ES2638279T3 - Cartucho de dosis unitaria e inhalador de polvo seco - Google Patents

Abstract

Un inhalador (10) de polvo seco que comprende, en combinación, una boquilla (40) adaptada para suministrar partículas de polvo seco que comprenden un medicamento para el tracto bronquial y los pulmones de un usuario; y una carcasa (15), la carcasa que tiene una cavidad (32) de mezcla adaptada para montar selectivamente un cartucho (301) que contiene el medicamento, una sección (20) de admisión de aire, y un paso (50) de flujo de aire o conducto para ayudar en el suministro de aire desde la sección (20) de admisión de aire dentro de y a través de un cartucho (301) en la cavidad (32) de mezcla y dentro de y a través de la boquilla (40); en donde la boquilla (40) comprende un tubo hueco que tiene un eje que define un paso de flujo de aire de la boquilla, y la cámara de mezcla comprende un cilindro (32) hueco que tiene un eje, y en donde la boquilla (40) está orientada a la dimensión larga de la carcasa (13) en un ángulo de entre 90 grados y 180 grados; y en donde la boquilla y la carcasa comprenden una articulación (80) que permite a la boquilla (40) girar a una configuración abierta o cerrada; estando el inhalador de polvo seco caracterizado por que las paredes del tubo hueco en la boquilla (40) divergen fuera de la carcasa (15) en un ángulo (Y) de entre cinco y ocho grados, por el cual la boquilla (40) diverge la corriente de aire y partículas para ralentizar las partículas de polvo seco y hacer que las partículas converjan en la parte posterior de la boca del usuario.

Description

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DESCRIPCION

Cartucho de dosis unitaria e inhalador de polvo seco Campo de la invencion

La presente invencion esta en el campo de los inhaladores para la administracion de farmacos que tienen un control mejorado sobre el caudal de aire volumetrico del sistema, el transporte de partmulas de medicamento, la dispersion de partmulas, la dosimetna medida de partmulas y la conformidad del paciente.

Antecedentes de la invencion

A principios de los anos setenta se descubrio que ciertos medicamentos pod^an ser administrados en forma de polvo seco directamente a los pulmones por inhalacion a traves de la boca o por inspiracion a traves de la nariz. Este proceso permite que el medicamento evite el sistema digestivo, y puede, en ciertos casos, permitir que se utilicen dosis mas pequenas para conseguir los mismos resultados que los medicamentos ingeridos oralmente o inyectados. En algunos casos, proporciona una tecnica de suministro que reduce los efectos secundarios de los medicamentos y las interacciones con otros medicamentos prescritos, ademas de proporcionar una absorcion mas rapida de la medicacion con farmacos.

Los dispositivos inhaladores tipicamente suministran el medicamento en una niebla de gotitas lfquidas o como un aerosol de polvo seco. La deposicion de la materia particular dentro de los pulmones humanos es un fenomeno muy complejo y no totalmente comprendido. La gente respira sobre un volumen corriente relativamente amplio. Se sabe que las velocidades de transporte mas bajas de las partmulas arrastradas por el gas que entran en la boca evitan mejor la impactacion dentro de la cavidad bucofarmgea. Esto es particularmente cierto para partmulas de mas de una a dos micras de diametro.

Para que las partmulas permanezcan suspendidas en una corriente de gas, su velocidad de transporte superficial debe ser mayor que su velocidad de sedimentacion por gravedad. Por ejemplo, una partmula de 100 micras debe tener una velocidad de gas de transporte de aproximadamente 7 pies/segundo o mayor para que la partmula de 100 micras permanezca en un estado de arrastre de partmulas/gas. La velocidad de transporte requerida para las partmulas mas pequenas es mucho menor. Las partmulas de alta velocidad tienen una mayor propension a impactar y depositarse en el revestimiento del tejido de la cavidad bucofarmgea, como se senalo anteriormente. Por lo tanto, un numero significativo de partmulas se pierden y no entraran en los pulmones, si esas partmulas no se transportan a la velocidad correcta.

Otro problema comun con los inhaladores es que las partmulas se aglomeran, provocando la aglutinacion de partmulas que luego se adhieren al inhalador o a la cavidad oral, en lugar de entrar a los pulmones. La mayona de aproximaciones a este problema han sido incluir un tensioactivo en, sobre o con las partmulas para disminuir la adherencia entre las paiimulas.

Lo importante, es que no debena ser diffcil para un paciente cargar el inhalador con medicamento, y utilizar el inhalador de manera facil y apropiada para que la dosis correcta sea realmente administrada. Muchos inhaladores de partmulas secas actuales fallan en uno o mas de estos importantes criterios.

Es por lo tanto un objeto de la presente invencion proporcionar inhaladores que sean faciles de utilizar adecuadamente, y que suministren los polvos de farmaco para que el polvo entre a los pulmones en lugar de adherirse a la parte posterior de la garganta.

Es un objeto de la invencion proporcionar un inhalador que funcionara eficazmente con medicamentos en polvo seco que tienen partmulas que vanan en tamano de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 micras, y preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 micras de tamano.

Es un objeto adicional de la presente invencion proporcionar un inhalador que pueda funcionar eficazmente sobre un amplio rango del volumen corriente de inhalacion de la respiracion humana.

Es asf mismo un objeto adicional de la presente invencion proporcionar un inhalador que controle el volumen y la velocidad del flujo de aire para proporcionar la colimacion, la desaglomeracion y el arrastre eficaz y deseable del farmaco inhalado.

