DE69535725T2 - Vorrichtung und verfahren zum dispergieren von trockenen pulvermedikamenten - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerstäuben von Medikamenten. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Dispergieren von Trockenpulvermedikamenten für die Inhalation durch einen Patienten.
  • Eine effektive Verabreichung an einen Patienten ist ein kritischer Aspekt jeder erfolgreichen Medikamententherapie. Es gibt verschiedene Wege der Verabreichung, wobei jeder seine eigenen Vorteile und Nachteile aufweist. Die orale Medikamentenverabreichung von Pillen, Kapseln, Elixieren und dergleichen ist wahrscheinlich das bequemste Verfahren, jedoch werden viele Medikamente im Verdauungstrakt abgebaut, bevor sie absorbiert werden können. Ein solcher Abbau ist ein besonderes Problem moderner Proteinmedikamente, die durch proteolytische Enzyme im Verdauungstrakt schnell abgebaut werden. Die subkutane Injektion ist häufig ein effektiver Weg für die systemische Medikamentenverabreichung, einschließlich der Verabreichung von Proteinen, hat jedoch eine geringe Patientenakzeptanz. Da die Injektion von Medikamenten, wie z. B. Insulin, ein- oder mehrmals am Tag häufig eine Quelle einer schlechten Patientenbefolgung sein kann, wurde eine Vielfalt alternativer Wege der Verabreichung entwickelt, einschließlich transdermaler, intranasaler, intrarektaler, intravaginaler und pulmonaler Verabreichung.
  • Von besonderem Interesse für die vorliegende Erfindung beruht die pulmonale Medikamentenverabreichung auf der Inhalation einer Medikamentendispersion oder eines Medikamentenaerosols durch den Patienten, so dass das aktive Medikament innerhalb der Dispersion die distalen (alveolären) Bereiche der Lunge erreichen kann. Es wurde festgestellt, dass bestimmte Medikamente durch den alveolären Bereich leicht direkt in den Blutkreislauf absorbiert werden. Die pulmonale Verabreichung ist besonders vielversprechend für die Verabreichung von Proteinen und Polypeptiden, die über andere Verabreichungswege schwierig zu verabreichen sind. Eine solche pulmonale Verabreichung ist sowohl für die systemische Verabreichung als auch für die lokalisierte Verabreichung zur Behandlung von Lungenkrankheiten effektiv.
  • Eine pulmonale Medikamentenverabreichung (einschließlich sowohl der systemischen als auch der lokalen) kann selbst durch verschiedene Ansätze erreicht werden, einschließlich Flüssigkeitszerstäubern, Dosierungsinhalatoren (MDIs) und Trockenpulverdispersionsvorrichtungen. Trockenpulverdispersionsvorrichtungen sind besonders vielversprechend für die Verabreichung von Protein- und Polypeptidmedikamenten, die leicht als trockene Pulver dargestellt werden können. Viele ansonsten labile Proteine und Polypeptide können als gefriergetrocknete oder sprühgetrocknete Pulver allein oder in Kombination mit geeigneten Pulverträgern stabil gelagert werden. Die Fähigkeit, Proteine und Polypeptide als trockene Pulver zu verabreichen, ist jedoch in gewisser Hinsicht problematisch. Die Dosierung vieler Protein- und Polypeptidmedikamente ist häufig kritisch, so dass es notwendig ist, dass irgendein Trockenpulverabreichungssystem genau sein kann und präzise (wiederholt) die beabsichtigte Medikamentenmenge verabreichen kann. Außerdem sind viele Proteine und Polypeptide sehr teuer, typischerweise um ein Vielfaches teurer als herkömmliche Medikamente auf einer Basis pro Dosis. Die Fähigkeit, die trockenen Pulver effizient dem Zielbereich der Lunge mit einem minimalen Verlust an Medikament zu verabreichen, ist somit entscheidend. Es ist ferner wünschenswert, dass Pulverklumpen, die im Trockenpulver vorhanden sind, vor der Inhalation durch den Patienten in ausreichender Weise aufgebrochen werden, um eine effektive systemische Absorption oder eine andere pulmonale Verabreichung sicherzustellen.
  • Ein besonders vielversprechender Ansatz für die pulmonale Verabreichung von Trockenpulvermedikamenten verwendet eine in der Hand gehaltene Vorrichtung mit einer Pumpe oder einer anderen Druckgasquelle. Eine ausgewählte Menge des unter Druck stehenden Gases wird schlagartig durch eine Pulverdispersionsvorrichtung freigesetzt, wie z. B. ein Venturi-Rohr, wobei das dispergierte Pulver für die Patienteninhalation zur Verfügung gestellt wird. Obwohl solche in der Hand gehaltenen Vorrichtungen in vielerlei Hinsicht vorteilhaft sind, sind sie in einer Anzahl anderer Aspekte problematisch. Die verabreichten Partikel sind sehr fein, üblicherweise im Größenbereich von 1 μm bis 5 μm, was die Pulverhandhabung und die Dispersion schwierig macht. Die Probleme werden durch die relativ kleinen Volumina des Druckgases verstärkt, typischerweise 2 ml bis 25 ml bei 20 bis 150 psig, die in solchen Vorrichtungen zur Verfügung stehen. Insbesondere Venturi-Rohr-Dispersionsvorrichtungen sind für schwierig zu dispergierende Pulver ungeeignet, wenn nur kleine Volumina an Druckgas verfügbar sind. Außerdem weisen Venturi-Rohr-Dispersionsvorrichtungen sehr kleine Pulvereinlassöffnungen auf, die durch die für die pulmonale Verabreichung verwendeten Pulver leicht verstopfen. Eine weitere Anforderung für in der Hand gehaltene und andere Pulververabreichungsvorrichtungen ist eine hohe Dosierungskonzentration. Es ist wichtig, dass die Konzentration des Medikaments im Gasbolus relativ hoch ist, um die Anzahl der Atemzüge und/oder des Volumens jedes Atemzuges, die zum Erreichen einer Gesamtdosis erforderlich sind, zu reduzieren. Die Fähigkeit, sowohl eine angemessene Dispersion als auch kleine dispergierte Volumina zu erzielen, ist eine bedeutende technische Herausforderung.
  • Es wäre daher wünschenswert, Verfahren und Systeme für die Verabreichung von Trockenpulverproteinen, Polypeptiden und anderen Medikamenten zu schaffen, die einige oder alle der obigen Aufgaben erfüllen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Trockendispersionsvorrichtungen für Medikamente sind in einer Anzahl von Patentdokumenten beschrieben. Das US-Patent 3.921.637 beschreibt eine manuelle Pumpe mit Nadeln zum Durchstoßen einer einzelnen Kapsel eines pulverisierten Medikaments. Die Verwendung von mehrfachen Aufnahmescheiben oder Streifen zur Medikation ist in EP 467172 beschrieben (in der ein hin und her beweglicher Durchdringungsmechanismus verwendet wird, um gegenüberliegende Oberfläche einer Blisterverpackung zu durchstoßen); WO91/02558 ; WO93/09832 ; WO94/08522 ; US-Patente Nrn. 4.627.432 ; 4.811.731 ; 5.035.237 ; 5.048.514 ; 4.446.862 ; und 3.425.600 . Andere Patente, die das Punktieren einzelner Medikationskapseln zeigen, umfassen 4.338.931 ; 3.991.761 ; 4.249.526 ; 4.069.819 ; 4.995.385 ; 4.889.114 ; 4.884.565 ; und EP 469814 . WO90/07351 beschreibt eine in der Hand gehaltene Pumpenvorrichtung mit einem losen Pulvervorrat.
  • Ein Trockenpulver-Schallgeschwindigkeitsdispergierer, der für industrielle Anwendungen und sehr hohe Strömungsraten gedacht ist, ist beschrieben in Witham und Gates, Dry Dispersion with Sonic Velocity Nozzles, vorgestellt auf dem Workshop an Dissemination Techniques for Smoke and Obscurants, Chemical Systems Laborstory, Aberdeen Providing Ground, Maryland, 14.–16. März 1983.
  • Ein pneumatischer Pulverejektor mit einer Saugstufe und einer Injektionsstufe ist im US-Patent Nr. 4.807.814 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst ein axiales Gas-Venturi-Rohr und einen lateralen Pulvereinlass.
  • Pittman und Mason (1986), Solids Handling Conference, Papier C4, S. C-41 bis C-51, beschreibt eine Ejektordüse (2) mit einem ringförmigen Lufteinlass stromaufseitig einer Venturi-Verengung.
  • SU 628930 (Zusammenfassung) beschreibt einen in der Hand gehaltenen Pulverdispergierer mit einem axialen Luftströmungsrohr.
  • SU 1003926 (Zusammenfassung) beschreibt einen Gasthermalmantelinjektor.
  • Rubrik und Zhelonkina (1978), "Ejector Feeders for Pneumatic Transport Systems" in Cemical and Petroleum Engineering, Consultants Bureau, New York, beschreibt unterschiedliche Funktionsfähigkeiten bei mehreren Ejektorbauformen.
  • Zholab und Koval (1979), Poroshkovaya Metallurgiya 6: 13–16, beschreibt Auswirkungen der Injektorbauform auf die Partikelgröße.
  • Bohnet (1984) "Calculation and Design of Gas/Solid-Injectors" in Powder Technology, S. 302–313, diskutiert eine herkömmliche Injektorbauform.
  • Fox und Westawag (1988), Powder and Bulk Engineering, März 1988, S. 33–36, beschreibt einen Venturi-Ejektor mit einem axialen Lufteinlassrohr stromaufseitig einer Venturi-Verengung.
  • NL 7712041 (Zusammenfassung) offenbart eine Ejektorpumpe, die eine Saugwirkung erzeugt und Pulver in einen Separator zieht.
  • EP 347 779 beschreibt einen in der Hand gehaltenen Pulverdispergierer mit einer faltbaren Expansionskammer.
  • EP 490 797 beschreibt einen in der Hand gehaltenen Pulverdispergierer mit einem federbelasteten Kolben, wobei der Kolben eine Dispersionsdüse trägt.
  • Das US-Patent Nr. 3.904.421 beschreibt einen in der Hand gehaltenen Pulverdispergierer mit einer faltbaren Verzögerungskammer.
  • Eine pulmonale Medikamentenverabreichung ist beschrieben ist Byron und Patton (1994), J. Aerosol Med. 7: 49–75.
  • US 4.018.185 offenbart ein Pulvereinspeisungsaufnahmerohr, das ein zentrales Pulvereinspeisungsrohr aufweist, das in einem Treibmittelgas mitgerissenes Pulver aufnimmt, sowie ein äußeres konzentrisches Rohr, das dem Pulvereinspeisungsrohr Treibmittelgas zuführt und das Pulver im Gas gleichmäßig mitreißt, wenn das Pulver in das Pulvereinspeisungsrohr eintritt. Variationen des Basis-Aufnahmerohres umfassen ein konzentrisches Fluidisierungsrohr, das das Treibmittelzuführungsrohr umschließt und Pulver um die Öffnung des Pulveraufnahmerohres lokal fluidisiert. Das Rohr wird in einen Vorrat an Pulver getaucht, während es benutzt wird, wobei der gesamte Vorrat fluidisiert werden kann und in Schwingungen versetzt werden kann, um die Funktion des Aufnahmerohres zu unterstützen.
  • US 5.186.166 offenbart eine Konstantströmungs-Strahlzerstäubungsvorrichtung, die ein Zerstäubergehäuse mit einem unteren, im Wesentlichen kegelförmigen Gehäuseabschnitt, der ein vom Gehäuse umschlossenes Innenvolumen definiert, und ein Düsenelement am oberen Abschnitt des Gehäuses, das sich durch das Gehäuse erstreckt, umfasst. Ein oberer Einlassabschnitt des Düsenelements ist mit einer geeigneten Quelle eines komprimierten Trägergases koppelbar, wobei ein unterer Abschnitt des Düsenelements eine Ausstoßstruktur bildet, um Gas nach unten zum unteren Endpunkt des kegelförmigen unteren Abschnitts des Zerstäubergehäuses zu lenken.
  • EP 0.473.965 offenbart eine Vorrichtung zum manuellen Verabreichen eines Pulvers. Die Vorrichtung umfasst eine Luftpumpe, bei der eine komprimierte Luftströmung das Pulver über einen Injektor und eine Wirbelkammer aufnimmt, die über einen Medienspeicher automatisch aufgefüllt werden kann, und das Pulver unter Beschleunigung durch einen Auslasskanal abgibt.
  • US 4.114.615 offenbart eine Aerosol-Inhalationsvorrichtung, die separate Treibmittel- und Medikamentenbehälter verwendet. Es ist ein Ventil vorgesehen, das in Verbindung mit einer Dosierungskammer bewirkt, dass eine abgemessene Menge des Treibmittels bei jeder Aktivierung der Vorrichtung zugeführt wird.
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Zerstäuben eines pulverisierten Medikaments in Kombination mit einem Gefäß geschaffen, wie in Anspruch 1 beansprucht ist, sowie ein Verfahren zum Zerstäuben eines pulverisierten Medikaments, wie in Anspruch 15 beansprucht ist.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung für eine effiziente pulmonale Verabreichung genauer, präziser und wiederholbarer Dosen pulverisier ter Medikamente. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nützlich für die Verabreichung von kostspieligen Biopharmaka, wie z. B. Protein-, Polypeptid- und Polynukleinsäure-Medikamenten, ist jedoch auch nützlich für die systemische oder lokalisierte Verabreichung irgendeines pulversierten Medikaments durch die Lungen. Das Verabreichungssystem und das Verfahren erzeugen eine im Wesentlichen vollständige Dispersion des Medikamentenpulvers bei Aufbrechen irgendwelcher Zusammenballungen des Pulvers, die sich vor der Verabreichung gebildet haben können. Das Verfahren und die Vorrichtung finden insbesondere Anwendung bei der Dispersion feiner pulverisierter Medikamente aus Einheitsdosierungsbehältern, wie z. B. Blisterverpackungen oder Kartuschen, wobei die vorliegende Erfindung fähig ist, im Wesentlichen die gesamte Menge des Pulvers (gewöhnlich wenigstens 70 Gew.-%, üblicherweise wenigstens 80 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 90 Gew.-%) innerhalb des Behälters zu fluidisieren und zu extrahieren, wodurch der Verlust minimiert wird und die Genauigkeit und die Präzision der Dosierung verbessert werden. Die Verfahren und Lösungsansätze finden jedoch auch Anwendung bei der Dispersion und Verabreichung von vorgegebenen abgemessenen Mengen (Boli) pulverisierter Medikamente aus Behältern, die mehrere Dosierungseinheiten enthalten, d. h. "unverpackte" Pulver, die in einem einzelnen Behälter enthalten sind.
