APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA DISPENSAR PEQUEÑAS CANTIDADES DE PARTICULAS.

Un aparato para dispensar pequeñas cantidades de partículas, comprendiendo el aparato una tolva (20) provista de un tamiz (21) en una parte inferior de la misma,

definiendo la tolva una zona contenedora de polvo por encima del tamiz (21) que, en uso, contiene polvo (24) para ser dispensado desde esta a través del tamiz, un soporte (25) para la tolva, sosteniendo el soporte una parte de la tolva (20) de modo que la tolva pueda, en uso, ser sostenida por encima de un contenedor (39) en el que va a recibirse el polvo dispensado, al menos un actuador (30) para transmitir energía de impacto a la tolva (20) para hacer que el polvo se dispense a través del tamiz (21) cuando la tolva recibe la energía de impacto, caracterizado porque comprende además un dispositivo de desaglomeración (40) dispuesto en la zona contenedora de polvo (42) en el que el dispositivo de desaglomeración comprende al menos un dispositivo de agitación (40) que está adaptado para ser móvil cuando la energía de impacto de al menos un actuador (30) sea transmitida a la tolva, en el que el dispositivo de agitación (40) comprende una pieza puente (44) que está ubicada en un borde periférico superior (46) de la tolva (20) y una pluralidad de elementos de agitación de funcionamiento descendente (58), teniendo cada elemento de agitación un extremo superior (60) fijado a la pieza puente (44) y un extremo inferior (62) ubicado en la zona contenedora de polvo (42)

Aparato y procedimiento para dispensar pequeñas cantidades de partículas.

La presente invención se refiere a un aparato y procedimiento para dispensar pequeñas cantidades de partículas, y a un dispositivo de desaglomeración para dicho aparato.

Las características de flujo de los polvos tienen tendencia a evitar el flujo del polvo a través de pequeños orificios, por ejemplo, en un tamiz ubicado en la parte inferior de una tolva que contiene el polvo, mediante la acción de la gravedad porque las partículas de polvo tienden a aglomerarse en partículas más grandes. Sin embargo, se conoce bien que al sacudir la tolva, el polvo fluye. Se ha demostrado que la aplicación de movimientos discretos de naturaleza bien definida a la tolva puede hacer que una cantidad reproducible de polvo fluya a través de los orificios.

Por ejemplo, el WO-A-01/33176 divulga un aparato y un procedimiento para dispensar pequeñas cantidades de partículas, en concreto pequeñas cantidades de medicamento, especialmente en forma de polvo. El aparato usa un cabezal dispensador que comprende una tolva con forma de embudo con una pluralidad de orificios en una membrana en la base de la tolva, formando un elemento similar a un tamiz, a través del cual puede caer el polvo presente en la tolva. Un procedimiento preferido es dar golpecitos a la tolva horizontalmente para causar dicho movimiento, dispensando de este modo el polvo de forma controlada a través de la membrana. Los golpecitos se obtienen mediante un actuador electromecánico que proporciona energía de impacto a la tolva, que a su vez hace que un número de partículas caiga a través del elemento similar al tamiz y en un equilibrio de medición del peso. El actuador es un solenoide orientado horizontalmente que golpea el lateral de la tolva mediante una varilla que soporta la tolva en un extremo y tiene un solenoide montado en el otro extremo. La acción de golpeo también puede realizarse con un componente vertical a la acción del actuador o el movimiento resultante de la tolva.

La figura 1 muestra esquemáticamente el cabezal dispensador de un sistema de medición de polvo de precisión como se describe en WO-A-01/33176.