Un objeto relacionado es proporcionar un inhalador que cree un campo de flujo de aire de alto corte de cizallamiento y la accion del gas circulante controlada para romper la aglomeracion de partmulas durante el uso apropiado del inhalador.

Un objeto mas espedfico es proporcionar una boquilla del inhalador que se dimensiona y se conforma para desarrollar un flujo de aire que inyectara aire a las partmulas de medicamento arrastradas a traves de la cavidad bucofarmgea.

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Otro objeto espedfico es proporcionar un cartucho del inhalador que contiene el medicamento que suministrara el medicamento para el arrastre completo del aire y la dispersion adecuada dentro de la corriente de aire.

Otro objeto es proporcionar una valvula de retencion que controla el flujo de aire del inhalador que enderezara el flujo de aire y limitara el volumen y la velocidad del flujo de aire a los valores entre los maximos y los mmimos predeterminados para arrastrar, desaglomerar y suministrar adecuadamente las partfculas de medicamento al usuario del inhalador.

Otros objetos y ventajas de la invencion se haran evidentes al leer la siguiente descripcion detallada y con referencia a los dibujos. A lo largo de los dibujos, los numeros de referencia similares se refieren a partes similares.

Compendio de la invencion

La invencion es como se define en la reivindicacion 1. Las caractensticas opcionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

Un inhalador de polvo seco (DPI) incluye una seccion de admision de aire y de valvula de retencion; una seccion de mezcla y de cartucho; y una boquilla, todas disenadas para controlar el volumen y la velocidad del aire inhalado y del farmaco en aerosol. Este inhalador puede ser operado sobre un rango muy amplio del volumen corriente de inhalacion de la respiracion humana. Varias caractensticas del inhalador proporcionan propiedades ventajosas, de manera mas significativa con respecto al uso de fuerzas aerodinamicas cuidadosamente designadas para diluir y desaglomerar las partfculas de medicamento, en lugar de utilizar fuerzas de alta presion amplias que contribuinan a perdidas de partfculas relativamente grandes en la region bucofanngea.

La camara de admision del inhalador monta un bulbo de valvula de retencion, que en la realizacion preferida tiene un bulbo conico, una varilla de desplazamiento del bulbo y un resorte de carga elastica, y una o mas conductos perimetrales o venturis en el bulbo para modular y controlar el flujo de aire a traves del dispositivo. La admision incluye ademas opcionalmente un modulo de realimentacion (no mostrado) para generar un tono que indica al usuario cuando se ha logrado el caudal adecuado de aire de inhalacion.

La seccion de mezcla del inhalador contiene preferiblemente un cartucho que contiene un medicamento en polvo seco. En la realizacion preferida, el cartucho tiene dos mitades ensambladas telescopicamente, y cada mitad tiene un agujero de entrada de aire o puerto del orificio y un agujero de salida de aire o puerto del orificio. Cuando las mitades se giran para alinear los agujeros de aire, la corriente de aire de la valvula de retencion entra en el cartucho y luego recoge, fluidifica y desaglomera el polvo del medicamento en el cartucho. El flujo de aire que arrastra las partfculas sale entonces del cartucho y fluye a traves de la boquilla al usuario del inhalador. En la realizacion preferida, la cubierta sobre la seccion de mezcla puede abrirse solamente cuando la boquilla esta en un angulo predeterminado apropiado con el conducto de admision. La seccion de mezcla ayuda a impartir un flujo ciclonico al aire que pasa a traves de la camara de mezcla y el cartucho.

Una caractenstica importante del inhalador es la boquilla. En una realizacion preferida, la boquilla se integra con la articulacion giratoria de la seccion de mezcla, y se puede girar hacia atras dentro de la seccion de admision del inhalador y luego encerrar por una tapa para su almacenamiento. Un conducto de transporte de la boquilla tiene la capacidad de expandir la seccion transversal del flujo de aire, lo que a su vez reduce la velocidad de aproximacion del polvo de farmaco a la cavidad oral. Como se muestra en la Figuras 10, 18, 19, 21 y 23, la boquilla esta desplazada con respecto a la lmea central de la cavidad de mezcla y al cartucho montado. La entrada de flujo de aire desde el mecanismo de la valvula de retencion dentro de la camara de mezcla y del cartucho tambien esta desplazada. Estos desplazamientos tangenciales alientan un flujo de aire helicoidal alrededor del cartucho, como se explica con mas detalle a continuacion. Inicialmente, el tubo de salida tangencial de la boquilla aumenta la velocidad del gas de transporte, lo que a su vez induce las partfculas descargadas dentro del tubo de salida. El tubo de salida de la boquilla se expande entonces en una dimension y el gas de transporte se ralentiza mientras que la concentracion de partfculas por unidad de volumen se hace mas diluida. El flujo se expande para crear un flujo de corte de cizallamiento secundario, lo que ayuda a desaglomerar mas las partfculas. Esto tambien crea una relacion de aspecto horizontal y por lo tanto, el camino de descarga del aerosol que es mas eficaz en la negociacion y la transmision del aerosol a traves de la ruta ondulada de la faringe oral.

El angulo de divergencia de la pared de expansion de la boquilla es importante para que existan condiciones estables de transporte de partfculas. Una vez que la divergencia de expansion ha alcanzado un lfmite espedfico, el tubo de descarga de ranura continua mantiene la colimacion adecuada de las partfculas para la velocidad y la direccion controladas de inyeccion de partfculas de la trayectoria de las partfculas dentro de la cavidad oral. En una realizacion preferida, la boquilla incluye un depresor lingual, y una protuberancia tactil para contactar con los labios del usuario para decirle al usuario que el Inhalador de Polvo Seco (DPI) esta en la posicion correcta.

