RU2163149C1 - Inhaler for introducing powder-like drugs - Google Patents
Inhaler for introducing powder-like drugs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163149C1 RU2163149C1 RU99113965A RU99113965A RU2163149C1 RU 2163149 C1 RU2163149 C1 RU 2163149C1 RU 99113965 A RU99113965 A RU 99113965A RU 99113965 A RU99113965 A RU 99113965A RU 2163149 C1 RU2163149 C1 RU 2163149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- cylindrical chamber
- particles
- inhaler
- container
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к приборам для введения лекарственных средств в легкие пациента, а более конкретно к устройствам для ингаляции лекарственных средств в виде порошка, и может быть использовано как в медицинских учреждениях, так и в домашних условиях. The invention relates to medical equipment, in particular to devices for administering drugs to the patient’s lungs, and more particularly to devices for inhalation of drugs in the form of a powder, and can be used both in medical institutions and at home.
При ингаляции тонкодисперсных лекарственных порошков возникает проблема, связанная со значительными потерями лекарственного препарата в результате его оседания в верхних дыхательных путях человека. Уменьшение вдыхаемой дозы приводит к ослаблению лечебного эффекта, а осаждение порошка в верхних дыхательных путях при пользовании отдельными препаратами может вызвать серьезные побочные эффекты. Кроме того, при работе с тонкодисперсными порошками возникают трудности с их точным дозированием из-за плохой сыпучести и высокой адгезии к технологическим поверхностям. With inhalation of finely divided medicinal powders, a problem arises associated with significant losses of the drug as a result of its sedimentation in the upper respiratory tract of a person. Reducing the inhaled dose leads to a weakening of the therapeutic effect, and the deposition of powder in the upper respiratory tract when using certain drugs can cause serious side effects. In addition, when working with fine powders, it is difficult to accurately dispense them due to poor flowability and high adhesion to technological surfaces.
Указанные обстоятельства послужили основанием для большинства фирм, производящих порошковые ингаляционные лекарственные формы, перейти к выпуску порошковых смесей тонкодисперсных частиц активного компонента размером менее 10 мкм с грубодисперсными частицами инертного носителя размером 30-100 мкм и разработке устройств для их применения: ингалятор DISKHALER® фирмы GLAXOWELLCOME, Англия; ингалятор EASIHALER® фирмы ORTON, Финляндия; ингалятор ЦИКЛОХАЛЕР фирмы ПУЛЬМОМЕД, Россия и др. При конструировании ингаляторов задача заключается не только в том, чтобы разрушить агломераты лекарственного порошка, но и в том, чтобы отделить грубодисперсные частицы носителя от вдыхаемой респирабельной фракции.These circumstances served as the basis for the majority of companies manufacturing powder inhaled dosage forms to switch to the production of powder mixtures of finely dispersed particles of the active component with a size of less than 10 microns with coarse particles of an inert carrier with a size of 30-100 microns and the development of devices for their use: a DISKHALER ® inhaler from GLAXOWELLCOME, England; EASIHALER ® inhaler from ORTON, Finland; PULMOMED CYCLOCHALER inhaler, Russia and others. In the design of inhalers, the task is not only to destroy the agglomerates of the medicinal powder, but also to separate the coarse particles of the carrier from the respirable respirable fraction.
Известно устройство для ингаляции лекарственных средств в виде порошка, состоящего из тонкодисперсных частиц активного компонента (патент США N 4907583, класс НКИ 128-203.15). Устройство выпускается серийно под названием TURBUHALER ® шведской фирмой ASTRA. Устройство содержит корпус с отверстиями для входа воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом с установленным в нем диспергатором, выполненным в виде спиральной вставки, бункер с порошком и дозатор. При вдохе пациента образующаяся воздушно-порошковая смесь поступает в диспергатор и проходит по спиральньм каналам. Агломераты частиц лекарственного порошка в результате многократных столкновений со стенками каналов и между собой частично разрушаются и таким образом генерируется респирабельная фракция выходящего из устройства аэрозоля с размером частиц не более 5 мкм.A device for inhalation of drugs in the form of a powder consisting of fine particles of the active component is known (US patent N 4907583, class NCI 128-203.15). The device is commercially available under the name TURBUHALER ® by the Swedish company ASTRA. The device comprises a housing with openings for air inlet and aerosol exit, connected by an air duct with a dispersant installed in it, made in the form of a spiral insert, a hopper with powder and a dispenser. When the patient is inhaled, the resulting air-powder mixture enters the dispersant and passes through the spiral channels. Agglomerates of particles of the drug powder as a result of repeated collisions with the walls of the channels and between each other are partially destroyed and thus a respirable fraction of the aerosol leaving the device with a particle size of not more than 5 μm is generated.
