Dispositivo y sistema para dirigir partículas aerosolizadas a un área específica de los pulmones.

Un dispositivo (10, 100) para depositar partículas de aerosol en un área específica de los pulmones,

preferentemente las vías aéreas periféricas o centrales de los pulmones, comprendiendo el dispositivo:

un limitador del caudal para limitar el caudal de inhalación en una vía de flujo a un intervalo prefijado decaudal; y

un temporizador para iniciar, una vez un sujeto comienza la inhalación y ha inhalado un primer periodopredefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol, un volumen predefinido de partículasaerosolizadas que va a ser introducido en la vía de flujo, y para iniciar después de dicho volumenpredefinido de partículas aerosolizadas un segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículasde aerosol, de forma que las partículas aerosolizadas están dirigidas a las vías aéreas bronquiales y/operiféricas de los pulmones,

en el que dicho primer periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol es de hastaaproximadamente 10 segundos, dicho segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas deaerosol es desde aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 8 segundos y dicho volumen predefinidode partículas aerosolizadas es desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 3000 ml.

Dispositivo y sistema para dirigir partículas aerosolizadas a un área específica de los pulmones La presente invención está dirigida a la administración de partículas aerosolizadas a áreas específicas de los pulmones, y en particular a la administración dirigida de formulaciones farmacéuticas aerosolizadas a áreas específicas de los pulmones. Más específicamente, la presente invención versa acerca de dispositivos para depositar partículas aerosolizadas a áreas específicas de los pulmones al regular los parámetros de aerosolización del dispositivo. La presente invención también versa acerca de dispositivos, y sistemas para la gestión de enfermedades, en los que se ajustan los parámetros de aerosolización con base en la monitorización de al menos un parámetro de salud.

Una administración eficaz de fármacos a un paciente es un aspecto crítico de cualquier terapia farmacológica exitosa. De interés particular para la invención son las técnicas de administración pulmonar que dependen de la inhalación de una formulación farmacéutica por parte del paciente, de forma que un fármaco o agente activo en la formulación pueda llegar a los pulmones. Las técnicas de administración pulmonar pueden ser ventajosas para ciertas enfermedades respiratorias porque permite una administración selectiva de concentraciones ópticas de formulaciones farmacéuticas a las vías aéreas mientras que provoca menos efectos secundarios que la administración sistemática. No obstante, muchos pacientes han experimentado efectos secundarios significativos provocados por la dosificación necesaria para fármacos utilizados habitualmente en una administración pulmonar. Por lo tanto, sigue existiendo una necesidad de eliminar los efectos secundarios no deseables, que en algunos casos puede incluir un mayor riesgo de ataque cardíaco. Para reducir estos efectos secundarios, se ha adoptado un enfoque farmacológico. Sin embargo, en algunos casos, los fármacos recién descubiertos son significativamente más caros, representando de ese modo una desventaja importante para pacientes de poblaciones socioeconómicas más pobres. Por lo tanto, sería ventajoso proporcionar una alternativa al enfoque farmacológico con la que se puedan administrar fármacos utilizados habitualmente de una forma eficaz sin los efectos secundarios no deseables.

Se ha descubierto que se puede mejorar la eficacia de la administración de fármacos al dirigir la medicación aerosolizada a ciertas áreas de los pulmones. La administración y la deposición de aerosoles están determinadas tanto por las características del aerosol como por las características de respiración del paciente. Muchos dispositivos existentes de inhalación pueden administrar partículas aerosolizadas a los pulmones, y, sin embargo, carecen de la capacidad para dirigir la administración a ciertas áreas de los pulmones.

La patente U.S. nº 5.906.202 describe un dispositivo y un procedimiento para dirigir vapor aerosolizado a un área específica del tracto respiratorio. Al determinar el tamaño de las partículas de los aerosoles en combinación con la determinación del volumen de aerosol y de aire libre de aerosol que se permite en el tracto respiratorio, es posible que el dispositivo descrito seleccione un área particular del tracto respiratorio. El dispositivo puede permitir que el sujeto inhale un volumen predeterminado de aire no aerosolizado seguido de un volumen predeterminado de aerosol, después de lo cual se puede cortar completamente el flujo o puede ser seguido por aire adicional libre de aerosol. Con este fin, se realizan mediciones del caudal inspiratorio para determinar un caudal deseado. Entonces, el dispositivo comprende un conmutador para liberar el volumen predeterminado de aerosol y de aire libre de aerosol con el caudal deseado. Sin embargo, si el sujeto no puede controlar su caudal inspirado en el valor fijado, nunca recibirá el fármaco. Esto representa una desventaja. También es bien conocido que el flujo inspirado puede afectar la deposición de aerosol con independencia del volumen inspirado. Dado que el dispositivo descrito requiere que el sujeto respire con un flujo específico para activar el aerosol, si el sujeto cambia su flujo inmediatamente en el punto de la activación del aerosol, se puede alterar significativamente la deposición, representando de ese modo otra desventaja. Además, sigue existiendo una necesidad de un dispositivo más sencillo que permita menores costes para su fabricación.

