ES2201542T3 - Aparato y procedimiento de llenado para polvo. - Google Patents

Abstract

Un método para trasportar polvo fino (20), que comprende: la colocación del polvo fino (20) en una tolva (12) que tiene una abertura (18); hacer vibrar un elemento vibrador (28) dentro del polvo fino (20) cerca de la abertura (18); mover el elemento vibrador (28) de un lado a otro de la abertura (18) mientras el elemento vibrador (28) está vibrando; y recoger al menos una porción de polvo fino (20) que sale por la abertura (18) dentro de una cámara (24), en la cual el polvo recogido (20) está suficientemente descompactado, de tal forma que puede dispersarse al sacarlo de la cámara (24).

Description

Aparato y procedimiento de llenado para polvo.

Introducción 1. Campo de la invención

La presente invención está relacionada en general con el campo del procesamiento de polvo fino, y más en concreto con la administración de polvo fino mediante un recipiente dosificador. Más en concreto, la presente invención se refiere a sistemas, aparatos y métodos para rellenar recipientes dosificados con medicamentos de polvo fino dispersable pero no fluido, especialmente para inhalación.

La administración eficaz al paciente es un aspecto muy importante de cualquier tratamiento farmacológico. Un fármaco puede ser administrado a través de diferentes vías de administración y cada una tiene sus ventajas e inconvenientes. Los comprimidos, cápsulas, elixires y otras formas de administración por vía oral son quizás la forma más adecuada de administrar un medicamento, pero muchos fármacos tienen un sabor desagradable o el tamaño del comprimido hace que sea difícil tragarlo. Además, algunos principios activos se degradan en el tracto gastrointestinal antes de ser absorbidos. Esta degradación es un problema especialmente importante en el caso de los medicamentos modernos que contienen proteínas ya que son degradados rápidamente en el tracto gastrointestinal por las enzimas proteolíticas. La inyección subcutánea suele ser una forma adecuada de administración sistémica, pero es mal tolerada por los pacientes y da lugar a una serie de material desechable, tales como agujas, con la que el personal sanitario puede pincharse accidentalmente y difícil de desechar. Dado que en algunos casos (p. ej., insulina) es necesario inyectar el fármaco de forma frecuente (una o más veces al día), los medicamentos administrados mediante inyección pueden dar lugar a un mal cumplimiento de la prescripción médica por parte del paciente. Por tanto, se ha desarrollado una serie de vías de administración alternativas tales como la transcutánea, la intranasal, la rectal, la intravaginal y la pulmonar.

De especial interés en lo que se refiere a la presente invención es la vía de administración pulmonar. Esta vía de administración se basa en la inhalación por parte del paciente de un medicamento dispersable o aerosol, de tal forma que el principio activo contenido en la dispersión puede alcanzar las regiones distales (alveolares) del pulmón. Se ha demostrado que ciertos medicamentos son absorbidos rápidamente a través de la región alveolar, pasando directamente a la circulación sanguínea. La administración por vía pulmonar es especialmente interesante en el caso de las proteínas y polipéptidos que son difíciles de administrar a través de otras vías. La vía de administración pulmonar puede ser eficaz tanto para la administración sistémica como para la administración local, en este último caso para el tratamiento de las enfermedades pulmonares.

La administración pulmonar (tanto sistémica como local) puede realizarse mediante diferentes procedimientos, tales como nebulizadores líquidos, inhaladores con dosificador (ID) y dispositivos de dispersión de polvo seco. Los dispositivos de dispersión de polvo seco son especialmente interesantes para la administración de medicamentos que contienen proteínas y polipéptidos que puedan procesarse fácilmente en forma de polvo seco. Muchas proteínas y polipéptidos inestables pueden ser almacenados de forma estable como polvos liofilizados o secos en aerosol, solos o en combinación con excipientes en polvo adecuados. Otra ventaja del polvo seco es que tiene una concentración mucho más elevada que los medicamentos en forma líquida.

No obstante, la administración de proteínas y polipéptidos en forma de polvo seco es problemática en ciertos aspectos. Muchas veces es de gran importancia la dosificación de las proteínas y polipéptidos, por lo que es necesario que cualquier sistema de administración de polvo seco que se utilice sea capaz de administrar una cantidad prefijada, precisa y repetible del medicamento. Además, muchas proteínas y polipéptidos son caros, generalmente más caros que los medicamentos convencionales que se administran a una dosis determinada por unidad. Por lo tanto, es de gran importancia conseguir administrar el polvo seco a la región diana del pulmón con una pérdida mínima de medicamento.

En el caso de algunas aplicaciones, los medicamentos en polvo fino se administran a través de dispositivos de dispersión del polvo seco contenidos en recipientes con una dosis pequeña. Estos receptáculos a veces tienen una tapa o cualquier otra superficie en la que se puede realizar una punción (generalmente conocidos con el nombre de envase alveolado). Por ejemplo, los dispositivos de dispersión que se describen en las Patentes de los Estados Unidos nº 5.785.049 y 5.740.794 están construidos para alojar un receptáculo de este tipo. Al colocar el receptáculo en el dispositivo, se hacer pasar a través del tapón del receptáculo un eyector multiflujo con un tubo de alimentación para que pase el medicamento en forma de polvo. El eyector multiflujo también sirve para crear orificios de toma de aire en el tapón que permiten el paso del aire a través del receptáculo para arrastrar y evacuar el medicamento. El sistema propulsor de este sistema consiste en una corriente de aire de alta velocidad que fluye a través de una porción del tubo, tal como un extremo de salida, para extraer el polvo del receptáculo a través del tubo y hacerlo pasar a través de la corriente de aire para formar un aerosol que puede ser inhalado por el paciente. La corriente de aire de alta velocidad transporta el polvo desde el receptáculo en forma parcialmente desaglomerada, y la desaglomeración final tiene lugar en el volumen de mezcla, justo por debajo de los conductos de entrada del aire de alta velocidad.

Las características físicas de los polvos poco fluidos son especialmente interesantes para la presente invención. Los polvos poco fluidos son los que tienen características físicas, tales como la fluidez, que dependen de las fuerzas de cohesión existente entre las unidades o partículas individuales (de ahora en adelante "partículas individuales") que forman el polvo. En estos casos, el polvo no fluye bien porque las partículas individuales se mueven con dificultad independientemente unas con respecto a las otras, y se desplazan como agrupamientos formados por muchas partículas. Cuando este tipo de polvo se somete a una fuerza poco intensa, el polvo no fluirá en absoluto. Sin embargo, cuando la fuerza que actúa sobre el polvo aumenta hasta superar a las fuerzas de cohesión, el polvo se mueve en "trozos" grandes de partículas individuales aglomeradas. Cuando el polvo queda en reposo, permanecen las grandes aglomeraciones de partículas individuales, lo que hace que la densidad del polvo no sea homogénea debido a la existencia de vacíos y áreas de baja densidad situados entre las aglomeraciones grandes así como a la presencia de áreas de compresión local.

Este tipo de comportamiento tiende a aumentar conforme el tamaño de las partículas individuales se va haciendo más pequeño. Esto es lógico, ya que, conforme las partículas se hacen más pequeñas, las fuerzas de cohesión, tales como la de van Der Waals, la electroestática y la de fricción, se hacen mayores en comparación con las fuerzas gravitacional e inercial que pueden aplicarse a las partículas individuales debido a su pequeñas masa. Esto es importante en lo que respecta a la presente invención, ya que las fuerzas gravitacional e inercial producidas por la aceleración, así como por otros fenómenos actuantes, se utilizan generalmente para el procesamiento, movimiento y dosificación de los polvos.

Por ejemplo, cuando se dosifica el polvo fino antes de colocarlo en el receptáculo de dosificación, el polvo muchas veces se aglomera de forma no uniforme, lo que crea vacíos y una variación excesiva en la densidad, reduciendo así la precisión del proceso volumétrico de dosificación que se suele utilizar para la dosificación en el procesamiento a gran escala en los que la productividad es importante. Esta aglomeración no uniforme es un inconveniente además porque es necesario reducir los aglomerados de polvo a partículas individuales (p. ej., para hacer que el polvo sea dispersable) para su administración por vía pulmonar. Tal desaglomeración con frecuencia se realiza en dispositivos de dispersión debido a las fuerzas de desagregación creadas por la corriente de aire que se utiliza para extraer el medicamento del receptáculo de la dosis o de cualquier otro recipiente, o por medio de cualquier otro mecanismo de transferencia de energía mecánica (p. ej., ultrasonidos, ventilador, rotor, etc.). Sin embargo, cuando los aglomerados de polvo de pequeño tamaño son demasiado compactos, la fuerza de desagregación del flujo de aire o de cualquier otro mecanismo de dispersión no será suficiente para dispersar de forma eficaz el medicamento en partículas individuales.

Se ha buscado la forma de evitar la aglomeración de las partículas individuales creando mezclas de polvos multifase (generalmente, un excipiente o diluyente), en las cuales se combinan partículas individuales de mayor tamaño (a veces de diferentes tamaños), por ejemplo de entre 1 y 5 \mum. En este caso, las partículas más pequeñas se pegan a las más grandes de tal forma que durante el procesamiento y el llenado el polvo tiene las características de un polvo de 50 \mum.

