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CN109069770A - 用于蒸发和吸入尼古丁的装置 - Google Patents

用于蒸发和吸入尼古丁的装置 Download PDF

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CN109069770A
CN109069770A CN201780025007.0A CN201780025007A CN109069770A CN 109069770 A CN109069770 A CN 109069770A CN 201780025007 A CN201780025007 A CN 201780025007A CN 109069770 A CN109069770 A CN 109069770A
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H·恩格奎斯特
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Aimupu Home Co
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Abstract

提供一种用于将可输送药剂以气溶胶或蒸气的形式输送给使用者的吸入装置。所述装置包含具有规定孔隙率的固体多孔载体材料，以及位于所述载体材料孔内的可输送药剂。所述装置可操作以加热所述载体材料并使所述可输送药剂汽化。可输送给所述使用者的可输送药剂包括尼古丁。用于所述多孔载体材料的合适材料包括化学键合陶瓷材料和地聚合物材料。

Description

用于蒸发和吸入尼古丁的装置
技术领域
本发明涉及新的吸入装置，其使得能够通过使用多孔载体材料将可输送药剂特别是尼古丁以气溶胶或蒸气的形式输送给使用者。所述装置可用于实行将受控量的可输送药剂输送给使用者。
背景技术
本说明书中对明显先前出版的文献的列举或论述不一定应视为承认所述文献是目前先进技术的一部分或是公知常识。
可通过使用吸入装置将活性剂输送给接受者，所述吸入装置在使用期间蒸发活性剂并允许其被吸入。此类系统正越来越多地以电子烟(e-cigarette)的形式用于向使用者输送汽化尼古丁。参见，例如，国际专利申请WO 99/44448，美国专利申请2014/0202477和2014/0014126，以及Callahan-Lyon P.《烟草控制(Tob Control)》；2014；23：ii36-ii40。
蒸发装置通常包含含有以溶解或液体形式的尼古丁的腔室，以及用于使液体汽化的加热装置。可为加热元件的加热装置通常位于吸入装置内，使得其可以直接加热含有部分尼古丁的蒸发载体，而不是尼古丁贮存器。蒸发载体部分浸没在贮存器中，并通过芯吸(毛细作用)朝向加热元件从贮存器中抽吸液体，所述液体在所述加热元件处汽化以便其被吸入。
美国专利申请2015/0209530描述一种吸入装置，其中在涂布到载体材料上并允许干燥之前以糊剂形式提供待输送物质(活性药物成分或尼古丁)。然后将干燥的糊剂和载体材料在装置内加热以蒸发所述活性药物成分或尼古丁并允许其被使用者吸入。美国专利第4,303,083号也公开一种用于通过加热以液体形式的化合物使挥发性化合物汽化的装置。
已知的吸入装置，包括所谓的电子香烟(“电子烟”)装置，经常遇到许多问题，包括如果装置被加热干燥(即当挥发性药剂用完时)则向使用者提供不愉快的味道。另外，其中使用的液体中提供的添加剂中的许多是有害的并且会引起健康问题。例如，已知丙二醇、植物甘油和聚乙二醇在某些条件下产生化合物如甲醛和乙醛，并且此类残余物可能由于加热过程而被吸入。剂量的控制也很难实现，这可能会导致对使用者的过量或不精确的给药。
处理大量纯净或浓缩的尼古丁存在各种实际困难，特别是对于最终使用者而言。包括电子烟的装置，其含有液体贮存器或其必须通过与外部贮存器连接来填充，也可能遇到与使用和/或填充期间液体内容物的泄漏和溢出有关的问题。因此需要提供使此类困难最小的装置。
陶瓷对医学界的作用越来越大，特别是考虑到其耐用且足够稳定以承受体液的腐蚀作用的事实。
还已知陶瓷作为控释药物配制物中的填料或载体的潜在用途。参见，例如，EP 947489A，US 5,318,779，WO 2008/118096，Lasserre和Bajpai，《治疗药物载体系统的研究评述(Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems)》，15，1(1998)，Byrne和Deasy，《微囊法杂志(Journal of Microencapsulation)》，22，423(2005)以及Levis和Deasy，《国际药学杂志(Int.J.Pharm.)》，253，145(2003)。
特别地，Rimoli等，《生物医学材料研究杂志(J.Biomed.Mater.Res.)》，87A，156(2008)，美国专利申请2006/0165787和国际专利申请WO 2006/096544，WO 2006/017336和WO 2008/142572都公开用于活性成分控释的各种陶瓷物质。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于将可输送药剂以气溶胶或蒸气的形式输送给使用者的装置，包含固体多孔载体材料以及位于载体材料孔内的可输送药剂。载体材料的孔隙率应为至少10％。此装置进一步配置成使得其可操作以加热载体材料并由此使可输送药剂汽化。
包含此类特征的装置在下文中一起称作“本发明的装置”。其在本文中也可称作“吸入装置”。
我们有利地发现，本发明的装置提供以气溶胶或蒸气(即气体)形式的可输送药剂(例如尼古丁)的释放，以便允许可控量的可输送药剂通过吸入由受试者接收。可输送药剂是可输送给个体以便提供愉悦效果的物质(或物质的混合物)。在本发明的实施例中，可输送药剂通常是兴奋剂(例如尼古丁)。
应选择载体材料中孔的尺寸，以使得在环境条件下载体材料能够长期有效地储存足够量的可输送药剂，同时损失最小。这通常可以使用孔隙率为至少10％的载体材料来实现。
通常，用于本发明的吸入装置的载体材料需要高孔隙率。对于本发明中使用的载体材料，优选最小孔隙率为约10％(按体积计)。在特定实施例中，载体材料的孔隙率为约10％至约90％，如约20％至约70％(更优选地约30％至约60％)。更坚固的材料可适合于具有更高的孔隙率。例如，孔隙率在约10％至约90％，优选地约30％至约80％范围内的金属可特别适合于使用。在其中载体材料基于陶瓷材料或地聚合物材料的实施例中，孔隙率可为约10％至约90％，优选地约30％至约70％，并且更优选地约30％至约60％。控制载体材料的孔隙率是重要的，因为这确保可实现可输送药剂向使用者的受控输送。
为了改善本发明的装置的控释特性，还期望控制载体材料中的孔径。载体材料的孔径(例如平均内部尺寸)应足够小以避免使载体材料太弱，并且足够大以确保孔可以接收可输送药剂。在一个实施例中，平均孔径不大于约500μm，并且优选地低于约200μm。平均孔径可低至0.5nm(对于所谓的“微孔”，如《混凝土科学(Science of Concrete)》(http:// iti.northwestern.edu/cement/monograph/Monograph7_2.html)中所述。具有较小尺寸的空隙通常分类为层间空间。硬化水泥的典型孔径分布涵盖大范围，直径从小至0.5nm(或可能更小)延伸至约10μm。在10nm至10μm范围内的较大孔是水泥晶粒之间的残余未填充空间，并且还可定义为毛细孔。最细的孔在约0.5nm至10nm范围内。这些通常称为凝胶孔，因为其构成(例如)硅酸钙水合物凝胶相的内部孔隙率。在一个实施例中，最小平均孔径可为约0.5nm，但是其可为约10nm并且优选地为约0.1μm。然而，在一些实施例中，最小孔径可为约0.2μm，如约0.25μm。因此，在优选实施例中，固体多孔材料中的平均孔径为约0.1μm至约500μm，或更优选地约0.2μm至约200μm。可通过技术人员已知的方法测量平均孔径，例如压汞法、BET(Brunauer、Emmet和Teller)法和N2-吸附技术。
载体材料不必能够在整个多孔结构中传输空气。在优选实施例中，载体材料的孔隙率和/或载体材料中的平均孔径使得使用者在吸入期间不能通过载体材料孔吸取大量空气。
类似地，在特定实施例中，孔径可使得载体材料孔内的气流大大减少。通过使所述可输送药剂蒸发并允许其从载体材料的内部区域扩散到周围空气中来从载体材料中释放可输送药剂。周围的空气抽吸到载体材料的外表面上，于是其与汽化的可输送药剂混合并被运送给使用者。在这种情况下，使用术语“外表面”是指固体材料的最外表面，例如载体材料球粒、块或盘的外表面。此类传输机制对于平均孔径小如不大于约100μm(例如不大于约25μm)的载体材料而言特别重要。
在优选实施例中，载体材料的孔隙率为约10％至约90％(例如约10％至约70％)，并且载体材料中的平均孔径为约0.1μm至约500μm。在又一优选实施例中，载体材料的孔隙率为约20％至约70％，并且载体材料中的平均孔径为约0.2μm至约200μm。
在又一优选实施例中，载体材料具有高机械强度(例如抗压强度)。在这方面，通过“高机械强度”材料，我们还包括当使用技术人员已知的常规机械强度测试技术(例如使用所谓的“压缩测试”或“径向压缩测试”，采用合适的仪器，如由英斯特朗(Instron)生产的仪器(“英斯特朗测试”，其中压缩试样，记录各种载荷下的变形，计算压缩应力和应变，并绘制成应力-应变图，其用于确定弹性极限、比例极限、屈服点、屈服强度和(对于一些材料)抗压强度))施加约1千克力/平方厘米(0.098MPa)，如约5千克力/平方厘米(0.49MPa)，如约7.5千克力/平方厘米，例如约10.0千克力/平方厘米，优选地约15千克力/平方厘米，更优选地约20千克力/平方厘米，例如约50千克力/平方厘米，尤其是约100千克力/平方厘米或甚至约125千克力/平方厘米(12.25MPa)的力时，所述载体材料孔网络结构维持其整体完整性(例如形状、尺寸、孔隙率等)。机械强度通常也不大于约2040千克力/平方厘米(200MPa)，因为具有非常高机械强度的材料可能不具有使得足够量的可输送药剂能够并入其中的足够的孔隙率。因此，在实施例中，机械强度小于约200MPa，优选地小于约100MPa。