Недостатком устройства является большая величина потерь частиц порошка при диспергировании, достигающая 30% от исходно ингалируемой дозы. Примерно 40% дозы выходит из устройства в виде грубодисперсных агломератов частиц, осаждающихся в ротоглотке. Кроме того, устройство не предназначено для отделения грубодисперсных частиц носителя от частиц активного компонента лекарственного порошка. The disadvantage of this device is the large amount of loss of powder particles during dispersion, reaching 30% of the initial inhaled dose. Approximately 40% of the dose leaves the device in the form of coarse particle agglomerates deposited in the oropharynx. In addition, the device is not intended to separate coarse particles of the carrier from the particles of the active component of the medicinal powder.
Известно устройство для ингаляции аэрозоля (EP N 0640354, класс МКИ A 61 M 15/00). Устройство содержит емкость для создания воздушно-порошковой смеси, с которой связан канал для входа воздуха, канал для выхода аэрозоля и емкость для сбора частиц. При вдохе агломераты частиц лекарственного порошка разрушаются воздушным потоком, при этом частицы грубодисперсной фракции не достигают канала для выхода аэрозоля и оседают в нижней части емкости для сбора частиц. По мере накопления частиц их удаляют, открывая крышку, расположенную в нижней части этой емкости. A device for inhalation of an aerosol is known (EP N 0640354, class MKI A 61 M 15/00). The device contains a container for creating an air-powder mixture, with which a channel for air inlet, a channel for aerosol exit, and a container for collecting particles are connected. When inhaling, the agglomerates of particles of the drug powder are destroyed by air flow, while the particles of the coarse fraction do not reach the channel for the exit of the aerosol and settle in the lower part of the container for collecting particles. As the particles accumulate, they are removed by opening the lid located at the bottom of this container.
Известно устройство для ингаляции (патент Англии N 2248400, класс МКИ A 61 M 15/00). Устройство содержит емкость для создания воздушно-порошковой смеси с каналом для входа воздуха, соединенным с ней сепаратором для отделения грубодисперсных частиц и формирования респирабельного аэрозоля. Сепаратор выполнен в виде трехсекционного воздухопровода с решеткой на входе и мундштуком на выходе, причем на выходе средней секции установлен импактор. При вдохе в устройстве создается такое движение воздушного потока, при котором крупные частицы лекарственного порошка (агломераты) либо разрушаются и в виде тонкодисперсной фракции аэрозоля поступают в дыхательные пути пациента, либо остаются на поверхности импактора и в средней секции воздухопровода. A device for inhalation is known (patent of England N 2248400, class MKI A 61 M 15/00). The device contains a container for creating an air-powder mixture with an air inlet channel connected to it by a separator for separating coarse particles and forming a respirable aerosol. The separator is made in the form of a three-section air duct with a grille at the inlet and a mouthpiece at the outlet, and an impactor is installed at the outlet of the middle section. When inhaling, the device creates an airflow movement in which large particles of the medicinal powder (agglomerates) either break down and enter the patient's respiratory tract as a fine fraction of the aerosol, or remain on the surface of the impactor and in the middle section of the air duct.
Известно устройство для ингаляции (патент РФ N 2101036, класс МКИ A 61 M 15/00). Устройство содержит ингалятор и соединенный с ним сепаратор, выполненный в виде камеры, имеющей по меньшей мере одну отбойную пластину, входное отверстие, связанное с ингалятором, и выходное. При вдохе воздушно-порошковая смесь поступает из ингалятора в сепаратор, и грубодисперсные частицы либо дробятся при ударе об отбойную пластину, либо отделяются от тонкодисперной фракции и осаждаются в сепараторе в застойной зоне перед отбойной пластиной. A device for inhalation is known (RF patent N 2101036, class MKI A 61 M 15/00). The device comprises an inhaler and a separator connected to it, made in the form of a chamber having at least one baffle plate, an inlet associated with the inhaler, and an outlet. When inhaling, the air-powder mixture flows from the inhaler into the separator, and coarse particles are either crushed by impact with the baffle plate, or separated from the finely divided fraction and deposited in the separator in the stagnant zone in front of the baffle plate.
