WO2023168474A1

WO2023168474A1 - Inhalator zur abgabe eines aerosols

Info

Publication number: WO2023168474A1
Application number: PCT/AT2023/060063
Authority: WO
Inventors: Denis Robin CVETKOVIC
Original assignee: Aqvena Gmbh
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2023-03-08
Publication date: 2023-09-14
Also published as: AT525636B1; AT525636A4

Abstract

Inhalator (1) und Verfahren zur Abgabe eines Aerosols, aufweisend : einen Mischraum (7) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, einen mit dem Mischraum (7) verbundenen Luftkanal (8) für Luft, eine Abgabeöffnung (10) zur Abgabe eines aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols, wobei ein rotierendes Mischelement (13) zur Verwirbelung der Flüssigkeit in dem Mischraum (7) angeordnet ist.

Description

INHALATOR ZUR ABGABE EINES AEROSOLS

Die Erfindung betri f ft einen Inhalator, aufweisend : einen Mischraum zur Aufnahme einer Flüssigkeit , insbesondere Wasser, einen mit dem Mischraum verbundenen Luftkanal für Luft , eine Abgabeöf fnung zur Abgabe eines aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols .

Weiters betri f ft die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung eines Aerosols mit einem Inhalator .

Im Stand der Technik sind verschiedene Aus führungen von tragbaren Inhalatoren für die Erzeugung von Aerosolen bekannt . So können Inhalatoren als Vernebler ausgeführt sein, um feine Flüssig- keitströpf chen von einem flüssigen Arzneistof freservoir abzutrennen . Dadurch entsteht ein Aerosol , das durch Mundstücke vom Patienten eingeatmet werden kann . Bei Düsenverneblern erzeugt ein starker Luftstrom an einer Düse einen Unterdrück und zieht so Tröpfchen aus einem kapillaren System . Da die Tröpfchen unterschiedliche Größen aufweisen, hält eine Prallplatte zu große Tröpfchen zurück . Bei Ultraschallverneblern wird mittels eines vibrierenden Piezokristalls Ultraschall generiert , der für die Entstehung der Tropfen verantwortlich ist . Membranvernebler haben eine sehr dünne , aus tausenden Mikrobohrungen bestehende Membran, die im kHz-Bereich schwingt . Durch diese Schwingungen fungiert j ede Mikrobohrung als kleine Pumpe und produziert feinste Tröpfchen mit einem definierten MMAD . Bei umfassenden Tests hat sich j edoch herausgestellt , dass die Wirkung solcher Vernebler nicht zufriedenstellend ist . Der allgemeine Stand der Technik wird durch die DE 102009030185 Al , US 4221331 A und EP 0504459 Al illustriert .

Andersartige Vorrichtungen sind weiters aus SU 138671 Al , JP 2006242541 A, DE 4338713 Al , US 2018207654 Al und FR 1242534 A bekannt .

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw . zu beheben . Die Erfindung setzt sich insbesondere zum Ziel , einen tragbaren Inhalator zu schaf fen, welcher Aerosole mit einer gesundheits fördernden Wirkung für den Benutzer bereitstellt .

Diese Aufgabe wird durch einen Inhalator nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 20 gelöst . Bevorzugte Aus führungs formen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .

Erfindungsgemäß ist ein rotierendes Mischelement zur Verwirbelung der Flüssigkeit in dem Mischraum angeordnet .

Mit Hil fe des rotierenden Mischelementes innerhalb des Mischraums können durch Verwirbelung der Flüssigkeit Aerosole mit Durchmessern von 1 Nanometer (nm) bis 100 nm erzeugt werden, welche besonders positive Auswirkungen auf den Benutzer haben . Größere Aerosole mit Durchmessern von circa 600 nm bis mehr als 1 Mikrometer (pm) , wie sie zum Beispiel bei Membranverneblern entstehen, können zwar in viele Teile des Bronchialbaums vordringen, j edoch gelangen nur Kleinst-Aerosole mit einer Größe von < l O Onm in die filigraneren Bereiche des Bronchialbaums , beispielsweise die Alveolen ( Lungenbläschen, sacculi alveolares ) . Der erfindungsgemäße Inhalator ist daher dazu eingerichtet , durch Rotation des Mischelements Aerosole mit einer gesundheits fördernden Größenverteilung zu erzeugen, welche über die Abgabeöf fnung abgegeben und vom Benutzer eingeatmet werden können .

Die angegebenen Messwerte LDSA und Aerosolgröße wurden mit einem naneos Partector 2 bestimmt . Dieser nutzt zur Messung die Methode der unipolaren Di f fusionsaufladung und kann durch einen zusätzlichen Manipulator ( gemäß VDI 3871 ) die mittlere Partikelgröße und Anzahlkonzentration messen .