特别优选的载体材料是这样的载体材料，其中孔的尺寸和互连性使得通过由使用者的吸入不能实现通过载体材料孔的大量空气的传输。由此，我们的意思是健康的成年人在约20秒期间不能通过载体材料吸入大约相当于普通人的吸气能力(例如约3升)的量。此类载体材料的孔隙率通常将不超过50％，和/或平均孔径不超出约100μm，不过如果平均孔径较小，则此类材料可以具有更高的孔隙率，反之亦然。因此，在特定实施例中，载体材料的孔隙率为至多50％(例如约10％至约50％)，并且平均孔径至多约100μm(例如约0.1μm至约100μm)。在又一实施例中，载体材料的孔隙率为至多50％(例如约10％至约50％)，并且平均孔径至多约50μm(例如约0.1μm至约50μm)。在本文所述的所有实施例中，优选地，孔互相连接以允许可输送药剂从载体材料的内部区域(即位于远离载体材料外表面的区域)释放。然而，载体材料应至少在外部区域具有足够的孔隙率，以使得足够量(例如等同于吸烟者从单支香烟接收的尼古丁量)的可输送药剂能够在使用之前包含在那些孔中。
在本发明的实施例中，可输送药剂主要位于载体材料的孔内。通过使用短语“主要在载体材料的孔内”，意指装置中至少50重量％的可输送药剂位于载体材料的孔内。在本发明的特定实施例中，装置中至少75重量％(或对于气体，至少75体积％)的可输送药剂位于载体材料的孔内。在优选实施例中，装置中至少90重量％(或至少90体积％)的可输送药剂位于载体材料的孔内。通过将可输送药剂主要或基本上完全定位在载体材料的孔内，可以实现对在使用期间汽化并输送给使用者的可输送药剂的量的更好控制。在特定实施例中，此装置不包含与载体材料分开的单独的可输送药剂贮存器。也就是说，基本上所有可输送药剂都定位于与载体材料相关联，或优选地基本上所有的可输送药剂都定位于载体材料的孔内。
还优选的是，用于本发明的装置的载体材料能够在使用期间储存和释放足够量的可输送药剂，使得所述装置不必含有额外的可输送药剂贮存器。也就是说，在优选实施例中，除了在使用之前与载体材料相关联(即主要位于载体材料的孔内)的可输送药剂之外，所述装置不含可输送药剂的储存。
多孔载体材料通常含有开孔和闭孔两者。术语“开孔”是指对外部环境开放的孔(例如，材料内的空隙)，使得当所述孔是空的时，环境中的气体能够进出所述孔。此类孔通常位于或接近于各个载体材料颗粒的表面。术语“闭孔”是指位于载体材料颗粒内远离外表面的孔，并且其可含有不能与外部环境自由交换的材料(例如气体)。
在本发明的一个实施例中，多孔载体材料的孔充满可输送药剂。在其中可输送药剂作为含有本文其它地方提到的一种或多种额外物质(例如蒸发增强剂、调味剂、风味增强剂等)的混合物的一部分存在的装置中，则多孔载体材料的孔可充满所述混合物。在这种情况下，充满可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)的孔至少包括开孔。存在于载体材料中的闭孔可含有或也可不含可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)。闭孔不必充满可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)。通过使用术语“充满”，意指孔(例如至少是开孔)主要由可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)填充(例如大体上完全填充)，并且优选地，孔基本上只含有可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)。这些孔应含有最小量的空余空间(例如，由大气气体或除了可输送药剂之外的材料占据的空间)。为避免疑义，本发明的装置可含有多种可输送药剂，并且本文提及的基本上仅含可输送药剂的孔也指基本上仅含多种可输送药剂的孔。
在优选实施例中，多孔载体材料的开孔的至少约70％空腔体积填充有可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)。在又一实施例中，多孔载体材料的开孔的至少约90％(例如至少约95％)体积填充有可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)。
本发明的装置包含孔隙率为至少10％的固体多孔载体材料，其中至少一部分可输送药剂位于所述载体材料的孔内。此装置进一步配置成使得其可操作以加热载体材料并由此使可输送药剂汽化。本文所述的载体材料和可输送药剂可用于任何常规的吸入装置，其配置成以气溶胶或蒸气(即气体)的形式将一种或多种物质输送给使用者。此类装置将是技术人员已知的，并且包括称作“电子烟”的电子香烟，例如如US 2014/0014126中所述，以及其它吸入装置，例如如US 4,303,083中所述。
吸入装置也可构造成使得其仅能够与本文所述的载体材料和可输送药剂一起使用。这可以许多方式实现，例如通过确保可更换药筒(如本文其它地方所述的那些)需要特定的3维形状以便载体材料由装置加热，或通过将导电材料(例如铁颗粒)并入载体材料内用于感应加热目的。额外方法将是技术人员已知的。此类装置特别有用，因为使用者将很难在其它装置中使用所述载体材料，并且这样做时会失去对吸入的可输送药剂的量的一些控制。
在本发明的实施例中，含有待吸入物质(即可输送药剂)的载体材料位于装置内，与位于装置外表面上的开口(例如接口管)气体连接。在使用时，载体材料内的可输送药剂汽化，于是蒸气流动到开口并由使用者接收(例如通过接口管)。
通常通过使用者在接口管处吸入并由此将气体抽出吸入装置来实现装置内的蒸气移动。此装置还可含有第二开口，其与含有可输送药剂的载体材料和上文提到的第一开口(例如接口管)气体连接。此配置允许使用者通过吸入装置的内部区域抽吸空气，并由此促进将汽化材料在装置内产生之后输送给使用者。
在本发明的装置中，待吸入的物质(即可输送药剂)在环境条件下通常是固体、液体或气体。纯尼古丁在环境条件下通常是液体。吸入装置含有待吸入物质的供应(例如以固体或液体形式，或作为溶解或悬浮的气体)，以及所述物质可通过其挥发的装置。合适的装置包括能够将热能直接输送给载体材料以便使也存在的可输送药剂汽化的任何热源。由此，可输送药剂以气溶胶或气体(即蒸气)的形式释放。然后通常通过使用者吸入所述蒸气来将汽化材料输送给使用者。可用于加热载体材料的合适的加热仪器将是技术人员已知的。
在一个实施例中，可通过火焰直接加热载体材料。在此类实施例中，装置含有能够点燃以加热载体材料的可燃气体的供应。
在优选实施例中，所述装置包含加热元件(例如电加热元件)，其可操作以加热载体材料，并由此使位于载体材料孔内的至少一部分可输送药剂汽化。例如，加热元件可为电阻加热器(例如以导线或加热板的形式)，所述电阻加热器在电流通过其时释放有效热量。也可通过感应加热的方式进行加热。这可通过将载体材料定位在加热元件(例如金属物体或其它导电结构)附近来实现，又可通过使用电磁铁感应来加热所述加热元件。
在又一实施例中，加热元件位于载体材料附近(即紧邻，或优选地直接邻近载体材料)。由此，这意味着加热元件定位成足够接近载体材料，以允许加热元件直接加热载体材料并使可输送药剂汽化。加热元件可与载体材料直接接触，并且还可紧密地混合到载体材料中。此类加热元件的实例是其中加热元件是加热线圈的实例。所述线圈可缠绕在载体材料块或球粒的外壁周围，或其可嵌入载体材料团块内。通常通过将加热元件并入载体材料前体物质的混合物中(在固化或硬化所述混合物之前)来实现嵌入，如本文其它地方所述。用于本发明的装置的载体材料能被直接加热(即而不是通过源自加热元件的热气)，而不会降解并且不会对使用者产生不愉快的味道。在另一实施例中，加热元件不混合到载体材料中，而是位于载体材料附近或远离载体材料。在此类实施例中，加热元件可用于加热空气，然后使其可以流过和/或通过含有可输送药剂的载体材料，以便使位于载体材料孔内的至少一部分可输送药剂汽化。
其中感应加热用于加热载体材料和可输送药剂的系统通常需要存在金属物体或其它导电结构作为与载体材料和可输送药剂紧密结合的加热元件。可将合适的导电材料(例如铁或铜)的离散颗粒(例如球或团粒)分散在整个载体材料中以辅助加热过程。使用此类系统允许装置非常快地迅速且均匀地加热整个载体材料体积，并由此确保更好地控制并且更加可预测释放的可输送药剂的量。合适的导电材料也可以其它合适的形状和几何形状提供，例如，其可作为一系列杆、盘或板，或作为网或3维网络提供，载体材料和可输送药剂可位于其内。在导电材料分散在整个载体(例如小颗粒、杆或网)中的情况下，则导电材料存在的量通常应足以确保载体材料可以整个地迅速且彻底地被加热，并且所述量应足够低，以避免干扰陶瓷载体和其内容物的效力。通常，存在于载体材料中的导电材料(即加热元件)的量相对于导电材料和载体材料的总重量可高达40重量％，而不会显著降低硬化水泥的机械性能。优选地，存在于载体材料中的导电材料的量相对于导电材料和载体材料的总重量将不超过20重量％。在仅与少量(例如小于五个，优选地一个)较大的导电团块接触形成载体材料的情况下，则作为加热元件存在的导电材料相对于导电材料和载体材料的总重量的相对量可高得多，可能高达70重量％(例如高达50重量％)。在这方面，可通过技术人员已知的任何常规方法包括如本文其它地方所述的3维打印或泡沫金属成型来获得3维网络。
导电材料还可包含铁磁性(或亚铁磁性)材料如铁或由铁磁性(或亚铁磁性)材料如铁组成。此类磁性材料的存在可以进一步增强使用感应加热实现的加热效应，因为通过磁性材料内的磁滞损失产生额外的热量。与常规电子烟中存在的电阻加热器相比，感应加热通常能够提供更快的载体材料加热。
导电材料(例如以颗粒的形式)也可与载体材料混合，甚至在不打算用于感应加热的系统中也是如此。不管通过何种方法加热载体材料，导电材料都有助于提高整个载体材料的热传导速度和均匀性，以由此改善可输送药剂蒸发的速度和可预测性。
载体材料可容纳在位于吸入装置内的外壳内。例如，载体材料可容纳在壳体内，所述壳体由导热材料(例如金属，如铝或钢)形成，当不使用装置时所述导热材料能够储存载体材料和可输送药剂。在此类实施例中，加热元件也可与壳体的外表面直接热接触。
或者，壳体可为例如如下文所定义的陶瓷或地聚合物材料。优选地，壳体是陶瓷材料(与本文所述的陶瓷载体相同或不同)，所述陶瓷材料在其孔内不含任何可输送药剂。此类陶瓷壳体为包含在其内的载体材料和可输送药剂提供热绝缘。陶瓷壳体在本发明的装置中特别有用，其中使用感应加热来加热载体材料。在这些系统中，壳体可充当含有加热元件(例如导电材料颗粒)的载体材料的储存器，并且将所述载体材料与交变磁场源(例如导电线圈)分离并且与可能对高温敏感的吸入装置的其它部件分离。
在又一实施例中，加热元件中的一部分可位于载体材料内部。例如，加热元件中的一些或全部可至少部分由载体材料包围。在此类装置中，载体材料与加热元件的形状互补成形；也就是说，载体材料的形状与加热元件的形状相配合，以便促进加热元件与载体材料之间的紧密结合。这确保加热元件与载体材料之间存在相对高的结合区域。以这种方式构造装置允许从加热元件到载体材料的更迅速和有效的热传递，以进一步辅助控制可输送药剂的释放。“控制释放”可指在使用时控制从装置中释放的可输送药剂的总量和/或速率。
