DE19938000B4 - Ultraschallinhalationsgerät mit einem darin einsetzbaren Behältnis und Verfahren zur Inhalation - Google Patents

Abstract

Ultraschallinhalationsgerät mit einem Schwingquarz zur Freisetzung eines medizinisch wirksamen Medikamentenaerosols aus einem in das Gerät einsetzbaren Behältnis und einer Kühlvorrichtung für den Schwingquarz, wobei das Ultraschallinhalationsgerät über eine Öffnungsvorrichtung für das steril verschlossene Medikamentenbehältnis (1) verfügt, das Behältnis (1) mit einem in einer Flüssigkeit gelösten Medikament gefüllt ist, und eine Öffnung (2) zum Entweichen des Aerosols aufweist, und das Behältnis (1) eine Lösung mit einer werkseitig festgelegten Medikamentenkonzentration enthält, das Behältnis (1) außerhalb des Ultraschallinhalationsgeräts steril verschlossen ist, und das Behältnis (1) mit einer lösbaren Verschlußeinrichtung versehen ist, sowie ein Verfahren zur Inhalation eines medizinisch wirksamen Medikamentenaerosols mit einem Ultraschallinhalationsgerät und einem darin einsetzbaren Behältnis (1), wobei die Dosierung des Medikaments durch die Anzahl der Inhalationen pro Tag erfolgt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschallinhalationsgerät mit einem Schwingquarz zur Freisetzung eines medizinisch wirksamen Medikamentenaerosols aus einem in das Gerät einsetzbaren Behältnis und einer Kühlvorrichtung für den Schwingquarz, wobei das Behältnis mit einem in einer Flüssigkeit gelösten Medikament gefüllt ist, und eine Öffnung zum Entweichen des Aerosols aufweist, sowie ein Verfahren zur Inhalation eines medizinisch wirksamen Medikamentenaerosols mit einem Ultraschallinhalationsgerät und einem darin einsetzbaren Behältnis.
• Ultraschallinhalationsgeräte sind seit langem bekannt und gebräuchlich. Ihre Wirkungsweise beruht darauf, daß von einem im Gerät eingebauten piezoelektrischen Schwingquarz Ultraschallwellen auf ein Behältnis übertragen werden, das mit einer Medikamentenlösung gefüllt ist. Das aus dem Inhalationsgerät entnehmbare Behältnis wird vom Nutzer selbst mit einer Flüssigkeit und dem Medikament in entsprechender Dosierung gefüllt. Üblicherweise wird als Flüssigkeit Wasser verwendet, es ist aber auch die Verwendung von Alkoholen, Ölen oder sonstigen physiologisch unbedenklichen Flüssigkeiten möglich. Selbstverständlich können auch flüssige Medikamente aus einem größeren Vorratsbehälter in das Behältnis umgefüllt werden. Die Ultraschallwellen mit einer Frequenz zwischen 20 kHz und einem GHz führen bei ihrer Ausbreitung in der Flüssigkeit aufgrund ihrer kurzen Wellenlänge zu erheblichen Druckunterschieden. Bei ausreichender Schallintensität kann es besonders an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft zu Kavitationserscheinungen kommen, d.h. daß die Flüssigkeit der vom Schall aufgeprägten Bewegung nicht folgen kann, und es zur Bildung von Vakuumblasen kommt. Aufgrund des Zerreißens der homogenen Flüssigkeit an der Oberfläche werden Tröpfchen in die umgebende Luft abgegeben, deren Durchmesser zwischen 0,5 und 10 μm liegt. Dieses Medikamentenaerosol wird vom Nutzer durch ein Mundstück abgesaugt und in die Atemorgane inhaliert. Aufgrund der Feinverteilung des Medikamentes in den Flüssigkeitströpfchen sowie der Größe der resorptionsfähigen Oberfläche in den Atemwegen bzw. der Lunge werden die Medikamente praktisch unmittelbar an den Blutkreislauf des Nutzers abgegeben und können ihre heilsame Wirkung entfalten. Der Schwingquarz muß gekühlt werden, da die piezoelektrischen Schwingungen zu einer, dem Fachmann bekannten, Erhitzung des Kristalls führen, und er ohne Kühlung bei längerem Gebrauch zerstört würde. Im allgemeinen erfolgt die Kühlung dadurch, daß der Schwingquarz von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, umgeben ist, und das Behältnis mit der Medikamentenlösung in dieses Wasserbad eingesetzt ist.