Die negativen und positiven Luf tionenkonzentrationen wurden mit einem Alpha Labs AIC ( „Air Ion Counter" ) und AIC2 bestimmt . Diese sind lonendichtemessgerät , die auf Basis eines Gerdien-Röh- renkondensator aufgebaut sind .

Ein weitere wichtige Kenngröße ist die lungendeponierbare Oberfläche ( kurz LDSA - „Lung depositable surface area" ) , welche abhängig von der Aerosolgröße und der Anzahlkonzentration der Ae- rosole ist. Die Deponiereffizienz steigt signifikant im Alveolar-Bereich, wenn die Partikelgröße zwischen 1 und ungefähr 100 nm liegt. Ab ungefähr 30 nm Aerosolgröße nimmt die Deponiereffizienz im alveolaren Bereich wieder stark ab.

Als dritte Kenngröße ist die Ladungselektrizität der Luftionen zu nennen, wobei negativ geladene Luftionen mit NAI und positiv geladene Luftionen mit PAI abgekürzt werden. In Wäldern können beispielsweise Ladungen von 3500 bis 5000 NAI bzw. PAI pro cm³ auftreten, während in Büroräumlichkeiten die Ladung insbesondere für NAI unter 100 pro cm³ ausfällt. Die Wirkung der Ladungselektrizität, insbesondere jener der negativ geladenen Ionen, auf den Menschen wird in der Wissenschaft seit mittlerweile über 100 Jahren erforscht. Einige wissenschaftliche Arbeiten legen nahe, dass wasserf allähnliche Ladungselektrizitätswerte eine lindernde Wirkung auf SAD („seasonal affective disorder") , Asthma bronchiale (unter anderem Verringerung des FeNO-Wertes) und andere Krankheiten haben können. An vielen Wasserfällen entstehen über 10.000 NAI /cm³. An manchen sogar weit über 100.000 NAI /cm³. Membranvernebler weisen hier unnatürlich hohe Werte im Bereich mehrerer Millionen NAI pro cm³ auf. Bei umfassenden Versuchen hat sich herausgestellt, dass das rotierende Mischelement des erfindungsgemäßen Inhalators eine Ladungselektrizität erzeugen kann, welche die Wirkung von Wasserfällen nachbilden kann.

Der Inhalator ist bevorzugt als tragbares Handgerät ausgebildet. Zu diesem Zweck kann der Inhalator ein Inhalatorgehäuse aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, vom Benutzer ergriffen und hochgehoben zu werden.

Das rotierende Mischelement kann, je nach Ausführung, zumindest ein Messerpaar, beispielsweise ein Messerkreuz aus zwei Messerpaaren, aufweisen. Diese Ausführung des rotierenden Mischelements ist aus abliegenden Anwendungen, etwa von Küchenmixern, bekannt. Das Mischelement kann als einfach oder mehrfach gebogenes Blechteil ausgeführt sein. Als Mischelement kann weiters ein Propeller, eine Luftschraube, ein Lüfterrad oder ein Rührmischelement vorgesehen sein. Als Rührmischelement ist insbesondere ein, vorzugsweise spritzgegossenes, Formgussteil vorgesehen. Um das Mischelement in eine Rotationsbewegung zu versetzen, welche in Verbindung mit der Luftströmung das Aerosol erzeugt , ist das rotierende Mischelement bei einer bevorzugten Aus führungsform, insbesondere über eine Antriebswelle , mit einem Motor verbunden . Als Motor ist bevorzugt ein Elektromotor vorgesehen, welcher über die Antriebswelle das Mischelement rotiert . Die Rotationsgeschwindigkeit des Mischelements beträgt bevorzugt von wenigstens 25000 Umdrehungen pro Minute , vorzugsweise von wenigstens 12000 Umdrehungen pro Minute , insbesondere wenigstens 17500 Umdrehungen pro Minute . Weiters kann der Inhalator einen Energiespeicher, insbesondere einen Akku, aufweisen, welcher mit dem Motor verbunden ist .

Da möglichst nur das Aerosol , aber nicht die Flüssigkeit zur Abgabeöf fnung gelangen soll , ist bei einer bevorzugten Aus führungs form eine Spritzschutzeinrichtung mit zumindest einem Spritzschutzelement oberhalb des rotierenden Mischelements angeordnet .

Um die Strömung des Aerosols vorbei am Spritzschutzelement zur Abgabeöf fnung zu verbessern, weist das Spritzschutzelement bei einer bevorzugten Aus führungs form eine spitz zulaufende Unter- und/oder Oberseite auf . Somit kann das Spritzschutzelement , an der Ober- und/oder an der Unterseite , tröpfchenförmig ausgebildet sein .

Für die Zwecke dieser Of fenbarung beziehen sich die Orts- und Richtungsangaben, wie „hori zontal" , „vertikal" , „oben" , „unten" etc . , auf den bestimmungsgemäßen Gebrauchs zustand des Inhalators , wobei die Rotationsachse bevorzugt im Wesentlichen vertikal angeordnet ist .

