DE69430196T2

DE69430196T2 - Spender

Info

Publication number: DE69430196T2
Application number: DE69430196T
Authority: DE
Inventors: Martin Voges
Original assignee: PONWELL ENTPR Ltd
Current assignee: Injet Digital Aerosols Ltd
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2014-06-29
Also published as: CA2165961A1; KR100314138B1; EP0706352A1; US5894841A; DK0706352T3; PT706352E; EP0706352B1; EP0706352A4; ATE214575T1; DE69430196D1; ES2171455T3; BR9406968A; JP3553599B2; JPH08511966A; WO1995001137A1; CA2165961C

Description

ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Ausgabe-Handgerät. Das Gerät ist besonders geeignet für die Selbstverabreichung von physiologisch aktiven Substanzen durch Inhalation und wird im folgenden vor allem unter Betonung dieser Anwendung beschrieben, kann jedoch auch für andere Zwecke angewendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gegenwärtig gibt es drei Hauptverfahren für die Arzneimittelzufuhr über die Atemwege, Einzeldosis-Inhalatoren, Pulver-Inhalatoren und Zerstäuber.
Einzeldosis-Inhalatoren ("MDI") werden verbreitet bei der Behandlung von Asthma eingesetzt. Der Einzeldosis-Inhalator weist ein Arzneimittel auf, das mit einem Treibmittel in einem unter Druck stehenden Aerosolbehälter verpackt ist, der ein Ventil hat, das bei Betätigung eine volumetrisch abgemessene Aerosoldosis freisetzt. Diese Geräte sind tragbar, klein und bequem mitzuführen, geben aber eine Dosis ab, die so in Menge, Abgabegeschwindigkeit und Größenverteilung der Tröpfchen variiert, wie der Dampfdruck des Treibmittels variiert. Der Treibmitteldruck variiert mit der Temperatur und nimmt progressiv in dem Maße ab, wie der Inhalt verbraucht wird, so daß der Schwankungsbereich der Dosis beachtlich sein kann. Ein unvollständiges Verdampfen des Treibmittels kann zum "Zusammenkleben" und zur lokalisierten Konzentration von Arzneimitteltröpfchen an der Aufprallfläche führen, und das wiederum kann zu unerwünschten Nebenwirkungen führen. Beispielsweise können Bronchosteroide eine lokale Immununterdrückung und eine lokale Pilzinfektion verursachen, während eine lokale Konzentration eines Bronchodilators zum Verschlucken mit unerwünschten systemischen Wirkungen führen kann. Außerdem verlangt die Anwendung eines Einzeldosis-Inhalators ein gewisses Maß an Synchronisation zwischen der Betätigung des Ventils von Hand und der Inhalation, was vielen Anwendern als schwierig erscheint.
Pulver-Inhalatoren ("DPI") basieren auf einem Stoß eingeatmeter Luft, um eine Dosis eines aktiven Pulvers zu verwirbeln und in den Bronchialtrakt zu saugen. Zwar wird bei Pulver-Inhalatoren das Synchronisationsproblem der Einzeldosis-Inhalatoren vermieden, sie sind jedoch feuchtigkeitsanfällig und können bei manchen Menschen, die empfindlich gegenüber eingeatmeten Pulver sind, Asthmaanfälle hervorrufen. Außerdem variiert die verabreichte Dosis, da die Stärke des Einatmens von Person zu Person unterschiedlich ist.
Zerstäuber erzeugen ein Aerosol durch Zerstäubung einer Flüssigkeit in einem Trägergasstrom und benötigen einen Dauergaskompressor oder eine sperrige Druckgas-Versorgung. Im allgemeinen ist die Tröpfchengröße des Aerosols eine Funktion des Drucks und der Geschwindigkeit des Trägergases und kann folglich nicht ohne weiteres unabhängig von der Konzentration der aktiven Substanz im Gasstrom variiert werden. Das Inhalieren verringert den Druck an der Zerstäuberdüse, und folglich werden auch Dosis und Teilchengröße durch die Dauer und die Stärke jedes Atemzugs beeinflußt. Die meisten Zerstäuber arbeiten kontinuierlich während des Ein- und Ausatmens, es können jedoch spezielle Steuerungssysteme eingesetzt werden, um den Aerosolgasstrom vom Zerstäuber zu einer Haltekammer abzumessen, aus welcher der Anwender eine bestimmte Menge ansaugen kann.
Im allgemeinen ist die Präzision der Dosisabgabe aller dieser Geräte nicht so genau, wie das wünschenswert wäre, und beschränkt deren Anwendung auf Arzneimittel, die eine breite Dosierungstoleranz haben. In jedem Fall ist die Abgabe des aktiven Wirkstoffs an die vorgesehene Anwendungsstelle zu stark von der Technik des Anwenders abhängig und schwankt von Dosis zu Dosis und von Person zu Person. Gebraucht wird nicht nur ein verbessertes Abgabesystem, um Nasal- und Pulmonartherapien unter Einsatz von lokal wirkenden Arzneimitteln zu optimieren, vielmehr wurde schon seit langem das Potential für die Verabreichung vieler zusätzlicher lokaler und systemischer Arzneimittel erkannt, wenn ein zufriedenstellenderes Ausgabemittel verfügbar wäre. Auf Grund der medizinischen Fortschritte kann angenommen werden, daß die Pulmonarabgabe solcher Arzneimittel wie Peptide, Proteine und Analgetika einen beachtlichen Vorteil im Vergleich zu herkömmlichen oralen oder Injektionsabgabemitteln darstellen könnte. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, daß Insulin für Diabetiker auf dem Pulmonarweg verabreicht werden könnte, wenn geeignete Abgabemittel verfügbar wären. Die Ablagerung von Arzneimittelteilchen auf dem Lungengewebe ist eine Funktion der Größe, Form und Dichte der Teilchen oder Tröpfchen. Bei vielen Arzneimitteln wäre die Steuerung eines oder mehrerer dieser Faktoren zusammen mit einer präzisen Steuerung der Dosis oder Dosisrate wünschenswert. Gegenwärtig aber stehen keine Mittel zur Arzneimittelabgabe zur Verfügung, die diese Anforderungen in angemessener Weise erfüllen.
Es wurden viele Versuche unternommen, einen Zigarettenersatz bereitzustellen, der Nikotin durch Inhalieren bereitstellt, aber die Notwendigkeit der Verbrennung von Tabak vermeidet. Die Bereitstellung eines Zigarettenersatzes beinhaltet zusätzlich zu den Schwierigkeiten in Verbindung mit der Verabreichung eines therapeutischen Wirkstoffs weitere Komplikationen. Obwohl es verhältnismäßig leicht ist, Nikotin zu verabreichen (beispielsweise in Tablettenform, über transdermale Pflaster und dergleichen), befriedigen diese Formen keinen Gewohnheitsraucher, da sie wichtige komplexe physiologische und psychologische Affmitäten nicht erfüllen, die Gewohnheitsraucher von brennbaren Zigaretten erworben haben.
In dem Versuch, eine annehmbare Alternative bereitzustellen, wurden viele Formen von Zigarettenersatz vorgeschlagen, die beim Inhalieren Nikotin bereitstellen, ohne Tabak zu verbrennen. Konzeptionell sind solche Geräte für den Inhalierenden weniger schädlich als das Rauchen, vermeiden die Gefahren des passiven Rauchens für Umstehende und vermeiden die Brandgefahren und Umweltprobleme im Zusammenhang mit dem Rauchen von Zigaretten. Aber trotz dieser wesentlichen Vorteile hat bisher kein Gerät beim Verbraucher Akzeptanz gefunden.
Die frühen Formen von Zigarettenersatz arbeiteten mit einem porösen Trägermaterial, das mit einer flüssigen, nikotinhaltigen Zusammensetzung imprägniert war, durch die ein Luftstrom gesogen werden konnte, um das Nikotin zu verdampfen. Diese Herangehensweise ergab eine unzureichende Nikotinmenge je Zug, litt unter der Tendenz des Trägermaterials zum Austrocknen und lieferte, in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie Lufttemperatur, Feuchtigkeit, Lungenkapazität des Anwenders und Menge der im Trägermaterial verbliebenen Menge der flüssigen Zusammensetzung, eine unterschiedliche Nikotinmenge je zu Zug.
