SE512433C2 - Förfarande för finfördelning och elektrostatisk uppladdning av ett pulver avsett för administrering främst genom inhalation jämte anordning för matning, finfördelning och elektrostatisk uppladdning av ett pulver avsett för administrering främst genom inhalation - Google Patents

Description

1512 433 2 införande till en inhalator eller annan anordning såsom exempelvis plåster eller dylikt.

Deagglomereringen sker företrädesvis genom att två roterande borstar innehållande pulver berör varandra. Borsthåren gnids mot varandra och sönderdelar därigenom pulveragglomeraten. Samtidigt kan även en elektrostatisk uppladdning av pulvret ske. Borstarnas rotationshastighet optimeras för att uppnå optimalt resultat för olika pulversubstanser. Själva borstarnas konstruktion optimeras lämpligen för de sub- stanser som skall deagglomereras och elektrostatiskt laddas.

Materialvalet anpassas därvid till den funktion det är avsett att borstarna skall ha.

Om antistatiska borstar används är den huvudsakliga funktionen att sönderdela agglomeraten, medan om annat material som exempelvis nylon används sker även en mer markant elektrostatisk uppladdning av pulvret.

För att frigöra pulver från borstarna kan en frigöringsanordning arrangeras på lämpligt sätt. En skiva av lämpligt material sätts mot en av borstarna så att stråna i borsten böjs. När borsten roterar kommer då ett kontinuerligt dammande av pulvret att ske. När en elektrostatisk dosering av pulvret skall ske måste materialval och rotationshastigheter vara sådana att pulvret laddas till rätt potential och tecken.

Då det i praktiken är omöjligt att erhålla en fullständig deagglomerering i borstarna, kommer det damm som avges från sprättanordningen att innehålla en liten del agglo- merat. För att dessa agglomerat inte skall ingå i det pulver som skall doseras måste en avskiljning ske. Detta anordnas i en klassificeringsanordning där sprättningen sker i riktning mot en mottagaranordning och där ett elektriskt fält finns vinkelrätt mot sprättriktningen. Den kinetiska energin, som är väsentligt större hos agglomeraten, kommer då att föra de stora partiklarna till mottagningsanordningen medan de små, enskilda partiklarna kommer att dras till en doseringsvals med hjälp av det elektriska fältet. På detta sätt kommer i praktiken endast enskilda partiklar att användas för dosering.

Uppfinningen definieras genom de oberoende patentkraven 1 och 5 samt olika utföringsformer definieras av de beroende patentkraven 2-4 respektive 6-14.

Kortfattad beskrivninq av ritningarna.

Uppfinningen kommer att beskrivas i form av en föredragen, belysande utföringsform och med hjälp av de bifogade ritningarna där lika hänvisningsbeteckningar anger lika eller motsvarande element och där: Fig. 1 visar ett flödesschema över pulvrets väg genom en anordning/inhalator i enlighet med den föreliggande uppfinningen, Fig. 2 visar en principskiss av matningsanordningen i en belysande utföringsform för att arbeta enlighet med fig. 1, Fig. 3 visar en annan utföringsform av matningsanordningen enligt den föreliggande uppfinningen, samt Fig. 4 visar ytterligare en utföringsform av matningsanordningen enligt den före- liggande uppfinningen. 512 433 Beskrivninq av en belysande utförinqsform De substanser som avses att behandlas är i första hand medicinska pulver, men även andra sorts pulver, där en exakt dosering av små kvantiteter krävs, kan vara aktuella. l fortsättningen i samband med beskrivningen av en belysande utförings- form kommer pulver att användas som ett gemensamt namn för samtliga typer av substanser eller beredningar av substanser, som skall behandlas.

Figur 1 beskriver ett förfarande enligt den föreliggande uppfinningen genom att på ett schematiskt sätt visa pulvrets väg genom en doseringsanordning enligt Fig. 2.

Pulvret förvaras i ett magasin 1. Från magasinet transporteras det enligt steg 22 vidare till en finfördelningsanordning för deagglomerering med hjälp av en lämplig anordning tex. i form av en roterande plastfilm eller borste. Överflödigt pulver återförs automatiskt till magasinet 1 när finfördelningsorganets första borste 2 inte kan ta emot mera pulvermaterial. På detta sätt erhålls ett stabilt system, som håller pulvermatningen i balans och därmed erhålls möjlighet till en jämn dosering.

