-
Diese
Erfindung betrifft einen Medikamentenspender mit einem Medikamentenbehälter, der
einen Spende- bzw. Abgabemechanismus umfasst, welcher durch eine
Betätigungsvorrichtung
betätigbar
ist. Der Spender ist insbesondere zur Verwendung als eine Inhalationsvorrichtung
geeignet.
-
Es
ist bekannt, Patienten mit in einem Aerosol enthaltenen Medikamenten
zu behandeln, zum Beispiel bei der Behandlung von Atmungsstörungen. Es
ist auch bekannt, für
eine derartige Behandlung Medikamente zu verwenden, die in einem
Aerosol enthalten sind und die an einen Patienten mittels einer
Inhalationsvorrichtung verabreicht werden, die ein rohrförmiges Gehäuse oder
Hülse,
in dem/der sich der Aerosolbehälter
befindet, und ein Auslassrohr aufweist, das aus dem rohrförmigen Gehäuse heraus
führt.
Derartige Inhalationsvorrichtungen werden im Allgemeinen als Dosieraerosole
(Metered Dose Inhalors, MDIs) bezeichnet. Die in derartigen Inhalationsvorrichtungen
verwendeten Aerosolbehälter
sind so ausgestaltet, dass sie eine vorbestimmte Medikamentendosis
auf jede Betätigung
hin abgeben, mittels eines Auslassventilelements an einem Ende,
das entweder durch ein Niederdrücken
des Ventilelements, während
der Behälter
stationär
gehalten wird, oder durch ein Niederdrücken des Behälters, während das
Ventilelement stationär
gehalten wird, geöffnet
werden kann. Bei der Verwendung derartiger Vorrichtungen ist der
Aerosolbehälter
in dem rohrförmigen
Gehäuse
so platziert, dass das Auslassventilelement des Behälters über eine
Stütze
mit dem Auslassrohr, zum Beispiel einer Düse oder einem Mundstück, kommuniziert
bzw. in Verbindung steht. Wenn sie zur Abgabe von Medikamenten verwendet
wird, zum Beispiel bei der Bronchodilatationstherapie, dann hält der Patient
das Gehäuse
in einem mehr oder weniger aufrechten Zustand, und das Mundstück oder
die Düse
der Inhalationsvorrichtung ist in dem Mund oder der Nase des Patienten
platziert. Der Aersolbehälter
wird zu der Stütze
hin gedrückt,
um eine Medikamentendosis aus dem Behälter abzugeben, die dann durch
den Patienten inhaliert wird.
-
Es
ist auch bekannt, Trockenpulver-Inhalationsvorrichtungen zur Abgabe
eines inhalierbaren Medikaments zu verwenden. In einem Aspekt umfassen
derartige Spender im Voraus abgemessene Dosen eines pulverförmigen Medikaments,
zum Beispiel in Kapseln oder Blistern. In einem anderen Aspekt umfassen
derartige Spender ein Reservoir eines pulverförmigen Medikaments, aus dem
Dosen vor dem Abgabeprozess, oder gleichzeitig damit, abgemessen
werden. In jedem Fall kann die Vorrichtung für eine passive Medikamentenfreisetzung
ausgestaltet sein, bei der das Medikament einfach an einer Abgabeposition
zur Vernebelung in Aerosolform (Aerosolisation), als Reaktion auf
die Inhalation des Patienten, verfügbar gemacht wird. Alternativ
kann ein aktiver Freisetzungsmechanismus verwendet werden, wobei
ein „Puff" von Gas oder Luft
an der Abgabeposition vorgesehen wird, um bei der Aerosolisation
des Pulvers, vor der Inhalation des Patienten oder gleichzeitig
damit, zu helfen. Derartige Vorrichtungen werden im Allgemeinen
Trockenpulver-Inhalatoren mit aktiver Freisetzung (Active Release
Dry Powder Inhalers, Active DPIs) genannt. Die Quelle des unter Druck
stehenden Gases oder Luft ist im Allgemeinen ein Aerosolbehälter, aber
kann auch durch andere geeignete Mittel, wie beispielsweise ein
Pumpen- oder Kolbenmechanismus, vorgesehen werden.
-
Es
ist auch bekannt, Spritzen für
die Abgabe von injizierbaren Medikamenten an einen Patienten zu
verwenden. Herkömmlich
verlassen sich Spritzen auf ein Punktieren der Haut des Patienten
durch eine hohle Nadel, durch welche das injizierbare Medikament
(in Lösungs-
oder Suspensionsform) an die Muskeln oder das Gewebe des Patienten
abgegeben wird. Kürzlich
entwickelte Systeme ohne Nadeln für die Abgabe von injizierbaren
Mitteln verwenden eine Hochgeschwindigkeitsinjektion von Arzneimitteln oder
Impfstoffen mit einer Partikelrezeptur durch die Haut und in jedes
physisch zugängliche
Gewebe. Andere Systeme ohne Nadeln verwenden eine ähnliche Hochgeschwindigkeitsinjektion
von Arzneimitteln oder Impfstoffen, die auf ein geeignetes Trägerpartikel
beschichtet sind. Derartige Systeme ohne Nadeln können so
konfiguriert sein, dass sie eine Quelle von unter Druck stehender
Luft oder Gas umfassen, die auf eine Freisetzung hin Energie vorsieht,
um die Medikamentenpartikel zur Injektion in die Haut anzutreiben.
-
Man
wird verstehen, dass eine effektive Medikamentenabgabe an den Patienten,
unter Verwendung einer Inhalationsvorrichtung wie beispielsweise einem
MDI oder aktiven DPI, wie oben beschrieben, zu einem gewissen Grad
von der Fähigkeit
des Patienten abhängt,
die Vorrichtung manuell zu betätigen (z.B.
Abgeben des Aerosols), und die Betätigung davon mit einem ausreichend
starken Einatmen zu koordinieren. Für einige Patienten, insbesondere
junge Kinder, die Älteren
und Personen mit Arthritis, kann eine manuelle Betätigung der
Vorrichtung Schwierigkeiten darstellen. Andere Patienten finden
es schwierig, ein verlässliches
Einatmen mit der Betätigung
der Vorrichtung zu koordinieren. Beide dieser Patientengruppen laufen
Gefahr, dass sie nicht die angemessene Medikamentendosis erhalten.
-
Man
wird auch verstehen, dass eine effektive Medikamentenabgabe an den
Patienten, unter Verwendung einer Spritze oder eines Injektionssystems ohne
Nadeln, wie oben beschrieben, auch Sorgfalt und Geschicklichkeit
erfordert.
-
Die
Anmelder haben nun einen Medikamentenspender entwickelt, der keine
durch den Patienten gesteuerte manuelle Betätigung erfordert. In einem Aspekt
umfasst der Spender einen Medikamentenbehälter mit einem Abgabemechanismus,
wie beispielsweise einem Ventil oder Kolben, und eine Betätigungsvorrichtung
zum Betätigen
des Abgabemechanismus. In einem anderen Aspekt umfasst die Vorrichtung
einen aktiven DPI oder ein Injektionssystem ohne Nadeln, mit einer
Quelle von unter Druck stehender Luft oder Gas, mit einem Abgabemechanismus
wie beispielsweise einem Ventil oder Kolben, und einer Betätigungsvorrichtung
zum Betätigen
des Abgabemechanismus. Eine Betätigung
reagiert auf die Aufbringung bzw. Anwendung von nicht-mechanischer
Energie an ein Kopplungselement der Betätigungsvorrichtung. Die nicht-mechanische
Energie kann in der Form von Wärme
sein, die durch einen elektrischen Stromfluss durch das Kopplungselement
vorgesehen wird, die wiederum als Reaktion auf das Wahrnehmen des
Atems eines Patienten vorgesehen werden kann. Alternativ kann die
nicht-mechanische Energie in der Form eines Magnetfelds sein, das
durch eine geeignete Magnetfeld-Quelle, wie beispielsweise einen
Permanentmagneten oder einen Elektromagneten, vorgesehen wird.
-
US
Patent Nr. 5,061,914 beschreibt eine Formgedächtnislegierungs-Mikro-Betätigungsvorrichtung.
Die Betätigungsvorrichtung
umfasst ein Nickel-Titan-Legierungsmaterial, das eine durch Temperatur
herbeigeführte
Phasenumwandlung durchmacht, wenn es erwärmt wird. Die Phasenumwandlung
führt zu
einem Zusammenziehen der Betätigungsvorrichtung.
Die Betätigungsvorrichtung
kann mit einem mikro-mechanischen Element zur Bewegung von ihr gekoppelt
sein.
-
US
Patent Nr. 5,958,154 beschreibt Legierungsmaterialien, die, als
Reaktion auf die Aufbringung eines Magnetfelds, eine Phasenumwandlung durchmachen.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Medikamentenspender gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
-
Geeigneterweise
wird der Abgabemechanismus aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Ventil-,
Pumpen- oder Kolbenmechanismus besteht. Vorzugsweise umfasst der
Abgabemechanismus einen Messmechanismus.
-
In
einem Aspekt umfasst der Abgabemechanismus ein Ventil. Geeigneterweise
ist das Ventil ein Schieber. Andere Ventilsysteme umfassen, aber
sind nicht darauf beschränkt,
Tellerventilsystme, Keilschiebersysteme, Doppelplattenschiebersysteme, Kugel-
und Winkelventilsysteme, Systeme von Rückflussventilen mit Klappe,
Endhahnventilsysteme und andere ähnliche
Ventilsysteme. Die Ventilausgestaltung ist typischerweise eine Funktion
des Bereitstellens einer vorbestimmten Dosierung oder Menge des in
dem Behälter
enthaltenen Medikaments an einen Nutzer.
-
Wenn
der Medikamentenbehälter
ein unter Druck stehender Aerosolbehälter ist, umfasst das Ventil
typischerweise einen Ventilkörper
mit einer Einlassöffnung,
durch welche eine Medikamenten-Aerosolrezeptur in den Ventilkörper eintreten kann,
eine Auslassöffnung,
durch die das Aerosol aus dem Ventilkörper austreten kann, und einen Öffnungs-/Schließmechanismus,
mittels dessen ein Fluss durch die Auslassöffnung steuerbar ist.
-
Das
Ventil kann ein Schieber sein, wobei der Öffnungs-/Schließmechanismus einen Dichtungsring und
einen durch den Dichtungsring aufnehmbaren Ventilschaft umfasst,
der einen Abgabedurchgang aufweist, wobei der Ventilschaft gleitend
innerhalb des Rings bewegbar ist, aus einer Position mit geschlossenem
Ventil in eine Position mit offenem Ventil, bei der das Innere des
Ventilkörpers, über den
Abgabedurchgang, in Verbindung mit dem Äußeren des Ventilkörpers steht.
-
Typischerweise
ist das Ventil ein Dosierventil. Die Messvolumen betragen üblicherweise
von 10 bis 100 μl,
wie beispielsweise 25 μl,
50 μl oder
63 μl. Geeigneterweise
definiert der Ventilkörper
eine Messkammer zum Abmessen einer Menge von einer Medikamentenrezeptur,
und einen Öffnungs-/Schließmechanismus
mittels dessen der Fluss durch die Einlassöffnung zu der Messkammer steuerbar
ist. Vorzugsweise weist der Ventilkörper eine Probenahmekammer
auf, die mit der Messkammer über
eine zweite Einlassöffnung
in Verbindung steht, wobei die Einlassöffnung mittels eines Öffnungs-/Schließmechanismus
steuerbar ist, wodurch der Fluss einer Medikamentenrezeptur in die
Messkammer reguliert wird.
