ингаляторное устройство для вдыхания активного порошкообразного или жидкого вещества

Формула изобретения

1. Ингаляторное устройство для вдыхания активного порошкообразного или жидкого вещества, содержащее резервуар с веществом, дисперсионную камеру, в которую засасывается вещество в диспергированном состоянии, и мундштук, отличающийся тем, что дисперсионная камера содержит по крайней мере одну подвижную стенку, установленную с возможностью перемещения между положениями, в которых камера достигает минимального и максимального объема, а также движущие средства для перемещения подвижной стенки в направлении положения с максимальным объемом камеры с тем, чтобы засосать вещество из резервуара в камеру.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дисперсионная камера выполнена с возможностью подсоединения к традиционному ингалятору.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит клапанные средства для сообщения дисперсионной камеры с окружающей атмосферой, когда камера достигает максимального объема или непосредственно перед этим.

4. Устройство по любому из пп. 1 3, отличающееся тем, что дисперсионная камера выполнена цилиндрической, а подвижная стенка в виде поршня.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит запирающее устройство, приспособленное разъемно удерживать поршень в положении минимального объема камеры, а движущие средства содержат пружину, выполненную с возможностью прижимания поршня в положении максимального объема камеры.

6. Устройство по любому из пп. 3 5, отличающееся тем, что клапанные средства выполнены в виде сквозных отверстий в стенке камеры, при этом по крайней мере одно отверстие размещено с возможностью сообщения с камерой при положении подвижной стенки, соответствующем максимальному объему камеры.

7. Устройство по любому из пп. 1 6, отличающееся тем, что мундштук сообщен с дисперсионной камерой через односторонний клапан, позволяющий прохождение потока воздуха только из дисперсионной камеры.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что оно содержит сообщающийся с мундштуком канал выдыхания с вторым односторонним клапаном, позволяющим прохождение потока воздуха только от мундштука.

9. Устройство по любому из пп. 1 8, отличающееся тем, что оно содержит входную камеру, сообщающуюся с резервуаром и дисперсионной камерой.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что входная камера сообщена с дисперсионной камерой через третий односторонний клапан, позволяющий прохождение потока воздуха только из входной камеры.

11. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что входная камера соединена с дисперсионной камерой разъемно.

12. Устройство по любому из пп. 9 11, отличающееся тем, что входная камера выполнена с регулируемым объемом.

13. Устройство по любому из пп. 9 11, отличающееся тем, что входная камера выполнена с постоянным объемом.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что входная камера выполнена сменной с возможностью замены по крайней мере на одну камеру с другим объемом и/или другой формы.

15. Устройство по п. 4 или любому из пп. 9 14, отличающееся тем, что рабочий ход поршня между положениями минимального и максимального объемов камеры является регулируемым.

16. Устройство по любому из пп. 9 15, отличающееся тем, что входная камера содержит цилиндрическую стенку, на периферии которой размещен канал, соединяющий входную камеру с резервуаром.

17. Устройство по любому из пп. 8 16, отличающееся тем, что мундштук является интегральной частью узла, содержащего канал выдыхания с вторым односторонним клапаном.

18. Устройство по п. 5 или 17, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит рычаговое устройство для перемещения поршня навстречу действию пружины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается ингаляторного устройства для вдыхания активного порошкообразного или жидкого вещества из резервуара. Указанное устройство содержит камеру, в которую закачивается активное вещество и диспергированном состоянии, и мундштук, при помощи которого пациент может вдыхать диспергированное активное вещество из дисперсионной камеры.

Различные варианты ингаляционных устройств такого типа хорошо известны. Функционирование этих известных устройств обусловлено созданием воздушного потока через ингаляционное устройство, вызываемого энергетичным вдохом пациента. Такой поток воздуха побуждает активное вещество перемещаться из резервуара в поток воздуха, в котором оно диспергируется. Таким образом эффективность этих известных устройств в значительной степени зависит от способности пациента создать сильный поток вдыхаемого воздуха. Это означает, что не только маленькие дети, но и взрослые пациенты с ослабленными по какой-либо причине легочными функциями не в состоянии эффективно пользоваться этими известными ингаляторами или ингаляторными устройствами.

