4; e o volume interior da boquilha 140 de confinamento de aerossol é de cerca de 820 mm3 (0,05 pol) a cerca 15 de 820000 mm3 (50 pol). Noutra forma de realização preferida, o comprimento L da boquilha 140 de confinamento de aerossol é de cerca de 3 mm (1/8 polegada) a cerca de 51 mm (2 polegadas) e a dimensão W é de cerca de 3 mm (1/8 polegada) a cerca de 13 mm (1/2 polegada). A forma da boquilha 140 de confinamento de aerossol não está limitada. A boquilha 140 de confinamento de aerossol pode ter qualquer forma adequada, tal como cilíndrica, oval, poligonal ou cónica. Numa forma de realização preferida, a boquilha 140 de confinamento de aerossol é tubular e dimensionada para se ajustar ao corpo 129. A boquilha 140 de confinamento de aerossol pode ser feita de qualquer material adequado, tal como metal, cerâmico, polímero, vidro ou uma sua mistura. Numa forma de realização preferida, a boquilha de confinamento de aerossol é impermeável ao ar. O comprimento L e a dimensão W da boquilha 140 de confinamento de aerossol podem variar para controlar a distribuição de dimensão de partícula de aerossol administradas pelo dispositivo 120 gerador de aerossol. Como descrito abaixo, foi determinado que para um dado caudal de líquido na passagem 128 de fluxo, aumentando o comprimento L da boquilha 140 de confinamento de aerossol possuindo uma dada dimensão W pode aumentar-se o diâmetro médio de massa aerodinâmico (MMAD) das partículas de aerossol administradas pelo dispositivo gerador de aerossol. Deste modo, ao controlar a dimensão W e o comprimento L da boquilha 140 de confinamento de aerossol, uma distribuição de dimensão de aerossol ou um diâmetro médio de massa aerodinâmico das partículas de aerossol seleccionados pode ser administrado a um utilizador com o dispositivo 120 gerador de aerossol. 16

Para uma penetração mais profunda nos pulmões, uma forma de realização preferida da boquilha 140 de confinamento de aerossol pode ser configurada para proporcionar partículas de aerossol possuindo um diâmetro médio de massa aerodinâmico numa gama entre cerca de 0,2 mícrones a cerca de 0,5 mícrones. Se for desejada uma deposição central nos pulmões, a boquilha 140 de confinamento de aerossol pode ser configurada para proporcionar partículas de aerossol possuindo um diâmetro médio de massa aerodinâmico na gama de cerca de 1 micron a cerca de 2 mícrones. Além disso, se a deposição no tracto respiratório superior dos medicamentos, tal como os broncodilatadres, for desejada, uma maior dimensão de partícula pode ser administrada através de uma configuração adequada da boquilha 140 de confinamento de aerossol.

Numa forma de realização preferida, a boquilha 140 de confinamento de aerossol está ligada de forma removível ao corpo 129 através de qualquer ligação adequada (e. g., uma ligação de rosca, uma ligação de encaixe ou um ajuste por fricção) de forma a que a boquilha de confinamento de aerossol possa ser intermutável com uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo uma configuração diferente de modo a administrar aerossóis possuindo uma distribuição de dimensão diferente utilizando a mesma massagem 128 capilar e o aquecedor. Em consequência, o dispositivo 120 gerador de aerossóis pode ser adaptável para diferentes deposições de aerossóis pretendidas para os utilizadores. A tal interpermutabilidade da boquilha de confinamento de aerossol é também útil em dispositivos geradores de aerossol laboratoriais utilizados para um estudo de formação de aerossol ou em dispositivos comerciais em que pode ser desejada uma certa dimensão de partícula de aerossol. 17

Numa forma de realização preferida, o corpo 129 pode ter aproximadamente o mesmo diâmetro interno que a boquilha 140 de confinamento de aerossol. Noutra forma de realização preferida o corpo 129 pode ter um diferente (e. g., maior) diâmetro interno do da boquilha 140 de confinamento de aerossol.

Para ilustrar ainda mais, se um utilizador possuindo um dispositivo 120 gerador de aerossol configurado para a administração nos pulmões de um aerossol desejar utilizar 0 dispositivo 120 gerador de aerossol para administração no tracto respiratório superior, que utiliza uma maior dimensão de partícula de aerossol, a boquilha 140 de confinamento de aerossol configurada para penetração nos pulmões pode ser substituída por uma configurada para administração do aerossol no tracto respiratório superior.

Como mostrado na Figura 1, a boquilha 140 de confinamento de aerossol pode prolongar-se para um espaço 132b do bucal 132. Dependendo do comprimento L da boquilha 140 de confinamento de aerossol, a localização da saída da boquilha de confinamento de aerossol no espaço 132b pode ser selectivamente variada.