  • Die Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind insbesondere geeignet für die Verabreichung von Pulvern, die aus diskreten Partikeln im Größenbereich von 1 μm bis 5 μm gebildet werden. Solche Pulver sind dann, wenn sie in einem Aerosol geeignet dispergiert sind, für die Verabreichung in alveolären Regionen der Lunge optimal. Sie sind jedoch besonders schwierig zu handhaben und ballen häufig während der Verarbeitung, der Verpackung und der Handhabung stark zusammen. Die Handhabungseigenschaften solcher Pulver wurden daher häufig verbessert, indem die feinen Medikamentenpartikel mit größeren Trägerpartikeln kombiniert wurden, die einfachere Handhabungs- und Dispersionseigenschaften aufweisen. Die Verwendung eines Trägers verdünnt jedoch das Medikament und erfordert ein größeres Dispersionsvolumen für eine gegebene Medikamentendosis. Die Trägerpartikel können ferner einen Erstickungsanfall hervorrufen, wenn sie inhaliert werden, und dienen zu keinem anderen Zweck als zur Verbesserung der Handhabungseigenschaften. Die vorliegende Erfindung ist fähig, eine Dispersion feiner Medikamentenpartikel mit geringen oder keinen Trägersubstanzen mittels eines zweistufigen Dispersionsverfahrens zu erreichen. Die vorliegende Erfindung funktioniert jedoch auch mit Medikamentenzusammensetzungen, die solche Trägerpartikel enthalten, sowie mit Streckmitteln, die erforderlich sein können, um gewünschte Dosierungskonzentrationen zu erzielen.
  • Die Pulver werden zuerst innerhalb des Behälters fluidisiert, wie oben beschrieben worden ist, was zu fluidisierten Partikeln und Partikelzusammenballungen führt, die anschließend im Hochgeschwindigkeitsgasstrom unter Bedingungen dispergiert werden, die solche Zusammenballungen aufbrechen. Eine solche vollständige Dispersion kann mit sehr geringen Volumina an Hochgeschwindigkeitsluft und Fluidisierungsluft erreicht werden, was zu gut dispergierten Medikamentenboli mit relativen hohen Medikamentenpartikelkonzentrationen führt. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung auch bei Medikamentenrezepturen nützlich, die ein Trägerstreckmittel oder dergleichen enthalten. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Verwendung von Trägern häufig reduziert oder insgesamt eliminiert werden kann.
  • Der Hochgeschwindigkeitsluftstrom ist vorteilhaft schallartig, was ausreichende Scherkräfte bereitstellt, um Zusammenballungen in individuelle Partikel zu trennen.
  • Vorteilhaft werden wenigstens zwei beabstandete diskrete Durchbrüche in der Zugriffsfläche ausgebildet, bevor das Einlassende des Einspeisungsrohres mit einer der Durchdringungen gekoppelt wird. Die andere Durchdringung erlaubt einem separaten Strom von Fluidisierungsluft in dem Behälter einzutreten, das Pulver zu fluidisieren und den Behälter von dem fluidisierten Pulver zu befreien, um dazu beizutragen, sicherzustellen, dass im Wesentlichen das gesamte Pulver (vorzugsweise wenigstens 70%, stärker bevorzugt wenigstens 80% und noch stärker bevorzugt wenigstens 90%) in den fließenden Luftstrom entleert wird. Der Hochdruckgasstrom wird durch plötzliches Freisetzen einer Ladung von Druckgas durch einen Strömungsweg erzeugt, der das Auslassende des Einspeisungsrohres in einem gewähl ten Winkel schneidet, um sowohl (1) einen ausreichenden Fluidisierungsluftstrom durch das Einspeisungsrohr zum Fluidisieren und Transportieren des Pulvers im Behälter hervorzurufen, als auch (2) Pulverzusammenballungen aufzubrechen, die zurückbleiben, wenn das Pulver aus dem Auslassende des Einspeisungsrohres austritt. Der Gasdruck (bezüglich des Atmosphärendrucks) vor der Freisetzung beträgt üblicherweise wenigstens etwa 1,034·105 Pa (15 psig) (um dieselbe Geschwindigkeit zu erzielen, vorzugsweise wenigstens 1,379·105 Pa (20 psig), und liegt stärker bevorzugt im Bereich von 1,379·105 Pa (20 psig) bis 1,034·106 Pa (150 psig), und liegt üblicherweise im Bereich von 2,758·105 Pa (40 psig) bis 5,516·105 Pa (80 psig). Das expandierte Volumen des freigesetzten Gases (gemessen bei Standardraumtemperatur und einem Druck (STP) von 1,013·105 Pa (14,7 psi) und 20°C) liegt somit üblicherweise im Bereich 2 ml bis 25 ml, vorzugsweise von 4 ml bis 15 ml. Die Freisetzung des Hochdruckgases kann durch eine manuelle Auslösung bewirkt werden, oder optional durch Erfassen eines Unterdrucks, der aus dem Einatmen des Patienten resultiert (d. h. sie kann atmungsaktiviert sein). Wie im Folgenden genauer beschrieben wird, wird der Hochdruckgasstrom mit dem Fluidisierungsluftstrom mit einem Volumenverhältnis (gemessen in STP) im Bereich von 1:2 bis 1:4 (Hochdruckgas:Fluidisierungsluft) kombiniert, um das Aerosol zu erzeugen, das von Patienten anschließend inhaliert wird, optional nach dem Einfangen in einer Abluftfahnenauffangkammer.
  • Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Auffangens des resultierenden diskreten Volumens des zerstäubten Pulvers in einer Abluftfahnenauffangkammer vor der anschließenden Inhalation durch den Patienten. Der Patient kann anschließend die gesamte zerstäubte Dosis aus der Kammer inhalieren, gleichzeitig mit und/oder gefolgt von einer Inhalation von Umgebungsluft, die die Auffangkammer ausräumt, um eine effiziente Verabreichung des Pulvers mit minimalen Verlusten weiter sicherzustellen. Die Inhalation von Folgeluft, die dem anfänglichen Bolus des Medikaments folgt, treibt das Medikament tief in die alveolären Regionen der Lunge, wo die Absorption stattfindet. Das Verfahren umfasst optional ferner das Befördern mehrerer Pulver enthaltender Behälter vorbei am Einspeisungsrohr, typischerweise in Form eines Streifens oder einer Scheibe, so dass das Pulver anschließend aus jedem Behälter gezogen und dispergiert werden kann.
  • Vorzugsweise können diskrete Mengen eines pulverisierten Medikaments sequentiell aus einem Behälter oder einem Vorrat zugeführt werden. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Verfahren enthält der Behälter eine Menge des pulverisierten Medikaments, die größer ist als diejenige, die in jedem einzelnen Bolus verabreicht werden soll, und enthält gewöhnlich eine Menge, die für eine große Anzahl von Boli ausreicht, gewöhnlich wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 10, und häufig 20 oder mehr. Das Verfahren umfasst das Einführen des Einlassendes des Einspeisungsrohres in den Behälter und das Vorbeiströmen eines Hochdruckgasstroms vom Auslassende des Einspeisungsrohres, um eine Luftströmung aus dem Behälter durch das Rohr hervorzurufen. Das pulverisierte Medikament wird somit in dem Luftstrom mitgerissen, der durch das Einspeisungsrohr strömt und mit dem Hochdruckgasstrom an einem Auslassende des Einspeisungsrohres vereinigt wird. Der Hochdruckgasstrom kann wiederholt am Auslassende des Einspeisungsrohres vorbeigelenkt werden, während das Einlassende innerhalb des "unverpackten" pulverisierten Medikaments im Behälter verbleibt.
  • Ein Mechanismus zum Hin- und Herbewegen des Behälters relativ zum Einspeisungsrohr (oder zum Verlängern des Einspeisungsrohres relativ zum Behälter) ist optional vorgesehen. Eine Quelle für komprimiertes Gas zum Erzeugen des hohen Drucks einer handbetätigten Pumpe, einer elektrischen Pumpe (gewöhnlich batteriebetrieben), eines Druckgasbehälters, eines 2-Fluid-Systems, oder ein resultierender Unterdruckbereich am Auslassende des Einspeisungsrohres zieht Fluidisierungsluft in den Behälter (vorzugsweise aus der Abluftfahnenauffangkammer, die anschließend das Aerosol aufnimmt, wodurch die per Saldo von außerhalb der Vorrichtung eingebrachte Luft minimiert wird), um das Pulver zu fluidisieren und durch das Rohr aus dem Behälter zu extrahieren und in den Hochgeschwindigkeitsgasstrom einzubringen, um die gewünschte Dispersion zu bilden. Gewöhnlich ist die Auffangkammer über dem Auslassende des Einspeisungsrohres angeordnet und auf dieses ausgerichtet, um die "Abluftfahne" des pulverisierten Aerosols aufzunehmen und der Abluftfahne zu erlauben, sich vor der Inhalation durch den Patienten zu beruhigen. Das Einspeisungsrohr weist keine Düsen oder Ejektorröhren innerhalb des Strömungsweges auf, wobei der klare, ununter brochene Strömungsweg jede Tendenz des Einspeisungsrohres reduziert, sich zuzusetzen oder anderweitig die Dispersionseffizienz zu verlieren. Die Verwendung von Luft aus der Auffangkammer als Quelle des Fluidisierungsgases ist vorteilhaft, da dies das Gesamtvolumen des in die Kammer eingebrachten "neuen" Gases reduziert, was das Auffangen des Dispersionsgasstroms (d. h. der Kombination aus dem Hochdruckgasstrom und dem Fluidisierungsluftstrom) einfacher macht. Eine solche Wiederverwendung der Luft aus der Auffangkammer ist jedoch kein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Fluidisierungsluft kann auch direkt von außerhalb der Vorrichtung erhalten werden.
  • Der Behälter wird vorteilhaft in einem Mechanismus zum Vorrücken eines kontinuierlichen Bandes (z. B. eines Streifens oder einer Scheibe) unterstützt, das mehrere Behälter an Fluidisierungsort vorbeibefördert. Gewöhnlich enthält der Bahnvorrückmechanismus einen Einsatz oder einen Schlitten, der das Band hält und relativ zum Zuführungsform hin und her beweglich montiert ist, so dass die Behälter sequentiell vorgerückt werden können, während der Einsatz und das Rohr getrennt sind, wobei das Rohr anschließend in den Behälter eingebracht wird, indem der Einsatz und das Rohr zusammengeführt werden. Optional wird der Behälterdeckel oder eine andere einzelne Zugangsfläche (d. h. eine Oberfläche auf einer Seite des Behälters) unmittelbar vor dem Einführen des Einspeisungsrohres durchstoßen, gewöhnlich unter Verwendung eines separaten Durchdringungsmechanismus, der den Deckel durchstößt, wenn der Einsatz relativ zum Einspeisungsrohr hin und her bewegt wird. Alternativ kann die Zugangsfläche gleichzeitig mit dem Einführen des Einspeisungsrohres durchstoßen werden. Im letzteren Fall weist das Einlassende des Einspeisungsrohres gewöhnlich eine Durchdringungsstruktur auf, und/oder es sind zusätzliche Durchdringungsstrukturen vorgesehen, um zusätzliche Durchbrüche für den Eintritt der Fluidisierungsluft zur Verfügung zu stellen.
  • Der Durchdringungsmechanismus erzeugt vorteilhaft wenigstens zwei beabstandete Löcher im Deckel, wobei ein Loch das Einspeisungsrohr aufnimmt oder mit diesem in Eingriff gelangt, und das andere Loch (die anderen Löcher) den Eintritt von Verdrängungsluft zum Fluidisieren des Pulvers und Ausräumen des Behälters erlaubt (erlauben), wenn das Pulver durch das Einspeisungsrohr entnommen wird. Eine Rohrleitung oder ein anderer Weg kann ebenfalls vorgesehen sein, um Luft aus der Abluftfahnenauffangkammer zurück zum Behälter zu lenken, um wenigstens teilweise die notwendige Verdrängungsluft bereitzustellen. Das Loch für das Einspeisungsrohr kann gleichzeitig mit dem Verdrängungsluftloch (den Verdrängungsluftlöchern) oder zu einem anderen Zeitpunkt ausgebildet werden. Zum Beispiel kann (können) das Verdrängungsluftloch (die Verdrängungsluftlöcher) an einer Durchstoßstation ausgebildet werden, die vor der Dispersionsstation angeordnet ist, wobei das Einspeisungsrohrloch an der Dispersionsstation ausgebildet wird, oder umgekehrt. Es kann ferner wünschenswert sein, einen Durchdringungsmechanismus an der Dispersionsstation vorzusehen, wo die Einspeisungsrohrdurchstoßstruktur relativ zum Behälter in einer separaten Bewegung gegenüber der Verdrängungsluftlochdurchstoßstruktur hin und her bewegt wird.
  • Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein Einspeisungsrohr mit einem Einlassende, einem Auslassende und einem Lumen, das einen axialen Strömungsweg zwischen dem Einlassende und dem Auslassende definiert. Wenigstens eine Rohrleitung ist vorgesehen, um einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom am Auslassende in einer Richtung vorbeiströmen zu lassen, die sich mit dem Axialströmungsweg in einem Winkel im Bereich von 12,5° bis 65° vereinigt. Es wurde festgestellt, dass der Zusammenführungswinkel in diesem Bereich eine ausreichende Strömung von Fluidisierungsluft im Einspeisungsrohr hervorruft, um einen zugeordneten Pulverbehälter effizient zu entleeren (typischerweise werden wenigstens 80% und vorzugsweise wenigstens 90% des anfangs im Behälter befindlichen Pulvers entnommen und zerstäubt), während ferner eine ausreichende Scherenergie am Auslassende bereitgestellt wird, um Zusammenballungen, die im Pulver vorhanden sind, im Wesentlichen aufzubrechen.
  • Die Zerstäubungsvorrichtung kann zwei oder mehr getrennte Gasrohrleitungen enthalten, die aus unterschiedlichen, gewöhnlich entgegengesetzten (diametral entgegengesetzten) Seiten des Strömungsweges zusammenlaufen. Alternativ kann die Hochdruckgasrohrleitung in einer einzelnen ringförmigen Öffnung enden, die das Auslassende des Einspeisungsrohres umgibt und einen Gasströmungsweg erzeugt, der mit dem Axialströmungsweg zusammenläuft. Der letztere Lösungsansatz wird jedoch im Allgemeinen weniger bevorzugt, da es schwierig ist, ringförmige Öffnungen mit der benötigten kleinen Abmessung herzustellen. Die Gesamtlumenfläche (A1) der Hochdruck-(Dispersions)-Gasströmungsrohrleitung(en), liegt gewöhnlich im Bereich von 0,05 mm2 bis 0,3 mm2, während die Einschnürung des Einspeisungsrohres unmittelbar stromaufseitig der Gasrohrleitung(en) eine Lumenfläche (A2) im Bereich von 0,5 mm2 bis 10 mm2 aufweist. Die Fläche (A3) und die Länge des Mischvolumens unmittelbar stromabseitig der Hochgeschwindigkeitsgasrohrleitungen liegen vorzugsweise im Bereich von 0,6 mm2 bis 11 mm2 bzw. 0,5 mm bis 3 mm. Das Einspeisungsrohr stromaufseitig der Einschnürung weist gewöhnlich eine Fläche (A4) im Bereich von 0,6 mm2 bis 15 mm2 auf.
  • Die Zerstäubungsvorrichtung kann ferner ein Diffusorrohr enthalten, das sich vom Auslassende des Mischvolumens ausgehend erstreckt und ein Lumen aufweist, das gewöhnlich, jedoch nicht unbedingt, koaxial auf das Einspeisungsrohrlumen ausgerichtet ist. Der Durchmesser des Diffusorrohrlumens nimmt in einer Richtung ausgehend vom Auslassende des Mischvolumens zu, wobei es typischerweise mit einem Halbwinkel von 2° bis 10° über eine Strecke im Bereich von 0,5 cm bis 5 cm divergiert, und wobei es gewöhnlich eine Auslassfläche aufweist, die etwa gleich 4 mal der Einlassfläche (Mischvolumenfläche) ist. Das Diffusorrohr bewirkt somit eine Reduktion der Geschwindigkeit des aus dem Auslassende des Mischvolumens austretenden Gasstroms, wo die Geschwindigkeit maximal ist, vor dem Eintritt in die Abluftfahnenauffangkammer. Die Abluft wird weiterhin schnell abgebremst, wenn sie innerhalb der Kammer expandiert, und erreicht einen ruhigen oder beruhigten Zustand vor der Inhalation.
  • In einer weiteren Anordnung wird eine Einspeisungsrohranordnung geschaffen, umfassend: ein Gehäuse mit einem Hohlraum; ein Strömungsleitelement, das im Hohlraum des Gehäuses aufgenommen ist; wobei ein Strömungsweg zwischen dem Gehäuse und dem Element definiert ist; und ein Einspeisungsrohr, das in einem Axialdurchlass des Strömungslenkelements angeordnet ist.
  • Die Anordnung ist innerhalb des Aerosoldispersionssystems austauschbar, was das Entnehmen und Reinigen oder Austauschen der Anordnung erleichtert, wenn sie verstopft oder verschmutzt wird.
  • Das Einspeisungsrohr ist vorteilhaft mit einem Einlassende, einem Auslassende und einem Lumen versehen, dass sich dazwischen erstreckt, so dass das Einlassende in den Behälter eingesetzt werden kann. Auf diese Weise kann aus dem Auslassventil austretendes komprimiertes Gas am Auslassende des Einspeisungsrohrs vorbeiströmen, wobei Pulver aus dem Behälter durch das Rohr extrahiert und im strömenden komprimierten Gas verteilt wird, um das Aerosol zu bilden. Vorzugsweise ist ein Mittel vorgesehen, um wenigstens ein Loch in eine Zugangsfläche des Behälters zu stoßen, gleichzeitig mit dem Einführen des Einlassendes des Einspeisungsrohres in den Behälter. In einen bevorzugten Aspekt umfasst das Durchdringungsmittel ein Paar spitzer Ansätze, wobei die Ansätze jeweils in einen schrägen Winkel relativ zur Zugangsfläche des Behälters angeordnet sind, wenn die Ansätze durch die Zugangsfläche gestoßen werden.
  • In einer weiteren Anordnung ist ein Mittel vorgesehen, um den Behälter in Richtung zum Durchdringungsmittel und von diesem weg hin und her zu verschieben. Das Verschiebungsmittel enthält vorzugsweise eine Sprungwerkverbindung zum Verriegeln des Behälters in Stellung beim Einführen des Einlassendes des Einspeisungsrohres in den Behälter. In einem weiteren Aspekt ist ein Positionierungsstift vorgesehen, um den Behälter in einer bevorzugten Orientierung relativ zum Durchdringungsmittel auszurichten, während das Einlassende des Einspeisungsrohres in den Behälter eingeführt wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Aerosoldispersionssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
  • 2 ist eine perspektivische Darstellung einer Pulvereinspeisungsrohranordnung, die im Aerosoldispersionssystem der 1 verwendet wird, und ist in einem Viertelschnitt mit ihrem Einlassende nahe eines Pulverbehälters gezeigt.
  • 3 zeigt ein bevorzugtes Pulverbehälterdeckel-Durchdringungsmuster.
  • 4A ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der in 2 dargestellten Einspeisungsrohranordnung.
  • 4B ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 4B-4B der 4A.
  • 4C ist eine alternative Querschnittsansicht längs der Linie 4B-4B der 4A.
  • 5 ist eine schematische Darstellung, die die relativen Abmessungen und Konvergenzwinkel des Einspeisungsrohrlumens und der Dispersionsgasrohrleitungen der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 zeigt ein Einspeisungsrohrlumen in Kombination mit einer Dispersionsgasrohrleitung, die eine ringförmige Öffnung aufweist, die einen konischen Strömungspfad definiert.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Einspeisungsrohranordnung, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
  • 8 ist eine Explosionsansicht der Einspeisungsrohranordnung der 7.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht der Einspeisungsrohranordnung der 7.
  • 10 zeigt eine dritte alternative Einspeisungsrohranordnung ähnlich derjenigen der 7–9, die jedoch ferner selbst Durchdringungselemente enthält, die ein Eindringen des Einspeisungsrohres und von Fluidisierungsluftrohren in einen Pulvermedikamentbehälter erlauben.
  • 11A ist eine vergrößerte detaillierte Ansicht der Selbstdurchdringungselemente der 10.
  • 11B ist eine vergrößerte Ansicht einer alternativen Konstruktion eines Selbstdurchdringungselements.
  • 12A–12C zeigen die Verwendung der Einspeisungsrohranordnung der 7–9 beim Dispergieren eines pulverisierten Medikaments aus einem Einzeleinheitsdosis-Behälter.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Vorrichtung zum Zerstäuben eines pulverisierten Medikaments.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der 13, um 180° gedreht, und zeigt eine Auffangkammer in einer zusammengefalteten Konfiguration und ein Mundstück an der Kammer.
  • 15 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung der 13, die eine Transjektoranordnung zum Zerstäuben des pulverisierten Medikaments zeigt.
  • 16 zeigt die Transjektoranordnung der 15, die über einen beispielhaften Behälter zum Halten des pulverisierten Medikaments angeordnet ist.
  • 17 ist eine Explosionsansicht der Transjektoranordnung der 16.
  • 18 ist eine Querschnittsansicht der Transjektoranordnung und des Behälters der 16.
  • 19 zeigt die Durchdringung der Transjektoranordnung der 19 in den Behälter.
  • 20 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der 13, die das Einführen eines Behälters mit dem pulverisierten Medikament in die Vorrichtung zeigt.
  • 20A ist eine Draufsicht des auf einem Träger der Vorrichtung der 13 platzierten Behälters.
  • 21 ist eine Querschnittsseitenansicht der Vorrichtung der 13.
  • 22 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung der 13, wobei deren Außenabdeckung weggelassen ist.
  • 23 ist eine Seitenansicht einer Griffstückanordnung zusammen mit anderen ausgewählten Komponenten der Vorrichtung der 13, wobei die Griffstückanordnung in einer geschlossenen Konfiguration gezeigt ist.
  • 24 ist eine genauere Ansicht der ausgewählten Komponenten der Vorrichtung der 23 und zeigt ein Ablassventil in einer offenen Konfiguration.
  • 25 zeigt die Griffstückanordnung und andere ausgewählte Komponenten der 23, wobei die Griffstückanordnung verlängert ist, so dass sie das Ablassventil schließt und einen Kolben zurückzieht.
  • 26 ist eine genauere Ansicht des Ablassventils der 25, das in der geschlossenen Position gezeigt ist.
  • 27 ist eine perspektivische Ansicht des Ablassventils der Vorrichtung der 13.
  • 28 ist eine Querschnittsansicht des Ablassventils der 27, die das Ventil in einer offenen Konfiguration zeigt.
  • 29 ist eine Querschnittsansicht des Ablassventils der 27, wobei sich das Ventil in einer geschlossenen Konfiguration befindet.
  • BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Mit Bezug auf 1 wird nun ein System 10 zum Dispergieren eines Pulvermedikaments aus einer Vielzahl von Behältern 12 durch Einführen einer Einspeisungsrohranordnung 14 beschrieben. Die Behälter können eine beliebige Form aufweisen, die die Medikamente hält und konserviert, und die eine punktierbare Zugangsfläche bietet. Wie gezeigt ist, befinden sich die Behälter 12 in einem kontinuierlichen Band, das individuelle Schalen umfasst, die durch einen punktierbaren Deckel abgedeckt sind, typischerweise eine Metallfolie oder ein anderes herkömmliches Laminat. Jeder Behälter enthält eine genaue Dosis des pulverisierten Medikaments, das verabreicht werden soll. Die Menge des Pulvers in jeden individuellen Behälter liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 1 mg bis 20 mg, noch üblicher im Bereich von 2 mg bis 10 mg. Das kontinuierliche Band kann die Form eines Streifens, einer Scheibe oder einer gegossenen Struktur mit einem Verschluss aufweisen. Die Herstellung solcher Behälter, häufig als "Blisterverpackungen" bezeichnet, ist in der pharmazeutischen Verpackungstechnik bekannt und muss nicht weiter beschrieben werden.
  • Obwohl mit der Kassette 22 in 1 dargestellt, ist davon auszugehen, dass die Pulverdispersionssysteme der vorliegenden Erfindung auch so konstruiert sein können, dass sie Einzeldosisverpackungen aufnehmen, die nur einen Behälter aufweisen. In einem solchen Fall würde der Benutzer die Verpackung so einführen, dass der Behälter relativ zum Einspeisungsrohr 40 (2) der Einspeisungsrohranordnung 14 geeignet ausgerichtet ist. Notwendige Durchstoßungen der Zugangsfläche des Behälters können vor dem Einführen manuell hergestellt werden, oder können innerhalb des Systems 10 hergestellt werden (entweder vor oder während der Einführung der Einspeisungsrohranordnung 14). In einer alternativen Anordnung können Durchstoßlöcher im Voraus ausgebildet werden und durch Abziehen einer Abdeckung vor dem Einführen der Verpackung in die Vorrichtung freigelegt werden. Mehrfachbehälterverpackungen können ebenfalls vorgesehen sein, wobei die Verpackung in die Vorrichtung in unterschiedlichen Orientierungen eingesetzt wird, um wahlweise individuelle Behälter dem Einspeisungsrohr zu präsentieren. Eine Vielfalt von Gestaltungsoptionen steht zur Verfügung, wenn der Benutzer einen einzelnen Behälter vor jedem Gebrauch einführt.
  • Das System 10 umfasst ferner eine Basishülle 11, wobei das Einspeisungsrohr 40 (2) der Einspeisungsrohranordnung 14 ein Einlassende 16 und ein Auslassende 18 aufweist. Eine Druckgasquelle 20 ist innerhalb der Basishülle 11 vorgesehen und mit dem proximalen Ende der Einspeisungsrohranordnung 14 verbunden, um einen Hochdruckgasstrom zur Verfügung zu stellen, wie später in Verbindung mit 2 genauer beschrieben wird.
  • Die Behälter 12 werden innerhalb der Basishülle 11 montiert, um sich relativ zum Einlassende 16 der Einspeisungsrohranordnung 14 hin und her zu bewegen. Der Streifen der Behälter 12 wird innerhalb einer Kassette 22 montiert, die hin und her bewegbar in der Basishülle 11 montiert ist, während die Einspeisungsrohranordnung 14 fest innerhalb der Basishülle montiert ist. Auf diese Weise können die Behälter 12 der Reihe nach an einem Fluidisierungsort (der durch das Einlassende 16 der Einspeisungsrohranordnung 14 definiert ist) innerhalb der Kassette 12 vorbeibewegt werden, wobei der Behälter, der sich am Dispersions- oder Fluidisierungsort befindet, in die Nähe des Einlassendes 16 des Einspeisungsrohres gebracht wird, um ein Entleeren seiner pulverisierten Inhalte zu erlauben, wie später genauer beschrieben wird. Sowohl das Hin- und Herbewegen der Kassette 22 als auch das Vorrücken der Behälter 12 innerhalb der Kassette kann vom Benutzer manuell bewerkstelligt werden. Alternativ kann innerhalb der Basishülle 11 ein Mechanismus vorgesehen sein, um die Kassette 22 gleichzeitig mit dem Vorrücken des Streifens der Behälter 12 hin und her zu bewegen, entweder als Teil eines manuellen Vorrückmechanismus oder als Teil eines batteriebetriebenen Mechanismus.