Bei den nachfolgenden Geräten wurde Nikotin aus einem Aerosol-Druckbehälter abgegeben, aus dem das Nikotin durch ein mechanisches Ventilbetätigungselement freigesetzt werden konnte. Bei einem dieser Geräte ist das Ventil ein Mikroprozessor, der so gesteuert wird, daß er die Häufigkeit und Dauer der Betätigung begrenzt. Die abgegebene Dosis variiert jedoch mit dem Dampfdruck des im Behälter verbliebenen Aerosols sowie mit der Dauer der Ventilbetätigung. Der Einweg-Druckbehälter, das Aerosolventil und das CFC-Treibmittel erhöhen die Kosten der aktiven Substanz beachtlich. Diese Geräte weisen die gleichen Nachteile wie die oben behandelten Einzeldosis-Inhalatoren auf.
Bei noch anderen Geräten wird eine nikotinhaltige Substanz erhitzt, um eine Menge an Nikotin zu verdampfen, die dann für das Inhalieren verfügbar ist. Die Nikotinmenge, die durch solche Geräte abgegeben wird, ist nur schwer zu regulieren und ist temperaturabhängig. Bei einem solchen Gerät kann nacheinander eine Vielzahl von nikotinhaltigen Pellets erhitzt werden, die jeweils eine vorher festgelegte Dosis freisetzen. In diesem Fall wird jedoch die Dosis während der Herstellung der Pellets festgelegt, die Teilchengröße des Aerosols ist unkontrolliert, und die Temperatur der inhalierten Luft kann nicht unabhängig von der Dosis variiert werden.
Solche Faktoren wie die Menge an Nikotin je Zug, die Temperatur des Zugs, der Sog. das Vorhandensein und die Größenverteilung von Geschmacksteilchen im Zug und ähnliche Faktoren sind für die Befriedigung eines Gewohnheitsrauchers von erheblicher Bedeutung. Die verschiedenen bisher vorgeschlagenen Alternativen haben sich einfach für die meisten Raucher als unannehmbar erwiesen.
Bisher stellt kein Gerät ein zufriedenstellendes Mittel bereit, um sowohl die Menge des in jedem Zug abgegebenen Nikotins in Reaktion auf den Bedarf des Benutzers zu regulieren als auch/oder eine angemessene Präzision und Genauigkeit beim abgemessenen Quantum der Dosis beizubehalten. Außerdem ist es mit den Geräten nicht gelungen, in angemessener Weise die Wahrnehmungen während des Rauchens nachzuahmen.
Da die Anforderungen an einen Zigarettenersatz besonders schwer zu erfüllen sind, wird die vorliegende Erfindung nachstehend hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Nikotinabgabe beschrieben, es versteht sich jedoch von selbst, daß die Erfindung allgemeiner anwendbar ist und die allgemeine Forderung nach einem Gerät anspricht, das Dosen präzise abgeben kann und das vorzugsweise Dosen einer Reihe von Arzneimitteln oder anderer Substanzen abgeben kann und das von Person zu Person oder für unterschiedliche Zeiten regulierbar ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der in Betracht kommenden Geräte können als eine im Vergleich zum Rauchen weniger schädliche Form der Verabreichung von Nikotin eingesetzt werden, oder sie können eingesetzt werden, um die Nikotinabhängigkeit von Personen, die das Rauchen aufgeben wollen, zu senken oder zu beseitigen.
Es ist, ohne einschränkend zu sein, ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Mittel zur Verabreichung oder Selbstverabreichung einer aktiven Substanz bereitzustellen, die wenigstens einige der oben aufgeführten Nachteile des bekannten technischen Standes vermeiden. Es ist ein Ziel von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, Mittel für die Abgabe der aktiven Substanz zur Verabreichung durch Inhalieren bereitzustellen.
Es ist ein Ziel von anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, einen Zigarettenersatz bereitzustellen.
Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur Verabreichung einer Substanz an einen Menschen oder ein Tier gemäß Definition in Anspruch 1.
Die zu verabreichende Substanz kann ein therapeutischer oder anderer physiologisch aktiver Wirkstoff sein, und sie kann eine Flüssigkeit, eine Lösung oder eine Suspension, beispielsweise eines kolloidalen Feststoffs in einem flüssigen Trägermittel oder einer Emulsion, sein.
Kurz gesagt, besteht ein typisches Thermogerät aus einer flüssigkeitshaltigen Kammer, die mit einer Anordnung von zwölf koaxial unterteilten Düsen versehen ist und zwölf dünne Schichtwiderstände hat, wobei sich direkt hinter jeder Düse ein Widerstand befindet. Jede Düse gibt ein Tröpfchen Flüssigkeit aus der Kammer ab, wenn und falls der entsprechende Widerstand durch einen kurzen elektrischen Impuls unter Strom gesetzt wird. Folglich wirken die Widerstände als Ausstoßmittel. Die Flüssigkeit im Kontakt mit dem Widerstand wird innerhalb weniger Mikrosekunden verdampft und bildet ein Bläschen. Das Dampfbläschen wächst schnell und überträgt die Bewegungsenergie auf die Flüssigkeit über dem Bläschen. Ein Teil dieser Flüssigkeit wird als ein Tröpfchen aus der danebenliegenden Düse ausgestoßen, wobei die Geschwindigkeit im typischen Fall 10 m/s übersteigt. Das ausgestoßene Flüssigkeitsvolumen wird in der Kammer durch Kapillarwirkung oder durch den Luftdruck, der auf einen zusammenfaltbaren Reservoirbalg, einen Kolben oder dergleichen wirkt, automatisch aus einem Reservoir ersetzt. Wenn Vorrichtungen dieser Art zum Drucken eingesetzt werden, stoßen sie ein typisches Tröpfchen von etwa 50 um Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 m/s aus, und sie können Tröpfchen-Ausstoßfrequenzen von bis zu mehreren Tausend Tröpfchen je Sekunde erreichen.
Obwohl in Ausführungsbeispielen der Erfindung herkömmliche "Tröpfchen-auf-Bedarf"- oder "Tröpfchen-Ausstoß"-Vorrichtungen, wie sie von Tintenstrahldruckern bekannt sind, eingesetzt werden können, unterscheiden sich die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtungen vorzugsweise von denen, die beim Drucken angewendet werden. Bei einem Druckkopf sind die Ausstoßdüsen im typischen Fall in einer rechteckigen Matrix von 2 · 6 oder 4 · 6 Düsen angeordnet, wobei die Tröpfchen in paralleler Richtung aus verschiedenen Kombinationen von Düsen ausgestoßen werden, um Zeichen auf einem Papier zu bilden, das sich in einem Abstand von 0,7 mm bis 1,0 mm von der Düse am Druckkopf vorbei bewegt. Die Tröpfchengröße wird so gewählt, daß sich eine optimale Druckqualität und eine hohe Punktauflösung ergeben. Bei der Anwendung für die vorliegende Erfindung kann die Anzahl der Düsen kleiner oder größer als die beim Drucken angewendete sein, und es ist nicht notwendig, daß die Düsen in einer rechteckigen Matrix mit parallelen Düsenachsen angeordnet sind. Die Tröpfchen-Ausstoßdüsen können beispielsweise in einem Kreis angeordnet sein und/oder können untereinander in einem konvergierenden oder divergierenden Winkel zur Achse angeordnet sein. Außerdem wird es für die Anwendung bei der vorliegenden Erfindung oft vorgezogen, weit kleinere Tröpfchen auszustoßen, als sie beim Drucken von Nutzen sind. Außerdem können sich die Tröpfchen-Ausstoßdüsen im Durchmesser voneinander unterscheiden, so daß die Teilchengröße des aktiven Wirkstoffs, der aus der Vorrichtung gesprüht wird, programmiert durch die Wahl der Düsen gesteuert werden kann, die für das Ausstoßen der Tröpfchen genutzt werden, und die Teilchengröße von einem zeitlichen Intervall zum nächsten variiert werden kann. Da die Größe des Tröpfchens, das aus der Vorrichtung in Reaktion auf ein vorher festgelegtes Signal ausgestoßen wird, für eine gegebene Flüssigkeit und Vorrichtung im voraus festgelegt wird und da die Anzahl und Frequenz der ausgestoßenen Tröpfen mit großer Präzision gesteuert werden kann, ist es möglich, das Gesamtvolumen der Flüssigkeit (Dosis), die in einem gegebenen Zeitintervall abgegeben wird, in engen Grenzen zu steuern. Beispielsweise könnte die Vorrichtung 1000 Tröpfchen mit einem Durchmesser von 50 um in einer Sekunde abgeben. Dieses Volumen kann im Prinzip in Schritten von einem Tröpfchen vergrößert oder verringert werden.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen von Geräten nach der Erfindung ist die Tröpfchen- Ausstoßvorrichtung mit Düsen mit einer Öffnungsgröße versehen, die für das Ausstoßen eines Tröpfchen von weniger als 10 um Durchmesser und vorzugsweise von 1 bis 5 um Durchmesser gewählt wird.
