SE517228C2 - Inhalator för torrt pulver med andningsaktivering - Google Patents

Description

lO 20 25 30 517 228 2 SAMMANFATTNING Den föreliggande uppfinningen visar ett arrangemang för utlösning av en process att administrera en dos av torrt pulver, till exempel en medicinsk drog, genom andningen hos en person som inhalerar genom en inhalator för torrt pulver (DPI). Arrangemanget styr även öppningen och stängningen av ett luftintag i inhalatom. Arrangemanget enligt den föreliggande uppfinningen ska särskilt tillämpas i en ny kontinuerlig inhalator, dvs. en inhalator som styr pulverkoncentrationen och tidsintervallet under vilket dosen avlämnas till användaren, och därmed uppnås ett antal fördelar jämfört med inhalatorer som säljs idag.

Det föreliggande arrangemanget kräver en viss väldefinierad minimi- tryckskillnad mellan en omgivande atrnosfär och luftvägarna hos personen som ska inhalera för utlösning av processen att avlämna dosen och öppning av ett intag för att luft utanför ska komma in i inhalatorns inre.

Arrangemanget som styr utlösningsmekanismen och öppningen och stängningen av inströmningen av luft till inhalatorn uppvisar en till en förspänd spärrmekanism kopplad klaff. Klaffen stänger inhalatoms luftintag till atmosfären genom den av en fjäder utövade kraften, vilken verkar på klaffen genom en hävstängsmekanism. För att öppna klaffen mäste påföras en kraft som är större än stängningskraften hos fjädern och hävstängs- mekanismen. Den nödvändiga kraften är följden av tryckskillnaden över klaffen, vilken uppkommer då användaren till en viss grad suger genom inhalatorns munstycke. Spärren släpps av klaffen genom hävstängs- mekanismen när klaffen öppnas och utlöser ett händelseförlopp som utgör den irreversibla processen att administrera en dos till användaren vid hans eller hennes inhalering genom inhalatom. Hävstångsmekanismen som kopplar klaffen, fjädern och spärren använder rundade former där rörliga delar är i kontakt med varandra för att minimera kontaktytor och gnidningseffekter och att uppnå nästan inga friktionsförluster. Den förspända klaffen är vidare försedd med en motvikt som åstadkommer att klaffen och spärrmekanismen är statiskt och dynamiskt balanserade, vilket nästan helt och hållet eliminerar risken att yttre krafter, t.ex. tröghetskraft, 10 15 20 25 30 517 228 3 gravitation eller stötar på inhalatorn, oavsiktligt utlöser processen att administrera en dos om till exempel anordningen skulle tappas.

Ett arrangemang för utlösning av en process för administrering av en dos av torrt pulver enligt den föreliggande uppfinningen fastställs av det oberoende patentkravet 1 och ytterligare utföringsformer av arrangemanget fastställs av de beroende patentkraven 2 till 8.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att beskrivas i formen av en föredragen och belysande utföringsform och med hjälp av de bifogade ritningarna, vari samma hånvisningsbeteckningar markerar lika eller motsvarande element och vari: FIG. 1 illustrerar ett flödesdiagram över en fullständig driftscykel för inhalatom för torrt pulver med avseende på den föreliggande uppfinningens arrangemang; av den förspända klaffen och FIG. 2 illustrerar en huvudskiss spårrmekariismen; FIG. 3 illustrerar en utföringsform av inhalatoms inre delar, med en doseringskassett, en klaff, en fjäder och en spårrmekanism efter att ett inhaleringsförfarande har avslutats; FIG. 4 illustrerar utföringsformen av inhalatorns inre delar, med doseringskassetten, klaffen, fjädern och spårrmekanismen före ett inhaleringsförfarande; FIG. 5 inre delar, med illustrerar utföringsfonnen av inhalatorns doseringskassetten, klaffen, fjädern och spärrmekanismen ögon- blicket efter att inhaleringsförfarandet har börjat; 10 15 20 25 30 n u o a nu 517 228 4 FIG. 6 illustrerar en huvudskiss av inhalatoms inre delar, med w doseringskassetten, klaffen, fjädern och spärrmekanismen kort efter att inhaleringsförfarandet har börjat och kassetten är i rörelse; samt FIG. 7 illustrerar en huvudskiss av hur de rundade ytorna växelverkar.

