CN105407748A - 电加热气雾剂递送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向使用者递送气雾化的药剂颗粒的气雾剂递送系统，其包括筒和构造为接收筒的装置。筒包括：包含递送增强化合物源的第一隔室；包含药剂源的第二隔室；用于加热药剂的蒸发器；和用于自第二隔室向蒸发器传送药剂的转移元件。筒可还包括与第一隔室和第二隔室流体连通的气雾剂形成室。装置包括：外壳体；功率源；用于控制筒的第一隔室的温度的温度控制工具；和构造为控制自功率源到温度控制工具的功率的电子电路。将电子电路构造为使筒的第一隔室保持在约30℃和约50℃之间的温度下。在使用中，药剂与递送增强化合物在气相中反应以形成气雾化的含药剂颗粒。

Description

电加热气雾剂递送系统

技术领域

本发明涉及用于气雾剂递送系统的筒和构造为接收所述筒的装置。本发明还涉及用于向使用者递送气雾化药剂如尼古丁盐颗粒的包括装置和筒的气雾剂递送系统，特别是涉及用于向使用者递送气雾化尼古丁盐颗粒的吸烟装置。本发明还涉及向使用者递送气雾化药剂如尼古丁盐颗粒的方法。

背景技术

将液体尼古丁制剂蒸发形成由使用者吸入的气雾剂的所谓的“电子香烟”和其它电动运行的吸烟系统是本领域已知的。例如，WO2009/132793A1公开了一种电加热吸烟系统，其包括外壳和可更换的嘴件，其中所述外壳包括电源和电路。所述嘴件包括液体贮存部、具有延伸到液体贮存部中以接触其中的液体的第一端的毛细芯和用于加热毛细芯的第二端的加热元件。在使用中，液体通过芯中的毛细作用从液体贮存部转移向加热元件。在芯的第二端处的液体由加热元件蒸发。所述液体优选包含含烟草的材料，所述含烟草的材料包含挥发性烟草味化合物，所述挥发性烟草味化合物将在加热时自所述液体释放。

市售电子香烟通常需要较大的功率来形成具有合适粒度的气雾剂以递送给使用者。

WO2008/121610A1和WO2011/034723A1公开了用于向主体递送尼古丁或其它药剂的装置和方法，其中丙酮酸与尼古丁或其它药剂在气相中反应以形成尼古丁或药剂丙酮酸盐颗粒的气雾剂。在室温下，丙酮酸和尼古丁二者均是充分挥发性的，以形成相应的蒸气，所述蒸气彼此反应形成尼古丁丙酮酸盐颗粒。然而，在给定的温度下，丙酮酸比尼古丁具有更高的蒸气压。结果，丙酮酸与尼古丁之间的气相反应的效率高度依赖于环境温度，这可能不利地导致向使用者不一致的尼古丁递送。

需要提供与市售电子香烟相比以减少的功率消耗运行的气雾剂递送系统。还需要提供与用于递送气雾化尼古丁盐颗粒的已知装置相比允许每一抽吸更一致的尼古丁或其它药剂递送的气雾剂递送系统。

发明内容

根据本发明，提供了一种筒，其包括：包含挥发性递送增强化合物源的第一隔室；包含药剂源的第二隔室；用于加热药剂的蒸发器；和用于自第二隔室向蒸发器传送药剂的转移元件。

如下文所进一步讨论的，根据本发明的筒在气雾剂递送系统中的使用有利地允许比用于递送气雾化尼古丁或药剂盐颗粒的已知装置中更一致的药剂递送。即，根据本发明的筒在气雾剂递送系统中的使用过程中每一抽吸的药剂递送比用于递送气雾化尼古丁或药剂盐颗粒的已知装置中更一致。此外，根据本发明的筒在气雾剂递送系统中的使用过程中每一抽吸的药剂递送比用于递送气雾化尼古丁或药剂盐颗粒的已知装置中更恒定。

如本文所用，术语“挥发性的”指蒸气压为至少约20Pa的递送增强化合物。除非另有说明，否则本文中提及的所有蒸气压均为根据ASTME1194-07测得的25℃下的蒸气压。

优选地，挥发性递送增强化合物在25℃下的蒸气压为至少约50Pa，更优选至少约75Pa，最优选至少100Pa。

优选地，挥发性递送增强化合物在25℃下的蒸气压低于或等于约400Pa，更优选低于或等于约300Pa，甚至更优选低于或等于约275Pa，最优选低于或等于约250Pa。

在某些实施例中，挥发性递送增强化合物在25℃下的蒸气压可介于约20Pa和约400Pa之间，更优选介于约20Pa和约300Pa之间，甚至更优选介于约20Pa和约275Pa之间，最优选介于约20Pa和约250Pa之间。

在其它实施例中，挥发性递送增强化合物在25℃下的蒸气压可介于约50Pa和约400Pa之间，更优选介于约50Pa和约300Pa之间，甚至更优选介于约50Pa和约275Pa之间，最优选介于约50Pa和约250Pa之间。

在其它实施例中，挥发性递送增强化合物在25℃下的蒸气压可介于约75Pa和约400Pa之间，更优选介于约75Pa和约300Pa之间，甚至更优选介于约75Pa和约275Pa之间，最优选介于约75Pa和约250Pa之间。