• Der Nachteil der bisher bekannten Ultraschallinhalationsgeräte besteht darin, daß neben der Befüllung des Gerätes mit dem oben beschriebenen Kühlwasser auch die einzusetzenden Behältnisse vom Nutzer selbst mit einer Medikamentenlösung befüllt werden müssen. Dabei sind Dosierungsfehler durch den Nutzer praktisch nicht zu vermeiden. Außerdem ist eine ausreichende Sterilität bei der Selbstbefüllung der Behältnisse nicht gegeben, und die Übertragung von Bakterien oder Keimen mit dem Aerosol in die Lunge kann bei den Patienten, bei denen bereits eine Erkrankung vorliegt, zu weiterführenden Komplikationen führen.
• Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschallinhalationsgerät mit einem darin einsetzbaren Behältnis zur Verfügung zu stellen, bei dem es keine Dosierungsfehler für die Medikamentenkonzentration geben kann, und die notwendige Sterilität bei der Anwendung gegeben ist, sowie die Dosierung des inhalierten Medikaments vereinfacht oder erleichtert wird.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ultraschallinhalationsgerät über eine Öffnungsvorrichtung für das steril verschlossene Medikamentenbehältnis verfügt, und das Behältnis eine Lösung mit einer werkseitig festgelegten Medikamentenkonzentration enthält, das Behältnis außerhalb des Ultraschallinhalationsgeräts steril verschlossen ist, und das Behältnis mit einer lösbaren Verschlußeinrichtung versehen ist, und die Dosierung des Medikaments durch die Anzahl der Inhalationen pro Tag erfolgt.
• Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, daß ein steril verschlossenes Behältnis in das Ultraschallinhalationsgerät eingesetzt wird, wobei es vom Hersteller bereits mit einer vorgegebenen Kon zentration an Medikamenten in Lösung gefüllt ist. Das Behältnis ist mit einer Öffnungsvorrichtung versehen, die es erlaubt, das Behältnis im eingesetzten Zustand im Ultraschallinhalationsgerät bzw. durch das Einsetzen selbst zu öffnen. Die genaue Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist erfindungsgemäß unerheblich und kann, wie weiter unten beispielhaft dargestellt, ausgeführt werden. Alternativ dazu kann das Behältnis, z. B. an seiner Oberseite, mit einer eine Öffnung überdeckenden Klappe oder einem Schieber versehen sein. Das Ultraschallinhalationsgerät seinerseits ist mit einer Öffnungsvorrichtung versehen, die es dem Nutzer erlaubt, das Behältnis erst im eingesetzten Zustand bzw. durch das Einsetzen in das Gerät selbst zu öffnen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß beim Einsetzen des Behältnisses ein am Gerät befestigter vorspringender Mitnehmer an einer oben beschriebenen Klappe oder Schieber am Behältnis angreift, diese relativ zum Inhalationsgerät festlegt und durch das Einsetzen des Behältnisses die Öffnung im Behältnis zum Austreten des Aerosols freigegeben wird. Das erfindungsgemäße Behältnis kann auch mit einem konventionellen Inhalator verwendet werden, dabei muß aber das Behältnis vom Nutzer selbst außerhalb des Inhalators geöffnet werden. Mit den werkseitig gefüllten Medikamentenbehältnissen ist es möglich, daß die Dosierung über die Anzahl der Inhalationen erfolgt, und nicht wie bisher über die Menge des vom Nutzer in das Behältnis abgefüllten Medikamentes. Zur Anwendung können alle löslichen oder flüssigen Medikamente kommen, die ihre Wirkung bei einer Inhalation in die Atemwege entfalten.
• Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der werkseitigen Befüllung der Behältnisse wesentlich genauere Dosierungen der Medikamentenkonzentration möglich sind als bei einer Dosierung durch den Nutzer selbst. Damit sind wesentlich bessere Resultate bei der Anwendung des Medikaments möglich. Außerdem werden sämtliche Anforderungen hinsichtlich der Sterilität der Medikamentenlösung bzw. des Behältnisses und des Inhalationsgerätes erfüllt. Beispielsweise können die einzelnen Medikamentenbehältnisse ihrerseits steril verpackt, vom Nutzer der Verpackung entnommen, in das Gerät eingesetzt und nach Gebrauch entsorgt werden. Damit wird der Bildung von Keim- oder Bakterienkulturen bei der Wiederverwendung der Behältnisse, wie es bisher üblich war, entgegengewirkt.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
• Die Öffnungsvorrichtung im Ultraschallinhalationsgerät kann als Dorn oder Hohlnadel ausgeführt sein. Dabei kann der Dorn oder die Hohlnadel im Gerät fest angebracht sein, und beim Einsetzen des mit einer unten beschriebenen Folie verschlossenen Behältnisses diese durchstoßen und damit eine Öffnung im Behältnis freigeben, oder der Dorn oder die Hohlnadel sind mit einem dem Fachmann bekannten, vom Nutzer zu betätigenden Hebelsystem verbunden, mit dem sie die Folie des eingesetzten Behältnisses durchstoßen. Die Hohlnadel bietet die Möglichkeit, daß das Aerosol durch sie hindurch entweichen kann, und sie damit während der Anwendung ortsfest im Behältnis verbleiben kann.
• Die Öffnungsvorrichtung kann auch derart ausgeführt sein, daß die das Behältnis verschließende Folie während des Einsetzens abgezogen wird. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß an der Öffnung zum Einsetzen des Behältnisses ein in die Öffnung vorspringender Mitnehmer oder eine Nase angebracht ist, und dieser während des Einsetzens an der Folie angeift und sie relativ zum Gerät festlegt. Dadurch wird die Folie von der Öffnung im eingesetzten Behältnis abgezogen und das Aerosol kann entweichen.
• Die Kühlung des Schwingquarzes kann in dem Fachmann bekannter Weise mit Hilfe einer den Quarz umspülenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erfolgen. Die Flüssigkeit wird vom Nutzer in das Ultraschallinhalationsgerät eingefüllt und das mit einer Medikamentenlösung gefüllte Behältnis in die Flüssigkeit, nach Art eines Wasserbades, eingesetzt. Die überschüssige Wärmeenergie des Quarzes wird an die Flüssigkeit abgegeben.
• Der Schwingquarz und das Medikamentenbehältnis können auch derart ausgeführt sein, daß er am Behältnis, im eingesetzten Zustand, unmittelbar anliegt. Damit werden Energieverluste durch die Schallübertragung im Wasserbad vermieden. Bei geeigneter Materialwahl für das Behältnis, wie weiter unten dargestellt, kann auch über das Behältnis die im Quarz auftretende Wärmeenergie abgeleitet werden. Vor teilhafterweise ist die Kontaktfläche des Quarzes dazu flächig und eben ausgeführt, um einen formschlüssigen Kontakt zum Behältnis zu ermöglichen.
• Die Kühlung des Schwingquarzes kann auch derart erfolgen, daß er an seiner Oberfläche zumindest abschnittsweise in unmittelbarem thermischen Kontakt mit einer Kühlvorrichtung steht. Diese kann beispielsweise in Form einer flüssigkeitsdurchströmten Rohrleitung ausgestaltet sein. Aufgrund der großen Wärmeleitfähigkeit bestehen die Rohre vorteilhafterweise aus Kupfer und sind zur Abführung der Wärmeenergie von einer Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, im geschlossenem Kreislauf durchflossen.