Este polvo es más fluido y puede ser dosificado más fácilmente. Una desventaja de este tipo de polvo, sin embargo, es que es difícil separar las partículas pequeñas de las grandes, y la fórmula resultante está compuesta fundamentalmente por un agente fluido voluminoso que puede terminar en el dispositivo o en las vías respiratorias del paciente.

Entre los métodos que se utilizan actualmente para el llenado de los receptáculos de la dosis con medicamento en polvo se encuentra el vertido directo, en el cual el polvo granulado se vierte directamente por la fuerza de la gravedad (a veces este método se combina con la remoción o agitación) en una cámara de dosificación. Cuando la cámara está llena al nivel deseado, el medicamento se expele desde la cámara al receptáculo. En este proceso de vertido directo, se pueden producir variaciones en la densidad, lo que reduce la eficacia de la cámara de dosificación a la hora de medir con precisión la dosis del medicamento. Además, el polvo se encuentra en estado granular, lo que puede ser un inconveniente en muchas aplicaciones.

Se han hecho algunos intentos de reducir la variabilidad de la densidad compactando el polvo en la cámara de dosificación o antes de depositarlo en ella. Sin embargo, la compactación no es deseable, especialmente cuando se trata de polvo compuesto únicamente de partículas finas, ya que produce una disminución de la dispersabilidad del polvo (es decir, reduce las posibilidades de que el polvo compactado sea disgregado en partículas individuales durante la administración al pulmón a través del dispositivo de dispersión).

Sería deseable disponer de sistemas y métodos para procesar polvos finos que resolvieran o redujesen al máximo estos y otros problemas. Tales sistemas y métodos deberían permitir una dosificación precisa del polvo fino cuando se divide en dosis individuales para su colocación en el receptáculo de la dosis, especialmente en el llenado de masa baja. Estos sistemas y métodos deberían garantizar además que el polvo fino permanezca aceptablemente dispersable durante su procesamiento, de tal modo que el polvo fino pueda utilizarse en los dispositivos de inhalación existentes que requieren que el polvo sea disgregado en partículas individuales antes de su administración por vía pulmonar. Además, estos sistemas y métodos deberían permitir un procesamiento rápido del polvo fino de tal forma que se pueda llenar rápidamente el receptáculo de la dosis en cantidades grandes del medicamento en polvo para reducir así los costes de producción.

2. Estado actual de la cuestión

La Patente de Estados Unidos nº 5.765.607 describe una máquina para dosificar el producto en recipientes, e incluye una unidad de dosificación para suministrar el producto a los recipientes.

La Patente de Estados Unidos nº 4.640.322 describe una máquina que aplica una presión subatmósferica a través de un filtro para extraer el material directamente de una tolva e introducirlo lateralmente en una cámara no rotatoria.

La Patente de Estados Unidos nº 4.509.568 describe un aparato para el procesamiento de material granulado que utiliza un álabe rotatorio para remover el material granulado.

La Patente de Estados Unidos nº 2.540.059 describe un aparato para rellenar con polvo que tiene un agitador rotatorio de bucle de hilo metálico para remover el polvo en una tolva antes de verterlo directamente en una cámara de dosificación mediante la gravedad.

La patente alemana DE 3607187 describe un mecanismo para el transporte dosificado de partículas finas.

El folleto comercial "Rellenador de Polvo E-1300" describe un rellenador de polvo fabricado por Perry Industries, Corona, CA.

La Patente de Estados Unidos nº 3.874.431 describe una máquina para llenar cápsulas de polvo. Esta máquina utiliza tubos de extracción situados en una torreta giratoria.

La Patente británica nº 1.420.364 describe un montaje de membrana que se usa en una cavidad de dosificación para medir la cantidad de polvo seco.

La Patente británica nº 1.309.424 describe un aparato para rellenar con polvo que tiene una cámara de dosificación con una cabeza de pistón que se utiliza para crear una contrapresión en la cámara.

La Patente canadiense nº 949.786 describe una máquina para rellenar con polvo que dispone de cámaras de dosificación que se meten en el polvo. Luego, se utiliza el vacío para llenar la cámara de polvo.

La Patente de Estados Unidos nº 5.377.727 describe un aparato para dosificar y administrar material granulado o en partículas dotado de un transportador de recipientes, un rodillo de entrada con cajetines de medición distribuidos axialmente, una tolva situada por encima del rodillo de entrada y un canal para el llenado situado entre el transportador y el rodillo de entrada. Dentro de la tolva, hay un dispositivo que bloquea la barra del agitador.

Resumen de la invención

La presente invención consiste en un sistema, un aparato y un método de acuerdo con las Reivindicaciones 39, 20 y 1, respectivamente, para el transporte dosificado de polvo fino a un receptáculo de dosificación. En un ejemplo de este método, el polvo fino es transportado agitándolo primero con un elemento vibrador y se recoge después al menos una porción del polvo fino. El polvo fino recogido se transfiere luego a un receptáculo. El polvo fino queda suficientemente descompactado para poder ser dispersado al salir del receptáculo. Generalmente, el polvo fino es un medicamento formado por partículas individuales con un tamaño medio menor de aproximadamente 100 \mum, generalmente de menos de aproximadamente 10 \mum, más concretamente con un tamaño dentro de un intervalo comprendido entre 1 y 5 \mum.

Preferiblemente, el polvo fino se coloca en una tolva que tiene una abertura en la parte de abajo. Se produce una vibración para agitar el polvo fino. El elemento vibrador produce una vibración del polvo cerca de la abertura, que contribuye a la transferencia de una porción del polvo fino a través de la abertura, donde puede ser recogido en una cámara. La vibración del elemento vibrador también contribuye a la desaglomeración del polvo dentro de la cámara de dosificación, de tal forma que la cámara puede llenarse de forma más uniforme.

El elemento vibrador preferiblemente vibra hacia arriba y hacia abajo en relación con el polvo (es decir en sentido vertical). Por otro lado, se utiliza una bocina de ultrasonidos para la vibración vertical del elemento vibrador. Como alternativa, el elemento vibrador puede consistir en una varilla que vibra hacia delante y hacia atrás (es decir, en sentido lateral). Otra alternativa es que el elemento vibrador vibre en sentido orbitario. Por otro lado, la varilla está unida a un motor piezoeléctrico que hace vibrar la varilla. Preferiblemente, el elemento vibrador vibra en sentido vertical a una frecuencia que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1.000 y 180.000 Hz, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 10.000 y 40.000 Hz, y mejor aún dentro de un intervalo de aproximadamente entre 15.000 y 25.000 Hz. Preferiblemente, la varilla vibra en sentido lateral a una frecuencia dentro de un intervalo de entre aproximadamente 50 y 50.000 Hz, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente 50 y 5.000 Hz, mejor aún dentro de un intervalo de aproximadamente entre 50 y 1.000 Hz.

Por otro lado, el elemento vibrador dispone de un extremo distal situado cerca de la abertura. Además, el extremo distal tiene una parte terminal que vibra sobre la cámara para facilitar la transferencia del polvo fino desde la tolva hasta la cámara. La parte terminal se proyecta preferiblemente en sentido lateral hacia fuera desde el elemento vibrador. Además, la parte terminal dispone de un cilindro cuando el elemento vibrador vibra en sentido vertical. En otra realización de la presente invención, la parte terminal dispone de una parte transversal cuando la varilla vibra en sentido lateral. Preferiblemente, la parte terminal está sedispensación verticalmente de la cámara por una distancia que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,01 y 10 mm, y mejor aún dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,5 y 3,0 mm. Esta distancia contribuye a mantener el polvo descompactado cuando se transfiere a la cámara.

El elemento vibrador se mueve de un lado a otro de la abertura mientras vibra. Por ejemplo, el elemento vibrador puede moverse de un lado a otro de la abertura a una velocidad preferiblemente menor de 100 cm por segundo. Sin embargo, la velocidad concreta del elemento vibrador dependerá normalmente de la frecuencia de vibración del elemento vibrador. De esta forma, el elemento vibrador barre la cámara de un extremo a otro mientras vibra.

El movimiento del elemento vibrador es especialmente útil cuando más de una cámara está alineada con la abertura. De esta forma, el elemento vibrador se utiliza para facilitar la transferencia del polvo fino desde la tolva a cada una de las cámaras. Opcionalmente, una serie de elementos o varillas pueden vibrar dentro de la tolva cerca de las aberturas. Preferiblemente, las varillas quedarán alineadas unas con otras y se moverán a largo de la apertura mientras vibran, aunque en algunos casos algunos de los elementos vibradores o varillas pueden permanecer inmóviles sobre cada una de las cámaras.

Para facilitar la recogida del polvo fino en la cámara, preferiblemente se extrae aire a través de la parte de abajo de la cámara para extraer el polvo fino e introducirlo en la cámara. Después de la recogida del polvo fino, éste es preferiblemente transferido a un receptáculo. Preferiblemente, la transferencia del polvo fino se realiza introduciendo gas comprimido en la cámara para expeler el polvo fino dentro del receptáculo.

En una realización de la presente invención, el polvo contenido en la tolva es nivelado de forma periódica. Por ejemplo, el polvo puede ser nivelado colocando un elemento saliente sobre el extremo distal del elemento vibrador. De esta forma, el elemento saliente vibra a lo largo del elemento vibrador. Cuando el elemento vibrador se mueve a lo largo de la tolva, el elemento saliente tiende a nivelar el polvo contenido en la tolva. En una realización de la presente invención, la transferencia del polvo se realiza en un ambiente en el que se controla el grado de humedad.