  • In der Ausführungsform der 11 werden Durchdringungen im Deckel des Streifens von Behältern 12 mittels eines Durchdringungsmechanismus 24 ausgebildet. Wie gezeigt ist, ist der Durchdringungsmechanismus 24 fest innerhalb der Basishülle 11 montiert und enthält mehrere spitze Durchdringungselemente 26, die so angeordnet sind, dass sie den punktierbaren Deckel 92 (3) der Behälter 12 berühren und durchstoßen, wenn die Kassette 22 hin und her bewegt wird, wie in 1 mit gestrichelten Linien gezeigt ist. Der Durchdringungsmechanismus 24 ist so angeordnet, dass er einen Behälter 12 berührt, der eine Station vor der Einspeisungsrohranordnung 14 angeordnet ist. Somit wird jeder Behälter 12 durchstoßen, unmittelbar bevor er zur Fluidisierungsstelle vorrückt.
  • Es ist davon auszugehen, dass eine breite Vielfalt von Mechanismen vorgesehen werden kann, um Löcher in den Deckel jedes Behälters zu stoßen und den Behälter in die Nähe der Einspeisungsrohranordnung 14 zu bringen. Zum Beispiel kann die Kassette 22 innerhalb der Basishülle 11 ortsfest gehalten werden, während jeweils die Einspeisungsrohranordnung 14 und der Durchdringungsmechanismus 24 hin und her bewegt werden können, entweder gemeinsam oder getrennt. Alternativ kann das Einlassende 16 der Einspeisungsrohranordnung 14 so konfiguriert sein, dass es selbst durchstoßend ist (siehe 10 und 11A und 11B unten). Im letzteren Fall würde das gewünschte Durchdringungsmuster im punktierbaren Deckel des Behälters 12 gleichzeitig mit dem Eingreifen des Einlassendes oder dem Einsetzen desselben in das Innere des Behälters ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeinen bestimmten Punktierungs- und Vorrückmechanismus beschränkt, der verwendet werden kann.
  • Die Gasquelle 20 stellt ein Volumen an Hochdruckluft oder einem anderen Gas am Auslassende 18 des Einspeisungsrohres 40 (2) der Einspeisungsrohranordnung 14 zur Verfügung, um eine Strömung von Fluidisierungsluft einzuleiten, Pulver aus den Behältern 12 zu ziehen und das Pulver innerhalb des fließenden Gasstroms zu dispergieren. Während die Hochgeschwindigkeitsluft von der Gasquelle gewöhnlich am Auslassende 18 vorbei geleitet wird, wird angenommen, dass das Einspeisungsrohr 40 am Hochgeschwindigkeitsgasstromeinlasspunkt vorbei verlängert sein kann, indem z. B. Seiteneinlässe in einem langgestreckten Rohr vorgesehen werden. Das Hochgeschwindigkeitsgas kann sich somit mit der Fluidisierungsluft vereinen, die die mitgerissenen Partikel innerhalb des Einspeisungsrohres selbst mitführt. Mit einer solchen Konstruktion kann das Einspeisungsrohr 40 das Mischvolumen 60 (4A) definieren, wie im Folgenden beschrieben wird.
  • Die Gasquelle 20 stellt Gas mit einem relativ hohen Messdruck (bezüglich dem Atmosphärendruck) bereit, der gewöhnlich ausreicht, um eine Schallströmung vorbei am Auslassende 18 der Einspeisungsrohranordnung 14 zur Verfügung zu stellen, und beträgt typischerweise mehr als 1,034·105 Pa (15 psig), gewöhnlich wenigstens 1,379·105 Pa (20 psig), und vorzugsweise im Bereich von 1,379·105 Pa (20 psig) bis 1,034·106 Pa (150 psig), und meisten bevorzugt im Bereich von 2,75·105 Pa (40 psig) bis 5,516·105 Pa (80 psig). Die in der Hochdruckgasladung gespeicherte Energie reicht aus, um eine Luftströmung durch das Einspeisungsrohr 40 der Einspeisungsrohranordnung 14 hervorzurufen, die ihrerseits Fluidisierungsluft in den Behälter zieht, um das erwartete Gewicht des pulverisierten Medikaments zu fluidisieren und aus dem Behälter 12 zu extrahieren. Das expandierte Volumen der Ladung liegt typischerweise im Bereich von etwa 2 ml bis 25 ml (gemessen bei STP), und gewöhnlich im Bereich von etwa 4 ml bis 15 ml. Das Volumen des Fluidisierungsgases, dessen Strömung durch die Einspeisungsrohranordnung 14 mittels des Hochgeschwindigkeitsgasstroms hervorgerufen wird, beträgt gewöhnlich 2 ml bis 100 ml, vorzugsweise 4 ml bis 60 ml, gemessen bei STP. Die spezifische Art, in der das Hochdruckgas am Auslassende 18 der Einspeisungsrohranordnung 14 vorbeiströmt, wird in Verbindung mit 2 genauer beschrieben.
  • Die Gasquelle 20 kann in Form einer manuellen Pumpe, einer elektrischen Pumpe, eines Hochdruckgaszylinders oder dergleichen vorhanden sein. Die Konstruktion manueller Pumpen in in der Hand gehaltenen Pulverdispersionsvorrichtungen ist in der Patentliteratur und in der technischen Literatur beschrieben. Siehe z. B. WO 90/07351 . Die Konstruktion von elektrischen Gaspumpen, Gaszylindervorrichtungen und 2-Fluid-Systemen ist ebenfalls im Stand der Technik bekannt.
  • Das Gasdispersionssystem 10 enthält ferner eine Abluftfahnenauffangkammer 30, die über dem Auslassende 18 der Einspeisungsrohranordnung 14 angeordnet ist, um das aus dem Rohr austretende Pulver einzufangen. Die Abluftkammer 30 enthält ein Mundstück 32 an ihrem distalen Ende und weist ein Innenvolumen auf, das ausreicht, um im Wesentlichen die gesamte Pulverdispersion aufzunehmen, die aus der Einspeisungsrohranordnung 14 geliefert wird. Gewöhnlich liegt das Volumen im Bereich von 50 ml bis 1.000 ml, vorzugsweise von 100 ml bis 750 ml. Die Kammer 30 enthält ferner einen (nicht gezeigten) Umgebungslufteinlass, optional einen tangentialen Einlass, wie in US 5.458.135 beschrieben ist. Alternativ kann der Lufteinlass axial oder spiralförmig sein, wie im Folgenden in Verbindung mit den 7–9 beschrieben wird.
  • Im Betrieb wird die Pulverdispersion in die Abluftfahnenauffangkammer 30 eingebracht, wie mit den Pfeilen 34 dargestellt ist. Luft wird durch das Mundstück 32 und optional zurück durch ein ringförmiges Lumen in der Einspeisungsrohranordnung 14 verschoben, wie durch die Pfeile 36 gezeigt ist und in Verbindung mit 2 genauer beschrieben wird. Eine solche Rückführung von Luft aus der Abluftfahnenauffangkammer 30, wenn das Fluidisierungsgas eintritt, reduziert deutlich das Gesamtvolumen neuen Gases, das in das System eingebracht wird. Das alleinige neue Gas, das eingebracht wird (vor der Inhalation des Patienten) stammt von der Gasquelle 20. Nachdem der gesamte Inhalt des Behälters 12 dispergiert und innerhalb der Abluftkammer 30 aufgefangen worden ist, inhaliert der Patient die gesamte zerstäubte Dosis durch das Mundstück 32, die durch Umgebungsluft durch die Kammer gejagt wird, um das gesamte zerstäubte Medikament aus der Kammer zu extrahieren. Optional kann eine Mündungsplatte oder ein anderes Strömungsbegrenzungselement im Kammerlufteinlasspfad platziert sein, um die Inhalation zu verlangsamen und die Eindringtiefe der Pulverpartikel zu steigern. Die Inhalation der zusätzlichen Luft stellt ferner sicher, dass das pulverisierte Medikament effizient dispergiert und tief in die alveolären Regionen der Lunge getrieben wird, wo es für eine systemische Absorption oder eine lokalisierte Verabreichung zur Verfügung steht.
  • Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Einspeisungsrohranordnung 14 ein inneres rohrförmiges Einspeisungsrohr 40, das das Einlassende 16 der Einspeisungsrohranordnung 14 an ihrem distalen Ende definiert, und ein äußeres koaxiales Rohrelement 42, das ein ringförmiges Lumen 44 definiert, um Luft aus der Kammer 30 zurück zum Behälter 12 zu leiten, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.
  • Das Lumen 46 des inneren rohrförmigen Einspeisungsrohres 40 erstreckt sich vom Einlassende 16 zum Auslassende 18, wo eine Einschnürung oder Verengung optional ausgebildet ist. Die Einschnürung oder Verengung ist für die Funktion der Einspeisungsrohranordnung 14 nicht notwendig, jedoch ist es die Fläche (A2) am Auslassende des Lumens 46 (4A), die die Leistungseigenschaften des Einspeisungsrohres bestimmt, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Dispersionsgas von der Gasquelle 20 tritt durch eine Öffnung 50, die mit einer ringförmigen Vorkammer 52 verbunden ist, in die Einspeisungsrohranordnung 14 ein. Die ringförmige Vorkammer 52 ist ihrerseits mit einem Paar Gasrohrleitungen 54 verbunden, die konvergierende Gasströme in den Strömungspfad leiten, der durch das Lumen 46 des Einspeisungsrohres 40 definiert ist. Der Winkel, mit dem die Gasrohrleitungen 45 ausgerichtet sind, ist so gewählt, dass ein angemessenes Gleichge wicht zwischen der Größe der Strömungsgeschwindigkeit, die in dem durch das Lumen 46 gezogenen Pulverstrom hervorgerufen wird, und die Größe der Scherkräfte, die Zusammenballungen im Pulver aufbrechen, wenn sie vom Auslassende 18 in einen Expansionsabschnitt 58 gelangen, geschaffen wird.
  • Die Fläche (A2) (4A) der Einschnürung 18 des Einspeisungsrohrlumens 46 liegt typischerweise im Bereich von 0,5 mm2 bis 10 mm2, vorzugsweise im Bereich von 1 mm2 bis 4 mm2. In der dargestellten Ausführungsform ist die Fläche (A4) des vorgelagerten Abschnitts des Lumens 46 (4A) größer als A2, und beträgt typischerweise 0,6 mm2 bis 15 mm2. Das vorgelagerte Lumen 46 kann jedoch über seine gesamte Länge eine gleichmäßige Fläche gleich der Auslassendfläche (A2) aufweisen, obwohl eine solche Konstruktion weniger bevorzugt wurde.
  • Wie in 4A gezeigt ist, ist ein Mischvolumen 60 mit einer gleichmäßigen (nicht expandierenden) Querschnittsfläche (A3) und einer Länge (L2) unmittelbar am Auslassende 18 des Einspeisungsrohres 40 angeordnet. Die Querschnittsfläche (A3) ist wie gezeigt etwas größer als die Einspeisungsrohrverengungsfläche (A2) des Auslasses, jedoch ist dies nicht notwendig. Die beispielhafte Fläche (A3) liegt typischerweise im Bereich von 0,6 mm2 bis 11 mm2. Die Länge (L2) ist gleich 1 bis 5 mal dem Durchmesser des Mischvolumens 60 (für kreisförmige Querschnitte), und liegt typischerweise im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Paar Gasrohrleitungen 54 (4B) gezeigt, wie in 4B dargestellt ist. Es wäre auch möglich, nur einen einzelnen Einlassstrahl zu verwenden, oder drei, vier oder mehr separate Einlässe vorzusehen, wobei in 4C vier Einlässe 54' dargestellt sind. Andere Konfigurationen sind ebenfalls brauchbar, einschließlich einer kontinuierlichen ringförmigen Öffnung, wie in Verbindung mit 6 beschrieben wird, oder Kombinationen von senkrechten Strahlen (zum Aufbrechen von Zusammenballungen) und axial gerichteten Strahlen (um einen Fluidisierungsgasstrom hervorzurufen).
  • Wie in 5 gezeigt ist, sind Hochdruckgasrohrleitungen 72 um die Verengung eines Einspeisungsrohrlumens 70 in Winkeln α1 und α2 angeordnet, welche gewöhnlich, jedoch nicht unbedingt gleich sind. Die Winkel α sind wichtig, um sowohl einen angemessenen Massentransport von Pulver aus dem Behälter als auch ein angemessenes "Zusammenballungsaufbrechen", wenn das Pulver unmittelbar stromabseitig der Auslassöffnungen der Rohrleitungen 72 in das Mischvolumen eintritt, zu erreichen. Die Winkel α liegen im Bereich von 12,5° bis 65°, und betragen vorzugsweise 25° bis 40°.
  • Es ist davon auszugehen, dass die Hochdruckgaslumen 72, wie in 5 dargestellt, als eine einzelne konische Vorkammer 80 ausgebildet sein können, die in einer ringförmigen Öffnung 82 endet, wie in 6 dargestellt ist. Der Konvergenzwinkel α liegt im Allgemeinen innerhalb eines Bereiches, der oben angegeben ist, für da oben angegebene α, wobei die Gesamtfläche des ringförmigen Lumens 82 im Allgemeinen innerhalb der Gesamtfläche A2 für die Hochdruckgaslumen liegt, ebenfalls wie oben angegeben ist. Typischerweise weist die konische Vorkammer 80 eine Weite ω im Bereich von etwa 0,005 mm bis 0,1 mm auf.