载体材料可原位即在存在加热元件的情况下制造，以便确保载体材料与加热元件的形状互补成形。以这种方式成型的载体材料可在其中载体材料是由糊剂形成的情况下实现。将所述糊剂施加到加热元件(其可例如成形为线圈、栅格或直线)，并且然后允许硬化。或者，载体材料可作为固体提供，其预成型以便与特定的加热元件设计相配合。例如，载体材料可作为材料块提供，所述材料块任选地含有一个或多个空腔(例如圆柱形孔)，一旦吸入装置已经组装，加热元件就可位于所述空腔中。或者，载体材料可由糊剂形成，将所述糊剂施加到模具上，允许硬化并且然后从模具中取出，使得其可以日后并入吸入装置中。模具成形为使得载体材料以与特定加热元件设计互补的形式(即形状)固化。在其中载体材料作为可更换药筒中的部件(如下文所述)提供的实施例中，具有标准化形状的预成型载体材料单元可用于所述药筒中。由于未硬化载体材料混合物的可模制性质，可在相对低的温度(例如低于400℃)下形成的载体材料如化学键合陶瓷和地聚合物特别适合于制造预成型单元。
可在相对低的温度(例如低于400℃)下形成的载体材料如化学键合陶瓷和地聚合物也特别适用于感应加热系统。可通过在载体材料硬化或固化之前引入导电材料，将导电材料(无论其以离散颗粒或任何其它结构的形式)散布在整个载体材料和可输送药剂的混合物中。包含载体材料(或其前体)、可输送药剂和导电材料的复合物混合物通常是糊剂，其可以在已经加入导电材料之后模制成任何所需形状。然后可以在不使用可熔化导电材料的高温的情况下使复合物硬化。相反地，常规烧结工艺可以涉及超过1000℃并且可熔化许多金属的温度。
或者，导电材料可为3维金属网络，其可通过包括3维打印的方法获得。可以通过首先制备3维金属网络以及然后将含有陶瓷载体前体和可输送药剂两者的可模制陶瓷载体前体糊剂并入来获得包含载体材料(或其前体)、可输送药剂和导电材料的复合物混合物。
在某些实施例中，所述装置是可再填充的。在一个实例中，在使用之后，即当装置中可输送药剂(例如尼古丁)的储存部分或完全耗尽时，可输送药剂的进一步供应可并入载体材料的孔中以便补充所述装置。这可通过将完全或部分耗尽的载体材料引入流体中与含有可输送药剂的外部贮存器接触一段规定的时间来实现。优选地，此类外部贮存器作为可输送药剂的备料(或包含可输送药剂的材料)提供，其在每次再填充之间与装置分开储存。
或者，载体材料和可输送药剂可一起提供在可更换药筒中。此类药筒应适用于如本文所述的本发明的吸入装置。在此类系统中，可通过从吸入装置中取出用过的药筒并用充满的药筒(即含有所需量的可输送药剂的药筒)将其更换来容易地补充装置中可输送药剂(例如尼古丁)的储存。允许替代含有可输送药剂的药筒的吸入装置也是可再填充装置。
因此，根据本发明的第二方面，提供一种适用于如本文所述的吸入装置的药筒，其中所述药筒含有：
(i)孔隙率为至少10％的固体多孔载体材料；和
(ii)如上文所定义的位于载体材料孔内的可输送药剂(例如尼古丁)。
因为本发明的装置旨在用于输送尼古丁，所以可将含有尼古丁并且适合用于这些装置的各个单元(例如，以如上所述的可更换药筒的形式，或以如下所述的块、球粒、小片、盘或棒的形式)提供给最终使用者。因此，这些各个单元代表本发明的第二方面的“药筒”的实施例。
各个单元本身可与吸入装置分开或一起供应给最终使用者。每个单独单元含有足够量的尼古丁以向使用者提供所需数量的剂量，并且因此可描述为“单位剂量产品”或“受控剂量产品”。当用于本发明的装置时，可以受控剂量产品的形式供应尼古丁，其中每个单元(即每个球粒、小片等)含有足够量的尼古丁以提供多个剂量(例如至少5个，至少20个或至少100个剂量)。对于含有多个剂量的受控剂量产品，可由使用者随时间推移在装置中多次加热所述单元，其中每次加热事件都促进向使用者输送单独剂量的尼古丁。尼古丁的单个“剂量”可例如相当于等同于吸烟者从单支常规香烟接收的尼古丁量，或其一部分(例如约十分之一或约五分之一)。
在又一实施例中，提供一种单元产品(例如可更换药筒、单位剂量产品或受控剂量产品)，其含有：
(i)孔隙率为至少10％的固体多孔载体材料；
(ii)如上文所定义的位于载体材料孔内的可输送药剂；以及
(iii)分布在整个载体材料中的导电材料(例如金属)颗粒。
在此类实施例中，单元产品可用作用于如本文所述的吸入装置中用过的药筒的替代品。载体材料、可输送药剂和导电材料可各自如本文其它地方所述。此类单元产品可各自含有规定量的可输送药剂，例如足够量的可输送药剂，以允许在所述单元产品实际上耗尽之前通过吸入将受控剂量(例如不超过约一个单位剂量)输送给接受者。
在其中载体材料和可输送药剂一起提供在可更换药筒、单位剂量产品、受控剂量产品等中的实施例中，单元产品可构造成使得其可以由使用者从装置中容易地取出以便将替代单元产品(例如补充的药筒或单位剂量产品或受控剂量产品)引入其位置中。
在一个实施例中，替代药筒、单位剂量产品、受控剂量产品等可配置成使得载体和可输送药剂在插入药筒之后定位在装置中的加热元件附近，同时配置成使得使用者在激活装置之前的任何时间都不能与可输送药剂进行物理接触。这可有助于在补充装置时降低使用者无意中暴露于可输送药剂的风险。替代地或额外地，替代药筒、单位剂量产品、受控剂量产品等可含有复合物载体材料，即包含载体材料(例如化学键合陶瓷或地聚合物材料)、可输送药剂和导电材料颗粒的材料。
替代药筒可含有一起在如上文所述的壳体(例如由与载体材料不同的材料优选地金属、合金、陶瓷或地聚合物制成的壳)内的载体材料和可输送药剂，以便减少使用者暴露于可输送药剂，或在储存或插入装置中期间使可输送药剂的意外损失最少。
在替代实施例中，单元产品(例如药筒)可基本上由载体材料和可输送药剂组成，任选地与导电材料颗粒和/或本文其它地方提到的可存在的一种或多种额外物质(例如蒸发增强剂、调味剂、风味增强剂、填料等，如技术人员将已知的那些)一起。例如，药筒可不含装置运行所需的任何其它元件(除载体材料和可输送药剂之外)。
吸入装置可配置成使得在使用之后，使用者仅需要从装置中取出用过的载体材料并插入含有全部可输送药剂(例如尼古丁)供应的载体材料替代单元。此类替代单元可以作为含有可输送药剂的载体材料块、盘、小片、棒或球粒提供。此类替代单元可以以商业上已知为“泡罩包装(blister pack)”的常用包装形式提供，其中每个单元真空包装、密封并且可单独移动以便插入到装置中。提供此类替代单元将使浪费最少并确保备用药筒是小的并且可以由使用者方便地储存。
使用药筒系统可允许更好地控制输送给使用者的可输送药剂的量。例如，每个药筒可含有足够量的可输送药剂(例如尼古丁)以向使用者提供规定量(例如，不超过吸烟者从单支常规香烟或其部分(例如约十分之一或约五分之一)接收的量)的所述可输送药剂。
有利地，本发明的吸入装置可含有一种以上载体材料，或其中不同区域具有不同平均孔径的载体材料。这使得能够配置吸入装置以便以多种速率释放一种或多种可输送药剂。例如，取决于使用者的需要，此类装置能够提供受控量尼古丁的初始迅速释放，接着是受控量的尼古丁的减慢持续释放。
在优选实施例中，载体材料基于一种或多种陶瓷材料、一种或多种地聚合物材料或一种或多种金属。特别优选的是载体材料基于一种或多种化学键合陶瓷材料或一种或多种地聚合物材料。
例如，载体材料可基于一种或多种烧结陶瓷材料。
术语“陶瓷”应理解为包括在金属与非金属元素之间形成的化合物，常常是通过通常包括热作用的某些形式的固化工艺形成的和/或可加工的氧化物、氮化物和碳化物。在这方面，粘土材料、水泥和玻璃包括在陶瓷的定义内(Callister，《材料科学与工程(MaterialScience and Engineering)》约翰威立(John Wiley&Sons)，第7版(2007))。
陶瓷可包含烧结陶瓷(例如高岭土、偏高岭土、氧化铝、氮化硅、氧化锆、碳化硅或其混合物)。
优选的是，采用的陶瓷材料基于金属氧化物(如氧化铝或氧化锆)，或基于金属(或类金属或非金属)氧化物的陶瓷特别有用，因为其不能经受进一步氧化，并且因此在高温下表现出良好的稳定性。
陶瓷材料也可为元素钪、铈、钇、硼或优选地硅、铝、碳、钛、锆或钽或其组合中任何一种的氧化物和/或双氧化物，和/或氮化物和/或碳化物。
在优选实施例中，陶瓷材料是元素硅、铝、碳、钛、锆或钽或其组合中任何一种的氧化物、氮化物和/或碳化物。可提及的特定材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅和其组合。
烧结陶瓷(包括由氧化铝、氧化锆、碳化硅和/或氮化硅形成的材料)是技术人员公知的。此类烧结陶瓷特别适用作其中可输送药剂是尼古丁的吸入装置中的载体材料。
在烧结已经发生并且陶瓷已经形成之后，烧结陶瓷可装载有可输送药剂。通常通过将载体材料浸泡在含有可输送药剂的液体中来实现装载。使用真空装载技术可改善与浸泡相关的装载效力。也可使用通过毛细管力来促进可输送药剂抽吸到载体材料的孔中的其它方法。例如，可通过喷涂、刷涂、辊涂、浸涂、粉末涂覆、喷雾将可输送药剂施加到陶瓷上。
可通过技术人员已知的各种技术来控制载体材料中的孔径。对于陶瓷(和地聚合物)，通常在制造载体材料网络结构的过程中实现孔尺寸的控制。已知的制造多孔脚手架的方法的实例公开于Subia B.等(2010)《潜在组织工程应用的生物材料脚手架制造技术(Biomaterial Scaffold Fabrication Techniques for Potential Tissue EngineeringApplications)》，《组织工程(Tissue Engineering)》，Daniel Eberli(编辑)中。
适合用于本发明中使用的陶瓷载体材料的特定方法是致孔剂浸出法，其涉及在载体材料成型期间使用牺牲相。在载体材料成型期间，可包括致孔材料作为反应混合物的一部分，以便有助于在最终载体材料网络内孔的成型。致孔材料包括例如油、液体(例如水)、糖、甘露醇等。致孔材料随后可从载体材料中除去，例如通过在固化或烧结过程中加热载体材料时将所述致孔材料烧掉，或通过使用适当的溶剂例如水将所述致孔材料溶解掉。
在通常通过烧结工艺产生的陶瓷材料中，也可通过确保仅部分完成烧结工艺来控制最终孔隙率。烧结大致定义为在将彼此接触的松散颗粒团块加热成更紧密的团块时的固结。这导致比表面积和孔隙率的降低以及密度的增加。通常，烧结分三个阶段进行。在初始阶段期间，通过接触烧结和致密化烧结形成各个颗粒之间的接触区域。在中间阶段，邻近颗粒之间的接触区域生长，并且大量的小颗粒由较少数量的大晶粒替代。晶界之间发生开孔的强烈收缩，并且这与孔几何形状的变化有关。在烧结的最终阶段，晶界和晶格扩散是主要的传质机制。形成孤立的闭孔，随着致密化进行，所述闭孔尺寸缩小。