Ни одна из описанных конструкций не гарантирует от попадания грубодисперсных частиц в поток вдыхаемого аэрозоля при повторном вдохе, так как отделяемые частицы находятся в проточной области и могут захватываться воздушным потоком. Отделенные агломераты лекарственного порошка уменьшают отмеренную дозу, а при повторном вдохе эта доза может увеличиваться за счет того, что агломераты, увлекаемые воздушным потоком, могут добавляться к отмеренной дозе, что приводит к снижению точности дозировки. None of the described constructions guarantees from the ingress of coarse particles into the stream of the inhaled aerosol upon repeated inhalation, since the separated particles are in the flow region and can be trapped by the air stream. Separated agglomerates of the drug powder reduce the measured dose, and with repeated inhalation, this dose can increase due to the fact that the agglomerates entrained in the air flow can be added to the measured dose, which leads to a decrease in the dosage accuracy.
Известно устройство для эффективного разрушения агломератов, образовавшихся при распылении порошкообразного лекарственного препарата, предназначенного для вдыхания (патент РФ N 2089227, класс МКИ A 61 M 15/00). Устройство содержит вихревую камеру (диспергатор), закрытую с одного конца и имеющую вращательно-симметричную форму, входное отверстие для подачи воздушно-порошковой смеси, выходное отверстие для вывода респирабельного аэрозоля, отстоящие одно от другого по направлению оси камеры. Входное отверстие выполнено с возможностью направления воздушного потока в полость вихревой камеры в тангенциальном относительно ее стенки направлении. В вихревой камере в ее закрытой части осуществляется удержание грубодисперсных частиц в результате действия центробежной силы. A device is known for the effective destruction of agglomerates formed by spraying a powdered medication intended for inhalation (RF patent N 2089227, class MKI A 61 M 15/00). The device contains a vortex chamber (dispersant), closed at one end and having a rotationally symmetrical shape, an inlet for supplying an air-powder mixture, an outlet for discharging a respirable aerosol spaced one from the other in the direction of the chamber axis. The inlet is made with the possibility of directing the air flow into the cavity of the vortex chamber in a direction tangential to its wall. In the vortex chamber in its closed part, coarse particles are retained as a result of centrifugal force.
Данное устройство обладает теми же недостатками, что и описанные выше конструкции ингаляторов. Кроме того, входное и выходное отверстия размещены относительно друг друга таким образом, что возможно рикошетное попадание грубодисперных частиц в выходное отверстие. This device has the same disadvantages as the above-described inhaler designs. In addition, the inlet and outlet openings are arranged relative to each other so that coarse particles can ricochet into the outlet.
Наиболее близким по технической сущности является ингалятор для введения лекарственных средств в виде порошка (патент РФ N 2002467, класс МКИ A 61 M 15/00). Устройство содержит корпус с отверстиями для прохода воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом с установленным в нем диспергатором. Диспергатор выполнен в виде прямоточного циклона с тангенциальными отверстиями в боковой стенке для прохода воздуха и осевым отверстием в основании для подачи порошковой смеси, емкость с порошком и дозатор, выполненный с возможностью перемещения дозы порошка из емкости в воздухопровод. The closest in technical essence is an inhaler for the administration of drugs in powder form (RF patent N 2002467, class MKI A 61 M 15/00). The device comprises a housing with openings for air passage and aerosol exit, connected by an air duct with a dispersant installed in it. The dispersant is made in the form of a once-through cyclone with tangential holes in the side wall for air passage and an axial hole in the base for supplying the powder mixture, a container with powder and a dispenser configured to move a dose of powder from the container into the air duct.