-
Das
Ventil kann auch ein „Freifluss-Aerosolventil" mit einer Kammer
und einen Ventilschaft umfassen, der sich in die Kammer erstreckt
und relativ zu der Kammer zwischen einer Abgabe- und einer Nicht-Abgabeposition bewegbar
ist. Der Ventilschaft weist eine Konfiguration auf, und die Kammer
weist eine innere Konfiguration auf, die derart sind, dass ein abgemessenes
Volumen dazwischen definiert ist, und derart, dass der Ventilschaft
während
einer Bewegung zwischen seiner Nicht-Abgabe- und Abgabeposition
aufeinanderfolgend: (i) einen freien Fluss von einer Aerosolrezeptur
in die Kammer zulässt,
(ii) ein geschlossenes abgemessenes Volumen für eine unter Druck stehende
Aerosolrezeptur zwischen der äußeren Oberfläche des
Ventilschafts und der inneren Oberfläche der Kammer definiert, und
(iii) sich mit dem geschlossenen abgemessenen Volumen innerhalb
der Kammer bewegt, ohne dass das Volumen des geschlossenen abgemessenen
Volumens abnimmt, bis das Messvolumen mit einem Auslassdurchgang
in Verbindung steht, wodurch eine Abgabe des abgemessenen Volumens
von unter Druck stehender Aerosolrezeptur zugelassen wird. Ein Ventil
dieser Art wird in U.S. Patent Nr. 5,772,085 beschrieben.
-
Das
Ventil kann auch eine Struktur und Wirkung ähnlich denjenigen Aerosolventilen
aufweisen, die in der europäischen
Patentanmeldung Nr. EP-A-870,699
und der PCT Patentanmeldung Nr. WO99/36334 beschrieben werden.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Abgabemechanismus einen Kolben,
wie es beispielsweise in einer Spritze für die Abgabe von einem injizierbaren
Medikament an einen Patienten geben kann. Ausführungsformen mit mehreren Kolben
und mehreren Spritzenkammern werden auch in Betracht gezogen. Die
Spritzeninhalte können
zum Beispiel flüssig,
Lösungen,
Suspensionen, in partikulärer
oder in gefriergetrockneter Form sein. Ein Rückzieh- oder Rückstellmechanismus
wird typischerweise für
den Kolben vorgesehen.
-
Herkömmliche
Spritzen sind darauf angewiesen, die Haut eines Patienten mit einer
hohlen Nadel zu punktieren, durch die das injizierbare Medikament (in
Lösungs-
oder Suspensionsform) an die Muskeln oder das Gewebe eines Patienten
abgegeben wird. Kürzlich
entwickelte Systeme ohne Nadeln zur Abgabe von injizierbaren Mitteln
verwenden eine Hochgeschwindigkeitsinjektion von Arzneimitteln oder
Impfstoffen mit einer Partikelrezeptur durch die Haut und in jedes
physisch zugängliche
Gewebe. Andere Systeme ohne Nadeln verwenden eine ähnliche
Hochgeschwindigkeitsinjektion von Arzneimitteln oder Impfstoffen,
die auf ein geeignetes Trägerpartikel
beschichtet sind.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Abgabemechanismus einen Pumpenmechanismus,
wie er in einem Spender zur Abgabe einer flüssigen oder Lösungs- (z.B.
wässrige
Lösung)
Form eines Medikaments aufgefunden werden könnte. Die Pumpe kann das Medikament
direkt an den Patienten (z.B. als ein Nasenspray) abgeben, oder
die Pumpe kann das Medikament an eine Zwischenposition abgeben, an
der weitere Energie darauf zugeführt
wird, um die Medikamentendosis weiter anzutreiben, zu aerolisieren
oder anderweitig an den Patienten zu leiten.
-
Ein
Rückstellmechanismus
kann zum Zurückstellen
des Abgabemechanismus, nach einer Betätigung davon, vorgesehen sein.
Der Rückstellmechanismus
kann zum Beispiel eine Feder, einen Motor, mechanische Anordnung
oder eine Rückstellkopplung
umfassen, die als Reaktion auf die Aufbringung einer nicht-mechanischen
Energie darauf reversibel verformbar ist.
-
Der
Begriff „nicht-mechanische
Energie" wird hierin
so verwendet, dass er im Wesentlichen jede Art von Energie bedeutet,
die nicht mechanische Energie ist. Die Kopplung und jegliche Rückstellkopplung
hierin umfassen typischerweise ein Material, das sich als Reaktion
auf die Aufbringung von nicht-mechanischer Energie verformt, oder
eine Phasenumwandlung durchmacht, was zu einer Änderung der Form/Abmessung
der Kopplung führt,
die zur Betätigung
des Abgabemechanismus dient. Bei Ausführungsformen kann die Energie
in Form von Wärmeenergie,
elektrischer Stromenergie, elektrischer Feldenergie und Magnetfeldenergie
sein.
-
Vorzugsweise
umfasst die nicht-mechanische Energie einen elektrischen Stromfluss
durch die Kopplung oder Rückstellkopplung.
-
Vorzugsweise
umfasst die Rückstellkopplung
einen Draht, Streifen, Spule oder Rohr.
-
Anordnungen
mit mehreren Drähten
werden auch in Betracht gezogen. Die multiplen Drähte können auf
jegliche geeignete Art angeordnet werden, einschließlich Parallel-
oder Reihenanordnungen und Bündelanordnungen.
-
Die
Kopplung kann mit jeder geeigneten Beschichtung beschichtet sein,
oder innerhalb jeder geeigneten Ummantelung, einschließlich einer Schrumpffolienumhüllung, ummantelt
sein.
-
Vorzugsweise
beträgt
der Grad des Zusammenziehens der Kopplung von 2% bis 8%.
-
Bei
Ausführungsformen
umfasst die Kopplung eine Legierung, die einen Phasenübergang
auf ein Erwärmen
hin durchmacht (Formgedächtnislegierungen).
Bestimmte Formgedächtnislegierungen
machen auch eine Änderung
der Form auf ein Wiederabkühlen
hin durch, ohne äußerlich
angewandte Energie. Derartige Zweiwege-Formgedächtnislegierungen werden auch
zur Verwendung hierin in Betracht gezogen.
-
Bei
einer Ausführungsform
ist die Formgedächtnislegierung
vorzugsweise eine Nickel-Titan-Legierung, wie beispielsweise eine
Nickel-Titan-Legierung,
die von 5% bis 95%, vorzugsweise von 20% bis 80%, Nickel nach Gewicht,
und von 95% bis 5%, vorzugsweise von 80% bis 20%, Titan nach Gewicht
umfasst. Mit einer Nickel-Titan-Legierung ist eine Legierung gemeint,
die im Wesentlichen aus Nickel und Titan besteht, obwohl andere
Elemente, wie beispielsweise Cu und Nb, in kleinen (z.B. Spuren) Mengen
vorhanden sein können.
-
Bei
anderen Ausführungsformen
ist die Formgedächtnislegierung
vorzugsweise eine Kupfer-Aluminium-Nickel-Legierung oder eine Kupfer-Zink-Aluminium-Legierung.
Spuren von anderen Elementen können
auch vorhanden sein.
-
Bei
weiteren Ausführungsformen
umfasst die Kopplung eine Legierung, die einen Phasenübergang
auf die Aufbringung eine Magnetfelds darauf durchmacht (magnetische
Formgedächtnislegierungen).
Diese Materialien sind im Allgemeinen intermetallische, ferromagnetische
Legierungen, die Zwillingsvarianten bei der martensitischen Phase,
oder Niedertemperaturphase, des Materials aufweisen. Geeignete magnetische
Formgedächtnislegierungen sind
zum Beispiel in US Patent Nr. 5,958,154 beschrieben.
-
Bei
einer Ausführungsform
weist die magnetische Formgedächtnislegierung
eine austenitische Kristallstruktur oberhalb einer charakteristischen Phasenumwandlungstemperatur
auf, und weist auch eine martensitische Zwillingskristallstruktur
unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur auf. Die Legierung weist
eine magnetokristalline Anisotropie-Energie auf, die ausreichend
ist, um eine Bewegung von Zwillingsgrenzen der martensitischen Zwillingskristallstruktur,
als Reaktion auf eine Aufbringung eines Magnetfelds auf die martensitische
Zwillingskristallstruktur hin, zu ermöglichen.
-
Wenn
eine magnetische Formgedächtnislegierung
verwendet wird, umfasst der Medikamentenspender vorzugsweise eine
Magnetfeldquelle, die bezüglich
der Kopplung in einer Ausrichtung angeordnet ist, dass sie auf die
Kopplung ein Magnetbetätigungsfeld
in einer Richtung aufbringt, die im Wesentlichen parallel zu einer
ausgewählten
Zwillingsgrenzenrichtung der martensitischen Zwillingskristallstruktur
des Kopplungsmaterials ist.
-
Alternativ
umfasst der Medikamentenspender vorzugsweise eine magnetische Vorspannungsfeldquelle,
die bezüglich
der Kopplung in einer Ausrichtung angeordnet ist, so dass sie ein
magnetisches Vorspannungsfeld auf die Kopplung aufbringt, und eine
magnetische Betätigungsfeldquelle,
die bezüglich
der Kopplung in einer Ausrichtung angeordnet ist, so dass sie ein
magnetisches Betätigungsfeld auf
das Kopplungsmaterial in einer Richtung aufbringt, die im Wesentlichen
senkrecht zu der Ausrichtung des aufgebrachten magnetischen Vorspannungsfelds
ist.
-
Eine
bevorzugte magnetische Formgedächtnislegierung
ist das Betätigungsvorrichtungsmaterial mit
einer Legierungszusammensetzung, die als Ni65-x-yMn20 + xGa15 + y definiert
ist, wobei x zwischen 3 Atom-% und 15 Atom-% liegt, und y zwischen
3 Atom-% und 12 Atom-% liegt. Vorzugsweise umfasst das Betätigungsvorrichtungsmaterial
eine Legierungszusammensetzung, die als Ni65-x-yMn20 + xGa15 + y definiert
ist, wobei x zwischen 6 Atom-% und 10 Atom-% liegt, und y zwischen
5 Atom-% und 9 Atom-% liegt; oder bei der x zwischen 12 Atom-% und
15 Atom-% liegt, und y zwischen 3 Atom-% und 6 Atom-% liegt; oder
bei der x zwischen 10 Atom-% und 14 Atom-% liegt, und y zwischen
3 Atom-% und 6 Atom-% liegt; oder bei der x zwischen 7 Atom-% und
11 Atom-% liegt, und y zwischen 3 Atom-% und 7 Atom-% liegt. In
einem besonders bevorzugten Aspekt ist die Legierung Ni58Mn25Ga25.
-
Eine
andere bevorzugte magnetische Formgedächtnislegierung ist die Legierung
mit der Zusammensetzung (NiaFebCoc)65-x-y(MndFeeCof)20 + x(GagSihAli)15 +
y, wobei x zwischen 3 Atom-% und 15 Atom-% liegt, und y zwischen
3 Atom-% und 12 Atom-% liegt, und bei der a + b + c = 1, bei der
d + e + f = 1, und g + h + i = 1.
-
In
bevorzugten Aspekten liegt b zwischen Null und 0,6, c liegt zwischen
Null und 0,6, und e, f, h und i sind jeweils Null; oder b und c sind
jeweils Null, e liegt zwischen Null und 0,6, f liegt zwischen Null und
0,6, und h und i sind jeweils Null; oder b, c, e und f sind jeweils
Null, h liegt zwischen Null und 0,5, und i liegt zwischen Null und
0,5.
-
Andere
geeignete Formgedächtnislegierungen
umfassen diejenigen, die auf Ionenaustausch-Polymer-Kompositwerkstoffen
basieren, wie sie in „Ionic
Polymer-Metal Composites (IPMC) As Biomimetic Sensors, Actuators & Artificial Muscels – A Review", M. Shahinpoor,
Y. Bar-Cohen, J.O. Simpson und J. Smith, wie unter http://www.unm.edu/~amri/paper.html
veröffentlicht, beschrieben
sind.
