PL205905B1

PL205905B1 - Urządzenie aerozolujące oraz zestaw do aerozolowania

Info

Publication number: PL205905B1
Application number: PL352903A
Authority: PL
Inventors: Carlos Schuler; Steve Paboojian; Derrick J. Tuttle; Adrian E. Smith; Dennis R. Rasmussen; Aneesh Bakshi; Andrew Clark; Brian R.S. Ward; William W. Alston Jr.; Kevin S. Nason
Original assignee: Nektar Therapeutics
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2010-06-30
Also published as: SG135936A1; CN1217713C; NO20016277D0; TNSN00148A1; ATE474615T1; US6606992B1; MXPA01012789A; IL147303A; TW470655B; MY125534A; EA003153B1; EE04631B1; YU89801A; LV12804A; CA2377625C; DZ3169A1; JP4607834B2; WO2001000263A3; HK1047714A1; KR20020016641A

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie aerozolujące oraz zestaw do aerozolowania. Niniejszy wynalazek dotyczy ogólnie dziedziny podawania leków, a w szczególności podawania preparatów farmaceutycznych do płuc. Konkretnie, wynalazek dotyczy aerozolowania preparatów farmaceutycznych przy użyciu energii wytworzonej przez pacjenta w wyniku inhalacji.

Skuteczne podawanie leku pacjentowi stanowi kluczowy aspekt każdej udanej terapii lekowej, przy czym zaproponowano różnorodne metody podawania leków. Przykładowo, dogodny sposób stanowi podawanie doustne pigułek, kapsułek, eliksirów itp. Tym niemniej, podawanie doustne może w niektórych przypadkach być niepożądane, ponieważ wiele leków ulega rozpadowi w przewodzie pokarmowym zanim ulegną wchłonięciu. Inną metodą jest iniekcja podskórna. Wadą tego sposobu jest niski poziom akceptacji ze strony pacjenta. Inne alternatywne drogi podawania, które zaproponowano, obejmują podawania transdermalne, donosowe, doodbytnicze, dopochwowe i poprzez płuca.

Przedmiotem szczególnego zainteresowania ze strony niniejszego wynalazku są techniki podawania poprzez płuca, które opierają się na wchłonięciu preparatu farmaceutycznego przez pacjenta tak, że aktywny lek w dyspersji może osiągnąć odległe (pęcherzykowe) regiony płuc. Zaproponowano różnorodne układy aerozolowania w celu dyspergowania preparatów farmaceutycznych. Przykładowo, opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5785049 i 5740794, których ujawnienia włączono do niniejszego opisu jako źródła literaturowe, opisują przykładowe urządzenia do dyspergowania proszków, które wykorzystują sprężony gaz do aerozolowania proszku. Inne rodzaje układów aerozolujących obejmują MDI (które zwykle mają lek zmagazynowany w propelencie), rozpylacze (które aerozolują ciecze z użyciem sprężonego gazu, zwykle powietrza) itp.

Przedmiotem zainteresowania wynalazku jest też wykorzystanie wdychanych gazów do dyspersji preparatu farmaceutycznego. W ten sposób pacjent jest w stanie dostarczyć energii koniecznej do aerozolowania preparatu w drodze własnego wdechu. Zapewnia to, że wytwarzanie i wdychanie aerozolu będzie prawidłowo synchronizowane. Wykorzystanie gazów wdychanych przez pacjenta może stanowić wyzwanie pod wieloma względami. Przykładowo, w przypadku niektórych preparatów farmaceutycznych, takich jak insulina, może być pożądane ograniczenie natężenia przepływu inhalacji w pewnych granicach. Przykładowo, zgłoszenie patentowe PCT/US99/04654, z 11 marca 1999 r., uwzględnia podawanie insuliny poprzez płuca przy natężeniach przepływu poniżej 17 dm³/min. Jako inny przykład, będący równocześnie przedmiotem postępowania, zgłoszenie patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 09/414384 opisuje techniki podawania poprzez płuca, w których zapewnia się wysokie opory przepływu w okresie początkowym, po którym następuje okres o małym oporze przepływu. Kompletne ujawnienia wszystkich wyżej wymienionych dokumentów pokrewnych włączono do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

Innym wyzwaniem, w przypadku wykorzystania gazów wdychanych przez pacjenta jest to, że natężenie przepływu podczas wdechu może zmieniać się znacznie u poszczególnych osobników. Przykładowo, jak przedstawiono na fig. 1, losowa próbna grupa 17 osobników, których poddawano pomiarom dwa razy w tygodniu na przestrzeni czterech tygodni, wytwarzała natężenia przepływu od około 5 do około 35 dm³/min. Taka zmienność może wpływać na zdolność dyspersji preparatu w strumieniu gazu, zdolność rozdrabniania preparatu w proszku i/lub zdolność aerozolowanego preparatu do osiągania głębokich obszarów płuc.

W zwią zku z tym wynalazek odnosi się do regulacji przepł ywu wdychanych gazów, które mogą być wykorzystywane w procesie dyspergowania preparatu farmaceutycznego. Według jednego aspektu, wynalazek dotyczy możliwości poprawy zdolności preparatu do dyspergowania w strumieniu gazu wytwarzanego przez wdech pacjenta, poprawy zdolności rozdrabniania preparatu w proszku oraz poprawy zdolności aerozolowanego preparatu do osiągania głębokich obszarów płuc.

Wynalazek dotyczy przykładowych rozwiązań aerozolowego podawania leków uruchamianego oddechem i z regulacją natężenia przepływu. Według jednego aspektu, wynalazek wykorzystuje strumień gazów oddechowych wytwarzany przez pacjenta do aerozolowania preparatu farmaceutycznego. Według innego aspektu, wynalazek jest zdolny do wydobycia sproszkowanego preparatu farmaceutycznego z pojemnika, rozdrobnienia preparatu i dostarczenia preparatu do płuc, wykorzystując szeroki zakres natężeń przepływu wdechu pacjenta.

Wynalazku ponadto zapewnia skuteczne podawanie aerozolu farmaceutycznego do głębokich obszarów płuc.

PL 205 905 B1

Według wynalazku, można początkowo uniemożliwić przepływ strumienia gazów oddechowych do płuc, dopóki użytkownik nie wytworzy określonego podciśnienia, w którym to punkcie przepływ gazów oddechowych zostaje nagle zainicjowany. Nagłe zainicjowanie przepływu gazów oddechowych wykorzystuje się do aerozolowania preparatu farmaceutycznego. Zgodnie z tym, początkowo uniemożliwia się przepływ gazów oddechowych do płuc, podczas próby wykonania wdechu przez otwarty ustnik na jednym końcu urządzenia. Następnie pozwala się nagle gazom oddechowym przepływać do płuc, po wytworzeniu określonego podciśnienia przez użytkownika. Przepływ gazów oddechowych wykorzystuje się do wydobywania preparatu farmaceutycznego z pojemnika i do umieszczania preparatu farmaceutycznego w strumieniu gazów oddechowych w celu wytworzenia aerozolu.

Uniemożliwiając początkowo przepływ gazów oddechowych do płuc podczas próby wykonania wdechu zgodnie z wynalazkiem zapewniono, że wynikowy strumień gazu mieć będzie wystarczającą energię do wydobycia preparatu farmaceutycznego z pojemnika. Według jednego aspektu, można początkowo uniemożliwić przepływ gazów oddechowych do płuc, umieszczając zawór w kanale powietrznym prowadzącym do płuc i otwierając zawór, aby umożliwić przepływ gazów oddechowych. Według wynalazku, zawór otwiera się z chwilą przewyższenia progowego podciśnienia uruchamiającego, wywołanego próbą wykonania wdechu. W ten sposób, gdy zawór otworzy się, powstały strumień gazu ma wystarczającą energię, aby wydobyć i aerozolować preparat farmaceutyczny.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie aerozolujące, zawierające obudowę mającą kanał powietrzny, mechanizm sprzęgający łączący pojemnik zawierający preparat farmaceutyczny z kanałem powietrznym, charakteryzuje się tym, że ma zawór progowy stanowiący blokadę dla przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny w stanie podciśnienia wynoszącego co najwyżej 1961 - 5884 Pa, a w stanie podciś nienia powyż ej tej wartoś ci zawór ten jest otwarty dla przepł ywu gazów oddechowych razem z wydobytym z pojemnika i zaerozolowanym preparatem farmaceutycznym.

Urządzenie korzystnie zawiera mechanizm rozdrabniający wydobyty preparat farmaceutyczny, umieszczony w kanale powietrznym za, patrząc w kierunku przepływu, pojemnikiem.

Urządzenie korzystnie zawiera ponadto regulator przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny.

Korzystnie, ten regulator stanowi ogranicznik przepływu do natężenia poniżej 15 dm³/min.

Ponadto korzystnie, ten regulator zawiera wskaźnik sprzężenia zwrotnego dostarczający informację o natężeniu przepływu gazów oddechowych.

Z kolei, ten wskaźnik sprzężenia zwrotnego korzystnie stanowi gwizdek połączony z kanałem powietrznym.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku, regulator zawiera ogranicznik przepł ywu umieszczony w kanale powietrznym, przy czym ogranicznik przepływu wyznacza otwór stanowiący ogranicznik przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny.

Korzystnie, ogranicznik przepływu stanowi elastomerowa membrana zmieniająca wielkość kanału powietrznego.

Ponadto korzystnie, tę elastomerową membranę stanowi zawór typu „kaczy dziób, który zamyka się, gdy przepływ gazów oddechowych wzrasta.

Korzystnie, ogranicznik przepływu stanowi kulka dociskana sprężyną, która jest wciągana do stożkowatego otworu, gdy przepływ gazów oddechowych wzrasta.

Korzystnie, ogranicznik przepływu jest nastawny w odniesieniu do natężenia przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny.

W korzystnej postaci wykonania urzą dzenie wedł ug wynalazku zawiera ponadto integrator przepływu stanowiący urządzenie otwierające inny kanał powietrzny w obudowie po upływie pewnego czasu albo przejściu pewnej objętości inhalowanej.

Korzystnie, zawór obejmuje element zasłaniający mający otwór i element przeciągany przechodzący przez otwór, gdy wytworzy się uruchamiające podciśnienie progowe.

Korzystnie, element zasłaniający stanowi membrana z elastomeru, przy czym element przeciągany stanowi kulka.

Korzystnie, regulator jest aktywny przez pewien czas albo dla pewnej wdychanej objętości.

Urządzenie ma korzystnie mechanizm wyjmowanego umieszczania pojemnika.

Korzystnie, uruchamiające podciśnienie progowe wynosi 3923 - 5884 Pa.

W korzystnej postaci wykonania zawór zawiera element dwustabilny, przy czym element dwustabilny jest przemieszczalny od pierwszego położenia stabilnego do drugiego położenia stabilnego, gdy uruchamiające podciśnienie progowe zostanie przekroczone.

PL 205 905 B1

Korzystnie, zawór progowy jest usytuowany za, patrząc w kierunku przepływu, miejscem wydobywania preparatu farmaceutycznego.

Korzystnie, urządzenie aerozolujące według wynalazku stanowi urządzenie z elementem penetrującym penetrowalną część pojemnika z udostępnieniem preparatu farmaceutycznego.

Dzięki wynalazkowi uzyskano taką regulację przepływu gazów oddechowych, że zapewniono spójny przepływ powietrza, niezależnie od szybkości oddychania użytkownika. Regulator przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny po otwarciu zaworu stanowi rozwiązanie skuteczne przy podawaniu aerozolowanego preparatu do głębokich obszarów płuc.

Według jeszcze innego aspektu wynalazku zapewniono ograniczanie przepływu gazów oddechowych do natężenia przepływu, które jest mniejsze od pewnego natężenia przepływu przez pewien czas. Przykładowo, natężenie przepływu może być ograniczone do natężenia mniejszego od około 15 dm³/min w czasie od około 0,5 sekundy do około 5 sekund, co odpowiada objętości od około 125 cm³do około 1,25 dm³. Regulacja natężenia przepływu jest korzystna przez to, że może ona zwiększyć ogólnoustrojową biodostępność substancji czynnej pewnych preparatów farmaceutycznych, poprzez absorpcję w głębokich regionach płuc, jak to opisano ogólnie w zgłoszeniu PCT nr PCT/US99/04654, z 3 marca 1999 r. oraz w bę d ą cym przedmiotem postę powania w zgł oszeniu patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 09/414384, wcześniej wymienionym jako źródło literaturowe.

Do ograniczania albo do regulacji przepływu gazów oddechowych można zastosować różnorodne techniki. Przykładowo, można zapewnić sprzężenie zwrotne z użytkownikiem, gdy powstanie nadmierne natężenie przepływu tak, aby umożliwić użytkownikowi na dopasowanie swej szybkości oddychania. Przykłady sprzężenia zwrotnego, jakie można zapewnić, obejmują sprzężenie akustyczne, włączając gwizdek, sprzężenie wizualne, takie jak lampki kontrolne albo miernik poziomu, sprzężenie dotykowe, takie jak wibracje itp. Ponadto przepływ gazów oddechowych można kontrolować regulując wielkość kanału powietrznego prowadzącego do płuc. Przykładowo można zastosować elastycznie podatny zawór może być zastosowany w celu wytworzenia oporów przepływu w oparciu o natężenie przepływu przez urządzenie i do ograniczania przepływu do pewnego natężenia.

Można zastosować różnorodne regulatory do regulacji przepływu gazów do pewnego natężenia, jak to będzie omówione szczegółowo poniżej. Przykładowo, regulator przepływu może stanowić zawór, który jest zbudowany w postaci elastycznego elementu, takiego jak miękki elastomer ograniczający przepływ do pewnego natężenia, uniemożliwiając równocześnie przepływ w przeciwnym kierunku. Zawór taki może mieć otwór, który pozwala na przepływ powietrza przez zawór w odpowiedzi na przyłożone podciśnienie, oraz jedną albo więcej podatnych ścianek otaczających otwór. W ten sposób zwiększony poziom podciśnienia przyciąga ścianki do siebie, tym samym zmniejszając albo zamykając światło otworu i stwarzając zwiększone opory przepływu, albo całkowite wstrzymanie przepływu. Przykładowo, zawór taki można umieścić w równoległej drodze przepływu. Gdy tylko natężenie przepływu stanie się zbyt duże zawór zamyka się tak, że całe powietrze przepływające przez urządzenie musi przepłynąć inną drogą przepływu. Nadając tej drodze przepływu określone wymiary, przepływ gazów przez urządzenie można utrzymać poniżej progowego natężenia przepływu.

Regulator może zawierać mechanizm sprzężenia zwrotnego w celu dostarczania informacji na temat natężenia przepływu gazów oddechowych. Przykładowo, mechanizm sprzężenia zwrotnego może stanowić gwizdek, który ma połączenie z kanałem powietrznym i wytwarza gwiżdżący dźwięk, gdy przewyższone zostanie maksymalne natężenie przepływu. Regulator może też zawierać mechanizm ograniczający w celu ograniczenia wielkości kanału powietrznego. Korzystnie, mechanizm ograniczający można regulować w celu zmiany natężenia przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny. Mechanizm ograniczający można regulować ręcznie albo automatycznie, jak np. poprzez zastosowanie elastycznie podatnego materiału.

Ewentualnie można zastosować sterowany elektronicznie układ sterowania w pętli zamkniętej w celu regulowania mechanizmu ograniczającego. Ukł ad sterowania jest zbudowany w taki sposób, aby ograniczać przepływ do pewnego natężenia przez pewien czas albo do pewnej wdychanej objętości, a następnie wykrywać i regulować mechanizm ograniczający w taki sposób, aby umożliwić zwiększony przepływ gazów oddechowych przez kanał. W ten sposób natężenie przepływu gazów oddechowych można regulować w celu ograniczenia przepływu do pewnego natężenia przez pewien czas, aby ułatwić właściwe podawanie preparatu farmaceutycznego do płuc. Następnie układ sterowania można wykorzystać do regulowania mechanizmu ograniczającego w taki sposób, aby użytkownik mógł wygodnie napełnić swe płuca gazami oddechowymi w celu doprowadzenia preparatu farmaceutycznego do głębokich regionów płuc. Zastosowanie regulatora i układu sterowania według niniejszePL 205 905 B1 go wynalazku jest korzystne, dlatego że urządzenie może być używane przez wielu użytkowników, którzy mają różne natężenia przepływu wdechu, przy czym urządzenie reguluje przepływ gazów oddechowych w taki sposób, że preparat farmaceutyczny jest prawidłowo podawany do płuc.

Po ograniczeniu natężenia przepływu przez żądany czas albo do żądanej objętości, wielkość kanału powietrznego można zwiększyć w celu zapewnienia zwiększonego natężenia przepływu. Można tego dokonać np. otwierając inny kanał powietrzny biegnący przez urządzenie. W ten sposób użytkownik może dogodnie wdychać bez zasadniczego oporu, w celu napełnienia płuc użytkownika gazami oddechowymi i doprowadzenia preparatu farmaceutycznego do głębokich regionów płuc.