Tröpfchen können aus der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung nacheinander aus einer gewählten Düse oder gleichzeitig aus einer Vielzahl von Düsen abgegeben werden.
Bei bevorzugen Ausführungsbeispielen können die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung oder -vorrichtungen von Hand betätigt werden oder in Reaktion auf ein Inhalations-Erkennungssignal oder ein anderes Signal betätigt werden. Die Vorrichtung ist mit Steuerungsmitteln versehen, die für das Ausstoßen einer vorher festgelegten Anzahl von Tröpfchen programmiert sind. Die Anzahl kann in Reaktion auf gespeicherte Daten und/oder andere Eingangssignale variiert werden, und die Programmlogik kann solche Faktoren wie die Anzahl der Tröpfchen, die in einem vorher festgelegten Zeitintervall ausgestoßen werden, die Frequenz des Tröpfchen-Ausstosses, die Gesamtzahl der Tröpfchen der aktiven Substanz, die innerhalb einer gegebenen Zeitspanne abgegeben werden, oder dergleichen steuern. Die Steuerungsmittel können so programmiert werden, daß sie viele andere wünschenswerte Funktionen bereitstellen, wie das nachstehend beschrieben wird.
Die Mittel zum Richten der ausgestoßenen Tröpfchen auf oder in die Person können beispielsweise ein einfaches Mundstück, das mit einem Lufteinlaß versehen ist, eine Nasenmaske, eine Gesichtsmaske oder andere Sprüh-Richtmittel sein. Der aktive Wirkstoff ist im typischen Fall in Lösung und wird aus der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung als feiner Sprühnebel abgegeben, der vor dem Inhalieren mit Luft kombiniert und/oder erhitzt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es werden nun, nur als Beispiel, verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Teilschnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Ausgabegeräts (Zigarettenersatz) nach der Erfindung ist, und
Fig. 2 ein schematischer Schnitt des Ausgabegeräts von Fig. 1 in einer Axialebene ist, und
Fig. 3A, 3B und 3B Graphen sind, welche die Abgabe eines aktiven Bestandteils (schraffiert) als Funktion der Inhalationszeit bei der Anwendung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 zeigen, und
Fig. 4 eine schematische, perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, und
Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das aus eine Nikotinspender besteht, der einen zigarettenförmigen, rohrförmigen Hohlkörper 1 aufweist, der miteinander verbundene Körperteile 2, 3 umfaßt. Der Körperteil 2 hat eine Seitenwand 4, ein Mundstück 5 an eine oder anschließend an ein Ende und ein mit Gewinde versehenes anderes Ende 6.
Die Seitenwand 4 wird durch eine Vielzahl von axial verlaufenden Schlitzen 7 durchbrochen. Der Körperteil 3 ist für die Verbindung mit dem mit Gewinde versehenden Ende 6 des Körperteils 6 an einem Ende mit Schraubgewinde versehen. Der Körperteil 3 ist an dem vom Mundstück 5 entfernten Ende 9 geschlossen oder eingeschnürt.
Nikotin in einem geeigneten Lösungsmittel (beispielsweise Wasser) wird in einem Behälter 10 bereitgestellt, der mit Hilfe eines zapfenförmigen Auslasses und einer Kupplung 11 für die Fluid- Verbindung mit einer Einlaßöffnung 12 einer Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung 14 ausgelegt ist. Beim vorliegenden Beispiel handelt es sich bei der Vorrichtung 14 um eine der Art, wie sie in einem Bläschenstrahl-Drucker eingesetzt wird, und sie ist mit einer Vielzahl von Tröpfchen-Ausstoßdüsen versehen. Die Vorrichtung 14 wird durch Steuerungsmittel 16, beispielsweise eine mikroelektronische Schaltung oder einen Mikroprozessor, gesteuert. Die Vorrichtung 14 und die Steuerungsmittel 16 sowie die anderen elektrisch angetriebenen Teile werden über einen Ein-Aus-Schalter 18, der durch die Seitenwand 14 führt und durch den Anwender betätigt werden kann, mit Hilfe einer Hohlzylinderbatterie 17 angetrieben. Wenn ein Anwender am Mundstück 5 inhaliert, wird ein Luftstrom "A" über die Schlitze 7 in den Körper 1, durch den Körperteil 2 und das Mundstück 5 in die Lungen des Anwenders gesogen. Die Schlitze 7 können mit einem Dämpfer oder dergleichen (nicht dargestellt) versehen werden, um den Luftstrom zu steuern, oder die Vorrichtung kann mit einem porösen Stopfen versehen werden, um den Luftstrom ("Sog") beim Inhalieren am Mundstück 5 zu steuern. Ein Drucksensor 19 erkennt eine durch das Inhalieren oder Saugen am Mundstück 5 hervorgerufene Änderung im Druck in der Vorrichtung und sendet über Kabel (nicht gezeigt) ein Betätigungssignal an die Steuerungsmittel 16 aus. Die Steuerungsmittel 16 reagieren auf das Betätigungssignal mit dem Aussenden eines Ausgangssignals oder von Ausgangssignalen über Kabel (nicht gezeigt) an die Vorrichtung 14 gemäß im voraus programmierter Parameter oder Algorithmen, wie das noch beschrieben wird. Das Ausgangs- oder "Dosis"-Signal ist ein Satz von "Ausstoß"-Signalen, beispielsweise eine Reihe von Spannungsimpulsen, oder schließt diesen ein. Die Vorrichtung 14 reagiert auf das(die) Ausgangssignal oder -signale durch die Abgabe einer Vielzahl von Tröpfchen der Nikotinlösung aus den Düsen 15 der Vorrichtung 14. Die Flüssigkeit, die das Nikotin enthält, tritt aus der Vorrichtung 14 als ein feiner Sprühnebel von Tröpfchen aus, die im Inhalationsluftstrom von den Schlitzen 7 zum Mundstück 5 mitgerissen werden. Der Sprühnebel weist im typischen Fall feine Tröpfchen auf, die zur Verdampfung im Luftstrom tendieren. Wahlweise werden Heizmittel 20 bereitgestellt. In diesem Fall kann die Kombination aus Luft und Nikotintröpfchen mit den Heizmitteln 20 in Wärmeleitkontakt gebracht werden, bevor sie das Mundstück 5 verläßt. Dadurch wird nicht nur beim Inhalieren eine Wahrnehmung hervorgerufen, die dem beim Rauchen einer brennbaren Zigarette ähnlich ist, sondern auch erreicht, daß die Verdampfung der Tröpfchen der aktiven Substanz im Gasstrom verstärkt wird, wodurch sich die Tröpfchengröße verringert.
Bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 und 2 dargestellt wird, ist der Behälter 10 für die aktive Substanz ein zusammenfaltbarer Balg, der innerhalb einer hohlen, zylindrischen Schutzpatrone 21 mit einem Entlüftungsschlitz 22 untergebracht ist. Es könnten jedoch auch andere Behälterformen (beispielsweise ein mit einem Kolben ausgestatteter Zylinder) eingesetzt werden. Die Patrone 21 ist eine Option und dient der Abschirmung des Balgs 10. Der Behälter 10 ist eine auswechselbare oder eine Wegwerfkomponente und kann für die Fluid-Verbindung mit dem Einlaß 12 der Vorrichtung 14 mit Hilfe eines Gewinde-, Bajonett- oder anderen geeigneten Dichtungsanschlusses ausgelegt sein.
