WO2014017827A1 - 약물 흡입 장치 - Google Patents

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particles
aerosol
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이규홍
허용주
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한국화학연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a drug inhalation device. More specifically, by removing water from the aqueous solution of the drug in the form of liquid aerosol through the evaporation unit to convert the aqueous solution of the drug into a dry drug state to be inhaled, the drug particles can penetrate deep into the lungs along the airways, lung disease It can be applied to the treatment or various treatments using it, and the configuration of the evaporation unit is configured by supplying dry air by using the air compressor used in the aerosol unit, thereby simplifying the configuration without the need for additional equipment
  • the present invention relates to a drug inhalation device that can be easily manufactured and can reduce manufacturing costs.
  • the drug inhalation device is a device that inhales the drug through the patient's airway, and is mainly used to treat diseases such as asthma and lung diseases, and recently, is used as a device for injecting various drugs through the nose or lungs. It is becoming.
  • the drug inhalation device is configured to aerosolize the aqueous solution of the drug in a state in which the drug is dissolved in water to fine particles to inhale the drug aerosol particles into the mouth or nose of the patient through a separate inhalation mechanism.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram conceptually showing the configuration of a conventional drug inhalation device according to the prior art.
  • the conventional drug inhalation device is provided with a chemical solution storage unit 200 that can store the aqueous solution of the drug in the main body 100, as shown in Figure 1, the drug aqueous solution (W) stored in the chemical solution storage unit 200
  • An aerosol unit 300 for aerosolizing the () is provided inside the main body 100.
  • the aerosol unit 300 may aerosolize the aqueous drug solution W in a manner of supplying a separate compressed air, and may be configured in various ways such as an ultrasonic method or a jet injection method.
  • a separate intake tube (L) is connected to the aerosol unit 300, one end of the intake tube (L) is coupled to the suction device 400, such as a mask or mouthpiece to be mounted on the patient's respirator.
  • the aqueous drug solution particles W1 converted into the aerosol state by the aerosol unit 300 pass through the suction pipe L and are sucked into the respirator of the patient through the suction device 400 according to the patient's breathing.
  • the aqueous solution of drug solution W1 inhaled into the respirator of the patient is delivered to the bronchus or lung of the patient along the patient's airway.
  • the aqueous solution of the aqueous drug solution (W1) of the aerosol state generated by the aerosol unit 300 is a form in which the water particles (Q) wrap the outer space of the drug particles (P) present therein as shown in FIG. Since the size and weight is relatively large, in the process of being sucked into the patient's respiratory system through the inhalation mechanism 400, it is almost absorbed in the patient's mouth or throat, and does not penetrate deep into the lungs along the airways. .
  • the drug inhalation device does not penetrate the drug to the lung, it was used only for the purpose of treating the bronchial part, but there was a limit to the use of the drug for the treatment of pulmonary disease. In this case, the amount of penetration is relatively small, such that the amount of the drug used is also increased.
  • an object of the present invention is to remove the water from the aqueous solution of the drug solution in the liquid aerosol state through the evaporation unit to convert the aqueous drug solution particles into the dry drug particle state to provide a suction device
  • inhalation through the drug particles can penetrate deep into the lungs along the airways to provide a drug inhalation device that can be applied to the treatment of lung disease or various treatments using the same.
  • Another object of the present invention is configured by supplying dry air using the air compressor used in the aerosol unit for the evaporation unit for evaporating water from the aqueous solution particles of the drug, there is no need to additionally configure a separate device configuration It is to provide a drug inhalation device that can be simplified, easily manufactured and reduced manufacturing costs.
  • the main body is formed with a chemical storage unit to store the drug solution therein, an aerosol unit for aerosolizing the drug solution stored in the drug storage unit, and the suction device connected to the aerosol unit mounted on the user's respirator
  • a drug inhalation device comprising: an evaporation unit for receiving an aqueous solution particle in an aerosol state produced by the aerosol unit and converting water from the aqueous solution particle into dry drug particles, wherein the evaporation unit includes an internal space An evaporation case in which an evaporation chamber is formed; A particle flow pipe passing through the evaporation case so as to pass through the evaporation chamber, and having both ends connected to the aerosol unit and the suction device, respectively; And a dry air supply module for supplying dry air to the evaporation chamber, wherein the particle flow pipe is formed of a moisture-permeable membrane through which air and water vapor pass, and dry drug particles cannot pass, and an aerosol flowing from the aerosol unit
  • the dry air supply module may include an air compressor connected to the inlet to supply compressed dry air.
  • the particle flow pipe may be arranged in a zigzag form inside the evaporation chamber.
  • the particle flow pipe may be formed to branch into a plurality in the evaporation chamber.
  • the evaporation unit may further comprise a heating module for heating the internal space of the evaporation case.
  • the heating module may be formed to surround the outer peripheral surface of the evaporation case.
  • the drug particles penetrate deeply into the lungs along the airways. It can be applied to the treatment of lung diseases or various treatments using the same can be used to extend the scope of the use, there is an effect that can reduce the amount of drugs do not cause the loss of drug particles.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram conceptually showing the configuration of a conventional drug inhalation device according to the prior art
  • FIG. 2 is a conceptual diagram conceptually showing a configuration of a drug inhalation device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view schematically showing a configuration of an evaporation unit of a drug inhalation device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view schematically showing various forms of the particle flow pipe of the evaporation unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view schematically showing another form of the evaporation unit of the drug inhalation device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram conceptually showing a configuration of a drug inhalation device according to an embodiment of the present invention.