-
Andere
potentiell geeignete Formgedächtnislegierungen
umfassen diejenigen, die auf zusammenziehbaren Polymeren basieren,
wie sie beispielsweise in „Review
of Artificial Muscle based on Contractile Polymers", Massachusetts Institute
of Technology Artificial Intelligence Laboratory Memo Nr. 1330,
November 1991, David L. Brock, beschrieben sind.
-
Vorzugsweise
weisen die einen oder mehreren Drähte einen Durchmesser von 30
bis 400 Mikrometer auf, vorzugsweise von 50 bis 150 Mikrometer.
-
Vorzugsweise
umfasst die Kopplung von zwei bis zwanzig, vorzugsweise sechs bis
zwölf Drähte, die
sich als Reaktion auf die Aufbringung einer nicht-mechanischen Energie
darauf zusammenziehen. Die Drähte
können
auf jede geeignete Art angeordnet sein, einschließlich Parallel-
oder Reihenanordnungen und Bündelanordnungen.
-
In
einem Aspekt ist die Kopplung als Reaktion auf ein Erwärmen verformbar,
das von einem elektrischen Stromfluss in dem Bereich von 0,01A bis 100A,
vorzugsweise von 0,1A bis 5A, herrührt.
-
In
einem anderen Aspekt ist die Kopplung als Reaktion auf die Aufbringung
eines elektrischen Felds verformbar.
-
In
einem weiteren Aspekt ist die Kopplung als Reaktion auf ein Magnetfeld
von 0,01 bis 100 Tesla verformbar. Das Magnetfeld kann zum Beispiel durch
einen Permanentmagneten oder durch einen Elektromagneten erzeugt
werden.
-
Vorzugsweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich eine elektrische Energiequelle, um
elektrischen Strom vorzusehen, oder um ein elektrisches Feld vorzusehen,
oder zum Betrieb eines Elektromagneten, um ein Magnetfeld vorzusehen.
In einem Aspekt umfasst die elektrische Energiequelle ein galvanisches
Element, oder eine Batterie von galvanischen Elementen, die wiederaufladbar
sein können.
In einem anderen Aspekt umfasst die elektrische Energiequelle eine
photovoltaische Zelle, oder eine Batterie von photovoltaischen Zellen.
In einem weiteren Aspekt umfasst die elektrische Energiequelle einen
Konverter, zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische
Energie. In einem weiteren Aspekt umfasst die elektrische Energiequelle
einen Kondensator zur lokalen Speicherung von Ladung. Geeignete
Kondensatoren umfassen diejenigen, die als „Super-Kondensatoren" bekannt sind, mit
einem hohen Verhältnis
von Kapazität
zu Größe, wie
beispielsweise diejenigen, die aus festen Elektroden und einem flüssigen Elektrolyt
bestehen.
-
Jegliche
bekannte Systeme zum Leistungsmanagement und -erhaltung können mit
der elektrischen Energiequelle verwendet werden, um die Leistungsabgabe
davon zu verwalten und/oder zu erhalten.
-
Energie
kann auf eine Vielzahl von Arten erhalten bzw. bewahrt werden, um
zu ermöglichen, dass
die Vorrichtung länger
mit einer gegebenen Energiequelle, wie beispielsweise einer Batterie,
betrieben werden kann. Energieerhaltungs- oder Energiesparverfahren
haben zusätzlich
Vorteile hinsichtlich der Verringerung der Größenerfordernisse der Stromquelle
(z.B. Batterie), und somit des Gewichts und der Tragbarkeit der
Inhalationsvorrichtung.
-
Eine
Vielzahl von Energiesparmethoden sind verfügbar, die im Allgemeinen eine
Reduzierung des Stromverbrauchs mit sich bringen. Eine derartige Methode
ist es eine Uhr- oder Zeitgeberschaltung zu verwenden, um den Strom
in gleichmäßigen oder vorbestimmten
Intervallen an und aus zu schalten. Bei einer anderen Methode kann
das System selektiv bestimmte elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise
visuelle Anzeigeeinheiten oder Sensoren, an-/ausschalten, um diese
Vorrichtungen lediglich dann zu betreiben, wenn es erforderlich
ist, dass sie eine bestimmte Abfolge von Ereignissen durchführen. Somit
können
unterschiedliche elektronische Vorrichtungen in variierenden Intervallen,
und für
variierende Zeiträume,
unter der Steuerung des Systems an- und ausgeschaltet werden. Das
Stomverteilungssystem kann auch auf einen Sensor reagieren, wie
beispielsweise ein Bewegungs- oder Atemsensor, der bei Nutzung der
Vorrichtung aktiviert wird.
-
Leistungsarme
oder „Mikroleistungs-" Komponenten sollten
in der Elektronik wo möglich
verwendet werden, und falls eine Hochleistungsvorrichtung für eine bestimmte
Funktion erforderlich ist, sollte diese in einen leistungsärmeren Standby-Modus versetzt
oder ausgeschaltet werden, wenn sie nicht erforderlich ist. Ähnliche Betrachtungen
treffen bei der Auswahl von Wandlern zu. Ein spannungsarmer Betrieb
ist wünschenswert,
da eine Verlustleistung im Allgemeinen mit der Spannung zunimmt.
-
Für leistungsarme
digitale Anwendungen werden im Allgemeinen komplementäre Metalloxid-Halbleitervorrichtungen
(CMOS-Vorrichtungen) bevorzugt, und diese können durch ein Durchsuchen nach
niedrigen Ruheströmen
speziell ausgewählt werden.
Taktgeschwindigkeiten von Prozessoren und anderen Logik-Schaltkreisen
sollten auf das Minimum reduziert werden, das für einen Rechendurchsatz erforderlich
ist, da sich der Stromverbrauch mit der Frequenz erhöht. Speisespannungen
sollten auch auf Minimalwerten gehalten werden, die mit einem verlässlichen
Betrieb vereinbar sind, weil eine Verlustleistung beim Laden innerer
Kapazitäten
während
des Umschaltens proportional dem Quadrat der Spannung ist. Wo möglich sollten
Speisespannungen ungefähr
gleich durch den gesamten Schaltkreis, um zu verhindern, dass Strom
durch Eingangsschutzschaltungen fließt. Logische Eingaben sollten nicht
schwebend gelassen werden, und Schaltkreise sollten so angeordnet
sein, dass der Energieverbrauch bei den meisten gewöhnlichen
Logik-Ausgabezuständen
minimiert ist. Langsame Logik-Übergänge sind
nicht wünschenswert,
da sie dazu führen können, dass
relativ große
Klasse-A Ströme
fließen. Resistoren
können
in der Energieversorgung an individuellen Vorrichtungen aufgenommen
werden, um den Strom im Falle eines Ausfalls zu minimieren.
-
Bei
einigen Steuerungsanwendungen sind Vorrichtungen, die zwischen an-
und ausgeschalteten Zuständen
umschalten, gegenüber
denjenigen bevorzugt, die eine analoge (z.B. lineare) Steuerung zulassen,
weil weniger Leistung bzw. Energie bei eingeschalteten Zuständen mit
einem geringen Widerstand, und ausgeschalteten Zuständen mit
einem geringen Strom, abgegeben wird. Wenn lineare Komponenten verwendet
werden (z.B. bestimmte Typen von Spannungsregulatoren), dann sollten
Typen mit niedrigen Ruheströmen
ausgewählt
werden. Bei einigen Schaltkreiskonfigurationen ist es bevorzugt,
geeignete reaktive Komponenten (z.B. Induktoren und Kondensatoren)
zu verwenden, um eine Verlustleistung in resistiven Komponenten
zu verringern.
-
Jeglicher
elektrischer Stromkreis kann eine Spannungsverstärkungseinrichtung zur Erzeugung einer
höheren
Spannung verwenden, als die Versorgung durch das galvanische Element
oder die Batterie von galvanischen Elementen ist, zum Beispiel einen spannungserhöhenden oder
invertierenden Schaltkreis, oder einen DC-DC-Konverter, der einen Oszillator, Transformator
und Gleichrichter aufgenommen hat.
-
Der
elektrische Schaltkreis kann eine oder mehrere Energiespeicherkomponenten,
wie beispielsweise Kondensatoren oder Induktoren, aufgenommen haben,
um einen verzögerungsfreien
Strom zuzuführen,
der groß genug
ist, um die Temperatur der Streifen oder Drähte mit der erforderlichen
Rate auf die erforderliche Temperatur zu erhöhen.
-
Die
Eingabe an den elektrischen Stromkreis kann mit der elektrischen
Energiequelle mittels einer mechanischen, elektro-mechanischen oder
elektronischen Umschaltkomponente verbunden sein.
-
Die
Ausgabe des elektrischen Stromkreises kann mit den Streifen oder
Drähten,
oder mit einem Elektromagneten mittels einer mechanischen, elektro-mechanischen
oder elektronischen Umschaltkomponente verbunden sein, oder durch
eine Komponente, die zulässt,
dass der Ausgangsstrom auf eine lineare oder digitale (z.B. impulsbreitenmodulierte)
Art gesteuert wird.
-
Geeignete
Steuerprofile (z.B. über
Impulsbreitenmodulation) umfassen diejenigen, bei denen die Temperatur
einer Formgedächtnislegierungskopplung
anfänglich
auf eine Haltetemperatur (H) erhöht
wird, die gerade unterhalb der Umwandlungstemperatur (T) ist. Eine
Betätigung
der Kopplung ist dann durch ein Erwärmen der Kopplung auf eine Temperatur
(A) erreichbar, die gerade oberhalb der Umwandlungstemperatur ist.
Dies kann schnell erreicht werden, da die Haltetemperatur (H) nahe
an der Umwandlungstemperatur (T) ist. Wenn die Wärmequelle ausgeschaltet wird,
hört auch
eine Betätigung
schnell auf, weil das Abkühlen
von einer Temperatur (A), lediglich gerade oberhalb der Umwandlungstemperatur
(T), auf die Umwandlungstemperatur lediglich eine kleine Temperaturabnahme
umfasst.
-
Die
Streifen- oder Drahtkomponenten können von der Batterie unter
Verwendung einer Umschaltkomponente, ohne zusätzliche Energieversorgungsschaltungen,
betrieben werden.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich ein Steuergerät zum Steuern der
Menge von elektrischem Stromfluss durch die Kopplung oder an einen
Elektromagneten.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich einen Timer bzw. Zeitgeber zum
Steuern der Zeitdauer von elektrischem Stromfluss durch die Kopplung
oder an einen Elektromagneten.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich einen lokalen elektrischen Speicher,
wie beispielsweise einen Kondensator oder Induktor.
-
Geeigneterweise
ist der Medikamentenspender mit einem manuellen Override bzw. Eingriff
versehen, um eine Betätigung
der Vorrichtung in dem Fall eines Verlusts von elektrischer Energie
zu ermöglichen.
-
Geeigneterweise
ist der Medikamentenspender mit Kindersicherungsmerkmalen versehen,
um eine unerwünschte
Betätigung
davon durch ein junges Kind zu verhindern.
-
In
einem Aspekt ist der Behälter
ein Aerosolbehälter,
vorzugsweise mit einem Dosierventil an dem Abgabeauslass. In einem
anderen Aspekt ist der Behälter
für ein
Medikament in Lösungsform
(z.B. wässrige
Lösung),
mit einem Pumpenabgabemechanismus.
-
In
einem Aspekt umfasst der Aerosolbehälter eine Suspension eines
Medikaments in einem Treibmittel. Das Treibmittel umfasst vorzugsweise
flüssiges
HFA134a, HFA-227, Helium oder Kohlendioxid.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Aerosolbehälter eine Lösung eine Medikaments in einem Lösungsmittel.
-
Das
Medikament wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Albuterol, Salmeterol, Fluticason-Propionat, Beclomethason-Dipropionat, Salzen
oder Solvaten davon, und jeglichen Mischungen davon, besteht. Alternativ
kann der Spender zum Abgeben eines Impfstoffes verwendet werden.