Como apresentado na Figura 2, o material 143 volatilizado que sai da passagem 128 de fluxo entra no espaço 142 interior da boquilha 140 de confinamento de aerossol. O ar no espaço 142 interior mistura-se com o material volatilizado, o que forma um aerossol, como um aerossol de condensação, quando o vapor é arrefecido pelo ar. O aerossol sai da extremidade de saída da boquilha 140 de confinamento de aerossol e é inalado por um utilizador que aspira no bucal 132. 18

Como ainda mais descrito abaixo, foi determinado que para uma dada dimensão W da boquilha 140 de confinamento de aerossol, aumentando o comprimento L da boquilha 140 de confinamento de aerossol aumenta-se a dimensão de partícula de aerossol produzidas com o dispositivo gerador de aerossol. Foi ainda determinado que diminuindo a dimensão W da boquilha de confinamento de aerossol, o comprimento L da boquilha de confinamento de aerossol para produzir uma dimensão de aerossol seleccionada é diminuído. Consequentemente, o comprimento L e a dimensão W podem ser selectivamente variados para produzir aerossóis possuindo dimensões de partícula seleccionadas. A fonte 122 pode conter uma formulação de aerossol líquida adequada, tal como uma solução ou suspensão de um veículo e um ou mais outros componentes, dependendo da aplicação pretendida para o aerossol. Por exemplo, o veículo pode ser água e/ou propilenoglicol (PG). Numa forma de realização preferida, a formulação de aerossol líquida inclui um veículo líquido e um medicamento líquido e/ou sob a forma de partículas. O medicamento pode ser qualquer medicamento adequado que pode ser administrado através de um aerossol. Por exemplo, medicamentos adequados incluem, mas não estão limitados a, analgésicos, preparações anginais, antialérgicos, antibióticos, anti-histamínicos, antitússicos, broncodilatadores, diuréticos, anticolinérgicos, hormonas e agentes anti-inflamatórios, tais como os descritos na Patente U.S. N° 6153173, que é aqui incorporado como referência na sua globalidade. A formulação aerossol líquida pode ser seleccionada para proporcionar uma dose desejada do medicamento por inalação do aerossol.

Contudo, a formulação de aerossol líquido não tem que incluir um medicamento. Por exemplo, a formulação de aerossol 19 líquido pode incluir substâncias, tais como tintas, aromas ou combustíveis para aplicações em pesquisa, comerciais ou industriais.

Exemplos:

Os exemplos sequintes demonstram as características da invenção. Os exemplos não pretendem e não devem ser interpretados como limitantes da invenção.

Exemplo 1:

Foram realizados testes para demonstrar o efeito de uma boquilha de confinamento de aerossol na dimensão de partícula de aerossol e na percentagem de recuperação de uma formulação de aerossol líquida. A disposição testada incluiu um corpo cilíndrico de plástico envolvendo uma passagem de fluxo aquecida por um aquecedor de calibre 28/44 mm CTP. 0 corpo tinha um diâmetro interno de 10 mm (3/8 polegada) e um diâmetro externo de 13 mm (1/2 polegada). Três boquilhas de confinamento de aerossol cilíndricas possuindo cada um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada), mas tendo diferentes comprimentos de 19 mm (0,75 polegada), 25 mm (1 polegada) e 38 mm (1,5 polegadas) foram separadamente ajustadas ao corpo. Foi produzido um aerossol utilizando PG para as diferentes disposições. O corpo foi construído para evitar que o ar flua para a extremidade a montante do espaço entre o corpo e a passagem de fluxo. Para fins comparativos, num teste não foi utilizada uma boquilha de confinamento de aerossol. Os aerossóis produzidos durante os quatro testes foram recolhidos num impactor em cascata (modelo 20 MOUDI da MSP Corporation, Minneapolis, Minnesota) . Como mostrado na Figura 3, as boquilhas de confinamento de aerossol aumentam o MMAD do PG de cerca de 0,75 micrones (para o exemplo comparativo não tendo boquilha de confinamento de aerossol) até cerca de 2,75 micrones o comprimento de boquilha de confinamento de aerossol de 38 mm (1,5 polegadas). O aerossol foi analisado para determinar a percentagem de recuperação de PG. Como mostrado na Figura 4, a recuperação de PG diminuía com o aumento do comprimento da boquilha de confinamento de aerossol. Este resultado é atribuído à deposição acrescida de PG na superfície interior da boquilha de confinamento de aerossol. Os resultados do teste mostram que pode ser conseguida um aumento de aproximadamente três vezes do MMAD para uma recuperação de cerca de 65% quando se utiliza uma boquilha de confinamento de aerossol.

