DE2749629A1

DE2749629A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines von treibmittel im wesentlichen freien medizinischen aerosolnebels fuer die inhalation

Info

Publication number: DE2749629A1
Application number: DE19772749629
Authority: DE
Inventors: Nils Folke Emanuel Moren; Kjell Ingvar Leopold Wetterlin
Original assignee: Draco AB
Current assignee: Draco AB
Priority date: 1976-11-09
Filing date: 1977-11-05
Publication date: 1978-05-11
Also published as: FR2369848A1; NO144764B; NL188685B; SE7612448L; JPS5382089A; AU514557B2; IE45837B1; GB1565029A; FI64512B; NO144764C; DK153594B; FR2369848B1; FI64512C; FI773180A; NO773817L; JPS6051910B2; IE45837L; BE860626A; SE411705B; CA1077799A

Description

Vorrichtung zur Erzeugung eines von Treibmittel im wesentlichen freien medizinischen Aerosolnebels für die Inhalation

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es möglich macht, einen abgegrenzten medizinischen Aerosolnebel zu erzeugen, der im wesentlichen frei von Treibmittel ist und für die Inhalation durch einen oder mehrere aufeinanderfolgende Atemzüge bestimmt ist. Aerosol-Inhalationsvorrichtungen für medizinische Zwecke werden primär für lokale Verabreichung von Arzneimitteln auf den tieferen Teilen der Atemwege verwendet. Der Vorteil lokaler Verabreichung gegenüber systemischer Verabreichung ist ein schnelles Ansprechen auf das Arzneimittel, selbst wenn eine niedrige Arzneimitteldosis verabreicht wird.

Herkömmliche Aerosol-Inhalationsvorrichtungen, wie die gemäß den üS-PSen 3 001 524 und 3 897 779, leiden unter zwei oder mehreren der folgenden Nachteile:

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

2. Ein wesentlicher Teil der aktiven Verbindung wird im Mundraum abgelagert und hinuntergeschluckt. Der abgelagerte

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Anteil der Dosis kann lokale Nebenwirkungen verursachen, beispielsweise das Wachstum von Pilzen in bestimmten Teilen der Mundhöhle gestatten, wenn Steroide verabreicht werden, oder es können systemische Nebenwirkungen der hinuntergeschluckten aktiven Verbindung nach Absorption im Verdauungssystem bewirkt werden. Die Desorption der Aerosolteilchen in der Mundhöhle und den oberen Atemwegen 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 WHnde und werden dort abgelagert. Diese Wirkung ist stärker bei erhöhter 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- Inhalationsvorrichtungen wird das gesamte Treibmittel zusammen mit der aktiven Verbindung

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inhaliert. Dies vermindert die Sicherheitsgrenze, da die üblichen Treibmittel nicht als vollständig ungiftig anzusehen sind.

Die oben aufgezählten Nachteile werden jedoch mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung vollständig vermieden. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist so konstruiert, daß sie einen begrenzten medizinischen Aerosolnebel erzeugt und einschließt, der im wesentlichen frei von Treibmittel ist, und diese Vorrichtung ist für die Inhalation durch einen oder mehrere Atemzüge über ein Mundstück bestimmt.

Die Vorrichtung umfaßt eine rotationssymmetrische Kammer, die zur Aufnahme des Aerosolnebels bestimmt 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 Mundstücks und der Verbindung zu der Sprühdüse sollten auf der Symmetrieachse 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 am nächsten liegt, ist mit Lufteinlaßöffnungen versehen. Der konvergierende Teil der Kammer, der dem Mundstück am nächsten liegt, ist jedoch frei von Lufteinlaßöffnungen. Das gesamte Innenvolumen der Kammer liegt zwischen o,5 und 2,0 1, und die Länge der Kammer liegt zwischen 10 und 40 cm.

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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 Aerosolnebel zu verlangsamen und Aerosolnebel 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

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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 .um 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 2,0 1) sein, um einem bis vier Atemzügen zu entsprechen. Die Länge der Kammer sollte zwischen 10 bis 40 cm, vorzugsweise zwischen 20 und 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

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liegt, ist mit, vorzugsweise radialsymmetrisch angeordneten, Lufteinlaßöffnungen 4 ausgestattet, die zweckmäßig 1 bis 50 und vorzugsweise 10 bis 5O % 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 Lufteinlaßöffnungen 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 werden. Beispielsweise können die Lufteinlaßöffnungen gternatlv 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 Lufteinlaßöffnungen enthält. Aus dem gleichen Grund sollten die Lufteinlaßöffnungen an dem kegelförmigen Teil der

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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.

Es liegt auf der Hand, daß ein geübter Handwerker die Vorrichtung nach der Erfindung in verschiedener Weise modifizieren kann, ohne der mit der Erfindung verbundenen Vorteile verlustig zu gehen, und alle solchen Modifikationen stellen Ausführungsformen innerhalb des Erfindungsgedankens dar. 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 oder 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 bei-

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spielsweise aus zwei automatischen Rückschlagventilen bestehen, von denen eines zwischen der Kammer und dem Mundstück und das andere an der Seite des Mundstückes angeordnet iat. 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 einer 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.

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Claims

Patentansprüche :

Vorrichtung zur Erzeugung/von Treibmittel im wesentlichen

freien medizinischen Aerosolnebels für die Inhalation über ein Mundstück, gekennzeichnet 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

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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 2,0 1 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 Mundstückes und des Verbindungsteils zu der Sprühdüse in der Symmetrieachse der Kammer liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 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 Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßöffnungen (4) 10 bis 50 % der Gesamtoberfläche bedecken.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (2) mit einem Ventilmechanismus ausgestattet ist, der ein Ausatmen durch das Mundstück ermöglicht, ohne dafl die ausgeatmete Luft durch die Kammer geht.

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6. Vorrichtung nach Anspruch t bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) die Form von Paltenbälgen besitzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5# dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) in auseinandernehabare Abschnitte unterteilt ist.

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