Порошковый ингалятор

 

Изобретение касается создания ингалятора, содержащего трубчатый элемент, соединенный с камерой. Трубчатый элемент снабжен первым отверстием на одном из своих концов, через которое может всасываться воздух, при этом в указанной камере предусмотрен по меньшей мере один входной проход для воздуха. При всасывании воздуха через первое отверстие входящий в камеру через проход воздух завихривается и движется в направлении первого отверстия. Для поддержания или усиления эффекта завихрения предусмотрен единственный ограничитель между первым отверстием и проходом. Порошкообразное вещество внутри камеры захватывается завихренным воздухом внутри камеры и равномерно и мелко разделяется за счет эффекта завихрения воздуха. Эффект может усилен вводом внутрь камеры подвижного элемента, такого как шарик, и/или предусмотрением центрального сердечника внутри камеры. Технический результат заключается в упрощении конструкции ингалятора и увеличении надежности. 9 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение имеет отношение к созданию ингалятора в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения. В частности, изобретение относится к созданию ингалятора, предназначенного для использования при ингаляции порошкообразных лекарственных препаратов.

Известны различные типы ингаляторов, которые широко используются в медицинской практике. Например, многие астматики регулярно используют аэрозольный ингалятор, содержащий газ-вытеснитель, хранящийся в металлическом контейнере, который дополнительно содержит медицинский препарат, который следует вдыхать для облегчения причины или симптомов заболевания. Металлический контейнер при использовании подключен к полому пластмассовому держателю, который на одном конце содержит мундштук для пользователя. Устройство приводится в действие сдвигом вперед металлического контейнера по отношению к указанному пластмассовому держателю, в результате чего освобождается находящаяся под давлением доза лекарственного препарата.

Однако такие устройства оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду в результате использования газа-вытеснителя или других транспортирующих газов. Кроме того, так как определенное количество лекарственного препарата, которое вдыхается пользователем, получают из контейнера, предназначенного для хранения лекарственного препарата для множества ингаляций, то возникают значительные проблемы, связанные с (точным) объемом каждой вдыхаемой дозы, вызванные неполным или неравномерным перемешиванием лекарственного препарата, а также изменениями давления имеющегося газа. Дополнительные аномалии дозировки могут также возникать в результате длительного промежутка времени между использованием ингалятора. Кроме того, такие ингаляторы являются относительно громоздкими и дорогими.

Известны также ингаляторы, которые имеют часть корпуса, в которую встроены лопасти крыльчатки или вентилятор, и которые дополнительно содержат отсек для ввода лекарственного средства. При работе такое лекарственное средство выталкивается поднимающимся воздушным потоком, создаваемым вентилятором.

Недостатком таких ингаляторов является частое возникновение неравномерности воздушного потока, причем конструкция устройства делает его относительно дорогостоящим, громоздким и склонным к отказу или неправильному функционированию.

Известен также ингалятор, имеющий характеристики, указанные в ограничительной части п.1 формулы изобретения патента США US-A-4 069 819. Однако ингалятор в соответствии с этим патентом в условиях нормальной эксплуатации создаст трудности, связанные с тем, что порошок медленно выводится из капсулы в пределах капсульной камеры, что частично вызвано малым диаметром отверстий в капсуле в соответствии с конструкцией устройства, а частично вызвано ограниченностью движения капсулы в камере. Перемещение капсулы в продольном направлении ограничивается промежуточной стенкой, содержащей множество отверстий, которая имеет полукруглую нижнюю поверхность, идущую по дуге большего радиуса, чем поверхность верхнего конца капсулы, за счет чего обеспечивается движение вращательной процессии капсулы относительно этой поверхности без значительных препятствий, в результате чего обеспечивается возможность поступления порошка к пользователю.

Порошок входит в мундштук главным образом в виде ламинарного потока, так что его диспергирование/разделение минимальны, а требуемое усилие всасывания зачастую является достаточно большим. Более того, один или несколько из множества проходов часто блокируются капсулой, что приводит к накоплению частиц и закупорке ими отверстий.

