RU2521733C2 - Способ и устройство для приведения в действие преобразователя устройства для ингаляции - Google Patents

Способ и устройство для приведения в действие преобразователя устройства для ингаляции Download PDF

Info

Publication number
RU2521733C2
RU2521733C2 RU2010139843/28A RU2010139843A RU2521733C2 RU 2521733 C2 RU2521733 C2 RU 2521733C2 RU 2010139843/28 A RU2010139843/28 A RU 2010139843/28A RU 2010139843 A RU2010139843 A RU 2010139843A RU 2521733 C2 RU2521733 C2 RU 2521733C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonant frequency
transducer
converter
drug
piezoelectric transducer
Prior art date
Application number
RU2010139843/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010139843A (ru
Inventor
Ананд В. ГУМАСТЭ
Джон БАУЭРС
Дуглас УЭЙТЗЕЛ
Original Assignee
Майкродоуз Терапьютикс, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майкродоуз Терапьютикс, Инк. filed Critical Майкродоуз Терапьютикс, Инк.
Publication of RU2010139843A publication Critical patent/RU2010139843A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2521733C2 publication Critical patent/RU2521733C2/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00Inhalators
    • A61M15/0028Inhalators using prepacked dosages, one for each application, e.g. capsules to be perforated or broken-up
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00Inhalators
    • A61M15/0001Details of inhalators; Constructional features thereof
    • A61M15/0005Details of inhalators; Constructional features thereof with means for agitating the medicament
    • A61M15/001Details of inhalators; Constructional features thereof with means for agitating the medicament using ultrasonic means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00Inhalators
    • A61M15/0085Inhalators using ultrasonics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0653Details
    • B05B17/0669Excitation frequencies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0223Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0269Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies
    • B06B1/0276Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies with simultaneous generation, e.g. with modulation, harmonics
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/802Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/06Solids
    • A61M2202/064Powder

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к ингаляторам, в которых лекарственное средство в емкости с плоской нижней частью переводится в аэрозольное состояние при помощи вибрационного пьезоэлектрического преобразователя. Сущность: в преобразователь выдают сигнал, имеющий форму волны, содержащей два синусоидальных сигнала на двух частотах, соответствующих основной резонансной частоте и дополнительной резонансной частоте, для создания колебаний на двух или более различных частотах, включая основную резонансную частоту преобразователя и по меньшей мере одну дополнительную резонансную частоту преобразователя. Технический результат - повышение степени дезагрегации, повышение эффективности за счет снижения трения. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится в целом к области устройств для ингаляции и, более конкретно, к устройствам для ингаляции, которые используют вибрацию, чтобы обеспечить взвешенное состояние частиц лекарственного средства во вдыхаемом потоке газа (например, вдыхаемого воздуха). Изобретение будет описано подробно со ссылкой на введение порошкообразного лекарственного средства пациенту и будет описано со ссылкой на такое использование, хотя предполагаются другие варианты использования, включая, в частности, введение капель жидкости.
Известно, что некоторые заболевания дыхательных путей поддаются лечению посредством прямого применения терапевтических средств. Поскольку данные средства наиболее легкодоступны в сухой порошкообразной форме, их применение наиболее удобно осуществлять посредством вдыхания порошкообразного вещества через нос или рот. Данная порошкообразная форма обеспечивает более эффективное использование лекарственного средства, поскольку лекарство осаждается точно в нужном месте, где его действие может требоваться; поэтому очень малые дозы лекарства часто являются такими же эффективными, как более значительные дозы, вводимые другими способами, при последующем заметном уменьшении влияния нежелательных побочных эффектов и стоимости лекарственного средства. В качестве альтернативы лекарство в данной форме может быть использовано для лечения других заболеваний, помимо заболеваний дыхательной системы. Когда лекарство осаждается на очень больших площадях поверхности легких, оно может очень легко всасываться в кровоток, поэтому данный способ применения может заменить введение лекарства посредством инъекции, таблеток или других обычных средств.
По мнению специалистов фармацевтической промышленности биологическая доступность лекарства является оптимальной, когда частицы лекарства, доставляемые в дыхательные пути, имеют размеры в пределах от 1 до 5 микрон. Когда требуемый размер частиц лекарства находится в данном диапазоне, система доставки сухого порошка должна решать ряд проблем:
(1) Во время изготовления и хранения частицы, имеющие малые размеры, могут образовывать электростатический заряд на них. Это может вынуждать частицы слипаться или агрегировать, в результате чего образуются группы частиц с эффективным размером, превышающим 5 мкм. При этом вероятность того, что данные большие группы пройдут глубоко в легкие, уменьшается. Это, в свою очередь, приводит к тому, что меньшая доля упакованного лекарства доступна пациенту для всасывания.