Por otro lado, el polvo es transferido a la tolva desde una tolva secundaria. Preferiblemente, la tolva secundaria vibra para transferir el polvo sobre un canal a través del cual pasa a la tolva principal. Además, periódicamente puede quitarse la cámara y ser sustituida por otra de diferente tamaño para ajustar el volumen de la cámara. De esta forma, mediante la presente invención pueden procesarse diferentes dosis.

La presente invención además proporciona un aparato para transportar polvo fino. El aparato comprende una tolva que contiene el polvo fino. Comprende además por lo menos una cámara, que se coloca muy cerca de la abertura de la tolva. También dispone de un elemento vibrador, que tiene un extremo proximal y un extremo distal. El elemento vibrador se coloca dentro de la tolva, de tal forma que el extremo distal quede situado cerca de la abertura. El aparato dispone también de un vibrador para hacer vibrar el elemento vibrador cuando está dentro del polvo. De esta forma, el elemento vibrador puede vibrar para agitar el polvo fino, lo que facilita su transferencia desde la tolva a la cámara. Preferiblemente, el vibrador tiene una bocina de ultrasonidos que hace vibrar el elemento vibrador con un movimiento de arriba abajo (es decir, vertical). Alternativamente, puede utilizarse un motor piezoeléctrico para hacer vibrar el elemento vibrador en sentido lateral.

El aparato incluye además un mecanismo para desplazar el elemento vibrador o varilla sobre la cámara cuando el elemento vibrador vibra. Tal mecanismo es especialmente útil cuando se utiliza más de una cámara en un elemento rotatorio que gira para alinear las cámaras con la abertura. Luego, el mecanismo de desplazamiento se usa para desplazar el elemento vibrador sobre el elemento rotatorio, de tal modo que el elemento vibrador pasa sobre cada una de las cámaras para facilitar el llenado de cada una con el polvo. Preferiblemente, el elemento de desplazamiento dispone de un mecanismo lineal de propulsión que desplaza la varilla a lo largo de la apertura a una velocidad menor de 100 cm por segundo.

Por otro lado, el vibrador está configurado para hacer vibrar el elemento vibrador con un movimiento de arriba abajo (es decir, vertical) con una frecuencia comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1.000 y 180,000 Hz, preferiblemente comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 10.000 y 40.000 Hz, y mejor aún comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 15.000 y 25.000 Hz. Cuando vibra en sentido vertical, el elemento vibrador preferiblemente comprende un vástago cilíndrico, que tiene un diámetro que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1,0 y 10 mm. Cuando vibra en sentido lateral, el elemento vibrador preferiblemente comprende una varilla o hilo metálico, que tiene un diámetro que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,01 y 0,04 pulgadas.

Preferiblemente, un elemento terminal está unido al elemento distal del elemento vibrador para facilitar la agitación del polvo fino. Preferiblemente, el elemento terminal está separado en sentido vertical de la cámara por una distancia que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,01 y 10 mm, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,5 y 3,0 mm. En otra realización de la presente invención, el aparato dispone de una serie de elementos vibradores, de tal forma que más de un elemento vibrador puede vibrar dentro del polvo fino.

Por otro lado, dentro de la cámara hay un elemento rotatorio, el cual hace que, en una primera posición, la cámara quede alineada con la abertura de la tolva, y, en una segunda posición, la cámara quede alineada con un receptáculo. De esta forma, en la primera posición, la cámara puede llenarse de polvo. Luego, el elemento rotatorio se gira hasta alcanzar la segunda posición para hacer que el polvo sea expelido desde la cámara al receptáculo. Preferiblemente, la cámara dispone de un conducto, que está en comunicación con una fuente de vacío para facilitar la extracción del polvo fino desde la tolva al interior de la cámara. Preferiblemente, se coloca un filtro en el conducto para facilitar la recogida del polvo. Preferiblemente, se coloca una fuente de gas comprimido también en comunicación con el conducto para expeler el polvo recogido desde la cámara al receptáculo. Se puede colocar un controlador para controlar la fuente de gas, la fuente de vacío y el funcionamiento del vibrador.

El aparato puede incluir también un mecanismo para ajustar la cantidad de polvo recogido en la cámara en función del volumen de ésta. Así, la cantidad recogida será igual a la cantidad necesaria para la dosis. Este mecanismo de ajuste puede disponer de un borde para quitar el polvo fino que se extiende por encima de la cámara. En una realización de la presente invención, el mecanismo de ajuste comprende una placa de metal fina, que tiene una abertura que puede alinearse con la cámara durante el llenado. Cuando el elemento rotatorio gira, el borde de la abertura elimina el exceso de polvo contenido en la cámara.

Por otro lado, el elemento vibrador incluye un elemento saliente, que está separado por encima del extremo distal. El elemento saliente sirve como nivelador para nivelar el polvo contenido en la tolva ya que este elemento se desplaza a largo de la tolva.

Además, el aparato dispone de una tolva secundaria para almacenar el polvo hasta el momento de ser transferido a la tolva principal. La tolva secundaria vibra mediante un mecanismo que produce sacudidas cuando el polvo se va a transferir a la tolva principal. Preferiblemente, el polvo pasa al canal situado debajo, de tal forma que es posible transferir el polvo sin interferir con la acción del elemento vibrador a lo largo de la tolva principal.

Por otro lado, la cámara está situada en una pieza extraíble del aparato, por lo que el tamaño de la cámara puede cambiarse simplemente añadiendo al elemento rotatorio una cámara de tamaño diferente.

La presente invención además proporciona un sistema para el transporte de polvo fino. Este sistema comprende una serie de elementos rotatorios, cada uno de los cuales incluye una fila de cámaras. Dispone de una tolva situada por encima de cada uno de los elementos rotatorios, y tiene una abertura que permite transferir el polvo a las cámaras. Cada tolva dispone de un elemento vibrador, y existen vibradores para hacer vibrar los elementos en sentido vertical. Además, existe un mecanismo de desplazamiento para desplazar los elementos vibradores a lo largo de las tolvas con el fin de facilitar la transferencia del polvo desde las tolvas a las cámaras. Puede utilizarse un controlador para controlar el funcionamiento de los elementos rotatorios, los vibradores y el mecanismo de desplazamiento.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista lateral transversal de un aparato de ejemplo para transportar polvo fino según la presente invención.

La Figura 2 es una vista de frente del aparato de la Fig. 1.

La Figura 3 es una vista más detallada de una cámara del aparato de la Fig. 1, que muestra la varilla vibradora trasladándose sobre la cámara según la presente invención.

La Figura 4 es una vista frontal en perspectiva desde la izquierda de un sistema ejemplo de la presente invención para transportar polvo según la invención.

La Figura 5 es una vista frontal en perspectiva desde la derecha del sistema de la Fig. 4.

La Figura 6 es una vista transversal del sistema de la Figura 4.

La Figura 7 es una representación esquemática de un aparato alternativo para transportar polvo fino según la presente invención.

La Figura 8 es una representación esquemática de otro aparato alternativo para transportar polvo fino según la presente invención.

La Figura 9 es una representación esquemática de otro aparato alternativo para transportar polvo fino según la presente invención.

La Figura 10 es una representación esquemática de otra realización de un aparato para transportar polvo fino de acuerdo con la presente invención.

La Figura 11 es una vista transversal del aparato de la Fig. 10 visto a lo largo de las líneas 11-11.

La Figura 12 es una vista transversal del aparato de la Fig. 10 visto a lo largo de las líneas 12-12.

La Figura 13 es una vista detallada de un elemento rotatorio del aparato de la Fig. 10.

La Figura 14A es una representación esquemática de un mecanismo de nivelación para quitar el exceso de polvo que pudiera haber en la cámara de un elemento rotatorio.

La Figura 14B es una vista de frente del mecanismo de nivelación de la Fig. 14A montado por encima del elemento rotatorio.

La Figura 14C es una vista en perspectiva de un mecanismo alternativo para eliminar el exceso de polvo que pudiera haber en la cámara de un elemento rotatorio según la invención.

La Figura 15 es una vista en perspectiva de un sistema preferido para transportar polvo según la presente invención.

Descripción detallada de realizaciones específicas de la invención

La presente invención proporciona métodos, sistemas y un aparato para el transporte dosificado de polvo fino a receptáculos. El polvo es muy fino (de un tamaño medio de menos de aproximadamente 20 \mum, generalmente de un tamaño medio de menos de aproximadamente 10 \mum, y más frecuentemente de un tamaño medio dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1 y 5 \mum), aunque en algunos casos la invención puede ser útil con partículas de mayor tamaño (por ejemplo, de hasta aproximadamente 50 \mum o más). El polvo fino puede estar compuesto de diferentes componentes y, preferiblemente, comprende un medicamento, tal como proteínas, ácido nucleico, hidratos de carbono, sales estabilizadoras del pH, péptidos, otras moléculas pequeñas, etc. Los receptáculos en los que se introduce el polvo fino son preferiblemente receptáculos de dosis. Los receptáculos se utilizan para almacenar la dosis del medicamento hasta su administración por vía pulmonar. Para extraer el medicamento del receptáculo, puede utilizarse un dispositivo de inhalación, tal como los que se describen en las Patentes de Estados Unidos nº 5.785.049 y 5.740.794.