Las mitades del cartucho pueden ser trenzadas dentro y fuera de las posiciones en las que los agujeros de entrada de aire y los agujeros de salida de aire se alinean respectivamente. El cartucho solo se puede insertar dentro de la camara de mezcla cuando un patron de alineacion del cartucho se alinea con una cavidad de recepcion en el fondo de la camara de mezcla, y un cuello del cartucho se acopla a un cuello de acoplamiento de la camara de mezcla (Figura 2). En una realizacion preferida, cada cartucho tiene un enchavetado unico en cada mitad que encaja

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solamente con una parte concreta del inhalador, adecuado que contiene el medicamento adecuado, en el inhalador.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista isometrica del inhalador que incorpora la invencion.

La Figura 2 es una vista detallada del inhalador mostrado en la Figura 1.

La Figura 3, que incluye las Figuras 3a, 3b y 3c, es una vista isometrica frontal medicamento utilizado con el inhalador, mostrando los alineamientos del agujero de cartucho.

La Figura 4, que incluye las Figuras 4a, 4b y 4c, es una vista isometrica trasera medicamento utilizado con el inhalador mostrado en la Figura 3, mostrando los alineamientos del agujero de entrada o puerto del orificio.

La Figura 5 es una vista en alzado frontal del cartucho mostrado en las Figuras 3 y 4.

La Figura 6 es una vista en alzado trasera del cartucho mostrado en las Figuras 3, 4 y 5.

La Figura 7 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 7-7 en la

La Figura 8 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 8-8 en la

La Figura 9 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 9-9 en la

La Figura 10 es una vista de planta superior del inhalador mostrado en las Figuras 1 y 2.

La Figura 11 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 11-11 en la Figura 10.

La Figura 12 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 12-12 en la Figura 10.

La Figura 13 es una vista isometrica del inhalador mostrado en las Figuras 1 y 2, pero configurada para la insercion o extraccion de un cartucho que contiene el medicamento.

La Figura 14 es una vista isometrica similar a la Figura 13, pero configurada tal como aparece cuando se ha insertado un cartucho que contiene el medicamento en el inhalador.

La Figura 15 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 15-15 en la Figura 13.

La Figura 16 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 16-16 en la Figura 14.

Las Figuras 16a, 16b y 16c son vistas fragmentarias en corte tomadas sustancialmente en el plano de la lmea 16a- 16c en la Figura 16.

La Figura 17 es una vista isometrica que muestra el inhalador de las Figuras 1 y 2, separandose las partes para

permitir la representacion en forma de diagrama del flujo de aire a traves del inhalador.

La Figura 18 es una vista isometrica similar a la Figura 17 que representa en forma de diagrama el flujo de aire a traves de y alrededor de la valvula de retencion, la seccion de mezcla, el cartucho y la boquilla del inhalador.

La Figura 19 es una vista isometrica similar a la Figura 18 que representa en forma de diagrama el flujo de aire a traves de y alrededor de la valvula de retencion, dentro del cartucho, y a traves de la boquilla del inhalador.

La Figura 20 es una vista isometrica similar a las Figuras 1, 2, 17, 18 y 19 que muestra el inhalador, el control de flujo/valvula de retencion del inhalador, y la sub-carcasa del control de flujo/valvula de retencion.

La Figura 21 es una vista de planta superior del inhalador mostrado en la Figura 20.

La Figura 22 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 22-22 en la Figura 21.

La Figura 23 es una vista de planta superior sustancialmente similar a la Figura 21.

La Figura 24 es una vista en corte tomada sustancialmente en el plano de la lmea 24-24 en la Figura 23.

La Figura 25 es una vista isometrica del control de flujo/valvula de retencion y de la sub-carcasa mostradas en las Figuras 17, 18, 19, 20, 22 y 24.

Figura 5. Figura 7. Figura 7.

del cartucho que contiene el salida o puerto del orificio del

del cartucho que contiene el

asegurando de ese modo que se preselecciona el cartucho y asegurando ademas que se instala correctamente el cartucho

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Mientras que la invencion se describira en conexion con varias realizaciones y procedimientos preferidos, se entendera que no se pretende limitar la invencion a estas realizaciones y procedimientos. Por el contrario, se pretenden cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes que se puedan incluir dentro del alcance de la invencion como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Descripcion detallada de la invencion

Se ha desarrollado un inhalador de polvo seco (“DPI”) mejorado que tiene varias caractensticas que optimizan el rendimiento. Las partfculas de medicamento pueden suministrarse/administrarse sobre un amplio rango de la velocidad de inhalacion y el volumen corriente de la respiracion humana. Un tubo de salida de la boquilla del inhalador diluye, expande y colima la dispersion de partfculas de manera que las partfculas no vuelven a aglomerarse durante el suministro. Este inhalador proporciona los medios para efectuar un proceso por el cual las partfculas se fluidifican, se suspenden, luego se eliminan de las paredes mediante la recirculacion del aire de depuracion, asf como el flujo de aire de mayor velocidad, seguido de una descarga del campo de flujo de alto corte de cizallamiento en una masa de aire expandida, de movimiento mas lento que dispersa y mide la concentracion de partfculas expulsada desde el puerto de salida superior del cartucho de dosis unitaria.