Um die Luftströmung in den Mischraum zu führen, ist es günstig, wenn der Luftkanal einen, insbesondere mit einer Außenluftzufuhröf fnung verbundenen, Luftspalt , insbesondere einen Ringspalt , aufweist , welcher bevorzugt zwischen einem ersten Wandteil und einem zweiten Wandteil ausgebildet ist . Diese Aus führungs form hat insbesondere den Vorteil , dass ein zusätzlicher Lüfter nicht zwingend vorhanden sein muss . Vorteilhafterweise kann mit Hilfe des Luftspalts eine Sogwirkung unterhalb des ro- tierenden Mischelements , beispielsweise eines Mischelements in der Form eines Propellers oder einer Luftschraube , erzeugt werden . Die Sogwirkung kann genutzt werden, um die in den Luftspalt stehende Flüssigkeitssäule anzusaugen, bis nur noch Luft angesaugt werden kann . Sobald dies eintritt , saugt der Propeller neben der wieder herabfallenden Flüssigkeit aus dem Mischraum auch Außenluft über die Außenluftzuführöf fnung an und führt diese durch die Schubkraft des Propellers durch den Mischraum zur Abgabeöf fnung .

Der Luftspalt kann über zumindest eine Durchtrittsöf fnung, vorzugsweise über mehrere Durchtrittsöf fnungen, mit dem Mischraum verbunden sein .

Für eine wirksame und möglichst gleichmäßige Durchmischung ist es günstig, wenn die Durchtrittsöf fnungen in regelmäßigen Abständen um den Mischraum herum angeordnet sind .

Bei umfassenden Tests hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn sich die Durchtrittsöf fnung zumindest teilweise unterhalb des rotierenden Mischelements erstreckt . Durch die Luftzufuhr von unten her wird die Aerosolbildung begünstigt .

Bei einer weiteren Aus führungs form weist der Luftkanal einen weiteren Luftspalt , insbesondere einen weiteren Ringspalt , zwischen dem zweiten Wandteil und einem dritten Wandteil auf . Bei dieser Aus führung wird der Luftstrom, insbesondere ein Außenluftstrom, zuerst durch den Luftspalt und danach durch den weiteren Luftspalt geführt , bevor die Luft insbesondere von oben in den Mischraum gelangt . Diese Aus führung hat den Vorteil , dass das Mischelement einerseits die Funktion des Mischens , aber andererseits auch den Luftzug durch den Mischraum hindurch erzeugen kann . Wenn das Mischelement beispielsweise als Propeller ausgeführt ist , so wird bei dieser Aus führungs form unterhalb des Mischelements über die Rotation des Mischelements ein Sog erzeugt , welcher solange die Flüssigkeit anzieht , bis diese zumindest teilweise oder komplett aus dem weiteren Ringspalt zwischen dem zweiten und dritten Wandteil gesaugt wurde . Anschließend wirkt die Sogwirkung des rotierenden Mischelements auf die nachströmende Außenluft , sodass Außenluft unterhalb des Mischele- ments durch den Mischraum gesaugt bzw . oberhalb des Mischelements geschoben wird .

Bei dieser Aus führungs form ist es zudem von Vorteil , wenn der Luftspalt und der weitere Luftspalt über einen Umlenkabschnitt zur Umlenkung des Luftstroms , insbesondere um im Wesentlichen 180 ° , miteinander verbunden sind .

Um das unerwünschte Eindringen von Flüssigkeit in den weiteren Luftkanal zu reduzieren bzw . zu vermindern, weist die Spritzschutzeinrichtung bei einer bevorzugten Aus führungs form eine umlaufende Spritzschutzkante unter einer ringförmigen Austrittsöf fnung des weiteren Luftspalts auf . Die Spritzschutzkante verläuft vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig um eine vorzugsweise im Wesentlichen mit der Rotationsachse des Mischelements zusammenfallende Mittelachse . Um Luft in den Mischraum einbringen zu können, aber den Flüssigkeitseintritt in den weiteren Luftspalt zu verringern, ist die Spritzschutzkante unter der ringförmigen Austrittsöf fnung in einem Abstand dazu angeordnet .

Um die im Mischraum gebildeten Aerosole zur Abgabeöf fnung für den Benutzer zu leiten, ist bevorzugt eine Aerosol-Leiteinrichtung zwischen dem Mischraum und der Abgabeöf fnung angeordnet .

Um den Durchtritt des Aerosols zu ermöglichen, weist die Aerosol-Leiteinrichtung bei einer bevorzugten Aus führungs form mehrere Längsrippen mit Zwischenräumen für das Aerosol auf . Bevorzugt sind die Längsrippen in regelmäßigen Winkelabständen bezüglich einer Zentralachse angeordnet , welche bevorzugt mit der Rotationsachse des Mischelements zusammenfällt .