(2) Количество активного лекарства, которое должно быть введено пациенту, может составлять порядка десятков микрограмм. Например, в случае альбутерола, лекарства, используемого при астме, данное количество составляет обычно от 25 до 50 микрограмм. Существующее производственное оборудование способно эффективно выпускать аликвоты лекарств в пределах доз, измеряемых в миллиграммах, с приемлемой точностью. Поэтому стандартная практика заключается в смешивании активного лекарства с наполнителем или средством увеличения объема, таким как лактоза. Данная добавка также делает лекарство "удобным для перемещения". Данный наполнитель также называют переносчиком, поскольку частицы лекарства также прицепляются к данным частицам посредством электростатических или химических связей. Данные частицы переносчика значительно больше, чем частицы лекарства по размеру. Способность ингалятора сухого порошка отделять лекарство от переносчика является важным рабочим параметром в эффективности устройства.
(3) Активные частицы лекарства с размерами больше 5 микрон будут осаждаться либо в полости рта, либо в горле. Это вносит еще один уровень неопределенности, поскольку биологическая доступность и всасывание лекарства в данных участках отличается от легких. Ингаляторы сухого порошка должны минимизировать лекарство, осаждаемое в данных участках, чтобы уменьшить неопределенность, связанную с биологической доступностью лекарства.
Ингаляторы сухого порошка в соответствии с известным уровнем техники обычно содержат средство для введения лекарства (активного лекарства в совокупности с переносчиком) в высокоскоростной воздушный поток. Высокоскоростной воздушный поток используется в качестве основного механизма для разрушения группы частиц микронных размеров или отделения частиц лекарства от переносчика. В существующем уровне техники известно несколько устройств для ингаляции, используемых для дозирования данной порошкообразной формы лекарственного средства. Например, в патентах США № 3507277; 3518992; 3635219; 3795244 и 3807400 описаны устройства для ингаляции, включающие в себя средство для прокалывания капсулы, содержащей порошкообразное лекарственное средство, которое при ингаляции выводится из проткнутой капсулы в ротовую полость пользователя. Некоторые из данных патентов описывают движущее средство, которое при ингаляции способствует дозированию порошка из капсулы, так что не нужно рассчитывать исключительно на вдыхаемый воздух, чтобы отсасывать порошок из капсулы. Например, в патенте США № 2517482 описано устройство, включающее в себя капсулу, содержащую порошок, расположенную в нижней камере перед ингаляцией, где она прокалывается посредством ручного надавливания пользователем на стержень для прокалывания. После прокалывания начинается ингаляция, и капсула втягивается в верхнюю камеру устройства, где она перемещается по всем направлениям, вызывая дозирование порошка через проколотые отверстия во вдыхаемый воздушный поток. Патент США № 3831606 описывает устройство для ингаляции, содержащее множество булавок для прокалывания, средство перемещения и встроенный источник питания для приведения в действие средства перемещения посредством внешнего ручного управления, так что при ингаляции средство перемещения способствует дозированию порошка в поток вдыхаемого воздуха. См. также патент США № 5458135.
Данные устройства в соответствии с известным уровнем техники имеют ряд проблем и ряд недостатков, которые устраняются при помощи устройств для ингаляции в соответствии с настоящим изобретением. Например, данные устройства в соответствии с существующим уровнем техники требуют, чтобы пользователь прикладывал значительное усилие при ингаляции, для того чтобы осуществить дозирование или извлечение порошка из проколотой капсулы во вдыхаемый поток воздуха. При использовании данных устройств в соответствии с известным уровнем техники всасывание порошка через проколотые отверстия в капсуле, вызываемое ингаляцией, обычно не извлекает весь или даже большую часть порошка из капсулы, таким образом приводя к напрасной потере лекарственного средства. Кроме того, такие устройства в соответствии с известным уровнем техники приводят к тому, что в ротовую полость пользователя засасываются неконтролируемые количества или скопления порошкообразного вещества вместо непрерывной ингаляции контролируемых количеств высокодисперсного порошка.
Приведенное выше описание известного уровня техники взято в основном из патента США № 3948264, выданного Wilke и др., который описывает устройство для облегчения ингаляции порошкообразного лекарственного средства, которое включает в себя корпусную часть, содержащую основной и вспомогательный впускные каналы для воздуха и выпускной канал. Вспомогательный впускной канал включает в себя камеру для капсулы, содержащей порошкообразное лекарственное средство, а выпускной канал выполнен в виде насадки, выступающей из корпуса. Предусмотрено устройство для прокалывания капсулы, которое при вращении прокалывает одно или более отверстий в капсуле, так что при вибрации капсулы при помощи электромеханического вибратора порошкообразное лекарственное средство может быть выпущено из капсулы. Средство для прокалывания, раскрытое в патенте, выданном Wilke и др., включает в себя три радиально установленные подпружиненные иглы для прокалывания, установленные в трохоидальной камере. При ручном вращении камеры одновременное радиальное перемещение внутрь упомянутых игл прокалывает капсулу. Дополнительное вращение камеры обеспечивает отвод игл при помощи их пружинных устройств в их первоначальные положения, для того чтобы извлечь иглы из капсулы.