Задачей настоящего изобретения является преодоление проблем известных устройств за счет создания ингалятора, который прост и надежен в применении с порошкообразными веществами, и который дополнительно обеспечивает хорошие характеристики диспергирования, в результате чего порошок проще достигает легких пользователя.

Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое подходит для использования с количеством лекарственного препарата только для одноразового употребления при полном контроле пользователя.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства, которое является относительно недорогим и поэтому легко доступным.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны специалистам из последующего описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Основные характеристики изобретения определены в п.1 приложенной формулы изобретения. Дополнительные характеристики изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

За счет использования единственного ограничителя в соответствии с п.1 формулы изобретения, скорость на выходе камеры будет увеличиваться и будет поддерживаться вихревой эффект при проходе воздуха из камеры в трубчатый элемент, что приводит к улучшению характеристик диспергирования.

На фиг. 1 приведено поперечное сечение одного из вариантов устройства в соответствии с изобретением.

На фиг. 2 показано поперечное сечение устройства по линии II-II фиг. 1.

На фиг. 3 приведено поперечное сечение второго варианта устройства в соответствии с изобретением.

На фиг. 4 показано поперечное сечение устройства по линии IV-IV фиг.3.

На фиг. 5 показано поперечное сечение устройства по линии V-V фиг.3.

На фиг. 6 приведено поперечное сечение третьего варианта устройства в соответствии с изобретением.

На фиг. 7 приведено поперечное сечение устройства фиг. 3 в положении применения внутри рта пользователя.

На фиг. 8 показан вид устройства в соответствии с изобретением в разобранном состоянии, причем устройство снабжено капсульным магазином.

Обратимся к рассмотрению фиг. 1, на которой показан ингалятор 1, который содержит трубчатый элемент 2 с первым отверстием 3 на одном конце и вторым отверстием 10 на другом конце, подключенном к камере 5. Между первым отверстием 3 и плоской торцевой стенкой камеры 5 устройство 1 является полым, как это видно на чертежах. В камере 5 предусмотрено также отверстие 4, которое служит проходом для соединения внутренней части камеры 5 с окружающей средой.

Трубчатый элемент 2 устройства 1 выполнен в виде мундштука, который предназначен для его удержания губами пользователя, причем мундштук преимущественно введен в рот пользователя таким образом, что губы пользователя касаются гладкой изогнутой поверхности 11.

Внутри камеры расположен свободно движущийся элемент 6, преимущественно в виде сферы (шарика).

На чертежах показано устройство, состоящее из двух частей, однако возможно использование устройства, содержащего одну или несколько частей. Аналогичным образом, выбор материала может быть произведен в зависимости от конкретных требований в определенных обстоятельствах. Для большинства применений возможно изготовление устройства из пластмассы, такой как, например, прозрачный пластик или ПВХ. При желании число проходов 4 может быть увеличено.

Проход 4, как это лучше видно на фиг. 2, представляет собой отверстие в стенке камеры 5. Отверстие 4 выполнено определенным образом, чтобы вызвать завихрение входящего в камеру воздуха вокруг ее внутренней части. В показанном на чертежах варианте осуществления устройства стороны отверстия 4a, 4b смещены относительно центральной оси вращения камеры таким образом, что внешняя сторона 4b идет главным образом по касательной к внутренней стенке 7 (тангенциально ей). Внутренняя стенка 7 является главным образом цилиндрической и круговой, хотя могут быть предусмотрены выступы или другой тип профиля поверхности ( например, неровная поверхность).

При применении камера 5 в соответствии с этим вариантом устройства, показанным на фиг.1, содержит определенное количество вещества 8 в виде сухого порошка, обычно лекарственного препарата, который пользователь будет вдыхать при всасывании при вводе мундштука между губами (см. также фиг.7).