Ингалятор работает следующим образом. При аспирации воздуха через ингалятор отмеренная дозатором доза порошка через осевое отверстие в основании циклона увлекается возникающим в нем вихревым потоком. В результате многократных столкновений частиц со стенкой циклона и между собой происходит частичное разрушение агломератов частиц и генерируется респирабельная фракция выходящего из ингалятора лекарственного средства. The inhaler works as follows. When aspirating air through an inhaler, the dose of powder measured by the dispenser through the axial hole at the base of the cyclone is carried away by the vortex flow arising in it. As a result of repeated collisions of particles with the cyclone wall and between each other, partial agglomeration of particles occurs and a respirable fraction of the drug leaving the inhaler is generated.
Недостатком устройства является то, что часть крупных агломератов частиц лекарственного порошка, не разрушившихся в диспергаторе, либо остается в нем, либо попадает в поток аэрозоля и осаждается в ротоглотке, вызывая ряд нежелательных местных и системных побочных эффектов (ирритативный кашель, дисфония, ротоглоточный кандидоз и др.), особенно выраженных при применении ингаляционных глюкокортикостероидов. The disadvantage of this device is that part of the large agglomerates of particles of the medicinal powder that are not destroyed in the dispersant either remain in it or fall into the aerosol stream and precipitate in the oropharynx, causing a number of undesirable local and systemic side effects (irritative cough, dysphonia, oropharyngeal candidiasis and etc.), especially pronounced when using inhaled glucocorticosteroids.
Задачей является создание ингалятора, обеспечивающего эффективную доставку в дистальные отделы легких пациента (мелкие и средние бронхи) активного компонента лекарственного препарата, представляющего собой смесь тонкодисперсных частиц активного компонента и грубодисперсных частиц инертного носителя. The objective is to create an inhaler that provides effective delivery to the distal lungs of the patient (small and medium bronchi) of the active component of the drug, which is a mixture of fine particles of the active component and coarse particles of an inert carrier.
Техническим результатом, достигаемым при использовании ингалятора, является удаление грубодисперсных частиц из создаваемого потока аэрозоля. The technical result achieved when using an inhaler is the removal of coarse particles from the generated aerosol stream.
Предлагается изобретение, решающее поставленную задачу. An invention is proposed that solves the problem.
Сущность изобретения заключается в том, что в ингаляторе для введения лекарственных средств в виде порошка, содержащем корпус с отверстиями для входа воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом с установленным в нем диспергатором, емкость для порошка и дозатор, выполненный с возможностью перемещения дозы порошка в воздухопровод, введена дополнительная емкость для сбора грубодисперсных частиц порошка, диспергатор выполнен в виде цилиндрической камеры с тангенциально установленным у первого основания входным патрубком и коаксиально установленным, проходящим через это же основание выходным патрубком, углубленным в цилиндрическую камеру таким образом, что его входное отверстие в осевом направлении находится между входным патрубком и вторым основанием, а дополнительная емкость сообщена с полостью цилиндрической камеры посредством щелевого отверстия, выполненного в ее боковой стенке у второго основания. The essence of the invention lies in the fact that in the inhaler for the administration of drugs in the form of a powder, comprising a housing with openings for air inlet and exit of the aerosol connected by an air duct with a dispersant installed in it, a powder container and a dispenser configured to move the dose of powder into the air duct , an additional container has been introduced for collecting coarse powder particles, the dispersant is made in the form of a cylindrical chamber with an inlet pipe tangentially mounted at the first base and axially installed, passing through the same base outlet pipe, recessed into the cylindrical chamber in such a way that its inlet in the axial direction is between the inlet pipe and the second base, and the additional tank is in communication with the cavity of the cylindrical chamber by means of a slit hole made in its side wall at the second base.
Авторам не известно техническое решение, имеющее совокупность признаков, подобную заявляемой. Следовательно, заявляемое техническое решение отвечает критерию новизны. The authors do not know the technical solution having a set of features similar to the claimed one. Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of novelty.