在还其它实施例中，挥发性递送增强化合物在25℃下的蒸气压可介于约100Pa和约400Pa之间，更优选介于约100Pa和约300Pa之间，甚至更优选介于约100Pa和约275Pa之间，最优选介于约100Pa和约250Pa之间。

挥发性递送增强化合物可包含单一化合物。或者，挥发性递送增强化合物可包含两种或更多种不同的化合物。

当挥发性递送增强化合物包含两种或更多种不同的化合物时，所述两种或更多种不同的化合物的组合在25℃下的蒸气压为至少约20Pa。

优选地，挥发性递送增强化合物为挥发性液体。

挥发性递送增强化合物可包含两种或更多种不同的液体化合物的混合物。

挥发性递送增强化合物可包含一种或多种化合物的水溶液。或者，挥发性递送增强化合物可包含一种或多种化合物的非水溶液。

挥发性递送增强化合物可包含两种或更多种不同的挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包含两种或更多种不同的挥发性液体化合物的混合物。

或者，挥发性递送增强化合物可包含一种或多种非挥发性化合物和一种或多种挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包含一种或多种非挥发性化合物在挥发性溶剂中的溶液、或者一种或多种非挥发性液体化合物与一种或多种挥发性液体化合物的混合物。

在一个实施例中，挥发性递送增强化合物包含酸。挥发性递送增强化合物可包含有机酸或无机酸。优选地，挥发性递送增强化合物包含有机酸，更优选羧酸，最优选α-酮酸或2-氧代酸。

在一个优选的实施例中，第一隔室中的挥发性递送增强化合物包含选自3-甲基-2-氧代戊酸、丙酮酸、2-氧代戊酸、4-甲基-2-氧代戊酸、3-甲基-2-氧代丁酸、2-氧代辛酸以及它们的组合的酸。在一个特别优选的实施例中，第一隔室中包含丙酮酸。

在一个实施例中，挥发性递送增强化合物包含氯化铵。

在一个优选的实施例中，挥发性递送增强化合物源包含吸附元件和吸附于吸附元件上的挥发性递送增强化合物。

如本文所用，“吸附”指挥发性递送增强化合物吸附于吸附元件的表面上，或吸附于吸附元件中，或吸附于吸附元件上和吸附于吸附元件中二者。优选地，挥发性递送增强化合物吸附于吸附元件上。

吸附元件可由任何合适的材料或材料组合形成。例如，吸附元件可包含玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)和中的一者或多者。

在一个优选的实施例中，吸附元件为多孔吸附元件。

例如，吸附元件可为包含选自多孔塑料材料、多孔聚合物纤维和多孔玻璃纤维的一种或多种材料的多孔吸附元件。

吸附元件优选对挥发性递送增强化合物是化学惰性的。

吸附元件可具有任何合适的尺寸和形状。

在一个优选的实施例中，吸附元件为大致圆筒状的塞子。在一个特别优选的实施例中，吸附元件为大致圆筒状的多孔塞子。

在另一个优选的实施例中，吸附元件为大致圆筒状的空心管。在另一个特别优选的实施例中，吸附元件为大致圆筒状的多孔空心管。

可选择吸附元件的尺寸、形状和组成以允许所需的量的挥发性递送增强化合物吸附于吸附元件上。

在一个优选的实施例中，将约20μl和约200μl之间、更优选约40μl和约150μl之间、最优选约50μl和约100μl之间的挥发性递送增强化合物吸附于吸附元件上。

吸附元件有利地充当挥发性递送增强化合物的贮存器。

吸附元件可构造为自第一隔室内向吸入通过筒的空气中传送挥发性递送增强化合物。例如，吸附元件可包含毛细材料，以通过毛细作用自第一隔室向吸入通过筒的空气中传送挥发性递送增强化合物。在某些实施例中，吸附元件可包含毛细芯，以通过毛细作用自第一隔室向吸入通过筒的空气中传送挥发性递送增强化合物。

挥发性递送增强化合物的使用有利地允许包括根据本发明的筒的气雾剂递送系统比市售电子香烟以减少的功率消耗运行。本发明的气雾剂递送系统的功率消耗可通过减少蒸发药剂所需的功率来减少，因为挥发性递送增强化合物将提高药剂向使用者的递送速率。相比之下，在市售电子香烟中，为了提高尼古丁向使用者的递送速率，需要额外的功率来蒸发尼古丁制剂以生成较小的气雾剂颗粒。通过减少生成合适于递送给使用者的气雾剂所需的功率，包括根据本发明的筒的气雾剂递送系统的运行温度也可有利地降低。

这样，本发明允许提供成本有效、小型且易于使用的气雾剂递送系统。此外，与市售电子香烟相比，通过在根据本发明的筒中使用酸或氯化铵作为递送增强化合物，药剂的药代动力学速率可有利地提高。

在一个优选的实施例中，所述筒还包括与第一隔室和第二隔室流体连通的气雾剂形成室。在使用中，药剂将与挥发性递送增强化合物在气雾剂形成室中于气相中反应以形成气雾化的含药剂颗粒。

优选地，所述筒还包括在第一隔室上游的至少一个空气入口和在气雾剂形成室下游的至少一个空气出口，所述至少一个空气入口和至少一个空气出口布置为限定气流通路，所述气流通路自所述至少一个空气入口经由第一隔室、蒸发器和气雾剂形成室延伸到所述至少一个空气出口。

