DE69128419T2

DE69128419T2 - Verfahren und vorrichtung zum zerstäuben

Info

Publication number: DE69128419T2
Application number: DE69128419T
Authority: DE
Inventors: Stephen Dunne; Terence WESTON
Original assignee: Boehringer Ingelheim International GmbH
Current assignee: Boehringer Ingelheim International GmbH
Priority date: 1990-03-21
Filing date: 1991-03-21
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2011-03-22
Also published as: GB2256805B; YU50091A; UA27777C2; IE62626B1; FI924216A; KR0139652B1; AU650870B2; CN1061362A; CA2206753A1; ATE160947T1; PL165926B1; JPH05509241A; EP0521061A1; SI9110500B; YU48710B; CN1042203C; CZ283820B6; FI924216A0; DK0627230T3; EP0627230B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dosier-Inhalationsgerät (MDI) und in ihren bevorzugten Ausführungsformen zielt sie darauf ab, in sich geschlossene, tragbare MDI's zur Abgabe eines flüssigen Medikamentes als Tröpfchen von einer Durchschnittsgröße kleiner als etwa 10 bis 12 µm zu schaffen, ohne die Anwendung von unter Druck gesetztem Gas oder verflüssigten Treibmitteln, sowie Verfahren zur Verabreichung von Flüssigkeitströpfchen von Medikamenten zu der Lunge unter Verwendung solcher MDI's.
Es ist bekannt, Medikamente als Sprays durch die Nase oder den Mund zu verabreichen, so daß sie durch die Schleimhäute in der Nasenhöhle oder durch die Lunge absorbiert werden. Damit das Medikament tief in die Lunge eintreten kann, beispielsweise in die Lungenbläschen, wird es als notwendig erachtet, daß die Medikamentpartikel oder -tröpfchen eine Durchschnittsgröße von weniger als 12 µm aufweisen, beispielsweise von 1 bis 5 µm. Während feste Partikel mit einer Durchschnittsgröße von weniger als 5 µm bereitgestellt werden können, bereitet es Schwierigkeiten, solche kleinen Tröpfchen in einem Flüssigkeitsspray zu erhalten.
Typischerweise können derartige Medikamente durch Ausbrüche großer Volumina komprimierter Luft abgegeben werden, die kleine Mengen von aus einzelnen Teilchen bestehenden Feststoffen mitreißen, um eine Staubwolke auszubilden oder um etwas von einer Flüssigkeit zu zerstäuben, um ein Spray feiner Tröpfchen auszubilden. Dieses Verfahren resultiert jedoch in Verlusten vom Medikament und erfordert es, daß die Anwender eine Quelle großer Volumina komprimierter Luft verfügbar haben und dies ist praktisch undurchführbar, außer im Umfeld einer Klinik.
Bei in sich geschlossenen, tragbaren Geräten ist es allgemeine Praxis, das Medikament als Tröpfchen oder feste Partikel unter Verwendung eines verflüssigten Treibmittels abzugeben, um die Tröpfchen oder die Partikel aus einem unter Druck gesetzten Behälter durch eine mechanische Zerstäubungsvorrichtung, beispielsweise durch eine Wirbelkammer oder eine Sprühdüsenöffnung, abzugeben. Während es ein solches System ermöglicht, daß eine in sich geschlossene und ohne weiteres tragbare Vorrichtung konstruiert werden kann, wird die Verwendung von verflüssigten Treibmitteln aus Gründen des Umweltschutzes und anderen Gründen zunehmend unakzeptabel.
So wird die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen-Treibmitteln (FCKW's) aufgrund ihrer behaupteten Wirkung auf die Ozonschicht der Atmosphäre für die meisten Anwendungen aufgrund des Montreal-Protokolls von 1987 auslaufen. Nichtsdestotrotz meinte man aber, daß es keine entwicklungsfähige Alternative zu der Verwendung von FCKW-Treibmitteln für Medikamente gäbe, und daher hat man deren weitere Anwendung auf diesem Gebiet erlaubt.
Weiterhin wäre es darüber hinaus wünschenswert, das Medikament in Form einer Lösung aufzunehmen, um die Absorption des aktiven Inhaltsstoffes im Blutstrom zu fördern, da viele Medikamente in FCKW's unlöslich sind. Um eine Lösung zu erhalten, ist es notwendig, Kosolventien und oberflächenaktive Agenzien zu verwenden, die aber unerwünschte Sekundärkomponenten in die Medikamentrezeptur einführen können. Darüber hinaus verlieren die resultierenden Tröpfchen, wenn derartige Lösungen versprüht werden, ihre FCKW-Komponente durch eine rasche Verdampfung.
Im Ergebnis inhaliert der Anwender Tröpfchen unterschiedlicher Größen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, da sich ihre Größe ändert. Die rasche Verdampfung von FCKW hat auch den Nachteil, daß der Anwender einen unangenehmen Kühleffekt wahmimmt, wenn er das Spray inhaliert. Auf der anderen Seite ist es genau die rasche Verdampfung verflüssigter Treibmittel, die es ihnen erlaubt, hohe Drücke innerhalb des Gerätes zu erzeugen, die erforderlich sind, um Material vom Gerät abzugeben.
Trotz dieser Probleme mit der Verwendung von FCKW werden sie jedoch von der pharmazeutischen Industrie immer noch als das einzig praktikable Verfahren zur Verabreichung vieler Formen von Medikamenten angesehen. Erst im M;;rz 1990 erwog eine Konferenz der führenden Experten auf diesem Gebiet, die "Respiratory Drug Delivery II"-Konferenz in Keystone, Colorado, USA nicht, daß es eine andere entwicklungsfähige Methode gäbe zur Verfügungstellung solcher Medikamente, außer der Verwendung von FCKW's oder ihrer Analoga, wie beispielsweise die HFC und HCFC-Treibmittel.
Im Versuch, die mit den FCKW-Treibmitteln zusammenhängenden Probleme zu lösen, hat es viele Vorschläge gegeben, Geräte vom Typ der mechanischen Pumpe, die verwendet werden, um Möbelpolitur, Haarsprays und dergleichen zu versprühen, zu adaptieren. Bei solchen Geräten wird eine Pumpe vom Typ des manuell betriebenen Kolbens und Zylinder oder der flexiblen Membran durch Niederdrücken eines Axialkolben oder über einen Triggermechanismus betätigt, um eine Flüssigkeitszusammensetzung durch eine mechanische Zerstäubungsvorrichtung, wie beispielsweise Wirbelkammer oder eine kleine Sprühdüsenöffnung, zu drücken, um ein Spray von Tröpfchen ohne Anwendung eines Treibgases oder Luftstromes auszubilden. Im allgemeinen sind die ausgebildeten Tröpfchen von relativ großer Größe, typischerweise 30 bis 200 µm Durchmesser; das Volumen des abgegebenen Sprays bei jeder Betätigung der Pumpe ist von geringem Interesse für den Anwender.
Damit solche Geräte für die Anwendung zur Abgabe eines Medikamentes geeignet sind, ist es notwendig, sowohl die Tröpfchengröße, insbesondere wenn das Spray in die Lunge des Anwenders - wie oben erwähnt - gelangen soll, als auch die Menge des abgegebenen Medikamentes zu kontrollieren, so daß jede Betätigung der Pumpe eine konstante Dosis des Medikamentes bereitstellt. Es ist daher vorgeschlagen worden, irgendeine Art von Dosiermechanismus in den Aufbau solcher Pumpenspray-Vorrichtungen einzubeziehen. Dies wird oft erzielt in der Form des Hubvolumens des Zylinders der Pumpe, die verwendet wird, um das Fluid abzugeben, wie beispielsweise die US-Patente 4,147,476 und 4,694,977 und die PCT-Anmeldung WO 87/04373 zeigen. Wenn der Anwender jedoch den Pumpenmechanismus aus irgendwelchen Gründen nicht mit ihrem vollen Hub betätigt, kann die Menge des abgegebenen Fluids erheblich von der erwünschten Dosis abweichen.
Es ist darüber hinaus bis jetzt als nicht möglich angesehen worden, die erforderliche, sehr kleine Tröpfchengröße konstant zu erreichen. Ein herkömmlicher, handbetriebener Zerstäuber vom Pumpentyp wird typischerweise vom Anwender betätigt durch ein manuelles Niederdrücken des freien Endes des Pumpengehäuses oder Kolbens oder eines Triggermechanismus, um so Flüssigkeit, welche in der Pumpe gehalten wird, beispielsweise vom Zylinder der Pumpe, wenn der Kolben der Pumpe durch den Zylinder hochgedrückt wird, zu abzugeben, wie beispielsweise die US-Patente 3,838,686, 4,693,675 und 4,694,977 zeigen. Nicht nur, daß der von der Pumpe erzeugte Druck relativ gering ist, sondern der erzeugte Druck hängt ab von der Geschwindigkeit, mit der die Pumpe betrieben wird, und von der Kraft des Anwenders. Im Ergebnis variiert die Tröpfchengröße im Spray von Betätigung zu Betätigung, selbst wenn dieselbe Person die Pumpe betätigt.
Es ist vorgeschlagen worden, eine Feder vorzusehen, gegen welche der Pumpenmechanismus wirkt, wenn die Flüssigkeit auf den Ansaughub hin in die Pumpe gezogen wird, beispielsweise in den Zylinder, wenn der Kolben bei einer Pumpe des Typs Kolben/Zylinder zurückgezogen wird, wie beispielsweise in den US-Patenten 3,471,065, 3,790,034, 3,797,748, 4,260,082, 4,183,449 und 4,345,718 gezeigt. Die Feder liefert dann eine konstante Antriebskraft, wenn sie losgelassen wird, um die Flüssigkeit aus der Pumpe herauszutreiben. Bei diesen Vorschlägen ist die Pumpe so konstruiert, daß die Flüssigkeit nicht aus dem Zylinder entweichen kann, bis ein Freigabe- oder Auslaßventil betätigt wird.
Daher wird die Flüssigkeit innerhalb der Pumpe unter Druck gehalten, welcher von der Kompressionsfeder ausgeübt wird. Wenn das Ventil betätigt wird, wird die Flüssigkeit aus der Pumpe unter der Wirkung der Feder abgegeben. Obwohl diese eine bessere Gleichmäßigkeit des Druckes, mit welchem die Flüssigkeit abgegeben wird, erreicht, muß die Flüssigkeit innerhalb der Pumpe unter Druck gehalten werden, bevor das Auslaßventil betätigt wird. Dies kann in einer Reihe von Problemen resultieren. Beispielsweise muß der Pumpenmechanismus und das Auslaßventil so konstruiert sein, um den beträchtlichen Drücken, die von der komprimierten Feder erzeugt werden, zu widerstehen, da ansonsten eine Leckage auftreten kann oder die Pumpen-Zylinderwände können reißen. Darüber hinaus wird, wenn der Druck für eine längere Zeit gehalten wird, eine gewisse Leckage der Flüssigkeit hinter den Dichtungen in dem Pumpenmechanismus, beispielsweise hinter den Dichtungen zwischen dem Kolben und der Zylinderwand, auftreten, was in einem Verlust von Flüssigkeit und Druck aus dem Zylinder resultiert. Dies beeinflußt das Volumen der abgegebenen Flüssigkeit und die Tröpfchengröße in dem Spray, das am Ende erzeugt wird, wenn das Auslaßventil betätigt wird. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, daß der Anwender den Pumpenmechanismus eventuell nicht mit ihrem vollen Hub bedient. Dies hat nicht nur einen Einfluß auf das Volumen der abgegebenen Flüssigkeit, sondern beeinflußt auch die erreichte Druckspitze und damit die Tröpfchengröße, da die Feder nicht vollständig zusammengedrückt sein wird.