Sin embargo, los métodos de la presente invención son también útiles para preparar polvo que se va a utilizar en otros dispositivos de inhalación que se basan en la dispersión de polvo fino.

Preferiblemente, los receptáculos se llenan con una cantidad precisa de polvo fino para asegurarse de que el paciente va a utilizar la dosis precisa. Cuando se transporta y dosifica el polvo fino, éste debe ser manipulado con cuidado y no debe ser comprimido, con el fin de que la cantidad que se introduce en el receptáculo sea lo suficientemente dispersable al utilizarla en los dispositivos de inhalación hoy existentes. El polvo fino preparado de acuerdo con la presente invención será especialmente útil con, aunque no sólo, los dispositivos de inhalación de "baja energía" de funcionamiento manual o basados únicamente en la inhalación para dispersar el polvo. Con estos dispositivos de inhalación, el polvo será preferiblemente dispersable o extraíble al menos un 20% (por peso) en un flujo de aire; preferiblemente será dispersable al menos un 60%, y mejor aún será dispersable al menos un 90%, tal y como se define en la Patente de Estados Unidos nº 5.785.049, anteriormente incorporada como referencia. Dado que el coste económico de la producción de medicamentos en polvo fino es generalmente bastante elevado, preferiblemente el medicamento será dosificado y transportado en los receptáculos con pérdidas mínimas de polvo fino. Preferiblemente, los receptáculos serán llenados rápidamente con la cantidad de polvo de la dosis, de tal modo que puedan producirse de forma rentable un gran número de receptáculos que contengan el medicamento dosificado.

De acuerdo con la presente invención, la partículas finas son recogidas en una cámara de dosificación (que, preferiblemente, tiene un tamaño que define el volumen de la dosis). Uno de los métodos preferidos para recoger el polvo consiste en la extracción mediante aire a través de la cámara, de tal modo que la fuerza de arrastre del aire actúe sobre los pequeños conglomerados o partículas individuales, tal y como se describe en la Patente de Estados Unidos nº 5.775.320. De esta forma, el polvo fino fluido llena la cámara sin que se produzca una compactación importante ni formación sustancial de vacíos. Además, la recogida del polvo de esta manera permite la dosificación precisa y repetible del polvo fino sin disminuir la dispersabilidad del mismo. El flujo de aire que pasa a través de la cámara puede variar con el fin de controlar la densidad del polvo recogido.

Una vez que el polvo fino ha sido dosificado, se expele al interior del receptáculo en cantidad igual a la dosis. El polvo fino es en estos momentos suficientemente dispersable, de tal modo que puede ser arrastrado y aerosolizado en la turbulencia del flujo de aire creado por el dispositivo de inhalación o de dispersión. Tal proceso se describe en la Patente de Estados Unidos nº 5.775.320.

La agitación del polvo fino se realiza preferiblemente mediante la vibración de un elemento vibrador colocado dentro del polvo fino cerca y por encima de la cámara de recogida del polvo. Preferiblemente, el elemento vibrador vibra de arriba abajo (es decir, en sentido vertical). Alternativamente, el elemento vibrador puede vibrar en sentido lateral. Puede utilizarse una serie de mecanismos para hacer vibrar el elemento vibrador, tales como una bocina de ultrasonidos, un motor piezoeléctrico, un motor que haga girar una leva o árbol de cigüeñal, un solenoide eléctrico, etc. Alternativamente, se puede hacer girar un hilo metálico en forma de bucle dentro del polvo para hacerlo fluido. Aunque la agitación del polvo fino se realiza preferiblemente mediante la vibración del elemento vibrador dentro del polvo fino, en algunos casos puede ser preferible hacer vibrar el elemento vibrador justo por encima del polvo para hacerlo fluido.

A continuación, se describirá un ejemplo de realización de una aparato 10 para dosificar y transportar dosis de polvo fino de medicamento, haciendo referencia para ello a la Fig. 1 y 2. El aparato 10 está formado por una cubeta o tolva 12, que tiene una parte superior 14 y una parte inferior 16. En la parte inferior 16, hay una abertura 18. Dentro de la tolva 12 hay un lecho de polvo fino 20. Tal proceso facilita la transferencia del polvo desde el lecho 20 hasta la cámara 24. Mientras está vibrando, la varilla 28 se desplaza sobre la cámara 24, tal y como indica la flecha 34. De esta forma, la agitación del lecho del polvo 20 se producirá fundamentalmente sobre la totalidad de la abertura de la cámara 24. Además, el desplazamiento de la varilla 28 hará también que la varilla 28 se mueva sobre otras cámaras, de tal forma que éstas pueden ser llenadas de forma similar.

Como indica la flecha 42, la varilla 28 estará preferiblemente separada en sentido vertical del elemento giratorio 22 por una distancia que estará dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,01 y 10 mm, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,1 y 0,5 mm. Este espaciamiento vertical es preferible para asegurarse de que el polvo situado inmediatamente por encima de la cavidad se hará más fluido y podrá ser introducido en la cámara 24. Refiriéndonos ahora a las Figs. 4-6, se describirá un ejemplo de realización de un sistema de transferencia y dosificación 44 de acuerdo con la presente invención. El sistema 44 se basa en los principios descritos anteriormente con respecto al aparato 10 de las Figs. 1-3. El sistema 44 está formado por una base 46 y un armazón 48 para mantener un elemento giratorio 50. El elemento giratorio 50 incluye una serie de cámaras 52 (véase la Fig. 6). El elemento giratorio 50, incluyendo las cámaras 52, preferiblemente tendrá conductos de compresión y vacío similares a los descritos en la Patente de Estados Unidos pendiente de concesión nº 08/638.515. En resumen, se crea un vacío para facilitar la extracción del polvo y su introducción en las cámaras. Al llenar las cámaras 52, el elemento giratorio 50 gira hasta que las cámaras 52 quedan hacia abajo. En ese momento, un gas comprimido pasa a través de las cámaras 52 para expeler el polvo recogido en los receptáculos, tal como se hace en la actualidad normalmente en los envases alveolados.

Colocado por encima del elemento giratorio 50, hay una tolva 54, que tiene una abertura alargada 56 (véase la Fig. 6). Montado en el armazón 48, hay una serie de motores piezoeléctricos 58. Unida a cada uno de estos motores piezoeléctricos 58, hay una varilla 60. Un ejemplo de motor piezoeléctrico es el fabricado por Piezo Systems, Inc., Cambridge, Massachussets. Estos motores piezoeléctricos están formados por dos capas de piezocerámica, cada una de las cuales tiene un electrodo externo. Se aplica un campo eléctrico a través de los dos electrodos exteriores para hacer que una de las capas se expanda mientras la otra se contrae.

La varilla 60 preferiblemente está fabricada en acero inoxidable y tiene un diámetro comprendido dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,02 y 0,40 mm, preferiblemente comprendido dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,08 y 0,16 mm.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la varilla 60 puede fabricarse con otras formas y materiales. Por ejemplo, se puede utilizar una serie de materiales rígidos, tales como otros metales y aleaciones de metales distintos al acero, hilo metálico, fibra de carbón, plásticos, etc. La forma de la varilla 60 no tiene que ser necesariamente circular, y puede no ser uniforme en su sección transversal, siendo lo importante su capacidad para agitar el polvo cerca del extremo distal de la varilla para hacer que el polvo sea más fluido. Un elemento transversal perpendicular 62 (véase la Fig. 6) se unirá preferiblemente al extremo distal de la varilla 60. Opcionalmente, se pueden colocar uno o más elementos transversales encima del elemento transversal distal para facilitar la eliminación de cualquier capa que hubiese podido crearse en el lecho de polvo durante la operación. Cuando están en funcionamiento, las varillas preferiblemente vibrarán a una frecuencia dentro de un intervalo de aproximadamente entre 5 y 50.000 Hz, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 50 y 5.000 Hz, y mejor aún dentro de un intervalo de aproximadamente entre 50 y 1.000 Hz.

Los motores piezoeléctricos 58 están unidos a un mecanismo de desplazamiento 64 que desplaza las varillas 60 a lo largo de la tolva 54. Cuando se desplaza, el elemento transversal preferiblemente estará separado por encima de las cámaras 52 por una distancia comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,01 y 10 mm, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,1 y 0,5 mm. El mecanismo de desplazamiento está formado por un rodillo giratorio de accionamiento 66 que hace girar una correa 68, que, a su vez, está unida a una plataforma 70 que se desplaza sobre un eje 72 cuando se acciona el rodillo 66. De esta forma, las varillas 60 son desplazadas hacia delante y hacia atrás dentro de la tolva 54, de tal forma que las varillas 60 vibran sobre cada una de las cámaras 52. El mecanismo de desplazamiento 64 se utiliza para pasar la varilla 60 sobre las cámaras 52 tantas veces como se desee cuando se están llenando las cámaras 52. Preferiblemente, la varilla 60 se desplazará a una velocidad de menos de aproximadamente 200 cm por segundo, preferiblemente de menos de 100 cm por segundo. La varilla 60 preferiblemente pasará sobre cada una de las cámaras al menos una vez, y mejor aún dos veces.