如本文所用，术语“上游”和“下游”用来描述根据本发明的筒、气雾剂递送装置和气雾剂递送系统的部件或部件部分相对于在其使用过程中吸入通过筒、气雾剂递送装置和气雾剂递送系统的空气的方向的相对位置。

如本文所用，术语“空气入口”用来描述空气可通过其吸入筒中的一个或多个孔。

如本文所用，术语“空气出口”用来描述空气可通过其从筒中吸出的一个或多个孔。

在一个优选的实施例中，所述至少一个空气入口包括提供在筒的外壳体中的多个穿孔。优选地，所述穿孔绕外壳体周向延伸。

优选地，药剂的熔点低于约150摄氏度。

可选地或另外地，优选地，药剂的沸点低于约300摄氏度。

在某些优选的实施例中，药剂包含一种或多种脂族或芳族、饱和或不饱和含氮碱(含氮的碱性化合物)，其中氮原子存在于杂环中或无环链中(取代)。

药剂可包含选自以下的一种或多种化合物：尼古丁；7-羟基帽柱木碱；槟榔碱；阿托品；安非他酮；去甲麻黄碱(D-去甲伪麻黄碱)；氯苯那敏；地布卡因；二甲啡烷，二甲基色胺，苯海拉明，盐酸麻黄素，大麦芽碱，天仙子胺，异槟榔碱，左啡诺，山梗菜碱，松叶菊碱，帽柱木碱，马斯卡廷(Muscatine)，普鲁卡因，伪麻黄碱，吡拉明，雷氯必利，利托君，东莨菪碱，金雀花碱(鹰爪豆碱)和噻氯匹啶；烟草烟雾成分，如1,2,3,4-四氢异喹啉、假木贼碱、新烟草碱、可替宁、麦斯明烟草碱、Nicotrine、Norcotinine和降烟碱；抗哮喘药，如奥西那林、普萘洛尔和特布他林；抗心绞痛药，如尼可地尔、氧烯洛尔和维拉帕米；抗心律失常药，如利多卡因；烟碱激动剂，如地棘蛙素、5-(2R)-吖丁啶基甲氧基)-2-氯吡啶(ABT-594)、(S)-3-甲基-5-(l-甲基-2-吡咯烷基)异噁唑(ABT418)和(±)-2-(3-吡啶基)-l-氮杂双环[2.2.2]辛烷(RJR-2429)；烟碱拮抗剂，如甲基牛扁亭碱(Methyllycacotinine)和美卡拉明；乙酰胆碱酯酶抑制剂，如加兰他敏、吡斯的明、毒扁豆碱和他克林；和MAO-抑制剂，如甲氧基-N,N-二甲基色胺、5-甲氧基-α-甲基色胺、α-甲基色胺、异丙氯肼、异丙烟肼、异唑肼、利奈唑胺，吗氯贝胺、N,N-二甲基色胺、苯乙肼、苯乙胺、托洛沙酮、反苯环丙胺和色胺。

药剂源优选为尼古丁源。

药剂源可包含吸附元件和吸附于吸附元件上的药剂。

第二隔室可包含其上吸附有药剂的吸附元件。更优选地，第二隔室包含其上吸附有药剂的多孔吸附元件。多孔吸附元件可包含选自多孔塑料材料、多孔聚合物纤维和多孔玻璃纤维的一种或多种多孔材料。所述一种或多种多孔材料可为或可不为毛细材料并优选对药剂惰性。特别优选的多孔材料将取决于药剂的物理性质。所述一种或多种多孔材料可具有任何合适的孔隙率以与具有不同物理性质的不同药剂一起使用。

在第二隔室中引入其上吸附有药剂的吸附元件可有利地降低药剂自筒泄漏的风险。

此外，通过选择具有合适性质的吸附元件，吸附元件的引入可允许改进的药剂释放控制。

在优选的实施例中，筒的第一隔室包含挥发性递送增强化合物源而筒的第二隔室包含尼古丁源。尼古丁源可包含尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐(如尼古丁-HCl、尼古丁-酒石酸氢盐或尼古丁-双酒石酸盐)或尼古丁衍生物中的一者或多者。

尼古丁源可包含天然尼古丁或合成尼古丁。

尼古丁源可包含纯尼古丁、尼古丁在水或非水溶剂中的溶液或液体烟草提取物。

尼古丁源可还包含电解质形成化合物。电解质形成化合物可选自碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属盐、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物以及它们的组合。

例如，尼古丁源可包含选自氢氧化钾、氢氧化钠、氧化锂、氧化钡、氯化钾、氯化钠、碳酸钠、柠檬酸钠、硫酸铵以及它们的组合的电解质形成化合物。

在某些实施例中，尼古丁源可包含尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐或尼古丁衍生物和电解质形成化合物的水溶液。

可选地或另外地，尼古丁源可还包含其它组分，所述其它组分包括但不限于天然香料、人造香料和抗氧化剂。优选地，第二隔室包含液体药剂源。优选地，第二隔室构造为容留约50微升至约150微升之间的液体药剂，更优选约100微升的液体药剂。

液体药剂具有适合用于如本文所述的气雾剂递送系统中的沸点：如果沸点太高，则蒸发器将不能够蒸发液体药剂。液体药剂还具有允许药剂由转移元件自第二隔室传送向蒸发器的物理性质。优选地，液体药剂具有允许液体药剂通过转移元件自第二隔室经毛细作用传送向蒸发器的物理性质，包括粘度。

蒸发器优选位于第一隔室的下游以便吸入通过筒的空气在经过蒸发器之前通过第一隔室。

蒸发器优选包括电动运行的加热器，所述加热器可连接到电源。加热器优选包括至少一个加热元件，其构造为加热药剂以形成含药剂的蒸气。加热器可包括单个加热元件。或者，加热器可包括不止一个加热元件，例如两个、三个、四个、五个、六个或更多个加热元件。所述一个或多个加热元件可适宜地布置为最有效地蒸发药剂。筒优选包括电接触，其构造为耦合到气雾剂递送装置中的功率源以为所述至少一个加热元件提供功率。

所述至少一个加热元件优选包含电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体如掺杂陶瓷、电“传导”陶瓷(如例如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金和由陶瓷材料与金属材料制成的复合材料。这样的复合材料可包含掺杂陶瓷或未掺杂陶瓷。合适的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。合适的金属的例子包括钛、锆、钽和来自铂族的金属。合适的金属合金的例子包括不锈钢，含镍、钴、铬、铝、钛、锆、铪、铌、钼、钽、钨、锡、镓、锰和铁的合金，及基于镍、铁、钴、不锈钢、钛金属和铁-锰-铝基合金的超合金。在复合材料中，电阻材料可任选地包埋在绝缘材料中、由绝缘材料封装或包覆，反之亦然，具体取决于能量转移动力学和所需的外部物理化学性质。合适的复合材料加热元件的例子在US5,498,855、WO03/095688A2和US5,514,630中有公开。

所述至少一个加热元件可呈任何合适的形式。例如，所述至少一个加热元件可呈加热叶片的形式，如US5,388,594、US5,591,368和US5,505,214中描述的那些。或者，所述至少一个加热元件可呈具有不同导电部的外壳或基底的形式，如EP1128741A1中所述，或呈电阻性金属管的形式，如WO2007/066374A1中所述。或者，所述至少一个加热元件可为盘式(端部)加热器或者盘式加热器与加热针或棒的组合。或者，所述至少一个加热元件可呈于两层惰性材料之间绝缘的金属蚀刻箔的形式。在这样的实施例中，惰性材料可包含全-聚酰亚胺或云母箔。或者，所述至少一个加热元件可呈材料的片材的形式，其可绕蒸发器卷绕。片材可由任何合适的材料制成，例如，铁-铝基合金、铁-锰-铝基合金或钛合金。片材可为矩形形状，或可具有图案化形状，当绕蒸发器卷绕时，所述图案化形状可形成线圈样结构。其它替代方案包括加热丝或长丝，例如Ni-Cr、铂、钨或合金丝，如EP1736065A1中描述的那些，或加热板。

在一个优选的实施例中，所述至少一个加热元件包括包绕蒸发器的丝卷。在此实施例中，优选所述丝为金属丝。甚至更优选所述丝为金属合金丝。加热元件可完全或部分围绕蒸发器。

在一个替代的实施例中，蒸发器可包括雾化器，所述雾化器包括所述至少一个加热元件。除加热元件外，雾化器可还包括一个或多个机电元件如压电元件。另外地或可选地，雾化器可还包括利用静电、电磁或气动效应的元件。

转移元件可包含多孔材料。转移元件可具有延伸到第二隔室中的第一部分和与蒸发器相邻的第二部分。

优选地，转移元件包含毛细材料以通过毛细作用自第二隔室向蒸发器传送药剂。毛细材料可为毛细芯，其具有延伸到第二隔室中的第一部分和与蒸发器相邻的第二部分。在使用中，药剂通过毛细芯中的毛细作用自第二隔室转移到蒸发器。当蒸发器被启动时，毛细芯的第二部分中的药剂将蒸发形成含药剂的蒸气。

优选地，将蒸发器构造为将毛细芯的第二部分中的药剂加热至约60℃和约150℃之间的温度。更优选地，将蒸发器构造为将毛细芯的第二部分中的药剂加热至约65℃和约120℃之间的温度。还更优选地，将蒸发器构造为将毛细芯的第二部分中的药剂加热至约70℃和约100℃之间的温度以形成含药剂的蒸气。

毛细芯可为线性毛细芯，其具有延伸到第二隔室中的第一自由端和与蒸发器相邻的第二自由端。或者，毛细芯可为卷曲的毛细芯。在这样的实施例中，延伸到蒸发器中的毛细芯第一部分和与蒸发器相邻的毛细芯第二部分可为毛细芯的自由端或毛细芯的卷曲部分。例如，毛细芯可为U-形毛细芯，其中U-形毛细芯的弯曲部分延伸到第二隔室中而U-形毛细芯的自由端与蒸发器相邻。或者，毛细芯可为U-形毛细芯，其中U-形毛细芯的自由端延伸到第二隔室中而U-形毛细芯的弯曲部分与蒸发器相邻。应理解，也可使用任何其它合适的毛细芯形状。

毛细芯可具有纤维或海绵状结构。例如，毛细芯可包含多根纤维或线，这些纤维或线通常沿筒的纵向排列，或者毛细芯可包含海绵样材料，所述海绵样材料沿筒的纵向形成为棒形。芯的结构形成多个小的孔或管，药剂可通过毛细作用经它们自第二隔室输送向蒸发器。毛细芯可包含任何合适的材料或材料组合。合适的材料的例子有：纤维或烧结粉末形式的陶瓷基或石墨基材料。毛细芯可具有任何合适的毛细作用和孔隙率以与具有不同物理性质如密度、粘度、表面张力和蒸气压的药剂一起使用。

可在毛细芯与蒸发器之间设置多孔材料。所述多孔材料可为可渗透药剂并允许药剂自毛细芯迁移向蒸发器的任何合适材料。所述多孔材料优选对药剂惰性。所述多孔材料可为或可不为毛细材料。所述多孔材料可包含亲水材料以改善药剂的分配和铺展。这可有助于形成一致的蒸气。特别优选的材料将取决于药剂的物理性质。所述多孔材料可具有任何合适的孔隙率以与具有不同物理性质的药剂一起使用。优选地，毛细芯与多孔材料相接触，因为这将提供良好的药剂转移。

所述至少一个加热元件可借助传导加热毛细芯第二端处的药剂。加热元件可至少部分地接触毛细芯的第二端。或者，来自加热元件的热可借助热传导元件传导向毛细芯第二端处的药剂。或者，在使用过程中，所述至少一个加热元件可向吸入通过筒的周围空气传热，这继而通过对流加热毛细芯第二端处的药剂。周围空气可在经过毛细芯的第二端之前被加热。或者，周围空气可先被吸过芯的第二端并然后被加热，如WO2007/078273A1中所述。

包含挥发性递送增强化合物的第一隔室可绕第二隔室的至少一部分周向设置。在这样的实施例中，第一隔室可由第二隔室的外壁和筒的外壳体限定。或者，第一隔室和第二隔室可沿筒的纵向序贯布置，其中第一隔室在第二隔室的上游。在这样的实施例中，第一隔室和第二隔室可彼此邻接或可沿筒的纵向分隔开。

优选地，在筒的首次使用之前，第一隔室是基本密封的。例如，第一隔室可包括一个或多个密封件，可在筒的首次使用时刺穿或以其它方式打开这些密封件。

如上所述，挥发性递送增强化合物与药剂在气相中相互作用以形成含药剂的颗粒。当挥发性递送增强化合物为酸并且药剂源为尼古丁源时，酸将与尼古丁在气相中相互作用形成尼古丁盐颗粒。优选地，尼古丁盐颗粒的质量中值气动直径小于约6微米。尼古丁盐颗粒的质量中值气动直径可小于约1微米。优选地，尼古丁盐颗粒的质量中值气动直径介于约0.5微米和约5微米之间。

所述筒可还包括第三隔室。优选地，第三隔室在第二隔室的下游。当筒包括气雾剂形成室时，第三隔室优选在气雾剂形成室的下游。第三隔室可包括香料源。可选地或另外地，第三隔室可包含过滤材料，其能够移除吸入通过第三隔室的与气雾化的含药剂颗粒混合的任何未反应的挥发性递送增强化合物中的至少一部分。所述过滤材料可包含吸附剂，如活性炭。如将理解的，可根据需要设置任何数量的另外的隔室。例如，所述筒可包括包含过滤材料的第三隔室和在第三隔室下游的包含香料源的第四隔室。

优选地，所述筒包括不透明外壳体。这将有利地降低挥发性递送增强化合物和药剂因暴露于光而降解的风险。

根据本发明的又一个方面，提供了一种构造为接收如本文所述的筒的装置。所述装置包括：外壳体；功率源；用以控制筒的第一隔室的温度的温度控制工具；和构造为控制自功率源到控制措施的功率的电子电路；其中，将所述电子电路构造为使筒的第一隔室保持在约30℃和约50℃之间的温度下。

在一个优选的实施例中，控制措施包括加热器以加热筒的第一隔室。

这样的装置与根据本发明的筒组合地使用，有利地允许每一抽吸更一致的气雾剂生成和药剂递送。通过构造装置来使筒的第一隔室保持在约30℃和约50℃之间的温度下，可减轻环境条件对每一抽吸的气雾剂生成和药剂递送的影响。

可选地或另外地，所述装置可包括加热器以在吸入通过装置的周围空气经过筒的第一隔室之前将所述周围空气加热至约30℃和约50℃之间的温度。

根据本发明的再一个方面，提供了一种气雾剂递送系统。所述气雾剂递送系统包括：与如本文所述的筒协作的如本文所述的装置。所述装置或筒包括第一隔室，所述第一隔室包含挥发性递送增强化合物。所述装置或筒包括第二隔室，所述第二隔室包含药剂源。所述装置或筒包括用以加热药剂的蒸发器。所述装置或筒还包括用以自第二隔室向蒸发器传送药剂的转移元件。所述装置或筒还包括与第一隔室和第二隔室流体连通的气雾剂形成室。在使用中，药剂与挥发性递送增强化合物在气雾剂形成室中于气相中反应以形成气雾化的含药剂颗粒。