Die Batterie 17 kann wahlweise eine Ringform haben und als Muffe für die Patrone 21 ausgelegt sein, um Platz zu sparen. Die Heizmittel 20 können Infrarot-Heizplatten oder -elemente, Widerstandselemente oder dergleichen sein.
Die Steuerungsmittel 16 weisen wünschenswerterweise eine programmierbare Logikschaltung, beispielsweise einen Mikroprozessor, in Verbindung mit dem dazugehörigen Festspeicher (ROM), Lese- Schreib-Speicher (RAM), den Taktgebern, der Energieversorgung und dergleichen auf und sind für die Steuerung der Menge an Nikotin programmiert, die unter Berücksichtigung von vorher festgelegten Kriterien beim Inhalieren durch die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung abgegeben wird.
Beim Normalbetrieb der Vorrichtung wird ein Druckabfall am Mundstück 5 durch den Drucksensor 19 festgestellt, der ein Signal, das ein Inhalieren anzeigt ("Betätigungs"-Signal), (über nicht gezeigte Kabel) an die Steuerungsmittel aussendet. Die Steuerungsmittel 16 reagieren mit der Aussendung eines "Dosis"-Signals an die Vorrichtung 14, was zu einem Sprühnebel von Tröpfchen aus der Vorrichtung führt.
Das Dosissignal umfaßt im typischen Fall einen vorher festgelegten Satz von Tröpfchen- "Ausstoß"-Signalen, die bewirken, daß eine Vielzahl der Düsen 15 der Vorrichtung 14 eine vorher festgelegte Anzahl von Tröpfchen ausstößt. Das Dosissignal kann beispielsweise eine Impulsreihe (wobei jeder Impuls ein Tröpfchen-Ausstoßsignal ist) sein, die nacheinander auf ein Widerstandsheizelement einer Thermobläschenstrahl-Vorrichtung gerichtet wird, oder kann eine Impulsfolge sein, die parallel auf eine Reihe dieser Widerstandsheizelemente gerichtet wird. Da das Volumen eines Tröpfchens, das aus einer gewählten Düse 15 abgegeben wird, für eine gegebene Flüssigkeit und Düse im voraus festgelegt wird und die Anzahl der ausgestoßenen Tröpfchen durch das Dosissignal gesteuert wird, wird das Gesamtvolumen der nikotinhaltigen Flüssigkeit, das in Reaktion auf das Betätigungssignal ausgestoßen wird, präzise bestimmt.
Die Steuerungsmittel 16 steuern den Impulsabstand, die Impulsbreite und die Impulsfrequenz des "Dosis"-Signals sowie die Anzahl der Impulse oder Tröpfchen-"Ausstoß"-Signale und bestimmen folglich das Zeitintervall, innerhalb dessen die Tröpfchen in den Inhalationsluftstrom eintreten, d. h., die Dosisrate. Die Anzahl der abgegebenen Tröpfchen und/oder die Tröpfchen-Abgabefrequenz können durch Änderung der Daten, die im Steuerspeicher gespeichert sind, geändert werden. Die Steuerungsmittel 16 können auch so programmiert werden, daß sie bestimmte Widerstandsheizelemente ansprechen, um so von ausgewählten Düsen Tröpfchen abzugeben, die sich beispielsweise hinsichtlich ihres Durchmessers oder der Ausrichtung voneinander unterscheiden.
Die Steuerungsmittel 16 können auch so programmiert werden, daß sie eine Zeitverzögerung zwischen dem Empfang eines Betätigungssignals, das anhand des Drucksensors 19 ein Inhalieren anzeigt, und dem Aussenden eines "Dosis"-Signals bereitstellen. Die Zeitverzögerung kann durch Änderung der im Steuerspeicher gespeicherten Daten geändert werden. Durch Steuerung der Zeitverzögerung zwischen der Vorderflanke eines Betätigungssignals und der Aussendung des Dosissignals und durch Steuerung der Frequenz der Tröpfchen-"Ausstoß"-Impulse im Dosissignal kann die aktive Substanz beispielsweise als eine Spitze kurz nach dem Anfang (Fig. 3A) oder dem Anfang und dem Ende (Fig. 3B) eines Inhalations- "Zuges" in einen inhalierten Luftstrom eingespritzt werden, oder sie kann über die Zugdauer verteilt werden (Fig. 3C), oder sie kann auf den vorderen oder hinteren Abschnitt eines Zugs beschränkt werden. Das ermöglicht es, die Änderung in der Konzentration des Nikotins während eines Zugs an einer Zigarette besser nachzuahmen.
Die Steuerungsmittel können auch so programmiert werden, daß das Aussenden eines Dosissignals, ungeachtet des Empfangs eines Inhalationssignals, verhindert wird, bis nach dem Aussenden eines vorausgehenden Dosissignals eine vorher festgelegte "wiederholungsfreie" Zeit verstrichen ist. Dadurch wird eine Mindestverzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Dosen gewährleistet.
Die Steuerungsmittel können auch mit Mitteln zum Zählen und Speichern der Gesamtzahl der Dosissignale, die innerhalb eines vorher festgelegten Zeitintervalls ausgesendet werden, versehen werden, und wenn die Gesamtzahl eine vorher festgelegte Grenze übersteigt (beispielsweise 30 Dosen in einem Zeitraum von 30 min), verhindert die Steuerschaltung die Abgabe einer weiteren Dosis, bis eine weitere Zeitspanne (z. B. 1 Stunde) verstrichen ist. Dadurch wird die Maximaldosis begrenzt, die innerhalb einer längeren Zeitspanne abgegeben wird.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung treten die Steuerungsmittel in einen minimalen Energieableitmodus ein, um Batterieleistung zu sparen, wenn beispielsweise mehr als 5 Minuten seit der Feststellung einer Inhalation verstrichen sind.
Die Vorrichtung von Fig. 1 kann wahlweise mit Mitteln zur Signalisierung der in der Vorrichtung verbliebenen Dosen versehen werden, beispielsweise mit Hilfe einer Vielzahl von Lumineszenzdioden 30, die nacheinander erlöschen. Jede LED kann beispielsweise einer Dosis entsprechen, die gleich dem Rauchen einer Zigarette ist, und in der Vorrichtung könnte anfangs eine Dosis gespeichert werden, die einer (oder mehreren) Schachteln Zigaretten entspricht. Es könnten auch andere Anzeigemittel, z. B. eine Flüssigkristallanzeige, eingesetzt werden.
Zusammenfassend erlauben die Steuerungsmittel die programmierbare Steuerung solcher Faktoren wie:
(1) Vorher festgelegte Anzahl von Nikotintröpfchen, die in einer einzelnen Dosis abgegeben werden (Dosisvolumen).
(2) Frequenz der Tröpfchenabgabe innerhalb einer Dosis (Dosisrate).
(3) Synchronisation der Dosis im Verhältnis zum Beginn des Inhalierens.
(4) Einspritzen der Dosis als Funktion der Zeit seit dem Beginn des Inhalierens (Impulsabstand und -frequenz).
(5) Steuerung der maximalen Abgabefrequenz von aufeinanderfolgenden Dosen oder der wiederholungsfreien Zeit (z. B. aufeinanderfolgende Dosen, die in Intervallen von nicht weniger als 60 s verfügbar sind).
(6) Steuerung der maximalen Anzahl von Dosen, die innerhalb einer gegebenen Zeitspanne verfügbar sind, d. h., maximale Dosisrate (z. B. nicht mehr als 20 Dosen, die je Stunde verfügbar sind).
(7) Programmierte Änderung der Dosis von einer Betätigung zur nächsten (z. B. sukzessive Verringerung der Dosis, um die Drogenabhängigkeit zu verringern).
(8) Programmierte Änderung in der Zeit (z. B. Verringerung der Dosis von Tag zu Tag).
(9) Steuerung der Düsen, aus denen die Tröpfchen austreten (und damit der Sprühmusters).
(10) Unterscheidung nach Angemessenheit der Inhalation (Keine Dosis, wenn nicht gleichzeitig genügend Inhalationsluft vorhanden ist).
Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, daß die Vorrichtung auch auf andere Weise programmiert werden und andere Funktionen ausführen kann, wenn andere Sensoren - beispielsweise Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren - hinzugefügt werden.
Außerdem können die Steuerungsmittel mit Mitteln versehen werden, mit denen die Steuerungsparameter geändert werden können oder mit denen die Vorrichtung umprogrammiert werden kann, beispielsweise durch Anschließen an eine Tastatur oder einen externen Computer.
Wie vorstellbar ist, kann der Mikroprozessor vorprogrammiert oder durch den Anwender programmierbar sein, um die Arbeitsweise der verschiedenen Tröpfchen-Ausstoßdüsen, der Heizvorrichtung, den Luftstrom oder dergleichen in verschiedenen anderen Kombinationen, Sequenzen oder als Funktionen der Zeit, der Temperatur oder dergleichen zu steuern.
Der rohrförmige Körper 1 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Kunststoff, Keramik, Edelmetallen oder dergleichen hergestellt werden. Das Mundstück 5 kann integriert sein, oder es kann eine weiche Spitze, beispielsweise aus Gummi oder kunststoffbeschichtetem Karton oder Papier, sein, und es kann unabhängig entsorgt werden. Die Batterie kann austauschbar oder aufladbar sein. Die Ausgabevorrichtung als Ganzes kann als Wegwerfartikel bereitgestellt werden oder wiederverwendbar sein. Im letzteren Fall sind der Produktbehälter und die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung normalerweise austauschbar oder werden als kombinierte Einheit bereitgestellt. In diesem Fall kann der Körperabschnitt, z. B. durch eine Schraubgewinde- oder Bajonettkupplung, in Teilabschnitte unterteilt werden, um das Einsetzen und Herausnehmen der Produktpatrone und/oder der Batterie zu erleichtern. Das auszugebende Produkt kann beispielsweise eine wässrige Nikotinlösung sein und kann zusätzliche Substanzen, wie beispielsweise Glycole, Aromastoffe oder Essenzen, zum Beispiel Methanol, enthalten. Die aktive Substanz kann die Form eines Gels, einer Schmelze, einer Lösung oder einer Suspension haben.
Auf Wunsch können mehr als eine Tröpfchen-Ausstoßvorrichtungen 14 einbezogen werden, um dadurch Tröpfchenströme mit unterschiedlicher Tröpfchengröße zu erzeugen, und in diesem Fall kann ein Strom vollständig durch Heizplatten 20 verdampft werden, während ein zweiter Strom so gelenkt wird, daß der Anwender die Wahrnehmung eines nassen Dampfes in Verbindung mit einem trockenen Dampf hat, wie sie beim Rauchen von herkömmlichen Zigaretten auftritt.
Es ist nicht wesentlich, daß der Sprühnebel des aktiven Bestandteils vor dem Erhitzen mit Luft kombiniert wird, und wenn das vorgezogen wird, können der Sprühnebel und/oder die Luft getrennt erhitzt und anschließend kombiniert werden, oder der aktive Bestandteil kann vorgewärmt werden, z. B. durch Heizmittel in thermischer Verbindung mit dem Vorratsbehälter 10. Durch wahlweise Programmierung des Reglers kann das Rauchinstrument so eingestellt werden, daß der Nikotinpegel einer "Light"- oder "Ultrafight"-Zigarette simuliert wird, oder es kann wahlweise zwischen diesen reguliert werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Luftaufnahme reguliert werden, um das Verhältnis von Luft zu aktiver Substanz zu variieren, um so die Simulierung der Wahrnehmung beim Rauchen von unterschiedlichen Zigarettensorten zu erleichtern. Besondere Anwendung findet die Erfindung bei der Unterstützung derjenigen, die mit dem Zigarettenrauchen aufhören wollen, da sie programmierbar ist, um die erhältliche Nikotindosis fortschreitend zu verringern. Vorrichtungen nach der Erfindung können entweder vorprogrammiert werden, können mit einfachen Mitteln ausgestattet werden, die den Anwender in die Lage versetzen, die Dosis innerhalb vorher festgelegter Sicherheitsgrenzen einzustellen, oder können für die Programmierung durch einen Anwender, z. B. durch eine Verbindung über einen Anschluß an einen Computer, geeignet sein.
Obwohl eine Batterie bevorzugt wird, können auch andere Stromversorgungsmittel, beispielsweise Photozellen, eingesetzt werden.
Es versteht sich von selbst, daß die beschriebene Vorrichtung in einer unterschiedlichen Form bereitgestellt werden kann, beispielsweise mit einem flexiblen Mundstück, wodurch der Körper in einer anderen Ausrichtung gegenüber dem Mundstück gehalten werden kann. Ebenso braucht die Batterie nicht ringförmig zu sein und kann jede geeignete Form haben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das für die Ausgabe eines Bronchodilators vorgesehen ist. Die Teile in Fig. 4, die in ihrer Funktion Teilen in Fig. 1 entsprechen, werden mit denselben Zahlen bezeichnet. Wenn die auszugebende Substanz wärmeempfindlich ist, wird vorzugsweise eine piezoelektrische Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung eingesetzt. Die Wegwerfpatrone 10 des Ausführungsbeispiels von Fig. 4 enthält beispielsweise Salbutamol. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 4 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dahingehend, daß der Körper einen rechteckigen Querschnitt hat und daß sich die Form und Anordnung der Komponenten unterscheiden.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß beim Ausführungsbeispiel von Fig. 4 der Mundstückabschnitt 5 gelenkig bewegt werden kann zwischen einer Aufbewahrungsposition "A", in der er mit dem Körper ausgerichtet ist (in Fig. 4 mit Strichlinien dargestellt), und einer aktiven Position "B", in der er in einem Winkel zum Körperabschnitt geneigt ist.
Das Mundstück kann um einen Schwenkbolzen 40 schwenken, und die Schwenkbewegung kann direkt einen Ein-Aus-Schalter betätigen, um die elektronischen Steuerungssysteme 16 zu erregen.
Auf Wunsch kann das Gerät anstelle eines druckempfindlichen Schalters mit einer manuellen Betätigung (z. B. einem Druckknopfschalter, nicht gezeigt) versehen werden, um die Arbeit zu steuern und ein "Betätigungs"-Signal auszulösen.
Beim Zigarettenersatzgerät nach Anspruch 1 sind Tröpfchengrößen in der Größenordnung von 1 bis 10 um Durchmesser oder mehr annehmbar. Bei der Pulmonarverabreichung von Arzneimitteln wird eine kleine Tröpfchengröße bevorzugt. Für diesen Zweck wird die Verteilung der Tröpfchengröße normalerweise als mittlerer aerodynamischer Massendurchmesser (MMAD) mit einer Standardabweichung beschrieben, um den Grad der Polydispersität anzugeben. Teilchen mit einem MMAD > 5 um tendieren dazu, auf das Ausgabesystem aufzuprallen und folgen nicht ohne weiteres den Atemwegen.
Daher werden aus praktischen Gründen Tröpfchen mit einem Durchmesser unter 10 um und vorzugsweise unter 5 um bevorzugt. Bei Bedarf kann die Tröpfchengröße nach dem Ausstoßen aus der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung dadurch herabgesetzt werden, daß die Tröpfchen aufeinander oder auf ein geeignetes Ziel gerichtet werden, das dafür vorgesehen ist, die Tröpfchen weiter aufzuteilen, oder dadurch, daß die Tröpfchen auf geeignete Weise in einen inhalierten Strom eingespritzt werden. Wahlweise können Heizelemente eingesetzt werden, um die Flüssigkeit zu verdampfen und die Tröpfchengröße herabzusetzen.
Geeignete Arzneimittel für die Ausgabe durch die beschriebene Vorrichtung schließen, um nur einige Beispiele zu nennen, Analgetika, Peptide und Proteine ein. Weitere geeignete Wirkstoffe schließen die folgenden ein:
(i) ß&sub2;-Bronchodilatoren - Salbutamol, Terbutalinsulfat, Fenoterolhydrobromid, Pirbuterol, Reproterolhydrochlorid, Rimiterolhydrobromid, Salmeterol (verbreitet eingesetzt für die Behandlung von akuten Asthmaanfällen und in der prophylaktischen Asthmatherapie).
(ii) Antimuskarin-Bronchodilatoren - Ipratropiumbromid, Oxitropiumbromid (eingesetzt bei der Behandlung von chronischer Bronchitis).
(iii) Kortikosteroide - Beclomethasondipropionat, Budesonid (eingesetzt bei der prophylaktischen Asthmatherapie).
(iv) Natriumchromoglycat, Nedocromilnatrium (eingesetzt bei der prophylaktischen Asthmatherapie).

Antibiotika-Therapie:

(v) Pentamidinisothionat (Antibiotikum für die Prophylaxe und Behandlung von Pneumonie, hervorgerufen durch Pneumocystis carinii, eine häufige Sekundärinfektion bei HIV-/Aids-Patienten).

Lokale Wirkung:

(vi) Spektrum von warenzeichenrechtlich geschützten, frei verkäuflichen Nasensprays zum Abschwellen für allgemeine Erkältungssymptome.
(vii) Kortikosteroide - Beclomethasondipropionat, Betamethasonnatriumphosphat, Budesonid, Fluticasonpropionat (eingesetzt bei der Prophylaxe und Behandlung von allergischer Rhinitis).
(viii) Natriumchromoglycat (eingesetzt bei der Prophylaxe von allergischer Rhinitis).
(ix) Antiinfektionsmittel - z. B. Dexamethason, Fusafungin, Chlorhexadinhydrochlorid (eingesetzt bei der Behandlung von Infektionen, hervorgerufen durch nasale Staphylokokken).

Systemische Wirkung

(x) Nasale Verabreichung von Peptiden, die mit dem Antidiuretischen Hormon verwandt sind - Desmopressin, Lypressin (eingesetzt bei der Behandlung von Diabetes insipidus).
Eine Vorrichtung für den Einsatz bei der Ausgabe bestimmter Arzneimittel kann programmierte Steuerungsmittel umfassen, die eine vorher festgelegte Dosis bei einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Inhalationen abgeben, und kann in diesem Fall mit einem "Dosis-Komplett"-Signal, beispielsweise über eine Lumineszenzdiode 31, ausgestattet sein, um einem Anwender anzuzeigen, daß eine volle Dosis ausgegeben worden ist. Die Dosis kann entsprechend der abzugebenden Zusammensetzung und der Verschreibung für jeden Anwender variiert werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das für die Ausgabe einer aktiven Substanz, wie beispielsweise eines Anästhetikums, eines Antiseptikums oder eines flüssigen Medikaments, durch topische Anwendung, statt durch Inhalation ausgelegt ist.
In der Chirurgie oder bei der medizinischen Behandlung ist es manchmal notwendig, auf einem lokalen Bereich ein Anästhetikum, ein Antiseptikum oder ein anderes Fluid mit Hilfe eines Aerosols, das aus einem Druckbehälter versprüht wird, aufzubringen. Es ist jedoch schwierig, die Menge und die Aufbringungsstelle der Sprayanwendung zu steuern. Außerdem ist der Einsatz eines CFC-Treibmittels, wie es in Aerosolen eingesetzt wird, aus Umweltgründen nicht wünschenswert.
Die Teile von Fig. 5, die in der Funktion Teilen im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 entsprechen, werden mit denselben Zahlen bezeichnet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird eine Ausgabevorrichtung gezeigt, die einen stiftförmigen, rohrförmigen Hohlkörper 1 aufweist, der aus Hohlkörperteilen 2, 3 montiert wird. Der Körperteil 2 hat an einem Ende eine Düsenöffnung 25, während der Körperteil 3 an dem von der Düsenöffnung 4 entfernten Ende der Ausgabevorrichtung geschlossen ist. Die Körperteile 2, 3 werden bei 6 trennbar miteinander verbunden, beispielsweise durch ineinandergreifende Gewindebildungen. Innerhalb des Körpers 1 befindet sich eine Patrone 10 und enthält eine Flüssigkeit. Die Patrone 10 ist über eine oder mehrere Leitungen 11 mit einer oder mehreren Tröpfchen-Ausstoßvorrichtungen 14 in Fluid-Verbindung. Beim vorliegenden Beispiel ist die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung 14 eine Wärmewiderstand-Bläschenstrahlvorrichtung, wie sie beispielsweise im Druckkopf eines Tintenstrahldruckers eingesetzt wird. Die Vorrichtung 14 kann von einer Batterie 17 über einen Ein-Aus-Steuerungsschalter 18, der für die Fingerbetätigung ausgelegt ist, während die Vorrichtung in der Hand gehalten wird, mit Strom versorgt werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung zwischen Daumen und Mittelfinger gehalten werden und einen Druckknopfschalter 18 haben, der durch den Zeigefinger betätigt werden kann. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel führt die Vorrichtung 14 bei einer Betätigung der Steuerung 18 Flüssigkeit von der Patrone 10 in Form eines Sprühnebels zu, der von der Ausgabevorrichtung über die Düse 25 nach außen gerichtet ist. Die Dauer des Sprühens wird durch die "Ein"- oder "Aus"-Stellung des Schalters 18 bestimmt.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auch das Volumen, das je Zeiteinheit gesprüht wird, gesteuert. Beispielsweise ist das Ausgabegerät 1 mit einem oder mehreren Schaltern 26 (beispielsweise Tastschaltern) versehen, welche die Steuerungsmittel 16 (beispielsweise eine Mikroprozessorschaltung) konditionieren, die wiederum eine Reihe von Bläschenstrahldüsen 15 der Vorrichtung 14 steuern, durch welche die Sprühtröpfchen ausgegeben werden und/oder welche die Folgefrequenz der Vorrichtung 14 und damit die Anzahl der Tröpfchen steuert, die in einer Zeiteinheit abgegeben werden. Folglich kann die Sprührate in Abhängigkeit von der Anzahl der Düsen, die Tröpfchen abgegeben, und in Abhängigkeit von der Folgefrequenz der Tröpfchenabgabe wahlweise schwach oder stark sein.
Wenn die Vorrichtung 14 mit einer Vielzahl von Austrittsdüsen versehen ist, die in vorher gewählten Winkeln zur Achse des Körpers gerichtet sind, können Tröpfchen der Flüssigkeit durch Schaltungsbetätigung einer gewählten Strahldüse 15 oder einer gewählten Kombination von Strahldüsen 15 der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung in der Axialrichtung oder wahlweise mit vorher festgelegten Winkeln zur Axialrichtung gerichtet werden. Auf diese Weise kann mittels einer geeigneten Fingersteuerung, die Bestandteil von geeigneten mikroeelektronischen Steuerungsmitteln 16 ist, ein Sprühmuster gewählt werden. Wenn alle Austrittsdüsen 15 axial gerichtet sind, kann das Sprühmuster wahlweise schmal oder breit gehalten werden.
Alternativ dazu kann der Steuerungsschalter 26 dafür ausgelegt sein, zwischen einer Reihe von vorher festgelegten Gesamtdosen-Verabreichungen zu wählen, oder es können zusätzliche Steuerungsmittel bereitgestellt werden, um die Gesamtdosis zu wählen. Auf diese Weise kann der Chirurg, wenn die Patrone beispielsweise ein flüssiges Lokalanästhetikum enthält, eine vorher festgelegte Menge und ein Sprühmuster des Lokalanästhetikums wählen, die während des chirurgischen Eingriffs aufgebracht werden. Folglich könnte der Chirurg bei jeder Betätigung eines Schalters 26 zwischen der Aufbringung einer kleinen, mittleren oder großen Dosis wählen und könnte im voraus zwischen einem schmalen, mittleren oder breiten Sprühmuster wählen.
Auf Wunsch kann die Steuerschaltung 16 mit Mitteln versehen werden, die eine unbeabsichtigte übermäßige Anwendung verhindern, beispielsweise durch Begrenzung der Maximaldosis an Flüssigkeit, die innerhalb einer vorher festgelegten Zeitspanne aufgebracht werden kann.
Außerdem kann die Steuerschaltung auf Wunsch mit einer Sicherheitsarretierung versehen werden, die den Vorrang gegenüber dem Ein-Aus-Schalter hat. Beispielsweise könnte die Vorrichtung mit einem programmierbaren Sicherheitscode versehen werden, auf Grund dessen sie nicht in der Lage ist, ihren Inhalt abzugeben, wenn und solange nicht durch einen künftigen Anwender ein entsprechender Code eingegeben worden ist.
Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung einen Stecker 28, eine Steckdose oder einen Sender/Empfänger haben, die den Anschluß der Vorrichtung an einen externen Computer ermöglichen. Der externe Computer könnte dann auch Daten aufzeichnen, welche die Anwendung, die abgegebenen Dosen, die Anwender-Kennung, die Patienten-Kennung oder ähnliche Daten angeben. Der externe Computer kann auch wieder neue Daten in einen oder mehrere Speicher in der Steuerschaltung der Ausgabevorrichtung eingeben, beispielsweise Dosiswerte, Zeitparameter, Sicherheitscodes. Diese Daten werden dann bei der Steuerung der Reaktion der Vorrichtung auf die Betätigung durch den Anwender genutzt.
Anstelle der Berührungsflächen 26 kann mit anderen Formen der Handsteuerung, beispielsweise mit druckempfindlichen Schaltern oder Drehschaltern, gearbeitet werden.
Die Steuerschaltung 26 kann mit Digital- oder Analogsteuerung arbeiten, und es können ein Mikroprozessor oder getrennte Schaltungskomponenten eingesetzt werden. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen schließt die Schaltung einen Speicher ein, vorzugsweise eines Typs, der durch fehlende Batteriestromversorgung nicht gelöscht wird, wie beispielsweise einen Ramtron-Chip. Wünschenswerterweise schließt die Schaltung außerdem einen Anzeigeschirm, wie beispielsweise eine einzeilige Flüssigkristallanzeige 27 ein. Die Schaltung kann auch eine Uhr haben und in der Lage sein, Datums- und Zeitdaten zu nutzen und anzuzeigen, und sie kann eine Tastenfläche oder gleichwertige Eingabeeinheit haben oder sich für die Eingabe auf die Verbindung mit einem externen Tastenfeld stützen.
Die Flüssigkristallanzeige könnte für die Anzeige solcher Daten wie Anzahl der verbliebenen Dosen oder Zeitpunkt und Datum der letzten Dosis genutzt werden.
Obwohl das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 unter Bezugnahme auf die Ausgabe einer Flüssigkeit beschrieben worden ist, kann leicht festgestellt werden, daß das auszugebende Material auch die Form eines Gels, Kolloids, einer Pulversuspension oder jede andere Form haben kann, die für die Ausgabe mittels der Vorrichtung 14 geeignet ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung (nicht gezeigt) ist die Ausgabevorrichtung mit einer Vielzahl von Patronen oder Kammern versehen, die jeweils für die Aufnahme eines entsprechenden Medikaments in flüssiger oder Lösungsform ausgelegt sind. Die Steuerungsmittel können so programmiert werden, daß sie zu vorher festgelegten Zeiten oder zu vorher festgelegten Zeiten und Daten einen Alarm bereitstellen (beispielsweise einen Pieper oder eine Blink-Lumineszenzdiode). Bei der nächsten Betätigung der Vorrichtung gibt sie dann eine vorher festgelegte Dosis eines Medikaments oder eine Kombination oder Aufeinanderfolge von Medikamenten mit jeweils einer entsprechenden, vorher festgelegten Dosis ab.
Folglich ist dieses Ausführungsbeispiel ideal für die vorprogrammierte Behandlung von Personen, die unter Demenz oder dergleichen leiden, oder von Personen geeignet, die eine Reihe von verschiedenen Medikamenten, jedes nach einem bestimmten Plan, einnehmen müssen und die Selbstverabreichung verwirrend finden.
Die Vorrichtung selbst alarmiert den Anwender, eine Dosis zu nehmen, und gibt die entsprechenden Dosen des vorgeschriebenen Medikaments aus.
Fachleuten auf dem Gebiet dürfte es offensichtlich sein, daß Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, mit denen der anderen kombiniert werden können.
Obwohl die Steuersignale als Impulse beschrieben worden sind, dürfte Fachleuten klar sein, daß die Signale eine große Vielfalt von Formen annehmen können, und daß es sich dabei um Spannungs- oder Stromsignale, Wechselstrom- oder Gleichstromsignale, Digital- oder Analogsignale oder dergleichen handeln kann, wie das für die Arbeitsweise der gewählten Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung erforderlich ist. Es ist nicht im wörtlichen Sinne notwendig, die Signale zum Ausstoßen einer vorher festgelegten Anzahl von Tröpfchen zu zählen, und es versteht sich von selbst, daß solche Lösungen wie das Aussenden von Ausstoßsignalen mit einer vorher festgelegten Frequenz über eine gewählte Zeitspanne als gleichwertig zu betrachten sind und innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen. Obwohl die Erfindung in Begriffen von elektronischen Bauelementen beschrieben worden ist, können auch digitale Strömungselemente und nichtelektronische Steuerungsmittel eingesetzt werden.
Fachleute auf dem Gebiet des Druckens werden wissen, daß bei vielen Tröpfchen- Ausstoßvorrichtungen ein ausgestoßenes Haupttröpfchen manchmal nachlaufende Satelliten-Tröpfchen hat, die sehr viel kleiner sind. Soweit im Vorstehenden auf eine vorher festgelegte Anzahl von Tröpfchen Bezug genommen worden ist, bezieht sich das auf die Anzahl der ausgestoßenen Haupttröpfchen, falls das notwendig ist, kann die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung jedoch auch so geeicht werden, daß sie eine gewünschte Dosis unter Berücksichtigung der Satelliten-Tröpfchen abgibt, ohne daß dies eine Abweichung von der Konzeption der Erfindung darstellt. Ebenso versteht es sich von selbst, daß die Steuerung der Viskosität der Flüssigkeit wichtig ist und daß folglich das Volumen einer Substanz, das in Reaktion auf einen gegebenen Satz von "Ausstoß"-Signalen abgegeben wird, nicht unbedingt gleich dem für eine andere Substanz sein muß. Auf der Grundlage der vorstehenden Ausführungen werden Fachleute jedoch keine Schwierigkeiten bei der Programmierung von Vorrichtungen nach der Erfindung unter Berücksichtigung dieser Faktoren haben.
Wie Fachleuten auf dem Gebiet aus der hier enthaltenen Beschreibung ersichtlich sein wird, kann die Vorrichtung in anderen Formen oder Anordnungen ausgeführt werden und können andere Baumaterialien eingesetzt werden, ohne vom Rahmen der Erfindung, wie sie hier offengelegt wird, abzuweichen.

Claims

1. Handgerät (1) zur Verabreichung einer Substanz an einen Menschen oder ein Tier, wobei das Gerät (1) folgendes aufweist: ein Inhalatorgehäuse (2, 3), einen Arzneimittelbehälter (10), der mit dem Inhalatorgehäuse (2, 3) verbunden ist und die Substanz enthält, und ein Mundstück (5), das mit dem Inhalatorgehäuse (2, 3) verbunden ist, wobei das Gerät (1) dadurch gekennzeichnet ist, daß es außerdem folgendes aufweist:

wenigstens eine Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung (14), bei dem die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung (14) eine Vielzahl von selbständig zu betätigenden Tröpfchen-Ausstoßwiderständen und eine Vielzahl von Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) aufweist, bei dem die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung (14) strömend mit dem Arzneimittelbehälter (14) verbunden ist, bei dem durch die Übertragung eines Betätigungssignals an die Vielzahl der Tröpfchen-Ausstoßwiderstände eine vorher festgelegte Anzahl von einzelnen Tröpfchen der Substanz durch die Vielzahl der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) in das Mundstück (5) und in den Menschen oder das Tier ausgestoßen wird und bei dem das Vorhandensein der Vielzahl von selbständig zu betätigenden Tröpfchen-Ausstoßwiderständen eine verbesserte Steuerung eines Gesamtvolumens der Vielzahl von einzelnen Tröpfchen, die durch die Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung (14) ausgestoßen werden, bereitgestellt wird.

2. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung (14) eine Wärmebläschen-Strahlvorrichtung ist und bei dem sich jeder Tröpfchen-Ausstoßwiderstand hinter der eigenen Tröpfchen-Ausstoßdüse (15) befindet.

3. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem einen programmierbaren Mikroprozessor (16) aufweist, der funktionell mit der wenigstens einen Tröpfchen-Ausstoßvorrichtung (14) und jedem der Tröpfchen- Ausstoßwiderstände verbunden ist.

4. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Steuerungsmittel (16) aufweist, die dafür ausgelegt sind, die Anzahl der einzelnen Tröpfchen, die in Übereinstimmung mit einem vorher festgelegten Programm ausgestoßen werden, zu variieren.

5. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Steuerungsmittel (16) aufweist, die dafür ausgelegt sind, die Frequenz der Ausgabe von einzelnen Tröpfchen in Übereinstimmung mit einem vorher festgelegten Programm zu variieren.

6. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem für jede Tröpfchen-Ausstoßdüse (15) ein gesonderter der Tröpfchen-Ausstoßwiderstände vorhanden ist.

7. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem ein Satz von Ausstoßsignalen zu mehr als einem der Tröpfchen-Ausstoßwiderstände geleitet wird.

8. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem jede der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) Abmessungen hat, die so gewählt worden sind, daß ein Tröpfchen der Substanz von weniger als 10 um Durchmesser ausgestoßen wird.

9. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem die Richtung des Ausstoßens der Tröpfchen aus einer ersten der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) nicht koaxial mit der einer zweiten der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) ist.

10. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem sich die Abmessungen einer ersten der Tröpfchen- Ausstoßdüsen (15) von denen einer zweiten der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) unterscheiden, wodurch sich die Größe der Tröpfchen, die aus der ersten der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) ausgestoßen werden, von der Größe der Tröpfchen, die aus der zweiten der Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) ausgestoßen werden, unterscheidet.

11. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem das Inhalatorgehäuse (2, 3) wenigstens eine Luftzutrittsöffnung (7) mit einer Drosselkappe zur Steuerung des Luftstroms aufweist und bei dem die Tröpfchen in einem Luftstrom mitgerissen werden, der von der wenigstens einen Luftzutrittsöffnung (7) zu dem Mundstück (5) fließt.

12. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Mittel (19) zum Feststellen eines Atemzuges des Menschen oder Tieres und Mittel (16) aufweist, um in Reaktion auf einen festgestellten Atemzug ein Betätigungssignal auszusenden.

13. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Mittel (19) aufweist, um bei der Anwendung des Geräts (1) einen Druckabfall auf Grund eines Atemzuges durch den Menschen oder das Tier festzustellen, und Mittel (16) zur Synchronisation der Aussendung eines Satzes von "Ausstoß"-Signalen mit dem festgestellten Atemzug.

14. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Steuerungsmittel (16) aufweist, die funktionell mit jedem der Tröpfchen-Ausstoßwiderstände verbunden sind und Zählmittel (16) einschließen, die dafür ausgelegt sind, die Höchstfrequenz der Ausgabe von aufeinanderfolgenden Dosen zu begrenzen.

15. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Steuerungsmittel (16) aufweist, um diejenigen der Vielzahl von Tröpfchen-Ausstoßdüsen (15) zu wählen, aus denen die Tröpfchen auszustoßen sind, um so das Spraymuster zu variieren.

16. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Erwärmungsmittel (20) aufweist, die dafür ausgelegt sind, die Temperatur eines zu inhalierenden Luftstroms mit den darin befindlichen Tröpfchen anzuheben.

17. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem Mittel (16) aufweist, die dafür ausgelegt sind, einen Sicherheitscode zu speichern, und das mit Mitteln versehen ist, das Gerät (1) nicht betriebsbereit für die Ausgabe der Substanz zu machen, solange nicht und bis ein entsprechender Code eingegeben wird.

18. Gerät (1) nach Anspruch 1, bei dem das Gerät (1) dafür ausgelegt ist, von Hand gehalten zu werden und tragbar zu sein, und außerdem wenigstens eine Batterie (17) aufweist, die elektrisch mit jeder der Vielzahl von Tröpfchen-Ausstoßvrrichtungen (14) verbunden ist.

19. Gerät (1) nach Anspruch 1, das außerdem eine Vielzahl der Arzneimittelbehälter (10), die jeder einen entsprechenden aktiven Wirkstoff enthalten, wobei jeder der Arzneimittelbehälter (10) mit einer bestimmten der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtungen (14) in Verbindung steht, und Steuerungsmittel (16) zur Steuerung der Anzahl der Tröpfchen aufweist, die nach einem vorher festgelegten Programm aus jeder der Tröpfchen-Ausstoßvorrichtungen (14) abgegeben werden.