Cuando el aparato está en funcionamiento, se llena la tolva 54 con el polvo fino que ha de ser transferido a las cámaras 52. Luego, se extrae el vacío a través de cada una de las cámaras 52, mientras éstas se alinean con la abertura 56. Al mismo tiempo, los motores piezoeléctricos 58 son accionados para que hagan vibrar las varillas 60. Se acciona el mecanismo de desplazamiento 64 para desplazar las varillas 60 hacia delante y hacia atrás dentro de la tolva 54 mientras están vibrando las varillas 60. La vibración de las varillas 60 agita el polvo fino para facilitar así su transferencia a las cámaras 52. Cuando las cámaras 52 están suficientemente llenas, el elemento giratorio 50 gira 180º para colocar las cámaras 52 en la posición hacia abajo. Cuando el elemento giratorio 50 gira, una hoja situada en el borde de debajo de la tolva 54 elimina cualquier exceso de polvo que pudiera existir para que todos las cámaras estén niveladas y contengan únicamente la cantidad de polvo fino que se requiere para la dosis.

Cuando las cámaras 52 están en la posición hacia abajo, se suelta un gas comprimido a través de cada una de las cámaras 52 con el fin de expeler el polvo fino dentro de los receptáculos (no se muestra en las Figuras). De esta forma, se obtiene un método conveniente para transferir el polvo fino desde una tolva a unos receptáculos en forma dosificada.

En la Fig. 7 se describe una realización alternativa de un aparato 74 para transferir cantidades dosificadas de polvo fino. El aparato 74 está formado por una carcasa 76 y un sustrato piezoeléctrico 78 que funciona unido a la carcasa 76. El sustrato piezoeléctrico 78 tiene una serie de orificios 80 (o una rejilla). Colocado encima del sustrato 78, hay una tolva 82, que tiene un lecho de polvo fino 84. Unido al sustrato 78, hay un par de cables eléctricos 86 para el funcionamiento del sustrato piezoeléctrico 78. Cuando se suministra corriente eléctrica de forma alternativa a los cables 86, el sustrato 78 se expande y se contrae, lo que produce una vibración, tal y como muestra la flecha 88. A su vez, los orificios 80 vibran para facilitar la agitación del lecho de polvo 84, con el fin de hacer que el polvo caiga fácilmente a través de los orificios 80 dentro de una cámara. También se puede utilizar un elemento giratorio que está en comunicación con una fuente de presión, tal y como se ha descrito en la realización anterior de la presente invención. Este elemento giratorio se utiliza con el fin de facilitar la recogida del polvo fino y expeler más fácilmente el polvo recogido dentro de los receptáculos.

En la Fig. 8, se describe otra realización de un aparato 100 para la transferencia de polvo fino dosificado. El aparato 100 funciona de la misma forma que el aparato 10 que se ha descrito anteriormente, excepto en que el motor piezoeléctrico ha sido sustituido por un motor 102 que tiene un eje 104 que acciona un árbol de biela 106. Cuando el árbol de biela 106 es movido alternativamente, vibra una varilla 108 dentro de una tolva 110 que contiene el polvo 112. Luego, el polvo, una vez agitado, es recogido en una cámara 114 de forma similar a la ya descrita. Además, la varilla 108 se desplaza sobre la cámara 114 durante la vibración de forma similar a la ya descrita en el caso de otras realizaciones de la presente invención.

La Fig. 9 ilustra otra realización de un aparato 120 para transferir dosis de polvo fino. El aparato 120 está formado por un motor 122 que hace girar un bucle de hilo metálico 124. Como se muestra en la Figura, el bucle de hilo metálico 124 está dentro de un lecho de polvo fino justo por encima de una cámara 128. De esta forma, cuando el bucle de hilo metálico 124 gira, el polvo queda más fluido y se extrae al interior de la cámara 128 de forma similar a la descrita en el caso de anteriores realizaciones de la presente invención. Además, el bucle de hilo metálico 124 se traslada sobre la cámara 128 durante su rotación de forma similar a la ya descrita en anteriores realizaciones de la presente invención.

La Fig. 10 describe otra realización de un aparato 200 para transportar polvo fino. El aparato 200 funciona de forma similar a los ya descritos en anteriores realizaciones de la presente invención. Así, el polvo es transferido desde una tolva a una cámaras de dosificación de un elemento giratorio. Desde el elemento giratorio, el polvo es expelido dentro de los receptáculos en cantidades iguales a la dosis.

El aparato 200 está formado por un armazón 202 que sostiene un elemento giratorio 204, de tal forma que este elemento giratorio puede rotar mediante la acción de un motor (no se muestra en la Figura) que está en el armazón 202. El armazón 202 también sostiene una cubeta o tolva principal 206, situada encima del elemento giratorio 204. Por encima de la tolva 206, hay un vibrador 208. Como se muestra en las Figs. 11 y 12, un elemento vibrador 210 está acoplado al vibrador 208. El vibrador 208, a su vez, está acoplado a un brazo mediante un collar 214. El brazo 212, a su vez, está acoplado a una plataforma de desplazamiento 216. Se utiliza un motor de hélice 217 para desplazar la plataforma de desplazamiento 216 hacia delante y hacia atrás en relación con el armazón 202. De esta forma, el elemento vibrador 210 se desplaza hacia delante y hacia atrás dentro de la tolva 206.

De nuevo en referencia a las Figs. 11 y 12, el aparato 200 incluye además una tolva secundaria 218 colocada por encima de la tolva principal 206. La tolva secundaria 218 dispone de alas 219 que permiten quitar y poner la tolva secundaria 218 en el armazón 202 insertando las alas 219 en las ranuras 220. La tolva 218 está formada por una carcasa 222 y una sección tubular 224 para almacenar el polvo. Desde la carcasa 222 hasta el interior de la tolva 206 se extiende un conducto cuando la tolva 218 está unida al armazón 202. La sección tubular 224 incluye una abertura 228 para que el polvo pueda pasar desde la sección tubular 224 por el conducto 226. Se coloca una rejilla 230 sobre la abertura 228 para impedir que el polvo pase al conducto 222 antes de la vibración o sacudida de la carcasa 222.

Se utiliza un enganche 232 para asegurar la tolva secundaria 218 en el armazón 202. Para quitar la tolva secundaria 218, el enganche 232 se desengancha y se levanta la tolva 218 para sacarla de las ranuras 220. De esta forma, se puede quitar con facilidad la tolva 218 para llenarla de nuevo, limpiarla, sustituirla por otra, etc.

Para transferir el polvo desde la tolva 218, se coloca un brazo 234 en contacto con la carcasa 222. Este brazo 234 vibra o se sacude para hacer vibrar la carcasa 222. Se utiliza un motor (no se muestra en la Figura) para sacudir o hacer vibrar el brazo 234. Como se muestra en la Fig. 12, la carcasa 222 puede incluir opcionalmente una abertura interna 236 que contiene un bloque 238. Cuando la carcasa 222 se sacude, el bloque 238 vibra dentro de la abertura 236. Cuando el bloque 238 actúa sobre las paredes de la carcasa 222, envía ondas de choque a través de la carcasa para facilitar la transferencia del polvo desde la sección tubular 224 a través de la abertura 228, y a través de la rejilla 230. A continuación, el polvo se desliza hacia abajo por el conducto 226 hasta que cae dentro de la tolva 206. El uso del conducto 226 es conveniente también porque permite desviar lateralmente la sección tubular 224 del vibrador 208, de tal modo que no interfiera con el movimiento del vibrador 208. Una ventaja importante de incluir el bloque 238 dentro de la abertura 236 es que cualquier partícula que se genere mientras el bloque 238 esté vibrando quedará dentro de la abertura 236 y no contaminará el polvo.

El vibrador 208 está configurado para hacer vibrar el elemento vibrador 210 arriba y abajo (es decir, en sentido vertical). Preferiblemente, el vibrador 108 está formado por cualquiera de una serie de bocinas de ultrasonidos comercialmente disponibles, tales como la Branson TWI. El elemento vibrador 210 preferiblemente vibra a una frecuencia comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1.000 y 180.000 Hz, preferiblemente comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 10.000 y 40.000 Hz, y mejor aún comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre15.000 y 25.000 Hz.

Como se muestra en la Fig. 12, el elemento vibrador 210 incluye un elemento terminal 240, que tiene una forma apropiada para optimizar la agitación del polvo fino durante la vibración del elemento 210. Como se muestra, el elemento terminal 240 tiene una perímetro exterior mayor que el del elemento 210. El elemento 210 es preferiblemente de forma cilíndrica y tiene preferiblemente un diámetro comprendido dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,5 y 10 mm. Como se muestra en la Figura, el elemento terminal 240 tiene también forma cilíndrica, y su diámetro está preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1,0 y 10 mm. Sin embargo, debe observarse que el elemento vibrador 210 y el elemento terminal 240 pueden fabricarse de tal modo que tengan distintas formas y tamaños. Por ejemplo, el elemento vibrador 210 puede ir estrechándose hacia la punta. El elemento terminal 240 puede también ser de menor tamaño para reducir al máximo el movimiento lateral del polvo que se produce cuando el vibrador 208 se desplaza a través de la tolva 206. Preferiblemente, el elemento terminal 240 está verticalmente separado por encima del miembro giratorio por una distancia que está dentro de un intervalo de aproximadamente 0,01 y 10 mm, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,5 y 3,0 mm.