Известны устройства, предназначенные для разрушения агломератов лекарственного порошка, имеющие емкость для сбора грубодисперсных частиц (EP N 0640354, патент Англии N 2248400, патент РФ N 2101036 и др., описанные выше). В диспергаторах, или в сепараторах, которые входят в состав этих устройств, происходит разрушение и отделение агломератов частиц лекарственного порошка или грубодисперсных частиц порошка инертного носителя. Отделившиеся грубодисперсные частицы, или агломераты, остаются в той же камере, в которой осуществляется генерация респирабельного аэрозоля, что приводит к указанным выше недостаткам. Отличительными признаками заявляемого технического решения являются форма выполнения диспергатора, наличие дополнительной емкости для сбора грубодисперсных частиц, остающихся в закрытом конце камеры (диспергаторе), щелевое отверстие в стенке цилиндрической камеры, выполненное для соединения с дополнительной емкостью. Указанные отличительные признаки в совокупности со всеми признаками позволяют при использовании изобретения получить новый технический результат, заключающийся в том, что в диспергаторе грубодисперсные частицы неразрушившихся агломератов лекарственного порошка и частицы инертного носителя не только отделяются от респирабельной фракции аэрозоля, но и удаляются из рабочего пространства, что исключает возможность их использования при повторных вдохах. Это позволяет уменьшить осаждение лекарственного порошка в ротоглотке и вводить в легкие пациента более точную дозу лекарственного препарата, в итоге устраняя нежелательные побочные действия и улучшая лечебный эффект. Кроме того, наличие дополнительной емкости для сбора грубодисперсных частиц позволяет производить большое количество ингаляций без необходимости прочистки диспергатора после каждого вдоха, что улучшает его эксплуатационные свойства. Known devices for destroying agglomerates of drug powder having a container for collecting coarse particles (EP N 0640354, England patent N 2248400, RF patent N 2101036 and others described above). In the dispersant, or in the separators that are part of these devices, the agglomerates of particles of the drug powder or coarse particles of the powder of an inert carrier are destroyed and separated. The separated coarse particles, or agglomerates, remain in the same chamber in which the respirable aerosol is generated, which leads to the above disadvantages. Distinctive features of the proposed technical solution are the form of the dispersant, the presence of an additional container for collecting coarse particles remaining in the closed end of the chamber (dispersant), a slit hole in the wall of the cylindrical chamber, made for connection with an additional container. These distinctive features, together with all the features, allow using the invention to obtain a new technical result, namely, that in the dispersant coarse particles of non-degraded agglomerates of the medicinal powder and particles of an inert carrier are not only separated from the respirable fraction of the aerosol, but also removed from the working space, which excludes the possibility of their use with repeated breaths. This allows you to reduce the deposition of the drug powder in the oropharynx and inject a more accurate dose of the drug into the patient’s lungs, ultimately eliminating undesirable side effects and improving the therapeutic effect. In addition, the presence of an additional container for collecting coarse particles allows for a large number of inhalations without the need to clean the dispersant after each breath, which improves its operational properties.
Авторам не известны технические решения, имеющие совокупность отличительных признаков, подобную совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение отвечает критерию уровня техники. The authors are not aware of technical solutions having a combination of distinctive features similar to the combination of distinctive features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the criteria of the prior art.
Ингалятор может быть использован в здравоохранении. Острая необходимость в ингаляторах как для индивидуальных пользователей, так и в стационарных лечебных заведениях, простота конструкции и технологии изготовления и наличие отечественных материалов позволяют наладить их серийное производство. Следовательно, заявляемое изобретение отвечает критерию примышленной применимости. The inhaler can be used in healthcare. The urgent need for inhalers for both individual users and in stationary medical institutions, the simplicity of design and manufacturing technology and the availability of domestic materials make it possible to establish their mass production. Therefore, the claimed invention meets the criterion of intentional applicability.
На фиг. 1 показан заявляемый ингалятор, вид сбоку; на фиг. 2 - ингалятор, вид спереди, сечение А-А; на фиг. 3 - ингалятор, вид спереди, сечение Б-Б. In FIG. 1 shows the inventive inhaler, side view; in FIG. 2 - inhaler, front view, section AA; in FIG. 3 - inhaler, front view, section BB.