  • Wie in 2 gezeigt ist, funktioniert die Einspeisungsrohranordnung 14 so, dass sie das Einlassende 16 des Einspeisungsrohres 40 mit einer Öffnung 90 (3) koppelt, die in einem Deckel 92 über einem Behälter 12 ausgebildet ist. Wie gezeigt ist, wird das Einlassende 16 durch den Deckel 92 in den Behälter 12 eingeführt, wobei es jedoch auch denkbar ist, das Einlassende über der Öffnung 90 in Eingriff zu bringen, wobei typischerweise eine Dichtung verwendet wird, wie in den folgenden 7–10 dargestellt ist. Die Öffnung 90 ist von beabstandeten Öffnungen 94 (sechs sind dargestellt) umgeben, die den Eintritt von Fluidisierungsluft erlauben, wenn mitgerissenes Pulver durch das innere Einspeisungsrohr 40 extrahiert wird. Die Öffnung 90 ist zentriert gezeigt, jedoch ist dies nicht notwendig. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein Teil der (und vorzugsweise die gesamte) Fluidisierungsluft durch das ringförmige Lumen 44 über eine Öffnung 96 in der Einspeisungsrohranordnung 14 bereitgestellt, das am Boden im Inneren der Abluftfahnenkammer 30 angeordnet ist. Diese "zurückgeführte" Luft aus der Abluftfahnenkammer 30 gelangt durch eine ringförmige Vorkammer 98 aus der Öffnung 96 in das ringförmige Lumen 44. Optional kann ein Gummiflansch oder eine Schürze 95 vorgesehen sein, um einen Verlust an Fluidisierungsluft vom Lumen 44 an den Behälter 12 zu verhindern. Die Zurückführung von Fluidisierungsluft aus der Abluftfahnenkammer 30 trägt dazu bei, die Abluftfahne des dispergierten Pulvers innerhalb der Abluftfahnenkammer zu halten, da sie die Luftmenge begrenzt, die verdrängt und durch das Mundstück 32 oder eine andere Öffnung in der Kammer ausgetrieben wird.
  • Das Einführen des Einlassendes 16 des Einspeisungsrohres 40 der Einspeisungsrohranordnung 14 in den Behälter 12 ist vorteilhaft (jedoch nicht notwendig), da es die im Wesentlichen vollständige Entnahme des Pulvers (gewöhnlich wenigstens 80 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 90 Gew.-%) aus dem Inneren des Behälters erleichtert. Eine solche vollständige Entnahme wird durch den Eintritt von Fluidisierungsluft durch die beabstandeten Öffnungen 94 weiter verbessert, was ein Luftströmungsmuster erzeugt, das das Pulver aus allen Ecken des Behälters in das Dispersionslumen 46 ausräumen kann.
  • Eine alternative Ausführungsform einer Einspeisungsrohranordnung 100 ist in den 7–9 gezeigt. Die Einspeisungsrohranordnung 100 ist im Wesentlichen funktional äquivalent zur Einspeisungsrohranordnung 14, und kann an deren Stelle im System der 1 verwendet werden. Das Einspeisungsrohr 100 ist jedoch für die Herstellung aus gegossenen Kunststoffteilen oder aus einer Kombination aus gegossenen Kunststoffteilen und gefertigten Metallteilen besonders geeignet.
  • Die Einspeisungsrohranordnung 100 umfasst ein Gehäuse 102, einen Gasströmungsleitpegel 104, ein Einspeisungsrohrelement 106, ein Endstück 108, ein flexibles Ventilelement 110 und eine Enddichtung 112. Das Einspeisungsrohrelement 106 ist in einem offenen Hohlraum 114 aufgenommen, der an einem unteren Ende des Strömungsleitpegels 104 angeordnet ist. Die Strömungsdurchlässe innerhalb des Einspeisungsrohres 106 sind im Wesentlichen dieselben wie diejenigen, die vorher für die Einspeisungsrohranordnung 14 beschrieben worden sind, wobei die Einspeisungsrohranordnung 100 ferner ein Mischvolumen 116 enthält, das unmittelbar über dem offenen Hohlraum 114 angeordnet ist, sowie einen Expansionsbereich 118, der über dem Mischvolumen angeordnet ist. Die Abmessungen des Mischvolumens 116 und des Expansionsbereiches 118 sind im Wesentlichen dieselben wie diejenigen, die vorher in Verbindung mit der Einspeisungsrohranordnung 14 beschrieben worden sind.
  • Wie in 8 am besten gezeigt ist, kann der Strömungsleitpegel 104 mehrere Luftströmungskanäle 120 enthalten, die auf seiner Außenoberfläche ausgebildet sind. Gewöhnlich sind eins bis zehn Kanäle vorhanden, die eine Gesamtquerschnittsfläche von 5 mm2 bis 150 mm2 aufweisen, vorzugsweise von 40 mm2 bis 100 mm2. Die Luftströmungskanäle 120 sind in 8 mit einem im Wesentlichen spiralförmigem Muster gezeigt. Das spiralförmige Muster kann bevorzugt werden, da es der in die zugehörige Abluftfahnenkammer eintretenden Verdrängungsluft eine Wirbelströmung verleiht, wenn der Patient inhaliert. Die Luftströmungskanäle 120 können jedoch auch eine im Wesentlichen geradlinige Konfiguration aufweisen, die der Verdrängungsluft ein konisch expandierendes, jedoch nicht spiralförmiges Strömungsmuster verleiht. Es wäre auch möglich, Luftströmungskanäle zu verwenden, die geradlinig und parallel zueinander sind, um ein im Wesentlichen axiales Verdrängungsluftströmungsmuster in die Abluftfahnenkammer hervorzurufen. Es wäre auch möglich, eine einzelne ringförmige Öffnung zu verwenden, in dem Stifte anderer nicht-teilender Elemente zum Unterstützen des Strömungsleitkegels verwendet werden, wobei der Kegel eine kontinuierliche Oberfläche ohne diskrete Kanäle aufweisen kann.
  • Die Luftströmungskanäle 120 sind an ihren äußeren Endpunkten von der Innenoberfläche 122 (9) des Gehäuses 102 umschlossen. Die Luftströmungskanäle erstrecken sich somit von einem unteren Ende 124 zu einem oberen Ende 126 und schaffen Strömungspfade für das Verdrängen oder "Jagen" von Luft in eine Abluftfahnenkammer, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Die Strömungspfade, die von den Kanälen 120 geschaffen werden, sorgen ferner für eine Rückführung von Luft in Umkehrrichtung aus der Abluftfahnenkammer zu einem zugeordneten Pulverbehälter, wenn das Pulver fluidisiert wird. Diese Funktion wird im Folgenden genauer beschrieben.
  • Das Endstück 108 enthält mehrere Luftströmungsöffnungen 126, die um eine zentrale Öffnung 128 angeordnet sind. Das flexible Ventil 110 liegt über den Luftströmungsöffnungen 126 und ist zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 102 und der oberen Oberfläche des Endstücks befestigt, wie in 9 am besten gezeigt ist. Das flexible Ventilelement 110 wirkt im Wesentlichen als Rückschlagventil, das das Eintreten von Luft von außerhalb der Einspeisungsrohranordnung 100 in den Bereich erlaubt, der zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 102 und dem Endstück 108 gebildet wird.
  • Die Hochdruckluft kann in den offenen Hohlraum 114 eintreten, der am Auslassende des Einspeisungsrohrelements 106 ausgebildet ist, durch eine Einlassöffnung 130, die im Gehäuse 102 (7) ausgebildet ist. Der Einfachheit halber ist der Strömungspfad von der Öffnung 130 bis zum Hohlraum 114 in 9 nicht gezeigt. Die Zufuhr von Hochdruckgas zu dem Hohlraum 114 bewirkt die Strömung von Fluidisierungsluft durch das zentrale Lumen des Einspeisungsrohrelements 106 in einer Weise vollständig analog zu derjenigen, die vorher für die Einspeisungsrohranordnung 14 beschrieben worden ist.
  • In den 10 und 11A ist eine Modifikation der Einspeisungsrohranordnung 100 gezeigt, die ein direktes Durchdringen eines Medikamentenbehälterdeckels erlaubt. Der Bequemlichkeit halber sind alle Elemente, die denjenigen in den 7–9 entsprechen, identisch nummeriert. Ein Einspeisungsrohrdurchdringungselement 140 ist am unteren Ende des Einspeisungsrohres 106 angeordnet. Wie in 11 genauer gezeigt ist, enthält das Durchdringungselement 140 ein Paar gekreuzter Innenwände 142, die in einer spitzen Klingenstruktur 144 enden. Die Klingenstruktur 144 lässt vier separate Strömungsdurchlässe 144 zurück, die in Quadranten innerhalb des Einspeisungsrohres 104 angeordnet sind. Die Strömungsdurchlässe 146 können optional jenseits des Anbringungspunktes der Klingenstruktur 144 an der Innenwand des Wirtsrohres enden.
  • Mehrere ähnliche Durchdringungsstrukturen 150 sind sowohl für das Durchdringen des Behälterdeckels als auch das gleichzeitige Bereitstellen von Fluidisierungslufteinlasspfaden vorgesehen. Die Durchdringungsstrukturen 150 können in einer Trägerplatte 152 oder einer ähnlichen Unterstützungsstruktur vorgesehen sein. Die Durchdringungsstrukturen 150 weisen eine ähnliche konische Klingenstruktur auf wie diejenige, die vorher für die Einspeisungsrohrdurchdringungsstruktur 140 beschrieben worden ist. Die Struktur der 10 kann somit sowohl für die Einspeisungsrohrdurchdrin gung als auch die peripher angeordneten Fluidisierungsluftdurchdringungen im durchdringbaren Deckel eines Medikamentenbehälters in einer einzigen Bewegung sorgen, bei der der Deckel gegen die Dichtung 112 der Einspeisungsrohranordnung 100 gezogen wird.
  • 11B zeigt eine alternative Durchdringungsstruktur 151, die ausgebildet wird, indem das Ende eines Rohres längs zweier konvergierender Ebenen bearbeitet wird. Die resultierenden angespitzten Elemente werden anschließend zusammengedrückt, um die Struktur mit Öffnungen 153 zu bilden. Das Durchdringungselement 151 ist vorteilhaft, da es den Deckel zurückstreift, wenn dieser durchstoßen wird, was die Öffnungen 153 zum Aufnehmen von Pulver freilegt. Die Durchdringungsstruktur 151 kann aus gegossenem Kunststoff sowie aus bearbeitetem Metall hergestellt werden.
  • Mit Bezug auf die 12A–12C wird im Folgenden die Verwendung der Einspeisungsrohranordnung 100 der 7–9 genauer beschrieben. Anfangs wird ein Medikamentenbehälter R, der vorgeformte Einspeisungsrohr- und Fluidisierungsluftdurchdringungen 200 und 202 aufweist, mit der Dichtung 112 in Eingriff gebracht, wie in 12A gezeigt ist. Die Dichtung 112 bewirkt eine Abdichtung gegen den durchdringbaren Deckel 204 des Behälters R. Das Einlassende des Einspeisungsrohres 106 ist so gezeigt, dass es den Deckel 104 durchdringt, jedoch ist davon auszugehen, dass eine solche Durchdringung nicht wesentlich ist, da von der Dichtung 112 für eine Abdichtung gesorgt wird. Eine Durchdringung kann jedoch wünschenswert sein, da die Deckellappen, die die Durchdringung 200 umgeben, offen gehalten werden.
  • Nachdem der Behälter R sich in Stellung befindet, wird ein Hochdruckluftstoß in den offenen Hohlraum 114 geleitet, wie in 12B gezeigt ist. Die Hochdruckluft strömt am Auslassende des Einspeisungsrohres 106 vorbei, wobei eine Strömung von Fluidisierungsluft durch den Behälter R hervorgerufen wird. Genauer wird Fluidisierungsluft durch die Luftströmungskanäle 120 aus der (nicht gezeigten) darüberliegenden Abluftfahnenkammer gezogen, wie durch Pfeile 210 gezeigt ist. Die durch die Luftströmungskanäle 120 angesaugte Luft tritt durch die Durchdringungen 202 in den Behälter ein, um somit das Pulver zu fluidisieren und das Pulver durch das Einspeisungsrohr 106 zu extrahieren. Die Luftströmung durch das Einspeisungsrohr reißt somit das Pulver mit und kombiniert das Pulver mit der Hochdruckgasströmung am Auslassende des Einspeisungsrohres. Die Kombination aus Pulver, Fluidisierungsluft und Hochdruckdispersionsgas wird anschließend in die Abluftfahnenkammer geleitet, wie durch die Pfeile 212 gezeigt ist.
  • Nachdem das Pulver dispergiert worden ist, inhaliert der Patient aus der Abluftfahnenkammer, was eine Umkehrströmung von Luft durch die Luftströmungskanäle 120 hervorruft, wie in 12C dargestellt ist, wobei Umgebungsluft durch Öffnungen 126 in die zentrale Öffnung 128 eintritt, wenn sich das flexible Ventilelement 110 öffnet. Die Luft, die durch Öffnungen 126 eintritt, strömt hauptsächlich durch die Luftströmungskanäle 120. Ein Teil kann jedoch in den Behälter R zurückströmen und nach oben durch das Einspeisungsrohr in die Abluftfahnenkammer gelangen. Eine solche Strömung durch den Behälter entleert aus dem Behälter jegliches Pulver, das zurückgeblieben sein kann.