Электромеханический вибратор включает в себя, на его самом внутреннем конце, вибрирующий втяжной стержень, который выступает в место пересечения впускного канала и выпускного канала. С втяжным стержнем соединен механический соленоидный зуммер для снабжения стержня энергией для вибрации. Зуммер запитывается гальваническим элементом высокой энергии и приводится в действие внешним кнопочным выключателем. Согласно патенту Wilke и др. при ингаляции через выпускной канал и одновременном нажатии выключателя, чтобы привести в действие электромеханическое вибрирующее средство, воздух всасывается через впускные каналы, и поток воздуха через вспомогательный впускной канал поднимает капсулу вверх к вибрирующему втяжному стержню. Таким образом, капсула быстро вибрирует, при этом порошок псевдоожижается и дозируется из проколотых в ней отверстий. (Данный способ широко используется в производстве для дозирования порошка через загрузочный бункер, когда дозирующий бункер вибрирует, чтобы псевдоожижать порошок и перемещать его через выпускное отверстие загрузочного бункера. Проколотые отверстия в капсуле выполняют роль выпускного отверстия загрузочного бункера). Согласно патенту Wilke и др. поток воздуха через впускные каналы способствует извлечению порошка из капсулы и перемещает данный порошок через выпускной канал в ротовую полость пользователя (Wilke и др., страница 3, строки 45-55). Wilke и др. также описывают, что электромеханическое вибрационное средство может быть расположено под прямым углом к впускной камере и что амплитуду и частоту вибраций можно изменять, регулируя дозирующие характеристики ингалятора.
Устройства в соответствии с известным уровнем техники, такие как описанные выше, имеют ряд недостатков, которые делают их менее пригодными для доставки сухого порошка в легкие. Некоторые данные недостатки включают в себя:
• Эксплуатационные характеристики ингаляторов в соответствии с известным уровнем техники зависят от скорости потока, создаваемого пользователем. Более низкая скорость потока не обеспечивает полное деагрегирование частиц и, следовательно, отрицательно влияет на дозу, доставляемую пациенту.
• Несоответствие в биодоступности лекарственных средств от дозы к дозе вследствие отсутствия стабильности в процессе деагрегирования частиц.
• Значительная потребность в энергии для приведения в действие электромеханических ингаляторов, которая увеличивает размеры устройств, делая их непригодными для портативного использования.
• Потери лекарственного средства из открытых и срезанных капсул.
• Ухудшение качества лекарственного средства в открытой или срезанной капсуле вследствие воздействия кислорода или влаги.
В известных патентах США № 7318434 и 7334577, включенных в данное описание посредством ссылки и предоставленных общему патентообладателю компании MicroDose Technologies, Inc., описано усовершенствование относительно ингаляторов известного уровня техники, которые используют вибрацию для обеспечения взвешенного состояния порошка во вдыхаемом потоке воздуха и которые используют искусственную струю для переведения в аэрозольное состояние порошка лекарства из блистерной упаковки или подобного устройства. Как указано в вышеупомянутых патентах США № 7318434 и 7334577, создан ингалятор сухого порошка, содержащий первую камеру, такую как блистерная упаковка или другая емкость, для удерживания сухого порошка, и вторую камеру, соединенную с первой камерой посредством канала, для приема переведенной в аэрозольное состояние формы сухого порошка из первой камеры и для доставки переведенного в аэрозольное состояние сухого порошка пользователю. Вибратор связан с сухим порошком в первой камере. Вибратор подсоединен к источнику питания и соединен с первой камерой и приводит в движение порошок из камеры посредством искусственной струи.
Лекарственное средство для ингаляторов сухого порошка обычно содержится в блистерной упаковке или другой емкости с плоской нижней частью, которая находится в контакте с поверхностью пьезоэлектрического преобразователя или вибратора, в результате чего энергия вибрации преобразователя передается частицам лекарственного средства. Однако потери на трение между поверхностью соприкосновения блистерной упаковки или другой емкости и поверхностью преобразователя могут ограничивать перемещение поверхности преобразователя и уменьшать общую эффективность устройства.
Настоящее изобретение обеспечивает усовершенствование ингаляторов в соответствии с известным уровнем техники, таких как описанные выше, посредством создания ингалятора, содержащего пьезоэлектрический преобразователь для переведения в аэрозольное состояние лекарственного средства, содержащегося в блистерной упаковке или другой емкости с плоской нижней частью, в котором сигнал возбуждения преобразователя имеет форму волны, которая возбуждает как основную, так и дополнительную резонансную частоту пьезоэлектрического преобразователя. Такое комплексное движение преобразователя в заявленном ингаляторе обеспечивает повышение степени дезагрегации и переведения в аэрозольное состояние лекарственного средства, облегчение введения лекарственного средства в поток, вдыхаемый пользователем, повышение энергетической эффективности при распылении лекарственного средства и повышение стабильности дозирования лекарственного средства. Предпочтительным сигналом возбуждения преобразователя является сигнал, который представляет собой форму волны, которая имеет основную частоту, равную основной резонансной частоте преобразователя и, кроме того, значительную энергию в гармониках основной частоты.