Um den Flüssigkeitsaustritt an der Abgabeöf fnung möglichst zu reduzieren, ohne die Strömung des Aerosols zur Abgabeöf fnung wesentlich zu behindern, weist die Spritzschutzeinrichtung bei einer bevorzugten Aus führungs form ein Spritzschutzelement , insbesondere einen Spritzschutzteller, auf , welches die Längsrippen miteinander verbindet . Als Spritzschutzelement ist bevorzugt ein durchgängiges , öf fnungs f reies Element vorgesehen . Bei der Ausführung als Spritzschutzteller fällt bevorzugt eine Zentralachse des Spritzschutztellers mit der Rotationsachse des Mischelements zusammen .

Der Spritzschutz kann noch wirksamer gestaltet werden, wenn die Spritzschutzeinrichtung zwei die Längsrippen der Aerosol-Leiteinrichtung miteinander verbindende Spritzschutzelemente , insbesondere Spritzschutzteller, aufweist . Die zwei Spritzschutzelemente sind in vertikaler Richtung voneinander beabstandet . Vorteilhaft ist auch, dass bei dieser Aus führungs form die Stabilität der Aerosol-Leiteinrichtung verbessert wird .

Um die Luftströmung durch den Mischraum zu verbessern, ist bevorzugt ein Lüfter, insbesondere mit einem Lüfterrad, zur Erzeugung eines Luftstroms durch den Mischraum vorgesehen . Der Lüfter kann mit einem Antrieb, insbesondere einem Elektroantrieb, verbunden sein, welcher das Lüfterrad in Drehbewegung versetzt . Der zu erzeugende Luftstrom entspricht dabei bevorzugt wenigstens 2 CEM ( „Kubikfuß pro Minute" ) , bzw . 3 , 4 m³ /h, besonders bevorzugt wenigstens 5 CEM, bzw . 8 , 5m³ /h .

Bei einer ersten bevorzugten Aus führungs form ist der Lüfter separat vom rotierenden Mischelement .

Bei einer zweiten Aus führungs form ist eine rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung zur Ausbildung sowohl des rotierenden Mischelements als auch des Lüfters vorgesehen . Bei einer Variante weist die rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung zumindest ein Misch- und Lüftungselement mit in entgegengesetzte Richtungen an die Rotationsachse anschließenden Innenabschnitten und an die Innenabschnitte nach außen anschließenden Außenabschnitten auf . Zur Ausbildung des Lüfters sind die Innenabschnitte bevorzugt schräg zur Ebene senkrecht auf die Rotationsachse gestellt und/oder gebogen . Dadurch kann ein Luftzug erzeugt werden . Das unterscheidet die Innenabschnitte von gewöhnlichen Messerpaaren etwa von Mixern, bei denen hori zontale Zuführungen für die Messer vorgesehen sind . Zur Ausbildung des Mischelements stehen die Außenabschnitte bevorzugt nach oben oder nach unten ab . Bevorzugt sind mehrere solche Misch- und Lüftungselemente vorgesehen .

Bei einer ersten bevorzugten Variante ist der Lüfter unterhalb des Mischraums angeordnet . Dadurch wird ein Luftdruck im Misch- raum erzeugt . Diese Variante hat den Vorteil , dass der Motor zusätzlich zum Mischelement auch einen separaten Lüfter antreiben kann .

Es ist auch möglich, dass das Mischelement und der Lüfter ähnliche Bauweisen aufweisen, beispielsweise zwei Propeller .

Bei einer zweiten bevorzugten Variante ist der Lüfter oberhalb des Mischraums angeordnet . Dadurch kann ein Luftzug durch den Mischraum erzeugt werden . Diese Variante hat den Vorteil , dass der Luftzug durch den Mischraum besser gesteuert und gewählt werden kann, da ein vom Motor unabhängiger Lüfter eingesetzt werden kann . Dies ist insbesondere sinnvoll , wenn das Mischelement ( oder eine kombinierte Misch- und Lüftungseinrichtung) keinen ausreichenden Luftzug erzeugt .

Bei einer bevorzugten Aus führungs form ist ein Inhalationselement , insbesondere eine Inhalationsmaske , mit der Abgabeöf fnung für das Aerosol verbunden . Die Inhalationsmaske weist bevorzugt ein Mund- und Nasenteil zum Aufsetzen auf Mund und Nase des Benutzers auf . Bevorzugt ist die Inhalationsmaske über eine lösbare Verbindung mit einem Gehäuse des Inhalators verbunden . Die Verwendung der Inhalationsmaske hat insbesondere den Vorteil , dass die Abgabe des Aerosols an den Benutzer von der Außenluft abgeschirmt wird, wodurch die vorteilhaften Wirkungen des Aerosols besonders gut beibehalten werden können .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung eines Aerosols mit einem Inhalator, vorzugsweise in einer der oben beschriebenen Aus führungsvarianten, werden zumindest die folgenden Schritte durchgeführt :

Aufnehmen einer Flüssigkeit , insbesondere Wasser, in einem Mischraum,

Ausbilden einer Luftströmung durch den Mischraum,

Rotieren eines Mischelementes in dem Mischraum zur Erzeugung des Aerosols , und

Abgeben des aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols über eine Abgabeöf fnung .