El vibrador 208 se utiliza para facilitar la transferencia del polvo dentro de las cámaras de dosificación 242 del elemento giratorio 204 de forma similar a la ya descrita en el caso de otras realizaciones de la presente invención. Más concretamente, el motor 217 se utiliza para desplazar la plataforma de desplazamiento 216, de tal modo que el elemento vibrador 210 se desplace lateralmente hacia delante y hacia atrás a lo largo de la tolva 206. Al mismo tiempo, el elemento vibrador 210 vibra con un movimiento de arriba abajo (es decir, radial con respecto al elemento giratorio 204) conforme pasa sobre cada una de las cámaras de dosificación 242. Preferiblemente, el vibrador 208 se desplaza lateralmente a lo largo de la tolva 206 a una velocidad menor de aproximadamente 500 cm por segundo, preferiblemente menor de aproximadamente 100 cm por segundo.

Cuando el elemento vibrador 210 se mueve lateralmente dentro de la tolva 206, el elemento vibrador 210 puede tener tendencia a empujar o abrir surcos en parte del polvo hacia los extremos de la tolva 206. Este movimiento del polvo puede mitigarse mediante una superficie radiante o elemento saliente 244 situado en el elemento 210 justo por encima de una profundidad promedio dentro de la tolva. De esta forma, el polvo acumulado que tenga una altura mayor que la profundidad promedio es movido de forma preferente y trasladado a aquellas áreas de la tolva que tengan una menor profundidad del polvo. Preferiblemente, el elemento saliente 244 está separado del elemento terminal 240 por una distancia que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 2 y 25 mm, preferiblemente dentro de un intervalo de aproximadamente entre 5 y 10 mm. Como alternativa, se pueden acoplar al vibrador 208 (o articularse independientemente) diferentes mecanismos para arañar el polvo, tales como rastrillos, de tal forma que actúen en la parte superior del polvo para facilitar la nivelación de éste cuando el vibrador 208 se desplace a lo largo de la tolva. Otra alternativa es colocar dentro del lecho del polvo un elemento alargado, tal como una rejilla, para facilitar la nivelación del polvo.

Como se muestra en las Figs. 11 y 12, el elemento rotatorio 204 está en posición de llenado. En esta posición, las cámaras de dosificación 242 están alineadas con la tolva 206. Al igual que en las otras realizaciones de la presente invención que se han descrito anteriormente, una vez que las cámaras de dosificación 242 están llenas, el miembro giratorio gira 180º y el polvo es expelido desde las cámaras de dosificación 242 a los receptáculos. Preferiblemente, se utiliza una máquina de envasado de Klöckner para que el aparato 200 tenga una placa que contenga los receptáculos.

A continuación, se describirá con mayor detalle la construcción del elemento giratorio 204 en referencia a la Fig. 13. El elemento giratorio 204 está formado por un tambor 246, que tiene una parte frontal 248 y una parte trasera 250. Se pueden insertan rodamientos 252 y 254 sobre las partes 248 y 250 del tambor 246 para hacer que este gire cuando esté acoplado al armazón 202. El elemento giratorio 204 está compuesto también de un anillo 256, un anillo colector trasero 258 y un anillo colector delantero 259, que están acoplados con cierres herméticos para evitar la fuga de gas. En el anillo 256, hay tomas de aire 260 y 261. La toma de aire 260 esta en comunicación con un par 242a de cámaras de dosificación 242, mientras que la toma de aire 261 está en comunicación con un par 242b de cámaras de dosificación 242. De esta forma, puede producirse aire a presión o vacío en cualquiera de los dos pares de cámaras 242a o 242b.

Más concretamente, el aire procedente de la toma de aire 260 pasa a través del anillo colector 258 y de un orificio 264 situado en una junta 270 a un orificio 265 situado en un colector 262. A continuación, el aire pasa a través del colector 262 y sale del colector 262 a través de un par de orificios 265a y 265b. Luego, los orificios 265c y 265d del soporte 270 dirigen el aire hacia el interior de las cámaras 242a. De forma similar, el aire procedente de la toma de aire 261 pasa a través del anillo colector 259 y de un orificio 266 situado en la junta 270 a un orificio (no se muestra en la Figura) situado en el colector 262. El aire es dirigido a través de diferentes orificios situados en el colector 262 y en la junta 270 de forma similar a la ya descrita con respecto a la toma de aire 260, hasta que pasa a través de las cámaras 242b. De esta forma, se dispone de dos circuitos de aire diferentes. Como alternativa, debe tenerse en cuenta que una de las tomas de aire puede ser eliminada, de tal modo que se puede proporcionar vacío o gas a presión simultáneamente a todas las cámaras de dosificación 242.

Colocada por encima del colector 262, hay una pieza extraíble 274. Las cámaras de dosificación 242 están colocadas en la pieza extraíble 274, y se colocan filtros 276 entre la pieza extraíble 242 y el soporte del aire 272 para formar la parte inferior de las cámaras de dosificación 242. El aire puede ser expelido dentro de las cámaras 242 creando el vacío en la toma de aire 260 o 261. Al igual que en otras realizaciones de la presente invención que se han descrito anteriormente, se crea el vacío a través de las cámaras de dosificación 242 para facilitar la entrada del polvo en las cámaras de dosificación 242. Una vez que el tambor 246 ha girado 180º, se pasa un gas comprimido a través de las cámaras de dosificación 242 para expeler el polvo desde las cámaras de dosificación 242.

El tambor 246 dispone de una abertura 278, dentro de la cual se insertan el colector 262, la junta 270, el soporte del aire 272 y la pieza extraíble 274. También hay una leva 280 que puede insertarse en la abertura 278. La leva 280 gira dentro de la abertura 278 para asegurar los diferentes componentes situados en el interior del tambor 246. Cuando se afloja, es posible sacar la pieza extraíble 274 de la abertura 278. De esta forma, la pieza extraíble 274 pueden cambiarse fácilmente por otra que tenga cámaras de dosificación de otro tamaño. Así, el aparato 200 puede disponer de un amplio surtido de piezas extraíbles, lo que permite al usuario cambiar fácilmente el tamaño de las cámaras de dosificación, simplemente insertando otra pieza extraíble 274.

El aparato 200 incluye además un mecanismo para resolver el problema del exceso de polvo en las cámaras 242. Las Figs. 14A y 14B muestran este mecanismo 282. Para hacer más clara la ilustración, el mecanismo 242 no aparece en las Figs. 10-12. En las Figs. 14A y 14B se muestran el elemento giratorio 204 de forma esquemática. El mecanismo 282 está formado por una placa de metal 248 fina, que tiene aberturas 286 que quedan alineadas con las cámaras de dosificación 242 cuando el elemento giratorio 204 se encuentra en la posición de llenado. Preferiblemente, las aberturas 286 tienen un diámetro ligeramente mayor que el de las cámaras de dosificación 424. De esta forma, las aberturas 286 no interferirán en el llenado de las cámaras de dosificación 242. Preferiblemente, la placa de metal 284 se fabrica en bronce, y tiene un diámetro de aproximadamente 0.01 mm. La placa de metal 284 funciona en conjunción con el elemento giratorio 204, de tal modo que generalmente será desplazada hacia la periferia exterior. Así, la placa de metal 284 generalmente estará herméticamente unida al elemento giratorio 204 con el fin de evitar que el exceso de polvo escape entre la placa de metal 284 y el elemento giratorio 204. La placa de metal 284 está unida al armazón 202, y permanece en reposo mientras gira el elemento giratorio 204. De esta forma, una vez que el polvo ha sido transferido a las cámaras de dosificación 242, el elemento giratorio 204 gira hacia la posición de dispensación. Durante el giro, los bordes de las aberturas 286 nivelan cualquier exceso de polvo que haya en las cámaras de dosificación 242, de tal forma que en cada una de las cámaras de dosificación 242 quedará únicamente la cantidad de polvo que es igual a la dosis. La ventaja de que el mecanismo 282 tenga esta configuración reside en que reduce la cantidad de partes móviles, reduciendo, por tanto, la cantidad de electricidad estática. Además, el polvo recogido permanece dentro de la tolva 206, donde quedará disponible para ser transferido a las cámaras de dosificación 242 una vez que éstas hayan sido vaciadas.

En la Fig. 14C, se presenta un mecanismo alternativo para nivelar el exceso de polvo que puede haber en las cámaras de dosificación 242. El mecanismo está formado por un par de hojas de nivelación 290 y 292 que se acoplan a la tolva 206. Se observará que es posible utilizar únicamente una hoja, dependiendo del sentido del giro del elemento giratorio 204. Las hojas de nivelación 290 y 292 están fabricadas preferiblemente en material de lámina fina, tal como latón con un grosor de 0,02 mm, y funcionan en coordinación con el elemento giratorio 204. Los bordes de las hojas 290 y 292 coinciden más o menos con los bordes de la abertura de la tolva 206. Una vez que las cámaras de dosificación 242 están llenas, el elemento giratorio 204 gira, y las hojas 290 o 292 (dependiendo del sentido del giro) nivelan cualquier exceso de polvo que pudiera haber en las cámaras de dosificación 242.