• Eine Möglichkeit, daß Behältnis mit einem zu öffnenden Verschlußmechanismus zu versehen, besteht darin, die Öffnung, durch die das Aerosol unter Einwirkung des Ultraschalls austritt, mit einer Folie zu verschließen, wobei zur Befestigung der Folie am Behältnis ein lösbarer Klebstoff verwendet wird, wie er dem Fachmann bekannt ist. Die Folie selbst kann aus einem Kunststoff und/oder aus Metall, z. B. Aluminium, bestehen. Sie erlaubt es, entweder eine oben beschriebene Abzugsvorrichtung im Ultraschallgerät zu verwenden, oder, wenn sie mit einem nicht lösbaren Klebstoff am Behältnis befestigt ist, sie mit einem Dorn oder einer Hohlnadel beim Einsetzen oder im eingesetzten Zustand zu durchstechen. Ebenso ist es möglich, an der Folie eine Lasche zu befestigen, wobei diese im eingesetzten Zustand noch aus dem Ultraschallgerät herausragt, und es dem Nutzer erlaubt, die Folie von der Öffnung abzuziehen.
• Vorteilhafterweise wird das Behältnis aus Kunststoff hergestellt sein, der billig, einfach zu bearbeiten und bei der Entsorgung unbedenklich ist. Die Ausstattung des Kunststoffbehältnisses, beispielsweise mit einer Abziehfolie, ist dem Fachmann möglich. Außerdem überträgt das Kunststoffmaterial, bei geeigneter Wahl, den Ultraschall sehr gut, und es treten nur geringe Verluste in der Schallintensität auf. Eine durchsichtige Ausführung erlaubt eine Kontrolle des Flüssigkeitsstands im Behältnis bzw. der bereits inhalierten Medikamentenmenge.
• Mit einem Behältnis, das aus einem Material mit großer Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, kann die vom Schwingquarz erzeugte Wärmeenergie durch das Behältnis zumindest teilweise abgeführt werden.
• Auch kann das Behältnis derart geformt sein, daß es im eingesetzten Zustand in unmittelbarem Kontakt mit dem Schwingquarz steht. Damit wird eine praktisch verlustfreie Übertragung der Schallenergie vom Quarz auf die Flüssigkeit ermöglicht, und beispielsweise bei einem batterie- oder akkubetriebenen Gerät die zur Anwendung notwendige Energiemenge reduziert. Außerdem kann das wärmeleitend ausgeführte Behältnis, wie oben beschrieben, zur Abführung überschüssiger Wärmeenergie des Schwingquarzes dienen.
• Im Gegensatz zu den bisher bekannten Verwendungen der Ultraschallinhalationsgeräte mit in einer Flüs sigkeit gelösten Medikamenten erlauben das Ultraschallinhalationsgerät sowie das darin einzusetzende erfindungsgemäße Behältnis ein neuartiges Verfahren zur Anwendung von Medikamenten. Mit den werksseitig befüllten Behältnissen ist eine exakte Dosierung der Medikamentenmenge möglich, die pro Inhalation vom Nutzer eingeatmet wird. Damit wird die Dosierung eines Medikamentes nicht über die vom Nutzer in das Behältnis gefüllte Medikamentenmenge festgelegt, sondern über die Anzahl der verwendeten Medikamentenbehälter bzw. über die Anzahl der pro Tag ausgeführten Inhalationen. Dies ermöglicht eine wesentlich exaktere Medikation, außerdem ist eine Schädigung des Nutzers durch Fehler in der Dosierung ausgeschlossen.
• Selbstverständlich ist es auch möglich, daß werkseitig in die Behältnisse dasselbe Medikament in unterschiedlichen Konzentrationen abgefüllt ist. Damit ist es beispielsweise möglich, hintereinander oder über den Tag verteilt Inhalationen mit unterschiedlichen Wirkstoffmengen durchzuführen, entsprechend der vom Arzt verordneten Dosierungen.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung können dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnommen werden, in dem anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher dargelegt sind. Es zeigen:
• 1 ein erfindungsgemäßes Behältnis mit einer die Öffnung verschließenden Folie,
• 2 einen Schwingquarz mit einer Kühlvorrichtung und einem Behältnis im Querschnitt.
• Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Behältnisses (1) ist die Öffnung (2) an der Oberseite außerhalb des Ultraschallinhalationsgerätes mit einer, dem Fachmann bekannten, Folie (3) verschlossen. Sie ist mit einem lösbaren Klebstoff am Behältnis (1) befestigt und besteht z. B. aus Kunststoff und/oder Metall. Dies gewährleistet die Sterilität des Wirkstoffes bzw. der Medikamentenlösung im Inneren des Behältnisses (1) von der Abfüllung bis zur Inhalation. Das Behältnis (1) selbst kann ebenfalls steril abgepackt sein und wird aus dieser Verpackung erst unmittelbar vor der Nutzung entnommen. Danach wird das leere Behältnis (1) entsorgt. Mit einer Wellenlinie ist in der Zeichnung der Flüssigkeitspegel (4) im Behältnis angedeutet, der bei einer durchsichtigen Ausführung kontrolliert werden kann. Das durch die Ultraschallwellen an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft gebildete Medikamentenaerosol tritt durch die Öffnung (2) aus dem Behältnis (1) aus und wird vom Patienten inhaliert.
• In 2 ist ein piezoelektrischer Schwingquarz (5) mit einer ihn zumindest teilweise umgebenden Kühlungsvorrichtung dargestellt. Der Pfeil deutet die Schwingungsrichtung des Quarzes (5) an. Die Kühlungsvorrichtung besteht aus einem flüssigkeitsdurchströmten Rohr (6, 6a), vorzugsweise aus einem wärmeleitenden Material wie Kupfer, das in unmittelbarem thermischen Kontakt zum Quarz (5) steht. Die Flüssigkeit im Rohr (6) kann auch umgewälzt werden, wie dem Fachmann bekannt. Diese Art der Ausführung der Kühlung erlaubt es, das Behältnis (1) mit der Medikamentenlösung in direkten Kontakt, z. B. an dessen Oberseite, zum Quarz (5) zu bringen. Die vom Quarz (5) abgegebene Schallenergie wird auf das Behältnis (1) und die darin enthaltene Flüssigkeit übertragen und es treten nur geringe Streuverluste auf, im Gegensatz zu den bisher bekannten Wasserbadkühlungen.

Claims (13)

1. Ultraschallinhalationsgerät mit einem Schwingquarz zur Freisetzung eines medizinisch wirksamen Medikamentenaerosols aus einem in das Gerät einsetzbaren Behältnis und einer Kühlvorrichtung für den Schwingquarz, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallinhalationsgerät über eine Öffnungsvorrichtung für das steril verschlossene Medikamentenbehältnis (1) verfügt.
2. Ultraschallinhalationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsvorrichtung ein Dorn oder eine Hohlnadel ist.
3. Ultraschallinhalationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsvorrichtung eine Abzugseinrichtung für eine das Behältnis verschließende Folie (3) ist.
4. Ultraschallinhalationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ist.
5. Ultraschallinhalationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingquarz (5) am Behältnis (1) im eingesetzten Zustand unmittelbar angreift.
6. Ultraschallinhalationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Schwingquarzes (5) zumindest abschnittsweise mit einer Kühlvorrichtung in thermischem Kontakt steht.
7. Behältnis, gefüllt mit einem in einer Flüssigkeit gelösten Medikament und einer Öffnung zum Entweichen des Aerosols, zum Einsatz in einem Ultraschallinhalationsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß – das Behältnis (1) eine Lösung mit einer werkseitig festgelegten Medikamentenkonzentration enthält, – das Behältnis (1) außerhalb des Ultraschallinhalationsgeräts steril verschlossen ist, – und das Behältnis (1) mit einer lösbaren Verschlußeinrichtung versehen ist.
8. Behältnis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) mit einer abziehbaren Folie (3) verschlossen ist.
9. Behältnis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) aus Kunststoff besteht, insbesondere durchsichtig ist.
10. Behältnis nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) im eingesetzten Zustand unmittelbar am Schwingquarz (5) anliegt.
11. Behältnis nach einem der Ansprüch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) aus einem Material mit großer Wärmeleitfähigkeit besteht.
12. Verfahren zur Inhalation eines medizinisch wirksamen Medikamentenaerosols mit einem Ultraschallinhalationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem darin einsetzbaren Behältnis nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung des Medikaments durch die Anzahl der Inhalationen pro Tag erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Behältnisse (1) mit unterschiedlichen Medikamentenkonzentrationen verwendet werden.