Ингаляторы, функционирование которых основано на использовании газовых движителей или сжатого газа, такого как фреон, тоже хорошо известны. Однако, использование таких газовых движителей часто вызывает нежелательные побочные эффекты для пациентов.

Изобретение предусматривает ингаляторное устройство, в котором порошкообразное или жидкое вещество может быть эффективно диспергировано в воздухе или газе в дисперсионной камере устройства без применения специальных газовых движителей даже при слабой или ослабленной легочной функции пациента.

Ингаляторное устройство согласно изобретению отличается тем, что дисперсионная камера ограничена по крайней мере одной стенкой, которая подвижна между позициями, в которых камера достигает минимального и максимального объемов, и тем, что движущие средства ориентированы на возврат подвижной стенки в положение, в котором дисперсионная камера достигает максимального объема, способствуя всасыванию активного вещества в дисперсионную камеру из резервуара.

Подвижная стенка или стенки могут перемещаться в направлении максимального объема с силой или скоростью, достаточной для создания в дисперсионной камере необходимого вакуума. Это заставляет воздух из окружающей атмосферы притекать в дисперсионную камеру, создавая достаточно сильный воздушный поток для диспергирования активного вещества из резервуара.

После того, как активное вещество было диспергировано в воздухе дисперсионной камеры, пациент может без каких-либо трудностей вдыхать воздух с активными веществами из дисперсионной камеры через мундштук, тем самым доставляя активное вещество в легкие.

Резервуар для активного вещества и необходимые средства для вовлечения этого вещества в воздушный поток, засасываемый в дисперсионную камеру при перемещении подвижной стенки или стенок в сторону максимального объема, являются непременными элементами ингаляторного устройства согласно настоящему изобретению. Вместе с тем, дисперсионная камера ингаляторного устройства по настоящему изобретению может быть приспособлена к использованию и других ингаляторах такого типа, в котором их функционирование основано на энергичности входа пациента, как это, например, описано в спецификациях к шведскому патенту N 453 566.

Когда пациент вдыхает воздух и активное вещество из дисперсионной камеры в легкие, необходимо предусмотреть возможность замены вдохнутого воздуха из дисперсионной камеры воздухом из окружающей атмосферы. Такой приток заменяющего воздуха может, например, поступать в дисперсионную камеру через указанный отдельный ингалятор. Ингаляторное устройство может быть, в порядке альтернативы или дополнительно, оснащено клапанными средствами для сообщения дисперсионной камеры с окружающей атмосферой непосредственно перед тем, как или тогда, когда камера достигает максимального объема. Такая клапанная система может приводиться в действие вручную или же ее можно приспособить открываться автоматически, когда дисперсионная камера достигает максимального объема или непосредственно перед этим.

Дисперсионная камера может быть образована из сжимающегося баллона, складывающейся гофрированной мембраны или другого подобного насосного устройства, включающего деформирующуюся стенку, которая из сжатого или сложенного состояния может быть возвращена в растянутое положение под влиянием внутренних упругих сил или же специальных упругих средств возврата. В предпочтительном варианте, однако, дисперсионная камера включает цилиндр с поршнем, перемещающимся внутри от выдвинутого до задвижного положения.

Поршень может быть связан со стержнем, посредством которого поршень может передвигаться вручную между выдвинутым и задвинутым положениями так, чтобы воздух с диспергированным активным вещество втягивался в дисперсионную камеру. Для того, чтобы достигнуть более единообразного засасывания воздуха в дисперсионную камеру и более равномерного диспергирования активного вещества в таком воздухе время от времени было бы целесообразно перемещать поршень из выдвинутого во вдвинутое положение под действием силы, которую можно было бы поддерживать время от времени постоянной и которую можно было бы выбрать для получения оптимальной скорости воздушного потока. Так, поршень может быть заряжен пружиной, ориентированной на вдвижение поршня. При этом пружина оснащена запорными средствами, удерживающими поршень в выдвинутом состоянии, но при необходимости освобождающимися. В этом случае поршень может быть вручную, преодолевая действие пружины, перемещен в его выдвинутое положение, в котором дисперсионная камера достигает минимального объема, и поршень может быть закреплен в этом положении. При освобождении запорного устройства поршень довольно быстро возвращается во вдвинутое положение под действием пружины и дисперсионная камера достигает максимального объема. Такое движение поршня создает мощный поток воздуха в сторону дисперсионной камеры, с которым активное вещество засасывается из резервуара.