  • Drug inhalation device is a device for inhaling the drug through the respiratory system of the patient, the body 100 is formed in the receiving space therein, and provided inside the body 100 to store the aqueous solution of the drug
  • the main body 100 may be formed in a case shape in which an accommodation space is formed therein, and may be applied to both a fixed type or a portable type that can be held by a user at a hospital or home.
  • the chemical liquid storage unit 200 and the aerosol unit 300 are provided inside the main body 100, and the chemical liquid storage unit 200 and the aerosol unit 300 may be appropriate depending on whether the main body 100 is fixed or portable. It is mounted inside the main body 100 in size.
  • the drug solution storage unit 200 stores the drug solution W in a state in which the drug particles are dissolved in water, and the aerosol unit 300 is configured to aerosolize the drug solution solution W stored in the drug solution storage unit 200. do.
  • the aerosol unit 300 aerosolizes the aqueous drug solution (W) may be configured to supply compressed air through a separate air compressor, or may be configured by an ultrasonic method using an ultrasonic vibrator. Since the configuration of the aerosol unit 300 is widely used as a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
  • the suction device 400 is connected to the aerosol unit 300 through the suction pipe L, and the suction device 400 such as a mask or a mouthpiece is coupled to one end of the suction pipe L so as to be mounted on the respirator of the user.
  • the evaporation unit 500 is disposed between the aerosol unit 300 and the suction mechanism 400, the evaporation unit 500 is connected to the aerosol unit 300 and the suction mechanism 400 through the suction pipe (L). .
  • the evaporation unit 500 receives the aerosol drug aqueous solution particles W1 generated by the aerosol unit 300 through the suction pipe L, and evaporates water from the drug aqueous solution particles W1 to evaporate the aqueous solution particles W1. Is converted to dry drug particles (P).
  • the evaporation unit 500 may be disposed inside the main body 100 as shown in FIG. 2, or may be separately disposed outside the main body 100.
  • the aqueous solution of drug solution W1 in the aerosol state generated by the aerosol unit 300 is converted into dry drug particles P from which moisture is removed via the evaporation unit 500 and then through the suction device 400. Inhaled by the user's respiratory system.
  • the aqueous solution of drug solution W1 in the aerosol state generated by the aerosol unit 300 may be filled with water particles Q in the outer space of the drug particles P present therein.
  • the evaporation unit 500 receives the aerosol drug aqueous solution particles W1 and functions to evaporate and remove moisture. That is, the evaporation unit 500 performs a function of converting the drug aqueous solution particles W1 that are liquid aerosol particles into dry drug particles P that are solid aerosol particles by evaporating moisture.
  • the aqueous aqueous solution particles W1 are continuously removed by evaporation of the external moisture particles W in the course of passing through the evaporation unit 500 as shown in FIG. 2, and finally, all of the moisture particles W are removed. Converted to removed dry drug particles (P).
  • the dry drug particles (P) is relatively small in size compared to the aqueous drug solution particles (W1), in general, the aqueous drug solution (W1) has a particle size of micro units, dry drug particles are nano- Has a particle size.
  • the dry drug particles P converted by the evaporation unit 500 are delivered to the suction device 400 through the suction pipe L, and thus, the dry drug particles P are sucked into the respirator of the user.
  • the drug aqueous solution particles W1 are converted into dry drug particles P through the evaporation unit 500, and thus, the dried drug particles P are converted. Since the suction through the inhalation mechanism 400 to the user's respiratory system, unlike the prior art drugs can penetrate deep into the lungs of the patient.
  • the liquid aerosol drug aqueous solution particles (W1) is relatively large in size and weight, as described in the prior art, and thus, in the process of being sucked into the respiratory system of the patient through the inhalation mechanism 400, in the mouth, throat, etc. of the patient. While almost absorbed and unable to penetrate deep into the lungs along the airways, the dry drug particles (P) in the aerosol-free solid aerosol state have a particle size in nano units in the solid aerosol state and are light in weight. Breathing may penetrate deep into the lungs.
  • the drug inhalation device can be used for the treatment of pulmonary diseases as well as for the treatment of bronchus, etc., and can be used for various methods of treatment such as deeply penetrating drug particles into the lungs and circulating blood. .
  • FIG 3 is a view schematically showing a configuration of an evaporation unit of a drug inhalation device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a various forms for the particle flow pipe of the evaporation unit according to an embodiment of the present invention It is a schematic drawing.
  • the evaporation unit 500 of the drug inhalation device passes through an evaporation case 510 and an evaporation chamber 514 in which an evaporation chamber 514 is formed in an inner space as shown in FIG. 3. And a particle flow pipe 520 passing through the evaporation case 510 and a dry air supply module 530 for supplying dry air to the evaporation chamber 514.
  • connection port 511 On both sides of the evaporation case 510 is formed a connection port 511 into which the suction pipe L is inserted so as to be connected to the aerosol unit 300 and the suction mechanism 400, and one side of the evaporation case 510 is supplied with dry air.