В результате действия всасывания воздух вводится через отверстие 4 в камеру (аналогично обратному свистку) и, в результате определенной ориентации отверстия 4, будет циркулировать вокруг внутренней части камеры 4, создавая при этом завихрение воздуха в камере. Элемент 6 при этом будет совершать собственное вращение, перемещаясь под этим вихревым воздействием воздуха, и, в результате, будет вибрировать внутри камеры, что, в свою очередь, будет вызывать захват порошкообразного лекарственного средства воздушными вихрями в направлении отверстия 3, откуда его вдыхает пользователь.

Требуется кратковременный отсос через мундштук 3 с малым усилием всасывания, чтобы придать элементу 6 высокую скорость движения в камере и, таким образом, осуществлять диспергирование порошка в камере, что требуется для ингаляции. В результате наличия в данном случае только одного ограничителя 10 в зоне перехода между элементом 2 и камерой 5 турбулентность и завихрение воздуха и порошка будут поддерживаться при проходе из камеры 5 в трубчатый элемент 2. Ограничитель 10 будет также вызывать увеличение скорости воздуха в момент его выхода из камеры, что будет приводить к увеличению взаимной бомбардировки частиц порошка, а в результате, к измельчению порошка порошкообразного вещества 8. Указанным образом любые куски порошка будут подвергаться более равномерному диспергированию.

Если есть такое желание, эффект вибраций элемента 6 может быть усилен созданием неровностей или других вступающих элементов (например, ребер или зубцов) на внутренней поверхности 7.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, элемент 6 сам может содержать лекарственный препарат для ингаляции, при этом в элементе 6 должны быть предусмотрены соответствующие отверстия. Альтернативно, элемент 6 может состоять из лекарственного вещества для ингаляции, такого, например, которое превращается в порошок в результате вибрации, причем в данном случае требуется тщательный выбор размеров ограничителя 10.

В соответствии с настоящим изобретением создан эффективный и дружественный к окружающей среде ингалятор, который одновременно является простым и надежным.

В результате относительной дешевизны производства такого устройство это устройство может быть выполнено в виде устройства для одноразового использования, которое содержит количество лекарственного препарата, требуемое для такого разового применения. Обычно такое количество может составлять от 5 до 30 мг, обычно 20 мг, хотя возможно применение меньших или больших доз. Если устройство изготовлено из двух частей, как это показано на фиг. 1, то часть 2 может быть например, повторно используемой, а часть 9, соответствующая секции 5 камеры, может быть расходной (одноразовой) частью. Из гигиенических соображений должны быть предусмотрены съемные или прокалываемые средства для закрывания отверстия 4 и отверстия, имеющегося в ограничителе, идущего из камеры в часть 2.

Другой вариант осуществления изобретения показан на фиг. 3, причем одинаковые детали устройства обозначены позициями, соответствующими предыдущим чертежам, но с увеличением на 100.

Ингалятор в соответствии с этим вариантом осуществления изобретения выполнен в виде одной детали, в которой объединены элемент 102 и камера 105, имеющая различную форму. Форма камерной части 105 такова, что начиная от торцевой стороны 117 камеры и перемещаясь в направлении к элементу 102, внутренняя стенка 107 камеры 105 имеет секцию "а", которая ограничивает область с возрастающим поперечным сечением, вслед за которой идет секция "б" с уменьшающимся поперечным сечением. Такое построение создает особый эффект, связанный с тем, что первоначально всосанный через проходи 104 воздух вначале испытывает уменьшение скорости в результате увеличения поперечного сечения в секции "а", а затем при переходе соединения между секциями "а" и "б" скорость увеличивается. За счет определенного выбора угла наклона секции "а" и "б" воздух может также отделяться от боковых стенок 107 с образованием краевых потоков. Чистое влияние всего указанного заключается в создании значительной турбулентности воздуха в камере, которое приводит к увеличению взаимной бомбардировки частиц и. в результате, к увеличению однородности диспергирования. Влияние турбулентности может быть усилено использованием дополнительного элемента 106, такого как шарик (как это объяснено со ссылкой на фиг. 1).