Według alternatywnego aspektu, wynalazek może ewentualnie wykorzystywać różnorodne integratory przepływu, aby umożliwić zwiększone natężenie przepływu przez urządzenie do inhalacji po upływie pewnego czasu tak, aby pozwolić użytkownikowi komfortowe napełnienie swych płuc na końcu procesu. Takie integratory przepływu mogą mieć jeden albo więcej ruchomych elementów, które poruszają się w oparciu o objętość przepływu przez urządzenie. W ten sposób po wdychaniu początkowej (regulowanej) objętości, element się przesunie wystarczająco, aby otworzyć inny kanał gazowy i umoż liwić zwię kszony przepł yw gazu. Przykł ady integratorów moż liwych do zastosowania omówiono szczegółowo w dalszym ciągu opisu i obejmują one ruchome tłoki, mechanizmy sprzęgłowe, napełniane gazem mieszki z otworem upustowym itp.

Preparat farmaceutyczny, do którego jest przeznaczony wynalazek, może być preparatem ciekłym albo w proszku. Korzystnie preparat farmaceutyczny stanowi lek w proszku. Przepływ gazów oddechowych wykorzystuje się do rozdrabniania proszku po wydobyciu go z pojemnika. Ewentualnie, w kanale powietrznym można umieścić różne konstrukcje wspomagające proces rozdrabniania.

Pojemnik do urządzenia i zestawu według wynalazku ma korpus z wnęką, która zamknięta jest penetrowalnym wieczkiem. Pojemnik może zawierać ponadto zawór progowy, który jest połączony z korpusem pojemnika. Według jednego aspektu, zawór progowy jest zbudowany w taki sposób, aby otwierał się pod działaniem podciśnienia co najmniej około 3923 Pa.

Według innego aspektu, wynalazek może także wykorzystywać różnorodne techniki w celu zapewnienia, że użytkownik ułoży prawidłowo swe usta na ustniku podczas używania urządzenia do aerozolowania. Przykładowo, ustnik może mieć osłonę wargową, aby umożliwić użytkownikowi mieszczenie warg w pobliżu osłony wargowej. Jako inny przykład, ustnik może mieć odciski zębów albo inne znaki. Alternatywnie, w boku ustnika może być wykonany otwór albo wiele otworów. Otwory te muszą być zakryte wargami w celu wytworzenia podciśnienia wystarczającego do uruchomienia urządzenia. Jako dalszy przykład, ustnik może mieć profil kołowo-eliptyczny. Część eliptyczna musi być zakryta ustami pacjenta w celu wytworzenia podciśnienia wystarczającego do uruchomienia urządzenia.

Zgodny z wynalazkiem zestaw do aerozolowania obejmujący pojemnik zawierający preparat farmaceutyczny, obudowę mającą kanał powietrzny, mechanizm sprzęgający łączący pojemnik z kanałem powietrznym, regulator przepływu, który reguluje przepływ przez kanał powietrzny, ustnik, przy czym preparat farmaceutyczny podlega aerozolowaniu do przepływu przez kanał powietrzny i na zewnątrz przez ustnik do użytkownika, charakteryzuje się tym, że zawiera mechanizm rozdrabniający aerozolowany preparat farmaceutyczny, przy czym ten mechanizm rozdrabniający stanowi zmiana cech geometrycznych kanału powietrznego na jego długości, korzystnie zwężenie przekroju poprzecznego i/lub zgięcie.

Korzystnie, regulator przepływu przez kanał przepływowy stanowi mechanizm zmieniający wielkość kanału przepływowego.

Korzystnie, pojemnik znajduje się za, patrząc w kierunku przepływu, regulatorem przepływu.

Ponadto korzystnie, regulator przepływu zawiera zawór zawierający otwór o nastawnej wielkości do regulowania wielkości przepływu.

Korzystnie, regulator przepływu zawiera nastawny mechanizm ograniczający zmieniający natężenie przepływu.

Korzystnie, regulator przepływu ma tłoczek ograniczający natężenie przepływu przez kanał powietrzny.

Korzystnie, tłoczek jest dociskany, a korzystniej jest dociskany sprężyście.

Korzystnie, tłoczek współdziała ze zbieżnym kanałem.

Korzystnie, regulator przepływu zawiera wskaźnik sprzężenia zwrotnego.

Korzystnie, regulator przepływu stanowi ogranicznik przepływu do natężenia poniżej 15 dm³/min.

Korzystnie, ustnik zawiera element dociskający język.

PL 205 905 B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na których fig. 1 przedstawia wykres ilustrujący średnie natężenie przepływu u 17 osobników, których poddawano pomiarom dwa razy tygodniowo przez cztery tygodnie; fig. 2 przedstawia wykres ilustrujący regulacje natężenia przepływu wdechu pacjenta w czasie, zgodnie z wynalazkiem; fig. 3 przedstawia wykres ilustrujący regulacje natężenia przepływu wdechu innego pacjenta w czasie, zgodnie z wynalazkiem; fig. 4 przedstawia w postaci schematu blokowego inny układ, który można wykorzystać do wydobycia preparatu farmaceutycznego z pojemnika, rozdrabniania preparatu i do umieszczenia preparatu w strumieniu gazów oddechowych w celu wytworzenia aerozolu wedł ug wynalazku; fig. 5 przedstawia urządzenie aerozolujące w widoku perspektywicznym, według wynalazku; fig. 6 przedstawia urządzenie aerozolujące w położeniu otwartym albo ładowania, w częściowym przekroju; fig. 7 przedstawia urządzenie aerozolujące z fig. 6 w położeniu zamkniętym albo roboczym, według wynalazku; fig. 8 przedstawia urządzenie aerozolujące z fig. 6 podczas wkładania pojemnika, według wynalazku; fig. 9 przedstawia urządzenie aerozolujące z fig. 8, gdy pojemnik został włożony, urządzenie przestawiono do położenia zamkniętego albo roboczego, a gazy oddechowe płyną przez urządzenie; fig. 10 przedstawia w widoku perspektywicznym z częściowym przekrojem, pojemnik i zbieżną dyszę, przez którą preparat farmaceutyczny według wynalazku może być wydobywany; fig. 11 przedstawia pojemnik i dyszę z fig. 10, przy czym dyszę odsunię to od dolnego koń ca pojemnika aby zwiększyć natężenie przepływu gazów oddechowych przez dyszę według wynalazku; fig. 12 przedstawia w schematycznym przekroju podłużnym układ aerozolujący mający sprężynę do regulacji przepływu gazów oddechowych przez układ według wynalazku; fig. 13 przedstawia w schematycznym przekroju podłużnym układ aerozolujący mający regulator przepływu, do regulowania przepływu gazów oddechowych przez układ aerozolujący według wynalazku; fig. 14 przedstawia jedną postać dyszy, którą można wykorzystać do rozdrabniania preparatu farmaceutycznego według wynalazku; fig. 15 przedstawia w widoku perspektywicznym jedną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 16 przedstawia w widoku perspektywicznym inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 16A przedstawia pokrywę urządzenia aerozolującego z fig. 16; fig. 17 przedstawia w widoku perspektywicznym jeszcze inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku, ilustrującą zastosowanie urządzenia ze sprzężeniem zwrotnym do regulacji natężenia przepływu; fig. 18 przedstawia w widoku perspektywicznym jeszcze inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 19 przedstawia jedną szczególną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 19A przedstawia tarczę mającą wiele pojemników, którą można włożyć do urządzenia aerozolującego z fig. 19; fig. 19B przedstawia przedni koniec urządzenia aerozolującego z fig. 19; fig. 20 przedstawia inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 20A przedstawia urządzenie aerozolujące z fig. 20, ukazując wieczko przesunięte do położenia otwartego; fig. 21 przedstawia w widoku perspektywicznym inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 22 przedstawia jedną szczególną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku, mogącą pomieścić wiele pakietów leku; fig. 22A przedstawia magazynek do zastosowania w urządzeniu aerozolującym z fig. 22; fig. 23 przedstawia jeszcze inną alternatywną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 23A przedstawia pokrywę ustnika urządzenia aerozolującego z fig. 23; fig. 24 przedstawia pasek pojemników, który można zastosować w urządzeniu aerozolującym z fig. 23; fig. 25 przedstawia jeszcze inną alternatywną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 26 przedstawia jedną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 27 przedstawia schematycznie zawór progowy według wynalazku; fig. 28 przedstawia zawór progowy membranowo-kulkowy według wynalazku; fig. 29 przedstawia zawór progowy typu parasolowego według wynalazku; fig. 30 przedstawia schematycznie jedną postać zaworu progowego według wynalazku; fig. 31A i 31B przedstawiają zawór progowy typu klapowego według wynalazku; fig. 32 przedstawia zawór progowy typu trzpieniowego według wynalazku; fig. 33 przedstawia inny zawór progowy typu trzpieniowego według wynalazku; fig. 34A i 34B przedstawiają zawór progowy typu parasolowego według wynalazku; fig. 35 przedstawia zawór progowy typu magnetyczno-kulkowego według wynalazku; fig. 36A i 36B przedstawiają dwustabilny zawór progowy typu czaszowego według wynalazku; fig. 37A i 37B przedstawiają zawór progowy typu mechanicznego wyłącznika ciśnieniowego według wynalazku; fig. 38 przedstawia zawór progowy typu z kruchą membraną według wynalazku; fig. 39 przedstawia inny zawór progowy typu mechanicznego wyłącznika ciśnieniowego według wynalazku; fig. 40 przedstawia zawór progowy typu przeciąganego; fig. 41 przedstawia schematyczny diagram regulatora przepływu według wynalazku; fig. 42A i 42B przedstawiają regulator przepływu typu wahadłowego według wynalazku; fig. 43 przedstawia regulator przepływu typu kulkowego według wynalazku; fig. 44A i 44B przedstawiają regulator przepływu typu

PL 205 905 B1 mieszkowego według wynalazku; fig. 45 przedstawia regulator przepływu typu stożkowego według wynalazku; fig. 46 przedstawia inną postać regulatora przepływu według wynalazku; fig. 47 przedstawia regulator przepływu typu piankowego według wynalazku; fig. 48 przedstawia regulator przepływu typu parasolowego według wynalazku; fig. 49 przedstawia regulator przepływu ze zbiornikiem cieczy według wynalazku; fig. 50 przedstawia inną postać regulatora przepływu według wynalazku; fig. 51 przedstawia regulator przepływu typu trzpieniowego według wynalazku; fig. 52 przedstawia regulator przepływu typu z rozszerzalnym stożkiem według wynalazku; fig. 53A i 53B przedstawiają regulator przepływu typu z przesłoną tęczówkową; fig. 54 przedstawia regulator przepływu typu z kołem łopatkowym; fig. 55A i 55B przedstawiają regulator przepływu typu klapkowego; fig. 56A i 56B przedstawiają elastomerowy regulator przepływu typu „kaczego dzioba; fig. 57 - 59 przedstawiają alternatywne elastomerowe regulatory przepływu typu „kaczego dzioba; fig. 60 przedstawia schematycznie integrator przepływu typu przepływowego według wynalazku; fig. 61 przedstawia schematycznie integrator przepływu typu obejściowego według wynalazku; fig. 62A i 62B przedstawiają przepływ przez regulator przepływu typu wahadłowego według wynalazku; fig. 63 przedstawia regulator przepływu typu wirowego według wynalazku; fig. 64 przedstawia w rzucie bocznym krzywkę integratora przepływu z fig. 63; fig. 65 przedstawia koło łopatkowe, które można zastosować w integratorze przepływu z fig. 63; fig. 66A i 66B przedstawiają integrator przepływu typu wahadłowego według wynalazku; fig. 67 przedstawia integrator przepływu z hamulcem czasowym według wynalazku; fig. 68 przedstawia hamulec i koło integratora przepływu z fig. 67; fig. 69 przedstawia schematycznie układ aerozolujący mający różnorodne elementy składowe rozmieszczone szeregowo według wynalazku; fig. 70 przedstawia schematycznie układ aerozolujący mający równoległy integrator przepływu z przepływem obejściowym według wynalazku; fig. 71 przedstawia schematycznie układ aerozolujący mający równoległy integrator przepływu typu przepływowego według wynalazku; fig. 72 przedstawia w widoku perspektywicznym od przodu, jedną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 73 przedstawia urządzenie z fig. 72 w położeniu ładowania; fig. 74 przedstawia w widoku perspektywicznym od tyłu, urządzenie z fig. 72; fig. 75 przedstawia w przekroju urządzenie z fig. 73; fig. 76 przedstawia w przekroju urządzenie z fig. 72; fig. 77 przedstawia w przekroju urządzenie z fig. 72; fig. 78 przedstawia urządzenie z fig. 72 w położeniu ładowania; fig. 79 przedstawia w widoku perspektywicznym od przodu, inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 80 przedstawia urządzenie z fig. 79 w położeniu ładowania; fig. 81 przedstawia w przekroju urządzenie z fig. 79; fig. 82 przedstawia urządzenie z fig. 82, gdy otwarta została inna droga przepływu powietrza tak, aby umoż liwić zwiększony przepływ powietrza przez urządzenie; fig. 83 przedstawia w widoku z boku urządzenie z fig. 81; fig. 84 przedstawia w widoku perspektywicznym od przodu, inną postać urządzenia aerozolującego według wynalazku; fig. 85 przedstawia urządzenie z fig. 84 w położeniu ładowania; fig. 86 przedstawia w przekroju urządzenie z fig. 84; fig. 87 przedstawia w widoku z boku urządzenie z fig. 86; fig. 88 przedstawia w widoku perspektywicznym od przodu, jednej postaci ustnika wedł ug wynalazku; fig. 89 przedstawia w widoku z boku alternatywny ustnik według wynalazku.

Określenie „substancja czynna w niniejszym opisie obejmuje środek, lek, związek, kompozycję materii albo ich mieszaninę, która dostarcza pewien, często korzystny, efekt farmakologiczny. Obejmują one żywność, dodatki do żywności, środki odżywcze, leki, szczepionki, witaminy oraz inne korzystne środki. W niniejszym kontekście, określenie obejmuje ponadto dowolne substancje czynne fizjologicznie albo farmakologicznie, które wywierają działanie zlokalizowane albo ogólnoustrojowe na pacjenta. Substancja czynna, którą można podawać, obejmuje antybiotyki, środki przeciwwirusowe, środki przeciwpadaczkowe, przeciwbólowe, przeciwzapalne i środki rozszerzające oskrzela, oraz wirusy i mogą być związkami nie organiczne i organiczne, obejmujące, ale nie wyłącznie, leki działające na nerwy obwodowe, receptory adrenergiczne, receptory cholinergiczne, mięśnie szkieletowe, układ sercowo-naczyniowy, mięśnie gładkie, układ regulujący przepływ krwi, miejsca synaptyczne, miejsca połączenia neuroefektorów, układ wewnątrzwydzielniczy i hormonalny, układ odpornościowy, układ rozrodczy, układ kostny, układ autakoidowy, układy pokarmowy i wydalniczy, układ histaminowy oraz centralny układ nerwowy. Odpowiednie środki można wybrać spośród, przykładowo, polisacharydów, steroidów, środków nasennych i uspokajających, środków psychopobudzających, środków trankwilizujących, środków przeciwdrgawkowych, środków zwiotczających mięśnie, środków przeciwparkinsonowskich, środków przeciwbólowych, środków przeciwzapalnych, środków przeciw skurczom mięśni, środków przeciwbakteryjnych, środków przeciwmalarycznych, środków hormonalnych, w tym środków antykoncepcyjnych, środków sympatykomimetycznych, polipeptydów oraz białek zdolnych wywoływać efekty fizjologiczne, środków moczopędnych, środków regulujących poziom lipidów, środków blokują8

PL 205 905 B1 cych działanie androgenów, środków przeciwpasożytniczych, środków nowotworowych, środków przeciwnowotworowych, środków hipoglikemicznych, środków odżywczych i dodatków odżywczych, dodatków wzrostowych, tłuszczów, środków przeciw zapaleniu jelit, elektrolitów, szczepionek i środków diagnostycznych.