  • An inlet port 512 is formed to allow dry air to flow into the evaporation chamber 514 from the module 530, and dry air introduced from the dry air supply module 530 on the other side can flow out of the evaporation chamber 514.
  • Outlet port 513 is formed.
  • the particle flow pipe 520 is disposed inside the evaporation case 510 so as to communicate with the connection port 511, and both ends thereof are connected to the aerosol unit 300 and the suction device 400 through the suction pipe L, respectively. Accordingly, the aerosol drug aqueous solution particles W1 generated by the aerosol unit 300 flow into the particle flow pipe 520 through the suction pipe L, and then again through the suction pipe L, the suction device 400. Flow to.
  • This particle flow pipe 520 is formed of a moisture permeable membrane 522 through which air and water vapor pass and dry drug particles P cannot pass.
  • the pipe-shaped skeleton frame 521 is mounted inside the particle flow pipe 520 formed of the moisture permeable membrane 522 to form a pipe shape.
  • the particle flow pipe 520 includes a skeleton frame 521 in the form of a cylindrical pipe and a moisture permeable membrane 522 that surrounds the outside of the skeleton frame 521, as shown in FIG. 3.
  • the skeleton frame 521 may be configured in various forms, for example, may be formed in a cylindrical pipe-shaped frame structure, as shown in Figure 3, or may be simply formed in the form of a metal mesh.
  • the moisture permeable membrane 522 is a membrane that performs a selective permeation function is formed in the form of passing air and water vapor particles, but does not pass the dry drug particles (P), for example, Nafion Membrane (Nafion Membrane) Can be used.
  • P dry drug particles
  • the dry air supply module 530 is configured to supply dry air to the evaporation chamber 514.
  • the air compressor 531 compresses air to supply compressed dry air, and the air compressor 531. It may be configured to include an air supply pipe 531 is connected to, the air supply pipe 531 is coupled to the inlet port 512 of the evaporation case 510 is compressed dry air from the air compressor 531 evaporation chamber ( 514 is configured to be supplied.
  • the air compressor 531 may be provided separately, but when the aerosol unit 300 is configured in such a manner as to supply compressed air through the air compressor, the air compressor 531 is not provided to the aerosol unit 300.
  • the air compressor used may be used to supply compressed dry air to the evaporation chamber 514.
  • the internal space of the evaporation chamber 514 becomes very low in relative humidity.
  • the inner space of the particle flow pipe 520 is formed with a relatively high relative humidity by the evaporation of the moisture of the aqueous drug solution (W1).
  • the particle flow pipe 520 is formed of a moisture-permeable membrane 522 through which moisture and air can pass, the evaporation chamber 514 and the space inside the particle flow pipe 520 communicate with each other, thus the particle flow pipe Moisture particles evaporated in the internal space are passed through the moisture permeable membrane 522 and diffused into the evaporation chamber 514, so that the internal space of the particle flow pipe 520 is also changed to a low relative humidity.
  • the aqueous drug solution particles W1 in the aerosol state generated by the aerosol unit 300 flows into the particle flow pipe 520 through the suction pipe L, and then passes through the particle flow pipe 520.
  • the evaporation phenomenon takes place actively in accordance with the low humidity ambient conditions, thereby converting to a dry drug particle (P) state from which moisture is removed.
  • the dry drug particles P converted as described above are supplied to the suction device 400 through the suction pipe L, and are sucked into the respirator of the user through the suction device 400.
  • the particle flow pipe 520 is disposed in a zigzag form in the evaporation chamber 514, thereby allowing the drug aqueous solution particles W1 to pass through the particle flow pipe 520.
  • the evaporation time for can be increased to allow conversion to a more highly dried dry drug particle (P) state.
  • the particle flow pipes 520 are formed to branch into two inside the evaporation chamber 514, whereby each of the particle flow pipes 520 in which the drug aqueous solution particles W 1 are branched. It can be converted to a more highly dried dry drug particle (P) state by allowing each to pass through and evaporate in a dispersed state.
  • the particle flow pipe 520 may be branched into two but may be branched into two or more.
  • FIG. 5 is a view schematically showing another form of the evaporation unit of the drug inhalation device according to an embodiment of the present invention.
  • the evaporation unit 500 of the drug inhalation device evaporates the evaporation case 510 so as to further accelerate evaporation of the drug aqueous solution particles W1 flowing through the particle flow pipe 520. It may be configured to further include a separate heating module 540 that can heat the chamber 514.
  • the heating module 540 is formed to surround the outer circumferential surface of the evaporation case 510 as shown in (a) of FIG. 5 to heat the evaporation chamber 514, and then evaporate through heating of the evaporation chamber 514. It may be configured in such a way as to lower the overall relative humidity with respect to the interior space of the chamber 514 and the particle flow pipe 520, alternatively disposed inside the evaporation chamber 514 to surround the outer circumferential surface of the particle flow pipe 520. It may be configured in a manner.
  • the heating module 540 may be configured in various forms, but as shown in FIG. 5, a heating cover 541 having a ductility of a fiber material, and a heating coil 542 disposed in an inner space of the heating cover 541. ) And a filler 542 filling the inner space of the heating cover 541 to transfer heat of the heating coil 542.
  • the heating coil 542 may be configured to generate heat by receiving power.
  • the heating module 540 is flexible and can wrap the evaporation case 510, thereby minimizing heat loss.
  • the heating module 540 may be configured in various forms to exhibit a heat generating function such as chemical pyrolysis.

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Abstract

본 발명은 약물 흡입 장치에 관한 것으로, 액체 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자로부터 증발 유닛을 통해 수분을 제거하여 약물 수용액 입자를 건조 약물 입자 상태로 변환하여 흡입되도록 함으로써, 약물 입자를 기도를 따라 폐까지 깊숙히 침투시킬 수 있어 폐질환 치료 또는 이를 이용한 다양한 치료에 적용할 수 있고, 증발 유닛의 구성을 에어로졸 유닛에 사용되는 에어 컴프레셔를 이용하여 건조 공기를 공급하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 장치를 추가 구성할 필요가 없어 구성을 단순화할 수 있고, 용이하게 제작할 수 있으며 제작 비용을 절감할 수 있는 약물 흡입 장치를 제공한다.

Description

약물 흡입 장치
본 발명은 약물 흡입 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 액체 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자로부터 증발 유닛을 통해 수분을 제거하여 약물 수용액 입자를 건조 약물 입자 상태로 변환하여 흡입되도록 함으로써, 약물 입자를 기도를 따라 폐까지 깊숙히 침투시킬 수 있어 폐질환 치료 또는 이를 이용한 다양한 치료에 적용할 수 있고, 증발 유닛의 구성을 에어로졸 유닛에 사용되는 에어 컴프레셔를 이용하여 건조 공기를 공급하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 장치를 추가 구성할 필요가 없어 구성을 단순화할 수 있고, 용이하게 제작할 수 있으며 제작 비용을 절감할 수 있는 약물 흡입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 약물 흡입 장치는 환자의 기도를 통해 환자에게 약물을 흡입시키는 장치로서, 천식이나 폐질환 등의 질병 치료에 주로 이용되고 있으며, 최근에는 코 또는 폐를 통해 다양한 약물을 주입하기 위한 장치로 활용되고 있다.
이러한 약물 흡입 장치는 약제가 물에 용해된 상태의 약물 수용액을 에어로졸화하여 미세한 입자로 변환시켜 별도의 흡입 기구를 통해 환자의 입이나 코로 약물 에어로졸 입자가 흡입되도록 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 약물 흡입 장치의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이다.
종래 기술에 따른 일반적인 약물 흡입 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(100) 내부에 약물 수용액을 저장할 수 있는 약액 저장부(200)가 구비되고, 약액 저장부(200)에 저장된 약물 수용액(W)을 에어로졸화하는 에어로졸 유닛(300)이 본체(100) 내부에 구비된다. 에어로졸 유닛(300)은 별도의 압축 공기를 공급하는 방식으로 약물 수용액(W)을 에어로졸화할 수 있으며, 초음파 방식이나 또는 제트 분사 방식 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 에어로졸 유닛(300)에는 별도의 흡입관(L)이 연결되고, 흡입관(L)의 일단에는 환자의 호흡기에 장착될 수 있도록 마스크 또는 마우스피스와 같은 흡입 기구(400)가 결합된다.
이러한 구조에 따라 에어로졸 유닛(300)에 의해 에어로졸 상태로 변환된 약물 수용액 입자(W1)는 흡입관(L)을 통과하며 환자의 호흡에 따라 흡입 기구(400)를 통해 환자의 호흡기로 흡입된다. 이와 같이 환자의 호흡기로 흡입된 약물 수용액 입자(W1)는 환자의 기도를 따라 환자의 기관지 또는 폐까지 전달된다.
그러나, 종래 기술에 따른 일반적인 약물 흡입 장치는 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)가 액체 상태로 존재하게 되므로, 도 1에 도시된 바와 같이 환자의 입안이나 목구멍 등에서 거의 흡수되고, 이후 기도를 따라 폐까지 전달되지는 못하고 있다.
즉, 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 존재하는 약물 입자(P)의 외부 공간을 수분 입자(Q)들이 감싸고 있는 형태로 존재하게 되므로, 그 크기 및 무게가 상대적으로 크기 때문에 흡입 기구(400)를 통해 환자의 호흡기로 흡입되는 과정에서, 환자의 입안이나 목구멍 등에서 거의 흡수되고 기도를 따라 폐 속 깊숙한 부분까지 침투하지 못한다.
따라서, 이러한 약물 흡입 장치는 약물을 폐까지 침투시키지 못하므로, 단순히 기관지 부분에 대한 치료 목적으로만 사용될 뿐 폐질환에 대한 치료 목적으로 사용하는 데는 한계가 있었으며, 약물 입자를 기도를 따라 깊숙이 침투시켜야 하는 경우, 그 침투량이 상대적으로 매우 적어 약물의 사용량 또한 증가하게 되는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 액체 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자로부터 증발 유닛을 통해 수분을 제거하여 약물 수용액 입자를 건조 약물 입자 상태로 변환하여 흡입 기구를 통해 흡입되도록 함으로써, 약물 입자를 기도를 따라 폐까지 깊숙히 침투시킬 수 있어 폐질환 치료 또는 이를 이용한 다양한 치료에 적용할 수 있는 약물 흡입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 약물 수용액 입자로부터 수분을 증발시키는 증발 유닛에 대해 에어로졸 유닛에 사용되는 에어 컴프레셔를 이용하여 건조 공기를 공급하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 장치를 추가 구성할 필요가 없어 구성을 단순화할 수 있고, 용이하게 제작할 수 있으며 제작 비용을 절감할 수 있는 약물 흡입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 건조 공기 공급 방식 이외에 히팅 모듈을 추가하여 약물 수용액 입자의 증발을 더욱 가속화하도록 구성함으로써, 더욱 고도한 건조 상태의 건조 약물 입자를 생성할 수 있는 약물 흡입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 내부에 약물 수용액을 저장할 수 있도록 약액 저장부가 형성되는 본체와, 상기 약액 저장부에 저장된 약물 수용액을 에어로졸화하는 에어로졸 유닛과, 상기 에어로졸 유닛과 연결되어 사용자의 호흡기에 장착되는 흡입 기구를 포함하는 약물 흡입 장치에 있어서, 상기 에어로졸 유닛에 의해 생성된 에어로졸 상태의 수용액 입자를 공급받아 수용액 입자로부터 수분을 증발시켜 건조 약물 입자로 변환시키는 증발 유닛을 포함하고, 상기 증발 유닛은, 내부 공간에 증발 챔버가 형성되는 증발 케이스; 상기 증발 챔버를 통과하도록 상기 증발 케이스를 관통하며, 양단이 상기 에어로졸 유닛 및 흡입 기구에 각각 연결되도록 형성되는 입자 유동 파이프; 및 상기 증발 챔버에 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 모듈을 포함하고, 상기 입자 유동 파이프는 공기 및 수증기는 통과하고 건조 약물 입자는 통과할 수 없는 투습 멤브레인으로 형성되며, 상기 에어로졸 유닛으로부터 유입되는 에어로졸 상태의 수용액 입자는 상기 입자 유동 파이프를 통과하는 과정에서 수분이 증발되어 건조 약물 입자 상태로 상기 흡입 기구를 통해 사용자의 호흡기로 흡입되는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치를 제공한다.
이때, 상기 증발 케이스에는 건조 공기가 유입 및 유출되도록 유입구 및 유출구가 형성되며, 상기 건조 공기 공급 모듈은 상기 유입구에 연결되어 압축 건조 공기를 공급하는 에어 컴프레셔를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 입자 유동 파이프는 상기 증발 챔버 내부에서 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 입자 유동 파이프는 상기 증발 챔버 내부에서 다수개로 분기되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 증발 유닛은 상기 증발 케이스의 내부 공간을 가열하는 히팅 모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 히팅 모듈은 상기 증발 케이스의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 액체 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자로부터 증발 유닛을 통해 수분을 제거하여 약물 수용액 입자를 건조 약물 입자 상태로 변환하여 흡입 기구를 통해 흡입되도록 함으로써, 약물 입자를 기도를 따라 폐까지 깊숙히 침투시킬 수 있어 폐질환 치료 또는 이를 이용한 다양한 치료에 적용할 수 있어 그 활용 범위를 확장할 수 있으며, 약물 입자의 손실이 발생하지 않아 약물 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 약물 수용액 입자로부터 수분을 증발시키는 증발 유닛에 대해 에어로졸 유닛에 사용되는 에어 컴프레셔를 이용하여 건조 공기를 공급하는 방식으로 구성함으로써, 별도의 장치를 추가 구성할 필요없어 구성을 단순화할 수 있고, 용이하게 제작할 수 있으며 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 건조 공기 공급 방식 이외에 히팅 모듈을 추가하여 약물 수용액 입자의 증발을 더욱 가속화하도록 구성함으로써, 더욱 고도한 건조 상태의 건조 약물 입자를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 약물 흡입 장치의 구성을 개념적으로 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 구성을 개념적으로 도시한 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 증발 유닛에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 유닛의 입자 유동 파이프에 대한 다양한 형태를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 증발 유닛에 대한 또 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치는 환자의 호흡기를 통해 약물을 흡입시키는 장치로서, 내부에 수용 공간이 형성되는 본체(100)와, 약물 수용액을 저장할 수 있도록 본체(100) 내부에 구비되는 약액 저장부(200)와, 약액 저장부(200)에 저장된 약물 수용액(W)을 에어로졸화하는 에어로졸 유닛(300)과, 에어로졸 유닛(300)과 연결되어 사용자의 호흡기에 장착되는 흡입 기구(400)와, 에어로졸 유닛(300)과 흡입 기구(400) 사이에 배치되는 증발 유닛(500)을 포함하여 구성된다.
본체(100)는 내부에 수용 공간이 형성되는 케이스 형태로 형성되며, 병원이나 가정에서 특정 위치에 안착시켜 사용하는 고정형 또는 사용자가 손에 쥘 수 있는 정도의 휴대용으로 모두 적용될 수 있다. 이러한 본체(100)의 내부에 약액 저장부(200) 및 에어로졸 유닛(300)이 구비되는데, 약액 저장부(200) 및 에어로졸 유닛(300)은 본체(100)가 고정형 또는 휴대용인지 여부에 따라 적정 크기로 본체(100) 내부에 장착된다.
약액 저장부(200)에는 약물 입자가 물에 용해된 상태의 약물 수용액(W)이 저장되고, 에어로졸 유닛(300)은 이러한 약액 저장부(200)에 저장된 약물 수용액(W)을 에어로졸화하도록 구성된다. 에어로졸 유닛(300)이 약물 수용액(W)을 에어로졸화하는 방식은 별도의 에어 컴프레셔를 통해 압축 공기를 공급하는 방식으로 구성되거나 또는 초음파 진동자를 이용한 초음파 방식 등으로 구성될 수 있다. 이러한 에어로졸 유닛(300)의 구성은 공지된 기술로서 널리 사용되고 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
흡입 기구(400)는 흡입관(L)을 통해 에어로졸 유닛(300)과 연결되고, 흡입관(L)의 일단에 사용자의 호흡기에 장착될 수 있도록 마스크 또는 마우스피스와 같은 흡입 기구(400)가 결합된다. 이때, 에어로졸 유닛(300)과 흡입 기구(400) 사이에 증발 유닛(500)이 배치되며, 증발 유닛(500)은 흡입관(L)을 통해 에어로졸 유닛(300) 및 흡입 기구(400)와 연결된다.
증발 유닛(500)은 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)를 흡입관(L)을 통해 공급받아 약물 수용액 입자(W1)로부터 수분을 증발시켜 약물 수용액 입자(W1)를 건조 약물 입자(P)로 변환시키도록 구성된다. 이러한 증발 유닛(500)은 도 2에 도시된 바와 같이 본체(100) 내부에 배치될 수도 있으나, 본체(100)의 외부에 별도로 배치될 수도 있다.
이러한 구조에 따라 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)는 증발 유닛(500)을 거쳐 수분이 제거된 건조 약물 입자(P)로 변환되어 흡입 기구(400)를 통해 사용자의 호흡기로 흡입된다.
좀 더 자세히 살펴보면, 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 존재하는 약물 입자(P)의 외부 공간을 수분 입자(Q)들이 감싸고 있는 형태로 존재하게 되는데, 증발 유닛(500)은 이러한 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)를 공급받아 수분을 증발시켜 제거하는 기능을 수행한다. 즉, 증발 유닛(500)은 액체 에어로졸 입자인 약물 수용액 입자(W1)를 수분을 증발시켜 고체 에어로졸 입자인 건조 약물 입자(P)로 변환하는 기능을 수행한다.
이에 따라, 약물 수용액 입자(W1)는 도 2에 도시된 바와 같이 증발 유닛(500)을 통과하는 과정에서 외부 수분 입자(W)들이 계속해서 증발하여 제거되고, 최종적으로 수분 입자(W)가 모두 제거된 건조 약물 입자(P)로 변환된다. 이때, 건조 약물 입자(P)는 약물 수용액 입자(W1)에 비해 그 크기가 상대적으로 매우 작아지는데, 일반적으로 약물 수용액 입자(W1)는 마이크로 단위의 입자 크기를 가지며, 건조 약물 입자는 나노 단위의 입자 크기를 갖는다. 이와 같이 증발 유닛(500)에 의해 변환된 건조 약물 입자(P)는 흡입관(L)을 통해 흡입 기구(400)로 전달되며, 따라서, 건조 약물 입자(P)가 사용자의 호흡기로 흡입된다.
*따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치는 이러한 증발 유닛(500)을 통해 약물 수용액 입자(W1)가 건조 약물 입자(P)로 변환되고, 이와 같이 변환된 건조 약물 입자(P)가 흡입 기구(400)를 통해 사용자의 호흡기로 흡입되므로, 종래 기술과 달리 약물이 환자의 폐 속 깊숙한 부분까지 침투할 수 있다.
즉, 액체 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 그 크기 및 무게가 상대적으로 크기 때문에 흡입 기구(400)를 통해 환자의 호흡기로 흡입되는 과정에서, 환자의 입안이나 목구멍 등에서 거의 흡수되고 기도를 따라 폐 속 깊숙한 부분까지 침투하지 못하는데 반해, 수분이 제거된 고체 에어로졸 상태의 건조 약물 입자(P)는 고체 에어로졸 상태로 나노 단위의 입자 크기를 가지며 그 중량 또한 가볍기 때문에, 환자의 호흡시 폐 속 깊숙히 침투할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치는 기관지 등의 치료는 물론 폐질환의 치료에도 사용될 수 있으며, 약물 입자를 폐까지 깊숙히 침투시켜 혈액 순환시키는 등 다양한 방식의 치료에 활용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 증발 유닛에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 유닛의 입자 유동 파이프에 대한 다양한 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 증발 유닛(500)은 도 3에 도시된 바와 같이 내부 공간에 증발 챔버(514)가 형성되는 증발 케이스(510)와, 증발 챔버(514)를 통과하도록 증발 케이스(510)를 관통하는 입자 유동 파이프(520)와, 증발 챔버(514)에 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 모듈(530)을 포함하여 구성된다.
증발 케이스(510)의 양측에는 에어로졸 유닛(300) 및 흡입 기구(400)와 연결되도록 흡입관(L)이 각각 삽입되는 연결 포트(511)가 형성되고, 증발 케이스(510)의 일측에는 건조 공기 공급 모듈(530)로부터 증발 챔버(514)로 건조 공기가 유입되도록 유입 포트(512)가 형성되고, 타측에는 건조 공기 공급 모듈(530)로부터 유입된 건조 공기가 증발 챔버(514)로부터 유출될 수 있도록 유출 포트(513)가 형성된다.
입자 유동 파이프(520)는 연결 포트(511)와 연통되도록 증발 케이스(510) 내부에 배치되어 양단이 각각 흡입관(L)을 통해 에어로졸 유닛(300) 및 흡입 기구(400)에 연결된다. 따라서, 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)는 흡입관(L)을 통해 입자 유동 파이프(520)로 유입된 후, 다시 흡입관(L)을 통해 흡입 기구(400)로 유동한다.
이러한 입자 유동 파이프(520)는 공기 및 수증기는 통과하고 건조 약물 입자(P)는 통과할 수 없는 투습 멤브레인(522)으로 형성된다. 이때, 투습 멤브레인(522)으로 형성되는 입자 유동 파이프(520)가 파이프 형상을 이룰 수 있도록 내부에는 파이프 형상의 골격 프레임(521)이 장착된다.
즉, 입자 유동 파이프(520)는 도 3에 도시된 바와 같이 원통 파이프 형태의 골격 프레임(521)과, 골격 프레임(521)의 외부를 감싸는 투습 멤브레인(522)을 포함하여 구성된다. 이때, 골격 프레임(521)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 원통 파이프 형상의 프레임 구조로 형성될 수도 있고, 단순히 금속 메쉬 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 투습 멤브레인(522)은 선택적 투과 기능을 수행하는 멤브레인으로 공기 및 수증기 입자는 통과시키고 건조 약물 입자(P)는 통과시키지 않는 형태로 형성되며, 예를 들면, 내피온 멤브레인(Nafion Membrane)이 사용될 수 있다.
건조 공기 공급 모듈(530)은 증발 챔버(514)에 건조 공기를 공급하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 공기를 압축하여 압축 건조 공기를 공급하는 에어 컴프레셔(531)와, 에어 컴프레셔(531)에 연결되는 공기 공급관(531)을 포함하여 구성될 수 있으며, 공기 공급관(531)이 증발 케이스(510)의 유입 포트(512)에 결합되어 에어 컴프레셔(531)로부터 압축 건조 공기가 증발 챔버(514)로 공급되도록 구성된다. 이때, 에어 컴프레셔(531)는 별도로 구비될 수 있으나, 에어로졸 유닛(300)이 에어 컴프레셔를 통해 압축 공기를 공급하는 방식으로 구성되는 경우, 별도의 에어 컴프레셔를 구비하지 않고, 에어로졸 유닛(300)에 사용되는 에어 컴프레셔를 이용하여 압축 건조 공기를 증발 챔버(514)로 공급할 수도 있다.
이러한 건조 공기 공급 모듈(530)에 의해 증발 케이스(510)의 증발 챔버(514)에 건조 공기가 공급됨에 따라 증발 챔버(514) 내부 공간은 상대 습도가 매우 낮은 상태가 된다. 한편, 입자 유동 파이프(520) 내부 공간은 약물 수용액 입자(W1)의 수분이 증발하여 상대적으로 상대 습도가 높게 형성된다. 이때, 입자 유동 파이프(520)는 수분 및 공기가 통과할 수 있는 투습 멤브레인(522)으로 형성되기 때문에, 증발 챔버(514)와 입자 유동 파이프(520) 내부 공간은 서로 연통되고, 따라서 입자 유동 파이프(520) 내부 공간에서 증발된 수분 입자들이 투습 멤브레인(522)을 통과하여 증발 챔버(514)로 확산되어 입자 유동 파이프(520) 내부 공간 또한 상대 습도가 낮은 상태로 변화된다. 즉, 입자 유동 파이프(520) 내부 공간과 증발 챔버(514) 내부 공간은 증발 챔버(514) 내부로 공급되는 건조 공기에 의해 모두 상대 습도가 낮은 상태로 유지되므로, 입자 유동 파이프(520) 내부 공간의 약물 수용액 입자(W1)에서는 증발 현상이 더욱 활발하게 일어나게 된다.
따라서, 에어로졸 유닛(300)에 의해 생성된 에어로졸 상태의 약물 수용액 입자(W1)는 흡입관(L)을 통해 입자 유동 파이프(520)로 유입된 후, 입자 유동 파이프(520)를 통과하는 과정에서 상대 습도가 낮은 주변 상태에 따라 증발 현상이 활발하게 일어나고, 이에 따라 수분이 제거된 건조 약물 입자(P) 상태로 변환된다. 이와 같이 변환된 건조 약물 입자(P)가 흡입관(L)을 통해 흡입 기구(400)로 공급되고, 흡입 기구(400)를 통해 사용자의 호흡기로 흡입된다.