Ингалятор для введения лекарственных средств в виде порошка содержит корпус 1 с отверстиями 2 для входа воздуха и отверстием 3 для выхода аэрозоля; воздухопровод 4, связанный с отверстиями 2 и 3; в воздухопроводе установлен диспергатор 5; емкость 6 с порошковой смесью и дозатор 7; диспергатор выполнен в виде цилиндрической камеры 8 с тангенциально установленным у первого основания входным патрубком 9 и коаксиально установленным, проходящим через то же основание, выходным патрубком 10, причем выходной патрубок входит внутрь цилиндрической камеры таким образом, что его входное отверстие в осевом направлении находится между входным патрубком и вторым основанием, т. е. перекрывает выходное отверстие входного патрубка; в боковой стенке цилиндрической камеры 8 у второго основания выполнено щелевое отверстие 11 для сообщения с дополнительной емкостью 12 для сбора грубодисперсных частиц. An inhaler for administering drugs in the form of a powder comprises a
Ингалятор работает следующим образом. При помощи дозатора 7 доза порошковой смеси перемещается из емкости 6 в воздухопровод 4. В процессе аспирации воздуха через ингалятор доза порошковой смеси увлекается потоком и через входной патрубок 9 поступает в цилиндрическую камеру 8, в которой возникает интенсивное вихревое течение. Входящий воздушный поток движется по спиралеобразной траектории вдоль цилиндрической боковой поверхности камеры 8 к ее второму основанию (к закрытому концу цилиндрической камеры), где, изменив осевую составляющую скорости на 180o, в виде сужающегося вихревого жгута начинает двигаться в сторону первого основания и поступает в выходной патрубок 10.The inhaler works as follows. Using a
Грубодисперсные частицы носителя под действием центробежной силы прижимаются к боковой поверхности камеры 8 и увлекаемые потоком воздуха стекают к ее второму основанию, образуя вихревое кольцо концентрированной дисперсной фазы, из которого они выводятся по инерции через щелевое отверстие 11 в дополнительную емкость 12 для сбора грубодисперсных частиц. Тонкодисперсные частицы активного компонента лекарственного порошка, отделившиеся от частиц носителя, преодолевая действие центробежной силы, увлекаются воздушным потоком к выходному патрубку 10 и поступают в легкие пациента. Coarse particles of the carrier under the action of centrifugal force are pressed to the side surface of the
Входное отверстие выходного патрубка в осевом направлении расположено между входным патрубком и вторым основанием цилиндрической камеры, т.е. выходной патрубок перекрывает входной патрубок, что исключает попадание в него грубодисперсных частиц агломератов лекарственного порошка и инертного носителя в результате рикошета от стенок входного патрубка и цилиндрической камеры. Кроме того, подобное расположение выходного патрубка позволяет избежать попадания в него порошка грубодисперсных частиц в результате его случайного высыпания из дополнительной емкости. The inlet of the outlet pipe in the axial direction is located between the inlet pipe and the second base of the cylindrical chamber, i.e. the outlet pipe overlaps the inlet pipe, which eliminates the ingress of coarse particles of agglomerates of the drug powder and an inert carrier into it as a result of rebounding from the walls of the inlet pipe and the cylindrical chamber. In addition, such an arrangement of the outlet pipe avoids the ingestion of powder of coarse particles as a result of its accidental precipitation from an additional container.
Рассмотрим более детально процесс инерционного разделения аэрозоля, состоящего из тонкодисперсных частиц активного компонента с аэродинамическим диаметром 5 мкм и грубодисперсных частиц носителя с аэродинамическим диаметром 50 мкм в ингаляторе со следующими основными параметрами: внутренний радиус цилиндрической камеры 1 см, длина цилиндрической камеры (высота) 3 см, отверстие в боковой стенке цилиндрической камеры выполнено в виде щели шириной 0,1 см и длиной 0,5 см пропиливанием стенки по касательной непосредственно у второго основания. Входной патрубок имеет прямоугольное выходное сечение с размерами 0,5х1,0 см, а выходной патрубок имеет цилиндрическую форму с внутренним радиусом 0,4 см. Объемную скорость воздуха через ингалятор принимаем равной 1 л с-1, что имеет место практически во всех известных конструкциях ингаляторов. При этом линейная скорость воздуха на входе в цилиндрическую камеру равна 20 м с-1.Let us consider in more detail the process of inertial separation of an aerosol consisting of fine particles of an active component with an aerodynamic diameter of 5 μm and coarse particles of a carrier with an aerodynamic diameter of 50 μm in an inhaler with the following main parameters: inner radius of a
Принимаем также, что тонкодисперсные частицы, обладая незначительной инерцией, равномерно распределены по всему объему цилиндрической камеры, равному ~ 9 см3. Их концентрация n определяется только двумя факторами: уносом частиц из камеры протекающим воздушным потоком через выходной патрубок и инерционным удалением частиц через отверстие в боковой стенке камеры в результате действия центробежной силы. При этом концентрация n тонкодисперсных частиц определяется уравнением.We also accept that fine particles, with little inertia, are uniformly distributed throughout the entire volume of the cylindrical chamber, equal to ~ 9 cm 3 . Their concentration n is determined by only two factors: the entrainment of particles from the chamber by the flowing air flow through the outlet pipe and the inertial removal of particles through the hole in the side wall of the chamber as a result of centrifugal force. The concentration n of fine particles is determined by the equation.