为了实现所需的孔隙率水平，可在较低压力下将烧结陶瓷前体加热至较低温度，或比通常在正常烧结工艺中的情况下加热更短的时间，由此允许保留更大尺寸的孔。控制最终产品的孔隙率的另一方法涉及提供具有特定初始孔隙率的生坯(即待烧结的材料)。又一方法涉及添加受控量的牺牲材料，其在烧结过程中损失。控制烧结陶瓷的孔隙率的合适方法公开于《欧洲陶瓷学会杂志(Journal of the European Ceramic Society)》，第29卷，第13期，2009，2867–2872中。
或者，载体材料可基于一种或多种化学键合陶瓷材料。这些中的一种或两种可以团粒的形式提供。
合适的化学键合陶瓷包括非水合、部分水合或完全水合的陶瓷，或其组合。
化学键合陶瓷系统的非限制性实例包括磷酸钙、硫酸钙、碳酸钙、硅酸钙、铝酸钙、碳酸镁和其组合。优选的化学组合物包括基于化学键合陶瓷的那些，其在一种或多种适当的前体物质水合之后消耗受控量的水以形成网络。
其它可用的特定系统是基于铝酸盐和硅酸盐的那些，这两者都消耗大量的水。可使用相如处于晶态或非晶态的CA2、CA、CA3和C12A7，以及C2S和C3S(根据常用水泥术语，C＝CaO，A＝Al2O3，SiO2＝S)，其可容易地获得。铝酸钙和/或硅酸钙相可用作单独相或用作相混合物。上述均以非水合形式的相在水合时充当载体材料中的粘合剂相(水泥)。液体(水)与水泥的重量比通常在0.2至0.5范围内，优选地在0.3至0.4范围内。
在这方面可提及的又一材料包括粘土矿物，如硅酸铝和/或硅酸铝水合物(结晶或非晶)。非限制性实例包括高岭土、地开石、埃洛石、珍珠陶土、沸石、伊利石或其组合，优选地埃洛石。
在本发明的又一实施例中，多孔固体基于由自凝陶瓷形成的陶瓷材料。自凝陶瓷的非限制性实例包括基于硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙和铝酸钙的材料。可在这方面提及的特定陶瓷包括α-磷酸三钙、硫酸钙半水合物CaOAl2O3、CaO(SiO2)3、CaO(SiO2)2等。
可采用的其它陶瓷材料包括基于硫酸盐如硫酸钙或磷酸盐如磷酸钙的那些。此类物质的特定实例包括α或β相硫酸钙半水合物(成品硫酸钙二水合物)、碱性或中性磷酸钙(磷灰石)和酸性磷酸钙(透钙磷石)。与烧结陶瓷一样，可通过将陶瓷材料浸泡在含有可输送药剂的液体中，或通过促进通过毛细管力将可输送药剂抽吸到陶瓷材料孔中的任何其它方法(包括喷涂、刷涂、辊涂、浸涂、粉末涂覆或喷雾)来装载化学键合陶瓷。
如通过激光衍射以体积平均模式所测量的(例如马尔文(Malvern)主尺寸)，陶瓷材料(例如硅酸铝)的晶粒尺寸可低于约500μm，优选地低于约100μm，更优选地低于约50μm，并且特别地低于约20μm。使用具有较大晶粒尺寸的陶瓷材料虽然可允许更好地处理水泥，但是可导致最终固体不太理想的凝固和强度的降低。晶粒可为任何形状(例如球形、圆形、针、板等)。晶粒尺寸低于1μm的载体材料可用于本发明的装置中，但优选的晶粒尺寸为至少1μm，以便辅助制造(以避免在润湿时形成非常粘稠的糊剂)，并且优选地在约10μm范围内。这些晶粒尺寸适合于本发明的装置的情况下的所有陶瓷，包括但不限于本文所述的烧结和化学键合陶瓷两者。晶粒可为任何形状(例如球形、圆形、针、板等)。为避免疑义，在载体材料由地聚合物形成的情况下，所述材料的晶粒尺寸可类似地低于约100μm，更优选地低于约50μm，并且特别地低于约20μm。
任何陶瓷前体粉末颗粒的平均晶粒尺寸都可低于约500μm，例如低于约100μm，优选地在约1μm与约30μm之间。这是为了增强水合作用。在水合期间，此类前体材料可转变成纳米级微结构。此反应涉及前体材料的溶解以及纳米级水合物在水(溶液)中和在剩余的非水合前体材料上的反复后续沉淀。此反应有利地持续，直到前体材料已经转变和/或直到测量通过部分水合使用时间和温度以及以液体和/或湿度形式的H2O确定的预选孔隙率。
化学键合陶瓷特别适合用作尼古丁的载体材料。这些载体材料相对便宜且易于制造，并且在施加热量时提供挥发性可输送药剂的充分释放。
为避免疑义，多孔固体材料可包含一种以上陶瓷材料，例如包括烧结和化学键合陶瓷的混合物。
可在制造载体材料网络结构的过程中通过各种技术来控制化学键合陶瓷的孔径。适合用于本发明中使用的化学键合陶瓷载体材料的特定方法是致孔剂浸出法，其涉及在载体材料成型期间使用牺牲相。在载体材料成型期间，可包括致孔材料作为反应混合物的一部分，以便有助于在最终载体材料网络内孔的成型。致孔材料包括例如油、液体(例如水)、糖、甘露醇等。致孔材料随后可从载体材料中除去，例如通过在固化过程中加热载体材料时将所述致孔材料烧掉，或通过使用适当的溶剂将所述致孔材料溶解掉。通常用水实现溶解，以便避免留下残余量的物质，其会对装置的运行具有有害影响或对使用者具有不利影响。
发泡方法也可用于增加化学键合陶瓷以及本文提到的其它载体材料的孔径。此类方法将是技术人员已知的，并且特别适用于形成具有较大孔径的载体材料。
或者，载体材料可基于一种或多种地聚合物材料。
本领域技术人员将理解术语“地聚合物”包括或意指选自合成或天然铝硅酸盐材料的类的任何材料，其可通过铝硅酸盐前体材料(优选地以粉末的形式)与含水碱性液体(例如溶液)优选地在存在硅石源的情况下反应形成。
术语“硅石源”将理解为包括任何形式的氧化硅，如SiO2，包括硅酸盐。技术人员理解可以几种形式制造硅石，包括玻璃、晶体、凝胶、气凝胶、热解法硅石(fumed silica)(或热解硅石)和胶体硅石(例如Aerosil)。
合适的铝硅酸盐前体材料通常(但不一定)以其天然形式结晶并且包括高岭土、地开石、埃洛石、珍珠陶土、沸石、伊利石，优选地脱羟基化沸石、埃洛石或高岭土，并且更优选地，偏高岭土(即脱羟基化高岭土)。优选地通过在温度高于400℃下煅烧(即加热)羟基化铝硅酸盐进行(例如高岭土)脱羟基化。例如，可如由Stevenson和Sagoe-Crentsil在《材料科学杂志(J.Mater.Sci.)》，40，2023(2005)和Zoulgami等在《欧洲物理学报应用物理学(Eur.Phys J.AP)》，19，173(2002)所述和/或如下文所述来制备偏高岭土。也可通过将硅石源和包含氧化铝(例如Al2O3)源的蒸气缩合来制造脱羟基化铝硅酸盐。
因此，在又一实施例中，载体材料可为通过铝硅酸盐前体材料(如选自由以下组成的组的材料：高岭土、地开石、埃洛石、珍珠陶土、沸石、伊利石、脱羟基化沸石、脱羟基化埃洛石和偏高岭土)与含水碱性液体任选地在存在硅石源的情况下反应的工艺可获得的材料。
也可使用溶胶-凝胶方法制造前体物质，通常产生纳米级铝硅酸盐非晶粉末(或部分结晶)前体，如Zheng等在《材料科学杂志》，44，3991-3996(2009)中所述。这导致硬化材料更精细的微结构。(如溶胶-凝胶路线也可用于制造上文所述的化学键合陶瓷材料的前体物质。)
如果以粉末形式提供，则铝硅酸盐前体颗粒的平均晶粒尺寸低于约500μm，优选地低于约100μm，更优选低于约30μm。
在地聚合物材料成型中，此类前体物质可溶解在含水碱性溶液中，例如其中pH值至少约12，如至少约13。合适的氢氧根离子源包括强无机碱，如碱金属或碱土金属(例如Ba、Mg或更优选地Ca或尤其是Na或K，或其组合)氢氧化物(例如氢氧化钠)。金属阳离子与水的摩尔比可以在约1:100与约10:1之间，优选地在约1:20与约1:2之间变化。
优选地，通过一些手段将硅石源(例如硅酸盐，如SiO2)加入反应混合物中。例如，含水碱性液体可包含SiO2，形成通常称作水玻璃的物质，即硅酸钠溶液。在此类情况下，液体中SiO2与水的量优选地至多约2:1，更优选地至多约1:1，并且最优选地至多约1:2。含水液体还可任选地含有铝酸钠。
或者，可将硅酸盐(和/或氧化铝)加入任选地粉末状铝硅酸盐前体中，优选地作为热解法硅石(硅微粉；硅石)。可加入的量优选地为铝硅酸盐前体的至多约30重量％，更优选地至多约5重量％。
在此中间碱性混合物中存在游离氢氧根离子，使得来自源材料的铝和硅原子溶解。然后可通过允许所得混合物凝固(固化或硬化)来形成地聚合物材料，在此过程中，来自源材料的铝和硅原子重新定向以形成硬的(且至少大部分)非晶地聚合物材料。可在室温下、在升高的温度下或在降低的温度下，例如在约或略高于环境温度(例如在约20℃与约90℃之间，如约40℃)下进行固化。还可在任何气氛、湿度或压力下(例如在真空或其它条件下)进行硬化。所得无机聚合物网络一般是高度配位3维铝硅酸盐凝胶，其中四面体铝Al3+位点上的负电荷由碱金属阳离子电荷平衡。
在这方面，可通过将包含铝硅酸盐前体的粉末和包含水、如上文所述的氢氧根离子源和硅石源(例如硅酸盐)的含水液体(例如溶液)混合以形成糊剂来形成基于地聚合物的载体材料。液体与粉末的比率优选地在约0.2与约20(重量/重量)之间，更优选地在约0.3与约10(重量/重量)之间。还可将硅酸钙和铝酸钙加入铝硅酸盐前体组分中。
在本发明的优选实施例中，可输送药剂共形散布在载体材料网络内的孔中。这意味着，无论采用的形成载体材料的工艺如何，也必然形成在其内散布可输送药剂的孔。基于一种或多种化学键合陶瓷材料或一种或多种地聚合物材料的载体材料特别适用于此类实施例，因为形成载体材料和其孔网络的工艺与烧结陶瓷对比不需要非常高的温度。
因此，可通过各种技术，如通过溶胶-凝胶法引入，在存在适当液体(例如含水或有机溶剂)的情况下，作为例如载体材料或其前体颗粒、团粒或球粒的溶液或作为浆料、糊剂或腻子，将可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)与载体材料(例如陶瓷、地聚合物或金属)或其前体混合。接着进行某种“固化”工艺以形成持续释放组合物，其包含所述孔，可输送药剂驻留在所述孔内。以这种方式形成的载体材料可以说是预装载有可输送药剂(例如尼古丁)。
此类孔本身是固体网络内的三维通道或空隙网络，含有可输送药剂(例如其颗粒)。
因此，此类孔可基本上是通过载体材料(其可为自身多孔的(即包含“初级”孔)如陶瓷或地聚合物的初级颗粒表面之间的化学相互作用(例如“键合”)形成的“次级孔”。此类孔可例如由此类材料暴露于一种或多种化学试剂而产生，所述化学试剂引起那所述表面(其本身可由于一些其它物理化学工艺如干燥、固化等而产生)处的物理和/或化学转化(如部分溶解)，并且随后所述表面物理和/或化学键合在一起，产生所述孔/空隙。
在此类情况下，此类化学试剂可在制备载体材料期间与可输送药剂(或含有可输送药剂的混合物)混合在一起。然而，此类次级孔不一定以这种方式形成，并且载体材料的初级颗粒键合在一起也可为物理的和/或机械的，或可在存在可输送药剂的情况下，在制造如上文所述的三维化学键合陶瓷网络期间形成。
因此，提供一种用于将可输送药剂以气溶胶或蒸气的形式输送给使用者的装置，包含载体材料，所述载体材料是包含陶瓷材料颗粒的固体连续三维网络，所述颗粒键合在一起以形成次级孔或空隙，以及存在于所述次级孔或空隙内的可输送药剂。
或者，如果通过化学反应(例如聚合，或如上文对地聚合物所述)的方式形成网络，则可输送药剂可与包含相关反应物的前体混合物共混，并且然后位于在三维载体材料网络本身成型期间形成的孔或空隙内。