In einer alternativen Form eines Gerätes, welches in dem US-Patent 4,892,232 vorgeschlagen ist, wird Flüssigkeit unter Druck in einem Hauptbehälter gehalten und eine vorbestimmte Quantität wird zu einer sich ausdehnbaren Hülse aus Gummi oder ähnlichem transferiert, die getragen wird von dem Ventilbestätigungsstößel des Auslaßventils am Container. Der Stößel ist mit einer geeigneten Schlitzanordnung versehen, so daß die Hülse mit dem Rest des Behälters verbunden ist, wenn der Stößel sich in der erhobenen Position befindet. Flüssigkeit wird dann unter Druck aus dem Behälter in den Ringraum zwischen der Hülse und der Stößelwand fließen, um die Hülse radial aufzudehnen. Wenn der Ventilstößel niedergedrückt wird, wird die Stützanordnung zum Rest des Behälters geschlossen und eine Öffnung wird geöffnet, die es der Flüssigkeit ermöglicht, aus dem Ringraum hin zu einer Düsenöffnung zu entweichen, da die Hülse axial gestreckt wird und radial kollabiert. Diesem Gerät haften wiederum die Probleme einer variablen Dosis und einer variablen Tröpfchengröße an aufgrund der Veränderung in der Geschwindigkeit und der Kraft, die vom Anwender bei dem Niederdrücken des Ventilstößels aufgebracht wird, und aufgrund des Ausmaßes, mit dem der Ventilstößel bewegt wird.
Die GB-Patentanmeldung 2,209,564 beschreibt ein Gerät zur Abgabe dosierter Mengen eines Medikaments aus unter Druck gesetzter Flüssigkeit wie ein zerstäubtes Spray, insbesondere für die nasale Verabreichung von Insulin. Das flüssige Medikament wird unter Druck in einem Behälter von einem Treibmittel gehalten, wobei das Treibmittel und das flüssige Medikament voneinander durch eine bewegbare Wand getrennt sind. Die Betätigung eines Dosierventiles auf dem Behälter ermöglicht es einer dosierten Menge des vorher unter Druck gesetzten flüssigen Medikamentes, zu einer Düse zu gelangen.
Das GB-Patent 1,239,855 beschreibt die "Injektion" einer Flüssigkeit aus einer Kammer mit vorbestimmtem Volumen in einem Gasstrom über ein federbelastetes Rückschlag-Tellerventil.
Das US-Patent 4,391,621 beschreibt eine Hochdruck (wenigstens 100 bar) - Kolbenpumpe und eine Düse zum intermittierenden Sprühen einer Schicht eines flüssigen Schmierstoffes auf ein Maschinenteil, wie beispielsweise eine Schere, das in einer Glasformmaschine in Kontakt mit Glas kommt. Die Pumpe wird durch eine Magnetspule betrieben, welche aktiviert wird durch Entladung eines Kondensators.
Wir haben ein MDI zur Verabreichung von Medikament-Flüssigkeiten in die Lunge erfünden, das die oben erwähnten Probleme reduziert und welches kein verflüssigtes Treibmittel oder Gasstrom verwendet, um die Flüssigkeit abzugeben. Das MDI kann ein einfaches, in sich geschlossenes und ohne weiteres tragbares Gerät sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen MDI läßt der Anwender einem Energiespeicher Energie zukommen, der in einem "geladenen" Zustand gehalten wird, bis er auf eine abgemessene Dosis der Flüssigkeit einwirken soll, um sie durch eine mechanische Verteilungsvorrichtung oder ein anderes Zerstäubungsmittel abzugeben. Die Flüssigkeit muß in dem Gerät nicht unter Druck gehalten werden, so daß einige der Probleme, die bei früheren Vorschlägen auftraten, reduziert werden. Da das "Laden" des Energiespeichers mit der Abmessung der Dosis der Flüssigkeit verknüpft werden kann, kann die Betätigung einer Klinke oder eines anderen Mittels zum Halten des Energiespeichers in dessen "geladenen" Zustand verwendet werden, um sicherzustellen, daß die korrekte Dosis Flüssigkeit erzielt worden ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Dosier-Inhalationsgerät vorgesehen zur Abgabe einer abgemessenen Menge einer Flüssigkeit als Spray mit Tröpfchen von einer für die Inhalation in die Lunge geeigneten Größe durch Abgabe der abgemessenen Flüssigkeitsmenge durch ein Zerstäubungsmittel, wobei das Inhalationsgerät umfaßt:
eine Kammer zur Aufnahme der dosierten Menge der Flüssigkeit; einen Energiespeicher;
Mittel zur Abgabe einer vorbestimmten Energiemenge an den Energiespeicher;
Mittel zur Freigabe der vorbestimmten Energiemenge aus dem Energiespeicher auf die Kammer, um so die darin befindliche Flüssigkeit einem vorbestimmten Druckanstieg auf einen höheren Druck auszusetzen und eine Abgabe der Flüssigkeit aus der Kammer einzuleiten, und
ein Zerstäubungsmittel zur Aufnahme der abgemessenen Menge der unter Druck gesetzten Flüssigkeit aus der Kammer als einzelnen Auswurf aus der Kammer und zum Zerstäuben der abgemessenen Menge der unter Druck gesetzten Flüssigkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dosierkammer mit einer Einlaßverbindung versehen, um Flüssigkeit zu der Kammer zuzuführen, sowie mit einer Auslaßverbindung, um die unter Druck gesetzte Flüssigkeit aus der Kammer aufzunehmen, und das Zerstäubungsmittel ist am Auslaß oder in der Nähe davon vorgesehen.
Das MDI gemäß der Erfindung kann weiterhin eine oder mehrere Kontrollmittel zur Kontrolle des Flüssigkeitsstromes zwischen der Dosierkammer, dem Einlaß und dem Auslaß aufweisen.
Vorzugsweise umfaßt die Dosierkammer einen Zylinder, innerhalb dessen ein Kolben gleitbar gelagert ist.
Vorzugsweise ist der Energiespeicher so ausgelegt, um von einem Anwender des MDI betätigt zu werden, vorzugsweise um Energie zu speichern, die durch den Anwender während der Betätigung des MDI hinzugefügt wurde, und weist ein Freigabe- oder Betätigungsmittel zur Freigabe der vorbestimmten Menge von Energie aus dem Energiespeicher in der Form eines oder mehrerer Druckimpulse auf.
Das MDI weist vorzugsweise auch Lademittel zum Laden des Energiespeichers auf sowie Rückhaltemittel, wie beispielsweise eine Klinke oder ein anderes Verriegelungsmittel, zum Bewahren des Energiespeichers im geladenen Zustand; und Freigabemittel zum Freigeben des Rückhaltemittels, wodurch der Energiespeicher freigegeben wird, um so die dosierte Menge der Flüssigkeit zu veranlassen, durch das Zerstäubungsmittel als ein Spray von Tröpfchen abgegeben zu werden.
Vorzugsweise umfaßt das MDI der Erfindung einen Pumpmechanismus des Typs "Kolben im Zylinder", wobei wenigstens ein Teil der Bohrung des Zylinders als Dosierkammer wirkt, die geeignet ist, um eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit aus einem Reservoir aufzunehmen, vorzugsweise entsprechend dem Hubvolumen der Dosierkammer auf die Betätigung der Pumpe in ihrem Saughub. Der Kolben wirkt als Schnittstelle, um die Energieimpulse der Flüssigkeit in der Kammer zu verleihen. Es wird auch bevorzugt, daß die Betätigung der Pumpe gekoppelt ist mit dem Halten des Energiespeichers im geladenen Zustand, so daß der Anwender gezwungen ist, die Pumpe bis zu ihrem Vollausschlag oder bis zu einem vorbestimmten Maße zu betätigen, um den Rückhaltemechanismus zu veranlassen, einzuschnappen. Es ist jedoch zu bemerken, daß das Halten des Energiespeichers nur vorübergehend sein kann und daß die Betätigung des Gerätes über den vollgeladenen Zustand direkt zum Freigabezyklus führen kann, bei dem die Energie in dem Speicher freigegeben wird, um die Flüssigkeit in der Dosierkammer der Pumpe durch den Zerstäuber auszuwerfen, um das erwünschte Spray auszubilden.
Vorzugsweise hat der Energiespeicher die Form einer Kompressionsfeder. Es können jedoch andere Formen von Energiespeichern verwendet werden, beispielsweise eine Zugfeder oder Balgfederabschnitte an der Wand des Zylinders, Gaskolben, Motoren, Magnetspulen oder eine flexible oder deformierbare Membrane oder Diaphragma. In einigen derartiger Energiespeicher, beispielsweise in einem Gaskolben oder in einem Motor oder in einer Magnetspule, kann die Energie bereits im Speicher gespeichert sein und der Anwender gibt die Energie nur frei, wenn es erforderlich ist. In anderen Aussführungsformen, beispielsweise bei einer Feder oder einem flexiblen Diaphragma, muß der Anwender erst Energie in den Energiespeicher einleiten, d.h. er muß den Energiespeicher laden, worauffim die Energie dann während der Betätigung des Gerätes freigegeben wird. Der Einfachheit halber wird die Erfindung nachfolgend beschrieben anhand einer Kompressionsfeder, die im wesentlichen koaxial unterhalb des Kolbens einer Pumpe des Typs "Kolben-in- Zylinder" angeordnet ist, so daß die Betätigung der Pumpe in ihrem Saughub die Feder veranlaßt, zusammengedrückt zu werden und so Energie für den Entladungshub der Pumpe zu speichern. Falls gewünscht, kann mehr als eine Feder verwendet werden. Es ist insbesondere bevorzugt, daß die Feder wenigstens teilweise vorkomprimiert ist, so daß die Kraft, die von der Feder ausgeübt wird, wenn sie sich entspannt, nicht sehr stark variiert. Der Aufbau und die Konstruktion der Feder kann in bekannter Weise ausgewählt werden, um den Druck zu erhalten, der in der Dosierkammer während des Ausdehnvorganges der Feder im Entladungshub der Pumpe erforderlich ist.