Bevorzugt wird ein Aerosol erzeugt , welches eine Aerosolgröße von 1 bis 500nm, bevorzugt eine Aerosolgröße von 1-100 nm und/ oder einen Anteil negativ geladener Ionen von mehr als 3.000 NAI/cm³, bevorzugt einen Anteil negativ geladener Ionen von mehr als 10.000 NAI/cm³ und/oder einen LDSA-Wert von weniger als 1000 pm²/cm³, bevorzugt einen LDSA-Wert von weniger als 350 pm²/cm³ aufweist .

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Aus führungs form eines erfindungsgemäßen Inhalators .

Fig. 2 zeigt den Inhalator der Fig. 1 in einer ersten Schnittansicht .

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Inhalators der Fig. 1 entlang einer um 90° gegenüber Fig. 2 gedrehten Schnittebene, wobei zudem eine Inhalationsmaske ersichtlich ist.

Fig. 4 zeigt eine zweite Aus führungs form des erfindungsgemäßen Inhalators .

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt des Inhalators gemäß Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des Inhalators der Fig. 4 und Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine dritte Aus führungs form des erfindungsgemäßen Inhalators .

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt des Inhalators der Fig. 7.

Fig. 9 und Fig. 10 zeigen eine weitere Aus führungs form des Inhalators .

Fig. 11 und Fig. 12 zeigen eine Aus führungs form eines kombinierten Misch- und Lüftungselements für den Inhalator.

Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt eines Inhalators mit einem kom- binierten Misch- und Lüftungselement.

Fig. 14 zeigt ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Deponiereffizienz in den Atemwegen und der Aerosolgröße veranschaulicht .

Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Aus führungs form eines als Handgerät ausgeführten Inhalators 1 zur Erzeugung von Aerosolen, die von einem Benutzer eingeatmet werden. Der Inhalator 1 weist ein, hier langgestrecktes, Inhalatorgehäuse 2 auf, welches an der Unterseite mit einer ebenen Abstellfläche 3 zum Abstellen auf einer ebenen Fläche ausgebildet ist. Das Inhalatorgehäuse 2 weist eine Verschlusskappe 4 am unteren Ende, eine Auf steckkappe 5 am oberen Ende und ein Hauptteil 6 auf. In der gezeigten Ausführung können die Verschlusskappe 4 und die Auf steckkappe 5 vom Hauptteil 6 des Inhalatorgehäuses 2 abgenommen werden, um Zugang zum Inneren des Inhalatorgehäuses 2 zu erhalten.

Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, weist Inhalator 1 im Inneren des Inhalatorgehäuses 2 einen Mischraum 7 zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf. In der gezeigten Ausführung ist der Mischraum 7 zylindrisch. Der Mischraum 7 steht in luf tleitender Verbindung mit einem Luftkanal 8, welcher in eine Außenluftzufuhröffnung 9 mündet, über welche Außenluft in den Luftkanal 8 geführt werden kann. Am oberen Ende des Inhalatorgehäuses 2 ist eine Abgabeöffnung 10 für ein Aerosol gebildet, welches, wie unten noch näher erläutert werden wird, im Mischraum 7, auch als Mischkammer bezeichnet, erzeugt wird. Die Abgabeöffnung kann zumindest 1 Quadrat Zentimeter (cm2) , insbesondere von 1 bis 7,5 cm² aufweisen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann ein Inhalationselement 11, hier eine Inhalationsmaske mit einem Mund-Nasen-Teil 12, an die Abgabeöffnung 10 angeschlossen sein, um das an der Abgabeöffnung 10 austretende Aerosol über den Mund-Nasen-Teil 12 an den Benutzer abzugeben .

Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 weiters ersichtlich, ist im Inneren des Mischraumes 7 ein Mischelement 13 angeordnet, welches um eine vertikale Rotationsachse 14 rotiert. Mit Hilfe des Misch- elements 13 wird die Flüssigkeit im Kontakt mit der Luftströmung so verwirbelt , dass Aerosole entstehen, die nach oben zur Abgabeöf fnung 10 geführt werden . Das rotierende Mischelement 13 ist über eine Antriebswelle 15 mit einem Motor 16 , hier einem Elektromotor, verbunden . Weiters kann ein Energiespeicher vorgesehen sein, welcher über einen Ladeport 17 , siehe Fig . 1 , aufgeladen werden kann . Mit einem Einschaltknopf 18 wird der Motor eingeschaltet , um das Mischelement 13 in Rotation zu versetzen .