Volviendo a las Figs. 10-12, se describirá a continuación el funcionamiento del aparato 200 para llenar receptáculos de polvo fino dosificado. Inicialmente, el polvo fino se coloca en la sección tubular 224 de la tolva secundaria 218. La tolva secundaria 218 se puede quitar del armazón 202 durante el llenado. A continuación, se sacude o se hace vibrar la carcasa 222 durante el tiempo necesario para transferir la cantidad deseada de polvo a través de la abertura 228, la rejilla 230 y el conducto 226, hasta que cae dentro de la tolva principal 206. El elemento giratorio 204 se coloca en la posición de llenado. En esta posición, las cámaras de dosificación 242 quedan alineadas con la tolva 206. A continuación, se aplica el vacío a las tomas de aire 260 y 261 (véase la Fig. 13) para extraer el aire a través de las cámaras de dosificación 242. Debido a la acción de la gravedad y con ayuda del vacío, el polvo cae dentro de las cámaras de dosificación 242 y generalmente las llena. A continuación, se acciona el vibrador 208 para hacer vibrar el elemento vibrador 210. Al mismo tiempo, el motor 217 se pone en funcionamiento para desplazar el elemento vibrador 210 hacia delante y hacia atrás dentro de la cámara. Cuando el elemento vibrador 210 vibra, el elemento terminal 240 crea una configuración del flujo del aire en el fondo de la tolva que agita el polvo. Cuando el elemento terminal 240 pasa sobre cada una de las cámaras de dosificación 242, se produce un efecto de nebulizador que entra en la cámara de dosificación 242 por la acción del vacío y de la gravedad. Cuando el elemento terminal 242 pasa sobre las cámaras de dosificación 242, la energía de ultrasonidos se irradia hacia el interior de las cámaras de dosificación 242 para agitar el polvo que ya está dentro de la cámara de dosificación. Esto, a su vez, permite que el flujo existente dentro de la cavidad corrija cualquier irregularidad en densidad que hubiera podido producirse durante el llenado. Esto es especialmente útil, ya que permite romper los conglomerados o "pedazos" de polvo que pueden crear vacíos en la cámara de dosificación, lo que permite llenar la cámara de forma más uniforme.

Una vez que ha pasado una o más veces sobre cada una de las cámaras de dosificación 242, el elemento giratorio 204 gira 180º hasta la posición de dispensación. En esta posición, las cámaras de dosificación 242 quedan alineadas con los receptáculos (no se muestra en las Figuras). Cuando el elemento giratorio 204 gira, cualquier exceso de polvo en las cámaras de dosificación 242 queda eliminado, tal como ya se ha explicado. Cuando está en la posición de dispensación, se aplica un gas comprimido a través de las tomas de aire 260 y 261 para expeler las dosis de polvo desde las cámaras de dosificación 242 al interior de los receptáculos.

La presente invención proporciona también una forma de ajustar los pesos de llenado modulando la energía de ultrasonidos administrada al vibrador 210 cuando pasa sobre las cámaras de dosificación 242. De esta forma, pueden ajustarse los pesos de llenado de las diferentes cámaras de dosificación para compensar las discrepancias en el peso del polvo que pueden producirse periódicamente. Por ejemplo, si la cuarta cámara de dosificación lleva un tiempo dando de forma coherente una dosis con un peso demasiado bajo, se puede aumentar ligeramente la energía del vibrador 208 cada vez que pase sobre la cuarta cámara de dosificación. Junto con un sistema de pesada automático (o manual) y un controlador, este procedimiento puede utilizarse para crear un sistema automatizado de control del peso de bucle cerrado para ajustar el nivel de energía del vibrador a cada una de las cámaras de dosificación y conseguir así unos pesos de llenado más precisos.

En relación ahora con la Fig. 15, se presenta un ejemplo de la realización de un sistema 300 para la dosificación y transporte de polvo fino. El sistema 300 funciona de una forma similar al aparato 200, pero está formado por varios vibradores y tolvas para llenar simultáneamente una serie de receptáculos con la dosis adecuada de polvo fino. El sistema 300 está formado por un armazón 302, al cual se acopla una serie de elementos giratorios 304. Los elementos giratorios 304 pueden fabricarse de forma similar al elemento giratorio 204, e incluyen una serie de cámaras de dosificación (no se muestran en la Figura) para recibir el polvo. El número de elementos giratorios y de cámaras de dosificación puede variar según la aplicación para la que se vaya a utilizar el sistema 300. Por encima de cada uno de los elementos giratorios 304, hay una tolva principal 306 en la que se coloca el polvo por encima de los elementos giratorios 304. Sobre cada una de las tolvas 306, hay un vibrador 308, que incluye un elemento vibrador 310 para agitar el polvo contenido en la tolva 306, de forma similar a la ya descrita en el caso del aparato 200. Aunque no se muestra con el fin de hacer más clara la ilustración, sobre cada una de las tolvas principales 306 hay una tolva secundaria, que es similar a la tolva secundaria 218 del aparato 200, para transferir el polvo a las tolvas 306 de una forma similar a la descrita anteriormente en el caso del aparato 200.

Un motor 312 (a efectos de claridad de la ilustración, únicamente se muestra un motor) se acopla a cada uno de los elementos giratorios 304 para hacer girar los elementos giratorios 304 entre una posición de llenado y una posición de dispensación, de forma similar a la ya descrita en el caso del aparato 200.

Cada vibrador 308 está acoplado a un brazo 314 mediante una abrazadera 316. Los brazos 314, a su vez, están acoplados a una plataforma común 318, que tiene cursores 319 que pueden desplazarse sobre rieles 321 por medio una hélice 320 de un motor de hélice 322. De esta forma, los elementos vibradores 310 pueden ser movidos hacia delante y hacia atrás simultáneamente en las tolvas 306 gracias a la acción del motor de hélice 322. Como alternativa, cada vibrador puede acoplarse a un motor distinto, de tal forma que cada vibrador se pueda desplazar de forma independiente.

El armazón 302 está acoplado a una base 324 que tiene una serie de ranuras 326. En las ranuras 326 se puede ajustar la parte de debajo de una serie de receptáculos 328, que están en una lámina 330. Preferiblemente, la lámina 330 se adquiere a un fabricante especializado, tal como el Modelo nº 1040 de Uhlman Packaging Machine. Preferiblemente, los elementos giratorios 304 incluyen una serie de cámaras de dosificación que corresponden al número de receptáculos de cada fila de láminas 330. De esta forma, se pueden llenar cuatro filas de receptáculos en cada ciclo. Una vez que se han llenado cuatro filas, se llenan otra vez las cámaras de dosificación y la lámina 330 avanza hasta que cuatro nuevas filas de receptáculos quedan alineadas con las tolvas 306.

Una ventaja especialmente importante del sistema 300 es que puede automatizarse completamente. Por ejemplo, se puede acoplar un controlador a la máquina de envasado, así como a las fuentes de vacío y de gas a presión, a los motores 312, al motor 322 y a los vibradores 308. Con este controlador, la lámina 330 puede avanzar automáticamente a la posición adecuada, en la cual los motores 321 son accionados para alinear las cámaras de dosificación con las tolvas 306. A continuación, se activa una fuente de vacío para hacer el vacío a través de las cámaras de dosificación, mientras los vibradores 308 son accionados y se utiliza el motor 322 para desplazar los vibradores 308. Una vez que las cámaras de dosificación están llenas, se utiliza el controlador para accionar los motores 312 para girar los elementos giratorios 304 hasta que queden alineados con los receptáculos 328. Luego, el controlador envía una señal para suministrar gas a presión a través de las cámaras de dosificación para expeler el polvo dosificado dentro de los receptáculos 328. Una vez llenos, el controlador hace que la máquina de envasado haga avanzar la lámina 330 y repita el ciclo. Cuando sea necesario, puede utilizarse el controlador para accionar los motores (no se muestran en la Figura) para hacer vibrar las tolvas secundarias para transferir el polvo a las tolvas principales 306, tal y como ya se ha descrito.

Aunque la presente invención se ha descrito con vibradores que disponen de bocinas de ultrasonidos, debe tenerse en cuenta que se pueden utilizar otros tipos de vibradores y elementos vibradores, incluyendo los que se han descrito aquí. Además, debe observarse que el número de vibradores y el tamaño de las cubetas puede variar según el uso y las circunstancias concretas.

Si bien la presente invención se ha descrito aquí en detalle por medio de Figuras y ejemplos con el fin de hacerla más fácilmente comprensible, es obvio que pueden realizarse ciertos cambios y modificaciones dentro del ámbito y alcance de las Reivindicaciones que se adjuntan.

Claims (40)

1. Un método para trasportar polvo fino (20), que comprende:

la colocación del polvo fino (20) en una tolva (12) que tiene una abertura (18);

hacer vibrar un elemento vibrador (28) dentro del polvo fino (20) cerca de la abertura (18);

mover el elemento vibrador (28) de un lado a otro de la abertura (18) mientras el elemento vvibrador (28) está vibrando; y

recoger al menos una porción de polvo fino (20) que sale por la abertura (18) dentro de una cámara (24), en la cual el polvo recogido (20) está suficientemente descompactado, de tal forma que puede dispersarse al sacarlo de la cámara (24).

