DE2749629C2 - Vorrichtung zur Erzeugung eines von Treibmittel im wesentlichen freien medizinischen Aerosolnebels für die Inhalation - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aerosol-Inhalationsvorrichtungen für medizinische Zwecke werden primär für lokale Verarbreichung von Arzneimitteln auf den tieferen Teilen der Atemwege verwendet. Der Vorteil lokaler Verabreichung gegenüber systemischer Verarbreichung ist ein schnelles Ansprechen auf das Arzneimittel, selbst wenn eine niedrige Arzneimitteldosis verabreicht wird.

Herkömmliche Aerosol-Inhalationsvorrichtungen, wie die gemäß den US-PS 30 01 524 und 38 97 779, leiden unter zwei oder mehreren der folgenden Nachteile:

1. Ein wesentlicher Teil der aktiven Verbindungen wird auf den Wänden des Mundstückes oder der Abgaberöhre abgelagert und geht so verloren.

2. Ein wesentlicher Teil der aktiven Verbindungen wird im Mundraum abgelagert und hinuntergeschluckt Der abgelagerte Anteil der Dosis kann lokale Nebenwirkungen verursachen, beispielsweise das Wachstum von Pilzen in bestimmten Teilen der Mundhöhle gestatten, wenn Steroide verab reicht werden, oder es können systemische Neben wirkungen der hinuntergeschluckten aktiven Verbindung nach Absorption im Verdauungssystem bewirkt werden. Die Desorption der Aerosolteil- -chen in der Mundhöhle und den oberen Atemwe gen hängt von der Größe und der Geschwindigkeit der Teilchen ab. Teilchen, die zu groß sind, können nicht dem Richtungswechsel der Atemluft folgen, sondern prallen auf die Wände und werden dort abgelagert Diese Wirkung ist stärker bei erhöhter

is Teilchengröße und Teilchengeschwindigkeit. Die Ablagerung kann daher vermindert werden, indem man die Teilchengröße auf ein Minimum herabsetzt, was erreicht werden kann, indem man das Treibmittel verdampfen läßt Mit einem unter Druck stehenden Behälter bekommen die Aerosolteilchen anfangs eine hohe kinetische Energie, und daher sollte die Geschwindigkeit der Teilchen derart vermindert werden, daß sie hauptsächlich der Flußrichtung der Atemluft folgen.

3. Die Aktivierung der Aerosol-Inhalationsvorrichtung (Freisetzung der Dosis) und die Inhalation selbst müssen genau koordiniert werden, wenn man herkömmliche Vorrichtungen verwendet. Viele Patienten beachten dies nicht und in jenen Fällen wird die Wirkung des Arzneimittels vermindert. 4. Mit herkömmlichen Aerosol-lnhalationsvorrichtungen wird das gesamte Treibmittel zusammen mit der aktiven Verbindung inhaliert. Dies vermindert die Sicherheitsgrenze, da die üblichen Treib- mittel nicht als vollständig ungiftig anzusehen sind.

Wenigstens einige dieser Nachteile ergeben sich auch bei Verwendung einer Vorrichtung nach dem DE-GM 28 661. Diese Vorrichtung weist zwei Kammern auf, die über einen engen Durchgang miteinander verbunden sind. Erzeugter Aerosolnebe! wird durch den engen Durchgang gedrückt oder an diesem erzeugt. Es ist bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich, an einem Ende eine Anpassung an einen Aerosolbehälter und am gegenüberliegenden Ende ein Mundstück anzuordnen, mit dem ein Ventilmechanismus verbunden werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die für die Inhalation durch einen oder mehrere Atemzüge über ein Mundstück geeignet ist und die unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile einen begrenzten medizinischen Aerosolnebel erzeugt, der im wesentlichen frei von Treibmittel ist.

Die Vorrichtung umfaßt eine rotationssymmetrische Kammer, die zur Aufnahme des Aerosolnebels be stimmt ist, während das Treibmittel verdampft. Ein Ende der Kammer ist mit einer Sprühdüse verbindbar, und das andere Ende ist mit einem Mundstück ausgestattet. Die Symmetrieachsen des Mundstückes und der Verbindung zu der Sprühdüse sollten auf der Symmmetrieach- se der Kammer liegen. Der Teil der Kammer, der der Sprühdüse am nächsten liegt, ist kegelförmig ausgebildet, und der Teil der Kammer, der dem Mundstück am nächsten liegt, konvergiert zu diesem kontinuierlich. Der kegelförmige Teil der Kammer, der der Sprühdüse

b5 am nächsten liegt, ist mit LuflcinlalJöffntingcn versehen. Der konvergierende Teil der Kammer, der dem Mundstück am nächsten liegt, ist jedoch frei von Luflcinlaßöffnungen. Das gesamte Innenvolumen der Kammer

liegt zwischen 0,5 und 2,01, und die Länge der Kammer liegt zwischen 10 und 40 cm.

