CN107206194A - 用于提供粉末雾化传递的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于在粉末的雾化传递中使用的装置，包括：第一室，其包含处于高于大气压力的第一压力下的气体；和第二室，其包含处于高于大气压力的第二压力下的气体。装置还包括粉末，其被包含在第一或第二室内。第一室具有第一外壁和分隔壁，分隔壁被第二室共享。第一外壁或分隔壁构造成在第一外壁或分隔壁两侧的压差变为等于或大于阈值压差时破裂。特别地，装置构造成使得第二压力和大气压力之间的压差大于阈值压差。在初始状态，装置构造成使得第二压力和第一压力之间的压差小于破裂分隔壁所需的压差，并且第一压力和大气压力之间的压差小于破裂第一外壁所需的压差。

Description

用于提供粉末雾化传递的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在粉末的雾化传递中使用的装置，一种用于提供粉末雾化传递的方法，和一种用于提供粉末雾化传递的设备。所描述的实施例尤其涉及一种用于提供干燥粉末形式的药剂的雾化传递的装置。

背景技术

吸入器通常用于将药物借助于肺部传递至人体，其通常用于治疗诸如哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)的疾病。

最常见的一类吸入器是所谓的定量吸入器(MDI)，其中待传递的药物以溶液或悬浮液储存在加压容器内，所述容器包括推进剂。在使用中，MDI以气雾的形式释放药物。另一类吸入器是干燥粉末吸入器(DPI)，其中，呈粉末形式的药物被传递至患者。通常，干燥粉末药物制剂相较于溶液或悬浮液的优点在于，它们通常在储存过程中更稳定，因此提供更长的保存期限。

使用吸入器以便以这种方式传递药物相较于其他药物传递方式、例如注射而言具有若干优点。特别地，吸入器使得能够快速开始缓解，被传递的药物在进入患者血液前不被代谢掉，并且以这种方式传递药物不会有痛苦，或者实际上，甚至不会不舒服。

相反，药物制剂以液体形式(或者作为溶液或者作为悬浮液)传递的注射在给药时可能是痛苦的，并且通常需要低温储存，对于疫苗而言尤其如此。当在世界范围内运输疫苗时，这尤其在成本上是很不利的，这是因为疫苗必须在整个旅途中保持足够低温。用于注射的共享针可能传播感染性疾病，这在发展中国家是尤其被认识到的问题。所谓的针刺伤也被看作是注射带来的威胁，其中给予注射的健康护理工作者在注射中被针伤害。

由于使用吸入器、尤其是DPI具有很多优点，为了快速且有效地传递药物，存在大量开发干燥粉末制剂以治疗哮喘和COPD之外的疗法的研究。例如，经由肺部路径系统性地传递药物分子可以用于减轻习惯性疼痛(例如，突发性癌症疼痛)，或DPI可以用于无针给送胰岛素用于治疗糖尿病。

正在开发的这些药物制剂中的许多需要以远大于治疗哮喘和COPD所需的通常几十或几百微克的剂量的量传递。为此，需要驱动器来产生可吸入“动力(engineered)”药物制剂，其不使用典型地通常用于治疗哮喘和COPD的DPI的载体颗粒(通常是乳糖)。

目前市面上的大多数DPI设备是“被动”设备，其仅依赖于患者的吸入能量来产生可吸入气雾。目前的被动DPI通常开发为用于传递混合干燥粉末制剂，其使用较大的(50至300μm)乳糖载体颗粒以增大每剂量(通常微克)的活性药物成分(API)的体积。这改进了小剂量的计量精确度(以及帮助制造过程中的粉末操纵，例如通过改进混合物的流动性)。即使对于更高剂量，载体依然可以是有益的，这是因为很难仅使用来自患者的吸入能量来雾化纯API。

为了使小的API颗粒到达较深的肺部，DPI的雾化引擎必须在吸入时以某种方式使纯药物从载体脱离。被动DPI内的大多数雾化引擎使用撞击力和剪切力的组合来打碎、分散并且雾化制剂。然而，即使最有效的被动DPI也不能确保传递时药物和载体的完全解聚，并且从设备传递的大多数纯药物(通常70％-80％)保持附接至较大载体颗粒。这些组合的颗粒撞击在嘴部和喉部而不是传递至较深的肺部用于治疗，因而既浪费药物，又可能导致不希望的副作用。

为了避免解聚存在的问题，希望从DPI传递仅API药物制剂。其问题在于，尽管包括漩涡室、旋风器等的雾化引擎对于基于载体的制剂而言是有效的，但它们与仅API药物制剂不能很好地工作，这是因为大的载体颗粒的存在对DPI的操作有显著影响。例如，没有大的载体颗粒的存在，API会在壁处积聚，在壁处API未暴露于由气流引起的气动阻力(这是因为，可吸入颗粒的大小小于边界层的厚度)，并且可以由范德华力、静电力和表面能量力的组合而保持在那里。这些闭合作用力可以例如根据环境情况改变，因此积聚的沉积物部分可以被认为是“脆弱的”。例如，因敲击吸入器或吸入器掉落产生的撞击可以逐出沉积物(而使用者并不知晓)，因此吸入器随后可能接受比期望高很多的剂量。这意味着吸入器产品会(刚好)不符合强制性剂量内容物的一致性要求，并且不被管制市场认可。这是目前使用用于API的较大载体颗粒的DPI不一定适于传递仅API制剂的重要原因。

使用载体颗粒显著增加了用于在DPI中使用的药物的制剂开发的成本，这是由于需要产生API和载体赋形剂的均匀混合。颗粒也不得不制造得比所需的更小，以考虑设备引擎的不完全解聚，并且必须确保载体-API混合物的稳定性。此外，不好的载体-API解聚意味着目前可用的最好的被动DPI(使用载体)通常有效性不大于50％，或者换言之，在正常使用中50％的药物(API)被浪费。

尽管被动设备成本低，但是其性能通常因潜在的物理特征而受到限制，并且被动设备通常需要较高的制剂开发成本。被动设备的另一缺点在于，传递的API剂量高度依赖于使用者的吸入力量，对于生病、年长或非常年幼的患者来说，吸入力量可能是不足的。

出于这些原因，传递仅活性药物(API)动力制剂用于除哮喘和COPD以外的DPI治疗需要不同于基于载体的DPI的设备技术。

为了符合该要求，正在开发能够传递仅API制剂的“主动”干燥粉末吸入器作为被动DPI的替代物。主动DPI通过另一部件提供用于雾化和传递API的动力，而非依赖于使用者的吸入力，从而导致均匀并且可重复的药物传递步骤，该步骤独立于使用者的吸入力量。该动力可以例如经由来自电池的电力或压缩空气提供。主动传递提供很大的性能优势，但是现有设备的使用和制造复杂，因此对于公司和患者而言较为昂贵。由于主动DPI的高复杂度和高成本，目前市面上没有主动设备。

目前的开发分为性能受限但成本较低的被动设备和提供较高性能但成本很高的主动设备。因此，十分需要一种设备，其结合了主动传递的高性能和被动传递的低成本和简便性。

发明内容

下文独立权利要求在多个方面限定了本发明，对此应进行参照。在从属权利要求中阐释了有利特征。

在第一方面，本发明提供一种用于在粉末的雾化传递中使用的装置，其包括：第一室，其包含处于高于大气压力的第一压力的气体；和第二室，其包含处于高于大气压力的第二压力的气体。装置还包括粉末，其包含在第一或第二室内。第一室具有第一外壁和分隔壁，分隔壁被第二室共享。第一外壁或分隔壁构造成在第一外壁或分隔壁两侧的压差变为等于或大于阈值压差时破裂。特别地，装置构造成使得第二压力和大气压力之间的压差大于阈值压差。在初始状态，装置构造成使得第二压力和第一压力之间的压差小于破裂分隔壁所需的压差，并且第一压力和大气压力之间的压差小于破裂第一外壁所需的压差。

第一室和第二室都被预加压到高于大气压力的预定压力，使得分隔壁两侧的压差可以是正的、负的或为零，这仅取决于第一和第二压力的相对大小。

只要装置的特定壁两侧的压差小于该壁会破裂的阈值压差，装置就将保持稳定。如果在壁一侧的压力改变使得该壁两侧的压差将超过该壁的阈值压差，那么该壁破裂。一旦壁破裂，处于更高压力的气体膨胀通过由破裂的分隔壁留下的空间。

在根据本发明的装置的第一优选实施例中，第一外壁构造成待被破裂。第一外壁在预期破裂位置处具有一个或多个相对脆弱的点。第一外壁可以被破裂的一种方式是通过在所述一个或多个脆弱点上或附近按压第一外壁。这在壁中产生张力，使得在所述一个或多个脆弱点处形成分裂。可替代地，可以进行刺穿或剥离操作。当第一外壁破裂时，第一室内的压力快速下降。分隔壁两侧的压差随后变得远大于分隔壁的阈值压差，分隔壁破裂。分隔壁和/或第一外壁可以设置有一个或多个相对脆弱的点，例如使用划刻线、激光蚀刻线或吻切部，以便确保分隔壁以所需方式破爆裂。发明人已经发现，借助装置的这种结构，分隔壁毁灭性地爆裂，而不是简单地轻微分裂或破裂，因此分隔壁被置于不再阻塞室之间的开口的位置。借助划刻线或吻切部的使用，分隔壁中的任何分裂都沿着划刻线扩展。分隔壁可以保持在其周边处附接至装置的其余部分，但是被推动或折叠而离开逃逸气体的通路。在分隔壁毁灭性失效或爆裂的情况下，第二室的气体内容物快速膨胀通过开口，从而有效地雾化粉末并将其运送出装置。作为使用切割、划刻或蚀刻产生脆弱点的替代或附加，第一外壁或分隔壁的部分可以被加强，例如通过增加额外的层或材料。这在确保壁的特定部分比其他部分更脆弱并且因此在压力下将首先破裂方面具有相同效果。

在某些优选实施例中，装置可以采取传统泡罩包装的形式，其具有包括第二外壁的冷成型泡罩腔。第一外壁可以由封盖箔或在通常的泡罩包装中使用的另一种层压箔制成。第一外壁还可以利用热密封件或其他这样的气密密封件围绕泡罩包装的边缘密闭地密封。第一外壁可以在特定位置处被吻切、划刻或激光蚀刻。这在预期破裂位置处引入了预期脆弱点，从而帮助确保壁以所需方式破裂。有利地，该步骤在组装该装置之前进行。装置的边缘可以包括凸缘。

装置内部的分隔壁可以由封盖箔或在传统泡罩制造中使用的另一种层压箔形成。分隔壁也可以围绕泡罩包装的周边密封至泡罩包装的壁(第二外壁)，使得第一和第二室都被密闭地密封。分隔壁也可以在特定位置处被吻切、划刻或激光蚀刻。有利地，该步骤在组装该装置之前进行。该划刻或激光蚀刻引入了预期脆弱点，因此可以用于在预期破裂点处使壁变脆弱。这有助于确保壁以所需方式破裂。

对破裂的壁使用层压箔(尤其是包括一个或多个聚合物层)降低了这些壁的碎屑脱离装置并且与粉末一起被传递的可能性。

分隔壁和第一外壁可以具有相同的阈值压差。可替代地，分隔壁和第一外壁中的一个可以具有比另一个低的阈值压差。

粉末在放置到装置中之前可以形成为球丸(pellet)，以改善操纵。在某些优选实施例中，粉末保持在第二室中。

在尤其优选的实施例中，粉末可以保持远离形成装置的外侧的第二外壁。通过保持粉末在中央并且远离任何非破裂壁，允许膨胀气体既流动通过粉末又围绕粉末流动，从而导致改善的雾化。

粉末可以保持在透气结构上，例如过滤介质，如多孔纸张，或由聚酯、尼龙或纸制成的网状材料，使得离开第二室的气体可以行进通过粉末和围绕粉末行进，从而夹带并雾化粉末成为膨胀气体流。透气结构可以保持靠近分隔壁或第一外壁。透气材料可以成型成形成容器，粉末可以位于所述容器内。透气结构可以联接至分隔壁或第一外壁，使得分隔壁将粉末有效地密封在所述容器内部。

装置内包含的粉末可以是粉末状的治疗剂，例如药物。在本文使用的术语“治疗剂”包括任何合成或天然存在的生物活性化合物或组合物物质，当给送给器官(人或非人动物)时，其包括局部和/或系统作用引起的所需药理、免疫和/或生理反应。因此，该术语涵盖了传统上被认为是药物、疫苗和生物制药(包括分子，例如蛋白质、肽、荷尔蒙、核酸、基因构建体等等)的那些化合物或化学物质。该术语还包括给送至器官作为安慰剂的化合物。治疗剂可以包括不具有载体颗粒活性药物成分。

装置的内部可以包括一种或多种惰性气体，例如氮气、二氧化碳或空气。特别地，包含粉末的室可以用一种或多种在储存过程中不与活性药物合成物反应的气体填充。

装置可以额外地包括处于高于大气压力的第三压力下的第三室。在该实施例中，装置构造成使得第一和第二室共享第一分隔壁，而第二和第三室共享第二分隔壁。第二分隔壁优选地平行于第一分隔壁。第二分隔壁可以在预期破裂位置处具有脆弱点。第二分隔壁可以在预期破裂位置处被吻切、划刻或激光蚀刻。第三压力可以高于第一和第二压力。粉末可以保持在第三室中。

第二实施例可以构造成使得第一外壁的破裂引起第一室的第一压力的下降，使得第一分隔壁两侧的压差超过其阈值压差。这导致第一分隔壁的毁灭性破裂，继而导致第二分隔壁两侧的压差超过其相应的阈值压差。这导致第二分隔壁的毁灭性破裂，从而导致第三室的内容物排出。可以以相同的方式增加额外的分隔壁，以提供任何数量的级联室。

第一和第二实施例的装置可以额外地包括包含在室之一内的内部刺穿元件。例如，在两室实施例中，内部刺穿元件可以布置在第二室的壁上，使得刺穿元件的尖锐的端部朝向分隔壁。对装置的第二室的壁施加压力，则导致内部刺穿元件接触并使分隔壁破裂。处于更高的第二压力下的气体随后快速地膨胀到第一室内，使两室内的压力平衡。装置构造成使得新平衡的压力超过第一外壁的阈值压力，第一外壁因此毁灭性地破裂。

装置的第二外壁可以由深拉罐形成。与冷成型或热成型的第二外壁相比，这允许装置关于其直径而言具有更大的容积。这允许装置储存更多的能量，这对于雾化和粉末传递过程可以是有益的，尤其是在要传递大量粉末的情况下。

通过使外壁或分隔壁破裂，释放保持粉末的室内的压力，使粉末雾化并迫使其离开装置。粉末颗粒之间气体压力的释放对于该过程而言尤其有益，这是因为其推动颗粒分开。

根据本发明的装置解决了以高效、低成本的方式传递较大净载荷的无载体药物制剂的问题。根据本发明的使用该装置的吸入器可以非常高效地传递可吸入粉末状药物制剂。发明人已经发现，借助装置的这种结构，第二壁和随后的壁毁灭性地破裂失效，而不是简单地轻微分裂或破裂，使得压力突然释放并且壁移动，以便很少或者没有壁处于阻塞室之间的开口的位置。优选地，壁保持附接至装置并且不与粉末一起传递。

根据本发明的装置的一个优点在于，其对于分散和雾化很细的粉末状药物而言尤其有效，同时使吸入器气道或输出部以及使用者的嘴部(颊腔)内的沉积物最小化。这增大并潜在地最大化吸入器产品的总体效率。本文描述的配置尤其适于仅包含可吸入尺寸部分的制剂的雾化。该配置非常高效。该配置提供了高效且持续传递的细颗粒剂量。该配置提供了很低的吸入器沉积物或口咽沉积物，因此导致很低的耗损。

在本发明的第二方面，提供一种用于提供粉末雾化传递的方法，其包括以下步骤：对根据本发明的第一方面的装置作用，以使第一外壁或分隔壁中的一个破裂，使得第一外壁或分隔壁中的另一个两侧的压差超过阈值压差。对装置作用的步骤可以包括：通过移动该装置、移动按压、刺穿、切割或剥离元件、或移动二者而移动装置以与该按压、刺穿、切割或剥离元件接触。可替代地，对装置作用的步骤可以包括：压缩该装置，尤其是在装置包括内部刺穿元件的情况下。

在本发明的第三方面，提供一种用于提供粉末雾化传递的设备，其包括壳体和根据发明的第一方面的装置，该壳体包括中空本体，所述中空本体具有布置在中空本体元件的第一端部处的嘴口。该设备还包括用于使装置的第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件，使得第一外壁或分隔壁中的另一个两侧的压差超过阈值压差并且粉末被雾化并朝嘴口传递。

设备可以是干燥粉末吸入器。用于使第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件可以通过使用者在嘴口上抽吸而被致动。

用于破裂的部件可以是按压或刺穿元件。在设备的一个实施例中，用于使第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件包括位于中空本体内的钝的按压元件，其构造成在利用足够的力使第一外壁与按压元件接触时使装置的第一外壁破裂。

设备可以额外地包括：保持在壳体内的滑动载具元件，该装置保持在该滑动载具元件上；其中，按压元件定位在壳体内，并且其中，滑动载具可以在壳体内从初始位置移动到传递位置，在初始位置，装置保持与按压元件分开，在传递位置，装置接触按压元件。

设备可以构造成使得嘴口的抽吸使滑动载具从初始位置移动至传递位置。有利地，按压元件定位在滑动载具和嘴口之间。壳体包括载具止动表面，以防止载具朝嘴口移动超过止动位置，其中，在滑动载具移动至止动位置时，按压元件不刺穿包含粉末的室。当装置破裂时，滑动载具可以自由弹回。这将降低粉末相对于嘴口的传递速度，这可以是期望的。

有利地，设备还可以包括位于壳体内的漩涡生成元件，使得离开装置的雾化药物制剂通过漩涡生成元件成漏斗形，以便形成雾化药物的漩涡。漩涡生成元件可以设置在滑动载具上。

可替代地，用于破裂的部件可以是压缩元件。这对于与具有内部刺穿元件的装置一起使用而言是有利的。在设备的第二实施例中，用于使第一外壁和分隔壁中的一个破裂的部件包括压缩元件，该压缩元件可选地与装置的内部刺穿元件组合，提供用于使装置的分隔壁破裂的部件。用于破裂的部件可以是弹簧加载的压缩元件，其通过使用者在嘴口上抽吸而被释放。

关于本发明的一个方面描述的特征可以应用于本发明的其他方面。

附图说明

参照附图，将通过示例对本发明进行更详细的描述，附图中：

图1示出了通过根据本发明的装置的第一实施例的横截面；

图2示出了通过图1的装置的横截面，此时所述装置被外部元件破裂；

图3示出了通过图1的在如图2所示被外部元件破裂之后的装置的横截面；

图4示出了通过图1的装置的横截面的透视图；

图5示出了图1的装置的透视图；

图6示出了通过根据本发明的装置的第二实施例的横截面；

图7示出了通过根据本发明的装置的第三实施例的横截面；

图8示出了通过图7的装置的横截面，此时所述装置的分隔壁被内部刺穿元件刺穿；

图9示出了通过图7的在如图8所示被外部元件刺穿之后的装置的横截面；

图10示出了通过根据本发明的装置的另一替代实施例的横截面；

图11示出了通过根据本发明的装置的另一替代实施例的横截面；

图12示出了通过体现本发明的一方面的药物传递设备的横截面；

图13示出了通过图12的在通过吸入致动期间的设备的横截面；

图14示出了通过图12的设备的横截面，此时图12的装置被刺穿元件刺穿；

图15示出了通过图12的设备的横截面，此时雾化粉末被传递到设备外。

具体实施方式

现在，将参照图1至11描述根据本发明的用于在粉末的雾化传递中使用的装置。该装置适于在医疗设备中使用，尤其是在气雾药物传递设备中使用，所述气雾药物传递设备尤其是吸入器，特别是干燥粉末吸入器。

在图1至5描述的第一实施例中，用于药物活性化合物2的雾化传递的装置1包括第一室3和第二室4，其中，第一室3包含处于高于大气压力的第一压力下的气体，第二室4包含处于高于大气压力的第二压力下的气体。装置1还包括粉末，该粉末包含在第一室或第二室内。第一室和第二室都包含在装置内并且被分隔壁5分隔。该连接或共享壁5构造成在该壁两侧的压差大于或等于阈值压差时破裂。该阈值压差可以方便地称为分隔壁的“破裂压力”。

第一室3的第一压力可以高于第二室4的第二压力。可替代地，第一室3的第一压力可以低于第二室4的第二压力。可替代地，第一室3的第一压力可以等于第二室4的第二压力。

如果第一室3的压力快速下降并且下降到分隔壁两侧的压差变得大于阈值压差的足够程度，则分隔壁5可以毁灭性地破裂。如果第一压力突然下降到大气压力，则分隔壁5两侧的压差超过阈值压差，使得分隔壁毁灭性地爆裂，而不是简单地轻微撕裂或破裂，这样分隔壁的分裂部分回折并且不显著地堵塞室之间的开口。在分隔壁毁灭性失效或爆裂的情况下，第二室4的气态内容物快速膨胀通过开口，从而将分隔壁5和第一外壁6的任何残余物推离其路径。

在第一实施例中，第一室包括构造成待破裂的第一外壁6。图1是装置1的第一实施例的横截面，示出了在粉末被雾化并传递到装置外之前。装置1包括第一外壁6和第二外壁7，第一外壁和第二外壁通过热密封件11围绕其周边被密闭地密封。装置的内部包括第一室3和第二室4，第一室包含处于高于大气压力的第一压力下的空气，第二室4包含处于高于大气压力的第二压力下的空气。第一室通过分隔壁5与第二室分隔开，并且围绕其周边被密闭地密封至装置的第二外壁7上。分隔壁5可以经受直至阈值压差的压差。在图1中，气体的第一和第二压力的压差小于阈值压差。但是，第二室被加压，使得第二压力和大气压力之间的压差大于分隔壁的阈值压差。

在该实施例中，装置包括泡罩包装，其中第二外壁由冷成型箔的泡罩包装构成。冷成型箔包括至少一个铝层和一个或多个聚合物外层。装置的边缘包括凸缘。第一外壁6和分隔壁5通过层压的封盖箔形成，该封盖箔包括能够形成热密封件的铝层和一个或多个热塑层。第一外壁、第二外壁和分隔壁都提供了气体屏障。

泡罩包装成型成提供搁架，分隔壁和第一外壁密封至该搁架。分隔壁和第一外壁布置成彼此平行地延伸。在该实施例中，第一外壁和分隔壁被密封至第二外壁中的分开的搁架上。然而，分隔壁可以被密封至第二外壁上，并且第一外壁可以在其周边处被密封至分隔壁上。分隔壁或第一外壁可以成型成提供用于第一室的所需容积。

第一外壁可以在特定位置12处被划刻或激光蚀刻。该划刻或激光蚀刻引入了预期的脆弱点，因此可以用于使第一外壁在预期破裂点13处变脆弱。类似地，分隔壁可以在特定位置14处被划刻或激光蚀刻。该划刻或激光蚀刻引入了预期的脆弱点，因此可以用于使分隔壁在预期破裂点13处变脆弱。

在第一实施例中，粉末2保持在第二室4中。粉末保持在透气材料15上，使得离开第二室的气体可以行进通过粉末2并围绕粉末行进，从而夹带并雾化粉末成定向的膨胀气体流10，在该实施例中，该透气材料是尼龙网。透气膜可以替代地由渗透膜形成，或由透气纸形成，或由另一种材料(例如聚酯)的网形成。

透气材料15联接至分隔壁5。在该实施例中，当分隔壁和第二外壁被彼此热封时，透气材料被密封在分隔壁和第二外壁之间。有利地，粉末2保持与形成装置的外侧的第二外壁分开。粉末可以形成为球丸以改善操纵。透气材料成型成在装置的中央形成容器16，粉末2保持在该容器中。透气材料15可以保持靠近分隔壁，使得分隔壁将粉末有效地密封在容器16内部。通过将粉末保持在中央，允许膨胀气体既流动通过粉末又围绕粉末流动，从而导致改善的雾化。

粉末2可以包括粉末状治疗剂、例如药物，其可以包含一种或若干种药物活性成分。粉末还可以包括其他药物非活性成分，包括载体颗粒、例如乳糖。

第二室中的压力优选地比大气压力高至少50kPa、更优选地比大气压力高至少300kPa。在该实施例中，第二室中的压力为约500kPa，第一室中的压力为约250kPa。第二压力和大气压力之间的压差优选地比分隔壁5的阈值压差大至少20％，更优选地比该阈值压差大50％。在该实施例中，阈值压差为300kPa。一般而言，分隔壁构造成使得其阈值压差优选地在50kPa至1000kPa之间、更优选地在100kPa至500kPa之间。

图1还示出了按压元件17，其不形成装置1的一部分。

图2示出了装置1的第一实施例的横截面，此时装置1被按压元件17刺穿。在替代实施例中，第一外壁可以替代地通过其他手段而破裂，例如刺穿、撕裂或剥离。

如图2所示，通过按压、刺穿、撕裂或戳破使第一外壁破裂，将允许气体逃逸，从而导致分隔壁5的毁灭性失效。连接壁和第一外壁的平行构造意味着第二室的快速膨胀的气体内容物通过破裂的分隔壁8离开第二室，并且继续通过破裂的第一外壁9而到第一室外。因此，第二室的内容物以定向的膨胀气体云10的形式离开装置，从而强制推开破裂的第一外壁的任何残余物。

按压元件靠近预期破裂点13冲击设备，从而在第一外壁中产生张力。为了确保干净的破裂，如前所述，第一外壁8被吻切，以使第一外壁在预期破裂位置处变脆弱。预期破裂位置优选地位于第一外壁的中央。由按压元件产生的张力导致第一外壁在脆弱点处分裂，并且该分裂沿着由吻切部产生的脆弱线快速扩展。

分隔壁5也被吻切以使分隔壁在预期破裂位置处变脆弱，使得其以相同的方式分裂。预期破裂位置位于分隔壁的中央。

在该实施例中，按压元件是钝的，使得按压元件与第一外壁相连并且靠近预期破裂点施加推力。这在壁中产生张力，使得壁在预期破裂点处分裂。分裂随后沿着预划刻区段扩展。可替代地，可以使用锋利的刺穿元件，该刺穿元件在其接触点处撕裂第一外壁。

图2示出了在初始破裂点处，第一室的气态内容物快速逃逸通过破裂的壁的开口。结果，第一室3的压力从第一压力快速下降至大气压力。随着气体从室1逃逸，分隔壁5两侧的压差增大。在图2所示的瞬间，分隔壁两侧的压差还未达到分隔壁将破裂的阈值压差。

随着第一室内的压力快速下降至大气压力，分隔壁5两侧的压差快速变得大于阈值压差。该压差大于分隔壁能够承受的压差，分隔壁毁灭性地爆裂。由于破裂位置处的吻切脆弱性，壁从其中央向外破裂。

图3示出了紧接着在分隔壁5毁灭性破裂之后的后一瞬间的同一装置。随着分隔壁爆裂，第二室中的加压气体膨胀到新产生的开口外。第二室中的压力的突然释放使粉末雾化，并且从装置推动粉末。粉末颗粒之间的气体压力的释放推动颗粒分开。快速膨胀气体迫使破裂的连接壁和第一外壁的残余物不挡道，并且从装置喷射出雾化粉末云。

图4示出了通过图1的装置的横截面的透视图，图5示出了图1的装置的透视图。可以看出，装置具有大体圆形的形状。

图6示出了根据本发明的装置的第二实施例的横截面。第二实施例包括第一实施例的装置并且具有额外的处于高于大气压力的第三压力下的第三室18。

在第二实施例中，第三室18由第一分隔壁5下方的第二分隔壁19形成。第二分隔壁19在第三室18和第二室4之间共享。粉末2保持在第三室内，靠近第二分隔壁19。如在第一实施例中那样，粉末保持在装置的中央的网状容器内，远离第二外壁。第二分隔壁19可以在预期破裂位置处具有脆弱点。第二分隔壁在预期破裂位置处可以被吻切、划刻或激光蚀刻。

在该实施例中，第三压力高于第一室和第二室中的第一压力和第二压力。特别地，第三压力比大气压力高600kPa，第二压力比大气压力高400kPa，第一压力比大气压力高200kPa。第一外壁6及第一和第二分隔壁均具有约300kPa的阈值压力(其可以+/-50kPa变化，因此壁可以在250kPa至350kPa之间任何位置爆裂)。

第二实施例构造成使得第一外壁6的破裂导致第一室的压力下降至大气压力，使得第一分隔壁两侧的压差变为约400kPa，超过其阈值压差。这导致第一外壁的毁灭性破裂，继而引起第二分隔壁19两侧的压差超过阈值压差。这导致第二外壁的毁灭性破裂，从而导致粉末的排出和雾化。

在替代配置中，每个分隔壁和第一外壁的阈值爆裂压力均可以为约300kPa。第三压力比大气压力高500kPa，第二压力比大气压力高280kPa，第一压力比大气压力高100kPa。在该配置中，第一外壁和第一分隔壁都不得不由外部元件破裂，这是因为仅使第一外壁破裂导致的压降将不足以使第一分隔壁爆裂。在使第一分隔壁破裂时，第二分隔壁将爆裂。该配置的优点在于，每个箔两侧的压差更低，使装置更稳固并且更不易泄露或意外爆裂。

因此，第二实施例的三室构造的潜在优点在于，对于给定强度的分隔壁，室中的一个可以加压至更高压力。由于保持粉末的室的压力对于粉末雾化和粉末从装置射出的力而言是重要的，希望以较高压力储存粉末。可替代地，为了长期储存，两连接壁构造可以比第一实施例更稳定，这是因为相较于两室设备中所需的压差，所需的第二压力可以用较低的分隔壁两侧的压差保持。这可以是有益的，因为降低压差可以使装置更不易泄漏，并且可以使装置更稳固并且更不易意外爆裂。

图7示出了根据本发明的装置的第三实施例。第三实施例的装置与第一实施例的装置相同，但是其额外地包括包含在第二室内的内部刺穿元件20。

在装置的第三实施例中，粉末保持在第一室内的透气材料上。透气材料联接至第一外壁。

图7示出了内部刺穿元件20作为冷成型或热成型处理的一部分形成在第二室的基部中，使得刺穿元件的尖锐端部朝向分隔壁5。如图8所示，对装置的基部施加压力，导致内部刺穿元件20接触分隔壁并使分隔壁破裂。处于更高的第二压力下的气体随后快速膨胀到第一室内，使两室内中的压力平衡。装置构造成使得新平衡的压力超过第一外壁的阈值压力，第一外壁因此毁灭性地破裂。图9示出了该毁灭性破裂，此时雾化粉末云从装置射出。

第三实施例构造成使得第一压力和大气压力之间的压差小于第一外壁的阈值压差，而第二压力和大气压力之间的压差显著大于第二外壁的阈值压差。第一和第二室的压力和容积被选择成使得在分隔壁破裂后，平衡的压力超过第一外壁的阈值压差。

图10示出了包括内部刺穿元件20的另一实施例，其中内部刺穿元件包括单独形成的尖部，该尖部结合到装置的第二外壁的内侧上。尖部可以由塑料、例如ABS或者由金属形成。

图11示出了另一实施例，其中刺穿元件包括单独的滑动刺穿件，该滑动刺穿件可以通过第二外壁中的间隙滑动到第二室内。围绕刺穿件的轴形成气密密封件，使得第二室保持加压。该实施例的优点在于，需要更少的力使刺穿元件接触分隔壁。

图10和11所示的装置的操作与图7至9所示的装置非常类似。对装置的后部施加压力，导致分隔壁破裂，随后由于第一外壁毁灭性地爆裂，粉末排出。应当清楚的是，内部刺穿元件的构思可以同样应用到如第二实施例中描述的具有三个或更多个室的装置。

在所有描述的实施例中，每个室内的压力和壁的阈值压力可以变化，并且可以彼此相同或不同。例如，装置内所有室可以处于相同的压力下，但是分隔壁和外壁可以选择成具有它们爆裂的不同的阈值压力。每个室的容积和相对容积也可以选择成适合特定的应用。用于雾化的能量约等于压力和容积的乘积。

现在，将参照图12至15描述根据本发明的用于提供粉末雾化传递的设备和方法。该设备是干燥粉末吸入器。

图12示出了根据本发明的设备的第一实施例的横截面。该设备适于与本发明的第一方面的装置的第一或第二实施例一起使用。在该实施例中，设备包括保持在壳体内的滑动载具元件24。设备还包括位于壳体内的按压元件25，该按压元件定位在装置1和嘴口23之间。该按压元件构造成在装置和按压元件以预定力接触时，使装置的第一外壁6破裂。装置保持在滑动载具元件上，滑动载具元件可以在壳体内从初始位置26移动到传递位置27，在初始位置，装置保持与按压元件分离，在传递位置，装置接触按压元件。壳体还可以包括载具止动表面28，用以防止载具朝嘴口移动超过止动位置，并且其中，在滑动载具移动至止动位置时，按压元件不刺穿装置的分隔壁。这允许按压元件仅戳破装置的第一外壁，使得第二室毁灭性地失效。

所示设备还包括位于壳体内的漩涡生成元件或喷嘴29，使得离开装置的雾化粉末通过漩涡生成元件成漏斗形，以便形成雾化粉末30的漩涡。该漩涡生成元件设置在设备的滑动载具元件上。漩涡生成元件位于装置和嘴口之间。漩涡生成元件包括构造成在雾化药物中引起湍流的部分31。在该漩涡生成元件就位的情况下，用按压元件使装置破裂，导致设备呈漩涡环地输出雾化粉末。

设备构造成使得在嘴口上抽吸使滑动载具从初始位置移动到传递位置。这样，吸气能量仅用于释放储存在设备中的能量，而用于雾化和药物传递的能量由装置主动地提供。

在图12所示的设备中，装置和滑动载具元件占据中空本体元件的整个横截面，以便形成气密屏障。如图14所示，经由嘴口的吸入在嘴口23和装置1之间产生低压区域，从而导致滑动载具元件朝嘴口移动。

图15示出了当滑动载具接触载具止动表面28时，装置位于传递位置27。当装置到达该位置时，按压元件25仅接触装置的第一外壁并使该第一外壁破裂，从而允许分隔壁5如预期那样毁灭性地爆裂。一旦滑动载具元件已经抵接载具止动表面，滑动载具就不再在中空本体元件内形成气密屏障，空气围绕装置的侧部自由流动并且通过嘴口流出。这允许患者在粉末传递的整个过程中连续地吸入，从而确保其气道保持打开以接收传递的粉末剂量。

图16示出了漩涡生成元件29的功能，此时装置1将雾化粉末云传递至使用者。漩涡生成元件的弯曲部分在传递出装置的气雾中引起湍流，使得雾化粉末在离开装置时形成漩涡环。

根据本实施例的设备可以是单次使用的，或者可以允许用新的未使用的装置替换使用过的装置，从而允许设备重复使用。

替代设备适于与具有内部刺穿元件的装置一起使用。替代设备包括位于壳体内的压缩元件，用以按压该装置的后部，代替按压该装置的前部的按压元件，作为使该装置的分隔壁破裂的部件。在使用中，装置在壳体内保持静止不动。压缩元件在致动时接触并压缩装置的基部，从而向上推动装置的内部刺穿元件到分隔壁中。

压缩元件可以包括双稳阀、或构造成用预定力击打装置的簧载质量。压缩元件理想地由呼吸激活。可替代地，压缩元件可以是手动操作的配置，使得使用者的手指或由使用者操作的柱塞接触装置的基部并且压缩第二外壁。

Claims (39)

1.一种用于在粉末的雾化传递中使用的装置，包括：

第一室，所述第一室包含处于高于大气压力的第一压力下的气体；

第二室，所述第二室包含处于高于大气压力的第二压力下的气体；

粉末，所述粉末被包含在所述第一室或所述第二室内；

其中，所述第一室具有第一外壁和分隔壁，所述分隔壁被所述第二室共享，其中，所述第一外壁或所述分隔壁构造成在所述第一外壁或所述分隔壁两侧的压差变为等于或大于阈值压差时破裂；并且

其中，第二压力和大气压力之间的压差大于所述阈值压差。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，第二压力和第一压力之间的压差小于所述阈值压差。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一外壁或所述分隔壁在预期破裂位置处具有相对脆弱的点。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一外壁或所述分隔壁在预期破裂位置处被吻切、划刻或激光蚀刻。

5.根据权利要求2、3或4所述的装置，其中，所述第一外壁包括层压箔。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，粉末形成为球丸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置具有第二外壁，所述分隔壁围绕其周边连接至所述第二外壁，并且其中，粉末保持与所述第二外壁分开，使得当所述分隔壁破裂时，来自第二室的膨胀气体既流动通过粉末又围绕粉末流动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，粉末保持在所述第二室中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，粉末保持在透气结构上。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述透气结构是网状材料。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述透气结构保持靠近所述分隔壁或所述第一外壁。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，第一压力等于第二压力。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，第二压力和大气压力之间的压差比所述阈值压力高至少20％，更优选地比所述阈值压力高50％。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，第一压力小于第二压力。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二室中的压力比大气压力高至少50kPa，更优选地比大气压力高至少200kPa.

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述阈值压差在50kPa至1000kPa之间，更优选地在100kPa至500kPa之间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，包含粉末的室用在储存过程中不与粉末反应的一种或多种气体填充。

18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述分隔壁由层压箔形成。

19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括第三室，所述第三室包含高于大气压力的流体。

20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括内部刺穿元件，所述内部刺穿元件构造成使所述分隔壁破裂，从而导致所述第一室和所述第二室之间的流体连通。

21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置的外壁形成为深拉罐。

22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，粉末包括治疗剂。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，粉末状药剂是活性药物成分。

24.一种用于提供粉末雾化传递的方法，包括以下步骤：

对根据权利要求1至23中任一项所述的装置作用，以使第一外壁或分隔壁中的一个破裂，使得第一外壁或分隔壁中的另一个两侧的压差超过所述阈值压差。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，对所述装置作用的步骤包括相对于按压或刺穿元件移动所述装置，以使所述装置与所述按压或刺穿元件接触。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，移动所述装置的步骤包括移动所述按压或刺穿元件。

27.根据权利要求24所述的方法，其中，对所述装置作用的步骤包括压缩所述装置。

28.一种用于提供粉末雾化传递的设备，包括：

根据权利要求1至23中任一项所述的装置；

壳体，所述壳体包括中空本体元件，并具有布置在中空本体元件的第一端部处的嘴口；

用于使所述装置的第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件，使得第一外壁或分隔壁中的另一个两侧的压差超过所述阈值压差。

29.根据权利要求28所述的设备，其中，用于使所述装置的第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件通过使用者在嘴口上抽吸而致动。

30.根据权利要求28或29所述的设备，其中，用于使所述装置的第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件是按压元件。

31.根据权利要求30所述的设备，其中，所述设备另外还包括：

保持在壳体内的滑动载具元件，所述装置保持在滑动载具元件上；

其中，按压元件定位在壳体内，

其中，滑动载具可以在壳体内从初始位置移动到传递位置，在初始位置，所述装置保持与按压元件分开，在传递位置，所述装置接触按压元件。

32.根据权利要求31所述的设备，其中，所述设备构造成使得嘴口上的抽吸使滑动载具从初始位置移动至传递位置。

33.根据权利要求31或32所述的设备，其中，按压元件定位在滑动载具和嘴口之间。

34.根据权利要求31至33中任一项所述的设备，其中，壳体包括载具止动表面，用以防止滑动载具朝嘴口移动超过止动位置，并且其中，在滑动载具移动至止动位置时，按压元件不刺穿包含粉末的室。

35.根据权利要求31至34中任一项所述的设备，其中，当所述装置破裂时，滑动载具自由弹回。

36.根据权利要求28至35中任一项所述的设备，还包括位于壳体内的漩涡生成元件，使得离开所述装置的雾化药物制剂通过漩涡生成元件成漏斗形，以便形成雾化药物的漩涡。

37.根据从属于权利要求28的权利要求36所述的设备，其中，漩涡生成元件设置在滑动载具上。

38.根据权利要求28所述的设备，其中，用于使所述装置的第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件是压缩元件，所述压缩元件构造成压缩所述装置的离嘴口最远的表面。

39.根据权利要求38所述的设备，其中，用于使所述装置的第一外壁或分隔壁中的一个破裂的部件是弹簧加载的压缩元件，所述弹簧加载的压缩元件通过使用者在嘴口上抽吸而被释放。