Przykłady substancji czynnych użytecznych w niniejszym wynalazku obejmują, ale nie wyłącznie, insulinę, kalcytoninę, erytropoetynę (EPO), czynnik VIII, czynnik EX, ceredazę, cerezymę, cyklosporynę, czynnik stymulujący wzrost kolonii granulocytów (GCSF), inhibitor proteinazy α-1, elkatoninę, czynnik stymulujący wzrost kolonii makrofagów i granulocytów (GMCSF), hormon wzrostu, ludzki hormon wzrostu (HGH), hormon uwalniający hormon wzrostu (GHRH), heparynę, heparynę o niskiej masie cząsteczkowej (LMWH), interferon-α interferon-β, interferon-γ, interleukina-2, hormon uwalniający hormon luteinizujący (LHRH), somatostatyna, analogi somatostatyny, w tym oktreotyd, analog wazopresyny, hormon folikulotropowy (FSH), czynnik wzrostowy insulinopodobny, insulinotropina, antagonista receptora interleukiny-1, interieukina-3, interleukina-4, interleukina-6, czynnik stymulujący wzrost kolonii makrofagów (M-CSF), czynnik wzrostowy nerwu, hormon przytarczyc (PTH), tymozyna α1, inhibitor Ilb/IIIa, antytrypsyna α1, przeciwciało przeciw wirusowi zespólni układu oddechowego, białko odpowiedzialne za czynność kanału chlorkowego błon komórkowych (CFTR), deoksyrybonukleaza (Dnase), czynnik bakteriobójczy zwiększający przepuszczalność (BPI), przeciwciało przeciw -CMV, receptor interleukiny-1, kwas 13-cis-retinowy, izetionian pentamidyny, siarczan albuterolu, siarczan metaproterenolu, dipropionian beklometazonu, acetamid triamcynolonu, acetonid budezonidu, bromek ipratropium, flunizolid, flutikazon, kromoglikan sodu, winian ergotaminy i jego analogi, i ich agoniści i antagoniści. Substancje czynne mogą ponadto stanowić kwasy nukleinowe, obecne jako cząsteczki czystych kwasów nukleinowych, wektory wirusowe, związane cząstki wirusa, kwasy nukleinowe związane z lub wprowadzone do lipidów lub materiały zawierające lipidy, plazmid DNA lub RNA albo inny kwas nukleinowy tworzący typ odpowiedni do transfekcji lub transformacji komórek, w szczególności komórek pęcherzykowych regionów płuc. Substancje czynne mogą występować w różnorodnych postaciach, takich jak cząsteczki rozpuszczalne i nierozpuszczalne, naładowane albo nienaładowane, składniki kompleksów cząsteczkowych albo farmakologicznie dopuszczalne sole. Substancje czynne mogą być naturalnie występującymi cząsteczkami albo mogą być wytwarzane w drodze rekombinacji, bądź też mogą być analogami substancji czynnych występujących naturalnie albo wytwarzanych w drodze rekombinacji, z jednym lub większą liczbą aminokwasów dodanych albo usuniętych. Oprócz tego substancja czynna może zawierać osłabione albo martwe wirusy odpowiednie do stosowania jako szczepionki.

Termin „średnia średnica masowa albo „MMD określa miarę średniej wielkości cząstek, ponieważ proszki według wynalazku są na ogół polidyspersyjne, tzn. składają się z szeregu wielkości cząstek). Wartości MMD przedstawione w niniejszym opisie określa się w drodze sedymentacji odśrodkowej, aczkolwiek do pomiaru średniej wielkości cząstek można użyć wielu powszechnie stosowanych technik.

Termin „średnia masowa średnica aerodynamiczna albo „MMAD określa miarę wielkości aerodynamicznej dyspergowanych cząstek. Średnicę aerodynamiczną stosuje się do opisu aerozolowanego proszku w sensie jego zachowania podczas osiadania, oraz jest ona średnicą kuli o jednostkowej gęstości właściwej, mającej tę samą prędkość osiadania, ogólnie w powietrzu, co cząstka. Średnica aerodynamiczna zawiera w sobie kształt cząstki, gęstość właściwą i fizyczną wielkość cząstki. W niniejszym kontekście, MMD odnosi się do punktu środowego albo mediany rozkładu aerodynamicznej wielkości cząstek aerozolowanego proszku, determinowanego zderzaniem kaskadowym.

Wynalazek dotyczy zagadnienia podawania aerozolowanych preparatów farmaceutycznych przy użyciu przepływu gazów oddechowych wytwarzanego przez pacjenta. Preparaty farmaceutyczne, które można aerozolować, obejmują leki w proszku, ciekłe roztwory albo zawiesiny itp., oraz mogą zawierać substancję czynną. Urządzenia według niniejszego wynalazku mogą być używane do podawania jedno- albo wielokrotnego.

W niektórych postaciach, przepływ gazów oddechowych wytwarzany przez pacjenta wykorzystuje się do wydobywania preparatu farmaceutycznego z pojemnika, do rozdrabniania preparatu farmaceutycznego i podawania preparatu farmaceutycznego do płuc pacjenta. Szczególną zaletą wynalazku jest zdolność spełniania takich funkcji niezależnie od naturalnego natężenia przepływu podczas wdechu pacjenta. Skutkiem tego, według jednego aspektu wynalazku, wdychane gazy oddechowe są kontrolowane w taki sposób, że pozostają w możliwym do przyjęcia zakresie przepływów tak, aby we właściwy sposób dostarczyć preparat farmaceutyczny do płuc.

PL 205 905 B1

Według innego aspektu, wynalazek jest zbudowany pod kątem regulacji przepływu wdychanych gazów w taki sposób, aby gazy te miały energię wystarczającą do wydobycia preparatu farmaceutycznego z pojemnika, do rozdrabniania preparatu i dostarczenia go do płuc pacjenta. W niektórych przypadkach, wynalazek jest ponadto zbudowany w taki sposób, aby utrzymywać natężenie przepływu podczas wdechu poniżej maksymalnego poziomu co najmniej przez pewien czas albo poniżej wdychanej objętości, podczas początkowej fazy podawania leku. W ten sposób aerozolowany preparat będzie przepływać z możliwym do przyjęcia natężeniem przepływu tak, aby poprawić jego zdolność pokonywania dróg oddechowych pacjenta i wniknięcia do płuc. Po początkowej fazie podawania preparatu farmaceutycznego do płuc, niektóre postacie wynalazku mogą być zbudowane w sposób umożliwiający pacjentowi oddychanie z normalnym natężeniem przepływu wdechu w celu napełnienia płuc pacjenta gazami oddechowymi i dalszego podawania preparatu farmaceutycznego do głębokich regionów płuc.

Aby aerozolować preparat farmaceutyczny, przepływ gazów oddechowych korzystnie zawiera energię wystarczającą do wydobycia preparatu farmaceutycznego z pojemnika. Aby zapewnić, iż gazy oddechowe zawierać będą dostateczną energię, wynalazek może być zbudowany w sposób uniemożliwiający przepływ gazów oddechowych do płuc pacjenta, gdy pacjent usiłuje wdychać. Wówczas nagle można umożliwić przepływ gazów oddechowych do płuc pacjenta, po osiągnięciu podciśnienia progowego. W wyniku umożliwienia nagłego przepływu gazów oddechowych dopiero po przyłożeniu dostatecznego podciśnienia przez pacjenta, uzyskuje się względnie wysokie natężenie przepływu w celu nadania strumieniowi gazu dostatecznej energii. Jednym sposobem zrealizowania takiego procesu jest umieszczenie ograniczenia, zaworu albo innego mechanizmu blokującego drogi oddechowe pacjenta tak, aby uniemożliwić przejście gazów do płuc pacjenta, gdy pacjent usiłuje wdychać. Ograniczenia albo zawór można wówczas szybo usunąć albo otworzyć tak, aby umożliwić przepływ gazów oddechowych do płuc. Skutkiem tego, pacjent może być poinstruowany, aby wdychać dopóki nie zostanie pokonane podciśnienie progowe. Progowe podciśnienie uaktywniające może być dobrane w taki sposób, że wytworzy ono dostateczną energię, gdy gazy bę dą mogły płynąć do płuc pacjenta. Korzystnie, podciśnienie progowe wynosi od około 1961 Pa do około 5884 Pa tak, że wynikowy strumień gazów mieć będzie energię wystarczającą do wydobycia i rozdrabniania preparatu farmaceutycznego. Korzystniej, podciśnienie progowe wynosi co najmniej 3923 Pa.

Można także zastosować różnorodne zawory progowe w celu uniemożliwienia przepływu gazów oddechowych do płuc pacjenta, dopóki nie zostanie uzyskane podciśnienie progowe wdechu. Przykładowo, zawór progowy może stanowić elastycznie podatny zawór, taki jak elastyczna membrana, który jest umieszczony w poprzek kanału powietrznego i jest zbudowany w taki sposób, aby uginał się, gdy ciśnienie progowe zostanie osiągnięte albo przewyższone. Alternatywnie, zawór progowy może stanowić ponacinana membrana, której budowa zapewnia rozdarcie się bądź pęknięcie jej, gdy ciśnienie progowe zostanie osiągnięte albo przewyższone. Jako inny przykład, zawór progowy może stanowić elastomerowa membrana z otworem. Kulka jest przeciągana przez otwór, gdy tylko ciśnienie progowe zostanie osiągnięte albo przewyższone. Inne typy zaworów progowych obejmują mechanizmy dwustabilne, przepony itp.

Według jednego szczególnego aspektu wynalazku, zawór progowy może być wbudowany w pojemnik, który mieści preparat farmaceutyczny. W ten sposób, za każdym razem, gdy nowy pojemnik wkłada się do urządzenia aerozolującego, urządzenie jest wyposażane w nowy zawór progowy. Jest to szczególnie korzystne, gdy zawór progowy stanowi membrana, która zbudowana jest w taki sposób, aby rozedrzeć się bądź pęknąć, gdy ciśnienie progowe zostanie osiągnięte albo przewyższone.

Z chwilą, gdy gazy oddechowe mogą już płynąć do płuc, natężenie przepływu gazów oddechowych (w niektórych przypadkach) wymagać będzie kontrolowania albo regulacji tak, aby gazy nie przewyższały maksymalnego natężenia przepływu podczas podawania preparatu farmaceutycznego do płuc. Typowo, natężenie przepływu gazów oddechowych można regulować, aby było mniejsze niż 15 dm³/min w czasie od około 0,5 sekundy do około 5 sekund, co odpowiada wdychanej objętości od około 125 cm³ do około 1,25 dm³ tak, aby umożliwić przejście aerozolowanego preparatu przez drogi oddechowe pacjenta i wniknięcie do płuc. Przykładowo, jak przedstawiono wcześniej w odniesieniu do fig. 1, niektórzy pacjenci mają naturalne natężenie wdechu, które przewyższa żądane maksymalne natężenie przepływu.

W przypadku oddychają cych, którzy naturalnie oddychają powyż ej z żądanym maksymalnym natężeniem przepływu, wynalazek zapewnia zwolnienie natężenia przepływu w czasie, przez jaki aerozolowany preparat jest dostarczany do płuc. Przedstawiono to graficznie na fig. 2. W chwili T1 pa10

PL 205 905 B1 cjent wdycha, powodując przepływ gazów oddechowych do płuc pacjenta. W chwili T1 natężenie przepływu jest znacznie poniżej początkowego natężenia przepływu, QStart, które jest pożądane w celu początkowego wydobycia preparatu farmaceutycznego z pojemnika, jak to opisano wcześniej. W związku z tym, zawór progowy albo inny mechanizm uniemożliwiający przepływ moż e nie być potrzebny takim oddychającym. Krótko po chwili T1 następuje chwila T2, w której natężenie przepływu uregulowano poniżej natężenia przepływu QDostarczania. Natężenie przepływu utrzymuje się poniżej natężenia QDostarczania od chwili T2 do chwili T3, kiedy to aerozolowany preparat jest dostarczany do płuc pacjenta. Po chwili T3 regulacja przepływu gazu ustaje i pacjent może oddychać swym naturalnym rytmem, aby napełnić swe płuca gazami oddechowymi, które służą do dalszego dostarczania gazu do głębokich regionów płuc.

Fig. 3 przedstawia graficznie przykład przypadku, gdy pacjent ma naturalne natężenie przepływu powietrza przy oddechu poniżej QDostarczania. Jak przedstawiono na fig. 3, uniemożliwiając przepływ gazów oddechowych podczas wdechu pacjenta, a następnie nagle umożliwiając przepływ gazów oddechowych, początkowe natężenie przepływu w chwili T1 wynosi QStart. W ten sposób dostarcza się energii wystarczającej do wydobycia leku z pojemnika. Następnie, gdy pacjent kontynuuje wdychanie, natężenie przepływu spada szybko poniżej natężenia przepływu QDostarczania, ponieważ naturalne natężenie przepływu wdechu pacjenta jest mniejsze niż natężenie przepływu QDostarczania. Wskutek tego, po chwili T1 nie potrzeba regulować natężenia przepływu wdechu pacjenta, umożliwiając tym samym pacjentowi wdychanie na komfortowym poziomie.

Można dostarczyć różnorodne schematy i techniki regulowania natężenia przepływu wdechu w taki sposób, aby było niższe od QDostarczania od chwili T2 do chwili T3. Przykładowo, pacjent może być wyposażony w różnorodne sprzężenia zwrotne, mające na celu umożliwienie pacjentowi regulowanie swego natężenia przepływu wdechu we własnym zakresie. Przykładowo, urządzenie aerozolujące może być wyposażone w gwizdek, który wydaje świszczący dźwięk, gdy natężenie przepływu u pacjenta przewyższa natężenie przepływu QDostarczania. Można użyć innych typów sprzężenia zwrotnego, takich jak wizualne sprzężenie zwrotne, dotykowe sprzężenie zwrotne, akustyczne sprzężenie zwrotne itp. Ewentualnie można wprowadzić sterownik z mechanizmem czasowym, w celu zasygnalizowania użytkownikowi, kiedy minęła chwila T3 tak, aby użytkownik mógł zakończyć inhalację na komfortowym poziomie.

W innym przykładzie, natężenie przepływu wdechu pacjenta można regulować ograniczając albo uniemożliwiając wdychanie gazów oddechowych. Przykładowo, wielkość dróg oddechowych można zmieniać, aby regulować natężenie przepływu wdychanych gazów. Sposób regulacji może być ręczny, półautomatyczny bądź automatyczny. Przykładowo, użytkownik może ręcznie regulować wielkość dróg oddechowych albo umieścić ogranicznik w drogach oddechowych, aby kontrolować natężenie przepływu. Alternatywnie, wielkość kanału powietrznego można regulować w oparciu o własny wdech pacjenta, jak to będzie bardziej szczegółowo opisane w dalszym ciągu. W jeszcze innym przykładzie można wprowadzić układ z jednym czujnikiem lub większą ich liczbą, w celu regulowania wielkości dróg oddechowych dla regulacji przepływu gazów oddechowych.

Jedną szczególną korzyścią płynącą z ograniczania przepływu gazów oddechowych w celu kontrolowania natężenia przepływu wdechu jest to, że można wytworzyć względnie wysoki spadek ciśnienia. Z tego względu, że moc jest ogólnie proporcjonalna zarówno do spadku ciśnienia jak i natężenia przepływu, natężenie przepływu można utrzymać na niskim poziomie, dostarczając równocześnie wciąż wystarczającą ilość energii do aerozolowania preparatu i dostarczania preparatu do płuc pacjenta.

W innym przypadku, przepływ gazów oddechowych moż na regulować umieszczają c otwór albo inny element ograniczający w kanale powietrznym pacjenta, który jest wykonany jako przeznaczony do użytkowania przez konkretnego pacjenta. W ten sposób urządzenie aerozolujące można dopasować do konkretnego pacjenta po prostu stosując otwór o wymiarach dobranych do naturalnego natężenia wdechu pacjenta.

Urządzenia według niniejszego wynalazku mogą zawierać szeregowe albo równoległe drogi przepływu. W każdym przypadku może być pożądane utrzymanie stałego, określonego natężenia przepływu wśród dużej populacji pacjentów. W przypadku konstrukcji szeregowych, jak przedstawiono na fig. 4, korzystne jest, aby zależność opór hydrauliczny/podciśnienie była zasadniczo liniowa. W przypadku konstrukcji równoległ ych, jak przedstawiono np. na fig. 70, korzystne jest zapewnienie, aby zależność opór hydrauliczny/podciśnienie była silnie nieliniowa.

PL 205 905 B1

Nawiązując obecnie do fig. 4, opisany będzie układ 10 wykorzystujący konstrukcję szeregową do wydobycia leku z pojemnika 12 przy użyciu gazów oddechowych wdychanych przez pacjenta. Układ 10 zawiera zawór progowy 14, który może być zbudowany w taki sposób, aby otwierał się, gdy podciśnienie w przewodzie 16 za, patrząc w kierunku przepływu, zaworem progowym 14 będzie wynosić 1961 - 5884 Pa, korzystnie więcej niż 3923 Pa. Z przewodem 16 jest połączony także regulator 18, który reguluje przepływ gazów oddechowych przez układ 10. W jednym przykładzie, regulator 18 może zawierać mechanizm ograniczający, który można wykorzystywać do kontrolowania wewnętrznego wymiaru przewodu 16 i tym samym regulować przepływ gazów oddechowych przez przewód 16. Dogodnie, regulator może zawierać układ sterowania, który reguluje mechanizm ograniczający. Układ sterowania może być albo obsługiwany ręcznie albo w sposób automatyczny przy użyciu sterownika. Przykładowo, czujniki przepływu gazu mogą być umieszczone w układzie 10 i sprzężone ze sterownikiem, który określa natężenie przepływu gazów oddechowych przez układ. Wykorzystując tę informację, można użyć sterownika do kontrolowania stopnia zwężenia przewodu 16. Mimo, iż regulator 18 przedstawiono przed, patrząc w kierunku przepływu, pojemnikiem 12 należy wziąć pod uwagę takie przypadki, w których regulator 18 może być umieszczony w innych miejscach, w tym za, patrząc w kierunku przepływu, pojemnikiem 12 i przed, patrząc w kierunku przepływu, zaworem progowym 14.