По крайней мере одно сквозное отверстие, соединяющее дисперсионную камеру с окружающей атмосферой, может быть выполнено в стенке цилиндра на участке непосредственно внутри поршня в его выдвинутом состоянии. В комбинации с поршнем такие отверстия могут действовать как описано выше средства, так как дисперсионная камера автоматически сообщается с атмосферой через эти отверстия непосредственно перед тем, как дисперсионная камера достигает своего максимального объема. Когда эти отверстия пройдены или раскрыты поршнем, воздух может притекать в цилиндр или в дисперсионную камеру через эти отверстия только во время самой последней части движения поршня из-за вакуума, созданного в дисперсионной камере. Такой приток воздуха создает турбулентность внутри дисперсионной камеры, содействующей диспергированию активного вещества в воздухе, содержащемся в дисперсионной камере.

Как указано выше, пациент может теперь вдыхать диспергированное активное вещество из дисперсионной камеры через мундштук, который может быть постоянно связан с дисперсионной камерой или который может устанавливаться на нее после того, как активное вещество было втянуто в нее. Чтобы предотвратить выдувание активного вещества из дисперсионной камеры и его бесцельную утрату, если пациент выдыхает или дует через мундштук, он может сообщаться с дисперсионной камерой при помощи одностороннего клапана, который допускает движение воздуха только в направлении из дисперсионной камеры. Желательно, чтобы мундштук соединялся с каналом выдыхания, включающим односторонний клапан, допускающим только выход воздуха из мундштука. Пациент тогда может свободно вдыхать и выдыхать через мундштук, при этом вдыхаемый воздух будет идти из дисперсионной камеры, а выдыхаемый воздух будет выходить через односторонний клапан в канал выдыхания.

Резервуар, из которого подается активное вещество, может быть отрегулирован высвобождать активное вещество в отмеренных стандартных дозах, подходящих для употребления взрослыми, см. например, вышеуказанный шведский патент. Однако такая стандартная доза велика для детей. Поэтому, в соответствии с изобретением, дисперсионная камера может содержать входную камеру, приспособленную сообщаться с резервуаром и главной камерой. Входная камера может тогда быть разъединительно связана с главной камерой через соединительный канал, а мундштук может соединяться со входной камерой через соединительный канал, если входная камера отделена от главной камеры. В другом варианте входная камера может сообщаться с главной камерой посредством одностороннего клапана, допускающего прохождение потока воздуха только в направлении из входной камеры в главную камеру. В этом случае мундштук может быть постоянно или разъединительно связан со входной камерой. Когда активное вещество бывает диспергировано в воздухе, содержащемся в дисперсионной камере, включая главную и входную камеры, входная камера по желанию может быть отделена от главной камеры и оснащена мундштуком, если мундштук уже не был установлен на входной камере. Пациент тогда может вдыхать воздух и рассеянное в нем активное вещество из входной камеры, но не из главной камеры. Объем входной камеры может быть избран таким, чтобы количество активного вещества, рассеиваемого в воздухе, содержащемся во входной камере, соответствовал конкретному пациенту, который может, в частности, быть ребенком.

Входная камера может быть спланирована таким образом, чтобы ее объем регулировался. Так, например, входная камера может содержать цилиндр с поршнем, который в нем перемещается и который может запираться в желательном положении. Таким образом объем входной камеры может быть приспособлен к детскому возрасту. Если пациентом является ребенок, которому требуется количество активного вещества, соответствующее половине дозы для взрослого человека, объем входной камеры может быть отрегулирован, чтобы он был равен в принципе объему главному камеры.