Der Maximaldurchmesser der Kammer liegt zwischen 25 und 80% ihrer Länge, und der größte Durchmesser der Kammer liegt dem Mundstück näher als der Sprühdüse.

Nachfolgend wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Die Vorrichtung nach der Erfindung beruht auf der Idee, eine an herkömmliche Aerosol-Inhalationsvorrichtungen angefügte Einrichtung zu verwenden und diese so zu gestalten, daß sie der Kegelform des Aerosolnebels folgt, der von der Sprühdüse erzeugt wird. Durch die Formgebung des Teils der Kammer 1, der der Sprühdüse am nächsten liegt, in der Form eines Kegels ist die Ablagerung von aktiver Verbindung in der Kammer äußerst gering.

Wie oben festgestellt wurde, endet die Kammer mit einem zu dem Mundstück 2 hin kontinuierlich konvergierenden Teil 3. Dieser Teil der Kammer kann ebenfalls kegelförmig ausgebildet sein, und seine Funktion besteht darin, den Aerosolnebeln zu verlangsamen und Aerosolnebeln kleinerer Teilchen zu erzeugen.

Diesen zuletzt erwähnten Effekt bekommt man durch das kontinuierliche Verdampfen von Treibmittel aus den Aerosolteilchen (Tröpfchen) während ihres Fluges aus der Sprühdüse. Ihre Masse, kinetische Energie und Geschwindigkeit nehmen ab (infolge des Luftwiderstandes) und werden allmählich, nach 10 bis 40 cm von der Sprühdüse aus, ausreichend klein, um dem Richtungswechsel der Atemluft zu folgen.

Die aktive Verbindung liegt gewöhnlich in der Form von kleinsten Teilchen einer Trockensubstanz mit einer Teilchengröße von weniger als 10 μηι vor, die in einem Gemisch von flüssigem Fluorkohlenstoff-Treibmittel (Freon ®) in einem unter Druck stehenden Behälter suspendiert sind. Gewöhnlich besteht die Suspension aus mehr als 99% (Gewicht/Gewicht) von flüssigem Treibmittel. Die Teilchengröße und Teilchenverteilung in dem zu inhalierenden Aerosolnebel ist infolge der Tatsache, daß man das Treibmittel in der Vorrichtung nach der Erfindung vollständiger verdampfen läßt, reproduzierbar und kann so eingestellt werden, daß die Ablagerung in der Mundhöhlung und der Kehle vernachlässigbar im Vergleich mit der in den Lungen abgelagerten Menge ist.

Gemäß der Erfindung sollte das Volumen der Kammer groß genug (0,5 bis 2,01) sein, um einem bis vier Atemzügen zu entsprechen. Die Länge der Kammer .sollte zwischen 10 bis 40 cm, vorzugsweise zwischen 20 bis 40 cm sein. Durch temporäres oder zeitweiliges Sammeln des Aerosolnebels in der Kammer können die Aerosolteilchen durch mehrere aufeinanderfolgende Inhalationen inhaliert werden, und die Koordinierung, die gewöhnlich zwischen der Abgabe (über die Sprühdüse) und der Inhalation erforderlich ist, läßt sich vollständig ausschalten.

Der konische Teil 1 der Kammer, der der Sprühdüse am nächsten liegt, ist mit, vorzugsweise radialsymmetrisch angeordneten, Lufteinlaßöffnungen 4 ausgestattet, die zweckmäßig 1 bis 50 und vorzugsweise 10 bis 50% der Gesamtoberfläche der Kammer einnehmen. Eine merkliche Menge an Treibmittel, die aus den Aerosolteilchen nach deren Austreiben aus der Sprühdüse verdampft wird, kann so durch diese Lufteinlaßöffnungen diffundieren und wird so von den Aerosolteilchen in der Kammer abgetrennt. Diese Abtrennung findet ohne merklichen Verlust an Aerosolteilchen durch die Lufteinlaßöffnungen statt, und zwar infolge der Tatsache, daß die Aerosolteilchen anfangs durch restliches Treibmittel in flüssigem Zustand in kleinen Gruppen zusammengehalten werden und somit relativ groß sind und hohe kinetische Energie und Geschwindigkeit im Vergleich mit der umgebenden Luft besitzen.

Da die Lufteinlaßöffnugen einen vergleichsweise großen Bereich bedecken, können die Teilchen dann leicht in der Form eines im wesentlichen treibmittelfreien Aerosolnebels inhaliert werden. Die Größe und Form der Lufteinlaßöffnungen erwies sich als nicht kritisch und kann in weiten Grenzen variiert werdea Beispielsweise können die Lufteinlaßöffnungen alternativ aus einem feinmaschigen Netz bestehen.