特别优选的是，陶瓷材料是基于化学键合陶瓷或地聚合物的材料，因为这些材料特别适合于在载体中形成孔网络之前促进尼古丁的装载。这又提供一种有效的方法，以容易地控制在制造期间装载到载体中的尼古丁的量。
对于地聚合物，通常在制造载体材料网络结构的过程中实现孔尺寸的控制。已知的制造多孔脚手架的方法的实例公开于Subia B.等(2010)《潜在组织工程应用的生物材料脚手架制造技术》，《组织工程》，Daniel Eberli(编辑)中。
适合用于本发明中使用的地聚合物载体材料的特定方法是关于陶瓷载体材料的上述致孔剂浸出法。可用于多孔地聚合物材料成型的致孔材料包括例如油、液体(例如水)、糖、甘露醇等。
在又一替代方案中，载体材料可基于一种或多种金属。
通过使用术语“金属”，我们包括纯金属和合金(即混合物或两种或更多种金属)两者。可用作载体材料的合适金属包括直至或高于在本发明的装置中使用的加热温度例如高于400℃或优选地高于500℃下保持固态的那些。特定的金属载体材料包括基于钛、镍、铬、铜、铁、铝、锌、锰、钼、铂和含有所述金属的合金的那些。也可使用所谓的难熔金属，鉴于其高耐热性和耐磨性。
在这种情况下，可使用的特定纯金属和合金包括黄铜、锰、钼、镍、铂、锌，并且特别地包括钛、钛合金、镍铬合金、铜镍合金、铁、钢(如不锈钢)、铝、铁铬铝合金。
可通过技术人员已知的各种技术来控制金属载体材料中的孔径。可用于形成具有所需孔隙率的金属基材的合适方法的实例包括三维打印和钻孔。可使用常规3D打印仪器实现多孔固体的3D打印，并且可使用这种制造技术实现低至10μm的孔径。在材料中引入孔隙率或增加孔隙率水平的钻孔方法是技术人员已知的。此类方法可特别有利，因为其提供对材料中的孔径和总体孔隙率水平的更大程度的控制。此类钻孔方法可用于形成平均尺寸低至约100μm且可能更低的孔。
也可以基于热等静压(hot isostatic pressing(HIP))通过气体膨胀(或发泡)工艺在金属结构(特别是在金属结构作为感应加热系统的导电部分存在的情况下)中发展内部孔隙率。通过这些工艺获得孤立孔隙率通常为20–40％的多孔体。当在高度反应性多组分粉末系统如经受自蔓延高温合成(SHS)的系统中进行发泡时，孔隙率可以更迅速地发展。通过将压实粉末混合物局部或全局加热至反应点火温度而引发的高度放热反应导致水合氧化物在粉末表面上汽化以及溶解在粉末中的气体的释放。反应粉末混合物迅速加热以形成含有(主要是氢气)气泡的液体，并且当反应完成时，迅速冷却，截留气体以形成泡沫。可以通过添加蒸气形成相如碳(其在空气中燃烧产生CO)或发泡剂来增进气体成型和泡沫膨胀，所述发泡剂一起反应以提高反应温度并产生使泡沫稳定的细颗粒。技术人员已知的其它合适方法公开于Andrew Kennedy(2012)，《由粉末制成的多孔金属和金属泡沫(PorousMetals and Metal Foams Made from Powders)》，《粉末冶金学(Powder Metallurgy)》，Katsuyoshi Kondoh博士(编辑)中。
本文所述载体材料中的任何一种都可用于本发明的装置中。因此，在又一实施例中，本发明涉及如上文所述的装置，其中陶瓷材料选自由以下组成的列表：
(i)元素硅、铝、碳、钛、锆或钽和其组合中的任何一种的氧化物、氮化物和/或碳化物；
(ii)通过铝硅酸盐前体材料与含水碱性液体反应的工艺可获得的材料；
(iii)磷酸钙、硫酸钙、碳酸钙、硅酸钙、铝酸钙、碳酸镁、硅酸铝和其组合；以及
(iv)黄铜、锰、钼、镍、铂、锌、钛、钛合金、镍铬合金、铜镍合金、铁、钢、铝和铁铬铝合金。
列于以上(ii)和(iii)中的材料是特别优选的。
我们有利地发现，本发明的装置提供以气溶胶或蒸气形式的可输送药剂的释放，使得可以通过吸入向使用者施用可输送药剂。在使用时，吸入装置允许可输送药剂由使用者吸入，通常用于娱乐用途。
可输送药剂可作为包含一种或多种额外组分的混合物的一部分提供在装置中。可存在所述额外组分中的一种或多种，以在加热载体材料时促进可输送药剂的挥发。在本发明的吸入装置中，载体材料具有规定的孔隙率，并且这辅助控制由使用者接收的可输送药剂的量和/或输送速率。
因此，可输送药剂可以含有一种或多种蒸发增强剂(即增强可输送药剂蒸气的蒸气成型的药剂)的混合物的形式提供。合适的蒸发增强剂包括甘油、植物甘油(vegetableglycerin，VG)、丙二醇、聚乙二醇或其混合物。
然而，本发明的装置可有利地提供一种方法，通过所述方法可将可输送药剂输送给使用者而不需要如以上的那些蒸发增强剂，其可能是有毒的或其可能在加热过程中降解形成有毒副产物。因此，在优选实施例中，单独或以不含上述蒸发增强剂中的任何一种的混合物形式提供可输送药剂(在载体材料中)。
在另一实施例中，可输送药剂可以含有一种或多种额外物质的混合物形式提供，所述额外物质无意于为使用者提供任何治疗益处。举例来说，可存在所述额外物质，以便辅助产品的制造，以便辅助可输送药剂的汽化，或以便改善使用者的体验。
输送给使用者的气溶胶或蒸气基本上由空气、可输送药剂(例如尼古丁)和可与可输送药剂混合存在的可能的一种或多种任选的额外物质(例如蒸发增强剂)组成。例如，气溶胶或蒸气还可含有任何所需的调味剂(例如本文所述的调味剂或甜味剂)或惰性添加剂，用于改善气溶胶或蒸气的味道、稠度或质地，由此使吸入对使用者(即吸烟者)而言更合意。
在一个实施例中，可输送药剂是尼古丁。通常，含有尼古丁的吸入装置将由吸烟者用作香烟、雪茄和烟斗的无燃替代品，由此减少暴露于在那些烟草产品中发现的可能的有毒组分中的许多。此类无燃装置通常称作“电子香烟”、“无烟香烟”、“电子烟(e-cigarette或e-cig)”。优选的是，当可输送药剂是尼古丁时，则尼古丁是装置中的唯一可输送药剂。通常从烟草产品例如烟草油和其它提取物中获得尼古丁，并且通常作为尼古丁酒石酸氢盐存在于此类产品中。尼古丁和尼古丁酒石酸氢盐两者均可用于本文所述的吸入装置中。
含有尼古丁的本发明的吸入装置可用于在使用者中产生愉悦效果。
含有能够监测装置的使用并且可能限制使用者使用的仪器的吸入装置也可为特别有利的。此类装置可辅助使用者记录其使用模式，并由此随时间推移更准确地控制其使用。
可输送药剂应为热稳定药用物质，优选地在高达至少约400℃，更优选地高达至少约600℃的温度下是稳定的热稳定药用物质。通过使用术语“热稳定”，意指可输送药剂在所述温度下足够稳定，以确保其在使用期间不会经受显著的化学降解，例如当可输送药剂是热稳定药用物质时，则“热稳定”是指当加热至200℃达30秒时表现出不超过5％的降解的药用物质。
尼古丁可进一步以盐形式或任何其它合适的形式采用，例如其络合物或溶剂化物，或以任何物理形式例如以非晶态形式，作为结晶或部分结晶材料，作为共晶体，或以多晶形式，或以上中任何的组合。
可提及的药学上可接受的尼古丁的盐包括酸加成盐和碱加成盐。可通过常规手段形成此类盐，例如通过使游离碱形式的尼古丁与一个或多个当量的适当的酸，任选地在溶剂中，或在其中盐是不溶性的介质中反应，接着使用标准技术(例如在真空中，通过冷冻干燥或通过过滤)除去所述溶剂，或所述介质。
药学上可接受的加成盐的实例包括衍生自无机酸如氢氯酸、氢溴酸、磷酸、偏磷酸、硝酸和硫酸的那些；衍生自有机酸如琥珀酸并且特别是酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸、富马酸、苯甲酸、乙醇酸、葡萄糖酸、琥珀酸、芳基磺酸的那些；以及衍生自金属如钠、镁或优选地钾和钙的那些。在其中可输送药剂是尼古丁的实施例中，可提及的特定盐是尼古丁酒石酸氢盐。除非另有说明，否则本文提到的“尼古丁”包括对药学上可接受的尼古丁盐如尼古丁酒石酸氢盐的引用。
本发明的装置还可配置成允许使用者在未规定的时间段内监测和/或记录其对装置的使用。这可辅助使用者和医学专业人员准确地记录已施用给使用者的可输送药剂(例如尼古丁)的量和频率。
在又一实施例中，本发明的装置可包含用于记录装置在规定时间段内的使用历史的仪器。此类仪器可包含记录相关事件如装置的总使用次数、装置已再填充的次数(例如，药筒已更换的次数)、装置使用或再填充的时间、已输送给使用者的可输送药剂的量等的电子装置。此类数据可存储在装置上，使得其可由使用者或医学专业人员下载到单独的数据处理装置中，或所述装置可进一步包含显示单元，使得可在视觉上显示数据。
在又一实施例中，所述装置可包含接口或数据传输单元，以允许从装置中提取记录的数据以进行单独分析。合适的接口包括通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)或允许适合于数据传输的电连接的另一类似部件。在含有数据传输单元的装置中，所述数据可由装置例如通过蓝牙或类似装置传输到单独装置中。在每种情况下，单独装置可为电子数据处理装置，其含有用于处理从吸入装置接收的数据的合适软件(例如，app)。
在再一实施例中，所述装置可配置成监测使用者的使用，并且任选地控制向使用者施用可输送药剂的程度。例如，可配置所述装置，使得可限制其在特定时期中可使用的次数。在使用者在给定的时间段内能够接收大量可输送药剂是不可取的情况下，这是特别有用的。因此，此类装置可允许计量正在向使用者施用的可输送药剂的量。
保护性涂层也可与本发明公开的装置的载体材料结合使用。
保护性涂层可用于帮助控制使用期间可输送药剂的汽化速率。可将一层或多层涂层施加到载体材料的外表面上。当在使用期间加热载体材料时，涂层可帮助控制蒸发发生的温度。这又可进一步辅助控制可输送药剂的输送，例如通过确保使用者在短时间段内接收汽化材料，并由此降低使用者在接收到整个预期剂量之前可能停止吸入的可能性。
保护性涂层也可用于改善装置内可输送药剂的稳定性。例如，涂层可将可输送药剂中的一种或多种与外部环境屏蔽开，或其可充当可输送药剂之间的屏障，由此减小所述可输送药剂可混合以及彼此之间进行化学相互作用的程度。
可以下列方式将用于本发明的装置的载体材料设计成惰性的：
(a)正常储存条件下的一般物理化学稳定性，包括在约负80与约正50℃之间(优选地在约0与约40℃之间，并且更优选地室温，如约15至约30℃)的温度，在约0.1与约2巴(优选地在大气压下)之间的压力，在约5与约95％(优选地约10至约75％)之间的相对湿度，和/或持续长期(即大于或等于六个月)暴露于约460勒克斯紫外线/可见光下。在此类条件下，如上，可发现如本文所述的载体材料网络小于约5％，如小于约1％的化学降解/分解；以及
(b)在室温下和/或在升高的温度(例如高达约200℃)下，在酸性、碱性和/或醇(例如乙醇)的条件下的一般物理化学稳定性，这可导致小于约15％的降解，因此避免故意体外提取尼古丁的可能性
(c)。
在这方面优选的是，网络在微观和纳米结构级上表现出大于约1MPa，如大于约5MPa，例如约10MPa的抗压强度，其足够高以承受材料在微结构级即小于约200μm下的损坏。