한편, 약물 수용액 입자(W1)는 입자 유동 파이프(520)를 통과하는 과정에서 증발되는 현상을 통해 수분이 제거되므로, 입자 유동 파이프(520)의 유로를 길게 하여 충분한 시간동안 증발이 일어나도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 입자 유동 파이프(520)를 증발 챔버(514) 내부에서 지그재그 형태로 배치함으로써, 입자 유동 파이프(520)를 통과하는 약물 수용액 입자(W1)에 대한 증발 시간을 증가시킬 수 있어 더욱 고도로 건조된 건조 약물 입자(P) 상태로 변환시킬 수 있다. 또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 입자 유동 파이프(520)를 증발 챔버(514) 내부에서 2개로 분기되도록 형성함으로써, 약물 수용액 입자(W1)가 분기된 각 입자 유동 파이프(520)를 통과하며 분산된 상태로 각각 증발되도록 하여 더욱 고도로 건조된 건조 약물 입자(P) 상태로 변환시킬 수 있다. 이때, 입자 유동 파이프(520)는 2개로 분기될 수도 있지만 2개 이상으로 더욱 많은 개수로 분기될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 증발 유닛에 대한 또 다른 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약물 흡입 장치의 증발 유닛(500)은 입자 유동 파이프(520) 내부 공간을 유동하는 약물 수용액 입자(W1)의 증발을 더욱 가속화할 수 있도록 증발 케이스(510)의 증발 챔버(514)를 가열할 수 있는 별도의 히팅 모듈(540)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 증발 챔버(514)의 상대 습도를 낮추게 되면, 입자 유동 파이프(520)를 통과하는 약물 수용액 입자(W1)의 수분 증발을 더욱 가속화할 수 있는데, 전술한 바와 같이 건조 공기 공급 모듈(530)을 통해 증발 챔버(514)에 건조 공기를 공급하는 방식에 더하여 히팅 모듈(540)을 통해 증발 챔버(514)의 온도를 상승시킴으로써 상대 습도를 더욱 낮출 수 있고, 이에 따라 약물 수용액 입자(W1)의 수분 증발을 더욱 가속화할 수 있다.
히팅 모듈(540)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 증발 케이스(510)의 외주면을 감싸는 형태로 형성되어 증발 챔버(514)를 가열한 후, 증발 챔버(514)의 가열을 통해 증발 챔버(514) 및 입자 유동 파이프(520)의 내부 공간에 대한 전체 상대 습도를 낮추는 방식으로 구성될 수 있는데, 이와 달리 입자 유동 파이프(520)의 외주면을 감싸도록 증발 챔버(514) 내부에 배치되는 방식으로 구성될 수도 있다.
이러한 히팅 모듈(540)은 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이 섬유 재질로 연성을 갖는 히팅 커버(541)와, 히팅 커버(541)의 내부 공간에 배치되는 히팅 코일(542)과, 히팅 커버(541)의 내부 공간에 충전되어 히팅 코일(542)의 열을 전달하는 충전재(542)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 히팅 코일(542)은 전원을 공급받아 발열하도록 구성될 수 있다. 이러한 구조에 따라 히팅 모듈(540)이 연성을 가지며 증발 케이스(510)를 감쌀 수 있어 열 손실을 최소화할 수 있다. 물론, 이러한 히팅 모듈(540)은 화학적 열분해 방식 등 발열 기능을 발휘하는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 내부에 약물 수용액을 저장할 수 있도록 약액 저장부가 형성되는 본체와, 상기 약액 저장부에 저장된 약물 수용액을 에어로졸화하는 에어로졸 유닛과, 상기 에어로졸 유닛과 연결되어 사용자의 호흡기에 장착되는 흡입 기구를 포함하는 약물 흡입 장치에 있어서,
    상기 에어로졸 유닛에 의해 생성된 에어로졸 상태의 수용액 입자를 공급받아 수용액 입자로부터 수분을 증발시켜 건조 약물 입자로 변환시키는 증발 유닛
    을 포함하고, 상기 증발 유닛은
    내부 공간에 증발 챔버가 형성되는 증발 케이스;
    상기 증발 챔버를 통과하도록 상기 증발 케이스를 관통하며, 양단이 상기 에어로졸 유닛 및 흡입 기구에 각각 연결되도록 형성되는 입자 유동 파이프; 및
    상기 증발 챔버에 건조 공기를 공급하는 건조 공기 공급 모듈
    을 포함하고, 상기 입자 유동 파이프는 공기 및 수증기는 통과하고 건조 약물 입자는 통과할 수 없는 투습 멤브레인으로 형성되며, 상기 에어로졸 유닛으로부터 유입되는 에어로졸 상태의 수용액 입자는 상기 입자 유동 파이프를 통과하는 과정에서 수분이 증발되어 건조 약물 입자 상태로 상기 흡입 기구를 통해 사용자의 호흡기로 흡입되는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발 케이스에는 건조 공기가 유입 및 유출되도록 유입구 및 유출구가 형성되며, 상기 건조 공기 공급 모듈은 상기 유입구에 연결되어 압축 건조 공기를 공급하는 에어 컴프레셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입자 유동 파이프는 상기 증발 챔버 내부에서 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 입자 유동 파이프는 상기 증발 챔버 내부에서 다수개로 분기되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 유닛은
    상기 증발 케이스의 내부 공간을 가열하는 히팅 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 히팅 모듈은 상기 증발 케이스의 외주면을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 약물 흡입 장치.
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