Устройство дополнительно снабжено центральным сердечником 112, который преимущественно имеет участок 113 в виде усеченного конуса, соединенный с цилиндрическим участком 114 постоянного диаметра. Сердечник 112 может быть изготовлен в виде единой детали с торцевой стенкой 117 или может быть соединен с ней известным образом. Участок 114 идет до зоны ограничителя 110.

Когда воздух всосан через проходы 1044, то эффект турбулентности, вызванный определенной формой боковой стенки камеры усиливается определенной формой сердечника 112, который позволяет только малой части камеры быть "активной" для движения воздуха, однако обеспечивая достаточное пространство для движения в нем элемент 106.

Из рассмотрения фиг. 3 можно видеть, что участок 114 доходит до ограничителя 110 таким образом, что образуется единичный тонкий кольцевой ограничитель вокруг внешней стороны сердечника 112. Это дополнительно способствует увеличению скорости в этой точке, что создаст сильное вращение воздуха и частиц порошка в этом месте, что в результате приводит к дополнительной взаимной бомбардировке частиц (а значит и к лучшей однородности диспергирования и к меньшему размеру частиц) и к созданию вращения (потока) вдоль элемента 102. В результате высокой скорости воздуха в ограничителе 110 не возникает проблема закупорки в этом месте, При нормальном использовании частицы порошка, которые введены в завихренный воздух, будут испытывать описанные выше изменения скорости в потоке воздуха по причине их относительно малой массы и будут мелко и однородно диспергированы в воздушных вихрях. При прохождении ограничителя 110 частицы будут затем дополнительно разделяться вдоль постепенно расширяющегося трубчатого элемента 102 и их скорость будет падать; что важно для того, чтобы позволить порошку полностью попасть в легкие пациента.

Как показано на фиг. 4, ингалятор снабжен дополнительным отверстием 115, которое служит впуском для вдыхаемого порошка. Порошок обычно поступает через отверстие 115 из внешнего магазина (см. фиг. 8), причем порошок может входить в камеру либо перед вдыханием, либо в процессе вдыхания порошка пользователем.

Из рассмотрения фиг. 4 можно видеть, что порошок может поступать в камеру также по касательной (тангенциально), при этом магазин или аналогичное устройство располагаются напротив плоской опорной стороны 116 стенки камеры.

На фиг. 5 изображено поперечное сечение нижнего конца камеры 105, имеющее восемь проходов 104 для впуска воздуха в камеру.

На фиг. 6 показано устройство, аналогичное описанному с ссылкой на фиг. 3, однако не имеющее центрального сердечника 112 и вместо этого имеющее шарик 206, который может совершать свободное вращение, когда воздух всасывается через проходы 204 в результате приложения усилия всасывания через трубку 203. Порошок может поступать в камеру через отверстия 215 из подключенного к ингалятору магазина.

На фиг. 7 иллюстрируется преимущественное использование устройства, при котором губы пользователя прижимаются к опорной поверхности для губ 111, а отверстие 203 располагается достаточно глубоко во рту, так что пренебрежима потеря порошка в ротовой полости (например, на языке 320 или палете 330) до входа порошка в легкие. При этом обеспечивается дополнительное преимущество, связанное с тем, что вкусовые рецепторы языка в значительной степени не подвержены воздействию лекарственного препарата, который относительно медленно движется в этом месте.

На фиг. 8 показано в развернутом виде устройство, снабженное капсульным магазином. Показанные элементы в основном соответствуют фиг. 3 и имеют позиционные обозначения серии 400 вместо серии 100. Поэтому не требуется детальное объяснение работы устройства, так как она протекает аналогично предыдущим вариантам осуществления изобретения.