Regulator 18 jest połączony z pojemnikiem 12 przewodem stanowiącym mechanizm sprzęgający 20. Z pojemnika 12 wychodzi przewód 22, który łączy się z mechanizmem rozdrabniającym 24. W ten sposób proszek wydobyty z pojemnika 12 podlega rozdrobnieniu przed opuszczeniem układu 10 i przejściem do płuc pacjenta. Z mechanizmu rozdrabniającego 24 wychodzi przewód 26, który jest połączony z ustnikiem (niepokazanym), z którego pacjent inhaluje. Tak więc korzystając z układu 10, pacjent może otrzymać dawkę aerozolowanego leku wdychając przez ustnik, dopóki pacjent nie wytworzy podciśnienia wystarczającego do otwarcia zaworu progowego 14. Gdy zawór progowy 14 otwiera się, sproszkowany lek jest wydobywany z pojemnika 12 i przechodzi przez mechanizm rozdrabniający 24. Równocześnie regulator 18 kontroluje przepływ gazów oddechowych w granicach możliwego do przyjęcia natężenia przepływu tak, aby aerozolowany lek mógł prawidłowo przejść do płuc pacjenta. Regulator 18 został zbudowany w taki sposób, aby po upływie pewnego czasu przestał działać tak, aby pacjent mógł oddychać z dogodną szybkością w celu napełnienia płuc gazami oddechowymi dla przeniesienia dostarczonego leku do głębszych regionów płuc.

Nawiązując obecnie do fig. 5, opisana będzie przykładowa postać urządzenia aerozolującego 28. Urządzenie aerozolujące 28 ma ogólnie walcową obudowę 30, mającą ustnik 32 na jednym końcu. Obudowa 30 ma ponadto otwory 34, 36 i 38, które wyznaczają drogę przepływu gazów oddechowych, jak to opisano bardziej szczegółowo w dalszym ciągu opisu. Dogodnie, przegroda rozdzielająca 40 jest usytuowana pomiędzy otworami 36 i 38 aby umożliwić tymczasowy przepływ gazów oddechowych na zewnątrz obudowy 30. Podobnie, umieszczono przegrodę rozdzielającą 42, aby ułatwić wprowadzenie gazów oddechowych do obudowy 30 przez otwór 34 (patrz fig. 6).

Z obudową 30 jest połączony obrotowo uchwyt 44 pojemnika. Dogodnie, do połączenia uchwytu 44 z obudową 30 służy kołek 46. W ten sposób uchwyt 44 można przestawić do położenia otwartego jak przedstawiono na fig. 6 tak, aby umożliwić włożenie pojemnika do urządzenia aerozolującego 28. Następnie uchwyt 44 można obrócić do położenia zamkniętego albo roboczego, jak przedstawiono na fig. 7. Jak to lepiej przedstawiono na fig. 6 i 7, uchwyt 44 ma otwór 48, który jest ustawiony współosiowo z otworem 34, gdy uchwyt 44 przemieszcza się do położenia zamkniętego. Uchwyt 44 ma ponadto drugi otwór 50 usytuowany pod dwoma penetrującymi występami 52 na obudowie 30.

Jak to jest lepiej widoczne na fig. 8, z chwilą, gdy uchwyt 44 przemieści się do położenia otwartego, do urządzenia aerozolującego 28 można włożyć pojemnik 54. Pojemnik 54 ma korpus 56 pojemnika mający komorę 58 (zaznaczoną linią przerywaną), który mieści sproszkowany lek. Korpus 56 pojemnika jest zbudowany w taki sposób, że część nad komorą 58 może być przebita występami 52, jak to opisano bardziej szczegółowo w dalszym ciągu. W korpusie 56 pojemnika znajduje się zawór progowy 60, w postaci membrany skonstruowanej w taki sposób, aby pękła albo rozdarła się przy określonym podciśnieniu progowym.

Pojemnik 54 wkłada się do urządzenia aerozolującego 28 w taki sposób, że zawór progowy 60 jest współosiowy z otworem 36. Również komora 58 spoczywa w obrębie otworu 50. Po włożeniu pojemnika 54 na uchwyt 44, uchwyt 44 przemieszcza się do położenia zamkniętego albo roboczego, jak przedstawiono na fig. 9. W położeniu zamkniętym zawór progowy 60 jest współosiowy z otworem 34. Następnie występy 52 przebijają korpus 56 nad komorą 58 i oddzierają wieczko, aby utworzyć parę otworów, dających dostęp do proszku znajdującego się wewnątrz komory 58. Z chwilą, gdy uchwyt 44

PL 205 905 B1 znajdzie się w położeniu zamkniętym, użytkownik może umieścić swe usta na ustniku 32 i podjąć próbę inhalacji. Przepływ gazów oddechowych przez urządzenie aerozolujące 28 jest niemożliwy dopóki użytkownik nie wytworzy dostatecznego podciśnienia do otwarcia zaworu progowego 60. W tym momencie gazy oddechowe mogą nagle zacząć płynąć przez otwór 34, przez otwór 36, przez komorę 58, przez otwór 38 i poza ustnik 32, jak zaznaczono strzałkami.

Nawiązując obecnie do fig. 10 i 11, opisany będzie przykład rozwiązania, które można zastosować do regulacji przepływu gazów oddechowych przez urządzenie aerozolujące, takie jak urządzenie aerozolujące 28. Na fig. 10 przedstawiono pojemnik 62 mający komorę 64, która jest zwykle napełniona preparatem farmaceutycznym (niepokazanym). Na fig. 10 rurka penetrująca 66 przebiła już wieczko nad komorą 64 i skrajny koniec 68 rurki penetrującej 66 znajduje się wewnątrz komory 64. Na fig. 10, skrajny koniec 68 rurki penetrującej 66 jest usytuowany w pobliżu dna komory 64. W ten sposób kanał powietrzny pomiędzy skrajnym końcem 68 i dnem komory 64 zmniejsza swą wielkość, aby ograniczyć przepływ gazów oddechowych wpływających do komory 64 i wypływających z rurki penetrującej 66. Jak przedstawiono na fig. 11, skrajny koniec 68 przemieszcza się pionowo do góry tak, że zwiększa on swą odległość od dna komory 64. W ten sposób można zwiększyć przepływ gazów oddechowych.

Można zastosować różnorodne techniki do regulacji odległości pomiędzy skrajnym końcem 68 i dnem komory 64. Przykładowo, jedną z technik jest wykorzystanie siły ssącej wytwarzane przez wdech pacjenta. Ściślej mówiąc, gdy pacjent zaczyna wdychać, źródło podciśnienia wytworzone w rurce penetrującej 66 wskutek wdechu będzie dążyć do przemieszczenia dolnego końca komory 64 w kierunku skrajnego końca 68. Można wówczas zastosować różnorodne mechanizmy do kontrolowania odległości pomiędzy skrajnym końcem 68 i dolnym końcem komory 64. Przykładowo, można wprowadzić różnorodne mechanizmy obciążające do kontrolowania względnego ruchu pomiędzy pojemnikiem 62 i rurką penetrującą 66. Mechanizmy automatyczne, takie jak cewki elektromagnetyczne, tłoki itp. także mogą być stosowane. Oprócz tego można zastosować różne inne techniki ręczne, włączając wykorzystanie rąk albo palców użytkownika.

Jedną z właściwości rurki penetrującej 66 jest to, że tworzy ona zbieżną dyszę, co stanowi zmianę cech geometrycznych kanału powietrznego na jego długości, która służy jako mechanizm rozdrabniający proszku znajdującego się wewnątrz komory 64. Ściślej mówiąc, gdy pacjent wdycha, aby wydobyć proszek z komory 64, zbieżna droga przepływu utworzona przez rurkę penetrującą 66 dąży do rozdrobnienia proszku, aby ułatwić jego aerozolowanie i osadzenie wewnątrz płuc.

Nawiązując obecnie do fig. 12, opisana będzie postać urządzenia aerozolującego 70, w celu zilustrowania jednej techniki regulacji przepływu gazów oddechowych przez urządzenie. Dla ułatwienia rysunku przedstawiono tylko część urządzenia aerozolującego 70, przy czym należy wziąć pod uwagę też takie rozwiązania, w których można wykorzystać inne części składowe do uzupełnienia urządzenia. Urządzenie aerozolujące 70 ma obudowę 72 i uchwyt 74 pojemnika. Uchwyt 74 pojemnika może być skonstruowany w taki sposób, aby mógł się poruszać względem obudowy 72 w celu wygodnego wkładania i wyjmowania pojemnika 76. Pojemnik 76 ma komorę 78 i zawór progowy 80, który może być zbudowany podobnie do innych postaci, opisanych w niniejszym opisie. Uchwyt 74 pojemnika ma otwór 82, który jest współosiowy z zaworem progowym 80 dla umożliwienia przepływu gazów oddechowych przez zawór progowy 80 z chwilą jego otwarcia. Z obudową 72 jest połączona rurka penetrująca 84, która wnika do pojemnika 76 w celu zapewnienia dostępu do komory 78 w sposób podobny do opisanego w odniesieniu do poprzednich postaci. W ten sposób, gdy pacjent wdycha z urządzenia aerozolującego 70, zawór progowy 80 otwiera się, gdy pokonane zostaje podciśnienie progowe. Gazy oddechowe płyną wówczas przez komorę 78 na zewnątrz przez rurkę penetrującą 84 jak zaznaczono strzałkami.

Urządzenie aerozolujące 70 zawiera ponadto sprężynę 86, umieszczoną pomiędzy obudową 72 i uchwytem 74 pojemnika. Gdy tylko zawór progowy 80 otworzy się, podciśnienie wewnątrz rurki penetrującej 84 powoduje, że dolny koniec komory 78 jest przyciągany w kierunku rurki penetrującej 84. Można dobrać stałą sprężyny 86 pod kątem kontrolowania odległości pomiędzy dolnym końcem komory 78 i rurką penetrującą 84 w celu regulowania przepływu gazu przez urządzenie. W pewnych przypadkach może być pożądane dobranie stałej sprężyny 86 na podstawie średniego natężenia przepływu wdechu pacjenta. W ten sposób urządzenie aerozolujące 70 można przystosować do konkretnego pacjenta. Urządzenie aerozolujące 70 zawiera ponadto kołek 88, utrzymujący pewną odległość pomiędzy dnem komory 78 i rurką penetrującą 84. A zatem komora 78 nie zostanie całkowicie przyciągnięta do rurki penetrującej 84.

PL 205 905 B1

Nawiązując obecnie do fig. 13, opisane będzie urządzenie aerozolujące 90. Urządzenie aerozolujące 90 może być zbudowane z elementów podobnych do opisanych wcześniej w związku z urządzeniem aerozolującym 70. W związku z tym, dla ułatwienia dyskusji, podobne elementy wykorzystane w urządzeniu aerozolującym 90 oznaczone będą takimi samymi odnośnikami liczbowymi jak w opisie urządzenia aerozolującego 70 i nie będą dalej opisywane. Urządzenie aerozolujące 90 różni się od urządzenia aerozolującego 70 tym, ze wykorzystuje elektroniczny sterownik 92 do regulacji odległości pomiędzy rurką penetrującą 84 i dolnym końcem komory 78. Sterownik 92 jest sprzężony elektronicznie z solenoidem 94, który może wysuwać się lub składać, regulując odległość pomiędzy rurką penetrującą 84 i komorą 78. Ewentualnie, przepływomierz 96 może być umieszczony w dowolnym punkcie kanału powietrznego urządzenia aerozolującego 90 w celu detekcji natężenia przepływu przez urządzenie. Gdy sterownik 92 otrzyma sygnał z przepływomierza 96, może on wysłać sygnał do solenoidu 94 w celu ustawienia odległości, aby tym samym regulować natężenie przepływu. Zaletą zastosowania sterownika 92 jest to, że może on także zawierać układ czasowy tak, że solenoid 94 może być całkowicie wysunięty po upływie pewnego czasu. W ten sposób, gdy tylko aerozolowany lek dotrze do płuc pacjenta, solenoid 94 może całkowicie się wysunąć tak, aby umożliwić użytkownikowi komfortowe wdychanie bez zasadniczego oporu tak, aby napełnił on swe płuca gazami oddechowymi.

Nawiązując obecnie do fig. 14, opisana będzie inna postać dyszy 98, którą można umieścić za pojemnikiem. Dyszę 98 stanowi rurkowata konstrukcja 100, mająca wygięty odcinek 102 i zwężony odcinek 104. Gdy preparat farmaceutyczny wydobywa się z pojemnika, przechodzi on przez rurkowatą konstrukcję tak jak zaznaczono strzałkami. Zmiana kierunku wywołana zgiętym odcinkiem 102 powoduje, że zbrylony proszek zderza się ze ściankami konstrukcji 100, co dopomaga w jego rozdrabnianiu, a zatem takie ukształtowanie pełni rolę mechanizmu rozdrabniającego. Osiągając zwężony odcinek 104, proszek ulega dalszemu mieszaniu i przepływ zwiększa się, aby jeszcze bardziej rozdrobnić proszek. Choć pokazano jeden wygięty odcinek, po którym następuje odcinek zwężony należy wziąć pod uwagę też takie rozwiązania, w których można wprowadzić różnorodne inne konstrukcje rurkowe z różnorodnymi układami zmian kierunku i/lub zwężeniami, w celu ułatwienia rozdrabniania proszku.

Nawiązując obecnie do fig. 15-26, opisane będą różnorodne postacie urządzeń aerozolujących. Mimo iż tego nie pokazano, urządzenia aerozolujące przedstawione na fig. 15-26 będą typowo zawierać rurkę penetrującą z jedną lub wieloma konstrukcjami penetrującymi służącymi do przebicia wieczka pojemnika, podobnego do opisanych wcześniej postaci. Urządzenia te mogą także zawierać zawory progowe i regulatory do regulowania przepływu gazów oddechowych do płuc pacjenta w sposób podobny do opisanego względem poprzednich postaci. Podkreśla się także to, że elementy składowe różnych urządzeń mogą być współdzielone, zastępowane i/lub wymieniane pomiędzy nimi.

Nawiązując najpierw do fig. 15, opisana będzie jedna postać urządzenia aerozolującego 106. Urządzenie aerozolujące 106 ma obudowę 108 mającą pokrywę 110. Pokrywa 110 może się przemieszczać do położenia otwartego w celu przyjęcia listka 112 pojemników 114. Pokrywa 110 zawiera różnorodne przyciski 116, które można naciskać w celu przebicia odpowiedniego pojemnika 114 przed inhalacją. Dogodnie, pokrywa 110 ma okienko 118 w celu wskazania, że listek 112 został włożony i może ono także ukazywać datę i typ leku, wydrukowane na listku 112. Obudowa 108 mieści ponadto ustnik 120 i przesuwną pokrywę 122, którą można nasunąć na ustnik 120, gdy urządzenie nie jest używane.

Gdy pacjent jest gotów do zabiegu, pacjent odsuwa pokrywę 122, aby odsłonić ustnik 120. Następnie przyciska się jeden z przycisków 116 i użytkownik wdycha, podczas gdy jego usta obejmują ustnik 120. Po naciśnięciu wszystkich przycisków 116, listek 112 można zastąpić nowym listkiem pojemników

Fig. 16. przedstawia urządzenie aerozolujące 124, które ma obudowę 126 (patrz także fig. 16A) oraz szufladkę 128, która wsuwa się do obudowy 126 jak to wskazuje strzałka. Szufladka 128 jest skonstruowana tak, aby mogła pomieścić pojemnik 130. Jak przedstawiono na fig. 16A, gdy szufladka 128 jest zamknięta, pojemnik 130 znajduje się wewnątrz obudowy 126. Dogodnie, komorę pojemnika 130 można skonstruować w taki sposób, aby uległa przebiciu po zamknięciu szufladki. Można przewidzieć różnorodne przyciski 132, aby umożliwić wyjęcie szufladki 128 po użyciu. Obudowa 126 mieści ponadto ustnik 134 i okienko wskazujące, że pojemnik został włożony i ukazujące równocześnie datę i typ leku. Ewentualnie można zainstalować licznik 138, wskazujący ile razy użyto urządzenia.

Fig. 17 przedstawia urządzenie aerozolujące 140 mające obudowę 142 z ustnikiem 144 i pokrywą 146. Pokrywa 146 może się poruszać pomiędzy położeniem otwartym i położeniem zamknię14

PL 205 905 B1 tym, jak to zaznaczono linią przerywaną. Gdy pokrywa 146 jest otwarta, pojemnik 148 można umieścić w obudowie 142. Gdy obudowa 142 jest zamknięta, pojemnik 148 zostaje przebity i urządzenie aerozolujące 140 jest gotowe do działania. Dogodnie, pokrywa 146 może mieć podwyższone okienko 150 mieszczące kulkę 152. Przestrzeń za okienkiem 150 może łączyć się z drogą przepływu powietrza, powodując tym samym ruch kulki w tej przestrzeni w zależności od natężenia przepływu gazów oddechowych przez urządzenie aerozolujące 140. Dogodnie, można użyć znaków plus i minus, aby zapewnić pacjentowi wizualne sprzężenie zwrotne dotyczące natężenia przepływu przez urządzenie. W ten sposób pacjent może dopasować szybkość inhalacji na podstawie wizualnego sprzężenia zwrotnego. Ewentualnie urządzenie aerozolujące 140 może zawierać magazynek 154 do przechowywania dodatkowych pojemników 148.

Fig. 18 przedstawia urządzenie 156 mające obudowę 158, mającą ustnik 160 i pokrywę 162. Zawiasa 164 służy do obrotowego połączenia pokrywy 162 z obudową 158. Pokrywa 162 może się poruszać pomiędzy położeniem otwartym i położeniem zamkniętym. W położeniu otwartym, pojemnik 166 można umieścić w obudowie 158. Następnie pokrywę 162 zamyka się, przy czym pojemnik 166 jest widoczny przez okienko 168. Pokrywa 162 ma przycisk 170, który naciska się, aby przebić pojemnik 166 przed użyciem.

Fig. 19 przedstawia urządzenie aerozolujące 172 mające obudowę 174 i drzwiczki 176, które są połączone z obudową 174 zawiasą 178. Do urządzenia aerozolującego 172 wkłada się tarczkę 180 mającą wiele pojemników 182 jak przedstawiono na fig. 19A. Dogodnie, każdy z pojemników może być numerowany tak jak przedstawiono na Fig. 19A. Drzwiczki 176 mają tarczę 184, którą można obracać, aby obrócić tarczkę 180 wewnątrz urządzenia aerozolującego 172. Drzwiczki 176 mają także okienko 186 umożliwiające widzenie pojemnika, który został przebity w wyniku obrotu tarczy 184. Gdy użytkownik jest gotów do zabiegu, wówczas obejmuje on ustami końcówkę 187 urządzenia aerozolującego 172 i zaczyna wdychać. Wdech pacjenta otwiera wieczko 188, aby umożliwić wniknięcie aerozolowanego preparatu do płuc pacjenta. Aby dokonać innego zabiegu, użytkownik po prostu obraca tarczę 184 do następnego pojemnika, który zostaje przebity, w wyniku czego urządzenie aerozolujące 172 jest gotowe do użycia.

Nawiązując obecnie do fig. 20 i 20A, opisane będzie alternatywne urządzenie aerozolujące 190. Urządzenie aerozolujące 190 ma obudowę 192 i pokrywę 194, która jest połączona z obudową 192 zawiasą 196. Urządzenie aerozolujące 190 ma ponadto ustnik 198, przez który pacjent wdycha. Jak przedstawiono na fig. 20A, urządzenie aerozolujące 190 jest w położeniu otwartym, w którym pojemnik 200 umieszcza się w położeniu załadowanym. Można wówczas zamknąć pokrywę 194 do położenia przedstawionego na fig. 20. Pokrywa 194 mieści przycisk 202, który naciska się, aby przebić pojemnik 200 tak, aby można było wydobyć preparat farmaceutyczny. Pokrywa 194 mieści także nastawnik czasowy 204, który użytkownik nastawia ręcznie, pociągając nastawnik czasowy 204 w kierunku przycisku 202 przed przystąpieniem do zabiegu. Użytkownik zaczyna wówczas wdychać z ustnika 198 w celu aerozolowania preparatu farmaceutycznego. Korzystnie, użytkownik wdycha dopóki nie upłynie czas nastawiony na nastawniku czasowym 204. Jak przedstawiono na fig. 20A, pokrywa 194 może mieć wiele gniazd do przechowywania dodatkowych pojemników 200.

Fig. 21 przedstawia urządzenie aerozolujące 206, mające obudowę 208, mającą szczelinę 210 do przyjęcia pojemnika 212. Urządzenie aerozolujące 206 ma ponadto urządzenie napinające 214, które napina się w celu przebicia pojemnika 212. Urządzenie aerozolujące 206 zawiera ponadto klapkę 216 i wysuwany ustnik 218 (zaznaczony linią przerywaną). Gdy napina się urządzenie napinające 214 w celu przebicia pojemnika 212, klapka 216 otwiera się także, a ustnik 218 wysuwa się.

Nawiązując obecnie do fig. 22, opisane będzie inne urządzenie aerozolujące 220. Urządzenie aerozolujące 220 ma obudowę 222 i magazynek 224, który można połączyć z obudową 222. Jak to lepiej widać na fig. 22A, magazynek 224 ma przestrzeń magazynową 226 i przestrzeń 228 na odpady. Przestrzeń magazynowa 226 zawiera wiele pojemników 230, które można wkładać do obudowy 222 w sposób opisany w dalszym ciągu. Zużyty pojemnik zostaje wyrzucony do przestrzeni 228 na odpady. Dogodnie, przestrzeń magazynowa 226 może być zamknięta zdejmowanym zamknięciem 232. Zastosowanie magazynka 224 jest korzystne przez to, że wymienne magazynki, zawierające świeży zapas pojemników, można łatwo podłączyć do obudowy 222, w wyniku czego urządzenie aerozolujące 220 jest urządzeniem wielokrotnego użytku.

Jak to lepiej wdać na fig. 22, obudowa urządzenia aerozolującego 220 mieści ponadto obrotową tarczę 234, którą obraca się w celu wysunięcia jednego z pojemników 230 z przestrzeni magazynowej 226 do obudowy 222. Po umieszczeniu w obudowie 222 pojemnik 230 zostaje przebity. Obudowa 222 mieści

PL 205 905 B1 ponadto licznik 236 wskazujący liczbę jeszcze nie przebitych pojemników. Podwieszona osłona 238 ustnika jest połączona z obudową 222 i zdejmowana przed inhalacją.

Tak więc, aby użyć urządzenia aerozolującego 220, użytkownik po prostu obraca tarczę 234 aby podać i przebić następny pojemnik. Osłonę 238 zdejmuje się i pacjent wdycha, aby aerozolować preparat farmaceutyczny i osadzić preparat w płucach pacjenta. Gdy pacjent jest gotowy do następnego dawkowania, tarczę 234 obraca się ponownie, co powoduje wyrzucenie zużytego pojemnika do przestrzeni 228 na odpady i podanie następnego pojemnika. Po zużyciu wszystkich pojemników magazynek 224 wyjmuje się, zakładając na jego miejsce nowy.

Fig. 23 przedstawia urządzenie aerozolujące 240 mające obudowę 242 i pokrywę 244, połączoną obrotowo z obudową 242. Urządzenie jest wyposażone także w zdejmowaną pokrywę 246 ustnika (patrz także fig. 23A). Pokrywę 246 zdejmuje pacjent przed inhalacją. Urządzenie aerozolujące 240 jest skonstruowane w sposób umożliwiający pomieszczenie paska 248 pojemników 250 (jak przedstawiono na fig. 24). Gdy pasek 248 znajdzie się wewnątrz obudowy 242, można przesunąć suwak 252, aby wskazać żądany pojemnik, przeznaczony do przebicia. Można wówczas nacisnąć suwak 252, aby przebić wybrany pojemnik. Ewentualnie, suwak 252 może być połączony z rurką wewnątrz urządzenia aerozolującego 240 tak, że rurka przemieszcza się do właściwego pojemnika razem z suwakiem 252. Urządzenie aerozolujące 240 może także zawierać gwizdek 254, który wytwarza słyszalny sygnał, gdy użytkownik wdycha z szybkością przewyższającą maksymalne natężenie przepływu inhalacji. Użytkownik może po prostu wdychać wolniej, dopóki gwizdek 254 nie przestanie wydawać świszczącego dźwięku.

Fig. 25 przedstawia urządzenie aerozolujące 256 mające obudowę 258 i pokrywę 260 ustnika, która jest przyczepiona do obudowy 258. Pokrywę 260 zdejmuje się przed użyciem. Obudowa 258 ma ponadto szczelinę 262, która biegnie przez obudowę 258. W ten sposób przez szczelinę 262 można wprowadzić ciągły pasek 264 pojemników 266. Alternatywnie, pasek 264 można podzielić na segmenty tak, że do szczeliny 262 można wprowadzić pojedynczy pojemnik. Obudowa 258 mieści przycisk 268, który można nacisnąć, aby przebić załadowany pojemnik.

Gdy pacjent zaczyna wdychać, natężenie przepływu wdechu jest monitorowane przez miernik gazowy 270. W ten sposób użytkownik jest wyposażony w wizualne sprzężenie zwrotne, dopomagające mu wdychanie z zachowaniem właściwego natężenia przepływu. Ewentualnie obudowa 258 może mieć klips 272 tak, aby można było nosić urządzenie aerozolujące 256 w kieszeni podobnie jak wieczne pióro.

Fig. 26 przedstawia urządzenie aerozolujące 274 mające obudowę 276 z ustnikiem 278 i obrotowym korpusem 280, który może się obracać względem obudowy 276. Urządzenie aerozolujące 274 jest skonstruowane w sposób umożliwiający wprowadzenie pakietu 282 pojemników do tylnego końca urządzenia aerozolującego 274. Pakiet 282 pojemników zawiera wiele pojemników 284, które mogą być przebite, gdy są gotowe do użycia. Mimo, iż pakiet 282 pojemników przedstawiono jako mający kształt walcowy należy docenić, że można zastosować inne kształty geometryczne, włączając rurki o przekroju kwadratowym.

Po wprowadzeniu pakietu 282 pojemników do urządzenia aerozolującego 274, obrotowy korpus 280 obraca się w celu przemieszczenia jednego z pojemników do położenia roboczego, w którym pojemnik zostaje przebity. Dogodnie, obudowa 276 mieści licznik 286, wskazujący liczbę pozostałych pojemników. Jeżeli pacjent wdycha ze zbyt dużym natężeniem przepływu konstrukcja obudowy 276 powoduje, że zaczyna ona wibrować, zapewniając użytkownikowi sprzężenie zwrotne, umożliwiające mu regulowanie szybkości inhalacji.

Można zastosować różnorodne zawory progowe, aby uniemożliwić przepływ gazów do płuc pacjenta dopóki pacjent nie wytworzy dostatecznego podciśnienia, wymaganego do wydobycia proszku z pojemnika. Zawory takie mogą być skonstruowane w sposób uniemożliwiający jakikolwiek przepływ gazów dopóki podciśnienie wytworzone przez pacjenta nie osiągnie albo nie przewyższy ciśnienia progowego uruchamiającego zawór. Po otwarciu zaworu stwarza on minimalne opory przepływu. Zawór może być skonstruowany tak, aby powracał do swego położenia początkowego po ustaniu przepływu.

Na fig. 27 przedstawiono schematycznie układ zaworowy 300, mający zawór progowy 302, który może być skonstruowany w taki sposób, aby otwierał się nagle pod ciśnieniem od około 1961 Pa do około 5884 Pa, a bardziej korzystnie co najmniej około 4904 Pa, aby umożliwić przepływ gazu przez urządzenie aerozolujące w kierunku wskazanym strzałkami. W ten sposób można uzyskać względnie duże natężenie przepływu przez krótki czas na początku inhalacji tak, aby umożliwić dyspergowanie proszku z pojemnika.

PL 205 905 B1

Ewentualnie ten układ zaworowy 300 może zawierać zawór zwrotny 304, tak aby uniemożliwić użytkownikowi dmuchanie przez urządzenie. Taki zawór zwrotny może być wbudowany w dowolnym miejscu w urządzenie aerozolujące, a dla wygody może być zespolony z zaworem progowym. Układ zaworowy 300 może być skonstruowany w sposób zapewniający małe opory przepływu po otwarciu zaworu progowego 302. W niektórych przypadkach układ zaworowy 300 może być skonstruowany z funkcją powrotu (tzw. „reset) umożliwiającą powrót zaworu progowego 302 do położenia początkowego, jeżeli zachodzi taka potrzeba. W niektórych przypadkach układ zaworowy 300 może być wyposażony w mechanizm regulacyjny tak, aby umożliwić regulację ciśnienia progowego uruchamiającego zawór, redukcję poziomu podciśnienia powrotnego i/lub zwiększanie oporu przepływu wstecznego.

Jeden z typów zaworów możliwych do zastosowania jest zawór z gumy silikonowej, który jest tak zbudowany, aby umożliwić rozpoczęcie przepływu przy żądanym ciśnieniu progowym i uniemożliwić przepływ wsteczny. Zawór taki powraca także samoczynnie do położenia wyjściowego, nie wymagając żadnego oporu mechanicznego.

Przykłady takich zaworów opisano np. w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4991745, 5033655, 5213236, 5339995, 5377877, 5409144 i 5439143, których pełne ujawnienia włączono do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

Przykłady różnorodnych zaworów progowych, które można wbudować do urządzenia aerozolującego, przedstawiono na fig. 28-40. Na fig. 28 przedstawiono zawór 306 typu „przeciąganego, który ma obudowę 308 z wlotem 310 i wylotem 312. Membrana 314, taka jak membrana z elastomeru, umieszczona jest w poprzek wnętrza obudowy 308 i ma centralny otwór 316. Kulka 318 zamknięta jest wewnątrz obudowy 308 i może być przeciągnięta przez otwór 316, gdy użytkownik wytworzy dostateczne podciśnienie, jak to zaznaczono linią przerywaną. Gdy kulka 318 przejdzie przez membranę 314, przepływ gazu przez obudowę 308 staje się możliwy, przy czym gaz płynie kanałami 320. Dogodnie można zastosować trzpień powrotny 322 do przepchnięcia kulki 318 z powrotem na drugą stronę membrany 314 w celu przestawienia zaworu do położenia wyjściowego i przygotowania do ponownego użycia.

Fig. 29 przedstawia zawór przeciągany 324 typu parasolowego. Zawór przeciągany 324 ma obudowę 326 mającą wspornik 328 do podtrzymywania elementu parasolowego 330. Obudowa 326 ma także występy 332, które uniemożliwiają ruch osiowy elementu parasolowego 330 dopóki użytkownik nie wytworzy dostatecznego podciśnienia. W tym momencie element parasolowy 330 ugina się aby przejść poza występy 332 jak zaznaczono linią przerywaną. Gazy mogą wówczas płynąć przez otwory 334 we wsporniku 328. Trzpień powrotny 336 może być użyty do przepchnięcia elementu parasolowego 330 z powrotem poza występy 332 przed kolejnym użyciem.

Fig. 30 przedstawia zawór progowy 338 mający rurkowatą obudowę 340 w poprzek, której umieszczony jest obrotowo element zaworowy 342. Element dociskowy 344 dociska element zaworowy 342 do występu 346. W ten sposób gazy mogą płynąć przez obudowę 340 a chwilą wytworzenia podciśnienia wystarczającego do pokonania siły docisku i umożliwienia tym samym otwarcia elementu zaworowego 342 jak to zaznaczono linią przerywaną.

Fig. 31A przedstawia zawór klapowy 348, który można zastosować w obudowie rurowej. Zawór klapowy 348 stanowią dwa elementy zaworowe 350, które są obrotowo połączone z wałkiem 352. Sprężyna (niepokazana) ustawia elementy zaworowe 350 w położeniu przedstawionym na fig. 31A. Gdy wytworzy się dostateczne podciśnienie, siła sprężyny zostaje pokonana i elementy zaworowe 350 przemieszczają się do położenia otwartego przedstawionego na fig. 31B tak aby umożliwić przepływ gazów.

Fig. 32 przedstawia zawór 354 typu trzpieniowego, który składa się z rurkowatej obudowy 356 mieszczącej trzpień 358, który jest utrzymywany pomiędzy występami 360 i 361. Przelotowe kanały 362 są ułożone w taki sposób, że gazy mogą płynąć przez kanały 362 i wokół trzpienia 358, gdy podciśnienie wytworzone przez użytkownika przemieści trzpień do występów 361. Siłę tarcia pomiędzy trzpieniem 358 i obudową 356 można zmieniać w zależności od żądanej siły progowej koniecznej do otwarcia zaworu.

Fig. 33 przedstawia inny typ zaworu trzpieniowego 364, mający rurkowatą obudowę 366 mającą ogranicznik 368. Trzpień 370 jest umieszczony wewnątrz obudowy 366 w taki sposób, aby przylegał do ogranicznika 368, uniemożliwiając tym samym przepływ gazów przez obudowę 366. Gdy pacjent wytworzy dostateczne podciśnienie, trzpień 370 przesuwa się wewnątrz obudowy 366 oddalając się od ogranicznika 368. W ten sposób gazy mogą płynąć przez obudowę 366.

Fig. 34A przedstawia zawór progowy 372, który ma rurkowatą obudowę 374 mającą wspornik 376, który podtrzymuje odwracalny element parasolowy 378 mający kulkę 380. Kulka 380 służy do zamocowania elementu parasolowego 378 do wspornika 376, gdy użytkownik wytwarza podciśnienie. Jak przedstawiono na fig. 34B, element parasolowy 378 jest skonstruowany w taki sposób, aby odwracał

PL 205 905 B1 się, gdy użytkownik wytworzy dostateczne podciśnienie. Gdy element jest w położeniu odwróconym, gazy płyną przez otwory 382 we wsporniku 376 jak pokazano na rysunku. Element parasolowy 378 można doprowadzić do położenia przedstawionego na fig. 34A przed kolejnym użyciem.

Zawór progowy może być zaworem przełączającym się pomiędzy położeniami otwartym i zamkniętym w zależności od określonej siły pola magnetycznego. Przykładowo, fig. 35 przedstawia zawór progowy 384 składający się z obudowy 386, która mieści stalową kulkę 388. Wewnątrz obudowy 386 umieszczony jest także magnes 390 i uszczelka 392 z elastomeru, mająca centralny otwór 394, który ma mniejszą średnicę niż kulka 388. W ten sposób magnes 390 utrzymuje kulkę 388 w otworze 394, aby uniemożliwić przepływ gazów przez obudowę 386. Gdy użytkownik wytworzy dostateczne podciśnienie, kulka 388 przemieszcza się do ogranicznika 396 jak to zaznaczono linią przerywaną. Gazy mogą wówczas swobodnie płynąć przez otwór 394 i wokół kulki 388. Pole magnetyczne ma siłę dobraną w taki sposób, aby kulka powracała do położenia, a którym zamyka przepływ powietrza, gdy użytkownik przerwie inhalację.

Fig. 36A przedstawia zawór progowy 398 mający rurkowatą obudowę 400 mającą przewężenie 402 z centralnym otworem 404. Element dwustabilny 406 w postaci czaszy jest połączony ze wspornikiem 407 i jest umieszczony w poprzek wnętrza obudowy 400 tak, aby zasłaniać otwór 404, gdy jest w położeniu przedstawionym na fig. 36A. Gdy użytkownik wytworzy dostateczne podciśnienie, element dwustabilny 406 realizuje funkcję dwustabilną, przemieszczając się do położenia przedstawionego na fig. 36B. W ten sposób gazy mogą płynąć przez otwór 404 i następnie przez otwory 408 we wsporniku 407 jak zaznaczono strzałkami.

Fig. 37A przedstawia zawór progowy 410, który składa się z rurkowatej obudowy 412 mającej elastyczny pęcherz 414, który jest przymocowany do obudowy 412. Gdy ciśnienie jest poniżej ciśnienia progowego, pęcherz 414 zachowuje kształt przedstawiony na fig. 37A. W ten sposób kulka 416 nie może przejść przez pęcherz 414, uniemożliwiając tym samym przepływ gazów przez obudowę 412. Kanały 418 łączą się z wnętrzem pęcherza 414 tak, że gdy pacjent wytwarza podciśnienie, które jest większe co do wartości niż ciśnienie progowe, pęcherz 414 przemieszcza się do położenia przedstawionego na fig. 37B aby umożliwić przepływ gazów przez obudowę 412.

Fig. 38 przedstawia zawór progowy 420 składający się z rurkowatej obudowy 422 mającej kruchą przeponę 424. Przepona 424 jest skonstruowana w taki sposób, aby pękła po przyłożeniu podciśnienia progowego przez użytkownika, jak to zaznaczono linią przerywaną.

Fig. 39 przedstawia zawór progowy 426 mający rurkowatą obudowę 428 i element zaworowy 430, połączony obrotowo z obudową 428. Element zaworowy 430 uniemożliwia przepływ gazów przez obudowę 428, gdy jest w położeniu zamkniętym, przedstawionym na fig. 39. Ogranicznik 432 uniemożliwia otwarcie elementu zaworowego 430 dopóki użytkownik nie wytworzy podciśnienia progowego. Ogranicznik 432 jest połączony z membraną 434, która znajduje się w komorze 436. Komora 436 łączy się z wnętrzem obudowy 428 kanałem 438. W ten sposób, gdy wytworzy się dostateczne podciśnienie, ogranicznik 432 unosi się aby umożliwić otwarcie elementu zaworowego 430. Dogodnie, można wprowadzić odpowietrznik 440, aby umożliwić przepływ powietrza do komory 436, gdy membrana 434 porusza się do góry. Można także zamontować sprężynę 442, aby przemieszczać element zaworowy 430 do położenia otwartego, gdy ogranicznik 432 jest uniesiony.

Fig. 40 przedstawia zawór progowy 444 typu przeciąganego, który składa się z obudowy 446 i elementu zaworowego 448, który znajduje się wewnątrz obudowy 446. Ogranicznik 450 utrzymuje element zaworowy 448 na miejscu dopóki pacjent nie wytworzy podciśnienia progowego. W tym momencie element zaworowy 448 zapada się jak to zaznaczono linią przerywaną, aby umożliwić przejście elementu zaworowego 448 poza ogranicznik 450.

Można zastosować różnorodne regulatory przepływu do ograniczania przepływu gazów przez urządzenie aerozolujące i do płuc pacjenta, po wydobyciu proszku z pojemnika i jego aerozolowaniu. Takie regulatory przepływu wprowadza się, aby ograniczyć natężenie przepływu przez urządzenie przez określony czas tak, aby zapewnić, że natężenie przepływu jest na tyle małe aby umożliwić przepływ aerozolu przez drogi oddechowe i poza martwą objętość anatomiczną.

Fig. 41 przedstawia schematycznie jedną postać regulatora 460 przepływu. Regulator 460 może być zbudowany w taki sposób, aby ograniczać przepływ gazów do wartości poniżej około 15 dm³/min, a korzystniej poniżej około 10 dm³/min. Regulator 460 może być zbudowany w taki sposób, że opór hydrauliczny jest mały przy małym podciśnieniu, a wzrasta wraz z podciśnieniem wytwarzanym przez użytkownika. Dogodnie, regulator 460 może być umieszczony na drodze przepływu, która jest równoległa do pojemnika zawierającego proszek. W takim przypadku, regulator przepływu może stwarzać systemo18

PL 205 905 B1 wy opór hydrauliczny przepływowi R, który zmienia się od około 0,1 (Pa)^1/2 normalnych litrów na minutę (SLM) aż do oporu drogi przepływu przez pojemnik. Alternatywnie, regulator przepływu może być umieszczony szeregowo z pojemnikiem. W takim przypadku, opór systemowy R może zmieniać się od oporu drogi przepływu przez pojemnik aż do oporu większego niż 1,0 (Pa)^1/2 /SLM.

Na fig. 42-59 przedstawiono różne typy regulatorów przepływu, które można zastosować w urządzeniach aerozolujących do regulacji przepływu gazów po otwarciu pojemnika. Przykładowo fig. 42A przedstawia regulator 462 przepływu mający obudowę 464 w kształcie kątownika, mającą kanał przepływowy 466. Tłoczek 468 mający uszczelnienia 470 na części prowadzącej może się przesuwać wewnątrz obudowy 464. Sprężyna powrotna 472 dociska tłoczek 468 utrzymując go w położeniu przedstawionym na fig. 42A. Gdy natężenie przepływu przez obudowę 464 wzrasta, tłoczek 468 porusza się wewnątrz obudowy 464, aby ścisnąć sprężynę powrotną 472 i zamknąć kanał przepływowy 466. W ten sposób natężenie przepływu jest ograniczone do pewnej wartości natężenia. Jeżeli natężenie przepływu jest zbyt duże, kanał przepływowy 466 zamyka się, gdy tłoczek 468 zetknie się z ogranicznikami 474 jak przestawiono na fig. 42B. Gdy przepływ ustaje, sprężyna powrotna 472 przemieszcza tłoczek 468 do położenia początkowego.

Fig. 43 przedstawia regulator 476 przepływu, który także zawiera zawór progowy, podobny pod względem konstrukcji do opisanych wcześniej w odniesieniu do fig. 28. Regulator 476 ma obudowę 478 mającą zbieżny kanał przepływowy 480 i membranę 482, która służy jako zawór progowy w sposób podobny do opisanego wcześniej. Na fig. 43, kulka 484 przeszła przez membranę 482 i jest dociskana do sprężyny 486 przez podciśnienie wytwarzane przez użytkownika. Gdy podciśnienie wzrasta, sprężyna 486 jest ściskana, gdy kulka 484 przemieszcza się dalej w głąb kanału przepływowego 480, jak zaznaczono linią przerywaną. W rezultacie droga przepływu zwęża się, ograniczając tym samym przepływ gazów. Stałą sprężyny 486 można dobrać tak, aby zapewnić żądaną charakterystykę regulacji przepływu.

Fig. 44A i 44B przedstawiają regulator 488 przepływu mający rurkowatą obudowę 490, wewnątrz której znajduje się mieszek 492. Mieszek 492 może być wykonany z elastomeru, który może ulegać ściskaniu w miarę wzrostu przepływu przez obudowę 490 jak przedstawiono na fig. 44A. Gdy mieszek 492 jest ściskany, droga przepływu 494 przez mieszek zmniejsza się, aby ograniczyć natężenie przepływu.

Fig. 45 przedstawia regulator 496 przepływu mający rurkowatą obudowę 498, wewnątrz której znajduje się element stożkowaty 500 mający otwory 501, w sposób umożliwiający jego przemieszczanie. Element ograniczający 502, mający kanał przepływowy 504, również jest umieszczony wewnątrz obudowy 498. Sprężyna 506 jest umieszczona pomiędzy elementem stożkowym 500 i elementem ograniczającym 502. Gdy natężenie przepływu przez otwory i kanał przepływowy 504 wzrasta, sprężyna 506 jest ściskana i element stożkowy 500 przemieszcza się dalej w głąb kanału przepływowego 504, ograniczając tym samym przepływ gazów przez obudowę 498.

Fig. 46 przedstawia regulator 508 przepływu, który ma rurkowatą obudowę 510 mającą zamknięty koniec 512 i kanał przepływowy 514, który umożliwia przepływ gazów do wnętrza obudowy 510 z innej obudowy 516 mającej kanał przepływowy 518. Sprężyna ciągnie obudowę 510 w lewo, jak przedstawiono na fig. 46. Gdy natężenie przepływu wzrasta, sprężyna rozciąga się i przemieszcza obudowę 510 w prawo na fig. 46. W ten sposób kanały przepływowe 514 są zwężane przez obudowę 516 aby ograniczyć przepływ gazów.

Fig. 47 przedstawia regulator 520 przepływu, który ma rurkowatą obudowę 522 mającą komorę 524, która jest napełniona pianką 526 o otwartych komórkach. Materiał w postaci pianki o otwartych komórkach ogranicza i reguluje przepływ gazów przez obudowę 522, poprzez wykorzystanie wytworzonego podciśnienia do ściskania pianki i zwężania porowatych kanałów przepływowych.

Fig. 48 przedstawia regulator 528 przepływu, który ma rurkowatą obudowę 530 mającą wspornik 532 z wieloma otworami 534. Parasolowy element 536 jest podtrzymywany przez wspornik 532 i ogranicza przepływ gazu przez obudowę 530. Dogodnie, parasolowy element 536 może być odwracalny w sposób podobny do opisanego w odniesieniu do fig. 43A i 43B, aby działał także jako zawór progowy.

Fig. 49 przedstawia regulator 538 przepływu, który ma obudowę 540 mającą rurkę wlotową 542 i rurkę wylotową 544. Wewnątrz obudowy 540 znajduje się ciecz 546. Gdy gaz płynie przez obudowę 540, gazy przedostają się w postaci pęcherzyków przez ciecz 546, która reguluje przepływ gazów przez obudowę 540.

Fig. 50 przedstawia regulator 548 przepływu, który ma rurkowatą obudowę 550 mającą przewężony obszar 552. Wewnątrz obudowy 550 jest usytuowany grzybek, który jest wciskany w przewężony

PL 205 905 B1 obszar 552 w miarę jak wrasta siła wywierana przez podciśnienie. Siła konieczna do poruszenia grzybka jest regulowana sprężyną 554. W ten sposób, w miarę wzrostu siły podciśnienia, droga przepływu ulega zwężeniu tak, aby ograniczyć natężenie przepływu przez obudowę 550.

Fig. 51 przedstawia regulator 556 przepływu, który ma rurkowatą obudowę 558 mającą tłoczek 560, który może się przesuwać wewnątrz obudowy 558. Sprężyna 562 popycha tłoczek 560 w prawo jak przedstawiono na fig. 51 tak, że droga przepływu 564 przez tłoczek 560 jest zgrana z drogami przepływu 566 w obudowie 558. Wskutek tego, w położeniu przedstawionym na fig. 51, gazy mogą płynąć przez obudowę 558 przechodząc przez drogi przepływu 564 i drogę przepływu 568 w tłoczku 560. Gdy jednak siła wywierana przez podciśnienie wzrasta, tłoczek 560 porusza się w lewo, aby zwęzić drogi przepływu 566, ograniczając tym samym przepływ gazów przez obudowę 558.

Fig. 52 przedstawia regulator 570 przepływu mający rurkowatą obudowę 572 mającą rozszerzalny stożek 574. Stożek 574 ma otwór 576 i jest skonstruowany w taki sposób, że gaz może płynąć przez otwór 576 jak również wokół stożka 574, gdy natężenie przepływu jest małe tak, jak przedstawiono na fig. 52. Gdy natężenie przepływu wzrasta, stożek 574 rozszerza się tworząc szczelne połączenie z obudową 572 tak, że przepływ gazu możliwy jest tylko przez otwór 576.

Fig. 53A i 53B przedstawiają regulator 580 przepływu, który stanowi zawór tęczówkowy 582. Jeden koniec 584 może być nieruchomy, zaś drugi koniec 586 może obracać się, aby przemieścić zawór tęczówkowy 582 do położenia przedstawionego na fig. 53B. W ten sposób można regulować natężenie przepływu przez zawór tęczówkowy 582.

Fig. 54 przedstawia regulator 588 przepływu, który ma obudowę 590 mieszczącą koło łopatkowe 592, które może się obracać tylko w jednym kierunku, jak zaznaczono strzałkami. Koło łopatkowe 592 jest połączone obrotowo z obudową 590 za pomocą połączenia ciernego, które można regulować, aby regulować ilość gazu przepływającego przez obudowę 590. Dzięki możliwości obrotu tylko w jednym kierunku, koło łopatkowe 592 służy także jako zawór zwrotny.

Fig. 55A i 55B przedstawiają regulator 594 przepływu mający rurkowatą obudowę 596 wyposażoną w obrotowe klapki 598. Klapki 598 są skonstruowane w taki sposób, że zamykają się pod wpływem silnego przepływu gazu jak przedstawiono na fig. 55B, aby zmniejszyć natężenie przepływu przez obudowę 596.

Inny typ regulatora przepływu stanowi zawór, który jest skonstruowany z materiału elastycznego, takiego jak miękki elastomer, np. guma silikonowa, który ogranicza przepływ do pewnego natężenia przepływu, uniemożliwiając równocześnie przepływ w przeciwnym kierunku. Zawór taki jest również zaworem samopowrotnym, niewymagającym wspomagania mechanicznego. Zawory takie mają otwór, który umożliwia przepływ powietrza przez zawór w odpowiedzi na przyłożone podciśnienie, oraz jedną lub więcej składających się ścianek otaczających otwór tak, że zwiększony poziom podciśnienia powoduje zmniejszenie pola powierzchni otworu i odpowiada zwiększonemu oporowi przepływu. Jedną z właściwości takich zaworów jest to, że mogą być względnie tanie pod względem wykonania. Szczególny przykład takiego zaworu opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5655520, którego pełne ujawnienie włączono do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

Fig. 56A i 56B przedstawiają jedną postać takiego regulatora 600 przepływu. Regulator przepływu stanowi elastomerowa membrana 602 mająca zawór 604 typu „kaczy dziób, mający otwór 606. Na fig. 56A natężenie przepływu jest małe i otwór 606 jest całkowicie otwarty. Gdy natężenie przepływu wzrasta, zawór 604 typu „kaczy dziób zaczyna zamykać się jak przedstawiono na fig. 56B w celu ograniczenia przepływu.

Inne przykłady takich regulatorów przepływu przedstawiono na fig. 57-59. Na fig. 57, regulator 608 przepływu ma zawór 610 typu „kaczy dziób z górnym otworem 612. Fig. 58 przedstawia regulator 614 przepływu mający zawór 616 typu „kaczy dziób z otworem 618 biegnącym od góry i w dół wzdłuż boku. Fig. 59 przedstawia regulator 620 przepływu mający zawór 622 typu „kaczy dziób z oddzielnym otworem górnym 624 i otworem bocznym 626.

Po wyregulowaniu przepływu przez urządzenie aerozolujące na pewien czas, urządzenie może być skonstruowane w sposób umożliwiający uzyskanie zwiększonego natężenia przepływu. W ten sposób użytkownik może napełnić swe płuca ilością powietrza wystarczającą do przeniesienia aerozolu w głębokie regiony płuc. Przykładowo, urządzenie może być skonstruowane w taki sposób, aby po regulacji natężenia przepływu, umożliwić użytkownikowi wygodne napełnienie płuc, gdy użytkownik kontynuuje wdychanie przez urządzenie. Zwykle można pozwolić użytkownikowi na napełnienie płuc z wygodną szybkością po wchłonięciu początkowej objętości około 500 cm³ przy regulowanym natę20

PL 205 905 B1 żeniu przepływu. Oznacza to, że po wchłonięciu około 500 cm³ wdychanego powietrza lek przeniknął poza martwą przestrzeń anatomiczną.

Aby zapewnić taką właściwość, w urządzenia aerozolujące według wynalazku można ewentualnie wbudować różnorodne regulatory czasowe albo integratory przepływu. Takie integratory przepływu mają jeden lub więcej elementów ruchomych, które poruszają się w oparciu o objętość przepływu przez urządzenie. W ten sposób, gdy wchłonięta zostanie objętość początkowa (regulowana), element przemieści się wystarczająco, aby otworzyć inny kanał przepływowy gazu tak, aby umożliwić zwiększony przepływ gazu. Przykładowo, integrator przepływu może mieć postać klapki o profilu lotniczym wykonanej z folii takiej jak folia polimerowa, mająca grubość pomiędzy 0,13 i 0,5 mm, i korzystnie przejawiający zachowanie lepkosprężyste lub inne zależne od czasu. Przepływ powierza nad klapką o profilu lotniczym wytwarza siłę nośną. Klapkę o profilu lotniczym można skonstruować w taki sposób, aby umożliwić dostęp do równoległej drogi przepływu po przepływie określonej ilości powietrza nad klapką.

Fig. 60 przedstawia schematycznie przepływ przez typowy integrator 630 przepływu, skonstruowany tak, aby przemieszczać się na podstawie prędkości przepływu, przy założeniu małego spadku ciśnienia. Integrator 630 porusza się na podstawie różnicy ciśnień pomiędzy otoczeniem i wlotem, która może zmieniać się znacznie, mimo iż natężenie przepływu pozostaje stałe, jeżeli stosuje się regulator przepływu jak opisano wyżej. Zaletą integratora 630 jest to, że zapewnia on dokładny pomiar objętości.

Fig. 61 przedstawia schematycznie integrator 632 przepływu typu obejściowego, który jest równoległy do głównej drogi przepływu. Ewentualnie, integrator 632 może przełączyć przełącznik na końcu swego ruchu tak, aby otworzyć równoległą drogę przepływu o małym oporze hydraulicznym.

Fig. 62A i 62B przedstawiają przepływ przez integrator 634 przepływu typu wahadłowego, który ma rurkowatą obudowę 636 i tłoczek 638, który może przesuwać się wewnątrz obudowy 636. Dogodnie, uszczelki 640 części prowadzącej zapewniają szczelność pomiędzy obudową 636 i tłoczkiem 638, umożliwiając równocześnie ruch ślizgowy tłoczka 638. Przewidziano także ograniczniki 642 i 644 w celu ograniczenia skoku tłoczka 638. Na fig. 62A, tłoczek 638 jest w położeniu zamkniętym, w którym główny przepływ przez urządzenie aerozolujące przechodzi przez otwór 646 w tłoczku 638, zaś przepływ równoległy przez kanał 648 jest zamknięty tłoczkiem 638. Tłoczek 638 porusza się wewnątrz obudowy 636 w odpowiedzi na prędkość gazu płynącego przez obudowę 636. Siła ciągu, a tym samym prędkość, z jaką porusza się tłoczek 638, jest proporcjonalna do prędkości przepływu. Jak przedstawiono na fig. 62B, tłoczek 638 przechodzi poza kanał 648 po upływie pewnego czasu tak, aby umożliwić zwiększony przepływ powietrza przez obudowę 636.

Fig. 63 przedstawia integrator 650 przepływu, który stanowi rurkowata obudowa 652, przez którą przechodzi główny przepływ gazu przez rządzenie aerozolujące. Wewnątrz obudowy 652 znajduje się wirnik 654 połączony z przekładnią redukcyjną 656. Z kolei przekładnia redukcyjna 656 jest połączona z krzywką 658, która ma otwór 660 widoczny również na fig. 64. Krzywka 658 może obracać się przechodząc przez rurkowatą obudowę 662, która tworzy równoległą drogę przepływu przez urządzenie aerozolujące. Korzystając z urządzenia, użytkownik wdycha w celu wytworzenia przepływu gazu przez obudowę 652, powodując obrót wirnika 654. Z kolei krzywka 658 obraca się pod wpływem przekładni redukcyjnej 656. Gdy krzywka 658 osiągnie określony kąt, otwór 660 ustawia się współosiowo z obudową 662, otwierając równoległą drogę przepływu dla napływającego powietrza.

Jako alternatywę wirnika 654 można zastosować koło łopatkowe 664 jak przedstawiono na fig. 65. W takiej postaci, koło łopatkowe 664 może być połączone z przekładnią redukcyjną 656 w sposób podobny do poprzednio opisanego.

Fig. 66A i 66B przedstawiają integrator 666 przepływu, który stanowi rurkowata obudowa 668 mająca równoległą drogę przepływu 670. Z obudową 668 jest połączona główna droga przepływu 672. Otwór 674 tworzy połączenie umożliwiające przepływ pomiędzy obudową 668 i drogą przepływu 672. Wewnątrz obudowy 668 znajduje się tłoczek 676 mający uszczelnienia 678 części prowadzącej w celu zapewnienia szczelności pomiędzy tłoczkiem 676 i obudową 668. Sprężyna 680 jest usytuowana pomiędzy obudową 668 i tłoczkiem 676, zaś zawór parasolowy 682 z otworem upustowym 684 zamyka obudowę 668.

Jak przedstawiono na fig. 66B, tłoczek 676 uniemożliwia równoległy przepływ gazu przez drogę przepływu 670, gdy użytkownik zaczyna wdychać. Tłoczek 676 porusza się pod działaniem siły nacisku sprężyny 680, tłumionej przez otwór upustowy 684 (albo alternatywnie przez kontrolowany upływ wokół tłoczka 676). Tłoczek 676 porusza się szybciej, gdy różnica ciśnień pomiędzy stroną wlotową

PL 205 905 B1 (mającą otwór upustowy 684) i stroną wylotową (mającą otwór 674) wzrasta pod wpływem podciśnienia wytwarzanego przez użytkownika. Gdy tłoczek 676 osiągnie koniec swego skoku, równoległa droga przepływu 670 jest otwarta dla przepływającego powietrza. Można wówczas użyć trzpienia powrotnego 686 do przestawienia tłoczka 676 do położenia przedstawionego na fig. 66B.

Fig. 67 przedstawia integrator 690 przepływu, który stanowi rurkowata obudowa 692 służąca jako główna droga przepływu. Układ hamulcowy 694 mający obrotowe ramię hamulcowe 696 wchodzi do obudowy 692. Z ramieniem hamulcowym 696 jest połączony klocek hamulcowy 698, przedstawiony także na fig. 68. Integrator 690 zawiera ponadto koło 700, które poruszając się przechodzi przez rurkowatą obudowę 702, która służy jako równoległa droga przepływu dla płynącego powietrza. Koło 700 ma otwór 703, który ustawia się współosiowo z obudową 702, gdy koło 700 jest ustawione pod określonym kątem. Ramię hamulcowe 696 jest dociskane do koła 700 za pomocą sprężyny 701. Z kołem 700 jest połączony także zaczep 704, który wchodzi w rowek 706 ramienia hamulcowego 696.

Aby użyć integratora 690, użytkownik nakręca sprężynę (niepokazaną), która po zwolnieniu obraca koło 700 ze stałą prędkością. Gdy użytkownik wytwarza główny przepływ przez obudowę 692, ramię hamulcowe 696 obraca się, aby zwolnić zaczep 704 i klocek hamulcowy 698. Koło 700 obraca się wówczas ze stałą prędkością dopóki otwór 703 nie ustawi się współosiowo z obudową 702, otwierając tym samym równoległą drogę przepływu dla płynącego powietrza.

Zawory progowe, regulatory przepływu oraz, ewentualnie, integratory przepływu według wynalazku mogą być ułożone w postaci różnorodnych konfiguracji w urządzeniu aerozolującym. Przykładowo, fig. 69 przedstawia układ aerozolujący 710, w którym różnorodne części składowe rozmieszczono szeregowo. Układ aerozolujący 710 zawiera, szeregowo, wlot 711, zawór progowy 712, regulator 714 przepływu, integrator 716 przepływu typu przelotowego, pojemnik 718 mieszczący sproszkowany lek, oraz wylot 720. Całkowity opór pojemnika 718 może być dobrany w taki sposób, aby był mniejszy lub równy oporowi pozostałej części układu, dopóki nie otworzy się integrator 716 przepływu. Dogodnie, kolejność rozmieszczenia zaworu progowego 712, regulatora 714 przepływu oraz integratora 716 przepływu (jeżeli to integrator typu przelotowego) można zmieniać. Alternatywnie, integrator 716 przepływu może być integratorem przepływu typu obejściowego, który może być równoległy do pojemnika 718. Pojemnik 718 może być ostatnim w szeregu, aby uniemożliwić osadzanie się leku na innych elementach składowych. Dogodnie, zawór progowy 712, regulator 714 przepływu i integrator 716 przepływu mogą być połączone w jeden mechanizm.

Fig. 70 przedstawia układ aerozolujący 722, który zawiera wlot 724, zawór progowy 726, regulator 728 przepływu, pojemnik 730, integrator 732 przepływu typu obejściowego, oraz wylot 734. Integrator 732 przepływu jest usytuowany równolegle do zaworu progowego 726 i regulatora 728 przepływu. W układzie aerozolującym 722, maksymalny opór układu może być mniejszy niż lub równy oporowi pojemnika 730. W ten sposób niektórzy użytkownicy mogą osiągnąć natężenia przepływu poniżej 10 dm³/min. Integrator 732 przepływu działa w funkcji różnicy ciśnień pomiędzy otoczeniem i wylotem 734. Dogodnie, zawór progowy 726 i regulator 728 przepływu mogą być zespolone.

Fig. 71 przedstawia układ aerozolujący 736, który zawiera wlot 738, zawór progowy 740, integrator 742 przepływu typu przelotowego, regulator 744 przepływu, pojemnik 746 i wylot 748. W układzie aerozolującym 736, kolejność rozmieszczenia zaworu progowego 740 i integratora 742 przepływu można zmieniać. Oprócz tego, maksymalny opór może być mniejszy niż lub równy oporowi pojemnika 746. Zastosowanie integratora przepływu typu przelotowego zapewnia bardziej dokładny pomiar objętości, ponieważ działa on w funkcji natężenia przepływu przez integrator. Układ aerozolujący 736 umożliwia także zespolenie zaworu progowego 740 i regulatora 744 przepływu albo integratora 742 przepływu i regulatora 744 przepływu. Według jednego aspektu, układ aerozolujący 736 może być zbudowany w taki sposób, że integrator 742 przepływu nie ogranicza szczytu przepływu, który występuje po otwarciu zaworu progowego 740 tak, że przepływ o wysokim natężeniu przechodzi całkowicie przez pojemnik 746 w celu dyspergowania proszku.

Fig. 72-78 przedstawiają jedną szczególną postać urządzenia aerozolującego 750, która zawiera zawór progowy, regulator przepływu oraz integrator przepływu. Urządzenie aerozolujące ma obudowę 752, drzwiczki 754 połączone obrotowo z obudową 752 za pomocą ośki 756 i obrotowy ustnik 758. Jak to lepiej widać na fig. 73, drzwiczki 754 można otworzyć aby umożliwić włożenie pojemnika 760 (pokazanego w stanie już otwartym) do urządzenia aerozolującego 750. Urządzenie aerozolujące 750 zawiera ponadto rurkę wyciągową 762, która łączy się z ustnikiem 758 tak, aby umożliwić przepływ leku wydobywanego z pojemnika 760 do ustnika 758. W ustniku 758 umieszczono mechanizm rozdrabniający 764 służący do rozdrabniania zbrylonego proszku, który jest wydobywany z pojemnika 760. Dogodnie, mechanizm roz22

PL 205 905 B1 drabniający 764 służy także jako ośka, wokół której obraca się ustnik 758. Z rurką wyciągową 762 jest połączony nóż 766, który przebija pojemnik 760, gdy drzwiczki 754 zostają zamknięte tak, że można wydobyć lek.

W drzwiczki 754 jest wbudowany zawór progowy 768, który ma membranę 770 mającą otwór 772. Element zaworowy 774 mający kulkę 776, która może przechodzić przez otwór 772 z chwilą, gdy podciśnienie progowe wytwarzane przez użytkownika zostanie osiągnięte albo przewyższone. W trakcie zabiegu, użytkownik wdycha przez ustnik 758, co wytwarza podciśnienie w rurce wyciągowej 762 i w kanale 778, który łączy się z prawą stroną membrany 770. Gdy tylko ciśnienie progowe zostanie osiągnięte albo przewyższone, kulka 776 jest przeciągana przez otwór 772 aby umożliwić przepływ powietrza z zewnątrz do przestrzeni 780 drzwiczek 754 przez odpowietrznik (nie pokazany). W ten sposób powietrze przepływa przez pojemnik 760, aby wydobyć sproszkowany lek, podawany do ustnika 758. Dogodnie, urządzenie aerozolujące 750 zawiera ponadto krzywkę 782, która przemieszcza kulkę 776 z powrotem przez otwór 772, gdy drzwiczki 754 zostają otwarte i zamknięte w celu przestawienia zaworu do położenia wyjściowego.

Urządzenie aerozolujące 750 zawiera ponadto regulator 784 przepływu w celu ograniczenia przepływu powietrza przez rurkę wyciągową 762 do pewnego natężenia przepływu. Regulator 784 przepływu ma stożkowaty otwór 786, do którego jest wciągana kulka 776, w miarę jak wzrasta podciśnienie wytwarzane przez użytkownika. Sprężyna 785 reguluje wielkość podciśnienia koniecznego do zamknięcia otworu kulką 776. Wskutek tego, jeżeli natężenie przepływu stanie się zbyt duże, równoległa droga przepływu 788, prowadząca z powrotem do rurki wyciągowej 762 zostaje odcięta przez kulkę 776. W ten sposób jedyne powietrze przepływające przez rurkę wyciągową 762 musi przepłynąć przez pojemnik 760 jak to opisano wcześniej. Ta droga przepływu stawia dostateczny opór hydrauliczny tak, że przepływ jest ograniczony do żądanego natężenia przepływu. Jeżeli użytkownik nie wytwarza podciśnienia wystarczającego do zamknięcia drogi przepływu 788, przepływ powietrza jest możliwy dwiema równoległymi drogami przepływu.

Urządzenie aerozolujące 750 zawiera ponadto integrator 790 przepływu, aby umożliwić zwiększone natężenie przepływu po upływie pewnego czasu, tak że użytkownik może wygodnie napełnić swe płuca po tym, jak przepływ był regulowany przez określony czas. Integrator 790 przepływu zawiera przeponę sprzęgającą 792, na której spoczywa szpula 794. Szpula 794 pozostaje pod działaniem wymuszającej obrót sprężyny skrętnej 796. W ten sposób, gdy przepona sprzęgająca 792 odłączy się od szpuli 794, szpula 794 obraca się dopóki otwór (niepokazany) w szpuli 794 nie ustawi się współosiowo z otworem 798 (patrz fig. 76) w rurce wyciągowej 762. W tym momencie powietrze z otoczenia może płynąć przez równoległą drogę przepływu i do rurki wyciągowej 762, tak aby umożliwić użytkownikowi wygodne napełnienie płuc powietrzem.

Przepona sprzęgająca 792 jest skonstruowana w taki sposób, aby opuszczała się zwalniając szpulę 794 pod wpływem podciśnienia wytworzonego w drodze przepływu 788, gdy użytkownik wdycha z ustnika 758 jak to opisano wcześniej. Szybkość obrotu szpuli (a tym samym czas wymagany dla otwarcia równoległej drogi przepływu) jest wyznaczony przez zbiornik tłumiący 800, który zawiera smar tłumiący. Stały element 802 wchodzi do zbiornika 800 tłumiącego, aby regulować szybkość obrotów szpuli, gdy element 802 współpracuje ze smarem tłumiącym poprzez tarcie. Choć tego nie pokazano, urządzenie aerozolujące 750 może zawierać dźwignię powrotną w celu przestawienia szpuli 794 do położenia wyjściowego po użyciu.

Fig. 79-83 przedstawiają inną postać urządzenia aerozolującego 850, która ma dolną obudowę 852, górną obudowę 854 i obrotowy ustnik 856. Jak to lepiej widać na fig. 80, dolną obudowę 852 można oddzielić od górnej obudowy 854, aby umożliwić włożenie pojemnika 858 zawierającego lek do urządzenia aerozolującego 850. Zaczep 855 dolnej obudowy służy do ograniczenia skoku obudowy 852 względem górnej obudowy 854. Z ustnikiem 856 jest połączona rurka 860 mająca mechanizm tnący do otwierania pojemnika 858, gdy pojemnik 858 zostanie włożony i dolna obudowa 852 zetknie się z górną obudową 854.

W poprzek dolnej obudowy 852 jest usytuowana membrana 862 mająca otwór 864. Przez otwór 864 przechodzi zaczep 866 mający kulkę 868. Pod zaczepem 866 jest usytuowany otwór 890 w dolnej obudowie 852. Taka konfiguracja tworzy zawór progowy dla urządzenia aerozolującego 850. W ten sposób, gdy użytkownik wdycha przez ustnik 856, podciśnienie powstaje w rurce 860 i w przestrzeni nad membraną 862. Gdy użytkownik wytworzy wystarczające podciśnienie, kulka 868 jest przeciągana przez otwór 864 w membranie 862, aby umożliwić przepływ powietrza z zewnątrz przez otwór 890,

PL 205 905 B1 przez otwór 864, przez pojemnik 858 i do góry przez rurkę 860, skąd aerozolowany lek wychodzi przez ustnik 856.

Gdy tylko lek ulegnie aerozolowaniu, przepływ powietrza przez urządzenie aerozolujące 850 jest regulowany w taki sposób, aby był mniejszy niż pewne natężenie przepływu, po części w wyniku zastosowania zaworu 892 typu „kaczy dziób z elastomeru. Ściślej mówiąc, powietrze może przepływać dwiema drogami przepływu, tzn. przez zawór 892 i przez pojemnik 858 pod warunkiem, że natężenie przepływu zawiera się poniżej określonej wielkości. Gdy natężenie przepływu powietrza wzrasta, zawór 892 zaczyna zamykać się, aby uniemożliwić przepływ powietrza przez tę drogę przepływu. Jedyna dostępna wówczas droga przepływu powietrza prowadzi przez pojemnik 858, który zapewnia opór przepływu wystarczający do ograniczenia przepływu do pewnego natężenia.

Z krzywką 893 zaczepu 866 jest połączona zapadka obejściowa 894, która współpracuje z ogranicznikiem 896. Zapadka obejściowa 894 połączona jest ze sprężyną 897 i może także przesuwać się wewnątrz zaworu obejściowego 898 typu „kaczy dziób. Podczas gdy użytkownik kontynuuje wdychanie przez ustnik 856, krzywka 893 zaczepu 866 porusza zapadkę obejściową 894 w kierunku od ogranicznika 896. Powoduje to rozprężanie sprężyny 897 jak przedstawiono na fig. 82 w celu ściśnięcia mieszka 900 i rozwarcia zaworu obejściowego 898, który jest normalnie zamknięty. W ten sposób po upływie pewnego czasu zawór obejściowy 898 otwiera się, aby udostępnić inną drogę przepływu tak, aby więcej powietrza z otoczenia mogło płynąć przez urządzenie aerozolujące 850 poprzez otwór 890. W ten sposób użytkownik może wygodnie napełnić swe płuca po początkowym podaniu leku. Szybkość ściskania mieszka 900 reguluje się poprzez napełnienie mieszka 900 znaną objętością powietrza i wykonanie małego otworu w mieszku 900. W ten sposób, szybkość ściskania reguluje się czasem potrzebnym do wypchnięcia powietrza przez otwór z chwilą, gdy zapadka obejściowa 894 zostanie zwolniona z ogranicznika 896.

Fig. 84-87 przedstawiają inną postać urządzenia aerozolującego 910, która ma dolną obudowę 912, środkową obudowę 914, górną obudowę 916 i ustnik 918. Dolna obudowa 912 może się przemieszczać względem środkowej obudowy 914 tak, aby umożliwić włożenie pojemnika 920 zawierającego lek w sposób pokazany na fig. 85. Z ustnikiem 918 jest połączona rurka 922, która jest skonstruowana w sposób umożliwiający przebicie pojemnika 920 w celu zapewnienia dostępu do leku.

Środkowa obudowa 914 ma membranę 924 mającą otwór 926.

Element zaworowy 928 mający kulkę 930 jest umieszczony wewnątrz dolnej obudowy 912 i działa jako zawór progowy, aby zapewnić, że użytkownik wytworzy dostateczne podciśnienie podczas początkowego wdychania leku. Wykonując zabieg, użytkownik wdycha przez ustnik 918, aby wytworzyć podciśnienie w rurce 922 i w przestrzeni nad membraną 924. Gdy wytworzy się dostateczne podciśnienie, kulka 930 jest przeciągana przez otwór 926, aby umożliwić dopływ powietrza z otoczenia do dolnej obudowy 912 przez otwór 932, przez otwór 926, przez pojemnik 920, przez rurkę 922 i przez ustnik 918. W ten sposób lek jest wydobywany z pojemnika 920 i dostarczany użytkownikowi.

Urządzenie aerozolujące 910 jest ponadto skonstruowane w sposób umożliwiający regulację natężenia przepływu powietrza przez urządzenia aerozolujące 910 po przeciągnięciu kulki 930 przez membranę 924. Uzyskuje się to po części dzięki zastosowaniu elastomerowego zaworu 934 typu „kaczy dziób w górnej obudowie 916. Gdy użytkownik kontynuuje wdychanie, powietrze z otoczenia dopływające przez otwór 932 przechodzi także przez otwór 926 i następnie przez zawór 934. Powietrze płynie wówczas przez otwór 936, otwór 938 i przez ustnik 918. Jeżeli jednak natężenie przepływu stanie się zbyt duże, zawór 934 zamyka się, aby uniemożliwić przepływ powietrza tą drogą przepływu. W rezultacie powietrze może płynąć tylko przez pojemnik 920 i rurkę 922, które, z uwagi na ich ograniczoną wielkość, regulują natężenie przepływu do określonej wartości tak, aby umożliwić aerozolowanemu lekowi dotarcie do płuc użytkownika.

Urządzenie aerozolujące 910 jest skonstruowane w taki sposób, aby po upływie określonego czasu umożliwić zwiększony przepływ powietrza przez urządzenie aerozolujące 910 tak, aby użytkownik mógł wygodnie napełnić swe płuca powietrzem. Uzyskuje się to poprzez zastosowanie tłoka 940, który jest połączony z górną obudową 916 za pomocą pary poruszających się uszczelek 942 i 944. Tłok 940 ma ponadto otwór 946, który porusza się pomiędzy uszczelkami 942 i 944 po upływie pewnego czasu. Po osiągnięciu tego położenia, powietrze z otoczenia płynie przez otwór 932 i również przez otwór 946, przez otwór 936 i przez ustnik 918. W ten sposób tworzy się dodatkową drogę przepływu, aby umożliwić użytkownikowi wygodne napełnienie jego płuc po początkowym podaniu leku.

Tłok 940 porusza się dzięki różnicy ciśnień pomiędzy przestrzenią 950 nad tłokiem 940 i przestrzenią 952 pod tłokiem 940. Ta różnica ciśnień powstaje w wyniku podciśnienia powstającego

PL 205 905 B1 w przestrzeni 950, gdy użytkownik zaczyna wdychać, dzięki otworowi upustowemu 954, który łączy się z przestrzenią 950. Wielkość otworu upustowego 954 dobrana jest tak aby regulować wynikowe podciśnienie w przestrzeni 950 i tym samym prędkość ruchu tłoka 940 w kierunku do góry.

Można zastosować różnorodne techniki w celu zapewnienia, że użytkownik umieści właściwie swe usta na ustniku podczas użytkowania urządzenia aerozolującego według wynalazku. Przykładowo, ustnik może mieć osłonę warg tak, aby umożliwić użytkownikowi umieszczenie warg w pobliżu tej osłony. Jako inny przykład, ustnik może mieć ślady zębów albo inne znaczniki. Alternatywnie, z boku ustnika można wykonać jeden lub więcej otworów. Otwory te należy zakryć wargami w celu wytworzenia podciśnienia wystarczającego do uruchomienia urządzenia. Jako dalszy przykład, ustnik może mieć profil przechodzący z kołowego w eliptyczny. Część eliptyczna musi być zakryta przez usta pacjenta w celu wytworzenia dostatecznego podciśnienia. Ewentualnie można zastosować element dociskający język pacjenta podczas wdychania z ustnika.

Nawiązując obecnie do fig. 88, opisana będzie jedna postać ustnika 1000. Ustnik 1000 stanowi rurkowaty element 1002 mający skrajny koniec 1004, który jest przeznaczony do połączenia z urządzeniem aerozolującym i otwarty bliski koniec 1006. Skrajny koniec 1004 ma kołowy przekrój poprzeczny, podczas gdy bliski koniec 1006 ma przekrój poprzeczny o profilu krzywoliniowym albo eliptycznym. W ten sposób użytkownik musi ułożyć swe usta wokół ustnika 1000 aż wargi osiągną część kołową, w celu wytworzenia podciśnienia koniecznego dla uruchomienia urządzenia. Innym urządzeniem pozycjonującym usta na ustniku 1000 jest para otworów 1008, które należy zakryć wargami użytkownika w celu wytworzenia wymaganego podciśnienia. Jako inną alternatywę, ustnik 1000 może mieć ślady 1010 zgryzu na przednie zęby użytkownika. Podobne ślady zgryzu mogą być wykonane dla dolnych zębów użytkownika.

Fig. 89 przedstawia inną postać ustnika 1012, którą stanowi rurkowaty element 1014 mający skrajny koniec 1016, który można nasunąć na rurkowate przedłużenie 1018, które z kolei jest połączone z urządzeniem aerozolującym. W ten sposób użytkownik może regulować odległość pomiędzy bliskim końcem 1020 rurkowatego elementu 1014 i urządzeniem aerozolującym. Według jednej postaci, urządzenie jest przygotowane do działania, gdy rurkowate przedłużenie 1018 znajduje się w ustach pacjenta i pacjent działa siłą na przedłużenie 1018, popychając przedłużenie 1018 do przodu w kierunku do urządzenia, przygotowując tym samym urządzenie do działania. Rurkowaty element 1014 zawiera także element dociskający 1022 język, który naciska język użytkownika w trakcie inhalacji, aby ułatwić przepływ aerozolowanego proszku poza język użytkownika i do płuc.

Wynalazek znajduje zastosowanie zarówno w odniesieniu do ciekłych jak i sproszkowanych preparatów farmaceutycznych. Ilość substancji czynnej w preparacie będzie tą ilością, jaka jest konieczna dla dostarczenia terapeutycznie skutecznej ilości substancji czynnej w celu uzyskania żądanego rezultatu. W praktyce będzie się to zmieniać w szerokich granicach, w zależności od konkretnego środka, ciężkości stanu oraz żądanego efektu terapeutycznego. Według korzystnej postaci do podawania sproszkowanych preparatów, podawanie drogą płucną jest na ogół praktyczne w przypadku substancji czynnych, które muszą być podawane w dawkach od 0,001 mg/dzień do 100 mg/dzień, korzystnie 0,01 mg/dzień do 50 mg/dzień.

Sproszkowane preparaty odpowiednie do stosowania według niniejszego wynalazku obejmują suche proszki i cząstki zawieszone albo rozpuszczone w czynniku nośnym. Sproszkowane preparaty mają wielkość cząstek tak dobraną, aby umożliwić przenikanie do pęcherzyków płucnych, tzn. korzystnie mniejszą niż 10 μm średniej średnicy masowej (MMD), korzystnie poniżej 7,5 μm, a najkorzystniej poniżej 5 μm, a zwykle mające średnicę od 0,1 μm do 5 um. Emitowana dawka (ED) tych proszków wynosi >30%, zwykle >40%, korzystnie >50% i często >60%, zaś rozkład wielkości cząstek aerozolu jest około 1,0 - 5,0 um średniej średnicy aerodynamicznej (MMAD), zwykle 1,5 - 4,5 um MMAD, a korzystnie 1,5 - 4,0 um MMAD. Te suche proszki mają zawartość wilgoci poniżej około 10% wagowo, zwykle poniżej około 5% wagowo, a korzystnie poniżej około 3% wagowo. Takie proszki opisano w dokumentach WO 95/24183, WO 96/32149 i WO 99/16419, które włączono do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

Pojemniki według wynalazku mogą dogodnie być skonstruowane dającym się przebić wieczkiem, które ulega przebiciu przez jeden lub więcej spiczastych tworów, gdy urządzenie do aerozolowania jest używane. Przykłady takich pojemników opisano w patentach Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5740754 i 5785049, których pełne ujawnienie włączono do niniejszego opisu jako źródła literaturowe.

PL 205 905 B1

Wynalazek może wykorzystywać różnorodne mechanizmy rozdrabniające do rozdrabniania preparatu farmaceutycznego po jego wydobyciu z pojemnika. Przykładowo, droga przepływu gazów może zmieniać kierunek jedno- lub wielokrotnie, powodując zderzanie się preparatu farmaceutycznego ze ściankami drogi przepływu w celu rozdrobnienia preparatu. Droga przepływu może także mieć różnorodne ograniczenia albo zwężenia, które mogą powodować zderzanie się preparatu farmaceutycznego ze ściankami drogi przepływu w celu rozdrobnienia preparatu. Jako inny przykład, droga przepływu może mieć jedną lub wiele przeszkód służących do zderzania się z preparatem farmaceutycznym podczas jego przechodzenia drogą przepływu. Według korzystnej postaci, średnica mechanizmu rozdrabniającego jest większa niż średnica drogi przepływu.

Wynalazek został tu opisany szczegółowo w celu ułatwienia zrozumienia. Należy jednak docenić to, że pewne zmiany i modyfikacje mogą być zrealizowane w ramach załączonych zastrzeżeń.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie aerozolujące, zawierające obudowę mającą kanał powietrzny, mechanizm sprzęgający łączący pojemnik zawierający preparat farmaceutyczny z kanałem powietrznym, znamienne tym, że ma zawór progowy (14) stanowiący blokadę dla przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny w stanie podciśnienia wynoszącego co najwyżej 1961 - 5884 Pa, a w stanie podciśnienia powyżej tej wartości zawór ten jest otwarty dla przepływu gazów oddechowych razem z wydobytym z pojemnika i zaerozolowanym preparatem farmaceutycznym.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera mechanizm rozdrabniający (24) wydobyty preparat farmaceutyczny, umieszczony w kanale powietrznym za, patrząc w kierunku przepływu, pojemnikiem.
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto regulator (18) przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny.
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że regulator (18) stanowi ogranicznik przepływu do natężenia poniżej 15 dm³/min.
5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że regulator (18) zawiera wskaźnik sprzężenia zwrotnego dostarczający informację o natężeniu przepływu gazów oddechowych.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wskaźnik sprzężenia zwrotnego stanowi gwizdek (254) połączony z kanałem powietrznym.
7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że regulator (18) zawiera ogranicznik przepływu umieszczony w kanale powietrznym, przy czym ogranicznik przepływu wyznacza otwór stanowiący ogranicznik przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że ogranicznik przepływu stanowi elastomerowa membrana (602) zmieniająca wielkość kanału powietrznego.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że elastomerową membranę (602) stanowi zawór (604) typu „kaczy dziób, który zamyka się, gdy przepływ gazów oddechowych wzrasta.
10. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że ogranicznik przepływu stanowi kulka (484) dociskana sprężyną, która jest wciągana do stożkowatego otworu, gdy przepływ gazów oddechowych wzrasta.
11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że ogranicznik przepływu jest nastawny w odniesieniu do natężenia przepływu gazów oddechowych przez kanał powietrzny.
12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera ponadto integrator (630) przepływu stanowiący urządzenie otwierające inny kanał powietrzny w obudowie po upływie pewnego czasu albo przejściu pewnej objętości inhalowanej.
13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawór (306) obejmuje element zasłaniający mający otwór i element przeciągany przechodzący przez otwór, gdy wytworzy się uruchamiające podciśnienie progowe.
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że element zasłaniający stanowi membrana (314) z elastomeru, przy czym element przeciągany stanowi kulka (318).
15. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że regulator (18) jest aktywny przez pewien czas albo dla pewnej wdychanej objętości.
16. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma mechanizm wyjmowanego umieszczania pojemnika (12).

PL 205 905 B1
17. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że uruchamiające podciśnienie progowe wynosi 3923 - 5884 Pa.
18. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawór zawiera element dwustabilny (406), przy czym element dwustabilny jest przemieszczalny od pierwszego położenia stabilnego do drugiego położenia stabilnego, gdy uruchamiające podciśnienie progowe zostanie przekroczone.
19. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawór progowy (14) jest usytuowany za, patrząc w kierunku przepływu, miejscem wydobywania preparatu farmaceutycznego.
20. Urządzenie aerozolujące według zastrz. 1, znamienne tym, że stanowi urządzenie z elementem penetrującym penetrowalną część pojemnika (12) z udostępnieniem preparatu farmaceutycznego.
21. Zestaw do aerozolowania obejmujący pojemnik zawierający preparat farmaceutyczny, obudowę mającą kanał powietrzny, mechanizm sprzęgający łączący pojemnik z kanałem powietrznym, regulator przepływu, który reguluje przepływ przez kanał powietrzny, ustnik, przy czym preparat farmaceutyczny podlega aerozolowaniu do przepływu przez kanał powietrzny i na zewnątrz przez ustnik do użytkownika, znamienny tym, że zawiera mechanizm rozdrabniający (24) aerozolowany preparat farmaceutyczny, przy czym ten mechanizm rozdrabniający (24) stanowi zmiana cech geometrycznych kanału powietrznego na jego długości, korzystnie zwężenie przekroju poprzecznego i/lub zgięcie.
22. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że regulator (18) przepływu przez kanał przepływowy stanowi mechanizm zmieniający wielkość kanału przepływowego.
23. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że pojemnik (12) znajduje się za, patrząc w kierunku przepływu, regulatorem (18) przepływu.
24. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że regulator (18) przepływu zawiera zawór zawierający otwór o nastawnej wielkości do regulowania wielkości przepływu.
25. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że regulator przepływu zawiera nastawny mechanizm ograniczający zmieniający natężenie przepływu.
26. Zestaw według zastrz. 22, znamienny tym, że regulator przepływu ma tłoczek (468) ograniczający natężenie przepływu przez kanał powietrzny.
27. Zestaw według zastrz. 26, znamienny tym, że tłoczek (468) jest dociskany.
28. Zestaw według zastrz. 26, znamienny tym, że tłoczek (468) jest dociskany sprężyście.
29. Zestaw według zastrz. 26, znamienny tym, że tłoczek (468) współdziała ze zbieżnym kanałem.
30. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że regulator (18) przepływu zawiera wskaźnik sprzężenia zwrotnego.
31. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że regulator (18) przepływu stanowi ogranicznik przepływu do natężenia poniżej 15 dm³/min.
32. Zestaw według zastrz. 21, znamienny tym, że ustnik zawiera element dociskający (1022) język.