BESKRIVNING AV EN BELYSANDE UTFÖRINGSFORM Figur 1 beskriver en fullständig driftscykel för en belysande inhalator för torrt pulver, DPI, genom att illustrera de av en användare utförda åtgärderna och händelserna som dessa åtgärder ger upphov till i ett flödesdiagram. Med hänvisning till flödesdiagrammet illustreras den föreliggande uppfinningens funktion.

Startpunkten i Figur 1 är steg 100, dvs. inhalatom är i det öppna tillståndet där inhalatom har avlärrmat en dos till användaren som har slutat att inhalera, vilket även illustreras schematiskt i Figur 3. Ett rörligt doseringselement 4, försedd med en eller flera i förväg uppmätta doser, är i det frisläppta tillståndet och en förspänd klaff 16 är i det stängda läget som hindrar luften från att komma in i inhalatom genom luftíntaget som illustreras som ventilationshål 23. I en föredragen utföringsform är det i förväg uppmätta doseringselementet 4 en utbytbar kassett som innehåller ett antal inneslutna i förväg uppmätta pulverdoser för inhaleringsändamål.

I det nästa steget 110 förs inhalatom in i det stängda tillståndet, vilket illustreras schematiskt i Figur 4. Kassetten4 trycks tillbaka, glidandes som en hylsa på en pelare, av stängningsförfarandet som utförs av användaren och förs i ett läge för avlämnande av en nästa dos. När inhalatom är stängd spänns en drivfjäder (inte visad) som verkar på kassetten 4, vilken säkras i detta läge av ett pistongelement (inte visat). Klaffmekanismens spärr 12 tvingas av tryckfjädern 13 in i ett avpassat jack i kassetten, vilket därmed även låser kassetten 4 i ett färdigläge. 10 l5 20 25 30 517 228 s När användaren enligt steg 120 återigen öppnar inhalatom för att komma åt munstycket (inte visat) avlägsnas det tidigare nämnda pistongelementet, vilket endast lämnar spärren 12 att hålla kassetten 4 i läge, färdig att avlämna en dos.

När användaren, i steg 130, börjar att inhalera förblir klaffen 16 stängd och hindrar luften från att flöda in i inhalatom och följaktligen förblir kassetten 4 i sitt utgångsläge tills den genom användarens sugning inducerade tryckskillnaden skapar en öppningskraft F, på klaffen 16 som är tillräckligt stor för att motverka stängningskraften Fc. Fc är den kraft på klaffen som uppkommer av kraft F. från tryckíjädern 13 som verkar genom hävstängerna 26 och 28 för att hälla klaffen 16 stängd. Krafterna som direkt eller indirekt verkar på klaffen 16 summeras och jämförs i steg 140.

Så snart som användarens sugning är tillräckligt stark, vilket från användarens synvinkel känns som omedelbart efter att inhaleringen börjar, i steg 150, tvingas den förspända klaffen 16 upp och spärren 12 frisläpper kassetten 4 så att den kan skjutas framåt av sin drivljäder (inte visad) som verkar på kassetten med kraft Fa. Detta tillstånd illustreras schematiskt i Figur 5.

I steg 160 drivs kassetten 4, som nu är fri att röra sig, framåt, vilket illustreras schematiskt i Figur 6, vid konstant eller variabel hastighet, vilket än är fallet, med syftet att kontinuerligt avlämna dosen till användaren.

Luften som nu inhaleras plockar upp den i förväg uppmätta pulverdosen från kassetten 4 och för pulvret in i användarens luftvägar, lungor eller djupa lungor eller en kombination därav, beroende på vad som är inhaleringens övergripande syfte.