  • Mit Bezug auf 13 wird im Folgenden eine alternative Anordnung einer Zerstäubungsvorrichtung 300 beschrieben. Die Vorrichtung 300 enthält ein Gehäuse 302 und eine Auffangkammer 304, die über das Gehäuse 302 geschoben werden kann. Innerhalb des Gehäuses 302 wird eine Transjektoranordnung 306 entnehmbar gehalten. Die Transjektoranordnung 306 ist der Einspeisungsrohranordnung 100 ähnlich, wie in den 7–9 gezeigt ist, und wird verwendet, um ein zerstäubtes Medikament in die Auffangkammer 304 einzubringen, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Die Vorrichtung 300 enthält ferner eine Griffstückanordnung 336 mit einem Handgriff 338, der in Kombination mit der Transjektoranordnung 306 verwendet wird, um das Medikament zu zerstäuben, wie im Folgenden genauer beschrieben wird. Das Gehäuse 302 enthält ferner eine Öffnung 340 zum Aufnehmen des Behälters 342 (siehe 20) mit dem pulverisierten Medikament.
  • Die Auffangkammer 304 ist so bemessen, dass sie gleitend auf dem Gehäuse 302 aufgenommen ist, so dass die Auffangkammer 304 vom Gehäuse 302 zur Reinigung abgenommen werden kann, und ferner zwischen einer eingesetzten Position (siehe 20) und einer zurückgezogenen Position (siehe 14) verschoben werden kann. In der eingesetzten Position bildet die Auffangkammer 304 eine Umhüllung zur Aufnahme von zerstäubtem Medikament, das mittels der Transjektoranordnung 306 eingebracht wird, so dass es vom Patienten inhaliert werden kann. Nach der Inhalation kann die Auffangkammer 304 über das Gehäuse 302 in die zurückgezogene Position zur Aufbewahrung geschoben werden. Um die Auffangkammer 304 in der zurückgezogenen und der eingesetzten Position zu halten, sind zwei Paare von Raststiften 308 und 310 vorgesehen. Die Raststifte 308, 310 werden in Schlitzen 312 und 314 im Gehäuse 302 aufgenommen. Federn 316 und 318 sind vorzugsweise vorgesehen, um die Raststifte 308, 310 nach außen vorzubelasten. Die Auffangkammer 304 enthält einen Kammerkörper 320 mit einem Bodenabschnitt 322 und einem oberen Abschnitt 324. Im Bodenabschnitt 322 sind ein Paar (nicht gezeigter) Nuten enthalten für einen Eingriff mit den Raststiften 308, 310. Die Raststifte 308 werden in den Nuten aufgenommen, wenn die Auffangkammer 304 sich in der eingesetzten Position befindet, während die Raststifte 310 in den Nuten aufgenommen werden, wenn sich die Auffangkammer 304 in der zurückgezogenen Position befindet. Die Raststifte 308 und 310 enthalten jeweils einen V-förmigen Abschnitt 326 und 328 für einen Eingriff mit den Nuten im Bodenabschnitt 322 der Auffangkammer 304. Der genaue Winkel und die Ausrichtung der V-förmigen Abschnitte 326 und 328 können variiert werden, um die Kraft zu erhöhen oder zu verringern, die zum Einsetzen oder Zurückziehen der Auffangkammer 304 erforderlich ist. Die passenden Nuten an der Kammer 204 können auch in unterschiedlichen Winkeln vorgesehen sein, um das Erzielen dieser Wirkung zu unterstützen. Gewöhnlich sind die Raststifte 310 so konfiguriert, dass es einfacher ist, die Kammer 304 nach unten in Richtung zum Boden des Gehäuses 302 zu verschieben, als die Kammer 304 nach oben in Richtung zur Oberseite des Gehäuses 302 zu verschieben. Auf diese Weise kann die Kammer 304 mit einer relativ kleinen Kraft in der zurückgezogenen Position oder Aufbewahrungsposition platziert werden, während eine relativ größere Kraft erforderlich ist, um die Kammer 304 aus der Aufbewahrungsposition zurückzuholen. Auf diese Weise wird die Kammer 304 so konfiguriert, dass sie nicht versehentlich während der Nichtbenutzung aufgleitet. In ähnlicher Weise sind die Raststifte 308 gewöhnlich so konfiguriert, dass eine größere Kraft erforderlich ist, um insgesamt die Kammer 304 aus dem Gehäuse 302 zu bewegen, als die Kammer 304 nach unten über das Gehäuse in Richtung zu den Raststiften 308 zu schieben. Auf diese Weise wird ein versehentliches Abnehmen der Kammer 304 verhindert, wenn die Kammer 304 in die eingesetzte Position gleitet.
  • Die Auffangkammer 304 ist vorzugsweise in der Querschnittsgeometrie asymmetrisch, so dass die Auffangkammer 304 wiederholt in einer bekannten Orientierung über dem Gehäuse 302 platziert werden kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Sicherstellung, dass eine Inhalationsöffnung 330 eines Mundstücks 331 (siehe 14) relativ zu einem Auslöseknopf 418 (siehe 21) geeignet positioniert ist, der verwendet wird, um das pulverisierte Medikament in die Auffangkammer 304 einzubringen. In einem weiteren Aspekt enthält der Kammerkörper 320 vorzugsweise wenigstens eine langgestreckte Rippe 324, die sich über die Länge des Innenraums des Kammerkörpers 320 in Längsrichtung erstreckt. Die Rippe 334 ist vorgesehen, um das Gehäuse 302 zu berühren und den Rest des Kammerkörpers 320 vom Gehäuse 302 beabstandet zu halten, wenn die Auffangkammer 304 in die zurückgezogene Position verschoben wird. Häufig verbleibt restliches Pulver an den Innenwänden des Kammerkörpers 320 nach dem Gebrauch zurück. Wenn der Kammerkörper 320 über das Gehäuse gleitet, um die Auffangkammer 304 zurückzuziehen, berührt die Rippe 334 das Gehäuse 302, um die Menge an restlichem Pulver zu begrenzen, welches vom Kammerkörper 320 mittels des Gehäuses 302 abgestreift wird. Ein umfassendes Abstreifen des angesammelten Pulvers von den Wänden des Kammerkörpers 320 ist unerwünscht, da das abgestreifte Pulver zusammenballen kann und die nachfolgende Operation der Vorrichtung 320 stören kann. In einem weiteren Aspekt ist ein erhabener Abschnitt 335 am Gehäuse 302 vorgesehen, um eine geeignete Passung zwischen dem Bodenabschnitt 322 und dem Gehäuse 302 sicherzustellen.
  • Der Kammerkörper 320 ist vorzugsweise aus einem transparenten Material konstruiert und ist gewöhnlich aus Kunststoff konstruiert. Optional kann der Kunststoff ein inhärent leitendes Polymer sein, wie z. B. in den US-Patenten Nrn. 5.342.889 , 5.348.995 und 4.719.263 beschrieben ist, um die Menge an elektrischer Ladung zu begrenzen, die während des Gebrauchs an den Wänden des Kammerkörpers 320 aufgebaut wird.
  • In 14 ist die Auffangkammer 304 in der zurückgezogenen Position gezeigt, und wird verwendet, um die Operation der Inhalationsöffnung 330 genauer zu beschreiben. Die Auffangkammer 304 enthält eine Abdeckung 344, die über der Inhalationsöffnung 330 geschlossen werden kann. Die Abdeckung 344 wird verwendet, um äußeren Schmutz oder Partikel am Eindringen in das Innere der Auffangkammer 304 während der Lagerung zu verhindern, und um ferner das zerstäubte Medikament, das mittels der Transjektoranordnung 306 eingebracht worden ist, innerhalb der Kammer 304 zu halten, bis es zur Inhalation bereit ist. Optional kann die Abdeckung 344 eine Dichtung 346 enthalten, die über der Inhalationsöffnung 330 aufgenommen ist, wenn die Abdeckung 344 geschlossen ist. Wenn das zerstäubte Medikament eingebracht wird, wird der Druck innerhalb der Auffangkammer 304 erhöht. Die Dichtung 346 dient als Ablassventil, um einem Teil des Druckgases innerhalb der Kammer 304 zu erlauben, spontan zu entweichen. Ein Reduzieren des Kammerdrucks auf diese Weise ist vorteilhaft, um einen "Stoß" des Medikaments am Entweichen zu hindern, wenn die Abdeckung 344 zum Inhalieren angehoben wird.
  • Die Auffangkammer 304 definiert vorzugsweise ein umschlossenes Volumen von etwa 50 ml bis 750 ml, und stärker bevorzugt von etwa 100 ml bis 250 ml. Wenn das zerstäubte Medikament in die Kammer 304 eingebracht wird, steigt der Druck im Inneren über den Umgebungsdruck proportional zur Menge des per Saldo in die Kammer ausgestoßenen Gases und zum Volumen der Kammer, wie durch das Gesetz von Boyle vorgeschrieben wird, wobei P1V1 = P2V2, T = konstant im Gleichgewicht gilt. Zum Beispiel führen 8 ml an Gas, das in eine Kammer von 210 ml eingebracht wird, zu einem Druckanstieg von etwa 4,137·103 Pa (0,6 psi). Somit ist es wünschenswert, dass die Dichtung 346 etwa 8 ml an Gas erlaubt, zu entweichen, um den Druck um 4,137·103 Pa (0,6 psi) zu reduzieren. Die Dichtung 346 ist vorzugsweise aus Silikon, Urethan oder ähnlichen flexiblen Elastomeren konstruiert, obwohl ein ähnlich funktionierendes Ventil mit einem federbelasteten starren Ventilelement erreicht werden kann, wie z. B. einem dünnen Mylar-Blatt oder Metallblatt oder einer solchen Platte.
  • Mit Bezug auf 15 wird das Platzieren der Transjektoranordnung 306 im Gehäuse 302 genauer beschrieben. Das Gehäuse 302 enthält eine zylindrische Öffnung 348, die so bemessen ist, dass sie die Transjektoranordnung 306 aufnimmt. Die Öffnung 348 enthält einen Keilschlitz 350 zum Aufnehmen eines Keilabschnitts 352 der Anordnung 306. Der Keilschlitz 350 ist so vorgesehen, dass die Transjektoranordnung 306 wiederholt in einer bekannten Orientierung platziert werden kann, wenn die Transjektoranordnung 306 in die Öffnung 348 eingeführt wird. Eine Mutter 354 ist vorgesehen, um die Transjektoranordnung 306 in der Öffnung 348 zu sichern. Die Mutter 354 enthält ein Paar Ansätze 356, um eine leichtere Rotation der Mutter 354 zu erlauben, wenn die Mutter 354 verriegelt oder entriegelt wird. Um die Transjektoranordnung 306 zu entnehmen, wird die Mutter 354 abgeschraubt und entfernt, wobei die Transjektoranordnung 306 vom Gehäuse 302 abgehoben wird. Alternativ kann die Mutter 354 so konfiguriert sein, dass sie in die Öffnung 348 einrastet, um die Transjektoranordnung 306 in Stellung zu halten.
  • Mit Bezug auf die 16 und 17 wird im Folgenden die Konstruktion der Transjektoranordnung 306 zusammen mit dem Behälter 342 genauer beschrieben. Wie in 17 am besten gezeigt ist, enthält die Transjektoranordnung 306 ein Gehäuse 358, einen Gasströmungslenkpegel 360, ein Einspeisungsrohrelement 362, ein Endstück 364, ein flexibles Ventilelement 366 und eine Enddichtung 368. Die Transjektoranordnung 306 arbeitet im Wesentlichen identisch zu der Einspeisungsrohranordnung 100, wie in den 7–9 gezeigt ist, beim Extrahieren und Zerstäuben des pulverisierten Medikaments im Behälter. Die Transjektoranordnung 306 unterscheidet sich von der Einspeisungsrohranordnung 100 dadurch, dass die Transjektoranordnung 306 ein alternatives Durchdringungselement 370 und ein Paar Durchdringungsstrukturen 372 enthält. Das Durchdringungselement 370 ist am unteren Ende des Einspeisungsrohres 362 angeordnet und wird verwendet, um Pulver aus dem Behälter 342 zu extrahieren, wie vorher in Verbindung mit der Einspeisungsrohranordnung 100 beschrieben worden ist, wenn das Durchdringungselement 370 in den Behälter 342 eingeführt wird. Die Durchdringungsstrukturen 372 sind vorgesehen, um sowohl den Behälterdeckel zu durchdringen als auch gleichzeitig Fluidisierungslufteinlasspfade zu schaffen. Ein besonderer Vorteil der Durchdringungsstrukturen 372 besteht darin, dass sie leicht herzustellen sind, wodurch die Gesamtkosten der Transjektoranordnung 306 reduziert werden. Wie in den 21, 23 und 24 am besten gezeigt ist, können die Durchdringungsstrukturen 372 optional mit mehreren Spitzen versehen sein, statt mit einer einzelnen Spitze, um ein Durchdringen des Behälterdeckels zu erleichtern.
  • Wie in den 18 und 19 am besten gezeigt ist, enthält der Behälter 342 einen Behälterkörper 374 mit einem durchdringbaren Deckel 376, der eine Umhüllung 378 und einen Ansatz 380 abdeckt. Innerhalb des Ansatzes 380 befindet sich ein Loch 382 für die Ausrichtung des Behälters 342 auf die Transjektoranordnung 306, wie im Folgenden genauer beschrieben wird.
  • Um den Deckel 376 zu durchdringen, wird der Behälter 342 angehoben (oder der Transjektor 306 wird abgesenkt), bis das Durchdringungselement 370 und die Durchdringungsstrukturen 372 den Deckel 376 durchstoßen, wie in 19 gezeigt ist. Die Durchdringungsstrukturen 372 sind relativ zum Durchdringungselement 370 angewinkelt und arbeiten ähnlich wie Dosenöffner, um einen Abschnitt des Deckels 376 zurückzustreifen und die Einlassluftpfade auszubilden. Sobald der Behälter 342 sich in Stellung befindet, wird ein Hochdruckluftstoß in einen offenen Hohlraum 384 eingebracht, der am Auslassende des Einspeisungsrohres 362 vorbeiströmt, um das pulverisierte Medikament innerhalb des Behälters 342 durch die Transjektoranordnung 306 abzusaugen, in ähnlicher Weise wie bei der Einspeisungsrohranordnung 100, wie in den 12–12C beschrieben worden ist. Wenn das Durchdringungselement 370 und die Durchdringungsstrukturen 372 den Deckel 376 durchstoßen, berührt die Enddichtung 368 den Behälterkörper 374 und bildet eine Abdichtung gegen den Behälter 342.