Der Inhalator 1 weist zudem eine Spritzschutzeinrichtung 19 mit einem Spritzschutzelement 20 oberhalb des rotierenden Mischelements 13 auf .

In der Aus führungs form der Fig . 1 bis 3 weist der Luftkanal 8 einen von der Außenluftzufuhröf fnung 9 ausgehenden Luftspalt 21 auf , welcher durch einen Ringspalt zwischen einem ersten Wandteil 22 und einem zweiten Wandteil 23 des Inhalatorgehäuses 2 gebildet ist . Am unteren Ende mündet der Luftspalt 21 über Durchtrittsöf fnungen 24 in den Mischraum 7 . Die Durchtrittsöf fnungen 24 sind länglich, hier in stehender Anordnung, um den Mischraum 7 herum angeordnet . Dabei erstrecken sich die Durchtrittsöf fnungen 24 zumindest teilweise unterhalb des rotierenden Mischelements 13 .

Fig . 4 bis 6 zeigen eine weitere Aus führungs form des Inhalators 1 . Bei dieser Aus führungs form weist der Luftkanal 8 ebenfalls den Luftspalt 21 zwischen dem ersten Wandteil 22 und dem zweiten Wandteil 23 auf , welche bei dieser Aus führung nach oben kegelförmig erweitert sind . Die Außenluftzufuhröf fnung 9 ist , in Form von vielen kleinflächigen Durchtritten 25 , an der Unterseite des Inhalatorgehäuses 2 vorgesehen . Um das Einströmen von Außenluft zu ermöglichen, ist die Unterseite mit den Durchtritten 25 über Abstandshalter 26 von der Abstell fläche abgehoben . Bei dieser Aus führungs form weist der Luftkanal 8 einen weiteren Luftspalt 27 auf , welcher als weiterer Ringspalt zwischen dem zweiten Wandteil 23 und einem dritten Wandteil 28 gebildet ist . Der Luftspalt 21 und der weitere Luftspalt 27 sind über einen Umlenkabschnitt 29 miteinander verbunden . Die Luft strömt von unten über die Außenluftzufuhröf fnung 9 in den Luftspalt 21 und gelangt über den Umlenkabschnitt 29 in den weiteren Luftspalt 2. , welcher in eine ringförmige Austrittsöf fnung 30 oberhalb des Mischelements 13 mündet .

Bei der Aus führungs form der Fig . 4 bis Fig . 6 ist ein Lüfter 31 mit einem Lüfterrad zur Erzeugung eines Luftstroms durch den Mischraum 7 vorgesehen . In der gezeigten Aus führung ist der Lüfter 31 am unteren Ende des Inhalatorgehäuses 2 vorgesehen, um Luft über die Außenluftzufuhröf fnung 9 durch einen Zwischenraum 8A in den Luftkanal 8 zu führen . Der Lüfter 31 kann ebenfalls mit einem Antrieb, insbesondere mit dem Motor 16 , angetrieben werden . Weiters ist schematisch ein Energiespeicher 32 , hier ein Akku, ersichtlich, welcher den Motor 16 bzw . den Antrieb mit Energie versorgt .

Bei der Aus führungs form der Fig . 4 bis Fig . 6 ist eine Aerosol- Leiteinrichtung 33 zwischen dem Mischraum 7 und der Abgabeöf fnung 10 angeordnet . Die Aerosol-Leiteinrichtung 33 weist mehrere Längsrippen 34 mit Zwischenräumen 35 für das Aerosol auf . Bei dieser Aus führungs form weist die Spritzschutzeinrichtung 19 einen unteren Spritzschutzteller 36 und einen oberen Spritzschutzteller 37 auf , welche die Längsrippen 34 miteinander verbinden . Zudem weist die Spritzschutzeinrichtung 19 eine ringförmig umlaufende Spritzschutzkante 38 unter der ringförmigen Austrittsöf fnung 30 des weiteren Luftspalts 27 auf . Die Spritzschutzkante 38 läuft zum freien Ende hin kegel förmig zusammen .

Bei der Aus führungs form der Fig . 4 bis Fig . 6 erstreckt sich die Abgabeöf fnung 10 oberhalb der Aerosol-Leiteinrichtung 33 am oberen Ende des Inhalatorgehäuses 2 .

Fig . 7 und Fig . 8 zeigen eine weitere Aus führungs form des Inhalators 1 , bei welchem der Lüfter 31 am oberen Ende des Inhalatorgehäuses 2 angeordnet ist . Die Außenluft wird von oben in den Innenraum des Inhalatorgehäuses 2 eingebracht , welcher bei dieser Aus führung den Luftkanal 8 und den Mischraum 7 bildet . Auch bei dieser Aus führungs form ist die Spritzschutzeinrichtung 19 vorgesehen, welche hier ein oben und unten spitz zusammenlaufendes Spritzschutzelement 39 aufweist .