En belysande utföringsform av uppfmningen visas i Figur 2. Luftintaget i inhalatorkroppens väggar 8 illustreras som ett antal ventilationshål 23, men intaget kan realiseras på olika sätt i ytterligare utföringsformer av uppfinningen. Om det är nödvändigt att stoppa inträdet av smuts etc. i lO 15 20 25 30 Q u a o oo n 517 228 6 nu uov inhalatorn kan ett fmt nätfilter (inte visat) vidfogas till luftintaget. Klaffen 16 _ roterar i inhalatorkroppen företrädesvis genom användning av material med låg friktion och anordnas för att minimera friktion så att klaffen kan röra sig fritt. Klaffen 16 fästs vid en hävstång 26, vilket illustreras ytterligare av Figur 7. Klaffen 16 i Figur 2 trycks tätt mot insidan av inhalatorkroppens vägg 8 av kraften som ges av tryckfjädern 13, vilken verkar på klaffen 16 genom hävstången 28 över det rundade organet 14 och genom hävstång 26.

Klaffen och den inre ytan av inhalatorkroppen tillverkas företrädesvis så att klaffen i det stängda läget effektivt stänger luftintaget 23 i inhalatorn med så lite läckage som möjligt. Hävstången 28 roterar i inhalatorkroppen företrädesvis genom användning av material med låg friktion och anordnas för att minimera friktion så att hävstången kan röra sig fritt.

Når användaren börjar att inhalera genom inhalatoms munstycke (inte visat) resulterar sugningen i en uppbyggnad av en tryckskillnad mellan den omgivande atmosfären och användarens luftvägar så att det lokala trycket i luftvägarna är lägre än atmosfärtiycket. Eftersom klaffen 16 är stängd i detta steg kan luften inte flöda genom ventilationshålen 23 in i inhalatorn genom munstycket och in i användarens mun. Beroende på klaffens 16 effektivitet finns det nästan inget luftflöde förbi klaffen så att nästan den hela tryckskillnaden föreligger över klaffens fram- och baksidan, vilket resulterar i en kraft som verkar på klaffen och motverkar fjäderns 13 stångningskraft.

När tryckskillnaden är tillräckligt stor övervinner den för att öppna klaffen verkande resulterande kraften F, stängningskraften F., som uppkommer från den genom hävstångssystemet 28 och 26 verkande fjäderkraften F, så att klaffen öppnas och släpper in luft i inhalatom. Genom att använda en annan fjäder 13 med en annan hastighet eller ändra lägena hos hävstängernas 28 och 26 hävstångsgeometri, eller en kombination av dessa förfaranden, är det möjligt rotationspunkter eller genom att använda en annan att anpassa den på klaffen verkande stängningskraften. På detta sätt kan den för att öppna klaffen erfordrade minimikraften F, = Fmmmum lätt väljas lO l5 20 25 30 n ~ | q nu o 517 228 7 för att passa den särskilda inhalatorn och tjänar inhalatoms syften för ge i den bästa fördelen.

När inandningen öppnar klaffen verkar öppningskraften genom hävstången 26 över de rundade ytorna 14 på hävstäng 28 och trycker ihop fjädern 13.

Hävstängens 28 inducerade rörelse drar tillbaka den på hävstången fästade spärren 12 från dess lästa läge. Därefter görs den av spärren fasthållna kassetten 4 fri att röra sig, vilket även antyds av Figur 5 där detta tillstånd illustreras schematiskt. Genom att därefter styra den frisläppta kassentens 4 rörelse kommer administreringen av den i förväg uppmätta dosen att styras på ett lärnpligt sätt.

I Figur 7 visas den rundade kontaktytan 14 i mer detalj. Kontaktytans rundade forrner bidrar starkt till effektiviteten hos arrangemanget enligt den föreliggande uppfinningen genom att överföra kraft från hävstång 26 till hävstång 28 eller vice versa nästan utan friktionsförluster. Den oundvikliga relativa rörelsen mellan hävstängema är inte ett gnidningsförfarande utan ett rullningsförfarande så att kontaktpunkten rör sig likt två kuggar som kopplas ihop i ett kugghjul, vilket resulterar i mycket låga friktionsförluster.

De rundade ytornas 14 material och ytkvaliteter väljs företrädesvis för att ytterligare reducera friktions- och kraftförluster i materialen.