可通过各种常规技术，并使用技术人员已知的标准设备，包括将可输送药剂和载体材料或其前体混合在一起来制备含有可输送药剂的陶瓷材料。
标准混合设备可用于将本发明组合物的组分混合在一起。混合时间段可能根据使用的设备而变化，并且技术人员将不难通过常规实验确定给定成分组合的合适的混合时间。
可通过各种技术将可输送药剂(例如尼古丁)与载体材料(例如陶瓷)混合，如通过溶胶-凝胶法引入，作为溶液、浆料、糊剂或腻子。在引入包含可输送药剂和载体材料(或其前体)的混合物之后可进行某种“固化”以形成可输送药剂驻留在其中的孔。在此过程中，可形成多孔载体材料网络。
用于本发明的装置的载体材料成型的优选工艺涉及将载体材料(例如陶瓷材料或其前体)和可输送药剂混合在一起，并且然后加入液体，如含水溶剂(如水)，以此提供湿粒状物。
用于本发明的装置的载体材料成型的另一优选工艺涉及将可输送药剂与含水溶剂(例如水)混合在一起，然后将所述混合物与载体材料(例如陶瓷材料或其前体)组合。
湿式造粒技术是本领域技术人员公知的，并且包括任选地在存在造粒辅助材料的情况下，涉及使用造粒流体使干式初级粉末颗粒的混合物团块化的任何技术，所述流体包含挥发性的惰性溶剂，如水。
可通过以下方法对通过上述工艺获得的产物作进一步调整：
(I)粒状物挤出(在发生造粒的情况下)；
(II)滚圆(迫使湿团块通过筛子以产生球粒)；
(III)干燥；和/或
(IV)(如有必要)通过加热的方式来硬化，
在所有情况下使用常规技术。
在用于本发明的装置的包含地聚合物的载体材料成型的工艺中，预制的地聚合物可与另外的铝硅酸盐前体和含水碱性液体(例如溶液)优选地在存在硅石源的情况下(如上文所述)，也在存在如上文所述的可输送药剂的情况下一起反应。对于包含地聚合物的本发明的组合物，可通过允许所得混合物硬化成任何给定形状例如块、球粒、团粒或粉末来进行固化。在这方面，可将混合物转移到模具中并使其凝固成球粒/团粒，或替代地(例如优选地)可使用适当的挤出-滚圆技术来制造球粒/团粒。这里，形成的糊剂(粉末和液体混合物)可通过孔口挤出。孔口的尺寸可为约10μm直至约30mm，优选地约100μm至约1mm。如果需要更大的球粒/团粒，则孔口的尺寸可更大，例如约1mm直至约30mm，或优选地约1mm直至约10mm。然后可将形成的挤出物置于球形器中，所述球形器通常是具有位于内部的水平旋转盘的垂直中空圆柱体。当盘旋转时，挤出物破碎成均匀的长度并逐渐形成球粒，然后可如上文所述使其硬化。
在上述工艺中，可在造粒之前通过如研磨、干磨、湿磨、沉淀等技术来加工可输送药剂的初级颗粒。
在所有情况下，合适的球粒/团粒尺寸都在约0.05mm至约3.0mm(例如约2.0mm，如约1.7mm)，并且优选地约0.1mm(例如约0.2mm)至约1.6mm(例如约1.5mm)，如约1.0mm范围内。
用于本发明的装置的载体材料可进一步包含一种或多种另外的常用药物赋形剂。合适的赋形剂包括通常用作药物中活性药物成分的载体的非活性物质。合适的赋形剂还包括在药物领域中用于使采用非常有效的活性药物成分的药物组合物胀大的那些，以允许方便和准确的给药。或者，赋形剂也可用于本发明的组合物的制造工艺中，以辅助处理有关的活性药物成分。
在这方面，药学上可接受的赋形剂包括填料颗粒，通过所述填料颗粒我们包括不会化学参与所述工艺的材料颗粒，在所述工艺中形成用于本发明的装置的载体材料。此类填料颗粒可作为压载物添加和/或可为组合物提供功能性。非限制性实例包括：增加放射不透明度的二氧化锆和硫酸钡，其可加入用于本发明的装置的较小(例如碾磨的)载体材料颗粒中。加入的填料颗粒的量可高达载体材料重量的约80重量％，优选地高达约40重量％。优选地，填料的总体积相对较小(例如低于整个载体材料结构(包括孔)的约50体积％)，以便确保载体材料保留足够的机械强度。
额外的药学上可接受的赋形剂包括碳水化合物和无机盐，如氯化钠、磷酸钙和碳酸钙。
或者，载体材料可碾磨成细粉末，优选地具有低于约100μm，并且更优选地低于约20μm的粉末晶粒尺寸。晶粒尺寸低于1μm的载体材料可用于本发明的装置中，但优选的晶粒尺寸在约10μm范围内。任选地，使用球磨、行星式球磨、喷射碾磨或其组合来进行碾磨。
在前述实施例中，载体材料可进一步包括造粒辅助材料。造粒辅助材料可定义为能够控制造粒液体在造粒期间通过湿粉末团块的分布并改变混合物流变性质的材料。合适的造粒辅助材料包括羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)，优选地，微晶纤维素。如果存在，则优选地以基于小片的总重量计0.5与50重量％之间的量采用造粒辅助材料。优选范围是1至20重量％，如约2.0至约12重量％(例如约10重量％)。
用于本发明的装置的载体材料还可任选地含有疏松剂、致孔剂、分散剂或凝胶剂以控制流变性和孔隙率。此类赋形剂的总量限于包括可存在的任何其它组分(例如尼古丁、疏松剂等)的载体材料(即陶瓷或地聚合物材料)总重量的约20重量％。此类赋形剂的非限制性实例包括多羧酸、纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、次氮基三乙酸(NTA)、聚丙烯酸、PEG、山梨糖醇、甘露醇、甘油、药学上可接受的油(包括植物油(橄榄油、粟米油、玉米油、花生油、葵花籽油、亚麻籽油、棕榈油、蓖麻油、豆油等)、香精油(例如月见草油)、3油(例如鱼油)、石蜡油、衍生自动物组织的脂类油、硅油等)和其组合。
载体材料还可包含一种或多种粘合剂。粘合剂可定义为能够充当粘合成型增强剂的材料，促进可输送药剂并入载体材料中。合适的粘合剂包括纤维素胶和微晶纤维素。如果存在，则优选地以基于载体材料和其中含有的材料的总重量计0.5与20重量％之间的量采用粘合剂。优选范围是1至15重量％，如约2.0至约12重量％(例如约10重量％)。
载体材料还可包含一种或多种掩味剂、调味剂(例如柠檬、薄荷粉或优选地薄荷醇)或甜味剂(例如新橙皮苷、乙酰磺胺酸钾或优选地三氯蔗糖)。
载体材料还可包含一种或多种着色剂(例如红色的氧化铁、蓝色的钴、白色的氧化钛等)。通常所述着色剂将以具有适当尺寸的所述有色材料颗粒的形式提供，以使得颜色可见，而不会显著影响载体材料储存可输送药剂并在加热时将其释放的能力。如同以上论述的所有添加剂一样，可将着色剂颗粒加入陶瓷前体材料的混合物中(在所述混合物固化或硬化之前)。
本发明的装置可用于将一种或多种可输送药剂输送给使用者。因此，在本发明的第三方面，提供一种将可输送药剂以蒸气或气溶胶的形式输送给使用者的方法，所述方法包含：
提供一种制品，其包含：
(i)如本文所定义的孔隙率为至少10％的固体多孔载体材料；以及
(ii)如本文所定义的位于载体材料孔内的可输送药剂；以及
加热所述载体材料以使所述可输送药剂汽化。
在一个实施例中，所述制品是如本文所定义的吸入装置。在替代实施例中，所述制品是适用于如本文所定义的吸入装置的药筒或单元产品。因此，在本发明的第四方面，提供如本文所定义的制品。在其中制品是适用于如本文所定义的含有加热元件的吸入装置的药筒的实施例中，优选的是，药筒成形为与加热元件相配合。
在又一实施例中，提供在将可输送药剂以蒸气或气溶胶的形式输送给使用者中使用如上所定义的制品。类似地，所述使用将涉及加热载体材料以便使可输送药剂汽化以允许其由使用者吸入的步骤。
在特定实施例中，上文定义的方法和用途可涉及向使用者施用可输送药剂用于非治疗目的(例如用于娱乐(即娱乐用途))。此类方法或用途的特定实例是其中可输送药剂是尼古丁的实例。
在本发明第三方面的其它特定实施例中，特别是在其中装置配置成监测使用者对装置的使用，并且任选地控制可向使用者施用可输送药剂的程度的实施例中，所述方法可涉及向使用者施用受控剂量的可输送药剂。
在其中可输送药剂是尼古丁的实施例中，合适的日剂量可为约1至约100毫克/天。常规香烟通常含有约8与20mg之间的尼古丁。优选的是，本文公开的装置和药筒含有至少等同于一支香烟的尼古丁量。当尼古丁以可更换药筒(例如小片、球粒或棒)的形式供应给使用者时，则每个药筒可含有约8mg至约20mg的尼古丁。由于所述装置能够大体上将保持在载体材料内的所有尼古丁都输送给使用者，因此每个药筒或装置可有利地含有较低量的尼古丁(例如约100μg至约5mg，或优选地约1mg至约3mg)，同时仍然能够向使用者输送大约等同于吸单支香烟时吸入的一定量的尼古丁。更高量的尼古丁也可保持在单个装置或药筒中，例如高达100mg，高达500mg或高达1g。在装置需要再填充或药筒需要再填充或更换之前，将在一天或几天内多次使用此类装置和药筒。
上述剂量是示例性的一般情况；当然，可以有个别情况，其中更高或更低的剂量范围是有利的，并且这些都在本发明的范畴内。
由于载体材料在微级材料下具有高抗压强度水平，因此本发明的装置可提供防止载体材料有意机械损坏的保护，例如通过传统方法如压碎、研杵和研钵、锤击等。
本发明的装置，并且特别是其中使用的载体材料，还可具有这样的优点，即可使用既定的药物加工方法来制备所述装置，并且可采用批准用于食品或药物或具有相似监管状态的材料。
在本发明的装置中使用的载体材料还可具有以下优点：其可比先有技术中已知的药物组合物更有效、毒性更小、作用更快、更有效、产生更少的副作用、更容易吸收、和/或具有更好的药物代谢分布和/或具有其它有用的药理学、物理或化学性质。对于其中本发明的装置或载体材料(例如在可更换药筒的情况下)不包含传统蒸发增强剂如丙二醇、甘油或聚乙二醇的实施例尤为如此。
使用本文所述的载体材料(特别是化学键合陶瓷和地聚合物)提供可移动和可更换单元，以与加热装置结合使用，以在加热下达到可接受的可输送药剂释放水平，同时使暴露于储存材料内例如通过泄漏的风险最小。载体材料也易于制造而无需高温烧结，并且因此可以将额外元件如导体和磁铁并入载体材料中以辅助加热过程。在形成载体材料结构时，将可输送药剂并入载体材料中的能力还允许更好地控制存在的可输送药剂的量。
无论在本文的尺寸(例如数值，温度、压力(施加的力)、相对湿度、尺寸和重量、颗粒或晶粒尺寸、孔径、时间范围等)、量(例如颗粒、组合物中各个成分或组合物的组分的相对量(例如数量或百分比)以及绝对量，如尼古丁的剂量、颗粒的数量等)、偏差(来自常数、降解度等)的上下文中的何处采用“约”一词，应理解，此类变量是近似的，并因而可与本文指定的数量有±10％，例如±5％并且优选地±2％(例如±1％)的变化。
通过以下实例说明本发明，其中：
图1显示在热处理之前(对照)和之后(AH；n＝1)陶瓷盘中布洛芬的量。误差线显示最大值和最小值；
图2显示在热处理之前(对照；n＝1)和之后(AH；n＝2)陶瓷盘中尼古丁的量。误差线显示最大值和最小值；
图3显示在烘箱热处理之前和之后氧化铝杆中尼古丁的量(n＝3)；
图4显示在烘箱热处理之前和之后硫酸钙杆中尼古丁的量(n＝3)；
图5显示在烘箱热处理之前和之后硫酸钙币状物中尼古丁的量(n＝3)；