Exemplo 2:

Foram realizados testes para determinar o efeito do caudal de inalação de um utilizador no MMAD das partículas de aerossol geradas a partir de propilenoglicol (PG) fornecido com um caudal de 5 mg/s com um dispositivo gerador de aerossol. Foram utilizadas duas passagens de tomada de ar cilíndricas fornecendo ar ao bucal tendo, respectivamente, diferentes diâmetros internos de 22 mm (7/8 polegada) e 6 mm (1/4 polegada). Espera-se que diferentes utilizadores de um dispositivo gerador de aerossol, tal como o dispositivo 120 gerador de aerossol inalem no bucal com diferentes caudais. Os resultados do teste são mostrados na Figura 5, em que a Curva A representa os resultados para a passagem de inalação de ar possuindo um diâmetro interno de 22 mm (7/8 polegada) e a Curva B os 21 resultados para a passagem de inalação de ar possuindo um diâmetro interno de 6 mm (1/4 polegada). Os resultados nas Curvas A e B demonstram que o caudal de inalação (caudal de ar) de um utilizador pode afectar significativamente o MMAD das partículas de aerossol para caudais baixos (i. e., inferiores a cerca de 15 Lpm), mas que o MMAD é relativamente independente do caudal de ar ao longo de uma gama de valores de cerca de 15 Lpm a cerca de 120 Lpm. Comparando as Curvas A e B, pode ser visto que o MMAD do PG era superior para um dado caudal de ar para a passagem de inalação de ar tendo um diâmetro interior maior. Espera-se que gama de caudais de fluxo de ar de cerca de 15 Lpm a cerca de 120 Lpm seja mais ampla do que a empregue pelos utilizadores. Acredita-se que o aumento no MMAD do PG para caudais de ar mais baixos seja devido à diminuição da velocidade de arrefecimento do vapor emitido a partir da passagem de fluxo sob estas condições. Este fenómeno pode ser empregue para produzir maiores distribuições de partículas de aerossol adequadas para uma deposição pretendida no tracto respiratório superior.

Exemplo 3:

Foram realizados testes para demonstrar o efeito do caudal de aerossol líquido na passagem capilar e na dimensão da passagem capilar na dimensão de partícula de aerossol produzidas. Como mostrado na Figura 6, foram utilizadas três diferentes passagens capilares possuindo diâmetros internos de 0,27 mm, 0,22 mm e 0,15 mm, respectivamente, para produzir aerossóis a partir de PG com caudais de PG de cerca de 0,75 mg/s a cerca de 5,25 mg/s nos capilares. O MMAD das partículas de aerossol foi aumentado aumentando o diâmetro interno da passagem 22 capilar. 0 efeito do caudal de aerossol liquido é pequeno para os caudais mais elevados. Consequentemente, estes resultados do teste demonstram que a dimensão dos capilares é um parâmetro de controlo mais importante no que respeita à dimensão de partícula de aerossol do que o caudal de líquido na passagem capilar.

Exemplo 4:

Foi produzido um aerossol utilizando um dispositivo gerador de aerossol a partir de uma solução de PG/5% de álcool oleílico (OA) . A distribuição de dimensão de partícula de aerossol foi determinada utilizando um impactor em cascata. Como mostrado na Figura 7, o aerossol resultante incluía partículas de PG e OA, que tinham respectivamente distribuições da dimensão de partícula diferentes umas das outras.

Exemplo 5:

Foram produzidos aerossóis utilizando um dispositivo gerador de aerossol a partir de soluções PG/OA possuindo diferentes concentrações de OA. A Figura 8 ilustra a relação entre o MMAD de PG aerossolizado e de OA aerossolidado nos diferentes aerossóis. A distribuição de dimensão de partícula de aerossol de PG e de OA foi determinada utilizando um impactor em cascata. 0 efeito da concentração de OA no MMAD de PG e de OA foi mais significativo para concentrações de OA menores do que para concentrações maiores. Estes resultados mostram que a dimensão de partícula de aerossol pode ser afectada pela concentração de soluto do líquido utilizado para produzir o aerossol. Além disso, os resultados do teste mostram que podem 23 ser conseguidas partículas de aerossol possuindo um MMAD de 0,4-1,2 mícrones.

Exemplo 6:

Foi realizado um teste para gerar um aerossol a partir de uma solução de outro veículo de baixa volatilidade e soluto. Uma solução a 1% de budesonida em PG foi vaporizada num dispositivo gerador de aerossol e misturada com ar ambiente. As distribuições de dimensão medidas das partículas de aerossol de budesonida e de PG são mostradas na Figura 9.

Exemplo 7:

Foi realizado um teste para gerar um aerossol a partir de uma solução de PG e outro soluto. Uma solução a 1% de PEG 400 (um polietilenoglicol possuindo um peso molecular de 400 g/mole) em PG foi vaporizada num dispositivo gerador de aerossol e misturado com ar ambiente. As distribuições de dimensão medidas das partículas de aerossol de PEG 400 e de PG são mostradas na Figura 10.