Дополнительные резонансные частоты преобразователя возбуждаются гармониками сигнала возбуждения, обеспечивая более сложное перемещение поверхности преобразователя. Поверхность преобразователя перемещается так же, как вибрирующая поверхность барабана. Это включает в себя значительное количество видов вибраций. Более сложное перемещение поверхности преобразователя приводит к тому, что площадь контакта между поверхностью соприкосновения блистерной упаковки или другой емкости с плоской нижней частью и поверхностью преобразователя уменьшается и, в свою очередь, также уменьшается трение между упомянутыми двумя поверхностями. Это происходит преимущественно вследствие стремления блистера или нижней части емкости находиться на пиках схемы изгибания поверхности преобразователя и не повторять сложность ее деформации, обусловленную сложным перемещением. Часть относительного перемещения между блистером или нижней частью емкости и поверхностью преобразователя происходит в радиальном направлении, обусловленная изменяющимся радиальным размером поверхности преобразователя, когда она вибрирует в направлении, перпендикулярном плоскости данной поверхности. Данное относительное перемещение необходимо для устранения значительных потерь энергии, которые связаны с попыткой периодически растягивать материал, который образует нижнюю поверхность емкости или блистерной упаковки, для того чтобы она соответствовала или оставалась прочно сцепленной к, т.е. в контакте с поверхностью преобразователя во время вибрации.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в разрезе пьезоэлектрического привода, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 представляет собой график, изображающий форму волны сигнала возбуждения для пьезоэлектрического преобразователя в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 представляет собой график, изображающий энергию гармоник пьезоэлектрического преобразователя, генерируемых формой волны, показанной на фиг.2;
Фиг.4 представляет собой график, изображающий полную проводимость пьезоэлектрического преобразователя на различных частотах гармоник; и
Фиг.5 представляет собой схему, изображающую схему возбуждения пьезоэлектрического преобразователя в соответствии с настоящим изобретением.
В приведенном ниже описании делается ссылка на прилагаемые чертежи, которые составляют его часть и в которых показаны, в качестве иллюстрации, различные варианты осуществления настоящего изобретения. Понятно, что могут быть использованы другие варианты осуществления и могут быть выполнены изменения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения.
Настоящее изобретение обеспечивает способ и устройство для доставки лекарственного средства в легкие пациента из ингалятора посредством использования пьезоэлектрического преобразователя, для того чтобы деагрегировать или перевести в аэрозольное состояние лекарственное средство, содержащееся в блистерной упаковке или подобном устройстве. Пьезоэлектрический преобразователь приводится в действие сигналом возбуждения, который побуждает преобразователь вибрировать на двух или более разных частотах, включая его основную резонансную частоту и, по меньшей мере, одну дополнительную частоту, которая находится рядом с гармоникой основной резонансной частоты.
Другими словами, сигнал возбуждения выбирается для возбуждения дополнительных резонансных частот пьезоэлектрического преобразователя, обеспечивающих сложную схему деформации на поверхности преобразователя. Наши наблюдения, не подкрепленные теорией, показывают, что сложное перемещение поверхности преобразователя приводит к тому, что уменьшается площадь поверхности контакта между плоской поверхностью нижней части блистера в контакте с поверхностью преобразователя и в результате такого уменьшения соответственно уменьшается трение между упомянутыми двумя поверхностями. Это может происходить вследствие стремления нижней части блистера находиться на пиках схемы изгиба поверхности преобразователя и не повторять сложность ее деформации, обусловленную сложным перемещением. Это обеспечивает относительное перемещение между нижней частью блистера и поверхностью преобразователя в радиальном направлении, то что, как мы обнаружили, необходимо вследствие изменяющегося радиального размера поверхности преобразователя, когда она вибрирует благодаря упругости материала, образующего поверхность преобразователя, причем такая упругость обеспечивает вибрацию преобразователя. Наши наблюдения, хотя и не подкрепленные теорией, поддерживают мнение о том, что такое относительное перемещение необходимо для того, чтобы исключить значительные потери энергии, которые связаны с попыткой периодически растягивать полимерный материал, который образует нижнюю часть блистера, для того чтобы она соответствовала или оставалась прочно сцепленной к, т.е. в контакте с поверхностью преобразователя во время вибрации.
В соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения пьезоэлектрический преобразователь приводится в действие сигналом, имеющим форму волны, показанную на фиг.2. Данная форма волны является предпочтительной для возбуждения вышеописанного перемещения в пьезоэлектрическом преобразователе, используемом в ингаляторе сухого порошка компании-патентообладателя. Пьезоэлектрический преобразователь (фиг.1) представляет собой специализированный преобразователь, содержащий алюминиевый цилиндр 20, который имеет высоту 12,24 мм, наружный диаметр 13,32 мм и который закрыт с одного конца пьезоэлектрическим диском 22 толщиной 0,25 мм, который в свою очередь прикреплен к плоской поверхности колпачка 24, который запрессован в и закрывает цилиндр 20. Положительный подводящий провод 26 припаян к внутренней поверхности пьезоэлектрического диска 22 и приклеен к внутренней поверхности стенки колпачка 24 при помощи силиконового клея, обеспечивая уменьшение напряжения. Отрицательный подводящий провод 28 прикреплен к алюминиевому цилиндру 20.