Deagglomereringen, som sker i nästa steg 23, sker genom att slå sönder eller fin- fördela agglomeraten med en lämpligt anpassad anordning som enligt ovan består av två borstar i kontakt med varandra enligt den belysande utföringsformen av den föreliggande uppfinningen. Pulvret frigörs därefter i steg 24 från finfördelningsanord- ningens andra borste 3 genom att det med hjälp av ett frigöringsorgan 5 skjuts ut eller sprätts ut från den andra borsten 3 på ett sätt så att ett dammoln bildas.

Dammolnet består i detta skede till största delen av enskilda partiklar, men en del agglomerat återstår. För att få en så fullständig deagglomerering som möjligt sker i nästa steg 26 en klassificering. ' Klassificeringen i steget 26 görs genom att använda kinetisk rörelseenergi och ett elektriskt fält för att skilja enskilda partiklar från agglomerat. För att detta skall kunna ske måste pulverpartiklarna erhålla en hög hastighet och vara elektrostatiskt laddade när de lämnar frigöringsanordningen 5. Pulveragglomeraten, som är förhållandevis stora, kommer att ha en hög rörelseenergi och dessa agglomerat vill därför fortsätta rakt fram. De små enskilda partiklarna med låg rörelseenergi kommer att lättare kunna påverkas av ett elektriskt fält och ändra rörelseriktning. Därför pålåggs ett elektriskt fält vars riktning lämpligen är vinkelrätt mot den rörelseriktning partiklarna erhåller vid frigöringen från borsten 3.

Pulveragglomeraten, som gär rakt fram, kommer att tas om hand av ett mottagnings- organ 7 för vidare transport tillbaka till magasinet 1 eller finfördelningsorganet. De enskilda partiklarna som bildar ett dammrum förs av det elektriska fältet i ett överföringssteg 32 till en doseringsvals 9 för vidare behandling.

Från doseringsvalsen 9 i överföringssteget 32 sker doseringen av pulver till luftströmmen med hjälp av en attraherande elektrod 14 eller luftavblåsning.

Regleringen av doserad mängd pulver till luften sker exempelvis genom att i ett regleringssteg 34 variera en spänning och/eller att använda ett elektroniskt styrt filter 10. Doseringsvalsen 9 rengörs kontinuerligt från pulver omedelbart efter det att doseringen har skett genom sin kontakt med mottagningsanordningen 7. Det pulver, som på detta sätt tas bort återförs via mottagningsanordningen 7 till de roterande borstarna 2 och 3 eller magasinet 1, exempelvis genom en ytterligare frigöringsanordning (ej visad) motsvarande anordningen 5. 512 433 4 Resultatet av doseringen blir en Iuftström i steget 36, som innehåller en reglerad halt pulver i form av enskilda partiklar, vilket är en förutsättning för att vid inhalation erhålla en hög verkningsgrad för medicinska pulver vid administreringen i steg 38. l Figur 2 visas en belysande utföringsform av uppfinningen. Magasinet 1 är företrädesvis runt och innehåller i den belysande utföringsformen en långsamt roterande tunn plastskiva eller borste, som när den passerar en upphöjning i magasinsutrymmet, sprätter iväg pulver mot en första matnings- och finfördelnings- borste (finfördelningsorgan) 2, så att denna hela tiden har samma fyllning av pulver.

Magasinet är lämpligen lufttätt och i förbindelse med ett utrymme, som innehåller fuktabsorberande substans. I en ytterligare utföringsform av anordnlngen sker en elektrisk uppvärmning för att hålla kontroll på klimatet i apparaten.

Finfördelningen sker i den belysande utföringsformen med hjälp av roterande borstar 2 och 3 där konstruktion och materialval anpassats till pulvrets egenskaper. I en annan utföringsform skulle även andra organ än roterande borstar kunna användas.

Rotationshastigheten och rotationsriktningen påverkar pulvret i hög grad, och för hög hastighet kan ge tendenser till smältning och avsättningar inne i apparaturen.

Materialvalet är betydelsefullt för att rätt elektrostatisk laddning av pulvret skall erhållas och en viktig del i bedömningen är således var materialet befinner sig i den triboelektriska serien. I många fall är det även nödvändigt att använda ledande material om man vill undvika elektrostatisk uppladdning. Följande tabell visar några materials placering i den triboelektriska serien. s Triboelektrisk serie Laddas positiva Glas Nylon Styren Gummi Polyeten PVC Teflon Laddas negativa l övrigt med avseende på elektriska egenskaper kan material exempelvis uppdelas i tre grupper: (1) isolerande material, som är möjliga att ladda elektrostatiskt, exempelvis genom triboladdning. (2) Halvledande material, som ej går att ladda elektrostatiskt, men som är lämpliga till vissa delar av apparaturen som skall spänningssättas. 512 433 5 (3) Ledande material som sådana nödvändiga att använda för att undvika elektrostatisk uppladdning och erhålla en säkerjordning.

Avståndet mellan borstarna ställs in så att en optimal deagglomerering erhålls, normalt är det lämpligt att borststråna går in i varandra mellan 0 och 3 mm. Just i kontakten mellan borststråna gnuggas agglomererat pulver sönder och borstarna kommer på detta sätt att i huvudsak innehålla enskilda partiklar.

För att lösgöra pulvret från borsten används en frigöringsanordning 5. En tillämplig frigöringsanordning är till exempel en skiva av lämpligt material, vilken vid borstens 3 rotation böjer stråna så att pulvret sprätts iväg när sträna rätar på sig igen. Ett ytterligare alternativ är att ha en ytterligare borste istället för skivan i frigörings- anordningen.

Dammet från den roterande borsten 3 går vid frigöringsanordningen ut i ett utrymme där en klassificering sker, dvs. en separering så att kvarvarande agglomererat pulvermaterial kan återföras till magasinet l eller finfördelningsorganet. Denna del av pulvret förs till mottagaranordningen i form av en ytterligare roterande borste 7 medan det finfördelade pulvret som ett damm , som består av enskilda partiklar, går vidare till dosering genom att fördelas över en doseringsvals 9.

Själva doseringen sker genom att en dragelektrod med lämplig spänning drar till sig pulverkornen från doseringsvalsen 9. Dragelektrodens potential är möjlig att variera inom vida gränser med en pàlagd spänning som normalt ligger mellan ca 500 och 3000 V. En luftström, inandningsluften, kommer att dra med sig de små pulverkornen innan dessa når dragelektroden. Mängden doserat pulver kan styras genom att slå till och av spänningen över dragelektroden. Alternativt kan doseringen regleras genom att ett elektroniskt filter sätts in mellan doseringsvalsen och dragelektroden.

Ett ytterligare alternativ är att luftströmmen direkt lösgör pulver från doseringsvalsen, som då placeras högre upp i anordningen i direkt kontakt med luftströmmen, som illustreras i Fig. 3. Regleringen sker i detta fall genom att variera det elektriska fältet i klassificeringsprocessen motsvarande steget 26 enligt Fig. 1.

Ett normalt förfarande vid inhalatorer är att de laddas med pulver i form av kapslar.

Engångsinhaltorer laddas med en kapsel medan multiinhalatorer ofta laddas med ett band innehållande flera kapslar. Ett ytterligare alternativ är därför att doseringsval- sen 9 ersätts med pulverhållare (kapslar) 9', som kan vara enskilda eller ingå i ett band på ett sätt som generellt illustreras i Fig. 4. På detta sätt kan den beskrivna matnings- och doseringsanordningen med fördel användas för att på ett enkelt sätt fylla kapslarna med en exakt mängd pulver, som i enlighet med uppfinningen enbart består av enskilda partiklar lämpliga för administrering genom inhalering. Anord- ningen enligt Fig. 4 uppvisar i övrigt motsvarande element som Fig. 2 och 3.

Hela doseringsapparaturen konstrueras härvid så att inga utrymmen skapas där pulvret kan bygga upp eller ligga stilla. Materialvalet är även här viktigt för att minimera avsättningar. Detta sker vidare exempelvis genom att väggar och andra delar ges samma eller högre potential och med samma polaritet som det elektrostatiskt laddade pulvret för att skapa en repellering av pulvret. 512 433 6 Förfarandet och anordningen har visats med hjälp av en belysande utföringsform I som dock inte skall ses som begränsande av uppfinningens omfattning, vilken istället framgår av de bifogade patentkraven.

Claims (14)

512 433 7 Patentkrav

1. Förfarande för finfördelning och elektrostatisk uppladdning av ett pulver avsett för administrering främst genom inhalation, kännetecknat av stegen: finfördelande av agglomererat pulver till enstaka pulverpartiklar, vilket åstadkoms genom att ett första roterande organ (2) och ett andra roterande organ (3) bringas i ingrepp med varandra, varigenom pulveragglomeraten som transporteras av det första roterande organet därigenom sönderdelas, frigörande av det finfördelade pulvret fràn det andra roterande organet (3) med hjälp av en frigöringsanordning (5), separerande av enskilda pulverpartiklar och resterande agglomererat pulver med hjälp av en klassificeringsanordning, uppfàngande av agglomererat pulver med en mottagningsanordning (7) för àterförande av detta till ett magasin (1 ) eller det första roterande organet (2), överförande av de enskilda pulverpartiklarna till en doseringsvals (9), samt dosering av de enskilda pulverpartiklarna genom att kontrollerat med hjälp av ett elektriskt fält föra ut de finfördelade pulverpartiklarna från doseringsvalsen (9) till en luftström (12).

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget med en uppladdning av pulvret i de roterande organen (2) och (3) eller i frigöringsanord- ningen (5) genom ett val av lämpligt material i förhållande till pulvret.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget med en luftav- blåsning för att ytterligare hjälpa till att föra ut finfördelade pulverpartiklar från doseringsvalsen (9) till luftströmmen(12).

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att steget med överförande av de enskilda pulverpartiklarna till doseringsvalsen (9) görs med hjälp av ett elektro- statiskt fält, erhållet genom att doseringsvalsen (9) ges en attraherande elektrisk potential iförhållande till pulvrets laddning.

5. Anordning för matning, finfördelning och elektrostatisk uppladdning av ett pulver avsett för administrering främst genom inhalation, kännetecknad av att den innefattar ett magasin (1) för pulvret som skall administreras, ett första roterande organ (2) i kontakt med magasinet (1), ett andra roterande organ (3) i kontakt med det första roterande organet (2), varvid det första organet och det andra organet bildar en deagglomereringszon där förekommande pulveragglomerat sönderdelas till enskilda pulverpartiklar lämpliga för administrering, ett frigöringsorgan (5) för frigörande av finfördelat pulver fràn det andra roterande organet (3) , ett tredje roterande organ (7) för àterförande av icke finfördelade agglomerat till magasinet (1) eller det första roterande organet (2), samt 5,12 433 8 . ett doseringsorgan (9) för mottagande av det flnfördelade pulvret för administrering.

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att deagglomereringszonen utgörs av en första och andra roterande borste (2, 3), varvid borststråna i de två borstarna gàr in i varandra, och i kontakten mellan borststråna agglomererat pulver gnuggas sönder och den andra borsten (3) kommer väsentligen att innehålla enskilda pulverpartiklar.

7. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att en elektrostatisk uppladdning av pulvret sker genom tribo- eller korona- eller induktionsladdning eller en kombination av dessa genom ansättande av lämpligt material i förhållande till den triboelektriska serien samt i förhållande till pålagda spänningar i matningsanordningen.

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att anordningens material väljs så att tribo, corona och/eller induktiv uppladdning av pulvret kontrolleras genom externt pålagda och styrda fält.

9. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att magasinet (1) för pulver innefattar en långsamt roterande skiva eller borste som när den passerar en upphöjning sprätter i väg pulver mot det närmaste roterande organet (2).

10. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att den vidare är utrustad med behållare för torkmedel för att erhålla ett kontrollerat klimat avseende fuktnivå.

11. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att den är utrustad med en elektrisk uppvärmningsanordning för kontroll av klimatet i dess matnings- och finfördelningsutrymme.

12. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att det i anordningen finns anordnat ett utrymme för det färdigbehandlade pulvret i form av damm för senare hantering.

13. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att anordningens väggar är av elektriskt ledande eller halvledande material med en potential som har samma tecken som det laddade pulvret för att minimera avsättningar.

14. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att doseringsorganet (9*) är utformat som en teknisk pulverkälla i form av exempelvis ett band för senare montering i en separat inhalationsanordning.