-
Vorzugsweise
ist das Ventil ein Schieber.
-
Vorzugsweise
ist das Ventil ein Dosierventil. Bei alternativen Ausführungsformen
kann ein Abmessen einer Medikamentendosis durch einen gepulsten
elektrischen Stromfluss durch die Kopplung, oder an den Elektromagneten,
für eine
gewählte
Abgabezeit, erreichbar sein.
-
Vorzugsweise
ist der Behältersitz
so geformt, dass er mit der Basis des Medikamentenbehälters, für eine Aufnahme
von ihr, gut zusammenpasst. Vorzugsweise ist der Behältersitz
so geformt, dass er mit der Spitze des Abgabemechanismus, für eine Aufnahme
von ihm, gut zusammenpasst. Besonders bevorzugt ist der Spendersitz
ferner so geformt, dass er die Wände
des Medikamentenbehälters
stützt.
Insbesondere bevorzugt bilden der Behältersitz und der Spendersitz
in Kombination ein Gestell für
den Medikamentenbehälter.
-
Vorzugsweise
umfassen der Behältersitz und
der Spendersitz ein elektrisch leitfähiges Material, und der Behälter ist
davon elektrisch isoliert.
-
In
einem Aspekt umfasst der Abgabemechanismus ein elektrisch isolierendes
Material.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Abgabemechanismus ein elektrisch
leitfähiges
Material, und ein Isolator ist zwischen dem Abgabemechanismus und
dem Spendersitz vorgesehen.
-
Vorzugsweise
reagiert eine Verformung der Kopplung, und folglich eine Betätigung des
Abgabemechanismus, auf einen durch einen Patienten betätigbaren
Auslöser.
-
In
einem Aspekt umfasst der Auslöser
eine Knopf-, Schalter- oder Hebelanordnung.
-
In
einem anderen Aspekt ist der Medikamentenspender in der Form eines
Inhalators zur Abgabe eines inhalierbaren Medikaments. Eine Inhalation kann
durch die Nase oder den Mund erfolgen. Vorzugsweise reagiert eine
Verformung der Kopplung, und folglich eine Betätigung des Abgabemechanismus,
auf einen durch einen Patienten betätigbaren Auslöser mit
einem Sensor, der den Atem eines Patienten wahrnimmt. Die Verformung
der Kopplung (z.B. durch einen elektrischen Stromfluss dadurch) kann
auf die Erfassung des Einatmens eines Patienten ansprechen. Alternativ
kann eine Verformung der Kopplung (z.B. durch einen elektrischen
Stromfluss dadurch) auf einen Auslöser ansprechen, der mit irgendeinem
Punkt in dem Atemmuster des Patienten gekoppelt ist, wie beispielsweise
dem Ende des Ausatmens.
-
In
einem Aspekt umfasst der Sensor ein durch Atem bewegbares Element,
das als Reaktion auf den Atem eines Patienten bewegbar ist. Vorzugsweise
wird das durch Atem bewegbare Element aus der Gruppe ausgewählt, die
aus einem Flügel,
einem Segel, einem Kolben, einer Membran und einem Flügelrad,
besteht.
-
Eine
Bewegung des durch Atem bewegbaren Elements kann durch jede geeignete
Technik zur Erfassung einer Bewegung erfassbar sein. Geeignete Techniken
umfassen optische Detektoren, magnetische Detektoren oder Detektoren,
die eine Erfassung von kapazitativen Effekten nutzen.
-
Optische
Detektoren können
verwendet werden, um eine Bewegung des durch Atem bewegbaren Elements
zu erfassen, durch ein Versehen des Elements mit einer gemusterten äußeren Oberfläche, zum
Beispiel Streifen in einer Strichcode-artigen Anordnung, und einem
Platzieren des optischen Detektors, so dass er zu der gemusterten
Oberfläche
hin zeigt. Eine Bewegung des durch Atem bewegbaren Elements ändert die
Menge von der Lichtquelle, die zurück auf den optischen Detektor
reflektiert wird, wenn der Strahl über die gemusterte Oberfläche geht.
Die Streifen können
so angeordnet sein, dass die Richtung der Bewegung des Elements
erfasst werden kann.
-
Magnetische
Detektoren können
verwendet werden, um die Bewegung des durch Atem bewegbaren Elements
durch die Verwendung einer magnetischen Schaltvorrichtung zu erfassen.
Ein Lesegerät befindet
sich an dem Spender und ein magnetisches Material ist in dem durch
Atem bewegbaren Element eingebettet (oder umgekehrt). Eine Bewegung
des durch Atem bewegbaren Elements führt zu einer Änderung
des von dem Lesegerät
erfahrenen Magnetfelds. Alternativ kann eine Halleffekt-Vorrichtung
verwendet werden, wobei ein Halbleiter die Stärke des Magnetfelds des magnetischen
Materials an dem durch Atem bewegbaren Element misst.
-
Eine
Erfassung von kapazitativen Effekten kann verwendet werden, um eine
Bewegung des durch Atem bewegbaren Elements zu erfassen, durch ein
Hinzufügen
eines leitfähigen
Teils an das Element, und auch an einen zweiten festen Teil des Spenders.
Eine Bewegung des durch Atem bewegbaren Elements führt zu einer Änderung
der Kapazität,
die gemessen werden kann.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Sensor einen Drucksensor zum Wahrnehmen
des mit dem Atem eines Patienten assoziierten Druckprofils. Ein Druckwandler
ist ein Beispiel eines geeigneten Drucksensors.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Sensor einen Luftflusssensor zum
Wahrnehmen des mit dem Atem eines Patienten assoziierten Luftflussprofils.
In einem anderen Aspekt umfasst der Sensor einen Temperatursensor
zum Wahrnehmen des mit dem Atem eines Patienten assoziierten Temperaturprofils.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Sensor einen Feuchtigkeitssensor
zum Wahrnehmen des mit dem Atem eines Patienten assoziierten Feuchtigkeitsprofils.
-
In
einem anderen Aspekt umfasst der Sensor einen Gassensor zum Wahrnehmen
des mit dem Atem eines Patienten assoziierten Sauerstoff- oder Kohlendioxidprofils.
Das chemische Profil des eingeatmeten und ausgeatmeten Teils des
Atemzyklus variiert, und dies kann ferner als ein Messinstrument verwendet
werden.
-
Geeigneterweise
umfassen die Atemdaten Atemzyklusdaten, FEV und/oder Spitzenflussdaten.
-
In
einem Aspekt kann die Kopplung dem Luftfluss ausgesetzt werden,
der von der Inhalation oder dem Ausatmen des Patienten herstammt,
um bei dem Kühlen
der Kopplung nach einer Betätigung des
Abgabemechanismus zu helfen. Andere aktive Kühlmechanismen können verwendet
werden, wie beispielsweise eine Gebläsekühlung.
-
Vorzugsweise
umfasst der Medikamentenspender einen Betätigungs- oder Dosiszähler zum Zählen der
Anzahl von Betätigungen
des Abgabemechanismus oder der Freisetzung von Dosen davon. Der
Betätigungs-
oder Dosiszähler
kann mechanisch oder elektronisch sein. Besonders bevorzugt ist
der Betätigungs-
oder Dosiszähler
von der Kopplung unabhängig,
so dass ein Zählen
sogar dann auftreten wird, falls der Abgabemechanismus manuell betätigt wird.
-
Vorzugsweise
ist ein manueller Override vorgesehen, um eine manuelle Betätigung des
Abgabemechanismus zu ermöglichen.
Der manuelle Override kann so ausgestaltet sein, dass er sämtliche
Situationen abdeckt, bei denen die Kopplung nicht auf die normale
Art betätigt
wird. Diese umfassen Situationen, bei denen eine Betätigung nicht
auftritt (z.B. aufgrund eines Stromausfalls). Alternativ wird dies
Situationen umfassen, bei denen eine Betätigung auftritt, aber ein Zurücksetzen
der Kopplung fehlschlägt
(z.B. weil die Energie in einem „kontinuierlich eingeschalteten" Modus ist), und
eine manuelle Zurücksetzung, Entkopplung
(z.B. durch ein Trennen bzw. Lösen
der Kopplung), oder es wird eine „Schaltkreisunterbrechung" verwendet.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich ein elektronisches Datenverwaltungssystem.
Das elektronische Datenverwaltungssystem weist eine Eingabe-/Ausgabefähigkeit auf,
und umfasst einen Speicher zum Speichern von Daten; einen Mikroprozessor
zum Durchführen
von Vorgängen
mit den Daten; und einen Sender zum übertragen eines die Daten oder
den Ausgang eines Vorgangs mit den Daten betreffenden Signals.
-
Geeigneterweise
umfasst das elektronische Datenverwaltungssystem ein elektronisches
Steuersystem, zum Steuern der Versorgung der Kopplung mit Energie.
Somit kann das Steuersystem in Aspekten den Fluss von elektrischem
Strom an die Kopplung regulieren, oder an jegliche Heizvorrichtung oder
elektromagnetische Quelle, die damit verbunden ist.
-
Das
Steuersystem kann einen Teil eines größeren elektronischen Datenverwaltungssystems
bilden, das in der Lage ist, Eingaben von anderen elektronischen
Komponenten zu empfangen. Insbesondere können Eingaben von jeglichem
Sensor empfangen werden, um eine Betätigung der Kopplung als Reaktion
auf den Sensor, insbesondere eine Atemsensor-Eingabe, zu ermöglichen.
-
Das
Steuersystem kann so angeordnet sein, dass es jegliche geeignete
Steuerung der Betätigung der
Kopplung erreicht, einschließlich
einem Variieren des Betrags der daran zugeführten Energie, der Rate der
daran zugeführten
Energie, Impulsmuster der Energiezufuhr an die Kopplung, und komplexeren Steuermustern.
-
Geeigneterweise
ist das elektronische Datenverwaltungssystem so angeordnet, dass
es auf die Stimme eines Nutzers reagiert, oder durch sie aktiviert
wird. Somit kann das System zum Beispiel als Reaktion auf einen
Stimmenbefehl an- oder ausgeschaltet werden.
-
Das
elektronische Datenverwaltungssystem kann einstückig bzw. integriert mit dem
Körper
sein. Alternativ bildet das elektronische Datenverwaltungssystem
einen Teil einer Basiseinheit, die mit dem Körper reversibel verbindbar
ist.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich ein Dateneingabesystem
zur Eingabe von Daten durch einen Nutzer in das elektronische Datenverwaltungssystem.
Vorzugsweise umfasst das Dateneingabesystem eine Mann-Maschine-Schnittstelle
(MMI), die vorzugsweise aus einer Tastatur, einer Stimm- oder Geräusch-Erkennungsschnittstelle,
einer graphischen Nutzerschnittstelle (GUI), oder einer biometrischen
Schnittstelle, ausgewählt
wird.
-
Geeigneterweise
umfasst das System zusätzlich
eine visuelle Anzeigeeinheit zum Anzeigen von Daten aus dem elektronischen
Datenverwaltungssystem für
den Nutzer. Die Anzeige kann zum Beispiel einen Bildschirm, wie
beispielsweise einen LED- oder LCD-Bildschirm, umfassen. Besonders bevorzugt
ist die visuelle Anzeigeeinheit mit dem Körper des Medikamentenspenders
verbindbar. Grundlegendere Anzeigeeinheiten werden in Betracht gezogen,
auch diejenigen umfassend, bei denen ein Licht oder Muster von Lichtern
so verwendet wird, dass es als ein Signal an den Patienten wirkt.
-
Das
elektronische Datenverwaltungssystem kann ferner einen Stimm-Synthesizer für eine verbale Kommunikation
von Daten, Instruktionen und Rückkopplungen
an einen Nutzer umfassen.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich eine Verbindung zur
Datenübertragung
zur Verbindung mit einem lokalen Datenspeicher, um die Datenkommunikation
zwischen dem lokalen Datenspeicher und dem elektronischen Datenverwaltungssystem
zu ermöglichen.