Esquema del inhalador

La Figura 1 muestra una realizacion de un inhalador 10 de polvo seco descrito y reivindicado en la presente memoria. En terminos conceptuales generales, una carcasa 15 del inhalador incluye una seccion 20 de admision, una seccion 30 de mezcla y una boquilla 40. En la realizacion preferida, esta carcasa 15 del inhalador tiene aproximadamente 93 mm de largo, 38 mm de alto, y 22 mm de ancho. Las otras partes ilustradas y descritas aqu son de tamano proporcional. La boquilla 40 se puede girar desde una posicion almacenada dentro de la carcasa 15 hasta una posicion de instalacion del cartucho en la que la boquilla 40 esta orientada a 90 grados de la dimension larga de la carcasa. Cuando se cierra una tapa 352, la boquilla se puede girar entonces adicionalmente a una posicion de funcionamiento en la que la boquilla se situa en una posicion de 180 grados de la dimension larga de la carcasa. Cuando la boquilla 40 esta almacenada dentro del inhalador 15, se puede deslizar hacia arriba una cubierta 16 deslizante de proteccion contra la suciedad montada de manera deslizable, almacenada en la carcasa, para proteger la boquilla 40 y la entrada del conducto de admision de aire del inhalador. La carcasa 15 puede estar formada de un plastico de policarbonato a prueba de radiacion gamma para la rapida esterilizacion del inhalador en la produccion en masa, asf como en el uso clmico-hospitalario.

Un paso de aire 50 (Figura 17) se extiende a traves de la seccion 20 de admision, la seccion 30 de mezcla y la boquilla 40. Una articulacion giratoria 80 (Figuras 2 y 17) conecta la boquilla 40 a la seccion 30 de mezcla. En la realizacion preferida, la boquilla y la seccion de mezcla son una unidad, y estan conectadas por una articulacion giratoria a la carcasa principal. La tapa 352 esta unida de forma pivotante a la seccion 30 de mezcla, y un mecanismo 355 de engranaje impide que la boquilla 40 sea girada a una posicion de funcionamiento a menos que el cartucho 301 este correctamente asentado e instalado. Un cartucho 301 mostrado en las Figuras 3, 4 y 5 contiene un polvo de medicamento, y puede ser instalado en y extrafdo de la camara 30 de mezcla.

El polvo en aerosol es arrastrado desde el cartucho 301 y la seccion 30 de mezcla a traves de la boquilla 40 hasta la cavidad bucofarmgea de los usuarios a traves de la boquilla 40. A medida que el aire y el polvo viajan a traves de la boquilla, la velocidad del recorrido se ralentiza, preparando asf el polvo para el suministro eficaz al tracto bronquial y los pulmones del usuario del inhalador.

De manera que la escritura o identificacion de indicaciones en el cartucho 301 que contiene el medicamento se pueden leer facilmente, la seccion 30 de mezcla tiene una tapa 352 que puede configurarse como una lente de aumento transparente. Una flecha 460 (Figura 17) muestra la direccion de descarga del polvo de medicamento en aerosol desde el cartucho y a traves de la boquilla.

Sistema de control de flujo de aire/valvula de retencion

Se hace entrar aire en el inhalador mediante un esfuerzo de inhalacion que el usuario inhalador ejerce sobre y en la boquilla 40. Como se muestra particularmente en la Figura 17 y como se sugiere por las flechas 460 de flujo de aire en las Figuras 17 y 18, el aire ambiente entra en el sistema 171 de control de aire a traves de los puertos 172 de admision de aire y se dirige a un control de flujo de aire/valvula de retencion 180. Como se muestra en las Figuras 17, 18, y 25, este sistema 180 de valvula de retencion incluye un cabezal conico 181 montado sobre una varilla 182 del bulbo. Un bulbo 184 esta montado de manera deslizable sobre la varilla 182 para la reciprocidad entre una posicion estancada de flujo de aire y una posicion dinamica de inhibicion del flujo de aire. La varilla 182 tambien sirve para mantener la separacion anular entre el bulbo 184 y el orificio en el que esta situado el bulbo. El bulbo 184 es arrastrado a una posicion descendente del flujo de aire relativamente normal, por la fuerza del flujo de aire que actua para superar la fuerza reactiva del bulbo de un resorte 185 conico de tension, como se sugiere particularmente en la Figura 19. El resorte 185 permite la seleccion de la fuerza de la carga elastica del bulbo hacia lo normal y evita el requisito de la orientacion vertical. Este resorte esta formado preferiblemente de acero inoxidable de grado medico. En una realizacion preferida, los recesos 186 en forma de conductos en la superficie 187 del bulbo 184 controlan y dirigen el flujo de aire sobre el bulbo 184, actuando de este modo como venturis. En otra realizacion

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preferida, las paletas 189 de enderezado del flujo de aire montadas en el cabezal conico 181 se acoplan a una formacion o asiento 191 de venturi conica enfrentada (Figura 22). El aire que fluye entre el cabezal 181 y el asiento 191 se acelera y el flujo de aire se endereza, de acuerdo con las caractensticas conocidas del flujo de aire gaseoso. Los venturis, en virtud de cambios en su longitud y profundidad, pueden utilizarse para alterar el caudal, asf como la direccion de corte de cizallamiento y de flujo de aire.

Cuando el usuario del inhalador arrastra el aire a traves de la boquilla 40, el aire fluye hacia y alrededor del bulbo 184, y el desequilibrio de las fuerzas de presion del aire que actuan sobre el bulbo 184 alternativo empuja el bulbo en una direccion descendente a lo largo de la varilla 182 a una posicion que inhibe el flujo de aire. Debido a que el bulbo 184 esta conectado al resorte 185 de tension, se requieren cantidades crecientes de fuerza para arrastrar el bulbo 184 a posiciones cada mas limitadoras del flujo de aire. Se puede proporcionar un control adicional de movimiento del bulbo, si se desea, mediante un segundo resorte opuesto (no mostrado) que forma un sistema de empuje-traccion de alta sensibilidad.