Den belysande utföringsformen av uppfinningen i Figur 2 visar en motvikt 15 som fästs på samma element som klaffen 16 och hävstången 26. Dess konstruktion och läge relativt klaffen och hävstången är sådana att den balanserar massorna hos klaffen och hävstången såväl statiskt som dynamiskt så att tyngdpunkten är i centrum av rotationsaxeln. Detta kommer att minimera risken med tröghetskrafter som verkar på utlösningsmekanismen och oavsiktligt aktiverar dosavlärnningsprocessen, t.ex. om inhalatorn tappas. 8 517 229 En annan motvikt 29 som fästs på samma element som håvstången 28 . monteras om det år nödvändigt för att balansera hävstången 28 på samma sätt som beskrivet för motvikten 15.

Det kommer att inses av fackmannen att olika modifieringar och ändringar kan göras av den föreliggande uppfinningen utan att avvika från dess omfattning, som definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 I c o . vc 517 228 9 PATENT KRAV

1. Arrangemang, i anslutning till ett inhaleríngsförfarande, för utlösning av processen att avlämna en pulverdos och öppning och stängning av ett luftintag hos en ínhalatoranordning för torrt pulver (DPI) som är försedd med ett i förväg uppmätt doseringselement (4), kännetecknat av (12) för det i doseringselementet (4), vilket aktiveras av en förspänd klaff (16) via en led ett frisläppningsorgan förväg uppmätta (14) som uppvisar mycket låga friktionsförluster, varvid när den förspända klaffen påverkas av en Iuftsugning som överskrider ett tröskelvärde som motverkar en på frisläppningsorganet verkande utövad kraft (Fc), vilken förspända klaff öppnar luftintaget och frisläppningsorganet (12) frisläpper det i förväg uppmätta doseringselementet (4) för ett pulveradministrerings- förfarande för ett styrt frisläppande av en uppmätt pulverdos till en användare av inhalatom för torrt pulver, varvid den förspända klaffen (16) styr luftintaget hos inhalatom för torrt pulver och verkar som en ventil som öppnar och stänger luftintaget.

2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att leden ( 14) är placerad vid en första ände av en första hävstång (26) som har en andra ände fäst på den förspända klaffen (16) vid dess vrídningscentrum och vid en (28) frisläppningsorganet och roterbar vid en andra ände (27), varvid den första ände av en andra hävstång som är försedd med utövande kraften (Fc) tvingar hävstången (28) att flytta frisläppningsorganet för att låsa det i förväg uppmätta doseringselementet (4), vilken andra hävstång därefter vidare verkar via leden (ln4) på den första hävstången (26) för att tvinga den förspända klaffen (16) till det stängds läget.

3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att leden (14) är utformad av två rundade element som bildar en punktkontakt och i rörelse rör sig som två kuggar ihopkopplade i ett kugghjul för att därmed uppvisa en kontakt med låg friktion. 10 15 20 25 s11l22s 10 o v: .av

4. Arrangemang enligt krav 3, kännetecknat av att den första - hävstången (26) och/ eller den andra hävstängen (28) vidare vid en ände mittemot leden (14) är försedd med en motvikt (15; 29) för statisk och dynamisk balansering av massorna hos arrangemangets förspända klaff och hävstänger.

5. Arrangemang enligt krav l, kännetecknat av att den förspända klaffen (16) i intagsöppningar (23) i inhalatorkroppens vägg (8) lufttät/lufttäta. sitt stängda läge gör en intagsöppning eller flera

6. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att det i förväg uppmätta doseringselementet (4) är förspänt för en längsgående eller roterande rörelse eller en kombination därav vid dess frisläppande av en drivkraft som späns vid ett stängande av inhalatoranordningens kåpa.

7. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att det i förväg uppmätta doseringselementet (4) är en utbytbar kassett som innehåller ett antal inneslutna i förväg uppmätta pulverdoser för inhaleringsändamål.

8. Arrangemang enligt krav l, kännetecknat av att stängningskraften (Fc) som verkar på den andra hävstången (28) och via leden ( 14) verkar på den första hävstången (26) för att tvinga den förspända klaffen (16) till det stängda läget kan på brett sätt anpassas genom att anordna en skild förspänning för erhållande av stängningskraften (Fc) eller genom att ändra rotationspunkterna eller geometrin hos de växelverkande hävstängerna (28 och 26) eller en kombination därav.