Der Datenspeicher kann auch eine Datenverwaltungs-, Datenanalyse-
und Datenkommunikationsfähigkeit
umfassen.
-
Der
Datenspeicher kann selbst einen Teil einer tragbaren Vorrichtung
(z.B. einer handgehaltenen Vorrichtung) ausbilden, oder er kann
eine derartige Größe und Form
aufweisen, dass er innerhalb des Haushalts eines Patienten aufgenommen
werden kann. Der Datenspeicher kann auch einen physischen Speicherbereich
zum Lagern von Ersatz-Medikamentenbehältern umfassen. Der Datenspeicher kann
ferner ein System zum erneuten Füllen
eines Medikaments aus einem Reservoir eines Medikamentenprodukts,
das darin gelagert wird, umfassen. Der Datenspeicher kann ferner
ein elektrisches Wiederaufladesystem zum Wiederaufladen von beliebigen
elektrischen Energiespeichern an dem Medikamentenspender, insbesondere
ein Batterie-Wiederaufladesystem, aufweisen.
-
Die
Verbindung zur Datenübertragung
kann zum Beispiel eine Verbindung mit einer Docking Station, einem
Personal Computer, einem Netzwerk-Computersystem oder einer Set-Top-Box
durch jedes geeignete Verfahren ermöglichen, einschließlich einer
festverdrahteten Verbindung, einer Infrarot-Verbindung oder jeder
anderen geeigneten Funkkommunikations-Verbindung.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich einen Betätigungsdetektor zum
Erfassen der Betätigung
des Abgabemechanismus, wobei der Betätigungsdetektor Betätigungsdaten
an das elektronische Datenverwaltungssystem überträgt.
-
Der
Medikamentenspender kann zusätzlich einen
Sicherheitsmechanismus umfassen, um unbeabsichtigte Mehrfachbetätigungen
des Abgabemechanismus zu verhindern. Der Patient wird dadurch davor
geschützt,
dass er/sie versehentlich mehrere Medikamentendosen in einer Situation
aufnimmt, wo sie eine Anzahl von kurzen schnellen Zügen nehmen. Insbesondere
bevorzugt erlegt der Sicherheitsmechanismus eine Zeitverzögerung zwischen
nachfolgenden Betätigungen
der Freigabeeinrichtung auf. Die Zeitverzögerung liegt üblicherweise
in der Größenordnung
von drei bis dreißig
Sekunden.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich einen Freigabedetektor
zum Erfassen der Freigabe eines Medikaments aus dem Medikamentenbehälter, wobei
der Freigabedetektor Freigabedaten an das elektronische Datenverweltungssystem überträgt.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich einen Schütteldetektor
zum Erfassen des Schüttelns
des Medikamentenbehälters
(z.B. vor der Betätigung
des Abgabemechanismus), wobei der Schütteldetektor Schütteldaten
an das elektronische Datenverwaltungssystem überträgt.
-
Geeigneterweise
umfasst jeglicher Betätigungsdetektor,
Freigabedetektor oder Schütteldetektor
einen Sensor zum Erfassen von jeglichem geeigneten Parameter, wie
beispielsweise Bewegung. Jegliche geeignete Sensoren werden in Betracht
gezogen, einschließlich
der Verwendung von optischen Sensoren. Der Freigabedetektor kann
jeglichen Parameter wahrnehmen, der durch die Freigabe des Medikaments
beeinflusst wird, wie beispielsweise Druck, Temperatur, Geräusche, Feuchtigkeit,
Kohlendioxid-Konzentration und Sauerstoff-Konzentration.
-
Geeigneterweise
umfasst der Medikamentenspender zusätzlich einen Atemauslöser zum
Auslösen
des Abgabemechanismus, wobei der Atemauslöser als Reaktion auf ein Auslösesignal
von dem elektronischen Datenverwaltungssystem betätigbar ist.
Vorzugsweise umfasst das elektronische Datenverwaltungssystem einen
Prädiktionsalgorithmus
oder eine Nachschlagetabelle zum Ableiten von den Atemdaten, wann
das Auslösesignal
zu übertragen
ist. Zum Beispiel kann eine Echtzeit-Analyse der Atem-Wellenform
des Patienten durchgeführt
werden, und der Auslösepunkt
unter Bezugnahme auf diese analysierte Wellenform abgeleitet werden.
-
Die
Erfindung wird nun weiter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, bei denen:
-
1a eine
Seitenansicht im Schnitt eines ersten Medikamentenspender gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
1b eine
Seitenansicht des Medikamentenspenders von 1a ist;
-
1c eine
Draufsicht im Schnitt eines Teils des Behältersitzes des Medikamentenspenders
der 1a und 1b ist;
-
2 eine
schematische Ansicht eines Systems zur Abgabe eines Medikaments
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
3 eine
schematische Ansicht eines zweiten Systems zur Abgabe eines Medikaments
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
4 eine
Schnittansicht eines dritten Systems zur Abgabe eines Medikaments
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
5 eine
schematische Ansicht eines elektronischen Steuersystems zur Verwendung
in Übereinstimmung
mit den Medikamentenspendern hierin ist;
-
6 eine
schematische Ansicht eines Impulsbreiten-modulierten Betätigungsschemas
zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
7a eine
Vorderansicht einer Labortestvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
-
7b eine
Schnittansicht der Labortestvorrichtung von 7a ist;
und
-
8a–8c Schnittansichten
eines Spritzenspenders gemäß der vorliegenden
Erfindung sind, in Ruhe-, Auslöse-
beziehungsweise Einziehpositionen.
-
Die 1a und 1b zeigen
ein Dosieraerosol zur Abgabe eines Medikaments zur Inhalation durch
einen Patienten. Der Inhalator umfasst ein rohrförmiges Gehäuse 10, in dem sich
ein Aerosolbehälter 20 befindet.
Ein Abgabeauslass 12 führt
seitlich von dem geschlossenen Ende des Gehäuses 10. Bei der dargestellten
Ausführungsform
ist der Auslass 12 in der Form eines Mundstücks, das
für ein Einführen in
den Mund des Patienten vorgesehen ist, aber er kann, falls es gewünscht wird,
als eine Düse zum
Einführen
in das Nasenloch des Patienten ausgestaltet sein.
-
Der
Aerosolbehälter 20 weist
einen Ventil-Abgabemechanismus 22 in der Form eines Schiebers
auf. Ein Ventilschaft 24 ist mit einer Stütze 14 verbunden.
Die Stütze 14 ist
mit einem Auslassdurchgang 16 versehen, der ermöglicht,
dass eine abgegebene Dosis durch den Abgabeauslass 12 durchgeht.
Man wird zu schätzen
wissen, dass eine Abgabe der Dosis erfordert, dass der Aerosolbehälter 20 niedergedrückt wird,
um den Schieber-Abgabemechanismus 22 zu betätigen und
ein Medikament in den Auslass 12 abzugeben, von dem es durch
einen Patienten inhaliert werden kann.
-
Man
kann sehen, dass der obere Teil des Aerosolbehälters 20 durch einen
Behältersitz 30 aufgenommen
wird. Der Behältersitz 30 ist
innerhalb des Gehäuses,
entlang einer Spur 18, die in die Wand des Gehäuses 10 geschnitten
ist, gleitend bewegbar. Der Behältersitz 30 umfasst
einen ersten elektrisch leitfähigen
Abschnitt 32 mit aufnehmenden Seitenwänden 33, um den Aerosolbehälter 20 aufzunehmen,
und einen zweiten Abschnitt 34, der einen manuellen Betätigungsknopf
zur Verwendung als ein manueller Override, ausbildet. Der erste
Abschnitt 32 ist an dem zweiten Abschnitt 34 über Schraubenverbinder 36, 37 verbunden.
Man kann auch sehen, dass der Hals 26 des Ventils 22 durch
einen elektrisch leitfähigen
Ring 40 aufgenommen wird, der um den Hals 26 des
Ventils 22 herum passt. Der Ring 40 selbst ist
an dem unteren Teil 11 des Gehäuses 10 befestigt.
Mehrfache Längen
eines Formgedächtnislegierungs-Drahts 50a, 50b, 50c, 50d verbinden
den ersten Abschnitt 32 des Behältersitzes 30 mit
dem leitfähigen
Ring 40. Wie durch eine Ansicht von 1c offensichtlich
wird, umfassen die mehrfachen Längen
des Drahts 50a, 50b, 50c, 50d tatsächlich einen
einzelnen Draht 50, der mehrere Male um den Behältersitz 30 und
den Ring 40 herum gewickelt ist. Der Draht 50 umfasst
eine Nickel-Titan-Legierung die sich als Reaktion auf den Fluss
von elektrischem Strom dadurch zusammenzieht. Man wird somit zu schätzen wissen,
dass, wenn ein elektrischer Strom durch die mehrfachen Längen von
Draht 50a, 50b, 50c, 50d durchgeht,
der Behältersitz 30 und
der Ring 40 zueinander hin gezogen werden, wenn sich der Draht 50 zusammenzieht.
Eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus 22 und
eine Abgabe einer Medikamentendosis wird dadurch erfolgen.
-
In
dem Fall eines Ausfalls von elektrischem Stromfluss wird man zu
schätzen
wissen, dass der manuelle Betätigungsknopf 34 manuell
nach unten gedrückt
werden kann, um den Ventil-Abgabemechanismus 22 zu betätigen.
-
1c zeigt
eine Draufsicht des ersten Abschnitts 32 des Behältersitzes 30.
Man kann sehen, dass der erste Abschnitt 32 mit Zinnen 31, 31a um seinen
Umfang herum versehen ist. Erste und zweite Punkte der Drahtanbringung 38, 39 sind
derart vorgesehen, dass ein erstes Ende des Formgedächtnislegierungs-Drahts 50 an
dem ersten Anbringungspunkt 38 befestigt ist. Der Draht 50 wird
dann um die erste Zinne 31 herum gewickelt, und nach unten
zu dem Ventilsitz 40 gezogen, der in verbindet, bevor er
ihn zu der zweiten Zinne 31 führt, um die er herum gewickelt
wird, und so weiter, bis mehrere Drahtschleifen 50a, 50b, 50c den
Ring 40 mit dem Behältersitz 30 verbinden.
Das Ende des Drahts 50 wird schließlich festgezogen und an dem
Endpunkt der Befestigung 39 befestigt. Bei alternativen
Ausführungsformen kann
ein (Fest-)Spannmerkmal enthalten sein, wie beispielsweise ein Schraubspann-Mechanismus,
zur Verwendung bei der Spannung des Drahts. Schraubenverbinderlöcher 36, 37 sind
vorgesehen, um eine Schraubverbindung mit dem oberen Teil 34 des
Behältersitzes 30 zu
ermöglichen.
Ein Energieverbinder 35 ist vorgesehen, um eine Verbindung
des ersten Abschnitts 32, und folglich des Drahts 50,
mit einer elektrischen Energiequelle vorzusehen.
-
2 zeigt
eine schematische Darstellung eines durch Atem bedienbaren bzw.
betreibbaren Medikamenten-Abgabesystems hierin. Das System umfasst
ein Dosieraersosol ähnlich
demjenigen, das detaillierter in den 1a, 1b und 1c gezeigt
wird, mit einem rohrförmigen
Gehäuse 110,
das einen Abgabeauslass 112 in der Form eines Mundstücks aufweist.
Innerhalb des Gehäuses 110 sitzt ein
Aerosolbehälter 120,
der einen Ventil-Abgabemechanismus 122 in der Form eines
Schiebers aufweist. Ein Ventilschaft 124 wird durch eine
Ventilstütze 114 gestützt. Ein
Auslassdurchgang 116 ist in der Stütze 114 vorgesehen,
um einen Durchgang von einer abgegebenen Dosis zu dem Abgabeauslass 112 zu
ermöglichen.