где V - объем цилиндрической камеры;
h - ширина отверстия у второго основания;
l - длина отверстия у второго основания,
Q - объемная скорость воздуха через ингалятор;
vr - скорость радиального дрейфа частиц, определяемая из выражения:
где da - аэродинамический диаметр тонкодисперсных частиц;
v0 - линейная скорость воздуха на входе в цилиндрическую камеру;
μ - коэффициент динамической вязкости воздуха;
R - внутренний радиус цилиндрической камеры.
where V is the volume of the cylindrical chamber;
h is the width of the hole at the second base;
l is the length of the hole at the second base,
Q is the volumetric air velocity through the inhaler;
v r is the radial drift velocity of particles, determined from the expression:
where d a is the aerodynamic diameter of fine particles;
v 0 - linear air velocity at the entrance to the cylindrical chamber;
μ is the coefficient of dynamic viscosity of air;
R is the inner radius of the cylindrical chamber.
Решение этого уравнения имеет вид:
n = n0·e-kt,
где n0 - исходная концентрация тонкодисперсных частиц.The solution to this equation has the form:
n = n 0 · e -kt,
where n 0 is the initial concentration of fine particles.
Характерное время выведения из камеры тонкодисперсных частиц определяется из выражения:
Ta = 1/k = 0,01 с,
а полная величина потерь тонкодисперсных частиц определяется выражением:
и составляет в данном примере 1,5% от исходно поступивших в цилиндрическую камеру.The characteristic time of removal from the chamber of fine particles is determined from the expression:
T a = 1 / k = 0,01 s,
and the total loss of fine particles is determined by the expression:
and in this example is 1.5% of the initial input into the cylindrical chamber.
Иначе обстоит дело с грубодисперсными частицами. Они прижимаются к боковой поверхности цилиндрической камеры центробежной силой и стекают к ее второму основанию, где их концентрация многократно возрастает и откуда они могут выводиться только через отверстие в боковой стенке в дополнительную емкость. Для оценки динамики выведения грубодисперсных частиц из цилиндрической камеры сделаем упрощающее предположение, что они равномерно распределены по ее боковой поверхности с концентрацией nc и образуют тонкий слой частиц, вращающихся со скоростью воздуха, из которого они по инерции непрерывно стекают в дополнительную емкость. При этом концентрация частиц определяется уравнением:
Решение этого уравнения имеет вид:
nc = nc0e-kct,
где nc0 - исходная концентрация грубодисперсных частиц.The situation is different with coarse particles. They are pressed to the lateral surface of the cylindrical chamber by centrifugal force and flow down to its second base, where their concentration increases many times and from where they can be discharged only through an opening in the side wall into an additional container. To assess the dynamics of the removal of coarsely dispersed particles from a cylindrical chamber, we make the simplifying assumption that they are uniformly distributed along its lateral surface with a concentration of n c and form a thin layer of particles rotating at the speed of air, from which they continuously flow by inertia into an additional container. The concentration of particles is determined by the equation:
The solution to this equation has the form:
n c = n c0 e -kct ,
where n c0 is the initial concentration of coarse particles.
Характерное время выведения грубодисперсных частиц из цилиндрической камеры:
Tc = 1/kc = 0,1 с.The characteristic time for the removal of coarse particles from a cylindrical chamber:
T c = 1 / k c = 0.1 s.