En referencia a la figura 1, el dispositivo consiste en un cabezal dispensador de polvo que comprende una tolva 1 para material de polvo, por ejemplo un medicamento utilizado para su administración a los pulmones de un paciente mediante un inhalador de polvo. La tolva 1 tiene una forma generalmente frustocónica con el extremo más grande 2 abierto y en la parte más superior. El extremo más pequeño 3 está cerrado por una placa 4 en la que se forma una pluralidad de orificios 5, formando de este modo un tamiz. Cuando el polvo 7 se coloca en la tolva 1, parte del polvo 7 puede caer inicialmente a través de los orificios 5 pero a continuación, en general, el flujo de polvo se detiene ya que el polvo 7 se atasca en los orificios 5. El flujo de polvo 7 a través de los orificios 5 puede controlarse y reproducirse eligiendo las dimensiones apropiadas de los orificios para que coincidan con las propiedades del polvo. Normalmente, los orificios tienen un tamaño en un rango de 10 a 1000 micrometros.

Con el fin de utilizar el aparato para dispensar de forma precisa, se coloca un recipiente 8 para el polvo 7 debajo de la placa 4 y la tolva 1 se golpea en la pared lateral 9 de la misma en una ubicación 6. El golpe puede realizarse de forma que resulte del impacto de una masa desplazándose a una velocidad controlada. El movimiento resultante de la tolva 1 y el polvo 7 hace que el polvo 7 fluya a través de los orificios 5 en la placa 4 durante un pequeño periodo de tiempo después del impacto, después de lo cual el flujo de polvo se detiene. De este modo, se dispensa una discreta cantidad de polvo 7 de forma controlada en el recipiente 8 como resultado de cada golpe.

Con el fin de dispensar de forma precisa una cantidad deseada total de polvo 7, se utilizan varios golpes para llenar cada recipiente 8 y el peso total del polvo 7 dispensado en el recipiente 8 se mide en tiempo real de modo que en cuanto se ha dispensado la cantidad requerida, puede detenerse el golpeo. El ritmo de golpeo es monitorizado por un ordenador controlador. Si se desea, puede emplearse de forma controlada una acción mecánica en el cabezal dispensador diferente del golpeo para dispensar el polvo.

El cabezal dispensador conocido descrito anteriormente basa su efectividad en su capacidad para dispensar cantidades aproximadamente consistentes de polvo con cada acción mecánica sucesiva o golpe. Esto se produce porque se libera una cantidad aproximadamente similar de polvo del fármaco a través de los orificios en cada ocasión, ya que se rompe el puente de polvo en un orificio cualquiera. En una aplicación típica, el polvo puede consistir en partículas con un diámetro de 20 a 100 micrometros, y los orificios pueden tener 300 ó 400 micrometros de diámetro.

Este sistema conocido funciona muy bien con la mayoría de los materiales. Sin embargo, presenta algunas deficiencias cuando se carga con materiales que tienen tendencia a aglomerarse. A veces, los materiales de fármacos pueden molerse o pulverizarse hasta alcanzar un tamaño de partícula muy pequeño, para ayudar a la disolución y absorción del fármaco por el paciente, o para otras finalidades. Cuando las pequeñas partículas tienen un tamaño del orden de unos pocos micrometros de diámetro, el polvo suele describirse típicamente en la técnica como "micronizado". Estos materiales suelen tener tendencia a formar grandes aglomerados sueltos cuando se manipulan. Estos aglomerados toman la forma de conjuntos de partículas más grandes formados a partir de partículas individuales ligeramente agrupadas, como bolas de nieve hechas con nieve en polvo. Estas partículas más grandes pueden ser de diferentes tamaños, normalmente del rango de decenas de micrometros de diámetro hasta 2 ó 3 milímetros de diámetro, o incluso mayores.

Se apreciará que con polvo que tiene tendencia a aglomerarse, los orificios pueden llegar a ocluirse por conjuntos de aglomerados de partículas cuyos diámetros son mayores que el diámetro del orificio. Aunque pueden liberarse algunas partículas más pequeñas, la cantidad puede ser muy pequeña, y de este modo, el proceso de dispensación puede tardar considerablemente más tiempo como consecuencia y, en algunas circunstancias, imposibilitar el proceso de dispensación del cabezal dispensador.