Фиг.3 представляет собой график энергии гармоник формы волны, показанной на фиг.2. Как можно видеть, имеется значительное количество энергии гармоник, генерируемое данной формой волны на каждой из гармоник.
Фиг.4 изображает электрическую проводимость пьезоэлектрического преобразователя, используемого в ингаляторе сухого порошка. Пики в характеристике проводимости обозначают частоты механического резонанса для преобразователя. Как можно видеть, имеется несколько точек значительного механического резонанса в дополнение к основной резонансной частоте, составляющей 35 кГц. Однако другие пьезоэлектрические преобразователи могут иметь другие резонансные частоты. В своих наблюдениях мы обнаружили, что упомянутый пьезоэлектрический преобразователь сильно возбуждается на частоте 285 кГц, которая соответствует 8-й гармонике формы волны возбуждения. Однако другие преобразователи могут сильно резонировать около других гармоник (2-й, 4-й, 6-й и другой) формы волны возбуждения, таким образом осуществляя способ, аналогичный тому, который обоснован с примерным преобразователем. Важно то, что наши эксперименты согласованно установили, что сигнал возбуждения с высоким значением энергии гармоник необходим для того, чтобы надежно образовать сильную искусственную струю для комбинаций всех типов преобразователей и блистеров с плоской нижней частью, которые были исследованы.
Фиг.5 представляет собой пример схемы возбуждения, которая способна генерировать предпочтительную форму волны, показанную на фиг.2. Преобразователь 5 принимает электроэнергию из источника 10 питания. Полевые транзисторы 21, 23 содержат электронный переключатель, который размыкается и замыкается на основной резонансной частоте преобразователя. В качестве альтернативы схема возбуждения может быть выполнена с одним транзистором. Индуктор 12 накапливает энергию, когда электронный переключатель замкнут. Когда электронный переключатель разомкнут, вся энергия в индукторе 12 передается в пьезоэлектрический преобразователь 5. Диод 15 эффективно отсоединяет индуктор от преобразователя после того, как энергия индуктора передана в преобразователь, таким образом обеспечивая передачу максимальной энергии во время цикла.
Могут быть также использованы другие формы волны. Основное требование заключается в том, чтобы форма волны возбуждения создавала достаточную энергию гармоник, так что возбуждается дополнительная резонансная частота пьезоэлектрического преобразователя, в результате чего возникает механическое колебание при дополнительном резонансе. Можно также генерировать форму волны, представляющую собой два синусоидальных сигнала на двух разных частотах, соответствующих основной и дополнительной резонансной частоте преобразователя. Любой сигнал, который имеет достаточную энергию как на основной, так и на дополнительной резонансной частоте, так что получается значительное механическое перемещение поверхности преобразователя на обеих частотах, создает перемещение поверхности пьезоэлектрического преобразователя, которое оказывает требуемый эффект минимизации трения между поверхностью преобразователя и нижней частью блистера.
Необходимо отметить, что вышеописанные варианты осуществления настоящего устройства и способа, в частности и "предпочтительные" варианты осуществления, являются только возможными примерами реализаций и приведены только для ясного понимания принципов данного изобретения. Множество других вариантов осуществления изобретения, описанного в данном документе, может быть выполнено и/или изготовлено, не выходя за пределы объема и сущности данного изобретения. Все эти и другие модификации должны быть включены в данный документ в пределах объема данного описания и защищены приведенной ниже формулой изобретения. Таким образом, объем изобретения не должен ограничиваться ни чем иным, кроме того, что указано в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (14)

1. Способ приведения в действие преобразователя в ингаляторе, использующем пьезоэлектрический преобразователь в качестве вибратора, заключающийся в том, что выдают сигнал, имеющий форму волны, содержащей два синусоидальных сигнала на двух частотах, соответствующих основной резонансной частоте и дополнительной резонансной частоте, в преобразователь для создания колебаний на двух или более различных частотах, включая основную резонансную частоту преобразователя и по меньшей мере одну дополнительную резонансную частоту преобразователя.
2. Способ по п.1, в котором преобразователь используют для переведения в аэрозольное состояние лекарственного средства, содержащегося в блистерной упаковке.
3. Способ по п.2, в котором трение между блистерной упаковкой и преобразователем, обусловленное колебаниями, минимизировано.
4. Способ по п.2 или 3, в котором лекарственным средством является сухой порошок или жидкость.
5. Способ по п.1, в котором преобразователь резонирует на основной резонансной частоте и на n-ой гармонике своей основной резонансной частоты, причем n является целым числом, выбранным из группы, состоящей из 2, 4, 6 и 8.
6. Схема приведения в действие пьезоэлектрического преобразователя в ингаляторе, использующем емкость для лекарственного средства с плоской нижней частью по существу в контакте с поверхностью преобразователя, содержащая: источник питания; диод; индуктор; и электронный переключатель, при этом источник питания, диод, индуктор и электронный переключатель соединены последовательно, пьезоэлектрический преобразователь подсоединен через переключатель, причем переключатель выполнен с возможностью размыкания и замыкания на самой низкой резонансной частоте пьезоэлектрического преобразователя для создания в преобразователе колебаний на двух или более различных частотах, включая основную резонансную частоту преобразователя и по меньшей мере одну дополнительную резонансную частоту преобразователя.