Este mecanismo de bulbo y resorte permite al usuario del inhalador generar un ligero vado parcial en sus pulmones antes de que el bulbo sea arrastrado desde la disposicion de asiento. Por lo tanto, cuando se genera un vado significativo, un ligero incremento de la velocidad del flujo de aire a traves del inhalador ayuda a arrastrar el medicamento desde el cartucho (Figuras 1 y 17-19), a traves del inhalador y dentro de la region bronquial y los pulmones del usuario.

Como se sugiere particularmente en la Figura 20, la disposicion 180 de la valvula de retencion se puede montar en una sub-carcasa 200 de la seccion 20 de admision, y ambos componentes 200 y 180 se pueden extraer de la carcasa 15 del inhalador para su limpieza, reparacion o sustitucion. Se puede utilizar un dispositivo 196 de bloqueo de diseno conocido para asegurar la sub-carcasa 200 y los componentes contenidos dentro de la carcasa 15 del inhalador.

Cuando el aire esta siendo arrastrado a traves del inhalador 10 y el bulbo 184 es arrastrado a lo largo de la varilla 182 para impactar el cabezal conico 181, puede producirse un sonido de click. Este sonido de click indica al usuario del inhalador que el o ella esta arrastrando debidamente sobre la boquilla y operando el inhalador correctamente. Si se desea, se puede montar una lengueta mecanica vibratoria (no mostrada) en la trayectoria del flujo de aire para producir una senal audible para el usuario. Alternativamente, un sensor electronico de flujo o presion puede activar un indicador de senal audible o visual para decirle al usuario que se ha establecido un flujo de aire adecuado.

Este sistema 180 de control de flujo de aire/valvula de retencion sirve para suministrar aire a un volumen y velocidad predeterminados a las partes posteriores del inhalador. El flujo de aire, a este volumen y velocidad predeterminados, actua para recoger, fluidificar, desaglomerar y suministrar las partfculas de medicamento arrastradas al usuario del inhalador en una forma dispersa y en una ubicacion adecuada para entrar al sistema bronquial del usuario.

Seccion de venturi y mezcla

Como se sugiere particularmente en las Figuras 12, 17 y 18, el flujo de aire es entonces arrastrado a traves de un paso 201 de venturi de tamano restringido, incrementando asf la velocidad del flujo de aire, y dentro de la seccion 30 de mezcla del inhalador. Como se muestra en las Figuras 10-17, esta seccion 30 de mezcla comprende un soporte fijo 31 sobre el cual se coloca un vaso 32. Se observara que la boquilla 40 esta unida al vaso 32 giratorio y puede asf actuar como un mango para hacer pivotar el miembro 32 del vaso y la boquilla a las configuraciones mostradas en las Figuras 1, 14 y en otras partes y como se describe mas detalladamente a continuacion.

En general, la seccion 30 de mezcla esta provista de formas en su superficie interior para alentar la aceleracion del flujo de aire de modo que se suspendan las partfculas de medicamento en el flujo de aire y se desaglomeren. Dentro del vaso 32 se puede montar un cartucho 301 que contiene el medicamento. Como se describe mas detalladamente a continuacion, el cartucho 301 esta provisto con agujeros de entrada y salida de aire (Figuras 5-9), y el vaso 32 esta dimensionado y conformado para dirigir el aire dentro del cartucho a traves del agujero de entrada inferior. El aire fluye entonces generalmente hacia arriba a traves del cartucho en una direccion ascendente mientras que produce un movimiento helicoidal doble de contra-rotacion, y fuera del cartucho y hacia abajo de la boquilla como se sugiere particularmente en la Figura 19. Como se sugiere en la figura 18, el exceso de volumen de aire puede fluir alrededor del exterior del cartucho, pero dentro de la camara de mezcla para acoplarse de nuevo con el aire cargado de medicamento emergente descargado desde el cartucho y que fluye dentro de la boquilla. Por lo tanto, el aire que fluye dentro de la camara de mezcla alimenta los agujeros de entrada del cartucho, ayuda a extraer el aire que fluye fuera de los agujeros de descarga del cartucho, diluye el flujo de aire cargado de medicamento, y proporciona concentraciones controladas, iguales de partfculas de medicamento dentro del flujo de aire de la boquilla. El arrastre y la dilucion de partfculas en la boquilla se proporcionan principalmente por el aire de derivacion del cartucho.

Como se sugiere en las Figuras 11, 12, 15 y 16, el puerto 33 de entrada de la camara de mezcla proporciona el desprendimiento del vortice que, ayudado por los toroides 34 y 35, superior e inferior del remolino interno de la camara de mezcla interna, fluidifica, suspende y depura el polvo en el cartucho. La forma 35 semi-toroidal superior cambia la direccion del flujo de aire desde la camara de dispersion hasta la boquilla, ayudando asf a la desaglomeracion adicional de las partfculas de medicamento en la corriente de polvo arrastrado. Para reducir la

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cohesion del polvo, una velocidad moderada de expansion del gas con las fuerzas subsiguientes de corte de cizallamiento del aire (y resistencia al flujo) actuan para soportar un flujo completamente disperso a traves de la boquilla 40.

Alternativamente, se puede proporcionar una camara que incluye protuberancias o formas en espiral internas. Las superficies interiores de la camara de mezcla pueden estar conformadas para proporcionar uno o mas flujos helicoidales de aire alrededor de y dentro del cartucho, si se desea.