  • Mit Bezug auf die 20 und 20A wird im Folgenden die Platzierung des Behälters 342 in der Öffnung 340 genauer beschrieben. Der Behälter 342 wird in die Öffnung 340 eingebracht, indem der Ansatz 380 gegriffen wird und der Behälterkörper 374 in die Öffnung 340 eingeführt wird, bis Anschlagschultern 375 am Behälterkörper 374 mit Führungsstiften 377 (siehe auch 21) in Eingriff gelangen, auf denen ein Gestell 442 (siehe auch 22) reitet und eine weitere Verschiebung verhindert. An diesem Punkt ist das Loch 382 im Wesentlichen auf einen Stift 386 ausgerichtet. Der Behälter 342 wird dann innerhalb der Öffnung 340 angehoben, bis das Loch 382 den Stift 386 aufnimmt, der den Behälter 342 führt und ausrichtet, bis die Enddichtung 368 in Eingriff gelangt (siehe 19). Der Ansatz 380 bleibt jederzeit außerhalb des Gehäuses 302. Auf diese Weise wird ein vorzeitiges Verschließen der Auffangkammer 304 verhindert, da der Ansatz 380 ein Zurückziehen der Auffangkammer 304 verhindert. Der Ansatz 380 stellt somit sicher, dass die Auffangkammer 304 sich immer in der eingesetzten Position befindet, wenn der Behälter 342 in die Vorrichtung 300 geladen wird. Somit muss die Auffangkammer 304 sich immer in der eingesetzten Position befinden, damit der Behälter 342 in die Vorrichtung 300 geladen werden kann. Optional kann der Stift 386 kodiert sein, um nur auf eine spezifische Lochkonfiguration im Behälter 342 zu passen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung so konfiguriert sein, dass sie nur spezifische Behälter mit einem bestimmten Medikament aufnimmt. Alternativ können mehrere Stifte und entsprechende Löcher im Behälter vorgesehen sein, um die Vorrichtung 300 zu kodieren.
  • Mit Bezug auf die 21–27 wird die Funktion der Vorrichtung 300 zum Erzeugen eines zerstäubten Medikaments beschrieben. Wie in 21 gezeigt ist, ist der Handgriff 338 an der Griffstückanordnung 336 operativ mit einem Kolben 388 verbunden, der seinerseits innerhalb eines Zylinders 390 verschiebbar gehalten wird. Ein Verbindungsglied 392 ist vorgesehen, um den Kolben 388 mit dem Handgriff 338 zu verbinden. Wie in den 25 und 26 am besten gezeigt ist, wird dann, wenn der Handgriff 338 radial nach außen vom Gehäuse 302 wegbewegt wird, das Verbindungsglied 392 aus dem Zylinder 390 gezogen, um den Kolben 388 anzuheben. Wenn der Handgriff 338 vollständig ausgefahren ist (25), befindet sich der Kolben 388 in einer zurückgezogenen Position. Wenn der Handgriff 338 zurück zum Gehäuse 302 verschoben wird, wird der Kolben 388 innerhalb des Zylinders 390 verschoben, um das Gas innerhalb des Zylinders 390 unter Druck zu setzen. Wie in 21 am besten gezeigt ist, enthält der Zylinder ein Rückschlagventil 394, das innerhalb eines Halters 396 gehalten wird. Das Rückschlagventil 394 ist vorzugsweise ein "Entenschnabel"-Typ-Ventil, das Luft erlaubt, in den Zylinder 390 zu strömen, wenn der Kolben 388 in die ausgefahrene Position verschoben wird. Wenn der Handgriff 338 geschlossen ist, ist das Ventil 394 geschlossen, um Luft am Entweichen aus dem Zylinder 390 durch das Ventil 394 zu hindern. Druckluft aus dem Zylinder 390 wird über ein Transport- oder ein Auslassrohr 398 (siehe 21 und 25) zu einer Ablassventilanordnung 400 geleitet.
  • Die Ablassventilanordnung 400 steht ihrerseits mit der Transjektoranordnung 306 in Verbindung, so dass Druckgas dem offenen Hohlraum 384 zugeführt werden kann, wie vorher für 19 beschrieben worden ist. Eine Dichtung 402 ist zwischen der Ventilanordnung 400 und der Transjektoranordnung 306 vorgesehen, um die von der Ventilanordnung 400 zugeführte Hochdruckluft am Entweichen an der Grenzfläche zwischen der Ventilanordnung 400 und der Transjektoranordnung 306 zu hindern. Die Dichtung 402 ist vorzugsweise aus Urethan, Silikon oder einem ähnlichen Elastomer konstruiert, und ist relativ zu einer Längsachse der Transjektoranordnung 306 angewinkelt. Auf diese Weise kann die Transjektoranordnung 306 leicht in das Gehäuse 302 eingesetzt und aus diesem entnommen werden, während gleichzeitig eine ausreichende Grenzflächenabdichtung ermöglicht wird.
  • Die Ventilanordnung 400 enthält einen Ventilschaft 404 und einen Ventilteller 406 zum selektiven Hindern der Luft an einer Strömung durch die Anordnung 400, wie im Folgenden mit Bezug auf die 27–29 genauer beschrieben wird. In den 21–24 ist die Ventilanordnung 400 in der offenen Position gezeigt, wobei der Teller 406 nicht aufsitzt. In einer solchen Konfiguration wird das Gas innerhalb des Zylinders 390 bei Verschiebung des Kolbens 388 nicht wesentlich komprimiert, da Luft innerhalb des Zylinders 390 durch das Auslassrohr 398 entweicht. Wenn die Ventilanordnung 400 geschlossen ist, wird die Luft am Entweichen aus dem Auslassrohr 398 gehindert, so dass nur ein "voller Hub" an Luft innerhalb des Zylinders 390 komprimiert werden kann. In einem besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die Vorrichtung 300 so konfiguriert, dass die Ventilanordnung 400 geschlossen ist, wenn der Kolben 388 die ausgefahrene Position erreicht, so dass Luft innerhalb des Zylinders 390 komprimiert werden kann, wenn der Handgriff 338 zurück zum Gehäuse 302 geschoben wird. Um die Ventilanordnung 400 auf diese Weise zu schließen, enthält die Griffstückanordnung 336 ein Verbindungsglied 408 (siehe 22) mit einer daran angebrachten Schiene 410. Die Schiene 410 enthält einen langgestreckten Schlitz 412 zum Aufnehmen einer Ventilrücksetzverbindung 414 (siehe 21 und 24). Wie in den 21 und 24 am besten gezeigt ist, ist die Rücksetzverbindung 414 an einem Rollennocken 416 angelenkt. Der Rollennocken 416 ist seinerseits an einem Ventilfreigabeknopf 418 angelenkt.
  • Wie in den 25 und 26 am besten gezeigt ist, wird der Handgriff 338 vom Gehäuse 302 weggeschoben, wobei dann, wenn er die vollständig ausgefahrene Position erreicht, das Verbindungsglied 408 um einen Stift 420 schwenkt, was die Rücksetzverbindung 414 veranlasst, innerhalb des Schlitzes 412 zu gleiten, bis sie ein linkes Ende des Schlitzes 412 erreicht. An diesem Punkt wird die Rücksetzverbindung 414 in Richtung des Handgriffes 338 verschoben, um den Rollennocken 416 um den Stift 422 zu schwenken. Eine weitere Verschiebung des Handgriffes 338 veranlasst den Rollennocken 416, umzuspringen. Wenn der Rollennocken 416 umspringt, wird der Freigabeknopf 418 aus dem Gehäuse 312 nach außen verschoben und der Ventilschaft 414 wird durch die Rolle nach oben getrieben, um den Teller 406 am Sitz 452 aufsitzen zu lassen (siehe 29), wodurch die Ventilanordnung 400 geschlossen wird. Gleichzeitig wird der Kolben 388 über die Verbindung 392 in die ausgefahrene Position verschoben. Wenn der Handgriff 338 zurück zum Gehäuse 302 verschoben wird, gleitet die Rücksetzverbindung 414 innerhalb des Schlitzes 412, während der Nocken 416 umgesprungen verharrt, um die Ventilanordnung 400 geschlossen zu halten. Gleichzeitig wird der Kolben 388 innerhalb des Zylinders 390 verschoben, um die Luft innerhalb des Zylinders 390 zu komprimieren. Wenn die Bedienungsperson bereit ist, das zerstäubte Medikament in der Auffangkammer 304 zu erzeugen, wird der Freigabeknopf 418 niedergedrückt, um den Nocken 416 zurückspringen zu lassen und der Ventilanordnung 400 zu erlauben, sich zu öffnen.
  • In einem bestimmten Aspekt kann die Vorrichtung 300 so konfiguriert sein, dass sie eine Verschiebung des Handgriffes 338 zurück zum Gehäuse 302 verhindert, bis der Handgriff 338 vollständig ausgefahren ist, um den Nocken 416 überspringen zu lassen und das Ventil 400 zu verschließen. Um die Bewegung des Handgriffes 338 auf diese Weise einzuschränken, enthält die Griffstückanordnung eine Rücklaufsperre 424 (siehe 22) für einen Eingriff mit Ratschenzähnen 426 auf der Schiene 410. Wenn der Handgriff 338 ausgefahren wird, um den Nocken 416 um den Stift 422 zu schwenken, greift die Klinke 424 in die Zähne 426 auf der Schiene 410 ein, um ein Schließen des Handgriffes 338 zu verhindern, bis der Nocken 416 umspringt, um die Ventilanordnung 400 zu schließen. Eine Rücklaufsperrenfeder 425 ist vorgesehen, um die Klinke 424 gegen die Ratschenzähne 426 vorzubelasten, bis der Nocken 416 umspringt. Auf diese Weise wird ein Pumpen des Handgriffes 338 verhindert, was vorzeitig Luft in die Transjektoranordnung 306 liefern könnte. Eine solche vorzeitige Lieferung ist unerwünscht, wenn der Benutzer bereits den Behälter geladen und punktiert hat. Alternativ kann eine Regelung vorgesehen sein, um ein Durchstoßen des Behälters 342 mittels der Transjektoranordnung 306 zu verhindern, bis die Ventilanordnung 400 geschlossen ist.
  • Mit Bezug auf die 22 und 25 wird im Folgenden die Verschiebung des Handgriffes 338 relativ zum Gehäuse 302 genauer beschrieben. Die Griffstückanordnung 336 enthält ferner ein Verbindungsglied 430, das mittels eines Stifts 432 am Gehäuse 302 angelenkt ist. Das Verbinden des Handgriffes 338 mit dem Verbindungsglied 392 und dem Verbindungsglied 400 stellt eine Verbindung 434 dar. Gemeinsam stellen die Verbindungsglieder 392, 408, 430 und 434 ein Vier-Stangen-Verbindungssystem zur Verfügung, das dem Handgriff 338 erlaubt, aus dem Gehäuse 302 radial nach außen bewegt zu werden, wobei der Handgriff 338 im Wesentlichen parallel zum Gehäuse 302 gehalten wird. Wenn ferner die Ventilanordnung 400 geschlossen wird und der Handgriff 338 zurück zum Gehäuse 302 verschoben wird, wird eine im Wesentlichen gleichmäßige Kraft über den Bewegungsbereich des Handgriffes benötigt. Da auf diese Weise der Benutzer den Griff 338 zurück zum Gehäuse 302 drückt, um die Luft im Zylinder 390 zu komprimieren, erfährt der Benutzer eine im Wesentlichen gleiche Widerstandskraft während des gesamten Kompressionsschrittes. Außerdem wird die maximale Strecke, die der Handgriff 338 aus dem Gehäuse 302 heraus verschoben wird, reduziert, wodurch es für kleinere Hände leichter wird, diesen zu bedienen.
  • Wie in den 22 und 23 am besten gezeigt ist, enthält die Vorrichtung 300 ferner eine Gestellanordnung 436 zum Verschieben des Behälters 342 innerhalb der Öffnung 340, so dass das Durchdringungselement 370 und die Durchdringungsstrukturen 372 den Deckel 376 des Behälters 342 durchstoßen können. Die Gestellanordnung 436 enthält einen Daumenkipphebel 438, der am Rahmen des Gehäuses 402 mittels eines Stifts 440 angelenkt ist. Der Behälter 342 wird innerhalb eines Trägers 442 gehalten, der seinerseits über ein Verbindungsglied 444 mit dem Daumenkipphebel 438 verbunden ist. Die Funktion der Gestellanordnung 436 ist folgende. Anfangs wird der Behälter 342 in die Öffnung 340 eingeführt, wie vorher beschrieben worden ist, wobei der Behälter 342 auf dem Gestell 442 ruht. Der Daumenkipphebel 438 wird anschließend niedergedrückt, um den Kipphebel 438 um den Stift 440 zu schwenken und das Gestell 442 in Richtung zur Transjektoranordnung 306 anzuheben. Wie in 25 am besten gezeigt ist, wird der Daumenkipphebel 438 niedergedrückt, bis die Transjektoranordnung 306 den Deckel auf den Behälter 342 durchstößt und das Verbindungsglied 444 umspringt. Wenn das Verbindungsglied 444 umgesprungen ist, wird der Behälter 342 gegen die Enddichtung 368 der Transjektoranordnung 306 in Stellung verriegelt (siehe 25). Die Gestellanordnung 436 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass sie einen Durchhub des Gestells 442 kompensiert. Auf diese Weise wird das Gestell 442 entspannt, nachdem der Behälter 342 mittels der Transjektoranordnung 306 durchstoßen worden ist, bietet jedoch weiterhin eine ausreichende Abdichtung zwischen der Transjektoranordnung 306 und dem Behälter 342. Um das Gestell 442 abzusenken, wird der Daumenkipphebel 438 angehoben, um das Verbindungsglied 444 zurückspringen zu lassen. Der Behälter 342 kann anschließend aus der Öffnung 340 entnommen werden, indem der Ansatz 380 gegriffen wird und der Behälter 342 aus der Öffnung 340 gezogen wird.