Das MDI der Erfindung ist vorzugsweise in der Form einer Einheit, welche den Betätigungsmechanismus des Gerätes, d.h. das Zerstäubungsmittel, den Energiespeicher und die Flüssigkeits-Dosierkammer enthält, wobei die Einheit montiert sein kann auf einem entfernbaren oder enthalten ein entfernbares Reservoir für die zu abzugebende Flüssigkeit oder sie kann ein entfernbares Reservoir enthalten. Typischerweise wird die Flüssigkeit enthalten sein in einem kollabierbaren Behälter, der entfernbar mit dem Einlaß der Dosierkammer oder mit dem Pumpenzylinder verbunden ist. Wo große Volumina von Flüssigkeit freigegeben werden müssen, kann das Reservoir die Form einer wegwerfbaren Dose, Röhre oder dergleichen annehmen, auf deren Auslaß die aktive mechanische Einheit des MDI der Erfindung geschraubt, gedrückt oder in anderer Art und Weise befestigt ist. Ein Teil der Behälterdose kann verwendet werden, um einen Teil des aktiven Mechanismus des MDI der Erfindung zu bilden. Beispielsweise kann die Auslaßröhre des Containers verwendet werden als Kolben der Kolben-in-Zylinder-Pumpe.
Um die hohen Drücke, die erforderlich sind, um sehr feine Tröpfchen auszubilden, mit beispielsweise weniger als 10 µm im Durchschnittdurchmesser, zu erzielen, wird es in der Regel notwendig sein, irgendeine Form eines mechanischen Vorteils in dem Energielademechanismus und/oder in dem Entladungsmechanismus der Pumpe vorzusehen.
Somit wird es in der Regel wünschenswert sein, einen Hebel- oder einen Nockenmechanismus vorzusehen, um der Kompression der Feder nachzuhelfen; und/oder um den Durchmesser der Druckkammer oder den Auslaß vom Pumpenzylinder abzustufen oder anderweitig zu reduzieren, um so einen Hydraulikdruck-Vorteil am Einlaß zum Zerstäubungsmittel zu erhalten. Typischerweise wird der Hebelmechanismus verknüpft werden mit einem Triggermechanismus, den der Anwender einhändig mit dem Sprayauslaß, der sich nächst dem Ort befindet, wohin das Spray appliziert werden soll, betätigt. Falls gewünscht, kann der Sprayauslaß eine Ummantelung oder ein Mundstück beinhalten, um die Richtungsbündelung des Sprays zu unterstützen.
Wie oben angegeben, integriert das MDI vorzugsweise eine Klinke oder einen anderen Haltemechanismus zum Halten der Feder oder eines anderen Energiespeichermittels im zusammengedrückten oder energiegeladenen Zustand vor der Einleitung des Entladezyklus des Gerätes. Solch ein Haltemittel kann eine einfache mechanische Sperre oder Klinke sein, die physisch mit der Feder oder dem Pumpmechanismus in Eingriff kommt und die die Freigabe der Kompression in der Feder verhindert, bis eine weitere Betätigung eingeleitet wird. Das Haltemittel kann jedoch auch ein abgestufter Nocken oder eine Mechanik vom Typ "over center" sein, der sich gegen die Feder anlegt, um sie vorübergehend in dem gewünschten Zustand der Kompression während des Ladezyklus zu halten, der jedoch automatisch die Feder bei Fortdauern der Betätigung des Gerätes freigibt, um die Flüssigkeit abzugeben.
Wie oben angegeben, wird das MDI der Erfindung zur Ausbildung eines Sprays von Tröpfchen eines Medikamentes für die Inhalation durch einen Patienten verwendet. Für eine solche Anwendung ist es wünschenswert, daß die Tröpfchen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als etwa 12 µm aufweisen. Der Einfachheit halber wird die Erfindung nachfolgend anhand der Abgabe eines Sprays einer wäßrigen Lösung eines Medikamentes für die Inhalation in die Lunge eines Patienten über den Mund beschrieben.
Für eine solche Anwendung ist eine Tröpfchengröße wünschenswerterweise kleiner als 10 µm, typischerweise 2 bis 6 µm. Solch kleine Tröpfchengrößen können erzielt werden durch Zerstäubung der Flüssigkeit unter Verwendung eines breiten Bereiches von Zerstaubungsvorrichtungen, wie beispielsweise durch Ultraschall oder Aufprall zweier Flüssigkeitsstrahlen oder ein Auftreffen eines Strahls oder Sprays auf eine Prallfläche oder dergleichen. Wir bevorzugen es jedoch, das Spray durch Hindurchleiten der Flüssigkeit bei hohem Druck durch eine kleine Düsenöffnung zu erzeugen, vorzugsweise in Verbindung mit einer Wirbelkammer oder einer anderen Vorrichtung, die eine signifikante Sekundärströmung in der Flüssigkeit quer zur Hauptströmung an der Düsenöffnung verursacht. Der optimale Druck und die optimale Düsenöffnung in Gestalt und Größe kann bestimmt werden für jeden gegebenen Fall unter Verwendung von Techniken, die bekannt sind. So können, wenn sehr hohe Drücke in dem Pumpzylinder oder einer anderen Doskierkammer erzeugt werden können, wie beispielsweise 300 bis 500 bar, verhältnismäßig große Düsenöffnungsdurchmesser verwendet werden, beispielsweise bis zu 100 µm, typischerweise größer als 30 bis 50 i£m. Wir bevorzugen jedoch den MDI der Erfindung mit Drücken von 50 bis 400 bar zu betreiben, vorzugsweise 100 bis 350 bar und mit Düsenöffnungsdurchmesser von 1 bis 12 µm, bemerkenswerterweise 2 bis 6 µm. Falls gewünscht, kann das MDI der Erfindung Mittel aufweisen, um den erzeugten Druck zu variieren, beispielsweise durch Einstellen des Kompressionsgrades der Feder und/oder des Durchmessers der Düsenöffnung. Die hier zitierten Drücke sind absolute Drücke, die in der Dosierkammer erzielt werden; und die Düsenöffnungsdurchmesser sind die effektiven hydraulischen Durchmesser.
Vorzugsweise umfaßt das Zerstäubungsmittel eine Auslaßöffnung, die in oder auf einem Körper angebracht ist und das MDI der Erfindung umfaßt weiterhin ein Teil, das in bezug auf den genannten Körper beweglich ist, um den Betrieb des Zerstäubungsmittels einzuleiten, wobei die Anordnung so ist, daß eine solche Bewegung des genannten Teils eine Bewegung der genannten Öffnung nicht verursacht. Es ist somit für den Anwender möglich, das Gerät zu betätigen, ohne eine Auslaßdüse, welche die Öffnung beinhaltet, zu bewegen, was von Vorteil ist, wenn ein Medikament durch den Mund oder die Nase appliziert wird. Es wird auch bevorzugt, daß das MDI mit einer Ummantelung oder mit einem Mundstück, welches das Zerstäubungsmittel umgibt, ausgestattet ist, um so das Aufrechterhalten der Richtung des Sprays in die Nase oder den Mund zu unterstützen. Die Ummantelung oder das Mundstück kann dem Anwender auch dabei helfen, das Spray zu inhalieren.
Das MDI der Erfindung beinhaltet vorzugsweise ein oder mehrere Ventilmittel oder andere Steuermittel zum Regulieren des Flusses in den bzw. aus dem Pumpenzylinder oder einer anderen Dosierkammer. Somit wird es üblicherweise notwendig sein, ein Rückschlagventil am Einlaß und am Auslaß zum Zylinder vorzusehen, so daß Flüssigkeit in den Zylinder nur während des Ansaughubes der Pumpe strömen kann, und Flüssigkeit strömt zu dem Zerstäubungsmittel nur, wenn der Druck auf die Flüssigkeit im Pumpenzylinder ausgeübt wird. Um das Risiko eines vorzeitigen Austritts von Flüssigkeit aus dem MDI zu reduzieren, kann es bevorzugt sein, daß der Auslaß mit einem druckgesteuerten Auslaßventil versehen ist, welches typischerweise so eingestellt ist, zu öffnen, wenn ein Druck von 50 bar in der Dosierkammer erreicht wird.
Alternativ kann die Strömung zu der bzw. aus der Dosierkammer gesteuert werden duch einen Drehschieber oder einen anderen Ventilmechanismus, der gekoppelt ist mit der Betätigung eines Trigger- oder eines Hebelmechanismus, die in entsprechender Weise benutzt werden, um das Gerät zu betätigen und um den Energiespeicher zu laden.
So kann ein Hebel- und Triggermechanlsmus auf einer Welle schwenkbar gelagert sein, welche einen Drehschieber einschließt, so daß, wenn der Mechanismus in zunehmendem Maße niedergedrückt wird, er nicht nur die Pumpe betätigt, um Flüssigkeit in den Pumpenzylinder durch das Ventil anzusaugen, sondern auch die Feder zusammendrückt, um Energie zu speichern, und der das Ventil dreht, so daß die Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Reservoir geschlossen wird und die Verbindung zum Düsenausgang vor der Freigabe der Feder geöffnet wird, beispielsweise wenn ein Nocken, der auf der Welle getragen wird.
Es wird auch bevorzugt, daß das Gerät gemäß der Erfindung ein oder mehrere Filter stromauf der Düsenöffnung beinhaltet, um das Risiko einer Blockierung der feinen Düsenöffnung durch Feststoffteilchen in wäßriger oder anderer Lösung von Medikamenten, welche auf die Lungen appliziert werden soll, zu reduzieren. Somit kann ein feines Siebfilter, eine keramische oder gefrittete Scheibe oder dergleichen integriert sein in einer Düsenkammer oder im Auslaß der Dosierkammer. Typischerweise wird der Filter eine effektive Öffnung oder Siebgröße aufweisen, die etwa halb so groß ist wie der Düsenöffnungsdurchmesser.
Die bevorzugten MDL's der Erfindung werden betätigt durch Beladen der Dosierkammer mit der erforderlichen Menge von Flüssigkeit, Laden des Energiespeichers mit der erforderlichen Energiemenge (soweit dies nicht bereits geschehen ist, wenn bspw. ein Kolben von unter Druck gesetztem Gas verwendet wird, um einen Kolben einer Pumpe anzutreiben); und sodann durch Freigabe der Energie, um einen oder mehrere Druckimpulse auf die Flüssigkeit in der Dosierkammer auszuüben, um sie durch das Zerstäubungsmittel hinaus auszuwerfen, um das gewünschte Spray der Flüssigkeit zu erzeugen. Andere bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen detailliert dargestellt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um darzustellen, wie sie ausgeführt werden kann, wird sie nun unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Hierbei zeigt:
Figur 1 eine Schnittansicht eines Dosier-Inhalationsgerätes (MDI) gemäß der Erfindung, bei dem die abzugebende Flüssigkeit in einem zusammenfaltbaren Beutel untergebracht ist, welcher im MDI gehaltert ist,
Figur 2 eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, jedoch mit einem abzugebenden Produkt in einem unter Druck gesetzten Behälter,
Figur 3 eine Schnittansicht eines Teils eines alternativen Dosier- Inhalationsgerätes, bei dem ein abzugebendes Produkt in einer zusammenfaltbaren Röhre mit einer Düse enthalten ist, die als Kolben dient,
Figur 4 eine ähnliche Ansicht wie Figur 3, eine alternative Druckerzeugungsanordnung darstellend,
Figur 5 eine vergrößerte Detailansicht eines Beispiels einer Zerstäubungsöffnungseinheit,
Figur 6 eine vergrößerte Detailansicht eines Beispiels einer mechanischen Verteilungsöffnung,
Figur 7 schematisch ein alternatives Zerstäubungsmittel, und
Figur 8 schematisch ein anderes alternatives Zerstäubungsmittel.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile.
Das in Figur 1 gezeigte MDI umtaßt einen Körper, in dem ein Zylinder 2 von kreisförmigem Querschnitt umgrenzt ist, in dem ein Kolben 3 für eine hin und hergehende Bewegung untergebracht ist. Der Zylinder 2 steht mit einer Dosierkammer 4 mit reduziertem Querschnitt in Verbindung. Der Kolben weist einen Abschnitt 5 mit reduziertem Durchmesser auf, der abdichtend innerhalb der Dosierkammer 4 zum Eingriff kommt mittels einer Dichtkappe oder Dichtringes aus Kunststoff, beispielsweise PTFE oder Nylon, der auf dem Kolbenabschnitt 5 vorgesehen ist. Die Dichtung kann als integraler Bestandteil des Abschnittes 5 reduzierten Durchmessers des Kolbens ausgebildet sein, beispielsweise als Kappe, Rippe oder Wülst.
Eine vorgespannte Kompressionsfeder 6 ist in dem Zylinder 2 zwischen dem vergrößerten Kopf des Kolbens und der gegenüberliegenden Stirnwand des Zylinders 2 angeordnet. Eine Betätigungsstange 31 ist mit dem Kolben 3 verbunden und verläuft durch die Feder 6 und durch einen Durchgang 34 im Körper 1, um vom Körper 1 herauszuragen. Am Ende der Stange 31 oder in der Nähe davon ist ein Handhabungsmittel 32 vorgesehen zur Bewegung der Stange 31 und des Kolbens 3. Falls erwünscht, kann das Ende der Stange 31 mit einem Mechanismus wie beispielsweise einem Hebelmechanismus verbunden sein, der einen mechanischen Vorteil in sich birgt, so daß der Anwender das Gerät ohne weiteres gegen die Kompressionskraft der Feder 6 betätigen kann. Ein Feststellmittel 33, das auf dem Körper 1 vorgesehen ist, kommt in Eingriff mit der Stange 31, um die Stange in einer geladenen Position zu verklinken, wie in Figur 1 dargestellt ist. Ein Betätigungs- oder Triggerknopf 35 ist vorgesehen, um das Feststellmittel 33 freizugeben.
Ebenfalls innerhalb des Körpers 1 ist ein Hohlraum 15 begrenzt, in dem ein zusammenfaltbarer Beutel 10 untergebracht ist, welcher das abzugebende Produkt, beispielsweise ein flüssiges Medikament, enthält. Eine Klappe 16 auf der Seite des Körpers 1 kann geöffnet werden, um den zusammenfaltbaren Beutel 10 auszutauschen. Mittels eines Verbindungselementes 12 steht das Innere des Beutels 10 mit einem Einlaßdurchgang 11 in Verbindung, welches seinerseits mit der Dosierkammer 4 über ein Rückschlagventil 13 in Verbindung steht.
Ebenfalls mit der Kammer 4 verbunden ist ein Auslaßdurchgang 21, welcher von der Kammer 4 hin zu einem Zerstäuberkopf 22 über ein Rückschlagventil 23 und ein durchgesteuertes Auslaßventil 25 verläuft.
Optional ist der Körper 1 mit einem Mundstück 40 versehen, welches eine Zerstäubungskammer um den Zerstäubungskopf 22 darstellt.
Bei Verwendung des MDI der Figur 1 ist die Dosierkammer, wenn sich der Kolben 3 in der geladenen Position wie in Figur 1 dargestellt befindet, gefüllt mit Flüssigkeit, welche aus dem Beutel 10 über den Durchgang 11 und das Rückschlagventil 13 angeliefert worden ist. Die Kompressionsfeder 6 ist - wie oben erwähnt - bereits vorgespannt, wenn sie in den Zylinder 2 eingebaut wird. Die Federlast wird weiter erhöht durch ein Zurückziehen der Stange 31 und damit des Kolbens 3 zu der geladenen Position, die in Figur 1 dargestellt ist.
Die Stange 31 ist in ihrer geladenen Position verklinkt mit dem Feststellmittel 33, wie in Figur 1 dargestellt. Auf das Drücken des Betätigungsknopfes 35 hin wird das Feststellmittel 33 freigegeben, wodurch es dem Kolben 3 ermöglicht wird, sich plötzlich unter der Kraft der Kompressionsfeder 6 zu bewegen, um einen plötzlichen Druckimpuls auf die Flüssigkeit in der Kammer 4 auszuüben.
Der Druck der Flüssigkeit in der Kammer 4 baut sich daher rasch auf, um den Grenzwert des druckgesteuerten Auslaßventils 25 zu übersteigen, und die Flüssigkeit wird dann unter hohem Druck durch den Ausgangsdurchgang 21 zum Zerstäuberkopf 22 über das Einwegeventil 23 ausgeworfen. Während der Vorwärtsbewegung des Kolbens 3 verhindert das Rückschlagventil 13, daß Flüssigkeit zurück in den Beutel 10 über den Einlaßdurchgang 11 befördert wird. Wenn die Flüssigkeit durch den Zerstäuberkopf 22 ausgeworfen wird, wird sie in ein feines Spray zerstäubt, welches dann inhaliert werden kann. Das optionale Mundstück 40 bildet dabei eine Zerstäuberkammer aus, innerhalb der das feine Spray umschlossen ist, und erleichtert die Inhalation des Sprays.
Um das MDI neu zu laden, wird die Stange 31 mittels des Griffs 32 gegen die Federvorspannung der Feder 6 zurückgezogen und am Ende des Weges verklinkt das Feststellmittel 33 automatisch die Stange 31 in einer verklinkten Endlage. Während der Bewegung des Kolbens 3 wird Flüssigkeit aus dem zusammenfaltbaren Beutel 10 in die Druckkammer 4 gesaugt über den Einlaßdurchgang 11 und das Einlaßventil 13. Zu diesem Zeitpunkt verhindert das Einwegeventil 23, daß Luft in die Druckkammer 4 gesaugt wird über den Auslaßdurchgang 21. Aufgrund der Verklinkung der Stange 31 wird die Flüssigkeit in der Druckkammer 4 bei Umgebungsdruck gehalten und es gibt nur ein geringes bzw. kein Risiko des Verlustes der Flüssigkeit aus der Kammer. Die Betätigung des Feststellmittels 33 gibt dem Anwender einen klaren Hinweis, wann der Kolben den gewünschten Weg innerhalb des Zylinders 2 zurückgelegt hat und daß die erforderliche Dosis von Flüssigkeit aufgenommen worden ist. Wenn der Anwender die Stange 31 nicht in einem ausreichenden Maß zurückzieht, wird das Feststellmittel 33 nicht einrasten und der Anwender wird die Federvorspannung von Feder 6 bemerken und wird wissen, daß die Stange 31 weiter herausgezogen werden muß. Das Feststellmittel 33 dient also sowohl als Mittel, um die Flüssigkeit in der Kammer 4 unter Umgebungsdruck zu halten, als auch als Mittel, um den Anwender auf eine unvollständige Betätigung des Gerätes hinzuweisen, wodurch das Risiko einer variablen Betätigung des Gerätes reduziert wird.
Somit ist das MDI wieder in geladener Position, wie in Figur 1 dargestellt, bereit zum Feuern.
Es wird bemerkt, daß bei Anwendung des MDI, wie in Figur 1 dargestellt, eine abgemessene Dosis eines flüssigen Produktes unter Druck gesetzt wird und in einer hochgenauen und wiederholbaren Weise zerstäubt wird. Wenn die Stange 31 und der Kolben 3 zurückgezogen werden in ihre geladene Position, wird eine exakt dosierte Menge des flüssigen Produktes in die Druckkammer 4 gezogen. Auf die Freigabe des Feststellmittels 33 hin wird der Kolben nach vorne gedrängt, um eine vorbestimmte Menge von Energie der Flüssigkeit zu verleihen und dadurch ihren Druck um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Somit wird die Flüssigkeit, wenn die unter Druck stehende Flüssigkeit durch den Zerstäuberkopf 22 vorbestimmter Zerstäubungscharakteristika abgegeben wird, zerstäubt zu einem feinen Spray vorbestimmter mittlerer Partikelgröße ohne Anwendung von verflüssigten Treibmitteln oder anderen Gasen.
Um die Flüssigkeit zu einem sehr feinen Spray zu zerstäuben, beispielsweise mit einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von 1 bis 12 µm, muß ein sehr hoher Druck auf die Flüssigkeit in der Kammer 4 ausgeübt werden. Beispielsweise kann die Kapazität der Kammer 4 20 µl betragen, der Durchmesser des kleinen Endes 5 des Kolbens 3 kann 2 mm sein, der Durchmesser des Zylinders 2 kann 15 mm betragen, die Kraft der Feder 6 kann bei 100 N liegen und der Zerstäuberkopf 22 kann eine Ausgangsöffnung mit einem Durchmesser von 3 bis 15 µm aufweisen. In einer solchen Anordnung kann ein Druck im Bereich von 400 bar in der Flüssigkeit der Kammer 4 erzeugt werden.
Der Hohlraum kann offen sein hin zur Atmosphäre und atmosphärischem Druck ausgesetzt sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Hohlraum 15 überhalb des atmosphärischen Druckes unter Druck gesetzt sein, was hilft, um die Inhalte des zusammenfaltbaren Beutels 10 in die Kammer 4 zu drängen, ohne die Notwendigkeit, einen unteratmosphärischen Druck in der Kammer 4 zu erzeugen. Dies kann helfen, die Bildung von Gasblasen in der Flüssigkeit, die in die Kammer 4 gesogen wird, zu vermeiden.