Помимо этого можно также использовать входную камеру с постоянным, неизменяющимся объемом. В этом случае ингаляторное устройство может включать две или большее число входных камер с различными объемами и/или формами. В этом случае можно выбирать камеру с объемом, соответствующим конкретному пациенту.

В качестве альтернативы использованию различных входных камер или входной камеры с регулируемым объемом можно использовать регулирование рабочего хода поршня в цилиндре, определяющего объем главной камеры между позициями вдвинутого и выдвинутого поршня. В этом случае рабочий ход поршня увеличивается, когда количество активного вещества во входной камере должно быть понижено.

Входная камера может иметь любую подходящую форму. Так, она может иметь сферическую, круглую, цилиндрическую форму, или же иметь внутреннюю стенку любой другой поверхности вращения. В случае, если входная камера имеет стенку цилиндрической формы, желательно, чтобы резервуар был связан со входной камерой посредством канала, который расположен периферически по отношению к цилиндрической стенке, чтобы воздавать вихревой поток воздуха, который способствует дисперсии активного вещества.

Как упоминалось выше, мундштук может быть установлен на входной камере для постоянного пользования. Однако предпочтительно, чтобы мундштук устанавливался на входной камере съемно с возможностью его использования с другими входными камерами. Когда входная камера отделяется от главной камеры, срез соединительного канала, образовавшийся у входной камеры может быть закрыт подходящей крышкой, а мундштук может тогда быть установлен в другом месте входной камеры. Вместе с тем, указанная секция соединительного канала может содержать односторонний клапан, предотвращающий всасывание воздуха во входную камеру через этот канал.

Мундштук может составлять единое целое с узлом, включающим канал выдыхания и встроенный односторонний клапан, так, что пациент может вдыхать воздух и рассеянное активное вещество, содержащееся во входной камере путем вдыхания и выдыхания или естественного дыхания чарез мундштук.

Пружина, ориентированная на прижимание поршня из выдвинутого положения во вдвинутое положение, может оказаться слишком сильной, что будет трудно или даже невозможно перемещать поршень вручную навстречу действию пружины без специального устройства передвижения. В качестве примера ингаляторное устройство может включать дополнительное рычаговое приспособление для преодоления сопротивления пружины, для перемещения поршня из выдвинутого во втянутое положение.

На фиг. 1 изображнен боковой вид и частичный вид в разрезе осуществления ингаляторного устройства согласно изобретению; на фиг. 2 то же,сразу после завершения его операции; на фиг. 3 перспективный вид ингаляторного устройства фигур 1 и 2, на котором установлена входная камера, образующая часть дисперсионной камеры, и на фиг. 4 вид в перспективе входной камеры с мундштуком, снятым с главной камеры.

Ингалятор, показанный на чертежах, содержит цилиндрический контейнер или цилиндрическую дисперсионную камеру 10, закрытую сверху при помощи крышки 11. Поршень 12 (фиг. 1 и 2) размещен подвижно в цилиндрическом контейнере 10. Поршень соединен со стержнем 13 и перемещается между верхним положением, указанным прерывистой линией на фиг. 2, и нижним положением, указанным в сплошных линиях на фиг. 1 и 2. Стержень поршня 13, выступающий вверх через трубчатую часть 14, выполненную на крышке 11, оснащен захватом 15, который может иметь вид кольца, как показано на чертежах. Спиральная пружина 16, окружающая стержень 13 поршня и своими концами упирающаяся в верхнюю поверхность поршня 12 и в верхнюю торцовую стенку 17 трубчатого элемента 14, прижимает поршень 12 в его задвинутом или донном положении, показанном на фиг. 1. Поршень 12 может быть разъемно заперт в его верхнем положении, которое показано в прерывистых линиях на фиг.2, при помощи разъемного запирающего элемента 18. Как показано, запирающий элемент 18 может быть расположен в верхней части трубчатого элемента 14 и может взаимодействовать со стержнем 13 поршня. Запирающий элемент может также быть стопорным элементом, расположенным подвижно по отношению к трубчатому элементу 14 и взаимодействующим с плечиком или поверхностью упора, образованной на стержне поршня.