-
Man
kann sehen, dass der obere Teil des Aerosolbehälters 120 an einen
Behältersitz 130 anstößt. Der
Behältersitz 130 umfasst
einen isolierenden Abschnitt 132, der den Aerosolbehälter 120 direkt
berührt,
und einen oberen leitfähigen
Abschnitt 134 (z.B. aus Aluminium bestehend). Man kann
auch sehen, dass die Ventilstütze 114 mit
einem leitfähigen Ventilsitz 140 verbunden
ist. Mehrere Formgedächtnislegierungs-Drähte 150a, 150b verbinden
den leitfähigen
Abschnitt 134 des Behältersitzes 130 mit dem
leitfähigen
Ventilsitz 140. Die mehreren Drähte 150a, 150b umfassen
eine Nickel-Titan-Legierung, die sich als Reaktion auf einen elektrischen
Stromfluss dadurch zusammenzieht. Man wird somit zu schätzen wissen,
dass bei einem Durchgang von elektrischem Strom durch die mehreren
Drähte 150a, 150b der
Behältersitz 130 und
der Ventilsitz 140 zu einander hin gezogen werden, wenn
sich die Drähte 150a, 150b zusammenziehen.
Eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus 122 und eine Abgabe einer
Medikamentendosis werden dadurch erfolgen.
-
Eine
Steuerung des elektrischen Stromflusses an den Behältersitz 130,
Ventilsitz 140 und die Drähte 150a, 150b ist
unter Verwendung der dargestellten Schaltung erzielbar. Der Behältersitz 130 und Ventilsitz 140 sind
mit einem Betätigungsschaltkreis 160 verbunden,
der eine Hochstrom-Energieversorgung 162 (z.B.
ein galvanisches Element oder Batterie von galvanischen Elementen)
und einen Schalter 164 in der Form eines Festkörper-Relais
umfasst. Das Festkörper-Relais 164 selbst
ist mit einer Steuerungsschaltung verbunden, die einen Mikrokontroller bzw.
Mikro-Steuergerät 170 mit
einer unabhängigen Energieversorgung 172 umfasst.
Das Mikro-Steuergerät 170 selbst
ist mit einem Druckwandler 180 verbunden, der eine Eingabevorrichtung
in der Form eines Druckrohrs 182 aufweist, das sich in
dem Abgabeauslass 112 des Inhalator-Gehäuses 110 befindet.
-
Man
wird zu schätzen
wissen, dass ein Stromfluss zu dem Behältersitz 130, Ventilsitz 140 und
den Drähten 150a, 150b,
und folglich eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus, wie folgt erreichbar sein kann. Der
Patient inhaliert durch das Mundstück 112, was zu einer Änderung
des Drucks innerhalb des Gehäuses 110 und
Druckrohrs 182 führt.
Die Änderung
des Drucks wird durch den Druckwandler 180 erfasst, der
ein Signal an das Mikro-Steuergerät 170 sendet. Das
Mikro-Steuergerät 170 sendet
wiederum ein Umschaltsignal an das Festkörper-Relais 164, was
zu einem Schließen
des Betätigungsschaltkreises
und einem elektrischen Stromflusses dadurch führt. Das resultierende Zusammenziehen
der Formgedächtnislegierungs-Drähte 150a, 150b bewirkt
eine Betätigung des
Ventil-Abgabemechanismus 122, und folglich die Abgabe eines
Medikaments an den inhalierenden Patienten.
-
Man
kann auch in 2 sehen, dass das Mikro-Steuergerät 170 mit
einer Anzeige 174, um dem Patienten Informationen anzuzeigen,
und auch mit einer Computer-Schnittstelle 176 verbunden
ist, für
einen Austausch von Daten damit. Sämtliche Schaltungen und Komponenten
davon, einschließlich
der Energieversorgungen 162, 172 und Anzeige 174,
können
so angeordnet sein, dass sie derart an dem Gehäuse 110 vorhanden
sind, dass das System in der Form einer diskreten, handgehaltenen
Vorrichtung ist.
-
3 zeigt
eine schematische Darstellung eines durch Atem bedienbaren Medikamenten-Abgabesystems
hierin. Das System umfasst ein Dosieraersosol ähnlich demjenigen, das detaillierter
in den 1a, 1b und 1c gezeigt
wird, mit einem rohrförmigen
Gehäuse 210,
das einen Abgabeauslass 212 in der Form eines Mundstücks aufweist.
Innerhalb des Gehäuses 210 sitzt
ein Aerosolbehälter 220,
der einen Ventil-Abgabemechanismus 222 in der
Form eines Schiebers aufweist. Ein Ventilschaft 224 wird
durch eine Ventilstütze 214 gestützt. Ein Auslassdurchgang 216 ist
in der Stütze 214 vorgesehen,
um einen Durchgang von einer abgegebenen Dosis zu dem Abgabeauslass 212 zu
ermöglichen.
-
Man
kann sehen, dass der obere Teil des Aerosolbehälters 220 an einen
Behältersitz 230 anstößt. Der
Behältersitz 230 umfasst
einen isolierenden Abschnitt 232, der den Aerosolbehälter 220 direkt
berührt,
und einen oberen leitfähigen
Abschnitt 234 (z.B. aus Aluminium bestehend). Man kann
auch sehen, dass die Ventilstütze 214 mit
einem leitfähigen
Ventilsitz 240 verbunden ist. Mehrere Formgedächtnislegierungs-Drähte 250a, 250b verbinden den
leitfähigen
Abschnitt 234 des Behältersitzes 230 mit
dem leitfähigen
Ventilsitz 240. Die mehreren Drähte 250a, 250b umfassen
eine Nickel-Titan-Legierung, die sich als Reaktion auf einen elektrischen Stromfluss
dadurch zusammenzieht. Man wird somit zu schätzen wissen, dass bei einem
Durchgang von elektrischem Strom durch die mehreren Drähte 250a, 250b,
der Behältersitz 230 und
der Ventilsitz 240 zu einander hin gezogen werden, wenn
sich die Drähte 250a, 250b zusammenziehen.
Eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus 222 und eine Abgabe einer
Medikamentendosis werden dadurch erfolgen.
-
Eine
Steuerung des elektrischen Stromflusses an den Behältersitz 230,
Ventilsitz 240 und die Drähte 250a, 250b ist
unter Verwendung der dargestellten Schaltung erzielbar. Der Behältersitz 230 und Ventilsitz 240 sind
mit einem Betätigungsschaltkreis 260 verbunden,
der eine Energieversorgung 262 (z.B. ein galvanisches Element
oder Batterie von galvanischen Elementen) und einen Schalter 264 in
der Form einer Festkörper-Schaltvorrichtung
umfasst. Der Schalter 264 selbst ist mit einer Steuerungsschaltung
verbunden, die ein Mikro-Steuergerät 270 umfasst, welches
eine analoge und digitale Schnittstelle aufweist. Die Energieversorgung
für die
Steuerungsschaltung wird von der Energieversorgung 262 für die Drähte 250a, 250b genommen,
nach einer geeigneten Regulierung und einem Filtern 263.
Das Mikro-Steuergerät 270 selbst
ist mit einem Druckwandler 280 verbunden, der eine Eingabevorrichtung in
der Form eines Druckrohrs 282 aufweist, das sich in dem
Abgabeauslass 212 des Inhalator-Gehäuses 210 befindet.
-
Man
wird zu schätzen
wissen, dass ein Stromfluss zu dem Behältersitz 230, Ventilsitz 240 und
den Drähten 250a, 250b,
und folglich eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus, wie folgt erreichbar sein kann. Der
Patient inhaliert durch das Mundstück 212, was zu einer Änderung
des Drucks innerhalb des Gehäuses 210 und
Druckrohrs 282 führt.
Die Änderung des
Drucks wird durch den Druckwandler 280 erfasst, der ein
Signal an das Mikro-Steuergerät 270 sendet.
Das Mikro-Steuergerät 270 sendet
wiederum ein Umschaltsignal an die Festkörper-Schaltvorrichtung 264,
was zu einem Schließen
des Betätigungsschaltkreises
und einem elektrischen Stromflusses dadurch führt. Das resultierende Zusammenziehen
der Formgedächtnislegierungs-Drähte 250a, 250b bewirkt
eine Betätigung des
Ventil-Abgabemechanismus 222, und folglich die Abgabe eines
Medikaments an den inhalierenden Patienten.
-
Man
kann auch in 3 sehen, dass das Mikro-Steuergerät 270 mit
einer Anzeige 274, um dem Patienten Informationen anzuzeigen,
und auch mit einer Computer-Schnittstelle 276 verbunden
ist, für
einen Austausch von Daten damit. Eine Kommunikation mit der Computer-Schnittstelle 276 kann über eine
verdrahtete, optische oder Funkkommunikations-Verbindung erfolgen.
Das Mikro-Steuergerät 270 ist
auch mit einem Schütteldetektor 277,
zur Verwendung bei der Erfassung, ob der Behälter 220 vor der Betätigung des
Ventil-Abgabemechanismus 222 geschüttelt wird, und einem Uhr-Kalender-Modul 278 mit
einem Temperatursensor verbunden. Sämtliche Schaltungen und Komponenten
davon, einschließlich
der Energieversorgung 262, Anzeige 274, Schütteldetektor 277,
Computer-Schnittstelle 276 und Uhr-Kalender-Modul 278,
können
so angeordnet sein, dass sie derart an dem Gehäuse 210 vorhanden
sind, dass das System in der Form einer diskreten, handgehaltenen
Vorrichtung ist.
-
4 zeigt
ein Dosieraerosol für
die Abgabe eines Medikaments zur Inhalation durch einen Patienten.
Der Inhalator umfasst ein Gehäuse 310,
in dem sich ein Aerosolbehälter 320 befindet.
Ein Endstück 311 in
der Form eines Mundstücks 312 ist
an dem Aerosolbehälter 320 vorgesehen.
-
Der
Aerosolbehälter 320 weist
einen Ventil-Abgabemechanismus 322 in der Form eines Schiebers
auf. Ein Ventilschaft 324 ist mit einer Schaftstütze 314 verbunden,
die einen Teil des Endstücks 311 ausbildet.
Die Stütze 314 ist
mit einem Auslassdurchgang 316 versehen, der ermöglicht, dass
eine abgegebene Dosis bis zu dem Mundstück-Auslass 312 durchgeht.
Man wird zu schätzen wissen,
dass eine Abgabe der Dosis erfordert, dass der Aerosolbehälter 320 niedergedrückt wird,
um den Schieber-Abgabemechanismus 322 zu betätigen und ein
Medikament in den Auslass 312 abzugeben, von dem es durch
einen Patienten inhaliert werden kann.
-
Das
Endstück 311 weist
einen rohrförmigen Halsabschnitt 316 zur
Aufnahme eines Kragens 326 auf, welcher selbst mit dem
Hals des Aerosolbehälters 320 in
Eingriff gelangt. Der rohrförmige
Abschnitt 316 ist derart geformt, dass der Kragen 326,
und so in Eingriff genommene Aerosolbehälter, auf eine gleitende Art
ausreichende bewegbar darin sind, um eine Betätigung des Schieber-Mechanismus 322 zu
ermöglichen.
Der Aerosolbehälter 320,
Kragen 326 und Endstück 311 bilden
zusammen eine diskrete Einheit aus, die von dem Gehäuse 310 reversibel
entfernbar ist, wenn das Endstück 311 in
bestimmten Ausrichtungen ist. Die Zeichnung zeigt das Endstück in der „gesicherten
Endstück-Ausrichtung", in der eine Haltelippe 308 einen
Schnappverschluss-Eingriff mit einer Nut 318 durchführt, die
in dem rohrförmigen
Abschnitt 316 des Endstücks
vorgesehen ist. Ein senkrecht gegenüberliegender Punkt (d.h. 90° Drehung davon)
an dem rohrförmigen
Abschnitt 316 weist keinen ähnlichen Nut-Abschnitt auf,
so dass, wenn das Endstück 311 durch
90° in die „ungesicherte
Endstück-Ausrichtung" gedreht wird, das
Endstück 311, der
Kragen 326 und Aerosolbehälter von dem Gehäuse 310 entfernt
werden können.