Das druckgesteuerte Auslaßventil 25 ist optional; es kann - sofern gewünscht - fortgelassen werden. Das druckgesteuerte Auslaßventil 25 und das Rückschlagventil 23 können auch zu einer einzigen Einheit (nicht dargestellt) kombiniert werden. Es wird bemerkt, daß die Darstellung von Figur 1 im wesentlichen schematischer Natur ist. Eine praktische Ausführungsform kann von unterschiedlicher Konzeption sein. Beispielsweise kann ein Hebel- oder Getriebemechanismus eingesetzt werden, um das Laden des Kolbens 3 gegen die Kraft der Feder 6 zu unterstützen. Bei einem Beispiel kann das MDI mit einer Kappe versehen sein, welche - wenn sie geöffnet wird - den Kolben 3 automatisch lädt und das Feststellmittel 33 verklinkt, so daß das MDI dann bereit ist zum Feuern. Das MDI würde ausgelöst werden durch Betätigung des Knopfes 35, wenn die Abdeckkappe geöffnet wäre. In einer alternativen Anordnung kann der Kolben gegen die Feder 6 geladen werden und das Feststellmittel 33 verklinkt werden, während eine Abdeckung des MDI geschlossen wird. Somit wäre das MDI vorgeladen und könnte sofort nach dem Öffnen der Abdeckung ausgelöst werden. In einer weiteren Variante kann das Öffnen der Abdeckung des MDI den Kolben 3 automatisch gegen die Kraft der Feder 6 laden, das Feststellmittel 33 verklinken und dann das Feststellmittel 33 am Ende der Aktion des Öffnens der Abdeckung automatisch freigeben, so daß die Verklihkung nur vorübergehend ist.
Das MDI der Figur 1 ist vorzugsweise von einer kleinen Taschengröße. Da es im Gegensatz zu bekannten MDI's kein erhebliches Volumen bereitstellen muß, um ein verflüssigtes Treibgas unter Druck zu enthalten, kann es einfach in kleinen Dimensionen hergestellt werden. Trotz allem kann der Produktbehälter in Form des zusammenfaltbaren Beuteis 10 viel mehr Medikament als herkömmliche MDI's enthalten. Wenn herkömmliche MDI's begrenzt sind auf 200 bis 400 Anwendungen, kann ein MDI, das in Übereinstimmung mit den Prinzipien, wie in Figur 1 dargestellt, aufgebaut ist, kann ohne weiteres 1000 oder mehr Anwendungen in dem zusammenfaltbaren Beutel 10 beinhalten. Es sei bemerkt, daß die Inhalte des Beuteis vor Verschmutzung durch die Atmosphäre geschützt sind und daß die Betätigung des MDI der Erfindung aufgrund der Zerstäubung der Flüssigkeit in der Kammer 4 ohne die Anwendung eines Luftstoßes vonstatten geht, d.h. das Gerät der Erfindung funktioniert als luftloser Zerstäuber.
Wenn der Beutel 10 leer ist, kann er einfach aus dem Hohlraum 15 entfernt und durch einen frischen Beutel ersetzt werden. Vorzugsweise beinhaltet der Beutel 10 eine Dichtung, um ein Entweichen des Produktes aus dem Beutel 10 zu verhindern, bis der Beutel 10 an ein Verbindungselement 12 angeschlossen ist.
Bei alternativen Ausführungsformen können Teile des Kolbens und/oder der Ventilanordnung als Einwegartikel ausgebildet sein zusammen mit dem Produktbehälter, wie dem zusammenfaltbaren Beutel 10.
Es muß bemerkt werden, daß bei Anwendung des dargestellten MDI es nichts gibt (kurz vor einer katastrophalen Fehltunktion des Gerätes), um die Entladung der Inhalte der Kammer 4 als zerstäubtes Spray zu stoppen, sobald einmal der Betätigungsknopf 35 gedrückt worden ist, um das Feststellmittel 33 und damit die Feder 6 freizugeben. Somit ist die Menge von Energie, die von der Feder 6 auf die abgemessene Menge von Flüssigkeit der Druckkammer 4 abgegeben wird, absolut vorbestimmt, so daß der Druckanstieg, welchem die abgemessene Menge von Flüssigkeit ausgesetzt ist, ebenfalls entsprechend absolut vorbestimmt ist. Dieses Ziel ist in allen anderen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung zu realisieren, wie nachstehend beschrieben wird.
Ein weiteres Merkmal des MDI gemäß Figur 1 ist, daß die abgemessene Menge von Flüssigkeit in der Kammer 4 einem Druckanstieg nur dann ausgesetzt wird, wenn der Betätigungsknopf 35 gedrückt worden ist, um das Feststellmittel 33 und dadurch die Feder 6 freizugeben. Dies hat den Vorteil, daß keine Dichtungen oder andere Mittel erforderlich sind, um stark unter Druck gesetzte Flüssigkeit vor dem Zerstäubungshub zu bevorraten. Der Druckanstieg, der von der Feder 6 und dem Kolben 3 auf die abgemessene Menge von Flüssigkeit in Kammer 4 ausgeübt wird, verursacht die unter Druck gesetzte Flüssigkeit, durch den Zerstäuberkopf 22 zu passieren, um dadurch zerstäubt zu werden. Dieses Ziel wird verwirklicht in allen anderen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Ein weiterer wichtiger Vorteil des MDI der Figur 1 ist, daß nach Drücken des Betätigungsknopfes 35, um das Feststellmittel 23 und die Feder 3 freizugeben, der Zerstäuberkopf 22 sich nicht innerhalb des Körpers 1 bewegt - nur der Knopf 35 bewegt sich. Dies erleichtert die genaue Ausrichtung des zerstäubten Sprays und steht im Gegensatz zu herkömmlichen Fingerpumpenanordnungen mit vertikalen Achsen, bei denen die Zerstäuberdüse selbst niedergedrückt wird, um die Zerstäubung einzuleiten. Dies wäre unpraktisch bei einem medizinischen Inhalator, da es schwierig wäre, das Spray genau auszurichten. Dies ist wiederum zu realisieren in einer anderen dargestellten Ausführungsform der Erfindung, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Das MDI gemäß Figur 2 ist im wesentlichen ähnlich wie das gemäß Figur 1. In Figur 2 jedoch ist das druckgesteuerte Auslaßventil 25 nicht vorgesehen. Auch umfaßt der Produktcontainer eine lange Röhre 16, in der flüssiges Produkt 17 unter Druck gespeichert ist, welcher von einem Reservoir von Gas 18 hervorgerufen wird, welches hinter der Flüssigkeit 17 gespeichert ist. Wenn der Kolben 3 in eine geladene Position zurückgezogen wird, wird das flüssige Produkt 17 in die Kammer 4 über den Einlaßdurchlaß und durch das Rückschlagsventil 13 gedrängt, unter dem Druck des Gases 18. Da das flüssige Produkt 17 verwendet wird, entspannt sich das Gas in der Röhre 16 unter einem Vorwärtsdrücken des flüssigen Produktes 17 und unter Verlust einigen Druckes. Der anfängliche Druck von Gas 18 sollte ausreichend sein, um einen Druck überhalb des atmosphären Druckes aufrechtzuerhalten, bis das flüssige Produkt 17 vollständig aufgebraucht ist.
Die Druckröhre 16 kann als ersetzbares Teil ausgebildet sein, für einen Austausch im MDI, wenn das flüssige Produkt 17 aufgebraucht ist. Alternativ kann das ganze MDI recht preisgünstig aus im wesentlichen Kunststoflteilen hergestellt werden, so daß es ein Wegwerfteil sein kann. Wenn die Röhre 16 wenigstens teilweise von der Außenseite des MDI's durchsichtig ist, kann eine visuelle Überprüfüng durchgeführt werden, dahingehend, wieviel vom Produkt noch vorhanden ist. In den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 wird die Sprühaktion eingeleitet durch Betätigung des Knopfes 35. In einer alternativen Anordnung kann der Feststellmechanismus 33 automatisch freigegeben werden in Antwort auf ein Inhalieren durch den Anwender nächst des Zerstäuberkopfes 22. Beispielsweise kann ein Mundstück wie 40 verbunden sein mit einer Schaufel, die veranlaßt wird, sich aufgrund eines Druckunterschiedes zu bewegen, wenn ein Anwender inhaliert, und dadurch den Feststellmechanismus 33 freigibt, um das Zerstäuben zu initiieren. Solche automatischen Betätigungsmechanismen sind per se bekannt bei bekannten MDI's.
Bei den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 ist der Hub des Kolbens 3 festgelegt. Falls gewünscht, können Mittel vorgesehen sein, um den Hub des Kolbens zu variieren. Vorzugsweise ist ein solches Mittel kalibriert, so daß ein Verwender optional das MDI einstellen kann, um variierende Mengen von Spray abzugeben. Es wird jedoch in jedem Falle bemerkt, daß, wenn das Einstellungsmittel auf einen bestimmten Wert eingestellt worden ist, das MDI dann eine abgemessene Dosis von Spray in einer sich wiederholenden Weise bereitstellen wird, gerade so, als ob der Hub des Kolbens festgelegt wäre.
Es wird bemerkt, daß die Geräte gemäß den Figuren 1 und 2 oben beschrieben worden sind anhand eines MDI, bei dem der Zylinder des Pumpenmechanismus statisch ist und bei dem sich der Kolben darin axial bewegt. Es ist jedoch möglich, den Zylinder auf der Stange 31 vorzusehen und den Kolben feststehend auszubilden.
In der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist ein flüssiges Produkt 50 innerhalb einer zusammenfaltbaren Röhre 51 enthalten, die integral ausformt ist mit einer länglichen Düse 52, die als Kolben dient. Düse/Kolben 52 ist für eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb eines Zylinders 53 angeordnet. Am Ende von Düse/Kolben 52 ist ein einfaches Rückschlagventil 54 angeordnet. Eine Dosierkammer 55 ist am Ende des Zylinders 53 umgrenzt und steht über ein einfaches Rückschlagventil 56 mit einem Zerstäuberkopf 57 in Verbindung.
Der Zylinder 53, Rückschlagventil 56 und Zerstäuberkopf 57 sind alle innerhalb eines Gehäuses 58 enthalten, welches mit ringförmigen Rippen 59 ausgebildet ist, die dazu dienen, das Gehäuse 58 in einem ersten Hauptgehäuseteil 60 zu halten.
Die Spitze der Produktröhre 51 ist ausgebildet mit einer ringförmigen Rippe 61, die dazu dient, die Röhre 51 in einem zweiten Hauptgehäuseteil 62 zu halten. Ein Federvorspannmittel ist vorgesehen, um die beiden Hauptgehäuseteile 60 und 62 aufeinander zuzudrängen. Ein Feststellmittel ist vorgesehen, um die beiden Hauptgehäuseteile 60, 62 bei einem vorbestimmten Abstand voneinander in einem geladenen Zustand zu verklinken, und ein Betätigungsmittel ist vorgesehen, um das Feststellmittel zu lösen. Im Interesse der Klarheit sind die federnden Vorspannmittel, das Feststellmittel und das Betätigungsmittel in Figur 3 nicht dargestellt, es sind jedoch natürlich Beispiele für diese bereits in den Figuren 1 und 2 gezeigt worden.