Fig . 9 und Fig . 10 zeigen eine weitere Aus führungs form des Inha- lators 1 , bei welchem die Zuluft über die Außenluftzufuhröf fnung 9 seitlich in das Inhalatorgehäuse 2 eingebracht und über die Luftleitung 8 zwischen den Lüfter 31 und das Mischelement 13 eingebracht wird . Die Außenluftzufuhröf fnungen 9 sind in dieser Aus führungs form über den Luftkanal 8 mit dem Raum unterhalb des Lüfters 31 verbunden, sodass die Sogwirkung des Lüfters 31 genutzt wird, um die Zuluft durch den Luftkanal 8 direkt anzusaugen . In der gezeigten Aus führung werden der Lüfter 31 und das Mischelement 13 von derselben Antriebswelle angetrieben, welche mit dem Motor 16 in Drehbewegung versetzt wird .

Fig . 11 und Fig . 12 zeigen eine Aus führungs form, bei welcher eine von demselben Motor 16 angetriebene Misch- und Lüftungseinrichtung vorgesehen ist , welche sowohl das rotierende Mischelement 13 als auch den Lüfter 31 aufweist . Diese rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung weist mehrere , im gezeigten Beispiel acht , Misch- und Lüftungselemente j eweils mit in entgegengesetzte Richtungen an die ( in Fig . 12 strichliert eingezeichnete ) Rotationsachse anschließenden Innenabschnitten und an die Innenabschnitte nach außen anschließenden Außenabschnitten auf . Anders als etwa bei der Aus führungs form der Fig . 2 sind die Innenabschnitte zur Ausbildung des Lüfters 31 schräg zur Hori zontale gestellt und gebogen . Zur Ausbildung des Mischelements 13 sind die Außenabschnitte , d . h . die freien Enden, der Misch- und Lüftungselemente abwechselnd nach oben bzw . nach unten abgewinkelt .

Fig . 13 zeigen eine weitere Aus führungs form des Inhalators 1 , bei welchem die Zuluft über die Außenluftzufuhröf fnung 9 seitlich in das Inhalatorgehäuse 2 eingebracht und über den Luftkanal 8 in die Mischkammer eingebracht wird . Die Außenluftzuführung 9 ist über den Luftkanal 8 mit der in den Mischraum 7 führenden Austrittsöf fnung 30 verbunden . Die Ausströmung der Luft über die Austrittsöf fnung 30 erfolgt in der gezeigten Aus führung im Wesentlichen in hori zontaler Richtung . Ein Eindringen von Flüssigkeit von unten in die Austrittsöf fnung 30 in den Luftkanal 8 kann mittels der Spritzschutzeinrichtung 19 vermieden werden, welche sich bevorzugt unterhalb der Austrittsöf fnung 30 erstreckt . Die Spritzschutzeinrichtung 19 dient dazu, die Flüssigkeit davon abzuhalten in den Luftkanal 8 einzudringen . Dies kann in der gezeigten Ausführung dadurch erreicht werden, dass beispielsweise vier Spritzschutzelemente an die Innenfläche des Inhalatorgehäuses 2, beispielsweise über jeweils zwei Schraubverbindungen, angelegt sind. In der gezeigten Aus führungs form ist der Inhalator 1 mit der in Fig. 11 und 12 gezeigten Kombination aus Mischelement 13 und Lüfter 31 ausgeführt.

Fig. 14 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen Aerosolgröße und Deponiereffizienz im Lungensystem. Dabei werden Kennkurven zum alveolaren und der tracheobron- chialen Bereich, den Hauptatemwegen, sowie dem gesamten respiratorischen System gezeigt. Ersichtlich ist, dass die Deponiereffizienz im alveolaren Bereich, insbesondere im Bereich von 1 bis ungefähr 30nm (siehe Bereich IGF³ bis Anfangsbereich ICT² bis ICT¹) auf einen Höchstwert von ungefähr 0,5 ansteigt und anschließend wieder abfällt. Bei etwa 130 nm (Bereich 10~² bis IO^-1) fällt die Deponiereffizienz unter 0,1, steigt anschließend wieder leicht an, erreicht jedoch im Bereich IO^-1 bis 10¹ nur noch eine maximale Deponiereffizienz von 0,15. Für die tracheobron- chiale Kennkurve ist eine maximale Deponiereffizienz von etwa 0,3 gezeigt, welche im Bereich 10~³ bis 10~² (1-10 nm) erreicht wird .