-
Der
Kragen 326 ist mit einem elektronischen Speicher-Chip 328 versehen,
der in der Lage ist Dateneingaben zu empfangen und Datenausgaben
vorzusehen. Der Speicher-Chip 328 ist über einen Kontakt 360 mit
einer elektronischen Schaltung (nicht sichtbar) und Energieversorgung
in der Form von zwei Lithium-Batterien 362a und 362b verbunden. Die
elektronische Schaltung ist ferner mit einem elektronischen Steuersystem 370 verbunden,
das in der Lage zur Kommunikation mit dem Speicher-Chip 328 und
mit verschiedenen Sensoren an der Vorrichtung (zur Vereinfachung
nicht gezeigt) ist, und in der Lage ist, eine visuelle Ausgabe für den Patienten über eine Anzeige 374 vorzusehen.
Weitere Aspekte eines geeigneten elektronischen Steuersystems sind
in 5 beschrieben.
-
Man
kann sehen, dass der obere Teil des Aerosolbehälters 320 durch einen
Behältersitz 330 aufgenommen
wird. Der Behältersitz 330 ist
innerhalb des Gehäuses,
entlang einer Spur 331, die in dem Gehäuse 310 ausgebildet
ist, gleitend bewegbar. Der Behältersitz 330 umfasst
auch eine Feder-Betätigungs-Rückkehrvorrichtung 333 und
einen Betätigungsknopf 334 zur
Verwendung als ein manueller Override. Mehrfache Längen eines
Formgedächtnislegierungs-Drahts 350a, 350b (zur
Vereinfachung werden lediglich zwei Drähte gezeigt) verbinden den Behältersitz 330,
um Positionen 340a, 340b in dem unteren Teil des
Gehäuses
zu verankern. Die Drähte 350a, 350b umfassen
eine Nickel-Titan-Legierung, die sich als Reaktion auf die Wärmewirkung
des Flusses von elektrischem Strom dadurch zusammenzieht. Man wird
somit zu schätzen
wissen, dass, wenn ein elektrischer Strom durch die mehrfachen Längen von
Draht 350a, 350b durchgeht, der Behältersitz 330 zu
dem Verankerungspositionen 340a, 340b hin gezogen
wird, wenn sich die Drähte 350a, 350b zusammenziehen.
Eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus 322 und eine Abgabe einer Medikamentendosis
wird dadurch erfolgen. Der Fluss von elektrischem Strom wird durch
das Steuersystem 370 gesteuert, welches selbst auf Eingaben von
verschiedenen Sensoren (nicht gezeigt) anspricht, wie beispielsweise
einem Sensor, der den Atem eines Patienten wahrnimmt.
-
Im
Fall eines Ausfalls des elektrischen Stromflusses wird man zu schätzen wissen,
dass der manuelle Betätigungsknopf 334 manuell
nach unten gedrückt
werden kann, um den Ventil-Abgabemechanismus 322 zu betätigen. Der
manuelle Betätigungsschritt
führt auch
zu dem Schließen
des Schalters 332, der registriert, dass eine Dosis abgegeben
wurde.
-
5 zeigt
eine schematische Darstellung von elektronischen Komponenten zur
Verwendung in einem Spender hierin, und einem elektronischen Steuersystem
dafür.
Das Steuersystem ist im Wesentlichen eine weiter entwickelte Version
des in den 2 und 3 gezeigten
Systems, und ist in Aspekten zur Verwendung beim Steuern der Vorrichtung
von 4 geeignet. Ein zentrales Steuergerät 470 empfängt Eingaben
und/oder überträgt Ausgaben,
um die jeweiligen Komponenten zu erreichen. Mit dem zentralen Steuergerät verbundene
Schlüsselkomponenten
sind ein Uhr-Chip 478 und 32kHz Kristall bzw. Quarz 479,
und eine Energieversorgung 462 in der Form einer Batterie.
Eine geeignete Batterie 462 liefert 6 Volt bei 1,3 Amp./Stunde,
und ist in der Lage 4,5 Amp. zuzuführen. Das zentrale Steuergerät 470 kommuniziert
mit verschiedenen Sensoren an der Vorrichtung, einschließlich eines
Temperatursensors 482 zum Wahrnehmen der Umgebungstemperatur;
eines Atemsensors 480 (z.B. in der Form eines Druckwandlers)
zum Wahrnehmen des Atems eines Patienten; eines Schüttelsensors 477 zum
Erfassen eines Schüttelns
der Vorrichtung; eines Arzneimittel-ID-Sensors 484 zum
Lesen von Informationen von einem Transceiver an dem Medikamentenbehälter, um
die Arzneimittel-Identität
und Integrität
zu überprüfen; eines
manuellen Sensors 486 (z.B. in der Form eines Schalters)
zum Erfassen einer manuellen Betätigung
der Vorrichtung; eines Wolkensensors 488 (z.B. in der Form
eines Infrarot- Emitters/Detektors)
zum Erfassen des Auslösens
bzw. der Abgabe aus dem Medikamentenbehälter.
-
Der
Auslöseschaltkreis 460 für die Abgabe von
elektrischem Strom, um Formgedächtnislegierungs-Drähte (nicht
gezeigt) zu erwärmen,
kommuniziert ferner mit dem Steuergerät 470. Eine Systemuhr 490 (z.B.
in der Form eines Kristall- oder Keramik-Resonators) ermöglicht die
Kontrolle über
die Versorgung des Auslöseschaltkreises 460 mit
elektrischem Strom. 6 zeigt Profile von elektrischem Strom
und Temperaturen hierin, obwohl Variationen verwendet werden können. Merkmale
der Nutzer-Schnittstelle, die einen an/aus Schalter 471 und eine
LCD-Anzeige 474 umfassen, kommunizieren auch mit dem zentralen
Steuergerät 470.
Externe Kommunikationsschnittstellen, die eine RS232-Schnittstelle 476 und
eine Infrarot-Schnittstelle 475 umfassen, für eine Datenübertragung
an eine Docking Station oder Drucker, sind auch vorgesehen.
-
Man
wird zu schätzen
wissen, dass jede der Komponenten des Steuersystems eine unabhängige Funktion
ausführen
kann, oder dass die Handlung bzw. Wirkung von Komponenten kombiniert
werden kann, um das Arbeiten des Systems als ein Ganzes zu ermöglichen.
Ein Beispiel einer Kombinationshandlung wäre das Wahrnehmen der Inhalation
eines Patienten durch den Atemsensor 480; Kommunikation
von dieser Atem-Wahrnehmung an das Steuergerät 470; Kommunikation
von dem Steuergerät 470 an
die Zeiteinstellungsvorrichtung 490, die den elektrischen
Stromfluss an den Auslöse-Schaltkreis 460 steuert;
das resultierende Auslösen
des Arzneimittel-Spenders durch ein Wahrnehmen dieses Auslösens durch
den Wolken-Sensor 488; und eine „Auslösen beendet"-Nachricht, die dem Patienten an der LCD-Anzeige 474 angezeigt
wird.
-
6 zeigt
eine Steuerung des Temperaturprofils von Formgedächtnislegierungs-Drähten bei
einem Auslösevorgang
zusammen mit dem Profil des elektrischen Stroms, um die Temperatursteuerung
zu erreichen. Die obere Kurve zeigt die Temperatur der Formgedächtnislegierung
(shape memory alloy, SMA) gegen die Zeit (in ms). Die untere Kurve
zeigt das zugehörige
Profil des elektrischen Stroms gegen die Zeit (in ms). Bei anfänglicher
Konzentration auf die obere Kurve, ist die Temperatur der SMA-Drähte anfänglich bei
einer Ruhetemperatur (T1), die großenteils
durch die Umgebungstemperatur bestimmt wird. Ein Vorheiz-Schritt
erhöht
dann die Temperatur der SMA-Drähte
auf eine Temperatur (T2), die gerade unterhalb
(z.B. innerhalb 5°C)
der Phasenumwandlungstemperatur (Tt) davon
ist. Bei der Betätigung
wird die Temperatur auf eine Betätigungstemperatur
(T3) erhöht,
die gerade oberhalb (z.B. innerhalb 5°C) der Phasenumwandlungstemperatur
(Tt) der SMA-Drähte ist, was ein Zusammenziehen
von ihnen bewirkt. Die Drähte
werden bei dieser Temperatur für
einen Haltezeitraum gehalten. Es wird dann zugelassen, dass die
Temperatur der Drähte
auf unterhalb der Umwandlungstemperatur abkühlt, wobei sich die Drähte an diesem
Punkt entspannen, und schließlich
auf eine Ruhetemperatur (T4), die gerade unterhalb
(z.B. innerhalb 5°C)
der Phasenumwandlungstemperatur (Tt) ist.
Wenn man sich nun auf die untere Kurve konzentriert, wird das Profil
des elektrischen Stroms, um das obige Temperaturprofil zu erreichen,
gezeigt. Das Profil des elektrischen Stroms ist durch die Verwendung
einer Impulswellenmodulations-Schaltung erreichbar. Anfänglich wird
kein Strom zugeführt
und die Drähte
bleiben bei der Ruhetemperatur (T1). Bei
dem Vorheiz-Schritt werden Stromimpulse zugeführt, um die Drähte auf
die Haltetemperatur (T2) zu bringen. Während der
Betätigung wird
anfänglich
ein konstanter Strom zugeführt,
um die Anstiegstemperatur auf die Betätigungstemperatur (T3) zu erhöhen.
Dann wird ein gepulster Strom zugeführt, um die Drähte bei
der Betätigungstemperatur
(T3) zu halten, bis eine Entspannung der
Drähte erforderlich
ist, wobei an diesem Punkt der Strom ausgeschaltet wird.
-
Man
wird zu schätzen
wissen, dass Variationen der Profile der Temperatur und des elektrischen Stroms
von 6 verwendet werden können, einschließlich einer
Variation der Vorheizzeit, Betätigungszeit
und Haltezeit und Freigabezeit. Außerdem können die Impulszeit, Wiederholungsrate
und Amplitude variiert werden, um eine optimale Steuerung vorzusehen.
-
Die 7a und 7b zeigen
eine Labortestvorrichtung zur Verwendung beim Testen eines Aerosolbehälters mit
einem Ventil-Abgabemechanismus, wie er beispielsweise in einem Standard-Dosieraerosol
verwendet werden kann. Die Testvorrichtung umfasst ein rohrförmiges Gehäuse 610 in
dem sich ein Aerosolbehälter 620 befindet.
Das Gehäuse ist
auf einer soliden Basis 606 angebracht, um eine schnelle
Platzierung auf einer Labortischoberfläche zu ermöglichen. Ein Abgabeauslass 612 führt seitlich aus
dem geschlossenen Ende des Gehäuses 610. Bei
der dargestellten Ausführungsform
weist der Auslass 612 eine Form auf, die ähnlich derjenigen
eines Mundstücks
ist, das man bei einem Standard-Dosieraerosol antrifft.
-
Der
Aerosolbehälter 620 weist
einen Ventil-Abgabemechanismus 622 in der Form eines Schiebers
auf. Ein Ventilschaft 624 ist mit einer Stütze 614 verbunden.
Die Stütze 614 ist
mit einem Auslassdurchgang 616 versehen, der ermöglicht,
dass eine abgegebene Dosis durch den Abgabeauslass 612 durchgeht.