图6显示在烘箱热处理之前和之后地聚合物币状物中尼古丁的量(n＝3)；
图7显示电子烟装置的实验装备；
图8显示在电子烟装置中热处理之前和之后硫酸钙杆中尼古丁的量(n＝3)；
图9显示在电子烟装置中热处理之前和之后氧化铝杆中尼古丁的量(n＝3)；
图10显示感应测试的实验装备；
图11显示在使用感应加热进行热处理之前和之后硫酸钙币状物中尼古丁的量(n＝3)；以及
图12显示在预热板上使用感应加热进行热处理之前和之后硫酸钙币状物中尼古丁的量(n＝3)；
图13显示在使用烘箱加热进行热处理之前和之后Al2O3杆中琥珀酸舒马曲坦的量；
图14显示在烘箱热处理之前和之后硫酸钙币状物中盐酸可乐宁的量(n＝2)；
图15显示在烘箱热处理之前和之后硫酸钙币状物中盐酸可乐宁的量(n＝2)；
图16显示在烘箱热处理之前和之后硫酸钙币状物中尼古丁的量(n＝2)；以及
图17显示在烘箱热处理之前和之后硫酸钙币状物中琥珀酸舒马曲坦的量(n＝2)。
实例
实例1–烘箱加热
如下使用氧化铝(Al2O3；瑞典Keranova)制备包含布洛芬(IOL Chemicals andPharmaceuticals Ltd，印度)的陶瓷盘。
以两种尺寸制备具有不同孔径(0.25、1、6、15和30μm)的陶瓷盘(Al2O3)：(ⅰ)63mm直径和6.3mm厚度(孔径0.25、1和6μm)；以及(ii)48mm直径和6.3mm厚度(孔径15和30μm)。根据产品说明书，所有盘的孔隙率为约40％体积且密度为约3.75g/cm3。
将盘(孔径0.25、1、6、15和30μm)浸泡在pH 7.4且布洛芬浓度为408.5μg/ml的400ml磷酸盐缓冲液(一种磷酸盐缓冲液盐水片(西格玛-奥德里奇(Sigma-Aldrich)，美国)溶解在200ml去离子水中)中24小时。将盘在室温下干燥24小时。将盘在250℃下的烘箱中加热15分钟，对照盘不加热。测量所有盘在37℃下在400ml磷酸盐缓冲液pH 7.4中布洛芬的浓度(USP桨法(桨速度50rpm)，VanKel 7025，美国瓦里安公司(Varian Inc))，并且使用紫外线分光光度计日本岛津(Shimadzu)1800在220nm的波长下测量布洛芬的浓度，以确定陶瓷盘中布洛芬的量。测量15小时后(即最大药物释放后)对照盘中以及1.5小时(即最大量药物在此时间点释放)后热处理盘中布洛芬的量。
对于所有样品，热处理后剩余的布洛芬的量为零。没有检测到在其它波长下吸光度的显著变化，指示没有发生布洛芬显著降解。
实例2–烘箱加热
如下使用氧化铝(Al2O3；瑞典Keranova)制备包含尼古丁(尼古丁溶液(24mg/ml)，英国Ritch Group Ltd)的陶瓷盘。
以两种尺寸制备具有不同孔径(0.25、1、6、15和30μm)的陶瓷盘(Al2O3)：(ⅰ)63mm直径和6.3mm厚度(孔径0.25、1和6μm)；以及(ii)48mm直径和6.3mm厚度(孔径15和30μm)。根据产品说明书，所有盘的孔隙率为约40％体积且密度为约3.75g/cm3。
将尼古丁溶液(0.25ml；相当于6mg尼古丁)分配在陶瓷盘(孔径0.25、6、15和30μm)的表面上。将盘在室温下干燥24小时。将盘在188℃下的烘箱中加热15分钟，对照盘不加热。测量所有盘在37℃下在400ml磷酸盐缓冲液pH 7.4中尼古丁的量(USP桨法(桨速度50rpm)，VanKel 7025，美国瓦里安公司)，并且使用紫外线分光光度计日本岛津1800在252.8nm的波长下测量尼古丁的浓度，以确定陶瓷盘中尼古丁的量。测量15小时后(即最大药物释放后)对照盘中以及1.5小时(即最大量药物在此时间点释放)后热处理盘中尼古丁的量。
与预热处理对照样品相比，对于所有样品，热处理后剩余的尼古丁的量非常显著地减少。没有检测到在其它波长下吸光度的显著变化，指示没有发生尼古丁显著降解。
实例3–烘箱加热
氧化铝杆
从Ceramtech(瑞典)获得氧化铝陶瓷杆：含有直径为0.8mm的4个钻孔(轴向定向)的Al2O3圆柱形杆，3mm直径和10mm长度。
硫酸钙杆和币状物
从Bo Ehrlander AB(瑞典)获得硫酸钙α半水合物(CaS)杆。成形硅橡胶用作两个杆(直径：6，长度12mm)和币状物(直径：12mm，厚度：2mm)的模子。将硫酸钙与去离子水(液体/粉末比为0.4(重量/重量)混合，以形成均质糊剂，将其填充在橡胶模中。当施加糊剂时，将模子在环境条件下干燥至少12小时。
地聚合物币状物
从西格玛-奥德里奇(瑞典)获得试剂级高岭石、热解法硅石(7nm粒度)和试剂级氢氧化钠。通过将氢氧化钠(NaOH)和热解法硅石(SiO2)溶解到去离子水中来制造硅酸钠溶液。通过以800℃加热高岭石2小时来形成偏高岭土。
通过使用研钵和研杵将硅酸钠溶液与偏高岭土混合直到形成均匀糊剂来合成地聚合物。地聚合物组合物获得以下摩尔比：Si/Al＝1.94、H2O/Al2O3＝12.24和Na2/Al2O3＝1.23。将糊剂填充到币状硅橡胶模中，并在37℃环境压力下在100％湿度下硬化48小时。固化后，将地聚合物在环境温度和湿度下干燥24小时。
尼古丁
从BGP Healthcare pvt.Ltd(印度)获得纯尼古丁USP/EP。从Cigoteket(瑞典)获得E-汁(LIQUA)18mg/ml和24mg/ml。E-汁是溶解在丙二醇中的尼古丁溶液。通过将适量的去离子水加入e-汁中来实现低于18mg/ml的浓度。
应用尼古丁
通过将尼古丁或一定浓度范围内的尼古丁溶液浸泡或分配到陶瓷杆/币状物的表面上来实现应用尼古丁。
(i)分配尼古丁
将纯尼古丁(以液体形式)、纯E-汁或用水稀释的E-汁分配到杆或币状物的表面上。在应用尼古丁之后，在热处理和/或分析之前将样品在室温下干燥24小时。
(ii)浸泡尼古丁
将杆浸泡在纯尼古丁或尼古丁溶液(未测量精确体积，但杆刚好被液体(约100μl)覆盖)中。将样品在室温下浸泡24小时，并且然后在热处理和/或分析之前将样品干燥24小时。
加热方法
从Wilfa(挪威)获得烘箱Wilfa EMK 218。将温度设定为约200℃。使用来自华仪(Mastech)的红外温度计测量温度。
尼古丁释放检测
根据相同的分析方法进行所有的尼古丁释放测试。将样品浸入含有50ml去离子水的烧杯中。24小时后，取出样品并过滤(孔径：0.2μm)。通过紫外线分光光度计在219nm的波长下表征样品。然后计算样品中尼古丁量。估计参考样品和热处理样品中的量的差异为已蒸发的量。
参考样品代表在热处理之前装载的尼古丁的量。在热处理样品和参考样品中检测到的尼古丁的量的差异代表在热处理期间蒸发的尼古丁的量。
结果–氧化铝
将氧化铝杆浸泡在6mg/ml尼古丁溶液(稀释的e-汁)中24小时。测量热处理之后和之前杆中剩余的尼古丁的量，并且示于图3中。
由于热处理后样品中剩余的尼古丁的量较低，因此加热时，几乎所有的尼古丁都在前5-10分钟内释放。杆能够吸收约135μg尼古丁/杆。
结果–硫酸钙
将硫酸钙杆浸泡在纯尼古丁中24小时。杆能够吸收约20mg尼古丁/杆。测量热处理之后和之前杆中剩余的尼古丁的量，并且示于图4中。
尼古丁中的大多数在加热期间释放。观察到与加热1分钟相比，在加热5分钟期间释放更高的量。
将纯尼古丁(20mg)分配到硫酸钙币状物上。测量热处理之后和之前币状物中剩余的尼古丁的量，并且示于图5中。
尼古丁是一种挥发性物质，并且因此在参考样品中检测到的尼古丁的量低于20mg。同样在这种情况下，加热后检测到较低的尼古丁释放。
结果-地聚合物
将纯尼古丁(20mg)分配到地聚合物币状物上。测量热处理之后和之前币状物中剩余的尼古丁的量，并且示于图6中。
尼古丁是一种挥发性物质，并且因此在参考样品中检测到的尼古丁量(约16mg)少于最初施加的量。同样在这种情况下，加热后检测到较低的尼古丁释放。
实例4–使用电子烟装置的热处理
材料
如实例3中所述获得氧化铝陶瓷杆和硫酸钙杆。供应并施加尼古丁和尼古丁溶液，并且如实例3中所述检测尼古丁含量。
加热仪器
使用从Devex Mekatronik AB(瑞典)获得的原型电子烟装置(X-Cube II，吸烟)来加热样品。此装置源自市售的电子烟X-Cube。
方法
通过缠绕在样品周围的线圈来加热装置中的样品。电子烟的设置列于下表中。
表.电子烟装置的设置
装置的末端通过硅软管连接到小瓶。小瓶含有1ml去离子水。为了模拟吸烟，将杆放入装置中并进行抽吸。抽吸涉及5次抽吸的顺序，每次抽吸长10秒。抽吸后，取出软管并用水冲洗。分析水的尼古丁浓度。
结果–硫酸钙
将硫酸钙杆浸泡在纯尼古丁中24小时并在电子烟装置中加热(5*10秒)。测量热处理之后和之前杆中剩余的尼古丁的量，并且示于图8中。
结果显示，装置中的热处理将导致尼古丁释放。
结果–氧化铝
将氧化铝(Al2O3)杆浸泡在尼古丁溶液(18mg/ml)中24小时并在装置中加热(5*10秒)。测量热处理之后和之前杆中剩余的尼古丁的量，并且示于图9中。
实例5–使用感应加热的热处理
材料
如实例3中所述获得硫酸钙币状物。对于间接感应测试，将磁铁模制成币状物。供应并施加尼古丁和尼古丁溶液，并且如实例3中所述检测尼古丁含量。
加热仪器
从(瑞典)获得电磁炉用金属板。从万得城(Media Markt)(瑞典)获得电磁炉Wilfa ICP-2000。从first4magnets(英国)获得磁铁(10*1mm，钐钴磁铁，0.4kg拉力)。从华仪(美国)获得红外温度计(MS6520A)。
加热方法
通过将金属板置于电磁炉上来进行间接感应热处理。将含有磁铁的陶瓷币状物施加到金属板上并最大效应加热(未测量精确温度；参见图10)。
结果–未加热的板
将尼古丁溶液(50μl，18mg/ml)分配到硫酸钙币状物上并在感应板上加热约1分钟或约5分钟。测量热处理之后和之前币状物中剩余的尼古丁的量，并且示于图11中。尼古丁中的大多数在第一分钟内释放。
结果–预热板
将尼古丁溶液(50μl，18mg/ml)分配到硫酸钙币状物上。将板预热约10秒以便获得高温(至少150℃)。在移开之前，将币状物在板上加热5秒。在放入萃取浴中之前，将币状物冷却约15分钟。测量热处理之后和之前币状物中剩余的尼古丁的量，并且示于图12中。
测量结果显示，由于热处理，释放出大量尼古丁。
实例6–琥珀酸舒马曲坦
材料
从Ceramtech(瑞典)获得氧化铝陶瓷杆：含有直径为0.8mm的4个钻孔(轴向定向)的Al2O3圆柱形杆，3mm直径和10mm长度。从印度SMS Pharmaceuticals Limited获得琥珀酸舒马曲坦。
应用琥珀酸舒马曲坦
通过将Al2O3杆浸泡在20mg/ml浓度的琥珀酸舒马曲坦溶液中来实现应用琥珀酸舒马曲坦。溶液体积为约100μl，但未精确测量；所述体积足以完全浸没所述杆。将样品在室温下浸泡24小时，并且然后在热处理和/或分析之前将样品干燥24小时。
加热仪器和方法