Cartucho

El cartucho 301 se muestra con mas detalle en las Figuras 3-9. En la realizacion ilustrada, el cartucho 301 comprende una mitad superior 302 y una mitad inferior 303, cada una formada preferiblemente de material plastico transparente. Para alentar la dispersion de las partfculas de medicamento, el preferible material plastico esta provisto de superficies ultra lisas, es capaz de ser moldeado dentro de los componentes del cartucho que tienen y que mantienen una gran precision dimensional, no absorbe o interactua de otra manera con el agua o la humedad, y tiene caractensticas electrostaticamente neutras tales que el polvo de medicamento en el cartucho 301 no es retenido por la carga estatica del cartucho, y no se adhiere a las mitades 302, 303 del cartucho. Uno de tales materiales que se puede utilizar para la mitad inferior 303 es la marca Topaz de plastico de copolfmero de ciclicolefina ofrecido por la Empresa Ticonia.

La mitad superior 302 del cartucho define un agujero 306 de entrada de aire y un agujero 307 de salida, y la mitad inferior del cartucho define un correspondiente agujero 308 de entrada de aire y un agujero 309 de salida de aire. Esta mitad superior puede estar hecha de un nailon transparente de muy baja absorcion de agua. Como se muestra particularmente en la Figura 7, y como se sugiere en la Figura 3a, las mitades 302 y 303 se entrelazan a traves de un ajuste telescopico. Una disposicion 310 de anillo y ranura circunferencial retiene las mitades 302 y 303 en su configuracion montada.

Como se sugiere particularmente en las Figuras 5, 6, 8, y 9, los agujeros 306 y 308 de entrada formados en la parte inferior del cartucho estan preferiblemente biselados, y los agujeros 307, 309 de salida estan igualmente biselados en un angulo de sustancialmente 60 grados para alentar la entrada y salida de aire, pero para desalentar la adhesion electrostatica y la deposicion de aglomerado de partfculas de medicamento de 10 o mas micras de tamano sobre el plastico que define los bordes del agujero. Para habilitar el flujo de aire y la accion de recogida de partfculas, los agujeros 306 y 308 estan dispuestos para solaparse o coincidir uno con otro cuando las mitades del cartucho se giran (como sugiere la flecha A en la Figura 4c) dentro de la posicion abierta apropiada del cartucho, y los agujeros 306, 308 se alargan en una direccion vertical. De manera similar, los agujeros 307, 309 de salida estan dispuestos para solaparse y proporcionar la salida de aire libre cuando las mitades del cartucho se alinean adecuadamente, y los agujeros se alargan en una direccion horizontal para orientar el flujo de salida de aire para su suministro al canal alargado horizontalmente en la boquilla 40.

Este cartucho 301 es aproximadamente de un cuarto de pulgada de diametro y su cuerpo es aproximadamente de 1 pulgada de longitud axial. Para facilitar la facil instalacion y extraccion del inhalador 10, se proporciona una estructura 314 de mango o manipulador encima del cartucho 301. Aqrn, la estructura 314 de mango comprende cuatro extensiones 315 de red, que se extienden desde el cuerpo del cartucho hasta un disco 316 de dedo, que pueden tener una periferia acunada o dentada. Un puntero o indicador de cuadrante 317 se forma encima del disco 316 y se discute mas adelante.

En la parte inferior del cartucho 301, se forma un patron 319 de comprobacion de instalacion del cartucho. Este patron de comprobacion puede tener una forma unica, no circular de cualquier forma deseada como aquellas mostradas en las Figuras 16a, 16b y 16c. Estos relieves unicos estan disenados para encajar dentro de un relieve 39 de acoplamiento estrechamente formado en la base 31 de la seccion de mezcla. Estas formas en relieve unicas estaran asociadas de manera unica con medicamentos particulares, de manera que no se puede instalar un cartucho que contenga un medicamento incorrecto en el inhalador de un paciente en particular.

Mecanismo de montaje del cartucho

Para montar adecuadamente el cartucho 301 en el inhalador 10, se proporciona un mecanismo de montaje como se muestra especialmente en las Figuras 1, 2, 13-16 y 17. Este mecanismo de montaje adopta la forma de una tapa 352 formada de plastico transparente, montada de manera pivotante para cubrir el vaso 32 de la seccion de mezcla. Vease especialmente la Figura 16. Un pasador pivote 353 interconecta la tapa 352 con una extension 354 del soporte 31. Para facilitar las indicaciones de lectura marcadas sobre la parte superior del puntero 317 del cartucho, la parte superior de esta tapa 352 esta curvada para actuar como una lente de aumento. Esta forma de cupula tambien proporciona resistencia a la estructura de la cubierta.

El cartucho puede ser instalado y la tapa 352 asegurada en su lugar cuando la boquilla 40 y el cartucho se giran a sus posiciones de funcionamiento. Con este fin, un pasador 356 de bloqueo cargado elasticamente hacia fuera de manera radial (Figura 2) que depende del soporte 331 de la tapa empuja la tapa 352 hacia arriba y a una posicion abierta cuando la boquilla 40 y el soporte 331 de la tapa se giran a una posicion de modo que la boquilla si situa a aproximadamente 90 grados de la dimension larga o mayor del cuerpo 15 del inhalador. En esta configuracion, el

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pasador 356 de bloqueo es empujado hacia fuera de manera radial y la tapa 352 se gira hacia arriba cuando el pasador 356 de bloqueo es empujado a un relieve definido en un faldon 360 de la cubierta 358 (Figura 2). Esta disposicion actua como una caractenstica de seguridad y de gma del usuario.