2. Un método según la Reivindicación 1, en el cual el elemento vibrador (28) vibra con un movimiento de arriba abajo en relación con el polvo (20) contenido en la tolva (12).

3. Un método según la Reivindicación 2, en el cual el elemento vibrador (28, 210) está acoplado a una bocina de ultrasonidos, y en el cual la vibración se produce cuando se acciona la bocina de ultrasonidos.

4. Un método según la Reivindicación 1, en el cual el elemento vibrador (28, 210) vibra a una frecuencia que esta comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1.000 y 180.000 Hz.

5. Un método según la Reivindicación 1, en el cual el elemento vibrador (28) tiene un extremo distal (29), que se coloca cerca de la abertura (18), y en el cual el extremo distal (29) tiene un elemento terminal (240) unido a él, el cual vibra sobre la cámara (24).

6. Un método según la Reivindicación 1, en el cual el elemento terminal (240) está separado en sentido vertical de la cámara (24) por una distancia que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 0,01 y 10 mm.

7. Un método según la Reivindicación 6, que consiste además en el desplazamiento del elemento vibrador a lo largo de la abertura (18) a una velocidad menor de aproximadamente 100 cm por segundo.

8. Un método según la Reivindicación 1, que consiste además en nivelar periódicamente el polvo (20) contenido en la tolva(12).

9. Un método según la Reivindicación 8, en el cual la nivelación del polvo (20) se realiza colocando un elemento saliente (30, 244) en el elemento vibrador (28, 210), separado del elemento terminal (29) del elemento vibrador (28, 210).

10. Un método según las Reivindicación 1, en el cual varias cámaras (24, 52) están alineadas con la abertura (18, 56), y que consiste además en mover el elemento vibrador (28, 60) a lo largo de la abertura (18, 56) para que pase sobre cada una de las cámaras (24, 52).

11. Un método según la Reivindicación 1, en el cual el polvo fino (20) consiste en un medicamento compuesto de partículas individuales que tienen un tamaño medio que está comprendido dentro del intervalo de aproximadamente entre 1 y 100 \mum.

12. Un método según la Reivindicación 1, que consiste además en la extracción de aire a través de la cámara (24, 52) que está colocada debajo de la abertura (18, 56), en el cual el aire extraído facilita la introducción del polvo fino (20) en la cámara (24, 52).

13. Un método según la Reivindicación 1, que consiste además en transferir el polvo recogido (20) desde la cámara (24, 52) a un receptáculo.

14. Un método según la Reivindicación 13, en el cual la transferencia se realiza introduciendo un gas comprimido en la cámara (24, 52) para expeler el polvo recogido (20) al interior del receptáculo.

15. Un método según la Reivindicación 1, que consiste además en ajustar la cantidad de polvo recogido (20) para que coincida con la dosis.

16. Un método según la Reivindicación 15, en el cual el ajuste se realiza mediante una placa de metal (284) fina situada por debajo de la tolva (12), y en el cual la placa de metal (284) tiene una abertura (286) que está alineada con la cámara (24, 242), y que consiste además en mover la cámara (24, 242) en relación a la placa de metal (284) para eliminar el exceso de polvo (20) de la cámara (24, 242).

17. Un método según la Reivindicación 1, en el cual la tolva (12) es la tolva principal (206, 306), y en el cual el polvo (20) se transfiere desde una tolva secundaria (218) a la tolva principal (206, 306).

18. Un método según la Reivindicación 17, que consiste además en la vibración de la tolva secundaria (218) para transferir el polvo (20) a la tolva principal (206, 306).

19. Un método según la Reivindicación 1, que consiste además en la transferencia del polvo (20) desde la cámara (242) y en el cambio del tamaño de la cámara (242).

20. Un aparato (200) para transportar polvo fino (20), que está formado por:

una tolva (12), que tiene una abertura (18), adaptándose la tolva (12) para recibir el polvo fino (20);

al menos una cámara (242), que puede quitarse y ser sustituida, situada cerca de la abertura (18);

un elemento vibrador (210), que tiene un extremo proximal y un extremo distal (29), pudiéndose colocar el elemento vibrador (210) en el interior de la tolva (12), de tal forma que el extremo distal (29) quede cerca de la abertura (18);

un motor vibrador (208) para hacer vibrar el elemento vibrador (210) cuando se encuentra dentro del polvo fino (20); y

un mecanismo (216, 217) para desplazar el elemento vibrador (210) sobre la cámara (242).

21. Un aparato (200) según la Reivindicación 20, que tiene además un elemento giratorio (204), que dispone de una serie de cámaras (242) en su periferia, que pueden alinearse con la abertura (18, 56). El aparato (200) está configurado para trasladar el elemento vibrador (216, 217) a lo largo de la abertura (18, 56), de tal modo que el elemento vibrador (219) pase sobre cada una de las cámaras (242).

22. Un aparato (200) según la reivindicación 20, en el cual el mecanismo de desplazamiento (216, 217) está formado por un mecanismo de propulsión lineal que desplaza el elemento vibrador (210) a lo largo de la abertura a una velocidad menor de aproximadamente 100 cm por segundo.

23. Un aparato (200) según la Reivindicación 20, en el cual el motor vibrador (208) hace vibrar el elemento vibrador (210) a una frecuencia que está comprendida dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1.000 y 180.000 Hz.

24. Un aparato (200) según la Reivindicación 20, en el cual el vibrador dispone de una bocina de ultrasonidos que hace vibrar el elemento vibrador con un movimiento de arriba abajo en relación con el polvo (20).

25. Un aparato (200) según la Reivindicación 24, en el cual el elemento vibrador es cilíndrico y tiene un diámetro que está dentro de un intervalo de aproximadamente entre 1,0 y 10 mm.

26. Un aparato (200) según la Reivindicación 25, que dispone además de un elemento terminal (240) en el extremo distal (29) del elemento vibrador (210).

27. Un aparato (200) según la Reivindicación 26, en el cual el elemento terminal (240) se extiende radialmente desde el elemento vibrador.

28. Un aparato (200) según la Reivindicación 26, que dispone además de un elemento para nivelar el polvo (244) separado del miembro terminal (240).

29. Un aparato (200) según la Reivindicación 20, en el cual la cámara (242) está situada en un elemento giratorio (304), que puede situarse en una primera posición, en la cual la cámara (242) queda alineada con la abertura, y en una segunda posición, en la cual la cámara (242) queda alineada con un receptáculo (328).

30. Un aparato (200) según la Reivindicación 20, que dispone además de un conducto debajo de la cámara (242) y de una fuente de vacío que está en comunicación con el conducto para facilitar la extracción del polvo fino (20) desde la tolva (206) al interior de la cámara (242).

31. Un aparato (200) según la Reivindicación 30, que además dispone de un filtro (276) colocado a lo largo del conducto.

32. Un aparato (200) según la Reivindicación 30, que además dispone de una fuente de gas comprimido, que está en comunicación con el conducto para expeler el polvo recogido (20) desde la cámara (242) al interior del receptáculo (328).

33. Un aparato (200) según la Reivindicación 32, que dispone además de un controlador para la activación de la fuente de gas y de la fuente de vacío.

34. Un aparato (200) según la Reivindicación 29, que dispone además de una serie de tolvas situadas sobre una serie de elementos giratorios, cada uno de los cuales tiene una serie de cámaras (242), y que dispone además de una serie de elementos vibradores y de una serie de vibradores para hacer vibrar los elementos vibradores.

35. Un aparato (200) según la Reivindicación 20, que dispone además de una placa situada debajo de la tolva. La placa tiene una abertura que está alineada con la cámara (242), y la cámara (242) puede moverse en relación con la placa para eliminar el exceso de polvo (20) que pudiera haber en el interior de la cámara.

36. Un aparato (200) según la reivindicación 20, en el cual la tolva es la tolva principal (206), y que dispone además de una tolva secundaria (218), que está situada por encima de la tolva principal (206) para transferir el polvo (20) a la tolva principal (206).

37. Un aparato (200) según la Reivindicación 36, que dispone además de un mecanismo que produce un movimiento de sacudida para hacer vibrar la tolva secundaria (218).

38. Un aparato (200 según la Reivindicación 29, en el cual la cámara está situada en una pieza extraíble (274), y en el cual la pieza extraíble (274) se puede extraer del elemento giratorio (304).

39. Un sistema (300) para transportar polvo fino (20), que está formado por:

una serie de elementos giratorios, cada uno de los cuales tiene una fila de cámaras (242) en su periferia;

una tolva (306) situada por encima de cada uno de los elementos giratorios (306) y en el cual cada tolva (306) tiene una abertura;

un elemento vibrador (310), que puede colocarse dentro de cada una de las tolvas, en el cual cada elemento vibrador tiene un extremo distal (29) situado cerca de la abertura;

un vibrador (308) acoplado a cada uno de los elementos vibradores para hacer vibrar los elementos vibradores con un movimiento hacia arriba y hacia abajo; y

un mecanismo (322) para desplazar cada uno de los elementos vibradores a lo largo de cada una de las tolvas mientras los elementos vibradores están vibrando.

40. Un sistema (300) según la Reivindicación 39, que dispone además de un controlador para controlar el giro de los elementos vibradores (310), los vibradores (308) y el mecanismo de desplazamiento (322).