Exemplo 8:

Foram realizados testes para estudar a variação do MMAD de partículas de aerossol de PG versus o comprimento da boquilha de confinamento de aerossol, que variava de 13 mm (0,5 polegada) a 38 mm (1,5 polegadas). O diâmetro da boquilha de confinamento de aerossol foi de 0,5 polegada para cada um dos diferentes 24 comprimentos da boquilha. Foi utilizado um aquecedor de calibre 28/44 mm de comprimento com perfil de temperatura controlada (CTP) com um caudal de PG de 5 mg/s. Capilares possuindo uma construção de perfil de temperatura controlada são descritos no pedido de patente U.S. N° 09/957026 da mesma requerente, apresentado em 21 de Setembro de 2001 que é aqui incorporado como referência na sua globalidade. O aerossol gerado foi recolhido com um bucal possuindo um diâmetro interno de 32 mm (1,25 polegadas). O bucal foi disposto a jusante, em comunicação de fluxo com a boquilha de confinamento de aerossol. A boquilha de confinamento de aerossol e o bucal foram dispostos concentricamente de forma a existir um espaço anelar entre a superfície externa da boquilha de confinamento de aerossol e a superfície interna do bucal. Foi puxado ar para o espaço anelar e misturado com o aerossol que sai da boquilha de confinamento de aerossol. Foram ralizados testes em triplicado para cada comprimento da boquilha de confinamento. A percentagem de recuperação de PG foi medida em condições aproximadas de estado estacionário utilizando um impactor em cascata MOUDI. A Fig. 11 mostra o MMAD das partículas de aerossol de PG (Curva A) e a percentagem de recuperação de PG (Curva B) versus o comprimento da boquilha de confinamento de aerossol. Como mostrado, existe um aumento de cerca de duas, quatro e seis vezes da dimensão de partícula (a partir de um valor de referência de 0,7 pm sem uma boquilha) para comprimentos de boquilha de 25 mm (1 polegada), 32 mm (1,25 polegadas) e 38 mm (1,5 polegadas), respectivamente. A percentagem de recuperações de PG são de cerca de 73%, 66% e 19% para os comprimentos da boquilha de 25 mm (1 polegada), 32 mm (1,25 polegadas) e 38 mm (1,5 polegadas), respectivamente. 25

Exemplo 9: 0 efeito do diâmetro interno do bucal na dimensão de partícula de aerossol foi medida utilizando um bucal com o diâmetro interno de 22 mm (7/8 polegada) disposto coaxialmente com boquilhas de confinamento de aerossol tendo um comprimento de 13 mm (0,5 polegada), 19 mm (0,75 polegada) e 25 mm (1 polegada). O caudal de PG era de 5 mg/s. Na Fig. 12, a Curva A mostra o mmad de partículas de aerossol de PG e a Curva B mostra a percentagem de recuperação de PG. Um crescimento de quatro vezes da dimensão de partícula foi observado para um comprimento de boquilha de 25 mm (1 polegada) com uma recuperação de cerca de 62%. Comparando a FIG. 11 (Exemplo 8), observou-se um crescimento semelhante de quatro vezes com uma recuperação de cerca de 66% para um comprimento da boquilha de confinamento de aerossol maior de 32 mm (1,25 polegadas).

Uma explicação possível para a diferença nos resultados mostrados nas FIGS. 11 e 12 é apresentada na FIG. 13. Na FIG. 13, A e B representam aproximadamente as correntes de ar para o bucal 150 possuindo um diâmetro interno de 32 mm (1,25 polegada) e possuindo o bucal 152 um diâmetro interno de 22 mm (7/8 polegadas), respectivamente, disposta coaxialmente com uma passagem de fluxo/boquilha 160 de confinamento de aerossol. A corrente de ar B representando o bucal de diâmetro interno mais pequeno é baseada numa maior velocidade do ar entre a boquilha de confinamento de aerossol e o bucal 152, que aumenta o comprimento da região do núcleo entre as correntes de ar A e B em que ocorre mistura com um caudal inferior. A corrente de ar A que representa o bucal maior indica que se espera que a mistura e a diluição sejam significativamente mais 26 rápidas devido a uma região do núcleo menor, resultando numa menor dimensão de partícula. Isto é mostrado na FIG. 14, que combina a Curva A da FIG. 11 e a Curva A da FIG. 12. Como mostrado na FIG. 14, para um dado comprimento da boquilha, o MMAD das partículas de aerossol de PG é inferior para o bucal possuindo um diâmetro interno de 32 mm (1,25 polegadas) do que para o bucal possuindo um diâmetro interno de 22 mm (7/8 polegadas) .

Exemplo 10:

Um bucal possuindo um diâmetro interno de 19 mm (3/4 polegadas) e uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada) e um comprimento de 19 mm (3/4 polegada), foram utilizados. Os resultados são mostrados na FIG. 15. Como mostrado na Curva A, não há diferença significativa no MMAD das partículas de aerossol de PG em relação à gama de caudais de 15 Lpm a 90 Lpm. Os valores da percentagem de recuperação de PG mostrados na Curva B são baseados na quantidade no impactor e sob condições aproximadas de estado estacionário.