Трубчатый элемент 402 и опорная поверхность для губ 411 образованы в виде одной изготовленной формовкой детали, которая присоединена к камере 405 при помощи нажимной посадки или аналогичным образом. В камере имеется шарик 405, причем камера закрыта па ее нижнем конце торцевым элементом 417, имеющим объединенный с ним сердечник 412. Магазин, содержащий капсулы 422, в которых в свою очередь содержится определенное количество порошка (преимущественно равное одной дозе), подключен при помощи трубки 423 к корпусу камеры 405; через эту трубку 423 в камеру может транспортироваться порошок из разорванной капсулы. Действительное построение магазина не имеет отношения к настоящему изобретению, в нем может быть использован магазин любого подходящего типа. Однако в показанном на фиг. 8 построении магазина он снабжен откидной крышкой 421, которая соединена с корпусом магазина 420 петлей (шарниром).

Относительные размеры, веса и материалы, из которых изготовлено устройство, в значительной степени зависят от соответствующего выбора в зависимости от конкретных обстоятельств (применения) и могут варьировать в широких пределах. В одном из примеров размеры устройства могут быть таковы, что длина мундштука или трубчатого элемента от отверстия 3 до опорной поверхности для губ 11 составляет от 2 до 6 см, диаметр камеры 5 составляет от 10 до 20 мм, а преимущественно, от приблизительно 16 до 18 мм. При таких размерах ширина отверстия 4 между боковыми сторонами 4a и 4b обычно составляет приблизительно 2-3 мм, причем элемент 6 может представлять собой сферу с радиусом около 3 мм. Очевидно, что при таких размерах устройство является малогабаритным и компактным.

При изготовлении устройства из прозрачной пластмассы может быть получено дополнительное преимущество, так как пользователь может наблюдать, весь ли препарат уже использован при вдохе или нет.

Несмотря на то, что был описан предпочтительный вид осуществления изобретения, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается только этим видом его реализации, и что в него могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки приведенной далее формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Ингалятор для порошкообразных веществ, содержащий трубчатый элемент, соединенный с камерой, причем указанный трубчатый элемент снабжен первым отверстием на одном конце, при этом в указанной камере выполнен по меньшей мере один входной проход, ориентированный практически тангенциально относительно указанной камеры с образованием завихрения всосанного воздуха вокруг указанной камеры, а между первым отверстием и входным проходом установлен один ограничитель, отличающийся тем, что указанная камера содержит элемент, выполненный предпочтительно в виде сферы, размеры которого выбраны таким образом, что он занимает меньшую часть указанной камеры и установлен с возможностью свободного перемещения внутри камеры.

2. Ингалятор по п.1, отличающийся тем, что указанная камера имеет боковую стенку, форма которой позволяет получать камеру с первой частью, имеющей увеличивающуюся площадь поперечного сечения в направлении к указанному ограничителю, и вторую часть, имеющую уменьшающуюся площадь поперечного сечения в направлении к указанному ограничителю.

3. Ингалятор по п.1 или 2, отличающийся тем, что внутренняя стенка в камере предпочтительно имеет круговое сечение.

4. Ингалятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что внутри указанной камеры установлен сердечник, расположенный между торцевой стенкой указанной камеры и ограничителем.

5. Ингалятор по п.4, отличающийся тем, что сердечник содержит участок в форме усеченного конуса, широкое основание которого расположено вблизи торцевой стенки, и цилиндрический участок, идущий от меньшего основания указанного усеченного конуса до области ограничителя.

6. Ингалятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что к указанной камере подключен магазин для множества доз порошка, каждая из которых предпочтительно расположена внутри разрывной капсулы, причем магазин совмещен с внутренней частью указанной камеры посредством входного отверстия, выполненного в стенке указанной камеры.

7. Ингалятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная камера содержит лекарственный препарат в виде порошка.

8. Ингалятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная камера выполнена из прозрачного материала.

9. Ингалятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на внешней стороне ингалятора выполнен выступающий участок, расположенный на расстоянии 2 - 6 см от указанного первого отверстия.

10. Ингалятор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный свободно перемещающийся элемент содержит вещество в порошкообразной форме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8