7. Схема по п.6, в которой электронный переключатель состоит из по меньшей мере одного транзистора.
8. Схема по п.7, в которой электронный переключатель состоит из двух полевых транзисторов, выполненных с возможностью размыкания и замыкания на основной резонансной частоте пьезоэлектрического преобразователя.
9. Схема по п.6, в которой индуктор выполнен с возможностью выдавать по существу всю свою энергию в преобразователь, когда переключатель разомкнут.
10. Схема по п.6, причем упомянутая схема выполнена с возможностью передавать значительную энергию на гармониках самой нижней резонансной частоты преобразователя и по меньшей мере на одной дополнительной резонансной частоте преобразователя.
11. Ингалятор, содержащий пьезоэлектрический преобразователь для обеспечения взвешенного состояния частиц лекарственного средства во вдыхаемом потоке газа и схему для приведения в действие пьезоэлектрического преобразователя, при этом ингалятор использует емкость для лекарственного средства с плоской нижней частью по существу в контакте с поверхностью преобразователя и схема содержит: источник питания; диод; индуктор; и электронный переключатель, при этом источник питания, диод, индуктор и электронный переключатель соединены последовательно, пьезоэлектрический преобразователь подсоединен через переключатель, причем переключатель выполнен с возможностью размыкания и замыкания на самой низкой резонансной частоте пьезоэлектрического преобразователя для создания в преобразователе колебаний на двух или более различных частотах, включая основную резонансную частоту преобразователя и по меньшей мере одну дополнительную резонансную частоту преобразователя.
12. Ингалятор по п.11, в котором лекарственным средством является сухой порошок или жидкость.
13. Способ минимизации в ингаляторе трения между вибрирующей поверхностью преобразователя и элементом, содержащим лекарственное средство и находящимся в контакте с ней, заключающийся в том, что приводят в действие преобразователь ингалятора на двух или более частотах, соответствующих его основной резонансной частоте и по меньшей мере, одной его дополнительной резонансной частоте посредством сигнала, имеющего форму волны, содержащую два синусоидальных сигнала на двух частотах, соответствующих основной резонансной частоте и дополнительной резонансной частоте.
14. Способ по п.13, в котором преобразователь приводят в действие на основной резонансной частоте и на n-ой гармонике своей основной резонансной частоты, причем n является целым числом, выбранным из группы, состоящей из 2, 4, 6 и 8.
RU2010139843/28A 2008-02-29 2009-02-26 Способ и устройство для приведения в действие преобразователя устройства для ингаляции RU2521733C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3288308P 2008-02-29 2008-02-29
US61/032,883 2008-02-29
US12/392,686 2009-02-25
US12/392,686 US8371294B2 (en) 2008-02-29 2009-02-25 Method and apparatus for driving a transducer of an inhalation device
PCT/US2009/035305 WO2009111267A1 (en) 2008-02-29 2009-02-26 Method and apparatus for driving a transducer of an inhalation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010139843A RU2010139843A (ru) 2012-04-10
RU2521733C2 true RU2521733C2 (ru) 2014-07-10

Family

ID=41012228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139843/28A RU2521733C2 (ru) 2008-02-29 2009-02-26 Способ и устройство для приведения в действие преобразователя устройства для ингаляции

Country Status (20)

Country Link
US (1) US8371294B2 (ru)
EP (1) EP2249970B1 (ru)
JP (1) JP5458024B2 (ru)
KR (1) KR101559606B1 (ru)
CN (1) CN101959616B (ru)
AR (1) AR070741A1 (ru)
AU (1) AU2009222226B2 (ru)
BR (1) BRPI0908399A2 (ru)
CA (1) CA2716600C (ru)
CL (1) CL2009000462A1 (ru)
ES (1) ES2673293T3 (ru)
HK (1) HK1153425A1 (ru)
IL (2) IL207636A (ru)
MX (2) MX2010009439A (ru)
NZ (1) NZ587432A (ru)
PE (1) PE20100224A1 (ru)
RU (1) RU2521733C2 (ru)
TW (1) TWI532509B (ru)
WO (1) WO2009111267A1 (ru)
ZA (1) ZA201006158B (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100249670A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-30 Cutera, Inc. High-power multiple-harmonic ultrasound transducer
US8991390B2 (en) 2010-01-05 2015-03-31 Microdose Therapeutx, Inc. Inhalation device and method
MX2017000287A (es) 2014-07-07 2017-04-27 Microdose Therapeutx Inc Dispositivo para inhalacion.