Далее, пара вертикально направленных трубчатых отрезков 19 и 20 соответственно расположены на крышке 11. Как показано на фиг.1 и 2, трубчатый отрезок 19 приспособлен для установки мундштука 21 традиционного ингалятора 22, который может быть такого типа, который раскрыт в патенте Швеции N 453 566. Мундштучный узел 23, содержащий мундштук или маску 24, установлен на трубчатом отрезке 20. Мундштучный узел 23 находится над каналом ингаляции, соединяющим маску 24 с внутренним пространством цилиндрического контейнера 10 через трубчатый отрезок 20. Мундштучный узел 23 кроме того включает патрубок выдыхания 25, представляющий из себя канал выдыхания. Канал выдыхания содержит односторонний клапан 26, который может быть, например, пластинчатым откидным клапаном, позволяющим воздуху проходить через канал вдыхания из контейнера 10 к маске или мундштуку 24, но препятствующим потоку воздуха в обратном направлении. Канал выдыхания также содержит односторонний клапан 27, позволяющий воздуху выходить через канал выдыхания, но препятствующий воздуху окружающей атмосферы проходить через канал выдыхания.

Для обычного использования ингалятора 22 мундштук 21 вставляется между губами пациента. После этого пациент делает глубокий вдох, благодаря чему стандартная доза порошкообразного ингаляционного вещества диспергируется в воздухе под влиянием потока воздуха через ингалятор 22. Однако, некоторые пациенты, как дети и взрослые с ослабленной функцией легких, бывают неспособны произвести достаточно сильный вдох, чтобы обеспечить оптимальную работу ингалятора 22.

Эта проблема может быть разрешена благодаря использованию ингаляторного устройства, показанного на фиг. 1 и 2. Ингаляционное устройство действует следующим образом:

Поршень 12 может быть переведен вручную в верхнее положение, указанное на фиг.2 прерывистой линией, при помощи захвата 15, в связи с чем спиральная пружина 16 сжимается по оси. Поршень и стержень поршня могут быть закреплены в этом выдвинутом положении при помощи запирающего устройства 18. Когда запирающее устройство 18 освобождается, поршень 12 быстро движется к своему нижнему, вдвинутому положению, указанному сплошными линиями на фиг.1 и 2, под влиянием действия пружины 16. В связи с тем, что снимающаяся крышка 11 герметически скреплена с верхней кромкой контейнера 10, а односторонний клапан 26 не допускает втягивания окружающей атмосферы через мундштучный узел 23, резкое движение поршня 12 вниз создает вакуум в цилиндрическом контейнере 10. Этот вакуум вызывает сильный поток воздуха через ингалятор 22. Следовательно, указанная стандартизированная доза ингаляционного вещества диспергируется в воздухе, засасываемом в контейнер 10. Цилиндрическая стенка контейнера 10 может иметь одно или несколько отверстий 28 в нижней части. Желательно, чтобы все эти отверстия находились в основном на одинаковом небольшом расстоянии от дна контейнера. Когда поршень 12 пройдет эти отверстия во время движения вниз, воздух может поступать в контейнер через эти отверстия 28, что вызывает дополнительную турбулентность в контейнере 10, а такая турбулентность содействует лучшему рассеиванию порошкообразного ингаляционного вещества в воздухе, содержащемся в контейнере. Маска 24 может теперь быть приложена к лицу пациента (29 на фиг. 2), так что она плотно прилегает к лицу пациента вокруг носа и рта, и пациент может теперь глубоко вдохнуть один или несколько раз, благодаря чему воздух с рассеянными в нем активными веществами засасывается в легкие пациента из контейнера 10. Когда пациент вдыхает, воздух течет из контейнера 10 через трубку 20, канал вдыхания мундштучного узла 23 и односторонний клапан 26, установленный в нем, и далее вниз к легким пациента, как это показано стрелкой 30 на фиг.2. Когда пациент выдыхает, воздух течет из легких пациента через односторонний клапан 27 в окружающую атмосферу через канал выдыхания 25. Односторонний клапан 26 препятствует тому, чтобы выдыхаемый воздух попадал в контейнер 10. А теперь новая стандартная доза ингаляторного вещества может быть задействована при помощи измерительного устройства, приданного ингалятору 22, после чего ингаляторное устройство может снова действовать, как описано выше.