Die Ausführungsform der Figur 3 funktioniert wie folgt: Wie in Figur 3 dargestellt, befindet sich das MDI in einem ungeladenen oder "abgefeuerten" Zustand. Mittels eines geeigneten Lademechanismus, wie beispielsweise eines Hebelmechanismus, werden die Hauptgehäuseteile 60 und 62 voneinander fortbewegt, um Düse/Kolben 52 in bezug auf den Zylinder 53 fortzuziehen. Der Druckabbau in der Kammer 55 verursacht, daß das flüssige Produkt aus der Röhre 51 heraus über das Rückschlagventil 54 gesogen wird, um die Kammer 55 zu füllen. Während dieses Vorganges dient das Rückschlagventil 56 dazu, um Luft vor einem Eintritt in die Kammer 55 aus der Zerstäuberanordnung 57 zu hindern.
Am Ende des Ladehubes bewirkt das Feststellmittel, daß die Hauptgehäuseteile 60, 62 voneinander entfernt bei vorbestimmter relativer Lage zueinander gehalten werden. Nach Freigabe des Feststellmittels durch das Betätigungsmittel wird Düse/Kolben 52 plötzlich unter der Wirkung der Federvorspannmittel in den Zylinder 53 gezwängt, um so einen plötzlichen Druck auf das flüssige Produkt 50 in der Kammer 55 auszuüben, in einer Weise, die im wesentlichen ähnlich ist zu jener in den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2. Das unter Druck gesetzte flüssige Produkt wird dann unter Druck in die Zerstäuberanordnung 57 über das Rückschlagventil 56 ausgeworfen und wird dann in ein feines Spray von der Zerstäuberanordnung 57 zerstäubt.
Das MDI wird dann durch den Lademechanismus wieder neu geladen, um wiederum die beiden Hauptgehäuseteile 60 und 62 gegen die Kraft der Federvorspannmittel auseinanderzubewegen.
Es wird somit bemerkt, daß die Ausführungsform der Figur 3 in einer im wesentlichen ähnlichen Weise fünktioniert wie die Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 und 2. Das Produkt 50 in Figur 3 wird jedoch in einer besonders praktischen Weise in der Produktröhre 51 zur Verfügung gestellt, die zusammen mit Düse/Kolben 52 und dem eingebauten einfachen Rückschlagventil 54 als vollständige Wegwerfeinheit ausgetauscht werden kann. Es wird bemerkt, daß die Produktröhre 51 und ihre integrale Düse 52 und Rückschlagventil 54 in einer relativ ökonomischen Weise aus Kunststoffmaterialien leicht hergestellt werden können. Der Anwender ist geschützt vor dem Kontakt mit dem flüssigen Produkt, außer wenn das MDI ordnungsgemäß betätigt wird. Merkmale der Auführungsformen der Figuren 1 und 2, einschließlich von oben diskutierten Abänderungen, können - wo angemessen - bereitgestellt werden in Kombination mit Merkmalen der Ausführungsform der Figur 3.
In der Ausführungsform gemäß Figur 3 kann jedes der Teile 60, 62 in bezug auf das Hauptgehäuse des MDI's fixiert sein, wobei dann das andere der Teile 60, 62 beweglich in bezug auf das fixierte Teil ist. Alternativ können beide Teile 60, 62 beweglich in bezug auf das Hauptgehäuse des MDI's sein.
Bei der Ausführungsform der Figur 4 ist das flüssige Produkt 70 innerhalb einer zusammenfaltbaren Röhre 71 enthalten. Eine Düse 72 der Röhre 71 ist verbunden mit einem Einlaßdurchgang 73, welcher ein Rückschlagventil 74 enthält. Das Rückschlagventil 74 steht mit einer flexiblen Röhre 75 in Verbindung, die sich biegen kann zwischen einer "vollen" Position (dargestellt in durchgezogenen Linien) und einer "leeren" Position 75a (strichliert dargestellt). Die flexible Röhre 75 kommuniziert mit einem weiteren Rückschlagventil 76, welches seinerseits kommuniziert mit einem Zerstäuberkopf (nicht dargestellt). Die flexible Röhre 75 ist innerhalb einer Druckkammer 77 enthalten, die mit einer Sekundärflüssigkeit 78 gefüllt ist. Die Sekundärflüssigkeit kommuniziert mit einem Druckpulsgenerator (nicht dargestellt) über einen Durchgang 79.
Die Ausführungsform nach Figur 4 funktioniert wie folgt: Wenn sich eine flexible Röhre 75 in ihrer "vollen" Position befindet, ist sie gefüllt mit dem flüssigen Produkt 70, das aus der zusammenfaltbaren Röhre 71 angesogen worden ist. Nach Beaufschlagung eines Druckimpulses auf die sekundäre Flüssigkeit 78 steigt der Druck in der Druckkammer 77 plötzlich an und dies veranlaßt die flexible Röhre 75, in ihre "leere" Position 75a gedrängt zu werden. Während dieser Aktion wird das flüssige Produkt innerhalb der Röhre 75 aus dem Rückschlagventil 76 unter hohem Druck ausgestoßen zu dem Zerstäuberkopf (nicht dargestellt), so daß der Zerstäuberkopf das flüssige Produkt in ein feines Spray zerstäubt, im wesentlichen wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform.
Am Ende des Druckimpulses nimmt die flexible Röhre 75 ihre anfängliche "volle" Position wieder ein und während dieser Aktion wird das flüssige Produkt 70 aus der zusammenfaltbaren Röhre 71 über das Rückschlagventil 74 angesogen in den Raum zwischen der flexiblen Röhre 75. Die flexible Röhre 75 kann in ihre "volle" Position unter ihrer eigenen natürlichen Federkraft übergehen. Alternativ oder zusätzlich kann sie dabei noch unterstützt werden durch die Anwendung eines negativen oder reduzierten Druckimpulses auf die Sekundärflüssigkeit in der Druckkammer 77.
Die Druckimpulse in der Sekundärflüssigkeit 78 können erzeugt werden durch jedes geeignete Mittel, vorausgesetzt, daß es einen Energiespeicher zum Zurückhalten und Anwendung einer vorbestimmten Menge von Energie aufweist. Es ist jedoch wichtig, daß die Druckimpulse von einer vorbestimmten Amplitude und Dauer sind, um sicherzustellen, daß eine abgemessene Dosis von Flüssigkeit wiederholt in die flexible Röhre 75 angesogen wird und infolge daraus ausgeworfen wird unter einem vorbestimmten Druckanstieg, um ein reproduzierbares Spray durch den Zerstäuberkopf herzustellen. Zum Beispiel kann ein Druckimpulsgenerator einen Kolben und eine Zylinderanordnung, zusammen mit Feststell- und Betätigungsmitteln von einem Typ aufweisen, der im wesentlichen ähnlich ist zu jenen wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
Typischerweise können die Druckimpulse von im wesentlichen rechteckiger Wellenform sein. Falls gewünscht, können die Druckimpulse aber von jeder vorbestimmten Gestalt sein, beispielsweise, wenn ein zeitvariierendes Sprayspektrum völlig frei gewählt worden ist. Der wichtige Faktor ist, daß - wie auch immer die Impulsgestalt aussieht - sie akkurat wiederholbar sind. Dies kann auf alle Ausführüngsformen zutreffen.
Figur 5 zeigt im vergrößerten Detail ein Beispiel für einen Zerstäuberkopfaufbau 80. Ein in einem Grundkörper 82 ausgebildeter Einlaßdurchgang 81 führt zu einer Einlaßkammer 83. Eingeschoben zwischen aufeinanderfolgende Abschnitte der Einlaßkammer 83 ist ein Filter 84. Der Endabschnitt der Einlaßkammer führt zu einer Wirbelkammer 85, die wiederum zu einer Düse 86 führt.
Der Zweck des Filters besteht darin, Partikel von der Blockierung der Endöffnung abzuhalten. Beispielweise kann der Filter 84 aus rostfreiem Stahlnetz hergestellt sein mit einer Maschengröße im Bereich von 1 bis 10 µm, vorzugsweise 3 µm.
Figur 6 zeigt ein Beispiel einer Zerstäubungsöffnung 90, die in einer Platte 91 ausgeformt ist, die angeordnet sein kann, beispielsweise stromab der Zerstäuberdüse 86 in dem Aufbau gemäß Figur 5, wie dies strichpunktiert in dieser Figur gezeigt ist.
Wie in Figur 6 dargestellt, weist die endgültige Ausgangsöffnung 90 einen Durchmesser von 6 µm und eine Gesamtlänge von 30 µm auf, um einen einwärts sich zuspitzenden Düsenhalt mit einem Winkel von 30º zur normalen und einen nach auswärts ausgestellten Mund 93 einzuschließen. Die Öffnungsplatte 91 weist eine Dicke von etwa 1 mm, und ein sich verjüngender Einlaßdurchlaß hat eine Länge von etwa 1 mm, wobei er sich mit einem Winkel von 20º von der anfänglichen Eintrittsöffnungsgröße von 70 µm verjüngt. Wir haben überraschend herausgefünden, daß die Verwendung einer End-Zerstäubungsöffnung von etwa 60 µm zusammen mit einem Hochdruck, der auf die zu zerstäubende Flüssigkeit angewandt wird (mittels des Energiespeichers wie beispielsweise Dekompressionsfeder 6 etc.), zu einer sehr effektiven und gleichmäßigen durchschnittlichen Partikelgröße des letztendlichen Sprays führen kann. Tests mit einer Ausgangsöffnung von etwa 6 µm, wie in Figur 6 dargestellt, zusammen mit einem Flüssigkeitsdruck von etwa 300 bar hat ein gleichförmiges Spray von durchschnittlicher Partikelgröße von etwa 5 bis 8 µm hervorgebracht. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Austrittsöffnung 90 kleiner als 100 µm. Der bevorzugte Bereich für ihren Durchmesser ist 1 bis 20 µm und der am meisten bevorzugte Bereich ist 3 bis 10 µm.
Die Austrittsöffnung 90 kann ausgebildet werden durch ein Lechen der Platte 91, beispielsweise mittels einer Wolframcarbidnadel (d.h. ähnlich zu jenen, wie sie beim Formen von Spinaretten in der Textilindustrie verwandt werden) oder mittels jedes anderen geeigneten Verfahrens.
Obwohl es bevorzugt wird, eine Düsenöffnung mit kleiner Bohrung zu verwenden, um eine Zerstäubung der Flüssigkeit zu erzielen, insbesondere mit einem Mittel zur Erzeugung einer signifikanten Sekundärströmung in der Flüssigkeit quer zu der Hauptströmung an der Düsenöffnung, ist es möglich, alternative Zerstäubungsmittel zu verwenden. Beispielsweise kann, wie in Figur 7 dargestellt, ein Flüssigkeitsstrahl 102 erzeugt werden durch eine Austrittsöffnung 104, der mit hoher Geschwindigkeit auf ein Objekt wie eine Metallkugel 106 aufprallt, die dann zur Zerstäubung der Flüssigkeit führt. Eine andere alternative Ausführungsform ist in Figur 8 dargestellt, wo zwei Flüssigkeitsstrahlen 110 bei hoher Geschwindigkeit und Druck veranlaßt werden, sich zu schneiden, so daß die Flüssigkeit an dem Schnittpunkt zerstäubt wird.