Man wird zu schätzen
wissen, dass eine Abgabe der Dosis erfordert, dass der Aerosolbehälter 620 niedergedrückt wird,
um den Schieber-Abgabemechanismus 622 zu betätigen und
ein Medikament in den Auslass 612 abzugeben.
-
Man
kann sehen, dass der obere Teil des Aerosolbehälters 620 an eine
variable Spannschraube 631 anstößt, die einen Teil des Behältersitzes 630 ausbildet.
Der Behältersitz 630 wird
in dem Gehäuse 610 innerhalb
einer Spur 618 aufgenommen, die in die Wand des Gehäuses 610 geschnitten
ist. Der Behältersitz 630 ist
mit einem Kragen 632 versehen, der eine Anzahl von Draht-Befestigungspunkten 635, 636 umfasst
(aus Klarheitsgründen
werden nicht sämtliche
Befestigungspunkte bezeichnet). Das untere Ende des Gehäuses 610 ist
mit einem ähnlichen Kragen 640 versehen,
der auch eine Anzahl von Draht-Befestigungspunkten 645, 646 umfasst
(wiederum werden aus Klarheitsgründen
nicht sämtliche Befestigungspunkte
bezeichnet). Die Kragen 632, 640 sind so angeordnet,
dass sie die Anbringung von mehrfachen Längen von Formgedächtnislegierungs-Draht
(nicht gezeigt) ermöglichen,
um die jeweiligen Draht-Befestigungspunkte 635, 636 und 645, 646 in
einer Kopplungsanordnung zu verbinden. Bei alternativen Ausführungsformen
können
die mehrfachen Drahtlängen
einen einzelnen Draht umfassen, der wiederholte Male um die jeweiligen
Kragen herum gewickelt ist (wie in 1c). Der
Draht umfasst eine Nickel-Titan-Legierung, die sich als Reaktion
auf den Fluss von elektrischem Strom dadurch zusammenzieht. Man
wird somit zu schätzen
wissen, dass wenn ein elektrischer Strom durch die mehrfachen Drahtlängen der
Kragen 632, 640 durchgeht, und folglich der Behältersitz 630 und
das Gehäuse 610 zueinander
hin gezogen werden, wenn sich die Drahtkopplung erwärmt und
zusammenzieht. Eine Betätigung
des Ventil-Abgabemechanismus 622 und eine
Abgabe einer Medikamentendosis wird dadurch resultieren.
-
Der
Behältersitz 630 ist
durch einen Kopplungsarm 604 mit einem Linearverschiebungs-Wandler 608 (z.B.
ein linear verstellbarer Differentialtransformator) gekoppelt, der
die Verschiebung des Behälters 620 bei
der Betätigung
erfasst. Verschiedene andere Teile der Labortestvorrichtung können optional
mit anderen Sensoren verbunden werden, zum Überwachen sämtlicher Aspekte des Abgabeprozesses.
Die Sensoren können
jegliche geeignete Sensor-Arten umfassen, einschließlich optische,
elektrische und Druck-Sensoren. Die Sensoren können selbst mit verschiedenen
elektronischen Aufnahme- und Datenverwaltungssystem verbunden sein.
-
Die 8a, 8b und 8c zeigen
schematische Darstellungen einer Spritze zur Abgabe eines Medikaments
durch Injektion in Ruhe-, Auslöse- beziehungsweise
Einziehpositionen. Die Spritze umfasst ein hohles rohrförmiges Tonnen-
bzw. Trommelgehäuse 710a–c, das
eine Medikamentenkammer 720a–c definiert. Ein Abgabeauslass 712a–c führt seitlich
aus dem geschlossenen Ende der Kammer 720a–c. In Verbindung
mit dem Auslass 712a–c
ist eine hohle Nadel 714a–c vorgesehen, durch die ein Medikament
abgeben wird.
-
Die
Medikamentenkammer 720a–c weist einen Arzneimittel-Mechanismus 722a–c in der
Form einer Kolbenstange auf. Die Kolbenstange 722a–c ist innerhalb
der Kammer 720a–c
bewegbar, um das Volumen von ihr zu verändern, und folglich, um jegliche darin
enthaltene Medikamentenrezeptur (im Allgemeinen in Lösungsform)
durch den Auslass 712a–c an
die hohle Nadel 714a–c
auszustoßen.
Man wird somit zu schätzen
wissen, dass eine Abgabe des Medikaments erfordert, dass der Kolben 722a–c niedergedrückt wird,
um ein Medikament in den Auslass 712a–c abzulassen, und folglich
an die hohle Nadel 714a–c, durch die es durch die
Haut eine Patienten injizierbar ist.
-
Man
kann sehen, dass der obere Teil 724a–c des Kolbens 722a–c durch
einen Betätigungssitz 730a–c aufgenommen
wird. Der Betätigungssitz 730a–c ist innerhalb
des Gehäuses 710a–c, entlang der
Spur 718a–c,
die in die Wand des Gehäuses 710a–c geschnitten
ist, gleitend bewegbar. Ein Formgedächtnislegierungs-Draht 750a–c verbindet
den Betätigungssitz 730a–c mit einer
festen Verankerungsposition 740a–c an der Basis des Gehäuses 710a–c. Der
Draht 750a–c
umfasst eine Nickel-Titan-Legierung, die sich als Reaktion auf den
Fluss von elektrischem Strom dadurch zusammenzieht. Man wird somit
zu schätzen
wissen, dass, wenn ein elektrischer Strom durch den Draht 750a–c durchgeht,
der Betätigungssitz 730a–c und folglich
der Kolben 722a–c
nach unten zu der festen Verankerungsposition 740a–c gezogen
werden, wenn sich der Draht 750a–c zusammenzieht. Eine Betätigung des Kolben-Abgabemechanismus 722a–c und eine
Abgabe des Medikaments durch den Auslass 712a–c und die
hohle Nadel 714a–c
werden dadurch resultieren.
-
Man
wird zu schätzen
wissen, dass jegliche Teile des Spenders oder der Betätigungsvorrichtung, welche
die Medikamentensuspension berühren,
mit Materialien wie beispielsweise Fluorpolymermaterialien (z.B.
PTFE oder FEP) beschichtet sein können, welche die Neigung eines
Medikaments daran anzuhaften vermindern. Jegliche bewegliche Teile
können auch
daran aufgebrachte Beschichtungen aufweisen, die ihre gewünschten
Bewegungscharakteristika steigern. Reibungsbeschichtungen können deshalb
aufgebracht werden, um einen Reibungskontakt zu vergrößern, und
Gleitmittel (z.B. Silikonöl)
verwendet werden, um einen Reibungskontakt zu vermindern, je nachdem,
wie es notwendig ist.
-
Der
Medikamentenspender der Erfindung ist zur Abgabe eines Medikaments
geeignet, insbesondere für
die Behandlung von Atmungserkrankungen, wie beispielsweise Asthma
und chronischer Emphysenbronchitis (COPD).
-
Geeignete
Medikamente können
somit ausgewählt
werden aus zum Beispiel schmerzlindernden Mitteln, z.B. Codein,
Dihydromorphin, Ergotamin, Fentanyl oder Morphin; Präparaten
für den
Hals, z.B. Diltiazem; Antiallergika, z.B. Cromoglycat (z.B. als das
Natriumsalz), Ketotifen oder Nedocromil (z.B. als das Natriumsalz);
Antibiotika, z.B. Cephalosporine, Penicilline, Streptomycin, Sulphonamide,
Tetracycline und Pentamidin; Antihistamine, z.B. Methapyrilen; entzündungshemmende
Mittel, z.B. Beclomethason (z.B. als das Dipropionat-Ester), Fluticason
(z.B. als das Propionat-Ester), Flunisolid, Budesonid, Rofleponid,
Mometason (z.B. als das Furoat-Ester), Ciclesonid, Triamcinolon
(z.B. als das Acetonid), oder 6α,9α-Difluor-11β-Hydroxy-16α-Methyl-3-Oxo-17α-Propionyloxy-Androsta-1,4-Dien-17β-Carbothioicsäure S-(2-Oxo-Tetrahydro-Furan-3-yl)
Ester; Hustenmittel, z.B. Noscapin; Broncho-Dilatoren, z.B. Albuterol
(z.B. als freie Base oder Sulphat), Salmeterol (z.B. als Xinafoat),
Ephedrin, Adrenalin, Fenoterol (z.B. als Hydrobromid), Formoterol
(z.B. als Fumarat), Isoprenalin, Metaproterenol, Phenylephrin, Phenylpropanolamin,
Pirbuterol (z.B. als Acetat), Reproterol (z.B. als Hydrochlorid),
Rimiterol, Terbutalin (z.B. als Sulphat), Isoetharin, Tulobuterol
oder 4-Hydroxy-7-[2-[[2-[[3-(2-Phenylethoxy)Propyl]Sulfonyl]Ethyl]Amino]Ethyl-2(3H)-Benzothiazolon;
Adenosin 2a Agonisten, z.B. (2R,3R,4S,5R)-2-[6-Amino-2-(1S-Hydroxymethyl-2-Phenyl-Ethylamino)-Purin-9-yl]-5-(2-Ethyl-2H-Tetrazol-5-yl)-Tetrahydro-Furan-3,4-Diol
(z.B. als Maleat); α4 Integrin-Inhibitoren, z.B. (2S)-3-[4-({[4-(Aminocarbonyl)-1- Piperidinyl]Carbonyl}Oxy)Phenyl]-2-[((2S)-4-Methyl-2{[2-(2-Methylphenoxy)Acetyl]Amino}Pentanoyl)Amino]Propanoicsäure (z.B.
als freie Säure
oder Kaliumsalz); Diuretika, z.B. Amilorid; Anticholinergetika,
z.B. Ipratropium (z.B. als Bromid), Tiotropium, Atropin oder Oxitropium;
Hormone, z.B. Cortison, Hydrocortison oder Prednisolon; Xanthine,
z.B. Aminophyllin, Cholin-Theophyllinat, Lysin-Theophyllinat oder
Theophyllin; therapeutische Proteine und Peptide, z.B. Insulin oder
Glukagon; Impfstoffe, Diagnostika und Stoffe zur Gentherapie. Es
wird einem Fachmann klar sein, dass, wo es angemessen ist, die Medikamente
in der Form von Salzen (z.B. als Alkalimetall- oder Aminsalze oder
als Säurezusatz-Salze) oder
als Ester (z.B. niedrige Alkylester) oder als Solvate (z.B. Hydrate)
verwendet werden können,
um die Aktivität
und/oder Stabilität
des Medikaments zu optimieren.
-
Bevorzugte
Medikamente werden aus Albuterol, Salmeterol, Fluticason-Propionat und Beclomethason-Dipropionat,
und Salzen und Solvaten davon, z.B. das Sulfat von Albuterol und
das Xinafoat von Salmeterol, ausgewählt.
-
Medikamente
können
auch in Kombinationen abgegeben werden. Bevorzugte Rezepturen, die Wirkstoffkombinationen
enthalten, enthalten Salbutamol (z.B. als die freie Base oder das
Sulfatsalz) oder Salmeterol (z.B. als das Xinafoat-Salz) oder Formoterol
(z.B. als das Fumarat-Salz) in Kombination mit einem entzündungshemmenden
Steroid, wie beispielsweise einem Beclomethason-Ester (z.B. das Dipropionat)
oder einem Fluticason-Ester
(z.B. das Propionat) oder Budesonid. Eine besonders bevorzugte Kombination
ist eine Kombination aus Fluticason-Propionat und Salmeterol, oder
einem Salz davon (insbesondere das Xinafoat-Salz). Eine weitere Kombination
von besonderem Interesse ist Budesonid und Formoterol (z.B. als
das Fumarat-Salz).
-
Man
wird verstehen, dass die vorliegende Offenbarung lediglich dem Zweck
der Darstellung dient, und dass sich die Erfindung auf Modifikationen, Variationen
und Verbesserungen daran, innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche, erstreckt.