WO2018071434A1 (en) * 2016-10-11 2018-04-19 Microdose Therapeutx, Inc. Inhaler and methods of use thereof
CN106655881A (zh) * 2016-12-28 2017-05-10 河南师范大学 压电马达的多频驱动方法
EP3384947A1 (en) * 2017-04-04 2018-10-10 PARI GmbH Spezialisten für effektive Inhalation Fluid delivery device
US11504093B2 (en) * 2021-01-22 2022-11-22 Exo Imaging, Inc. Equalization for matrix based line imagers for ultrasound imaging systems
JP2023004349A (ja) * 2021-06-25 2023-01-17 オムロンヘルスケア株式会社 ネブライザ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5487378A (en) * 1990-12-17 1996-01-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Inhaler
RU22879U1 (ru) * 2001-12-28 2002-05-10 Закрытое акционерное общество "ТЕХНОЛИДЕР" Ультразвуковой аэрозольный аппарат, ультразвуковой распылитель и генератор высокочастотных колебаний для его осуществления
EP1563864A2 (en) * 1996-01-25 2005-08-17 Microdose Technologies Inc. Inhalation device
US20070059248A1 (en) * 1997-06-18 2007-03-15 Imarx Therapeutics, Inc. Oxygen delivery agents and uses for the same
RU2301916C2 (ru) * 2001-07-05 2007-06-27 Бюлер Аг Способ воздействия на реологические свойства жидкой среды
US7318434B2 (en) * 2004-02-24 2008-01-15 Microdose Technologies, Inc. Synthetic jet based medicament delivery method and apparatus

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2517482A (en) * 1949-04-09 1950-08-01 Sharp & Dohme Inc Inhaler
GB1182779A (en) * 1966-09-17 1970-03-04 Fisons Pharmaceuticals Ltd Inhalation Device
US3507277A (en) * 1966-09-17 1970-04-21 Fisons Pharmaceuticals Ltd Inhalation device
GB1268051A (en) * 1968-06-07 1972-03-22 Fisons Pharmaceuticals Ltd Inhalation device
US3831606A (en) * 1971-02-19 1974-08-27 Alza Corp Auto inhaler
IT941426B (it) * 1971-07-17 1973-03-01 Isf Spa Inalatore a camera di turbinio per sostanze medicamentose polveriformi
US3795244A (en) * 1973-02-02 1974-03-05 Syntex Corp Inhalation device
US3948264A (en) * 1975-05-21 1976-04-06 Mead Johnson & Company Inhalation device
US4605167A (en) * 1982-01-18 1986-08-12 Matsushita Electric Industrial Company, Limited Ultrasonic liquid ejecting apparatus
US4733797A (en) * 1986-09-22 1988-03-29 Haber Terry M Dosage sealing, monitoring and dispensing assembly
US5110008A (en) * 1989-09-29 1992-05-05 Moulding Jr Thomas S Dispenser adapted to isolate the dispensed objects by compression between two moveable structures
TW197380B (ru) * 1990-03-02 1993-01-01 Glaxo Group Ltd
JPH04236962A (ja) * 1991-01-17 1992-08-25 Koji Toda 超音波吸入装置
US6629646B1 (en) * 1991-04-24 2003-10-07 Aerogen, Inc. Droplet ejector with oscillating tapered aperture
ES2284226T3 (es) * 1991-07-02 2007-11-01 Nektar Therapeutics Dispositivo para proporcionar medicamentos en aerosol.
US5647357A (en) * 1995-09-08 1997-07-15 Respironics, Inc. Respiratory mask facial seal
US5906202A (en) * 1996-11-21 1999-05-25 Aradigm Corporation Device and method for directing aerosolized mist to a specific area of the respiratory tract
GB2343122B (en) * 1998-10-26 2003-01-08 Medic Aid Ltd Improvements in and relating to nebulisers
CA2399464C (en) 2000-02-11 2008-10-07 Medic-Aid Limited Drug delivery apparatus
DE10011120A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Pfeiffer Erich Gmbh & Co Kg Spender für Medien
US7233228B2 (en) * 2002-04-29 2007-06-19 Glaxo Group Limited Alerting system
JP2005532091A (ja) 2002-05-10 2005-10-27 オリエル・セラピューティクス,インコーポレイテッド ドライ・パウダー吸入器、関連するブリスター装置、およびドライ・パウダー物質を施与しならびにブリスター・パッケージを製作する関連付けられた方法
US7118010B2 (en) * 2002-05-10 2006-10-10 Oriel Therapeutics, Inc. Apparatus, systems and related methods for dispensing and /or evaluating dry powders
US7677411B2 (en) * 2002-05-10 2010-03-16 Oriel Therapeutics, Inc. Apparatus, systems and related methods for processing, dispensing and/or evaluatingl dry powders
US6889690B2 (en) * 2002-05-10 2005-05-10 Oriel Therapeutics, Inc. Dry powder inhalers, related blister devices, and associated methods of dispensing dry powder substances and fabricating blister packages
WO2004002395A2 (en) 2002-06-27 2004-01-08 Oriel Therapeutics, Inc. Apparatus, systems and related methods for processing, dispensing and/or evaluating non-pharmaceutical dry powders