Exemplo 11:

Um gerador de aerossol foi testado utilizando uma boquilha de confinamento de aerossol com um diâmetro interno de 10 mm (3/8 polegada) com um caudal de PG superior de 10 mg/s. A FIG. 16 mostra o gráfico do MMAD de partículas de aerossol de PG (Curva A) e da percentagem de recuperação de PG (Curva B, método de captura em filtro), versus o comprimento da boquilha de 27 confinamento de aerossol. Foram realizados dois testes em replicado para cada ponto de dados. A FIG. 16 mostra que pode ser conseguido um crescimento de cerca de duas e três vezes do MMAD do PG com boquilhas de confinamento de aerossol com comprimento de 6 mm (1/4 polegada) e 13 mm (1/2 polegada), respectivamente. A percentagem de recuperação de PG foi relativamente constante em cerca de 85% para um comprimento de boquilha de 13 mm (1/2 polegada). A FIG. 17 mostra resultados para a mesma configuração de teste, mas com um caudal de PG inferior de 5 mg/s. Como mostrado na Curva A, o crescimento das partículas de aerossol de PG é inferior para as boquilhas de confinamento de aerossol de 6 mm (1/4 polegada) e 13 mm (1/2 polegada) a 10 mg/s (ver FIG. 16) . Contudo, o MMAD das partículas de aerossol de PG nivelam-se a cerca de 2,7 pm para os comprimentos maiores de boquilha de confinamento de aerossol de 19 mm (0,75 polegadas) e 25 mm (1 polegada).

Exemplo 12: O Exemplo 12 demonstra a utilização de uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um diâmetro interno menor de 6 mm (1/4 polegada) em comparação com um diâmetro interno de uma boquilha de confinamento de aerossol de 10 mm (3/8 polegada) utilizado no Exemplo 11. As boquilhas com diâmetro interno de 6 mm (1/4 polegada), encaixam-se na extremidade do corpo do gerador de aerossol e têm mais ou menos o mesmo diâmetro interno e diâmetro externo que o corpo. O caudal mássico de PG foi de 10 mg/s e o caudal do ar recolhido foi de 30 Lpm. 28 A FIG. 18 mostra o MMAD das partículas de aerossol de PG (Curva A) e a percentagem de recuperação de PG (Curva B) por massa de aerossol no impactor de cascata MOUDI. Um MMAD de partículas de aerossol de PG de cerca de 2,5 pm pode ser conseguido com um comprimento de boquilha de confinamento de aerossol de 16 mm (5/8 polegada) com uma recuperação de PG de cerca de 70% no impactor. Isto é mais do que um crescimento de três vezes da dimensão de partícula de aerossol. Experiências em triplicado foram realizadas para cada comprimento da boquilha de confinamento.

Exemplo 13: 0 efeito na dimensão de partícula de aerossol de uma boquilha de confinamento de aerossol para um medicamento (albuterol) dissolvido em PG foi testado com uma solução de 1% p/p de albuterol em PG. A FIG. 19 mostra as distribuições de dimensão de partícula de aerossol para as partículas de PG e albuterol geradas utilizando uma boquilha de confinamento de aerossol possuindo um comprimento de 13 mm (1/2 polegada) e um diâmetro interno de 6 mm (1/4 polegada) (Curvas C e D, respectivamente) e sem uma boquilha de confinamento de aerossol (Curvas A e B, respectivamente) para um caudal da formulação de 10 mg/s. Sem a boquilha de confinamento, o MMAD das partículas de aerossol de PG era de 0,69 pm e o MMAD das partículas de aerossol de albuterol era de 0,37 pm. Ambos os componentes se ajustam a uma distribuição lognormal unimodal. Com a boquilha de confinamento o MMAD das partículas de aerossol aumentou para 0,83 pm e mantinha-se a sua lognormalidade (Curva C). Ao contrário, a distribuição de dimensão de partícula de aerossol de albuterol tornava-se bimodal com um valor de MMAD de 0,66 pm 29 (Curva D). Os valores da percentagem de recuperação de 72%, 60%, 62% e 48% mostrados na FIG. 19 são baseados na massa recolhida no impactor em cascata. Estes resultados do teste com um sistema liquido de dois componentes mostram que a boquilha de confinamento de aerossol pode aumentar o crescimento das partículas de aerossol de ambos os componentes.

Exemplo 14: O efeito na dimensão de partícula de aerossol para um medicamento dissolvido em PG foi testado com uma solução de menor concentração de 0,5% p/p de albuterol em PG e a um caudal de 5 mg/s. A FIG. 20 mostra que a distribuição de partícula de aerossol de PG (total) sem uma boquilha de confinamento de aerossol (Curva A) e com boquilhas de confinamento possuindo um comprimento de 25 mm (1 polegada) (Curva B), 32 mm (1,25 polegadas) (Curva C) e 28 mm (1,5 polegadas) (Curva D).

Com referência à FIG. 20, o MMAD das partículas de aerossol de PG aumenta de 0,55 pm sem uma boquilha de confinamento para 1,55 pm com uma boquilha com um comprimento de 38 mm (1,5 polegadas). Isto representa um crescimento de cerca de três vezes da dimensão de partícula de aerossol de PG. A Tabela 1 abaixo mostra que a recuperação de PG no impactor (gravimétrica) é de 79% para a boquilha de confinamento com um comprimento de 38 mm (1,5 polegadas). A FIG. 21 mostra as distribuições de dimensão de partícula de aerossol de albuterol para a solução de 0,5% p/p de albuterol em PG. O MMAD das partículas de aerossol de albuterol aumenta de 0,42 pm sem a boquilha para 1,48 pm com uma boquilha com um 30 comprimento de 38 mm (1,5 polegadas). Isto representa um crescimento de 3,5 vezes da dimensão de partícula de albuterol. A recuperação no impactor do albuterol foi de 79% sem uma boquilha de confinamento e de cerca de 50% com a boquilha com um comprimento de 38 mm (1,5 polegadas).

Tabela 1 TOAL (PG) Comprimento MMAD Recuperação da boquilha ALBUTEROL MMAD Recuperação Nenhuma 0,55 pm 101% 0,42 pm 79% 25 mm (1,00 polegada) 0,78 pm 74% 0,50 pm 50% 32 mm (1,25 polegadas) 0,89 pm 88% 0,76 pm 57% 38 mm (1,50 polegadas) 1.55 pm 79% 1,48 pm 50%

Exemplo 15:

Nos Exemplos descritos atrás, boquilhas de confinamento de aerossol foram avaliadas para controlo da dimensão de partícula de aerossol com o PG como veículo. No Exemplo 15, foi avaliada a capacidade das boquilhas de confinamento possuindo um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada) para aumentar o crescimento das partículas de aerossol com um líquido veículo diferente, triacetina (triacetato de glicerilo). Foi utilizado um aquecedor CTP de calibre 28/44 mm de comprimento com um caudal de triacetina de 5 mg/s. Experiências em duplicado foram realizadas para cada comprimento da boquilha de confinamento. O método 31 gravimétrico foi utilizado para medir a massa de triacetina em cada estágio do impactor. As boquilhas de confinamento tinham um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada) e vários comprimentos.

Como mostrado na FIG. 22, sem uma boquilha de confinamento de aerossol, o MMAD das partículas de aerossol de triacetina é de cerca de 1 pm (Curva A) . Com uma boquilha de confinamento de aerossol com um comprimento de 19 mm (3/4 polegada), a dimensão de partícula de aerossol quase duplicou sem alteração significativa na recuperação no impactor. Com uma boquilha de confinamento de aerossol com um comprimento de 32 mm (1,25 polegadas), houve um crescimento de três vezes do MMAD das partículas de aerossol de triacetina com uma recuperação superior a 95% (Curva B) . Para a boquilha de confinamento de aerossol com o maior comprimento testado de 38 mm (1,5 polegadas), houve um crescimento de quatro vezes na dimensão de partícula de aerossol, mas a recuperação caiu para cerca de 60%. As tendências globais do crescimento das partículas e da recuperação de triacetina são semelhantes às observadas para o PG.

Exemplo 16:

Foi utilizada uma solução de 5% p/p de OA em PG como outro sistema de dois componentes. Foi utilizado um aquecedor CTP de calibre 28/44 mm de comprimento para um caudal de formulação de 5 mg/s. A FIG. 23 mostra o MMAD de uma partícula de aerossol de OA (Curva A) e a percentagem de recuperação de OA (Curva B) no impactor de OA versus o comprimento da boquilha de confinamento de aerossol. As boquilhas de confinamento tinham um diâmetro interno de 13 mm (1/2 polegada) e comprimentos de 19 mm 32 (3/4 polegada), 25 mm (1 polegada), 32 mm (1,25 polegadas) e 38 mm (1,5 polegadas). Sem uma boquilha, o MMAD médio das partículas de aerossol de OA era de 0,39 pm com uma recuperação no impactor de 78%. O MMAD das partículas de aerossol de OA duplicou aproximadamente com uma boquilha de confinamento de aerossol de 32 mm (1,25 polegadas) ao mesmo tempo que se mantinha uma boa recuperação de 83% no impactor. Para o maior comprimento de boquilha de 38 mm (1,5 polegadas) o MMAD das partículas de aerossol de OA aumentaram de um factor de cerca de 3,5 em comparação com a não utilização de boquilha de confinamento. A recuperação média no impactor para o maior comprimento de boquilha de confinamento foi de 73%, em comparação com 78% sem boquilha de confinamento. A FIG. 24 mostra o MMAD das partículas de aerossol de PG (Curva A) e as recuperações de PG (Curva B) versus o comprimento de as boquilhas de confinamento de aerossol. Para o maior comprimento da boquilha de confinamento de 38 mm (1,5 polegadas) o factor de crescimento das partículas de aerossol de PG foi de cerca de 2,7. A FIG. 25 mostra a distribuição de dimensão de partícula de aerossol de OA para diferentes comprimentos de boquilha. O MMAD médio de partículas de aerossol de OA aumenta de 0,39 pm sem uma boquilha de confinamento para 1,38 pm com um comprimento da boquilha de confinamento de 38 mm (1,5 polegadas) que representa um factor de crescimento de cerca de 3,5. A distribuição de dimensão para as partículas de aerossol de OA sem boquilha de confinamento é bimodal com uma significativa fracção ultrafina ou de filtro. À medida que o comprimento da boquilha de confinamento é aumentado, a distribuição de dimensão move-se para a unimodalidade e uma fraccção ultrafina significativamente 33 reduzida. Além disso, para o maior comprimento da boquilha de 38 mm (1,5 polegadas), as distribuições da dimensão de partícula de aerossol de OA e PG têm uma sobreposição significativa.

Para o caso do OA, as recuperações totais (impactor + cotovelo + boquilha) variaram entre 85% e 93% para os diferentes comprimentos da boquilha. A perda na boquilha máxima foi de cerca de 9% para o maior comprimento de boquilha de 38 mm (1,5"). As perdas no cotovelo variaram de 3% a 7%.

Exemplo 17: 0 Exemplo 17 utilizou uma solução de 5% p/p em PG para testar o efeito do caudal de ar na passagem de fluxo e na boquilha de confinamento. 0 comprimento da boquilha de confinamento foi de 32 mm (1,25 polegadas) e o caudal de ar que passa na boquilha variou de 15 Lpm a 120 Lpm. Foi investigado o efeito do caudal de inalação no MMAD das partículas de aerossol de OA, que foi utilizado como fármaco modelo. O caudal da formulação de 5% OA/PG foi ajustado a 5 mg/s. Foi utilizado um bucal com um diâmetro interno de 22 mm (7/8 polegada). O MMAD das partículas de aerossol de OA foi de cerca de 1 pm, que é significativamente superior à dimensão de 0,74 pm obtida utilizando um cotovelo corrente (1,25 polegadas de diâmetro interno) no Exemplo 16. Foi utilizado um aquecedor CTP de calibre 28/44 mm de comprimento. Foram realizadas experiências em triplicado para cada condição do caudal de ar. A FIG. 26 mostra que com o caudal MOUDI corrente de 30 Lpm, o MMAD das partículas de aerossol de OA é de cerca de 1,07 pm. Aumentando o caudal de ar para 90 e 120 Lpm, o MMAD das 34 partículas de aerossol de OA diminui em cerca de 26% e 39%, respectivamente. A FIG. 27 mostra o MMAD das partículas de aerossol de PG. Ao longo da gama esperada dos caudais de inalação do gerador de aerossol, 30 a 90 L/min, a dimensão de partícula é relativamente consistente.

Os resultados do teste demonstram que o comprimento da boquilha de confinamento de aerossol pode ser seleccionado para controlar a dimensão de partícula de aerossol para permitir a administração de aerossóis para diferentes aplicações. Por exemplo, os aerossóis podem ser produzidos para administrar medicamentos por inalação para administração pulmonar (utilizando dimensões de partícula pequenas) para administração no tracto respiratório superior (utilizando dimensões de partícula maiores). Os aerossóis possuindo uma dimensão da dimensão seleccionada podem ser administrados ao longo de uma larga gama de caudais de inalação. Além disso, os dispositivos geradores de aerossol incluindo uma boquilha de confinamento de aerossol podem ser utilizados para produzir aerossóis possuindo distribuições de dimensão de partícula de aerossol controladas para outras aplicações, incluindo a produção de aerossóis para formar revestimentos, tais como pinturas, sistemas de libertação de aromas e materiais de deposição em aplicações microelectrónicas.