Um störende Luftströme zu vermeiden, wenn die Inhalation des Aerosolnebels stattfindet, ist es wesentlich, daß der konvergierende Teil 3 der Kammer, der dem Mundstück am nächsten liegt, keine Lufteinlaßöffnung enthält Aus dem gleichen Grund sollten die Lufteinlaßöffnungen an dem kegelförmigen Teil der Kammer, der der Sprühdüse am nächsten liegt, vorzugsweise ziemlich nahe an der Sprühdüse liegen.
Um die bestmögliche Trennung zwischen Treibmittel und aktiver Verbindung zu bekommen, sollte das Aerosol durch die Sprühdüse in die Kammer wenige Sekunden vor Beginn der Inhalation abgegeben werden.

Beispielsweise kann die Kammer mit Vorteil in mehrere Abschnitte unterteilt werden oder in der Form von Faltenbälgen vorliegen, um ihr Volumen zu vermindern, wenn sie nicht in Verwendung ist Wenn die Kammer aus Faltenbälgen besteht, kann sie zweckmäßig mit einer in Längsrichtung wirkenden Spiralfeder ausgestattet sein, um dazu beizutragen, daß die Kammer in Arbeitsstellung gehalten wird.

Die Kammer kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, wie beispielsweise aus Glas, Kunststoff und Metall. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mundstück mit einem Ventilmechanismus ausgestattet, der es möglich macht, durch das Mundstück auszuatmen, ohne daß die ausgeatmete Luft durch die Kammer geht, so daß man beim Ausatmen das Mundstück nicht aus dem Mund zu nehmen braucht Dieser Ventilmechanismus kann beispielsweise aus zwei automatischen Rückschlagventilen bestehen, von denen eines zwischen der Kammer und dem Mundstück und das andere an der Seite des Mundstückes angeordnet ist Während des Inhalierens ist das Ventil zwischen der Kammer und dem Mundstück offen und das andere Ventil geschlossen. Beim Ausatmen ist das erste Ventil geschlossen und das andere offen. Bei Verwendung eine solchen Anordnung braucht der Patient das Mundstück nicht aus dem Mund zu nehmen, wenn er ausatmet, was die Verwendung der Vorrichtung erleichtert und die Notwendigkeit einer Koordinierung zwischen der Dosierungsabgabe und der Inhalation weiter vermindert

Vergleichsversuche zwischen einer herkömmlichen Aerosol-Inhalationsvorrichtung mit und ohne Vorrichtung nach der Erfindung zeigten, daß die Ablagerung von aktiver Verbindung in der Mundhöhle des Patienten auf weniger als ein Drittel vermindert wird, wenn man eine Vorrichtung nach der Erfindung verwendet. Außerdem erwies sich die Ablagerung von aktiver Verbindung auf den Wänden der Vorrichtung als vernachlässigbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines von Treibmittel im wesentlichen freien medizinischen Aerosolnebels für die Inhalation über ein Mundstück, kennzeichnet durch eine rotationssymmetrische Kammer (1), von der ein Ende mit einer Sprühdüse verbindbar und das andere Ende mit einem Mundstück (2) versehen ist, wobei der dem Anschluß an die Sprühdüse am nächsten liegende Teil der Kammer kegelförmig ausgebildet ist und zu diesem Anschluß hin konvergiert und der dem Mundstück (2) am nächsten liegende Teil (3) der Kammer zu dem Mundstück hin kontinuierlich konvergiert, der kegelförmige Teil der Kammer, der dem Anschluß zu der Sprühdüse am nächsten liegt, mit Lufteinlaßöffnungen (4) versehen ist, der konvergierende Teil der Kammer, der dem Mundstück am nächsten liegt, keine Lufteinlaßöffnungen aufweist, das gesamte Innenvolumen der Kammer (1) zwischen 0,5 und 2,01 beträgt, die Gesamtlänge der Kammer (1) 10 bis 40 cm beträgt, der größte Durchmesser der Kammer (1) 25 bis 80% ihrer Länge beträgt und der größte Durchmesser der Kammer dem Mundstück näher als dem Anschluß zu der Sprühdüse liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachsen des Mundstükkes und des Verbindungsteils zu der Sprühdüse in der Symmetrieachse der Kammer liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (3) der Kammer, der dem Mundstück (2) am nächsten liegt, kegelförmig zu dem Mundstück hin konvergiert

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßöffnungen (4) 10 bis 50% der Gesamtoberfläche bedecken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (2) mit einem Ventilmechanismus ausgestattet ist, der ein Ausatmen durch das Mundstück ermöglicht, ohne daß die ausgeatmete Luft durch die Kammer geht

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) die Form von Faltenbälgen besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) in auseinandernehmbare Abschnitte unterteilt ist