优选地，所述装置或筒还包括与气雾剂形成室流体连通的嘴件。优选地，嘴件为筒的一部分。

嘴件可包含任何合适的材料或材料组合。合适的材料的例子包括适于食品或药物应用的热塑性材料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。

优选地，所述筒是不可再充装的。因此，当筒的第二隔室中的药剂已用尽时，应更换筒。

在某些实施例中，所述装置以及所述筒可能是一次性的。

有利地，在更换所述筒时换掉所述装置的潜在地与挥发性递送增强化合物或药剂接触的所有元件。这将避免装置中不同嘴件与不同的筒之间的任何交叉污染，例如包含不同挥发性递送增强化合物或药剂的筒。

可有利地保护第二隔室中的药剂使之免于暴露于氧(因为氧通常不能经由毛细芯或其它转移元件进入第二隔室)和在一些实施例中免于暴露于光，以便显著降低药剂降解的风险。因此，可保持高的卫生水平。另外，可通过以合适的间隔时间更换筒来有利地显著降低蒸发器为药剂所堵塞的风险。

在优选的实施例中，蒸发器包括电动运行的加热器，所述加热器可连接到装置中的功率源。当装置和筒衔接时，筒中的加热器经由电路与电源电连接，所述电路布置为向筒中的加热器提供功率。在一个实施例中，当使用者启动开关，即将向筒中的加热器提供功率。在此实施例中，然后向筒中的加热器提供基本连续的功率并持续固定的一段时间。优选地，功率源具有充足的功率以向筒中的加热器提供至少约4分钟、优选至少约5分钟、更优选约6分钟的功率。已发现一次吸烟实践的平均持续时间为大约6分钟。

优选地，功率源包含充足的功率以允许使用者抽吸约200口至约500口。

在一个替代的实施例中，仅在使用者抽吸了一口时向筒中的加热器提供功率。优选地，电路包括传感器以检测指示使用者抽吸了一口的气流。传感器可为机电装置。或者，传感器可为以下中的任何一者：机械装置、光学装置、光学-机械装置和基于微机电系统(MEMS)的传感器。在这样的实施例中，电子电路优选布置为在传感器感知到使用者抽吸了一口时向筒中的加热器提供电流脉冲。优选地，电流脉冲的时间周期根据需要蒸发的尼古丁制剂的量预先设定。为此，电子电路优选可编程。

或者，电子电路可包括可手动操作的开关以便使用者发起一次抽吸。在这样的实施例中，在使用者手动操作开关时发送到筒中的加热器的电流脉冲的时间周期优选根据需要蒸发的尼古丁制剂的量预先设定。为此，电子电路优选可编程。

优选地，功率源包括含在装置中的电池。功率源可为锂离子电池或其变型中之一，例如锂离子聚合物电池。或者，功率源可为镍-金属氢化物电池或镍镉电池或燃料电池。

功率源可包括可由外部充电部分充电的电路。在这种情况下，优选在已充电时电路为预定的抽吸数提供功率，其后电路必须再连接到外部充电部分。合适的电路的例子为一个或多个电容器或可再充电电池。

优选地，装置和筒布置为在衔接时以可释放的方式锁在一起。

装置的外壳体可由任何合适的材料或材料组合形成。合适的材料的例子包括但不限于金属、合金、塑料或含这些材料中的一者或多者的复合材料。优选地，外壳体轻且不脆。

气雾剂递送系统和装置优选是便携式的。气雾剂递送系统可具有与常规吸烟制品如雪茄或香烟相当的尺寸和形状。

根据本发明的再一个方面，提供了一种向使用者递送气雾化的含药剂颗粒的方法。所述方法包括：控制挥发性递送增强化合物的温度到约30℃和约50℃之间以形成含递送增强化合物的蒸气；加热药剂源至约70℃和约100℃之间的温度以形成含药剂的蒸气；和使含递送增强化合物的蒸气与含药剂的蒸气接触以形成气雾化的含药剂颗粒。

在一个优选的实施例中，控制递送增强化合物的温度的步骤可包括加热递送增强化合物。

如应理解的，若干因素影响着含药剂颗粒的形成。一般来说，为了控制药剂递送，重要的是控制药剂和挥发性递送增强化合物的蒸发。还重要的是控制药剂和挥发性递送增强化合物的相对量。在其中挥发性递送增强化合物为酸而药剂源为尼古丁源的优选实施例中，气雾剂形成室中酸对尼古丁的摩尔比为约1:1。对于提供给蒸发器的等效功率，已发现使用酸或氯化铵作为递送增强化合物使得向使用者的尼古丁递送速率大致翻倍。

挥发性递送增强化合物的蒸发由第一隔室中挥发性递送增强化合物的浓度及第一隔室中挥发性递送增强化合物的交换表面积控制。挥发性递送增强化合物的蒸发可通过加热筒的第一隔室或通过在吸入通过装置的周围空气经过筒的第一隔室之前加热该周围空气来控制。在其中第一隔室包含丙酮酸的优选实施例中，每抽吸一口优选蒸发约60微克丙酮酸。

药剂的蒸发可通过供给到蒸发器的功率和通过用来向蒸发器传送药剂的转移元件的性质来控制。

优选地，其中药剂源为尼古丁源，供给到蒸发器的功率介于约0.1W和约0.2W之间，以产生向使用者约100微克每抽吸一口的最佳尼古丁递送。更优选地，供给到加热器的功率介于约0.13W和约0.14W之间。

在市售电子香烟中，供给到蒸发器的功率通常要高得多；在一些情况下，测量显示电源介于约3.7W和约5W之间。与此类电子香烟相比，根据本发明的气雾剂递送系统和装置中功率消耗的减少因此是显著的。另外，与市售电子香烟中的约200℃到约300℃相比，根据本发明的气雾剂递送系统和筒中的蒸发器的运行温度可降至约80℃到约100℃。

为避免疑义，上面关于本发明的一个方面描述的特征也可适用于本发明的其它方面。特别地，上面关于根据本发明的筒、装置和气雾剂递送系统描述的特征也可在适当情况下适用于根据本发明的方法，反之亦然。

附图说明

下面结合附图描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1(a)-(d)示出了根据本发明的气雾剂递送系统的实施例；和

图2示出了根据本发明的实施例的筒无外壳体的详细视图。

具体实施方式

图1(a)示出了气雾剂递送系统100，其具有常规吸烟制品如雪茄或香烟的大致尺寸和形状。气雾剂递送系统100包括装置102、筒104和嘴件106。嘴件106形成筒104的一部分。筒104包括位于嘴件上游的空气入口108和在嘴件106的嘴端处的空气出口110。开关112提供在装置上。

图1(b)示出了气雾剂递送系统100的横截面视图，其中示出了装置102和筒104的进一步细节。筒104包括包含丙酮酸的第一隔室114和包含液体尼古丁制剂的第二隔室116。如图1(b)中所示，第一隔室114绕第二隔室116周向设置并由第二隔室116的外周表面和筒104的外壳体118的内周表面限定。

如图1(c)中所示，第一隔室114包括其上吸附有丙酮酸的纤维材料120的多孔塞。筒104还包括毛细芯122，其具有在第二隔室116内的第一端和在第二隔室外的第二端。毛细芯122构造为自第二隔室116向围绕毛细芯122的第二端的蒸发器传送液体尼古丁制剂。蒸发器包括电加热器。气雾剂形成室124设置在第二隔室116下游于嘴件106中。嘴件106可包括包含过滤材料的第三隔室(未示出)。

装置102包括呈可再充电电池形式的功率源126。装置102还包括电子电路128，将其构造为控制自功率源126向蒸发器的功率供应。装置102还包括加热器(未示出)，将其构造为加热筒104的第一隔室114。

图1(c)示出了其部件分开的气雾剂递送系统100。将气雾剂递送系统100构造为使得筒104是一次性的，并且本身可自装置102分离并更换。提供了耦合部130以允许筒104耦合到装置102。耦合部130在装置102上包括阳螺纹部分并在筒104上包括阴螺纹部分。耦合部130还包括允许向蒸发器提供功率的电接头(未示出)。图1(d)示出了图1(c)中示出的气雾剂递送系统的替代视图。

在使用中，使用者在嘴件106的嘴端上抽吸一口，使得空气通过外壳体118中的空气入口108吸入筒104中，在下游方向通过筒104，并然后从嘴件106中的空气出口110出来并进入使用者的嘴中。空气进入第一隔室114并通过经过其上吸附有丙酮酸的纤维材料120的多孔塞而捕获丙酮酸的蒸气。为实现一致的丙酮酸蒸气生成，由装置中的加热器加热第一隔室至大约40℃。或者，加热器可在通过外壳体118中的空气入口108吸入筒104中的空气经过第一隔室114之前加热该空气。离开第一隔室114并随后经过蒸发器的空气流为含丙酮酸的空气流。

提供了与电子电路28通讯的抽吸检测传感器(未示出)。当感知到抽吸时，电子电路启动蒸发器以使液体尼古丁制剂蒸发。含丙酮酸的空气流和蒸发的尼古丁制剂在下游方向被吸入气雾剂形成室124中。丙酮酸和尼古丁在气雾剂形成室124中于气相中相互作用，以形成质量中值气动粒径介于约0.5微米和约5微米之间的尼古丁盐颗粒。气雾化的尼古丁盐颗粒通过嘴件106中的空气出口110被吸出筒104并进入使用者的嘴中。将气雾剂递送系统100构造为每抽吸一口向使用者递送大约100微克尼古丁。将电子电路构造为对于每抽吸一口向蒸发器提供大约0.14W的功率。

任何未反应的丙酮酸可通过嘴件106中的第三隔室中的过滤材料从尼古丁盐颗粒气雾剂中移除。

第一隔室116构造为容留大约150微升的丙酮酸，第二隔室构造为容留大约100微升的液体尼古丁制剂。功率源126提供有充足的功率以在需要再充电之前允许吸大约200至500口。第一和第二隔室的容积是足够的以还在需要更换筒之前允许吸200至500口。每抽吸一口释放大约100微克的尼古丁和大约60微克的丙酮酸。为了优化尼古丁与丙酮酸之间的相互作用，优选大约1:1的摩尔比。