从Wilfa(挪威)获得烘箱Wilfa EMK 218。将温度设定为约300℃。使用来自美国华仪的红外温度计测量温度。将杆在烘箱中加热0至15分钟范围内的时间段。
琥珀酸舒马曲坦检测
根据相同的分析方法进行所有的舒马曲坦释放测试。将杆浸入含有50ml去离子水的烧杯中。24小时后，取出水样并过滤(孔径：0.2μm)。通过紫外线分光光度测定法在282nm的波长下表征样品。然后计算样品中琥珀酸舒马曲坦量。参考样品代表在热处理之前装载的琥珀酸舒马曲坦的量。在热处理样品和参考样品中检测到的琥珀酸舒马曲坦的量之间的差异代表在热处理期间蒸发的琥珀酸舒马曲坦的量。
结果
测量热处理之前和之后杆中剩余的琥珀酸舒马曲坦的量，并且示于图13中。
由于热处理后样品中剩余的琥珀酸舒马曲坦的量较低，因此加热时，几乎所有的琥珀酸舒马曲坦都在前5-15分钟内释放。杆能够吸收约1mg琥珀酸舒马曲坦/杆。
实例7–加热预装载有盐酸可乐宁的硫酸钙币状物
样品制备
从Bo Ehrlander AB(瑞典)获得硫酸钙α半水合物(CaS)。从PCAS(芬兰)获得盐酸可乐宁。成形硅橡胶用作币状物的模子(直径：12mm，厚度：2mm)。将硫酸钙与盐酸可乐宁粉末(0.07g盐酸可乐宁/g硫酸钙)和去离子水(液体/粉末比为0.4(重量/重量))混合，以形成均质糊剂，将其用于填充橡胶模。一旦已经施加糊剂，就将模子在环境条件下干燥至少12小时。
加热方法
从Wilfa(挪威)获得烘箱Wilfa EMK 218。将烘箱温度设定为约250℃。使用来自华仪(美国)的红外温度计测量温度。将币状物在烘箱中加热0至15分钟范围内的时间段。
盐酸可乐宁释放检测
将每个币状物称重并浸入含有200ml去离子水的烧杯中。24小时后，取出液体样品并过滤(孔径：0.2μm)。通过岛津LC-2030(德国)HPLC系统，用Genesis C18分析柱4μm(100×2.1mm内径)，用乙腈/磷酸pH 3(11/89)流动相来表征样品。将波长设定为220nm。
参考样品代表在热处理之前装载的盐酸可乐宁mg/g硫酸钙的量。在热处理样品和参考样品中检测到的盐酸可乐宁的量的差异代表在热处理期间蒸发的盐酸可乐宁的量。
结果–硫酸钙
将盐酸可乐宁与硫酸钙(0.07g盐酸可乐宁/g硫酸钙)混合在一起以形成币状物。币状物含有约17mg盐酸可乐宁(1枚币状物重约0.3g)。如上所述加热币状物(或在参考样品的情况下不加热)。测量热处理之前和之后币状物中剩余的盐酸可乐宁的量，并且示于图14中。由于热处理后样品中剩余的盐酸可乐宁的量较低，因此加热时，几乎所有的盐酸可乐宁都在前15分钟内释放。
实例8–加热装载有盐酸可乐宁的硫酸钙币状物
样品制备
从Bo Ehrlander AB(瑞典)获得硫酸钙α半水合物(CaS)。从PCAS(芬兰)获得盐酸可乐宁。成形硅橡胶用作币状物的模子(直径：12mm，厚度：2mm)。将硫酸钙与去离子水(液体/粉末比为0.4(重量/重量))混合以形成均质糊剂，将其用于填充橡胶模。当施加糊剂时，将模子在环境条件下干燥至少12小时。
将盐酸可乐宁溶液(50μl，5mg/ml)分配到硫酸钙币状物上。当施加溶液时，将币状物在环境条件下干燥至少12小时。
加热方法
从Wilfa(挪威)获得烘箱Wilfa EMK 218。将温度设定为约250℃。使用来自华仪(美国)的红外温度计测量温度。将币状物在烘箱中加热0至15分钟范围内的时间段。
盐酸可乐宁释放检测
将每个币状物称重并浸入含有200ml去离子水的烧杯中。24小时后，取出水样并过滤(孔径：0.2μm)。通过岛津LC-2030(德国)HPLC系统，用Genesis C18分析柱4μm(100×2.1mm内径)，用乙腈/磷酸pH 3(11/89)流动相来表征样品。将波长设定为220nm。
参考样品代表在热处理之前装载的盐酸可乐宁的量。在热处理样品和参考样品中检测到的盐酸可乐宁的量的差异代表在热处理期间蒸发的盐酸可乐宁的量。
结果–硫酸钙
将盐酸可乐宁溶液(50μl，5mg/ml)分配到硫酸钙币状物上。如上所述加热币状物(或在参考样品的情况下不加热)。测量热处理之前和之后币状物中剩余的盐酸可乐宁的量，并且示于图15中。在加热期间，币状物中存在的盐酸可乐宁的量随时间推移显著减少。
实例9–加热预装载有尼古丁的硫酸钙币状物
样品制备
从Bo Ehrlander AB(瑞典)获得硫酸钙α半水合物(CaS)。成形硅橡胶用作币状物的模子(直径：12mm，厚度：2mm)。将硫酸钙与尼古丁浓度为5或20mg/ml的尼古丁溶液(液体/粉末比为0.4(重量/重量))混合，以形成均质糊剂，将其填充在橡胶模中。一旦施加糊剂，就将模子在环境条件下干燥至少12小时。
加热方法
从Wilfa(挪威)获得烘箱Wilfa EMK 218。将温度设定为约200℃。使用来自华仪(美国)的红外温度计测量温度。将币状物在烘箱中加热0至15分钟范围内的时间段。
尼古丁释放检测
将每个币状物浸入含有50ml去离子水的烧杯中。24小时后，取出样品并过滤(孔径：0.2μm)。通过紫外线分光光度计在219nm的波长下表征样品。然后计算样品中尼古丁量。参考样品和热处理样品中的量的差异代表在热处理期间蒸发的尼古丁的量。
参考样品代表在热处理之前装载的尼古丁μg/g硫酸钙的量。在热处理样品和参考样品中检测到的尼古丁的量的差异代表在热处理期间蒸发的尼古丁的量。
结果
两种不同的尼古丁溶液用于制作币状物；5mg/ml和20mg/ml。两批中使用相同的液体/粉末比0.4(重量/重量)。币状物含有约180μg(对于与5mg/ml尼古丁溶液混合的币状物)和390μg(对于与20mg/ml尼古丁溶液混合的币状物)。测量热处理之前和之后币状物中剩余的尼古丁的量，并且示于图16中。
实例10–加热预装载有琥珀酸舒马曲坦的硫酸钙币状物
样品制备
从Bo Ehrlander AB(瑞典)获得硫酸钙α半水合物(CaS)。从印度SMSPharmaceuticals Limited获得琥珀酸舒马曲坦。成形硅橡胶用作币状物的模子(直径：12mm，厚度：2mm)。将硫酸钙与琥珀酸舒马曲坦(0.07g琥珀酸舒马曲坦/g硫酸钙)和去离子水(液体/粉末比为0.4(重量/重量))混合，以形成均质糊剂，将其填充在橡胶模中。当施加糊剂时，将模子在环境条件下干燥至少12小时。
加热方法
从Wilfa(挪威)获得烘箱Wilfa EMK 218。将温度设定为约250℃。使用来自华仪(美国)的红外温度计测量温度。将币状物在烘箱中加热0至15分钟范围内的时间段。
琥珀酸舒马曲坦检测
将币状物浸入含有50ml去离子水的烧杯中。24小时后，取出水样并过滤(孔径：0.2μm)。通过紫外线分光光度测定法在282nm的波长下表征样品。然后计算样品中琥珀酸舒马曲坦量。
参考样品代表在热处理之前装载的琥珀酸舒马曲坦的量。在热处理样品和参考样品中检测到的琥珀酸舒马曲坦的量之间的差异代表在热处理期间蒸发的琥珀酸舒马曲坦的量。
结果
测量热处理之前和之后币状物中剩余的琥珀酸舒马曲坦的量，并且示于图17中。由于热处理后样品中剩余的琥珀酸舒马曲坦的量较低，因此加热时，几乎所有的琥珀酸舒马曲坦都在前15分钟内释放。

Claims (15)

1.一种用于将可输送药剂以气溶胶或蒸气的形式输送给使用者的装置，所述装置包含孔隙率为至少10％的固体多孔载体材料，以及位于所述载体材料孔内的可输送药剂，其中所述装置可操作以加热所述载体材料并使所述可输送药剂汽化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述固体多孔载体材料的孔隙率为约20％至约70％。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述载体材料中的平均孔径为约0.1μm至约500μm，优选地约0.2μm至约200μm。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述可输送药剂主要位于所述载体材料的孔内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述载体材料基于一种或多种化学键合陶瓷材料、一种或多种地聚合物材料或一种或多种金属。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述载体材料选自由以下组成的列表：
(i)通过铝硅酸盐前体材料与含水碱性液体反应的工艺可获得的材料；以及
(ii)磷酸钙、硫酸钙、碳酸钙、硅酸钙、铝酸钙、碳酸镁、硅酸铝和其组合。
7.根据权利要求5所述的装置，其中所述载体材料(i)选自由硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、碳酸钙、铝酸钙、碳酸镁或其组合组成的组，或(ii)是通过铝硅酸盐前体材料与含水碱性液体任选地在存在硅石源的情况下反应的工艺可获得的材料，所述铝硅酸盐前体材料选自由以下组成的组：高岭土、地开石、埃洛石、珍珠陶土、沸石、伊利石、脱羟基化沸石、脱羟基化埃洛石和偏高岭土。
8.根据权利要求1至7所述的装置，其中所述可输送药剂是尼古丁，或其药学上可接受的盐。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述载体材料和所述可输送药剂一起提供在可更换药筒中。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述可更换药筒基本上由以下组成：所述载体材料，所述可输送药剂，以及任选地导电材料颗粒和/或选自由蒸发增强剂、调味剂和风味增强剂组成的组的一种或多种物质。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，进一步包含可操作以加热所述载体材料的加热元件。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述加热元件位于所述载体材料附近。
13.一种用于吸入装置的药筒或单位剂量产品，其中所述药筒或单位剂量产品含有：
(i)固体多孔载体材料，其孔隙率为至少10％，任选地基于如权利要求1至7中任一项所定义的一种或多种化学键合陶瓷材料或一种或多种地聚合物材料；以及
(ii)如权利要求1或8中任一项所定义的位于所述载体材料孔内的可输送药剂。
14.根据权利要求13所述的药筒或单位剂量产品，进一步含有导电材料颗粒。
15.一种将可输送药剂以蒸气或气溶胶的形式输送给使用者的方法，所述方法包含：
(a)提供一种制品，其包含：
(i)如权利要求1至7中任一项所定义的孔隙率为至少10％的固体多孔载体材料；以及
(ii)如权利要求1或8中任一项所定义的可输送药剂，其中所述可输送药剂位于所述载体材料的孔内；以及
(b)加热所述载体材料以使所述可输送药剂汽化。
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