GB2395437C (en) * 2002-11-20 2010-10-20 Profile Respiratory Systems Ltd Improved inhalation method and apparatus
AU2004231342A1 (en) 2003-04-14 2004-11-04 Vectura Ltd Dry power inhaler devices and dry power formulations for enhancing dosing efficiency
GB2407042B (en) * 2003-10-17 2007-10-24 Vectura Ltd Inhaler
AU2004294890B2 (en) 2003-12-03 2010-08-26 Boehringer Ingelheim International Gmbh Pre-metered dry powder inhaler for moisture-sensitive medicaments
SE0303570L (sv) 2003-12-03 2005-06-04 Microdrug Ag Fukt-känslig medicinsk produkt
SE0303269L (sv) * 2003-12-03 2005-06-04 Microdrug Ag Medicinsk produkt
JP4601627B2 (ja) * 2004-01-16 2010-12-22 バイオデル, インコーポレイテッド 舌下薬物送達デバイス
US7607435B2 (en) 2004-01-21 2009-10-27 Battelle Memorial Institute Gas or liquid flow sensor
US7538473B2 (en) 2004-02-03 2009-05-26 S.C. Johnson & Son, Inc. Drive circuits and methods for ultrasonic piezoelectric actuators
DE102005005540B4 (de) 2005-02-07 2007-10-04 Pari GmbH Spezialisten für effektive Inhalation In verschiedenen Moden ansteuerbare Inhalationstherapievorrichtung
US20100139654A1 (en) * 2006-02-20 2010-06-10 Boehringer Ingelheim International Gmbh Inhaler
EP2162174A1 (en) 2007-07-06 2010-03-17 Boehringer Ingelheim International GmbH Inhaler
US8297280B2 (en) 2007-07-20 2012-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Inhaler
GB0800709D0 (en) * 2008-01-16 2008-02-20 Dunne Stephen T Double jet impinging nozzle
ES2655921T3 (es) * 2008-06-13 2018-02-22 Mannkind Corporation Un inhalador de polvo seco y sistema para administración de fármacos
DE102009005048A1 (de) 2009-01-13 2010-07-15 Borm, Hans-Jürgen Verfahren und Einrichtung zur automatischen Ermittlung eines inspiratorischen Leckagevolumens bei der maschinellen Beatmung
KR20130117755A (ko) 2010-06-21 2013-10-28 맨카인드 코포레이션 건조 분말 약물 운반 시스템 및 방법
JP5874724B2 (ja) 2010-06-24 2016-03-02 ベーリンガー インゲルハイム インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ネブライザ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5487378A (en) * 1990-12-17 1996-01-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Inhaler
EP1563864A2 (en) * 1996-01-25 2005-08-17 Microdose Technologies Inc. Inhalation device
US20070059248A1 (en) * 1997-06-18 2007-03-15 Imarx Therapeutics, Inc. Oxygen delivery agents and uses for the same
RU2301916C2 (ru) * 2001-07-05 2007-06-27 Бюлер Аг Способ воздействия на реологические свойства жидкой среды
RU22879U1 (ru) * 2001-12-28 2002-05-10 Закрытое акционерное общество "ТЕХНОЛИДЕР" Ультразвуковой аэрозольный аппарат, ультразвуковой распылитель и генератор высокочастотных колебаний для его осуществления
US7318434B2 (en) * 2004-02-24 2008-01-15 Microdose Technologies, Inc. Synthetic jet based medicament delivery method and apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SU 145811 1965. *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011512954A (ja) 2011-04-28
IL207636A0 (en) 2010-12-30
CL2009000462A1 (es) 2009-09-25
EP2249970A4 (en) 2016-07-06
CN101959616A (zh) 2011-01-26
NZ587432A (en) 2012-06-29
IL207636A (en) 2015-01-29
AU2009222226A1 (en) 2009-09-11
HK1153425A1 (en) 2012-03-30
EP2249970A1 (en) 2010-11-17
AR070741A1 (es) 2010-04-28
RU2010139843A (ru) 2012-04-10
IL236475A0 (en) 2015-02-26
KR101559606B1 (ko) 2015-10-12
EP2249970B1 (en) 2018-04-04
BRPI0908399A2 (pt) 2019-02-26
MX2010009439A (es) 2010-11-12
PE20100224A1 (es) 2010-04-14
JP5458024B2 (ja) 2014-04-02
ES2673293T3 (es) 2018-06-21
MX360749B (es) 2018-11-15
TW200936194A (en) 2009-09-01
US8371294B2 (en) 2013-02-12
WO2009111267A1 (en) 2009-09-11
CA2716600C (en) 2018-02-27
CA2716600A1 (en) 2009-09-11
ZA201006158B (en) 2012-03-28
IL236475A (en) 2016-09-29
US20090217925A1 (en) 2009-09-03
KR20100129748A (ko) 2010-12-09
AU2009222226B2 (en) 2013-01-31
TWI532509B (zh) 2016-05-11
CN101959616B (zh) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7318434B2 (en) Synthetic jet based medicament delivery method and apparatus
RU2521733C2 (ru) Способ и устройство для приведения в действие преобразователя устройства для ингаляции
US7080644B2 (en) Packaging and delivery of pharmaceuticals and drugs
CN106573120B (zh) 吸入装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner