SE504458C2 - Inhalator för elektrisk dosering av substanser - Google Patents

Description

504 458 2 mängd svagheter vilka trots allt begränsar deras effektivitet och användning. Följande punkter ger exempel på några av dessa svagheter: 0 Koncentrationen av substans i. den inandade luften blir ojämn. 0 Mycket stor andel av substansen fastnar i inhalatorn och/eller i luftvägarna. 0 Avvikelser i inandningsförloppet kan ge stora avvikelser i till lungan avgiven dos. 0 Endast ett färre antal substanser kan idag användas i inhalatorer enligt teknikens ståndpunkt. 0 Mängden avgiven substans till lungan kan 'variera från patient till patient och mellan olika doseringstillfällen. 0 Inhalatorer enligt teknikens ståndpunkt är i allmänhet ej avsedda att upprepat återanvändas.

Beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning hänför sig till en apparat för elektrisk dosering av rena substanser eller beredningar av kemiska och biologiska substanser som i huvudsak används som läkemedel. De doserade substanserna är i första hand i form av pulver, men kan även vara i form av små droppar eller aerosoler.

Speciellt är den föreliggande uppfinningen avsedd att tillämpas vid konstruktionen av en ny kontinuerlig inhalator som därvid ger ett antal fördelar gentemot idag' på marknaden förekommande inhalatorer enligt teknikens ståndpunkt.

Uppfinningen enligt det oberoende patentkravet 1 avser en anordning vid en kontinuerlig inhalator med möjlighet att dosera ett stort antal olika substanser. Med en kontinuerlig inhalator avses en utrustning som medger att en substans kan tillföras kontinuerligt eller med en sådan frekvens av ett upprepat antal smådoser att resultatet ut ur inhalatorn kan karakteriseras som kontinuerligt. Dosen, kopplas till luftflödet och styrs till koncentration och mängd under inhalationsförloppet. Detta innebär en jämnare tillförsel av substans och därmed en möjlighet att öka 504 458 3 mängden substans till lungan jämfört med idag förekommande inhalatorer.

Den sålunda skapade inhalatorn utrustas lämpligen så att den kan programmeras att vara direkt följsam gentemot varje patients speciellaförutsättningaravseendeinandningskarakteristik,behov av substans, antal doser samt dosintervall. Den nya inhalatorn är i första hand avsedd att vara personburen, men kan även vara stationär.

De beroende patentkraven 2 till 9 avser olika utföringsformer av den föreliggande uppfinningen.

Figurbeskrivning Uppfinningen kommer att beskrivas i forn1 av en föredragen, belysande utföringsform och med hjälp av de bifogade ritningarna där lika hänvisningsbeteckningar anger lika eller motsvarande element och där: Fig. 1 visar en principskiss för funktionen för en inhalator i enlighet med den föreliggande uppfinningen, Fig. 2 visar i en sidovy en belysande utföringsform av inhalatorn utförd i enlighet med fig. 1, samt Fig. 3 visar i en planvy uppifrån inhalatorn enligt fig. 2.

Belysande utföringsform 1. Teknisk beskrivning De substanserna som avses doseras är i första hand i form av pulver, men kan alltså även vara i form av små droppar eller aerosoler. I fortsättningen i samband med beskrivningen av en belysande utföringsformen kommer pulver att användas som ett gemensamt namn för samtliga typer av substanser eller beredningar av substanser, som skall doseras.

I fig. 1 visas en principskiss som belyser uppfinningen på ett 504 458 4 enkelt sätt. Till höger i skissen finns ett utrymme för lagring av pulvret 22. I samma utrymme alstras ett elektriskt fält med hjälp av en elektrodanordning 23, som ges elektrisk potential cirka -10000V. Det elektriska fältet har till uppgift att statiskt ladda pulverpartiklarna. Dessa dras då till och fastnar pà en roterande doseringstrumma 24 med potentialen OV. Under rotationen tas överflödigt pulver bort med hjälp av en avjämnare . När trumman roterat ett halvt varv kommer pulvret att utsättas för ett andra elektrisk fält alstrat av' en andra elektrodanordning 32 med motsatt potential cirka +10000V varvid pulvret lösgöres och förflyttas bort från trumman 27 till en luftström 13, som erhålles vid en inandning, blandas med denna luftström och transporteras vidare ut ur inhalatormunstycket 12.

Pâ vägen passerar pulvret en elektronisk gardin 28 för reglering av doseringen och en avjoniseringszon 30. Rätt dos i form av en homogen luft/pulverblandningen passerar därefter ut genom munstycket 12.

I fig 2 och 3 visas en belysande utföringsform av en inhalator i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Inhalatorn har ett hölje 11, som är helt slutet för att förhindra damm och fukt att tränga in. Vid val av material för tillverkningen av höljet 11 och övriga mekaniska delar tas lämpligen stor hänsyn till materialets elektriska egenskaper för att förhindra pulverupp- byggnad pá fel ställen. Även höljet ll utföres lämpligen med en utformning pà ett sätt så att minsta mängd pulver kan fastna.

Inhalatorns storlek anpassas sä att den kan bäras exempelvis i en kavajficka. Inandningen sker genom ett munstycke 12 i främre delen av inhalatorn och luften sugs vid inandningen in genom ett filter 13 på undersidan av inhalatorn. Vid passagen genom inhalatorn sker ytterligare en filtrering 14 och en mätning av lufthastigheten 15 innan luften blandas med pulver i diffusorn 16 före munstycket 12.

Pulvret, som är inneslutet i en behållare, som även innehåller torkmedel för att rätt luftfuktighet skall upprätthällas, tillsätts inhalatorn genom en öppning 21 (se fig. 3) på ovansidan 504 458 av inhalatorn. Öppningen sluts efter laddningen hermetiskt.

Pulverbehållaren 21 utformas företrädesvis så att den vid laddningen automatiskt öppnas så att pulvret töms ut i inhala- torns lagringsutrymme 22 och att även förslutningen sker i samma operation. Mängden pulver anpassas efter patientens behov och kan normalt exempelvis täcka en hel behandlingsperiod. I pulvrets lagringsutrymme 22 finns en elektrod 23, sonxnär inhalatorn skall användas laddas upp till en hög spänning och då alstrar ett fält som i sin tur laddar upp pulverpartiklarna till en hög elektro- statisk potential. I samma utrymme finns vidare en roterande doseringstrumma 24, med en annan potential, till vilken pulver- partiklarna kommer att dras och fastna. För att få ett jämnt pulverlager på valsen finns en avjämnare 25. För att rengöra trumman innan ytan beläggs med pulver finns en rengörings- anordning 26 t.ex. i form av en roterande borste. När doserings- trumman 24 roterar och det avjämnade pulvret kommer över på den andra sidan 27 av trumman kommer pulvret att pâverkas av ett andra elektriskt fält av motsatt potential som därvid lösgör pulvret och transporterar det i riktning från trumman. Pulvret passerar under vägen mot munstycket 12 en elektronisk gardin 28 som reglerar mängden pulver som avgår från doseringstrumman 27 och därefter genom ett rör som innehåller en pulveraccelerator 29 och eventuellt en avjoniseringszon 30. Därefter blandar sig pulvret med den inandade luften i en diffusor 16.

All reglering, övervakning och minnesfunktion sköts av en mikroprocessor 42 som är kopplad till en funktionsindikator 43.

Genom en extern kontakt programmeras mikroprocessorn i enlighet med teknikens ståndpunkt före användning av inhalatorn för att dels ge rätt dosering och dels ge rätt styrning av inhalatorns olika funktioner så att ett optimalt resultat uppnås.

För att förse inhalatorn. med kraft finns ett laddningsbart batteri 41, som genom extern kontakt på inhalatorns hölje kan kopplas in och ur. För att driva den mekaniska utrustningen finns en motor 44, som är kopplad till bl.a. doseringstrummans drivning på för fackmannen känt sätt. 504 458 2. Funktionssätt.

Inhalatorns funktion. bygger' pà dosering genom användande av elektrisk uppladdning av' pulver' pà likartat sätt som finns beskrivet i litteraturen när det gäller moderna skrivare och kopieringsmaskiner. Principen visas i fig. 1 och kan kort beskrivas på följande sätt.

Pulvret 22 laddas statiskt med hjälp av ett elektriskt fält som alstras av en elektrodanordning 23 med exempelvis en spänning omkring -10000 V. Pulvret kommer då att dras till en anordning i detta fall en roterande doseringstrumma 24 som har en potential O V. Trumman 24 kommer pá detta sätt att kontinuerligt beläggas med ett tunt skikt pulver. Pà trummans motsatta sida 27 avlägsnas lämplig mängd pulver med hjälp av en elektrodanordning 32 med motsatt potential ungefär +1000OV. Den på detta sätt doserade mängden pulver dras därefter iväg och blandas med hjälp av den luftström, som uppstår vid inandningen, fortsätter genom inhalatorn och ner i patientens lungsystem. Mängden pulver som avges fràn doseringspositionen regleras på flera sätt, exempelvis genom ett elektronisk gardin 28. Om nödvändigt sker en avjoni- sering 30 innan pulver/luftblandningen lämnar inhalatorn 12.

Frigöringen av pulvret kan göras antingen intermittent i små doser som ut ur inhalatorn genom dess volym kommer att uppfattas som kontinuerlig eller genom ett sant kontinuerligt förfarande där dosen avges kontinuerligt.

Kraven pà pulvrets elektriska egenskaper är specifika pà samma sätt som när pulver doseras i en skrivare. För att erhålla de rätta elektriska egenskaperna mäste ibland någon form av beredning av pulvret ske innan användningen. Denna behandling kan exempelvis vara xuikronisering' av' pulvret till rätt storlek, beredningar tillsammans med bärare som har rätt elektriska egenskaper och/eller ytbehandling av pulvret. En anpassning till pulvrets egenskaper kan även ske genom att välja en passande metod för att elektrostatiskt ladda pulvret. Exempel pà olika typer av laddningsförfaranden är koronaladdning, triboladdning 504 458 7 och induktionsladdning. Laddningsförfarandet är kopplat till inhalatorns mikroprocessor som därvid programmeras på för fackmannen känt sätt för att ge ett optimalt resultat.

Mängden avgivet pulver är genom udkroprocessorn kopplad till lufthastigheten genom inhalatorn för att kunna ge en så jämn dos sonlmöjligt genonlhela doseringsförloppet. Detta innebär fördelar eftersom mindre avsättningar av pulver, i munnen och i övriga luftvägar, erhålles pá detta sätt. Luftmängden mäts med hjälp av en luftflödesmätare 15 och pulvermängden mäts och doseras elektriskt med hjälp av den elektroniska gardinen 28. Mikro- processorn 42 lagrar och behandlar nàtresultaten under hela doseringsförloppet för att säkerställa att rätt dos är avgiven ut ur inhalatorn. På en funktionsindikator 43 varnar inhalatorn om inhalationen ej är korrekt, och exempelvis för låg dos avgivits. Om.korrekt dos är avgiven ger inhalatorn klartecken och verifierar samt lagrar avgiven totaldos.

Pulvret kan efter avgivning från doseringsutrustningen beroende pà egenskaper behöva viss efterbehandling såsom avjonisering 30, men även deagglomerering, avskiljning av bärare med mera, vilket då utförs i inhalatorns dosbehandlingsdel 29, 30 lokaliserad i flödesriktingen efter dosavgivningsdelen. Dosbehandlingsdelen utrustas lämpligen efter de förutsättningar sonlrespektive pulver kräver.

Efter det att pulvret är efterbehandlat i dosbehandlingsdelen 29, 30 avges det genom inhalatorns munstycke 12 in i munhálan på patienten för vidare transport ner i lungan. Munstycket 12 är utformat för att ge minsta möjliga avsättning av substans på tänder och i munhálan samt att erhålla minsta möjliga skillnad i lufthastighet mellan inhalator och munhála för att minimera ejektorverkan och därmed minska risken för att substansen skall "skjutas" mot slemhinnan i munhálan. Munstycket 12 kan alterna- tivt utformas för att passa andra typer av administrering av pulver. 504 458 8 Avsikten med inhalatorn i enlighet med den föreliggande uppfin- ningen är följaktligen att inget extra kraftigt andetag skall behöva göras vid en inhalation, utan endast grundmässigt ett fortsatt normalt lugnt, men lämpligen djupt andetag. Inhalationen av den för tillfället önskade totaldosen kan därvid också ske genom ett antal på varandra följande andetag varvid inhalatorn i enlighet med uppfinningen automatiskt reglerar att rätt mängd pulver utdoseras.

När inhalatorns strömbrytare sätts i läge "till" intar den automatiskt beredskapsläge. Inhalatorn sätts till munnen och när inandningen påbörjas ger sensorn för luftflödet en signal till mikroprocessorn, som omedelbart startar doseringen av pulvret.

Mikroprocessorn styr därefter doseringsförloppet under hela inandningen och kontrollerar att rätt dos avgivits. När patienten stänger av inhalatorn efter användningen sluts den och fuktskyd- dar> då såväl substansbehàllare samt alla andra fuktkänsliga detaljer. Inhalatorn kan därför medföras i exempelvis en kostymficka eller handväska. Inhalatorn som alltid mäste vara personlig kan därigenon1 ge läkaren möjlighet att följa upp användningen av inhalatorn och de doser som patienten tagit.

Mikroprocessorn kan med fördel programmeras genom att patienten får göra en eller flera provinandningar vars karaktär registreras och lagras i mikroprocessorn. Denna programmering innebär att doseringen kan göras helt anpassad till varje patients inand- ningskarakteristik.

Regenerering av inhalatorn med nytt pulver sker genom insättning av en ny pulverbehállare 21 i inhalatorn samt àterställning av inhalatorns mikroprocessor 42. Inhalatorns batteri 41 är i den föredragna utföringsformen ett i sig utbytbart men laddningsbart batteri, som vid lämpliga tillfällen anslutes för uppladdning med hjälp av en standardmässig laddningsanordning' väl känd för fackmannen och allmänt tillgänglig i handeln.

Claims (9)

504 458 9 PATENTKRAV

1. Anordning vid inhalator innefattade en kraftkälla för skapade av höga elektriska potentialer för administrering av företrädesvis pulverformiga kemiska och biologiska substanser, k ä n n e t e c k n a d av att doseringen sker genom en elektrostatisk uppladdning av substansen via ett första fält- alstrande organ (23) varvid substansen överförs till ett överför- ingsorgan, vilket attraherar substansen och frán vilket substan- sen sedan avges genom inverkan av ytterligare ett elektriskt fält alstrat av ett andra fältalstrande organ (32).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att överföringsorganet, vilket överför substansen som skall doseras, utgörs av en doseringstrumma (24), vilken under rotation genom en inbyggd motor (26) kommer att avge substansen genom inverkan av det ytterligare elektriska fältet alstrat av det andra fältalstrande organet (32).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att substansen avges från doseringstrumman (24) i anordningen genom kombination av det ytterligare elektriska fältet och den luftström som alstras av inandningen.

4. Anordning enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k ri a d av att den därvid skapade inhalatorn vidare är inandningsstyrd, varvid ingen substans avges från doseringstrum- man (24) förrän en luftström detekterats med en luftflödesmätare (15).

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att substansen doseras och mäts med hjälp av en elektronisk gardin (28) samtidigt som luftmängden mäts med luftflödesmätaren (15), vilket ger en flexibel och noggrant mätbar dosering av pulvret och möjliggörande en god följsamhet med avseende pà patientens inandningsförlopp. 504 458 10

6. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den skapade inhalatorn vidare är försedd med en behand- lingsdel bestående av ett acceleratororgan (29), ett avjoni- seringorgan (30) och ett diffusororgan (16), vilka därvid innefattas i ett patientvänligt munstycksorgan (12).

7. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den skapade inhalatorn är försedd med en mikroprocessor 42, vilken kan programmeras för styrning av dos, flöden, tid, antal doser, gränser, säkerhetskoder mm, vilket vidare möjliggör avancerad uppföljning av patientens användning av substansen alternativt substanserna under en tidsperiod med angivande av exempelvis överdosering, felanvändning eller trender.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att den skapde inhalatorn är utrustad med en funktionsindikator (43) som exempelvis genom ljud, ljussignal och klartext varnar vid överdosrisk eller felanvändning samt ger klartecken vid korrekt avgiven och av patient erhállen dos.

9. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att inhalatorn är anordnad för att kunna ta emot en möjlig kassett (21) för att ladda inhalatorn med den aktuella substan- sen, varvid inhalatorn blir enkelt laddningsbar och även omladdningsbar med en eller flera substanser.