Erste Experimente mit MDI's mit Aufbauten entsprechend den Prinzipien wenigstens einiger der Ausführungsformen, die hier beschrieben worden sind, haben sich als überraschend effektiv herausgestellt, indem sie sofort wiederholbare Spraymengen von Medikamenten bereitstellen, welche eine durchschnittliche Partikelgröße kleiner als 30 µm und typischerweise im Bereich von 3 bis 10 µm aufweisen. Durchschnittliche Partikelgrößen im Bereich von 2 bis 8 µm oder weniger als 5 µm können bevorzugt sein. Ein ganz besonders wichtiger Aspekt solcher Ausführungsformen der Erfindung ist, daß das Medikament sofort in seiner wäßrigen Lösungsform verwendet werden kann. Viele derzeit verwendete Medikamente haben zwei Rezepturen - eine zur Anwendung in einem MDI und die andere zur Anwendung in Zerstäubern, wie sie üblicherweise in Krankenhäusern verwendet werden. Die letztere Rezeptur ist fast immer eine wäßrige Lösung des Medikamentes, so daß derartige Rezepturen sofort für die Anwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verfügbar sind.
Durch die Möglichkeit der Anwendung von Medikamenten in wäßriger Lösung mit MDI's gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Entwicklung neuer Medikamente beschleunigt werden. Dies deswegen, weil ein Großteil der gegenwärtigen langen Testphasen dazu dient, sicherzustellen, daß das Treibmittel (typischerweise FCKW) das Medikament nicht abbaut oder beeinträchtigt bzw. seine Wirkung und, natürlich, daß wie beschrieben keine zusätzlichen Treibmittelagenzien erforderlich sind.
Viele der gegenwärtig durch MDI's verabreichten Medikamente betreffen Bronchiodilatoren und ähnliche Medikamente zur Behandlung von Asthma, Allergien und Kongestion erzeugende Erkrahkungen. Es ist doch zunehmend wichtig geworden, in der Lage zu sein, andere medizinische Umstände, wie beispielsweise pneumonocystis carinii, durch Inhalationstherapie zu behandeln. Der Grund hierfür ist, daß die Medikamente, die über den Magen aufgenommen werden, oft von Magensekreten zerstört werden oder daß jenes, welches in den Blutstrom gelangt, von der Leber wieder herausgefiltert wird ("first pass metabolism"). In anderen Fällen können Nebenwirkungen sehr schwer sein. Einige dieser neuen Medikamente sind schwierig zum Mikronisieren und sie sind bis heute nur durch Zerstäubung in Krankenhäusern verabreicht worden, da eine tragbare Darreichungsmethode bislang noch nicht verfügbar gewesen ist. Klinikzerstäuber weisen typischerweise Gasdruckvorrichtungen auf, denen kleine Mengen des Flüssigproduktes zugefügt werden zu großen Mengen von Gas, welches unter hohen Druck gesetzt wird. Bei einem solchen Gerät sind große Gaszylinder erforderlich, welches daher definitiv nicht tragbar ist. (Sicherlich im Sinn eines Taschengerätes oder dergleichen.) Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sofort solche Medikamente applizieren und sind tragbare Geräte und ein entscheidender Vorteil ist, daß diese Ausführungsformen sofort benutzt werden können, um Medikamente zu verabreichen, die bereits getestet und verfügbar für Zerstäuberanwendungen sind.
Ein anderer besonders nützlicher Vorteil der dargestellten Ausführungsformen ist, daß sie mit recht zufriedenstellender Wirkung bei jeder Orientierung verwendet werden können. Im Gegensatz hierzu arbeiten existierende Zerstäuber, sowohl des Treibmitteltyps, d.h. FCKW, als auch des Typs mit Pumpaktion nur in einer (üblicherweise aufrechten) Orientierung. Es wird bemerkt, daß nicht immer davon ausgegangen werden kann, daß die Patienten sich in einer aufrechten Position befinden.
Wie weiter oben in der vorangegangenen Beschreibung vorgeschlagen, können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Produktbehälter oder Reservoirs beinhalten, die wenigstens teilweise transparent sind, so daß die Höhe des Inhalts visuell überprüft werden kann.
Ein weiterer Vorteil der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist, daß sie recht zufriedenstellend ohne Anwendung irgendwelcher Elastomer- Dichtelemente aufgebaut sein können. Dies steht im Gegensatz zu allen bekannten MDI's, deren wir uns bewußt sind, die federnde Dichtelemente verwenden, die sich möglicherweise im Kontakt mit den abzugebenden Produkten abbauen, und/oder bei denen Bestandteile, die aus den Elastomeren heraustrennbar sind (beispielsweise Gummi), in die abzugebenden Produkte hineinsickern können.
Ein Grund, weswegen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ohne die Notwendigkeit für Elastomer-Dichtungen gut fünktionieren können ist, daß die Produkte nicht unter hohen Drücken gelagert oder gespeichert werden. Hohe Drücke existieren nur für eine sehr kurze Zeitdauer während des Zerstäubungszyklus. Daher ist in den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 beispielsweise nur eine Dichtkappe oder Ring auf dem Endabschnitt 5 des Kolbens notwendig und dieser kann, wie oben beschrieben, aus PTFE oder Nylon bestehen. Es ist in der Tat sowohl möglich als auch wünschenswert, die Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 vollständig aus rostfreiem Stahl und zugelassenen Kunststoffmaterialien (beispielsweise Polypropylen, PTFE, Nylon) herzustellen, die vollkommen sicher und nicht reaktiv mit den abzugebenden Produkten sind.
Wenn es eine Notwendigkeit für eine Dichtung an den Verbindungselementen 12 gibt, kann dies bereitgestellt werden durch einen Dichtring oder eine Dichtung aus zugelassenen Kunststoffen, beispielsweise PTFE. Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungselement 12 Teile umfassen, die schraubgewindemäßig in Eingriff kommen und wenigstens einer von diesen besteht aus einem zugelassenen Kunststoff.
In der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist es möglicherweise erwünscht, Elastomer-Dichtungen in dem Druckimpulsgenerator (nicht dargestellt) einzusetzen. Dies deswegen, weil das Produkt vollständig isoliert ist von solchen Dichtungen durch die flexible Röhre 75 und Sekundärflüssigkeit 78. Die flexible Röhre 75 besteht aus einem zugelassenen Kunststoff (beispielsweise Polypropylen, PTFE, Nylon).
In der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 wird ein mechanischer Kolben, angetrieben durch eine starke Feder, verwendet, um einen Druckimpuls zu erzeugen, der auf die Flüssigkeit in der Druckkammer 4 angewendet wird. Alternative Mittel können eingesetzt werden, um solche Druckimpulse zu erzeugen. Beispielsweise können Gasfedern, Elektromotoren, Magnetspulen oder andere Mittel eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß sie einen Energiespeicher aufweisen zum Zurückhalten und Freigeben einer vorbestimmten Menge von Energie.
Owohl die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ein flüssiges Produkt verwenden, das typischerweise eine wäßrige Lösung eines Medikamentes umfaßt, können alternative flüssige Produkte verwendet werden. Beispielsweise kann eine Flüssigkeit, die eine Suspension, Emulsion oder Lösung in Wasser, Alkohol oder andere Flüssigkeiten verwendet werden.
Wie oben erwähnt, können die dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ein Spray emittieren bei einer wesentlich kleineren Geschwindigkeit als herkömmliche MDI's. Beispielsweise bewegen sich in einem konventionellen FCKW-Treibmittel MDI die Wolke oder der Bolus von Spray, der imittiert wird, mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 30 m/sec. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung können eine äquivalente Menge von Spray mit einem Viertel dieser Geschwindigkeit abgeben. Es ist in der Tat möglich, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu konstruieren, um die optimale Inhalationsrate der Verwender im Größenordnungsbereich von 60 l/min zu konstruieren.
Die dargestellten Ausführungsformen der Erfindung beinhalten Mittel zur Abmessung einer Menge von Flüssigkeit, welche zum Zerstäuben ist. In alternativen Ausführungsformen können Zerstäubungsvorrichtungen mit vorab gemessenen Mengen von zu zerstäubender Flüssigkeit vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Folienstreifen oder Kunststoffmaterial (oder anderes Material) individuell vorab gemessene Dosen eines flüssigen Produktes enthalten. Der Streifen könnte lokal punktiert werden vor der oder als Teil der Druckbeaufschlagung, welcher die Zerstäubung der Flüssigkeit zu einem feinen Spray folgt. Zu diesem Zweck können die Streifen an vorbestimmten Stellen vorgeschwächt sein, um ein akkurates Aufreißen des Streifenmaterials auf Aufforderung hin zu erleichtern. Alternativ können vorab gemessene Dosen vom flüssigen Produkt in individuellen Kapseln enthalten sein, die nacheinander zu der Druckkammer oder einem anderen Ort der Druckbeaufschlagung geführt werden, wo die Kapseln dann aufgebrochen werden. Das Streifenmaterial oder die Kapseln können so ausgebildet sein, um bei einem vorbestimmten Druck, der von der Zerstäubungsvorrichtung ausgeübt wird, aufzubrechen, so daß eine Druckentlastungswirkung in dem flüssigen Produkt nach dem Aufbrechen erzeugt wird.