图2示出了筒200的详细视图，筒200包括第一隔室和第二隔室；所示的构造为图1(a)-(d)中所示那些的替代实施例。为简单起见，筒的外壳体已自图2略去。图2还示出了通过筒的气流通路。如图可见，筒200包括第一隔室202，其周向包绕第二隔室116的一部分。毛细芯204的第二端由电加热器206限制。电加热器206呈绕毛细芯204卷绕的细长丝的形式。箭头208示出了自空气入口通过第一隔室202及经过毛细芯204的气流通路。提供了电接触210来连接电加热器206到装置中的功率源(未示出)。

尼古丁不连续加热实例

为了避免抽吸之间的尼古丁损失和模拟抽吸检测系统，采用标准加拿大卫生部吸烟方法(抽吸容量55ml，抽吸持续时间2秒，抽吸之间的时间间隔30秒)并在2s抽吸过程中使用PDSP泵的信号来通过电源单元驱动尼古丁加热/蒸发。

在下面的实验中，制备图1b中示出的气雾剂递送系统。用纯尼古丁填充包括毛细芯和加热丝的筒，同时将为150μl丙酮酸所饱和的多孔塞(PorexXMF-0507)布置在抽吸气流中的上游。使用从0到0.2W渐增的加热功率完成五个30次抽吸的吸烟试验。在剑桥滤片上收集来自30次抽吸的组的递送并分析尼古丁和丙酮酸。结果在下表中示出：

由于丙酮酸塞未被加热(保持在22℃的实验室温度下)，故丙酮酸递送较为恒定，而尼古丁递送随加热功率增大而增加。在本实验的构造中，当尼古丁在0.1W和0.15W之间加热时获得最佳等摩尔比值。

本实验确认，非常低功率的加热要求(与常规电子香烟相比)在气雾剂形成室中提供了所需的量的成分以递送到消费者。

Claims (15)

1.一种筒，所述筒包括：

包含挥发性递送增强化合物源的第一隔室；

包含药剂源的第二隔室；

用于加热所述药剂的蒸发器；和

用于自所述第二隔室向所述蒸发器传送所述药剂的转移元件。

2.根据权利要求1所述的筒，所述筒还包括与所述第一隔室和所述第二隔室流体连通的气雾剂形成室。

3.根据权利要求2所述的筒，所述筒还包括在所述第一隔室上游的至少一个空气入口和在所述气雾剂形成室下游的至少一个空气出口，所述至少一个空气入口和所述至少一个空气出口布置为限定气流通路，所述气流通路自所述至少一个空气入口经由所述第一隔室、所述蒸发器和所述气雾剂形成室延伸到所述至少一个空气出口。

4.根据权利要求1、2或3所述的筒，其中所述转移元件包含毛细材料以通过毛细作用自所述第二隔室向所述蒸发器传送所述药剂。

5.根据权利要求4所述的筒，其中所述毛细材料为毛细芯，所述毛细芯具有延伸到所述第二隔室中的第一部分和与所述蒸发器相邻的第二部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的筒，其中所述第二隔室包括其上吸附有所述药剂的吸附元件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的筒，其中所述药剂包含纯尼古丁、尼古丁溶液或液体烟草提取物。

8.根据前述权利要求中任一项所述的筒，其中所述第一隔室包括吸附元件，所述挥发性递送增强化合物吸附于其上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的筒，其中所述挥发性递送增强化合物包含选自3-甲基-2-氧代戊酸、丙酮酸、2-氧代戊酸、4-甲基-2-氧代戊酸、3-甲基-2-氧代丁酸、2-氧代辛酸以及它们的组合的酸。

10.根据前述权利要求中任一项所述的筒，其中所述蒸发器包括电动运行的加热器，所述加热器可连接到电源。

11.一种构造为接收根据前述权利要求中任一项所述的筒的装置，所述装置包括：

外壳体；

功率源；

用于控制所述筒的所述第一隔室的温度的温度控制工具；

用于控制用于加热药剂的所述蒸发器的温度的温度控制工具；和

构造为控制自所述功率源到所述温度控制工具的功率的电子电路，

其中将所述电子电路构造为使所述筒的所述第一隔室保持在约30℃和约50℃之间的温度下。

12.根据权利要求11所述的装置，其中将所述电子电路构造为使所述药剂的温度保持在约70℃和约100℃之间的温度下。

13.一种气雾剂递送系统，所述气雾剂递送系统包括：

与筒协作的装置，所述装置或筒包括包含挥发性递送增强化合物源的第一隔室；

所述装置或筒包括包含药剂源的第二隔室；

所述装置或筒包括用以加热所述药剂的蒸发器；和

所述装置或筒还包括用以自所述第二隔室向所述蒸发器传送所述药剂的转移元件；

其中所述装置或筒还包括与所述第一隔室和所述第二隔室流体连通的气雾剂形成室。

14.根据权利要求12所述的气雾剂递送系统，其中所述装置或所述筒还包括与所述气雾剂形成室流体连通的嘴件。

15.一种向使用者递送气雾化的含药剂颗粒的方法，所述方法包括：

控制递送增强化合物的温度至约30℃和约50℃之间以形成含递送增强化合物的蒸气；

加热药剂至约70℃和约100℃之间的温度以形成含药剂的蒸气；和

使所述含递送增强化合物的蒸气与所述含药剂的蒸气接触以形成气雾化的含药剂颗粒。