  • Mit Bezug auf die 27–29 wird im Folgenden der Aufbau der Ablassventilanordnung 400 genauer beschrieben. Die Ventilanordnung 400 enthält ein Gehäuse 446 mit einer Einlassöffnung 448 und einer Auslassöffnung 450. Das Auslassrohr 398, das den Zylinder 390 mit der Ventilanordnung 400 verbindet, läuft durch die Einlassöffnung 448. Die Grenzflächendichtung 402 ist zwischen der Auslassöffnung 450 und der Transjektoranordnung 306 angeordnet, wie vorher beschrieben worden ist.
  • Die Ventilanordnung 400 ist in 28 im geöffneten Zustand gezeigt. Wenn sie offen ist, ist der Teller 406 von einem O-Ring-Sitz 452 beabstandet. Der Teller 406 wird innerhalb einer zentralen Kammer 455 gehalten, die gegen die Außenumgebung (mit Ausnahme der Auslassöffnung 450) mittels einer Membran 456 abgedichtet ist. Wenn sie offen ist, wird Luft aus dem Auslassrohr 398 in die zentrale Kammer 454 geleitet, strömt frei um den Teller 406 und tritt an der Auslassöffnung 450 aus. Wenn sie geschlossen ist (siehe 29), drückt die aus dem Auslassrohr 398 in die zentrale Kammer 454 geleitete Luft den Teller 406 gegen den Sitz 452, was ein Entweichen der komprimierten Luft aus der zentralen Kammer 454 verhindert. Die Ventilanordnung 400 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass die Dichtung zwischen dem Teller 406 und dem Sitz 452 bis zu einem Druck von etwa 120 psi und vorzugsweise bis etwa 80 psi hält.
  • Um die Ventilanordnung 400 zu öffnen, wird der Freigabeknopf 418 niedergedrückt, um den Nocken 416 zurückspringen zu lassen und dem Teller 406 zu erlauben, sich vom Sitz 452 abzuheben. Um den Teller 406 vom Sitz 452 wegzudrücken, ist eine Feder 457 vorgesehen. Die Feder 457 ist vorzugsweise so gewählt, dass sie eine Kraft bereitstellt, die ausreicht, um die Kraft auf der gegenüberliegenden Seite des Tellers zu überwinden, die durch die komprimierte Luft in der Kammer 454 erzeugt wird. Wenn somit der Freigabeknopf 418 niedergedrückt wird, überwindet die Feder 457 die von der komprimierten Luft innerhalb der Kammer 454 erzeugte Kraft und drückt schlagartig den Teller 406 vom Sitz 452 weg und erlaubt somit das Öffnen des Ventils. Das Ventil öffnet sich schnell, um der komprimierten Luft im Zylinder 390 und im Rohr 398 zu erlauben, nahezu sofort aus der zentralen Kammer 454 durch die Auslassöffnung 450 zu entweichen, wobei sie wie vorher beschrieben an die Transjektoranordnung 306 geliefert wird. Auf diese Weise arbeitet die Ventilanordnung 400 in einer "schnappenden" Arbeitsweise, um eine präzise Gasmenge der Transjektoranordnung 306 in einer schnellen, plötzlichen und irreversiblen Weise zur Verfügung zu stellen, so dass das Pulver in einer wiederholbaren und vorhersagbaren Weise ausreichend zerstäubt werden kann.
  • Optional kann das Gehäuse 302 ferner einen elektronischen Speicherchip zusammen mit einem Lautsprecher enthalten, um hörbare Anweisungen an einen Benutzer bezüglich der Bedienung der Vorrichtung 300 zu richten. Der Chip ist vorzugsweise ein EPROM-, PROM- oder PAL-Chip mit gespeicherten elektronischen Informationen bezüglich der Bedienung der Vorrichtung 300, und ist so konfiguriert, dass er beim Einsetzen der Auffangkammer 304 aktiviert wird. Auf diese Weise werden hörbare Anweisungen ausgegeben, wenn sich ein Benutzer auf eine Anwendung vorbereitet. Bevorzugte Anweisungen umfassen das Einsetzen der Kammer 304, das Laden der Vorrich tung mit der Griffstückanordnung 336, Atemanweisungen und dergleichen, sowie andere sachdienliche Informationen, die vom Hersteller bestimmt werden.
  • Obwohl die vorangehende Erfindung der Klarheit des Verständnisses halber mit einer gewissen Genauigkeit und anhand einer Erläuterung und eines Beispiels beschrieben worden ist, ist klar, dass bestimmte Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Zerstäuben eines pulverisierten Medikaments in Kombination mit einem Gefäß (12), wobei das Gefäß das pulverisierte Medikament enthält und eine punktierbare Zugangsfläche (92) aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Basisumhüllung (11); einen Halter (22) innerhalb der Basisumhüllung zum Unterstützen des Gefäßes an einem Fluidisierungsort; Durchdringungsmittel (24) zum Punktieren der punktierbaren Zugangsfläche (92); ein Einspeisungsrohr (14, 40) innerhalb der Basisumschließung (11), das eine Zentralachse und ein Einlassende (16) am Fluidisierungsort aufweist; und Mittel (54), die einen Hochdruckgasstrom an einem offenen Abschnitt (18) des Einspeisungsrohres (14) vorbeifließen lassen, wobei das Mittel (54) vom Einlassende (16) beabstandet ist, und wobei das Pulver aus dem Gefäß (12) im Halter fluidisiert und axial durch das Rohr (14) extrahiert und im Hochdruckgasstrom dispergiert wird, um ein Aerosol zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom mit dem Einspeisungsrohr in einem spitzen Winkel, gemessen zwischen dem Gasstrom und der Zentralachse durch das Einlassende (16), zusammenläuft.
  2. Kombination nach Anspruch 1, wobei der spitze Winkel im Bereich von 12,5° bis 65° liegt.
  3. Kombination nach Anspruch 1, wobei der spitze Winkel im Bereich von 25° bis 40° liegt.
  4. Kombination nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Durchdringungsmittel innerhalb der Basisumschließung (11) fest montiert ist und mehrere angespitzte Durchdringungselemente (26) enthält, die so angeordnet sind, dass sie die punktierbare Zugangsfläche (92) berühren und durchdringen.
  5. Kombination nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Einlassende (16) so konfiguriert ist, dass es das Durchdringungsmittel bereitstellt.
  6. Kombination nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gefäßhalter Mittel umfasst zum Vorrücken eines kontinuierlichen Gewebes, das mehrere Gefäße (12) trägt, wobei die individuellen Gefäße der Reihe nach zum Fluidisierungsort bewegt werden können, wobei das Mittel zum Vorrücken eine Kassette (22) umfasst, die beweglich in der Basisumschließung (11) montiert ist, das kontinuierliche Gewebe beweglich in der Kassette montiert ist, und wobei das Einspeisungsrohr (14) innerhalb der Basisumschließung fest montiert ist und das Mittel zum Vorrücken Mittel zum pendelnden Bewegen der Kassette relativ zum Einspeisungsrohr umfasst.
  7. Kombination nach Anspruch 1, wobei das Durchdringungsmittel wenigstens zwei beabstandete Löcher in der Zugangsfläche ausbildet, wobei ein Loch in das Einspeisungsrohr mündet und das andere den Eintritt von Fluidisierungsluft erlaubt, um das Gefäß (12) auszukehren, wenn Pulver durch das Einspeisungsrohr extrahiert wird, wobei das Durchdringungsmittel einen feststehenden Durchdringungsmechanismus umfasst, der so angeordnet ist, dass er Mechanismuslöcher in die Zugangsfläche eines Gefäßes schneidet, wenn die Kassette (22) relativ zum Einspeisungsrohr pendelnd bewegt wird, und ferner eine Abluftfahnenauffangkammer (30) in der Basisumschließung (11) und Mittel zum Leiten von Luft aus dem Inneren der Abluftfahnenauffangkammer zum Gefäß umfassend, wobei die geleitete Luft in das Gefäß eintritt, um Fluidisierungsluft bereitzustellen, wenn daraus Pulver entzogen wird.
  8. Kombination nach Anspruch 1, ferner eine Abgasfahnenauffangkammer (30) umfassend, die auf der Basis (11) angeordnet ist, um das in den Hochgeschwindigkeitsluftstrom dispergierte Pulver aufzufangen, wobei die Kammer ein Mündungsstück (32) an einem Ende entfernt von der Basis aufweist, und wobei das Mittel für das Fließen eine Pumpe oder eine andere Druckgasquelle (20) in der Basisumschließung umfasst, um ein unter Druck stehendes Luftvolumen plötzlich freizusetzen, um den Hochgeschwindigkeitsluftstrom zu bilden.
  9. Kombination nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines Pulvers, wobei das Mittel, das einen Hochdruckgasstrom am Auslassende (18) vorbeifließen lässt, in einer Richtung ausgerichtet ist, die mit dem Axialströmungspfad in einem Winkel im Bereich von 12,5° bis 65° zusammenläuft.
  10. Kombination nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fließmittel wenigstens einen Gaskanal (54) enthält, der mit dem Strömungspfad zusammenläuft, wobei das Fließmittel eine Gesamtlumenfläche (A1) im Bereich von 0,05 mm2 bis 0,3 mm2 bereitstellt und das Einspeisungsrohr eine Lumenfläche (A2) im Bereich von 0,05 mm2 bis 10 mm2 aufweist, ferner ein Diffusorrohr (58) umfassend, das sich vom Auslassende (18) des Einspeisungsrohres (14) ausgehend erstreckt und ein auf das Einspeisungsrohrlumen koaxial ausgerichtetes Lumen aufweist, wobei der Durchmesser des Diffusorrohrlumens in einer Richtung vom Auslassende des Einspeisungsrohres weg zunimmt, und wobei das Diffusorrohrlumen mit einem Halbwinkel von 2° bis 10° über eine Länge im Bereich von 0,5 cm bis 5 cm divergiert.
  11. Kombination nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, ferner ein Mischvolumen (60) umfassend, das zwischen dem Auslassende (18) des Einspeisungsrohres (14) und dem Diffusorrohr (58) angeordnet ist, wobei das Mischvolumen einen über seine Länge konstanten Durchmesser aufweist, und wobei das Mischvolumen eine Länge aufweist, die gleich dem 1- bis 5-fachen seines Durchmessers ist.
  12. Kombination nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gefäß (12) innerhalb der Basisumschließung (11) montierbar ist, um sich relativ zum Einlassende (16) pendelnd zu bewegen.
  13. Kombination nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, die ein Band von Gefäßen (12) umfasst.
  14. Kombination nach Anspruch 13, wobei das Band der Gefäße (12) innerhalb einer Kassette (22) montierbar ist, und wobei die Kassette in der Basisumhüllung (11) montierbar ist, um sich relativ zum Einlassende (16) pendelnd zu bewegen.
  15. Verfahren zum Zerstäuben eines pulverisierten Medikaments, wobei das Verfahren dem Typ entspricht, bei dem das Pulver in einem fließenden Gasstrom mitgerissen und in Schwebe gehalten wird, wobei das Verfahren umfasst: Punktieren einer Zugangsfläche (92) des Gefäßes (12), das das pulverisierte Medikament enthält, unter Verwendung eines Durchdringungsmittels; Einführen eines Einlassendes (16) eines Einspeisungsrohres (14) in das Gefäß (12), wobei das Einspeisungsrohr eine Zentralachse aufweist; und Vorbeifließenlassen eines Hochdruckgasstroms an einem offenen Abschnitt des Einspeisungsrohres (14), der vom Einlassende (16) beabstandet ist, um einen Luftstrom aus dem Gefäß durch das Rohr und in den fließenden Gasstrom hervorzurufen, wobei das pulverisierte Medikament aus dem Gefäß fluidisiert und axial durch das Rohr (14) extrahiert und im Hochdruckgasstrom dispergiert wird, um ein Aerosol zu bilden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gasstrom mit dem Einspeisungsrohr (14) in einem spitzen Winkel, gemessen zwischen dem Gasstrom und der Zentralachse durch das Einlassende, zusammenläuft.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Zugangsfläche (92) vor oder während des Einführens des Einspeisungsrohres (14) punktiert wird, wobei der Hochdruckgasstrom am Einspeisungsrohr in einem Winkel im Bereich von 12,5° bis 65° relativ zur Axialrichtung vorbeiströmt, und wobei eine vorgegebene Menge von wenigstens 70 Gew.-% der Menge des pulverisierten Medikaments, die sich anfangs im Gefäß (12) befindet, mitgerissen wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei wenigstens zwei beabstandete Durchdringungen in die Zugangsfläche (92) punktiert werden, wobei eine solche Durchdringung der Fluidisierungsluft erlaubt, das Gefäß (12) auszukehren, wenn das Pulver durch das Einspeisungsrohr (14) gezogen wird, und ferner das Vorrücken mehrerer Pulver enthaltender Gefäße (12) vorbei am Einspeisungsrohr (14) umfassend, wobei das Pulver der Reihe nach aus jedem Gefäß gezogen und dispergiert werden kann, wobei ein festes Volumen an Hochdruckgas im Bereich von 2 ml bis 25 ml (STP) am Auslassende vorbeiströmt, was zu einem diskreten Volumen an zerstäubtem Pulver führt, und ferner das Auffangen im Wesentlichen des gesamten Volumens des zerstäubten Pulvers in einer Abluftfahnenauffangkammer (30) umfassend, wobei das Pulver für eine anschließende Inhalation durch einen Patienten zur Verfügung steht, und wobei wenigstens ein Teil des Gases in der Kammer in das Gefäß zurückgeleitet wird.
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