Claims

1.Dosierinhalationsgerät zur Abgabe einer abgemessenen Menge einer Flüssigkeit als Spray mit Tröpfchen von einer für die Inhalation in die Lunge geeigneten Größe durch Abgabe der abgemessenen Flüssigkeitsmenge durch ein Zerstäubungsmittel (22; 57; 80), umfassend:

eine Kammer (4; 55; 75) zur Aufnahme der abgemessenen Menge der Flüssigkeit;

einen Energiespeicher (6);

Mittel (3, 31, 32, 34) zur Abgabe einer vorbestimmten Energiemenge an den Energiespeicher (6);

Mittel (33, 35) zur Freigabe der vorbestimmten Energiemenge aus dem Energiespeicher (6) auf die Kammer (4; 55; 75), um so die darin befindliche Flüssigkeit einem vorbestimmten Druckanstieg von einem niedrigen Druck auf einen höheren Druck auszusetzen und eine Abgabe der Flüssigkeit aus der Kammer (4; 55; 75) einzuleiten, und

ein Zerstäubungsmittel (22; 57; 80) zur Aufnahme der abgemessenen Menge der unter Druck gesetzten Flüssigkeit aus der Kammer (4; 55, 75) als einzelnen Auswurf aus der Kammer (4; 55; 75) und zum Zerstäuben der abgemessenen Menge der unter Druck gesetzten Flüssigkeit.

2. Inhalationsgerät nach Anspruch 1, bei dem der höhere Druck 50 bar oder mehr beträgt.

3. Inhalationsgerät nach Anspruch 2, bei dem der höhere Druck im Bereich von 100 bis 400 bar liegt.

4. Inhalationsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das Zerstäubungsmittel (22; 57; 80) eine Austrittsöffnung (90; 104) mit einem hydraulischen Durchmesser, der 100 µm oder kleiner ist, aufweist.

5. Inhalationsgerät nach Anspruch 4, bei dem die Austrittsöffnung (90; 104) einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 1 bis 20 µm aufweist.

6. Inahaltionsgerät nach Anspruch 5, bei dem die Austrittsöffnung (90; 104) einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 1 bis 12 µm aufweist.

7. Inhalationsgerät nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine Leitung (21) aufweist, welche die Kammer (4; 55; 75) und das Zerstäubungsmittel (22; 57; 80) verbindet, wobei die Leitung (21) ein druckgesteuertes Auslaßventil (25), um die Strömung der Flüssigkeit zwischen der Kammer (4; 55; 75) und dem Zerstäubungsmittel (22; 57; 80) nicht einschließt.

8. Inhalationsgerät nach jedem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem ein Mittel (33) vorgesehen ist, um den Energiespeicher (6) in einem Zustand zu halten, um die vorbestimmte Energiemenge zurückzubehalten, und bei dem ein Betätigungsmittel (35) vorgesehen ist, um die vorbestimmte Energiemenge aus dem Energiespeicher (6) freizugeben.

9. Inhalationsgerät nach jedem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Energiespeicher (6) einen Kolben (3; 52) antreibt, der so angeordnet ist, daß er auf die Kammer (4) einwirkt, um die dosierte Menge der Flüssigkeit unter Druck zu setzen.

10. Inhalationsgerät nach Anspruch 9, bei dem der Energiespeicher (6) ein federbelasteter Pumpmechanismus (3, 4, 13, 23; 52, 55, 54, 56) ist und die Kammer (4; 55) als der Zylinderraum in dem Pumpmechanismus hinter dem Pumpenkolben (3; 52) ausgebildet ist.

11. Inhalationsgerät nach Anspruch 10, bei dem der Pumpmechanismus (3, 4, 13, 23) mit einem Mechanismus (33) ausgestattet ist, wodurch die Pumpe im gespannten Zustand vor der Freigabe der Energie von der Feder (6) gehalten werden kann.

12. Inhalationsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Kolben (52) hohl ist und einen Kanal für Flüssigkeit ausbildet, um in die Kammer (55) einzutreten.

13. Inhalationsgerät nach Anspruch 12, bei dem der Kanal mit einem Rückschlag-Einlaßventilmittel (54) für die Kammer (55) ausgestattet ist.

14. Inhalationsgerät nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Kolben (52) sich von einem Flüssigkeitsreservoir (51) erstreckt.

15. Inhalationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, aufweisend ein Flüssigkeitsreservoir (10; 16; 51), von dem aus die Kammer (4; 55) mit Flüssigkeit geflillt werden kann.

16. Inhalationsgerät nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Reservoir (10; 51) auswechselbar ist.

17. Inhalationsgerät nach Anspruch 14, 15 oder 16, bei dem das Reservoir (10; 51) zusammenfaltbar ist.

^18. Inhalationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kammer (4; 55; 75) eine Kammer mit variablem Volumen mit einem Rückschlag-Einlaßventilmittel (13; 54; 74) und mit Rückschlag- Auslaßventilmittel (23; 56; 76) ist, um ein wiederholtes Füllen von Flüssigkeit in die Kammer (4; 55; 75) und die Abgabe von Flüssigkeit aus der Kammer (4; 55; 75) zu ermöglichen.

19. Inhalationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Zerstäubungsmittel (22; 57; 80) eine Auslaßöffnung (104) umfaßt, die so angeordnet ist, um einen Strahl der Flüssigkeit (102) auszubilden sowie einen Aufprallkörper (106) umfaßt, der in der Flugbahnlinie des Flüssigkeitsstrahls (102) eingebracht ist und der so angeordnet ist, um den Strahl der Flüssigkeit (102) aufzubrechen in ein Spray von Tröpfchen.

20. Inhalationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem das Zerstäubungsmittel (22; 57; 80) ein Spray von Tröpfchen bildet durch Bereitstellung von Strahlen der Flüssigkeit (110), die aufeinander aufprallen.

21. Verfahren zur Abgabe einer dosierten Menge von Flüssigkeit als Spray von Tröpfchen, bei dem ein Dosierinhalationsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Tröpfchen eine Durchschnittsgröße im Bereich von 1 bis 12 µm aufweisen.