Despues de que el cartucho se inserte dentro del inhalador y se cierre la tapa, la boquilla 40 se puede girar fuera de su posicion de instalacion del cartucho y liberacion de la tapa como se muestra en la Figuras 13-16 y dentro de la configuracion de inhalacion del medicamento del usuario mostrada en las Figuras 1, 17 y 20-24. Este movimiento pivotante de la boquilla puede ocurrir solamente cuando el faldon 360 de la tapa es empujado hacia abajo a su posicion cerrada y el pasador 356 de bloqueo esta deprimido de manera radial para permitir la accion giratoria de la boquilla 40. Asf, cuando el usuario del inhalador mueve la boquilla desde su posicion almacenada dentro de la carcasa 15 hasta la posicion de desbloqueo de la tapa, los resortes de la tapa se abren como se muestra en las Figuras 13 y 15, y por lo tanto indica al usuario del inhalador que el o ella debe inspeccionar y, si es necesario, reemplazar o insertar un nuevo cartucho 301.

Boquilla

Como se sugiere mas arriba, la boquilla 40 descarga el aire cargado de partmulas a la cavidad bucofarmgea del usuario. Ademas, la boquilla diverge la corriente de aire y partmulas para ralentizar las partmulas, y a continuacion, converge la corriente de partmulas para colimar y dirigir las partmulas en la parte posterior de la boca del usuario. La boquilla es lo suficientemente larga para que se extienda, aproximadamente, a mitad de camino dentro de la boca de la mayona de los usuarios. Para alentar el correcto uso del inhalador y la boquilla, la boquilla del inhalador esta orientada para extenderse diagonalmente hacia arriba a aproximadamente un angulo X de 3 grados como se sugiere en las Figuras 22 y 24. Como se sugiere en las Figuras 21 y 23, las paredes espaciadas horizontalmente de la boquilla divergen en un angulo Y de aproximadamente 5 a 8 grados. Como se sugiere por una comparacion de las Figuras 21 y 22, la relacion de la altura H de la pagina de paso de aire de la boquilla a la anchura W del paso de aire es aproximadamente de 3:1. Si se desea, se puede proporcionar un relieve 411 de colocacion de diente y de labio para depender del extremo distal 412 de la boquilla 40. La boquilla esta hecha preferiblemente de acetilo plastico de copolfmero Delrin o Celcon para proporcionar la resistencia adecuada, la auto-lubricidad del soporte giratorio, y el acabado interno y externo liso.

En uso, el inhalador emplea un flujo regulado de aire para fluidificar y nebulizar las partmulas de medicamento y transportarlas a la region posterior deseada de la cavidad bucofarmgea. Para lograr esto, el aire es arrastrado primero dentro del interior de la carcasa 15 del inhalador y a traves de los puertos 172 de admision como se sugiere en las Figuras 17 y 18, a un flujo de aire volumetrico predeterminado que esta controlado por el mecanismo 180 de control de flujo/valvula de retencion. La corriente de aire entra entonces dentro del interior del cartucho a traves de los puertos 306, 308 de entrada verticalmente alargados y alineados. El aire que entra dentro del interior del cartucho incide inmediatamente sobre la pared cilmdrica opuesta del cartucho. El chorro de aire impactado luego se redistribuye a varias partes. Una de las partes fluye hacia abajo dentro del lecho de polvo de medicamento, y retira el polvo de la superficie del cartucho y empieza a fluidificarlo dentro de una nube de polvo aereo. Otra parte del chorro de impacto esta dirigida lateralmente en ambas direcciones, lo que crea columnas helicoidales giratorias verticales dobles de contra-rotacion. La mayor parte del polvo de medicamento fluidificado se retiene en estas dos columnas, donde se logra la primera accion de desaglomeracion. Otra parte del chorro de impacto esta dirigida verticalmente, lo que crea un chorro de aire vertical de alta velocidad a lo largo de la pared del cartucho dentro de los puertos de descarga del cartucho o agujeros 307, 309. Las partmulas en las columnas helicoidales en aerosol se eliminan dentro de la corriente de chorro y luego se descargan del cartucho. Este efecto de expulsion da como resultado partmulas que son dosificadas o descargadas del cartucho a una velocidad de distribucion de partmulas relativamente constante. Las aglomeraciones de partmulas se descomponen ademas por el proceso de descarga. Los grandes aglomerados inciden sobre la pared opuesta de la camara de mezcla, y se reducen adicionalmente a aglomerados mas pequenos. Las partmulas individuales y los aglomerados mas pequenos se llevan hacia adelante a traves de la camara de mezcla y dentro del tubo de descarga de la boquilla. Los aglomerados restantes se separan en el campo de flujo de alto corte de cizallamiento y de choque producido por el puerto de entrada tangencial de la boquilla. Por lo tanto, un flujo constante de una partmula de medicamento individual emerge de la boquilla y dentro de la via respiratoria bucofarmgea de los usuarios. Estos flujos de corriente de aire y los flujos de sub-corriente resultan asf en el arrastre completo de aire de todas las partmulas de medicamento en el cartucho, y el suministro de una dosis de medicamento completa, cuidadosamente dosificada al paciente.