Los intentos de remediar esto empleando un cabezal dispensador con orificios más grandes solo han tenido un éxito limitado porque los aglomerados no tienen un tamaño consistente. El resultado es que la cantidad de fármaco liberada del cabezal dispensador con cualquier golpe dado o acción mecánica resulta muy variable. Si los aglomerados se hacen más grandes, el flujo vuelve a restringirse. Si los aglomerados son localmente más pequeños, entonces pueden liberarse cantidades demasiado grandes de polvo, lo que provoca una potencial sobredispensación por encima del valor objetivo, y el proceso es más difícil de controlar.

El documento EP-A-225 836 divulga un aparato adecuado para manipular gránulos y que cuenta con un agita- dor.

El documento US-A-1 712 235 divulga un aparato que tiene un eje agitador proporcionado en una tolva para suministrar material en polvo.

El documento GB-A-2185242 divulga un alimentador de materiales sueltos para uso industrial para transportar y almacenar varios materiales sueltos de grano fino, de polvo pulverulento y fibrosos. El alimentador incluye una tolva que tiene en su base una cámara proporcionada con un medio de control que tiene la forma de una parte de celosía con cuerpos magnéticos, como esferas, colocadas sobre él, y una fuente de campo magnético alternante que actúa para cubrir la cámara mediante líneas magnéticas de fuerza generada de este modo. La parte de celosía comprende una pluralidad de placas verticales paralelas, agarraderas horizontales que se reciben en entrantes. Las placas son capaces de oscilar y moverse posiblemente hacia arriba y hacia abajo en los entrantes cuando los entrantes son ranuras. Cuando la fuente del campo magnético se apaga, los cuerpos magnéticos se agrupan para cubrir la parte de celosía para evitar un escape inadvertido del material suelto de la tolva del alimentador. Cuando la fuente del campo electromagnético se enciende, el agrupamiento se rompe para permitir que el material salga, y los cuerpos magnéticos se mueven aleatoriamente para impactar en las placas, haciendo que oscilen y promoviendo de este modo el paso de material a través de la parte de celosía. El alimentador...

1. Un aparato para dispensar pequeñas cantidades de partículas, comprendiendo el aparato una tolva (20) provista de un tamiz (21) en una parte inferior de la misma, definiendo la tolva una zona contenedora de polvo por encima del tamiz (21) que, en uso, contiene polvo (24) para ser dispensado desde esta a través del tamiz, un soporte (25) para la tolva, sosteniendo el soporte una parte de la tolva (20) de modo que la tolva pueda, en uso, ser sostenida por encima de un contenedor (39) en el que va a recibirse el polvo dispensado, al menos un actuador (30) para transmitir energía de impacto a la tolva (20) para hacer que el polvo se dispense a través del tamiz (21) cuando la tolva recibe la energía de impacto, caracterizado porque comprende además un dispositivo de desaglomeración (40) dispuesto en la zona contenedora de polvo (42) en el que el dispositivo de desaglomeración comprende al menos un dispositivo de agitación (40) que está adaptado para ser móvil cuando la energía de impacto de al menos un actuador (30) sea transmitida a la tolva, en el que el dispositivo de agitación (40) comprende una pieza puente (44) que está ubicada en un borde periférico superior (46) de la tolva (20) y una pluralidad de elementos de agitación de funcionamiento descendente (58), teniendo cada elemento de agitación un extremo superior (60) fijado a la pieza puente (44) y un extremo inferior (62) ubicado en la zona contenedora de polvo (42).

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 en el que cada elemento de agitación (58) comprende un alambre.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2 en el que cada alambre (58) está seleccionado para tener una longitud y sección transversal, y el material del alambre está seleccionado para tener un coeficiente de elasticidad, de modo que cuando la tolva (20) recibe energía de impacto de al menos un actuador (30), se provoca que cada alambre (58) vibre lateralmente.

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3 en el que la separación mutua entre los extremos inferiores (62) de los alambres (58) es menor que el ancho de los orificios (64) del tamiz (21).

5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 en el que la separación entre las paredes de la tolva (20) y cada alambre (58) es menor que el ancho de los orificios (64) del tamiz (21).

6. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5 en el que la separación entre los extremos (62) de los alambres (58) y el tamiz es menor que el ancho de los orificios (64) del tamiz (21).

7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que la pieza puente (44) está localizada de forma desmontable sobre el borde (46) de la tolva (20) y está adaptado para moverse lateralmente en relación con el borde.

8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7 en el que la pieza puente (44) está provista de una ranura de abertura en sentido descendiente (52, 54) en cada extremo respectivo y en cuyas ranuras se recibe el borde (46) de la tolva (20), siendo el ancho de las ranuras (52,54) mayor que el del borde (46).

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7 o la reivindicación 8 en el que el peso del conjunto combinado de la pieza puente (44) y los elementos de agitación (58) están seleccionados de modo que cuando la energía de impacto del actuador (30) impacta en la tolva (20), la energía transmitida a la pieza puente (44) del borde periférico superior (26) de la tolva (20) hace que la pieza puente salte verticalmente.

10. Un procedimiento de dispensación de pequeñas cantidades de partículas, comprendiendo el procedimiento los pasos de: disponer en una tolva (20) provista de un tamiz (21), en una parte inferior de la misma, el polvo que va a dispensarse desde esta a través del tamiz; desaglomerar el polvo en la tolva (20) acoplando mecánicamente el polvo con un dispositivo de desaglomeración (40) dispuesto en una zona contenedora de polvo (42) ubicada por encima del tamiz (21), soportando la tolva (20) al sostener una parte de la tolva con un soporte (25), de modo que la tolva se sostenga por encima del contenedor (39) en el que va a recibirse el polvo dispensado; y transmitir energía de impacto a la tolva (20) mediante al menos un actuador (30) para hacer de este modo que el polvo sea dispensado a través del tamiz (21) cuando la tolva reciba la energía del impacto,

en el que el dispositivo de desaglomeración comprende al menos un dispositivo de agitación (40) que está adaptado para moverse cuando la energía de impacto de al menos un actuador (30) es transmitida a la tolva (20) y en el paso de transmisión de la energía de impacto también se provoca el movimiento de al menos un dispositivo de agitación en el polvo,

en el que el dispositivo de agitación (40) comprende una pieza puente (44) que está ubicada en un borde periférico superior (46) de la tolva (20) y una pluralidad de elementos de agitación de funcionamiento en sentido descendente (58), teniendo cada elemento de agitación un extremo superior (60) fijado a la pieza puente (44) y un extremo inferior (62) ubicado en la zona contenedora de polvo (42).

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 en el que cada elemento de agitación (58) comprende un alambre.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11 en el que cada alambre (58) está seleccionado para tener una longitud y sección transversal, y el material del alambre está seleccionado para tener un coeficiente de elasticidad, de modo que cuando la tolva (20) recibe energía de impacto de al menos un actuador (30), se provoca que cada alambre (58) vibre lateralmente.

13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11 o la reivindicación 12 en el que la separación mutua entre los extremos inferiores (62) de los alambres (58) es menor que el ancho de los orificios (64) del tamiz (21).

14. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13 en el que la separación entre las paredes de la tolva (20) y cada alambre (58) es menor que el ancho de los orificios (64) del tamiz (21).

15. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14 en el que la separación entre los extremos (62) de los alambre (58) y el tamiz es menor que el ancho de los orificios (64) del tamiz (21).

16. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 en el que la pieza puente (44) está localizada de forma desmontable sobre el borde (46) de la tolva (20) y está adaptado para moverse lateralmente en relación con el borde.

17. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16 en el que la pieza puente (44) se proporciona con una ranura de abertura en sentido descendiente (52, 54) en cada extremo respectivo y en cuyas ranuras se recibe el borde (46) de la tolva (20), siendo el ancho de las ranuras (52,54) mayor que el del borde (46).

18. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16 o la reivindicación 17 en el que el peso del conjunto combinado de la pieza puente (44) y los elementos de agitación (58) están seleccionados de modo que cuando la energía de impacto del actuador impacte en la tolva (20), la energía transmitida a la pieza puente (44) del borde periférica superior (26) de la tolva (20) hace que la pieza puente salte verticalmente.