Стандартная доза ингаляторного вещества для взрослого человека значительно превышает дозу, требующуюся для ребенка. Дозу ингаляторного вещества можно, конечно, рассчитать с учетом возраста и роста ребенка.

Но это означало бы необходимость выпуска различных ингаляторов с различными дозами. Эта проблема решается при помощи ингаляторного устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг. 3 показывает ингаляторное устройство согласно фиг.1 и 2, где ингалятор 22 удален из трубчатого отрезка 19, который закрыт стопорной крышкой 31. Мундштучный узел 23 снят с трубчатого отрезка 20 и заменен T-образной деталью, содержащей односторонний клапан 33, который позволяет воздуху проходить через свободные ответвления T-образной детали в контейнер 10, но не в обратном направлении. Мундштучный узел 23 установлен на одном из ответвлений 34 T-образной детали, в то время как дополнительный цилиндр или входная камера 36 установлены на другой ветке 35 T-образной детали. Внутренняя стенка цилиндра 36 находится в герметичном контакте с внешней поверхностью ветки 35, которая может быть оснащена периферийными герметизирующими прокладками. Кольцевая муфта 37, изготовленная из резины, пластика или другого упругого материала, может быть установлена на другом конце дополнительного цилиндра 36 и она представляет отверстие для герметичного монтирования мундштука 21 ингалятора 22.

Ингаляторное устройство согласно фиг.3 может действовать так же как и описанное выше. Когда поршень 12 перемещается в свое нижнее положение под влиянием действия пружины 16, созданный в контейнере 10 вакуум заставляет воздух течь через ингалятор 22, стандартизированная доза ингаляторного вещества рассеивается в потоке воздуха. Тогда воздух с вдыхаемым веществом, рассеянном в нем, заполнит не только входную камеру или дополнительный цилиндр 36, но и цилиндрический контейнер или главную камеру 10. Теперь пациент, вдыхающий через маску 24, может вдыхать воздух с ингаляционным веществом, содержащиеся в дополнительном цилиндре или входной камере 36 так, как это описано выше. Но в этом случае пациент не может вдыхать воздух с ингаляционным веществом, содержащимся в главной камере. По желанию T-образную деталь и части, смонтированные на ней, можно снять с трубчатого отрезка 20 перед тем, как пациент вдыхает воздух из дополнительного цилиндра 36. Отношение между объемом дополнительного цилиндра или входной камеры 36 и объемом главной камеры 10 может быть выбрано таким, что пациент будет вдыхать желательную часть стандартной дозы ингаляционного вещества, которая выделяется ингалятором 22. Дополнительный цилиндр или входная камера 36 могут быть заменены другим дополнительным цилиндром 38, имеющим больший или меньший объем, чем объем дополнительного цилиндра 36, благодаря чему количество активного вещества вдыхаемого пациентом из дополнительного цилиндра или входной камеры приспосабливается к возрасту и/или росту ребенка.

Следует понимать, что в пределах объема настоящего изобретения возможны различные изменения вариантов осуществления, показанных на чертежах. Так, например, цилиндрический контейнер 10 может быть заменен гофрированными мембранами или снижающимся баллоном, при помощи которых ингаляционное вещество может принудительно высасываться из ингалятора 22. Следует также упомянуть, что ингалятор 22 может быть любого типа, который приспособлен функционировать, когда пациент вдыхает через него. Хотя ингаляторное устройство согласно изобретению было специально разработано с ориентацией на ингаляторы, использующие порошкообразные вещества, следует понимать, что изобретение, может быть использовано с ингаляторами, работающими с жидкими ингаляционными средствами и веществами.