Claims (15)

1. 5

   10

   15

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   35

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   45

   50

   REIVINDICACIONES

   1. Un inhalador (10) de polvo seco que comprende, en combinacion,

   una boquilla (40) adaptada para suministrar partfculas de polvo seco que comprenden un medicamento para el tracto bronquial y los pulmones de un usuario; y

   una carcasa (15), la carcasa que tiene una cavidad (32) de mezcla adaptada para montar selectivamente un cartucho (301) que contiene el medicamento, una seccion (20) de admision de aire, y un paso (50) de flujo de aire o conducto para ayudar en el suministro de aire desde la seccion (20) de admision de aire dentro de y a traves de un cartucho (301) en la cavidad (32) de mezcla y dentro de y a traves de la boquilla (40);

   en donde la boquilla (40) comprende un tubo hueco que tiene un eje que define un paso de flujo de aire de la boquilla, y la camara de mezcla comprende un cilindro (32) hueco que tiene un eje, y en donde la boquilla (40) esta orientada a la dimension larga de la carcasa (13) en un angulo de entre 90 grados y 180 grados; y en donde

   la boquilla y la carcasa comprenden una articulacion (80) que permite a la boquilla (40) girar a una configuracion abierta o cerrada; estando el inhalador de polvo seco caracterizado por que

   las paredes del tubo hueco en la boquilla (40) divergen fuera de la carcasa (15) en un angulo (Y) de entre cinco y ocho grados, por el cual la boquilla (40) diverge la corriente de aire y partfculas para ralentizar las partfculas de polvo seco y hacer que las partfculas converjan en la parte posterior de la boca del usuario.
2. 2. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde la boquilla (40) esta orientada para extenderse hacia arriba desde el inhalador (10).
3. 3. El inhalador de la Reivindicacion 2 en donde la boquilla (40) esta orientada en un angulo de aproximadamente 3 grados con respecto a la carcasa de la cavidad (32) de mezcla.
4. 4. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde la relacion de la altura del tubo hueco en la boquilla (40) a la anchura del tubo hueco en la boquilla (40) es aproximadamente de 3:1.
5. 5. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde la carcasa (15) que tiene una cavidad (32) de mezcla se adapta para contener un cartucho (301) que contiene las partfculas de polvo seco, teniendo el cartucho (301) los puertos (306, 308) de entrada que permiten al aire entrar al cartucho (301), creando columnas helicoidales giratorias verticales de aire en el cartucho (301), fluidificando el polvo en el cartucho (301), y llevando las partfculas hacia el interior del tubo hueco de la boquilla (40) a traves de un puerto de entrada tangencial.
6. 6. El inhalador de la Reivindicacion 1 que comprende ademas un cartucho (301) montado dentro de la cavidad (32) de mezcla, comprendiendo el cartucho un primer elemento (302) que define un agujero (306) de entrada de aire y un agujero (307) de salida de aire, un segundo elemento (303) hueco ajustado perfectamente al primer elemento (302) para definir, con el primer elemento, una cavidad que contiene el medicamento.
7. 7. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde la cavidad (32) de mezcla incluye un mecanismo (31, 352, 353, 354) de montaje del cartucho para montar selectivamente un cartucho (301) que contiene el medicamento; teniendo el mecanismo (31, 352, 353, 354) de montaje del cartucho una estructura de enchavetado adaptada para acoplarse de manera unica con las estructuras (39, 319) de enchavetado del cartucho para permitir que solamente un cartucho (301) particular sea montado y utilizado con el inhalador (10).
8. 8. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde el paso de flujo de aire de la boquilla esta situado para comunicarse con la cavidad (32) de mezcla en un punto tangencial al interior de la cavidad (32) de mezcla para alentar un flujo de aire giratorio dentro de la cavidad (32) de mezcla; y un flujo de aire de desaglomeracion de alto corte de cizallamiento que entra en el tubo de la boquilla.
9. 9. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde dicha seccion (20) de admision de aire comprende ademas un mecanismo (180) de valvula de retencion.
10. 10. El inhalador de la Reivindicacion 9 en donde el mecanismo (180) de valvula de retencion comprende un orificio de paso de aire de longitud extendida para enderezar el flujo de aire, un bulbo (184) que puede moverse alternativamente en el orificio, y los medios (185) de carga elastica que empujan el bulbo fuera de una posicion de inhibicion del flujo de aire.
11. 11. El inhalador de la Reivindicacion 10 en donde el mecanismo (180) de valvula de retencion incluye una varilla (182) sobre la cual el bulbo (184) puede desplazarse alternativamente; y un cabezal (181) de la varilla que tiene paletas (189) montadas sobre el mismo, acoplandose las paletas (189) a un paso de venturi (191).
12. 12. El inhalador de la Reivindicacion 10 en donde los medios de carga elastica comprenden un resorte (185) posicionado y conectado al bulbo (184) con una fuerza tensora para empujar el bulbo (184) fuera de una posicion de inhibicion del flujo de aire.
13. 13. El inhalador de la Reivindicacion 1 en donde la boquilla (40) comprende una pared de expansion que tiene un angulo de divergencia de 14 grados a 17 grados.
14. 14. El inhalador de la Reivindicacion 6 en donde el primer elemento (302) y el segundo elemento (303) son moviles uno con respecto al otro para reconfigurar los elementos primero y segundo (302, 303) para colocar de este modo

    5 los agujeros de entrada (306, 308) y de salida (307, 309) del elemento fuera de coincidencia entre sf, y de este modo prohibir el flujo de aire a traves del cartucho (301) y retener de manera segura el medicamento dentro del cartucho (301).
15. 15. El inhalador de la Reivindicacion 1 que comprende ademas un mecanismo giratorio para hacer girar la boquilla (40) entre una posicion de insercion y extraccion del cartucho, y una posicion de uso.

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