Таким образом, проведенные расчеты подтверждают, что предлагаемый ингалятор позволяет эффективно отделять в потоке грубодисперсные частицы от тонкодисперсных частиц активного компонента с их минимальными потерями (не более 1,5%), причем характерное время разделения частиц не превышает времени существования инспираторного потока, создаваемого пациентом при единичном вдохе через устройство (0,5-1,0 с). Thus, the calculations confirm that the proposed inhaler allows you to effectively separate coarse particles from the fine particles of the active component in the stream with their minimum losses (no more than 1.5%), and the typical particle separation time does not exceed the lifetime of the inspiratory flow created by the patient at a single breath through the device (0.5-1.0 s).
По сравнению с прототипом предлагаемый ингалятор позволяет надежно отделять грубодисперсные частицы инертного носителя и крупных агломератов лекарственного порошка от респирабельной фракции активного компонента и удалять их из рабочего объема диспергатора в дополнительную емкость. Объем дополнительной емкости рассчитан на большое количество грубодисперсного порошка (до 200 доз), что повышает удобство пользования ингалятором, так как исключает необходимость его прочистки после нескольких вдохов. Compared with the prototype of the proposed inhaler allows you to reliably separate coarse particles of an inert carrier and large agglomerates of the medicinal powder from the respirable fraction of the active component and remove them from the working volume of the dispersant in an additional container. The volume of the additional capacity is designed for a large amount of coarse powder (up to 200 doses), which increases the usability of the inhaler, as it eliminates the need for cleaning it after several breaths.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113965A RU2163149C1 (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Inhaler for introducing powder-like drugs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113965A RU2163149C1 (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Inhaler for introducing powder-like drugs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2163149C1 true RU2163149C1 (en) | 2001-02-20 |
Family
ID=20221927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99113965A RU2163149C1 (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Inhaler for introducing powder-like drugs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2163149C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055550A1 (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-10 | Chuchalin Aleksandr Grigorievi | Device for inhaling powder-like medicinal agents |
| WO2009145673A2 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Nebolsin Vladimir Evgenievich | Powder inhalator |
-
1999
- 1999-06-25 RU RU99113965A patent/RU2163149C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003055550A1 (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-10 | Chuchalin Aleksandr Grigorievi | Device for inhaling powder-like medicinal agents |
| WO2009145673A2 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Nebolsin Vladimir Evgenievich | Powder inhalator |
| WO2009145673A3 (en) * | 2008-05-27 | 2010-01-21 | Nebolsin Vladimir Evgenievich | Powder inhalator |
| EA017662B1 (en) * | 2008-05-27 | 2013-02-28 | Владимир Евгеньевич НЕБОЛЬСИН | Powder inhalator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101559900B1 (en) | Inhaler | |
| RU2089227C1 (en) | Apparatus for effective spraying of agglomerates formed in dose of powder drug preparation adapted to be introduced into patient's lungs | |
| US6073629A (en) | Inhaler spacer | |
| KR100904955B1 (en) | Powder formulation disintegrating system and method for dry powder inhalers | |
| US6347629B1 (en) | Powder inhaler | |
| KR100272385B1 (en) | Separator for powder inhalators | |
| PL211197B1 (en) | Disintegrating system, preferably for disintegration of a powdered medicine and application of the disintegrating system in a dry powder inhaler | |
| US20040159321A1 (en) | Inhaler | |
| HU202763B (en) | Powder-inhaler | |
| JP2006507876A (en) | Apparatus and method for deagglomerating powder for inhalation | |
| JP2004502472A (en) | Dry powder inhaler | |
| JPH0234620B2 (en) | ||
| JP2018501903A (en) | Powder dispersion method and apparatus | |
| KR20040023597A (en) | Inhalers | |
| EP1019126B1 (en) | Inhaler spacer | |
| RU2163149C1 (en) | Inhaler for introducing powder-like drugs | |
| WO2008017575A1 (en) | An inhaler and a method of dispensing medication to a person | |
| WO2002089875A1 (en) | Powder deaggregation device | |
| WO2024033662A1 (en) | Negative pressure amplification apparatus and inhaler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090626 |