Lisboa, 20 de Janeiro de 2011 35

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo (120) gerador de aerossol compreendendo: uma passagem (128) de fluxo; e um aquecedor disposto ao longo da passagem (128) de fluxo e operável para vaporizar liquido que passa através da passagem (128) de fluxo; compreendendo o dispositivo ainda uma boquilha (140) de confinamento de aerossol localizada numa extremidade de saída da passagem (128) de fluxo, caracterizada por, pelo menos, um do comprimento L e do diâmetro máximo W da boquilha (140) de confinamento de aerossol poder variar para controlar o diâmetro médio de massa aerodinâmico das partículas de aerossol administradas pelo dispositivo (120) durante a utilização. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 1, em que a passagem ( 128) de fluxo se prolonga numa direcção linear ou não linear e é uma passagem de dimensão capilar. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 1 ou 2, que é um inalador de mão incluindo um bucal (132), a passagem de fluxo (128) é uma passagem com dimensão capilar e a saída da passagem (128) de fluxo dirige líquido volatilizado para a boquilha (140) de 1 confinamento de aerossol, de forma a que um aerossol seja administrado a um interior (132b) do bucal (132).
4. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior compreendendo ainda um bucal (132) que inclui uma abertura (132a) de bucal através da qual o aerossol é administrado a um doente.
5. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 4, em que a extremidade da saida da passagem (128) de fluxo é separada da abertura do bucal (132a) por uma distância pré-determinada.
6. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a passagem (128) de fluxo está localizada num corpo (129) monolítico ou multicamadas de um material isolador eléctrico e/ou a passagem (128) de fluxo tem uma secção uniforme ao longo do comprimento deste.
7. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, em que a passagem (128) de fluxo está localizada num tubo capilar, o dispositivo (120) compreende ainda um corpo (129) envolvendo uma porção do tubo capilar de forma a que um espaço (135) seja definido entre o tubo capilar e o corpo (129) .
8. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 7, em que a boquilha (140) de confinamento do aerossol é ligada de forma removível ao corpo (129) . 2
9. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 7 ou 8, em que o corpo (129) é de um material isolador térmico.
10. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol tem um comprimento de cerca de 3 mm (1/8 polegada) a cerca de 100 mm (4 polegadas).
11. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 10, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol tem um comprimento de cerca de 6 mm (1/4 polegada) a cerca de 50 mm (2 polegadas).
12. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol tem uma dimensão transversal maior do que cerca de 6 mm (1/4 polegada) a cerca de 50 mm (2 polegadas).
13. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 12, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol tem uma dimensão transversal maior do que cerca de 3 mm (1/8 polegada) a cerca de 50 mm (2 polegadas).
14. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol tem uma razão entre a dimensão transversal maior e o comprimento desta de cerca de 1:1 a cerca de 0,25:4. 3 15. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol tem um comprimento de cerca de 6 mm (1/4 polegada) a cerca de 100 mm (4 polegadas), uma dimensão transversal maior do que cerca de 6 mm (1/4 polegada) a cerca de 50 mm (2 polegadas) e uma razão da dimensão transversal maior em relação ao comprimento desta de cerca de 1:1 a cerca de 0,25:4.
16. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que o liquido compreende um medicamento.
17. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 16, em que o medicamento é, pelo menos, um de analgésicos, preparações anginais, antialérgicos, antibióticos, anti-histaminicos, antitússicos, broncodilatadores, diuréticos, anticolinérgicos, hormonas e agentes anti-inflamatórios.
18. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a boquilha (140) de confinamento de aerossol está parcialmente disposta num interior de um bucal (132) de um inalador de mão.
19. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 19, em que o interior (132b) do bucal (132) tem uma capacidade volumétrica numa gama de cerca de 5 cm3 a cerca de 10 cm3.
20. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, compreendendo ainda uma 4 fonte (126) de energia disposta para fornecer corrente eléctrica ao aquecedor, em que a corrente eléctrica fornecida aquece resistivamente o aquecedor e volatiliza liquido na passagem (128) de fluxo.
21. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com a reivindicação 20 compreendendo ainda um controlador (124) ligado funcionalmente à fonte (126) de energia para activar o aquecedor.
22. Dispositivo (120) gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior, compreendendo ainda um corpo (129) envolvendo uma porção da passagem (128) de fluxo de forma a que um espaço (135) seja definido entre a passagem (128) de fluxo e o corpo (129), estando a boquilha (140) de confinamento de aerossol ligada ao corpo (129), tendo o corpo um primeiro diâmetro interno e uma boquilha (140) de confinamento de aerossol possuindo um segundo diâmetro interno, em que (i) o primeiro diâmetro interno é aproximadamente igual ao segundo diâmetro interno ou (ii) o primeiro diâmetro interno é mais pequeno do que o segundo diâmetro interno.
23. Dispositivo gerador de aerossol de acordo com qualquer reivindicação anterior compreendendo ainda uma fonte (122) de um líquido para ser volatilizado em comunicação de fluido com uma entrada da passagem (128) de fluxo.
24. Método para gerar um aerossol, compreendendo: fornecimento de líquido a uma passagem (128) de fluxo possuindo uma extremidade de saída; 5 aquecimento do líquido de modo a volatilizar o líquido na passagem (128) de fluxo; e mistura do líquido volatilizado com ar para produzir um aerossol, caracterizado por: o líquido volatilizado ser dirigido para fora de uma extremidade de saída da passagem (128) de fluxo para uma boquilha (140) de confinamento de aerossol localizada na extremidade de saída da passagem (128) de fluxo, em que o diâmetro médio de massa aerodinâmico das partículas do aerossol produzido é controlado pelo comprimento L e o diâmetro máximo W da boquilha (140) de confinamento do aerossol.
25. Método de acordo com a reivindicação 24, em que o diâmetro médio de massa aerodinâmico do aerossol gerado pelo dispositivo é aumentado aumentando o comprimento L da boquilha (140) de confinamento de aerossol.
26. Método de acordo com a reivindicação 24 ou 25, em que o diâmetro médio de massa aerodinâmico do aerossol gerado pelo dispositivo é aumentado diminuindo o diâmetro máximo w da boquilha (140) de confinamento de aerossol.
27. Método de acordo com a reivindicação 24, 25 ou 26, em que a passagem (128) de fluxo está num tubo capilar, compreendendo ainda o método a colocação de um corpo (129) de um material isolador térmico numa relação envolvente do 6 tubo capilar para controlar a perda de calor do tubo capilar.
28. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 27, em que o liquido compreende um medicamento.
29. Método de acordo com a reivindicação 28, em que o medicamento é, pelo menos, uma substância seleccionada do grupo consistindo em analgésicos, preparações anginais, antialérgicos, antibióticos, anti-histamínicos, antitússicos, broncodilatadores, diuréticos, anticolinérgicos, hormonas e agentes anti-inflamatórios. Lisboa, 20 de Janeiro de 2011 7