Bezugs zi f fernliste :

1 Inhalator

2 Inhalatorgehäuse

3 Abstell fläche

4 Verschlusskappe

5 Auf steckkappe

6 Hauptteil

7 Mischraum

8 Luftkanal

8A Zwischenraum

9 Außenluftzufuhröf fnung

10 Abgabeöf fnung

11 Inhalationselement

12 Mund-Nasen-Teil

13 Mischelement

14 Rotationsachse

15 Antriebswelle

16 Motor

17 Ladeport

18 Einschaltknopf

19 Spritzschutzeinrichtung

20 Spritzschutzelement

21 Luftspalt

22 erstes Wandteil

23 zweites Wandteil

24 Durchtrittsöf fnungen

25 Durchtritten

26 Abstandshalter

27 Luftspalt

29 Umlenkabschnitt

30 Austrittsöf fnung

31 Lüfter

32 Energiespeicher

33 Aerosol-Leiteinrichtung

34 Längsrippen

35 Zwischenräume

36 unterer Spritzschutzteller

37 oberer Spritzschutzteller

38 Spritzschutzkante

39 spitz zusammenlaufendes Spritzschutzelement

Claims

Patentansprüche :

1. Inhalator (1) , aufweisend: einen Mischraum (7) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, einen mit dem Mischraum (7) verbundenen Luftkanal (8) für Luft, eine Abgabeöffnung (10) zur Abgabe eines aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols, dadurch gekennzeichnet, dass ein rotierendes Mischelement (13) zur Verwirbelung der Flüssigkeit in dem Mischraum (7) angeordnet ist.

2. Inhalator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Mischelement (13) , insbesondere über eine Antriebswelle (15) , mit einem Motor (16) verbunden ist.

3. Inhalator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spritzschutzeinrichtung (19) mit zumindest einem Spritzschutzelement (20) oberhalb des rotierenden Mischelements (13) angeordnet ist.

4. Inhalator (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzschutzelement (20) eine spitz zulaufende Unter- und/ oder Oberseite aufweist.

5. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (8) einen, insbesondere mit einer Außenluftzufuhröffnung (9) verbundenen, Luftspalt (21) , insbesondere einen Ringspalt, aufweist, welcher bevorzugt zwischen einem ersten Wandteil (22) und einem zweiten Wandteil (23) ausgebildet ist.

6. Inhalator (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (21) über eine Durchtrittsöffnung (24) , vorzugsweise über mehrere Durchtrittsöffnungen (24) , mit dem Mischraum (7) verbunden ist.

7. Inhalator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (24) in regelmäßigen Abständen um den Mischraum (7) herum angeordnet sind.

8. Inhalator (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchtrittsöffnung (24) zumindest teilweise unterhalb des rotierenden Mischelements (13) erstreckt.

9. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (8) einen weiteren Luftspalt (27) , insbesondere einen weiteren Ringspalt, zwischen dem zweiten Wandteil (23) und einem dritten Wandteil (28) aufweist.

10. Inhalator (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (21) und der weitere Luftspalt (27) über einen Umlenkabschnitt (29) zur Umlenkung des Luftstroms, insbesondere um im Wesentlichen 180°, miteinander verbunden sind.

11. Inhalator (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (19) eine umlaufende Spritzschutzkante (38) unter einer ringförmigen Austrittsöffnung (30) des weiteren Luftspalts (27) aufweist.

12. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aerosol-Leiteinrichtung (33) zwischen dem Mischraum (7) und der Abgabeöffnung (10) angeordnet ist.

13. Inhalator (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aerosol-Leiteinrichtung (33) mehrere Längsrippen (34) mit Zwischenräumen (35) für das Aerosol aufweist.

14. Inhalator (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (19) ein Spritzschutzelement, insbesondere einen Spritzschutzteller (36, 37) , aufweist, welches die Längsrippen (34) miteinander verbindet.

15. Inhalator (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (19) zwei die Längsrippen (34) der Aerosol-Leiteinrichtung (33) miteinander verbindende Spritzschutzelemente, insbesondere Spritzschutzteller (36, 37) , aufweist.

16. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfter (31) , insbesondere mit einem Lüfterrad, zur Erzeugung eines Luftstroms durch den Mischraum (7) vorgesehen ist.

17. Inhalator (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (31) unterhalb oder oberhalb des Mischraums (7) angeordnet ist.

18. Inhalator (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung zur Ausbildung sowohl des rotierenden Mischelements (13) als auch des Lüfters (31) vorgesehen ist.

19. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Inhalationselement (11) , insbesondere eine Inhalationsmaske, mit der Abgabeöffnung (10) für das Aerosol verbunden ist.

20. Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung eines Aerosols mit einem Inhalator (1) , insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, mit den Schritten:

Aufnehmen einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in einem Mischraum ( 7 ) ,

Ausbilden einer Luftströmung durch den Mischraum (7) , Abgeben des aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols über eine Abgabeöffnung (10) , gekennzeichnet durch

Rotieren eines Mischelementes (13) in dem Mischraum (7) zur Erzeugung des Aerosols.