El documento US 5 713 349 da a conocer un dispositivo para ser utilizado en el control de la administración de agentes terapéuticos mediante inhalación, que permita que se programen los siguientes parámetros: hora de administración, tiempo de retraso desde la inspiración hasta una operación de la perilla, y un intervalo entre los eventos (administración) .

Un objeto de la presente invención es proporcionar dispositivos y sistemas mejorados que superen las diversas desventajas mencionadas anteriormente de la técnica anterior.

También es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo para depositar partículas aerosolizadas en áreas específicas de los pulmones, lo que permite un tratamiento eficaz utilizando menores dosis del fármaco.

También es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de gestión de enfermedades que permita que se adapten los parámetros de aerosolización del dispositivo dependiendo de la medición de al menos un parámetro de salud. Por ejemplo, la medición puede ser un espirómetro para medir un parámetro de la función pulmonar indicativo de la capacidad de inhalación o de exhalación del sujeto. El monitor también puede ser un cardiosensor para medir la frecuencia cardíaca. El monitor también puede ser un sensor de glucosa para medir de forma invasiva o no invasiva los niveles glucemia.

La presente invención versa acerca de dispositivos novedosos para dirigir partículas aerosolizadas, preferentemente formulaciones farmacéuticas aerosolizadas, a áreas específicas de los pulmones. Las formulaciones farmacéuticas que pueden ser aerosolizadas incluyen medicamentos en polvo, soluciones o suspensiones líquidas y similares y pueden incluir un agente activo.

Los inventores han encontrado que se puede conseguir un direccionamiento eficaz de una deposición de partícula de aerosol al preestablecer ciertos parámetros de aerosolización del dispositivo. Los dispositivos de la presente invención y los procedimientos descritos permiten que se mantenga un tratamiento eficaz con una reducción notable en la cantidad normalmente requerida de fármaco, reduciendo o posiblemente eliminando, de ese modo, los efectos secundarios. Se puede conseguir el direccionamiento al alterar los parámetros de aerosol, tales como volumen, tamaño de partícula, temporización y caudal. En cuanto a temporización, la presente invención permite o introduce aire libre de partículas durante un primer periodo predefinido de tiempo, luego introduce una cierta cantidad de partículas aerosolizadas, también denominado habitualmente bolo del aerosol, seguido de un segundo periodo predefinido de aire libre de partículas de aerosol.

El primer periodo predefinido de aire libre de partículas es opcional, dado que el dispositivo puede estar adaptado para activar la introducción de las partículas aerosolizadas o el bolo del aerosol tras la detección de la inhalación del sujeto. Esto puede ser deseable en casos en los que las partículas aerosolizadas deberían ser depositadas en regiones inferiores (regiones alveolares) de los pulmones. El objeto de introducir aire libre de partículas en el primer periodo predefinido es para dirigir aire a las regiones inferiores de los pulmones. Esto ayuda a soportar una ventilación (eliminación del dióxido de carbono) . La capacidad volumétrica de las regiones inferiores de los pulmones variará dependiendo del sujeto. El primer periodo de tiempo podría representar la cantidad estimada de tiempo que se tarda en llenar las regiones inferiores de los pulmones. Este periodo de tiempo está preestablecido, en general, dependiendo de los datos del sujeto y puede ser ajustado dependiendo de lo que mejor convenga al sujeto.

Para seleccionar áreas bronquiales en los pulmones preferentemente, el primer periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol está fijado para que sea de hasta aproximadamente 10 segundos. Más preferentemente, el primer periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol es de hasta 6 segundos, en particular desde 1 hasta 5 segundos, desde 2 hasta 4 segundos. Preferentemente, el primer periodo predefinido de tiempo habilita un volumen predefinido de aire libre de partículas de aerosol, siendo el volumen... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (10, 100) para depositar partículas de aerosol en un área específica de los pulmones, preferentemente las vías aéreas periféricas o centrales de los pulmones, comprendiendo el dispositivo:

un limitador del caudal para limitar el caudal de inhalación en una vía de flujo a un intervalo prefijado de caudal; y un temporizador para iniciar, una vez un sujeto comienza la inhalación y ha inhalado un primer periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol, un volumen predefinido de partículas aerosolizadas que va a ser introducido en la vía de flujo, y para iniciar después de dicho volumen predefinido de partículas aerosolizadas un segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol, de forma que las partículas aerosolizadas están dirigidas a las vías aéreas bronquiales y/o periféricas de los pulmones, en el que dicho primer periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol es de hasta aproximadamente 10 segundos, dicho segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol es desde aproximadamente 0, 2 hasta aproximadamente 8 segundos y dicho volumen predefinido de partículas aerosolizadas es desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 3000 ml.

2. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 1, en el que dicho primer periodo predefinido de tiempo habilita un volumen predefinido de aire libre de partículas de aerosol, siendo el volumen predefinido de hasta aproximadamente 6 litros.

3. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 1 o 2, en el que dicho volumen predefinido de partículas 20 aerosolizadas es introducido en la vía de flujo durante un periodo preestablecido de tiempo.

4. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho segundo periodo predefinido de tiempo habilita un volumen predefinido de aire libre de partículas de aerosol, siendo el volumen predefinido de hasta aproximadamente 3 litros.

5. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el limitador de caudal es sensible

al temporizador y está adaptado para sellar la vía de flujo después de que el sujeto ha inhalado el segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol.

6. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el temporizador está adaptado para indicar al sujeto que deje de inhalar después de que el sujeto ha inhalado durante el segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol o el dispositivo (10, 100) comprende, además, un indicador para alertar al sujeto para que deje de inhalar después de que el sujeto ha inhalado durante el segundo periodo predefinido de tiempo de aire libre de partículas de aerosol.

7. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además, una válvula de control de aire para habilitar un flujo volumétrico prefijable de aire comprimido.

8. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 7, en el que dicha válvula de control de aire comprende una válvula

de control piezoeléctrico, un motor activado por diafragma, un solenoide, un pistón neumático o una válvula mecánica operable con un temporizador.

9. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además un sensor para detectar cuándo está inhalando el sujeto a través de la vía de flujo.

10. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 9, en el que dicho sensor comprende un manómetro sensible a la 40 presión de succión debido a la inhalación del sujeto.

11. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 9, en el que dicho sensor comprende un diafragma sensible a la intensidad audible del caudal de inhalación, siendo dicho diafragma, preferentemente, un micrófono.

12. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 9, en el que dicho sensor comprende un conmutador mecánico o una membrana piezoeléctrica.

13. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el limitador de caudal permite una limitación del caudal a presiones diferenciales bajas, preferentemente menores de 300 Pa, más preferentemente entre 10 y 100 Pa.

14. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el limitador de caudal es un limitador de flujo variable de forma discontinua o continua o una válvula controlable.

15. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el limitado de flujo comprende un alojamiento que tiene al menos un orificio de aspiración, al menos orificio de inhalación, y una región de flujo con al menos una pared flexible dispuesta entre los mismos, región que tiene un corte transversal que está adaptado para ser reducido, como una función de la presión diferencial predominante entre dicho orificio de inhalación y dicho orificio de aspiración y de la flexibilidad del material de cada pared, hasta un tamaño predefinido para un flujo máximo volumétrico predeterminado de inhalación.

16. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que dicho alojamiento incluye, además, al menos una abertura de ventilación definida en el mismo al menos en la región central entre dichos orificios de aspiración y de inhalación, proporcionando dicha al menos una abertura de ventilación una comunicación de fluido entre el entorno y cada pared.

17. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que dicha región de flujo comprende al menos un paso de flujo que tiene una estructura estratificada, y en el que cada paso de flujo está formado por una pared cerrada,

una pared intermedia con forma de marco del mismo tamaño que la pared cerrada, y una pared del mismo tamaño que incluye dichos orificios de aspiración y de inhalación.

18. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que dicha región de flujo comprende al menos un paso de flujo, en el que el material flexible utilizado para formar cada paso de flujo consiste en un material biológicamente tolerable, en el que el corte transversal de cada paso de flujo está formado para tener paredes opuestas de paso de gran área, y en el que al menos dichas paredes de paso de gran área consisten en alfombrillas o láminas de silicona.

19. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que cada pared tiene una sección de cámara con un taladro en su exterior, al menos en la región central entre dichos orificios de aspiración y de inhalación, comunicándose cada uno de los taladros respectivos con dicho orificio de aspiración a través de un paso.

20. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que dicha región de flujo comprende al menos un paso de flujo que tiene un corte transversal anular, en el que cada paso de flujo está dispuesto de forma simétrica en un alojamiento cilíndrico con una separación desde las paredes internas de dicho cilindro, entre dichos radiales de retención.

21. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 20, en el que dichos discos de retención comprenden entradas y

salidas que tienen la forma de segmentos anulares, estando dotados los discos de retención que incluyen dichas entradas taladros de igualación de la presión para un espacio interior cilíndrico y una zona anular que rodea dicho paso de flujo.

22. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que dicha región de flujo comprende al menos un paso de flujo que tiene un corte transversal anular, en el que cada paso anular de flujo está formado por alfombrillas o 30 láminas de silicona.

23. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que dicha región de flujo está formada entre un orificio central de aspiración y los orificios de inhalación que rodean radialmente el orificio central de aspiración al igual que velos con forma de estrella que se extienden desde una superficie inferior común hasta dicha al menos una pared flexible y forman pasos de flujo.

24. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 15, en el que cada pared está abierta en su exterior, al menos en la región central entre dichos orificios de aspiración y de inhalación, al entorno, y en el que dicho dispositivo está adaptado de forma que sustancialmente todo el flujo entre dicho orificio de aspiración y dicho orificio de inhalación está restringido a un paso de flujo definido por el interior de cada pared.

25. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 14, en el que la válvula controlable comprende un alojamiento, una membrana, una placa opcional de presión, un elemento de cierre, un pistón de accionamiento y un tornillo de regulación, en el que el alojamiento es esencialmente tubular y comprende una pluralidad de velos dispuestos radialmente, siendo un velo más largo que los otros, en el que en un lado de los velos el alojamiento está diseñado de forma que reciba de forma regulable el pistón de accionamiento y en el lado opuesto, de forma que reciba la membrana, la placa opcional de presión y el elemento de cierre.

26. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el limitador de flujo comprende un accionador piezoeléctrico bimorfo.

27. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el limitador de flujo comprende una válvula accionada por un balón inflable.

28. El dispositivo (10, 1000) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un medio 50 de dimensionamiento de las partículas para permitir un tamaño predeterminado de partícula de aerosol.

29. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el caudal es un caudal fijo predeterminado.

30. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, una boquilla, preferentemente de forma que se pueda soltar, conectada en comunicación de fluido con dicha vía de flujo de inhalación.

31. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, al menos 5 un orificio conectado, preferentemente de forma que se pueda soltar, a una fuente de partículas aerosolizadas.

32. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un medio para aerosolizar partículas sólidas o líquidas, siendo dicho medio, preferentemente, un nebulizador.

33. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que está adaptado para recibir al menos un receptáculo (40) que contiene un agente activo.

34. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo (10, 100) es un dispositivo portátil de mano.

35. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un controlador que tiene una memoria para almacenar los parámetros individuales de un sujeto y/o parámetros de deposición de aerosol.

36. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un lector para leer un medio de memoria que tiene los parámetros individuales de un sujeto y/o parámetros de deposición de aerosol almacenados en el mismo.

37. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un medio de comunicación para recibir y/o enviar datos asociados con los parámetros individuales de un sujeto y/o 20 parámetros de deposición de aerosol.

38. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos parámetros de deposición de aerosol comprenden el primer periodo predefinido de tiempo, el segundo periodo predefinido de tiempo y/o el volumen predefinido de partículas aerosolizadas.

39. El dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, al menos

un monitor para medir un parámetro de salud, en el que dicho dispositivo (10, 100) es adaptable en respuesta a mediciones procedentes de uno de dicho al menos un monitor.

40. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 39, en el que dicho al menos un monitor es un espirómetro (20) para medir un parámetro de función pulmonar, indicativo preferentemente de la capacidad de exhalación y/o de inhalación.

41. El dispositivo (10, 100) de la reivindicación 39 o 40, en el que se ajustan el primer periodo predefinido de tiempo, el segundo periodo predefinido de tiempo y/o el volumen predefinido de partículas aerosolizadas con base en las mediciones.

42. Un sistema (A, B) para monitorizar la deposición de las partículas de aerosol, comprendiendo el sistema (A, B) :

el dispositivo (10, 100) de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y

al menos un monitor para medir un parámetro de salud, en el que dicho dispositivo es adaptable en respuesta a mediciones procedentes de uno de dicho al menos un monitor.

43. El sistema (A, B) de la reivindicación 42, en el que dicho al menos un monitor es un espirómetro (20) para medir un parámetro de función pulmonar, indicativo preferentemente de la capacidad de exhalación y/o de inhalación.

44. El sistema (A, B) de la reivindicación 42 o 43, en el que se ajustan el primer periodo predefinido de tiempo, el segundo periodo predefinido de tiempo y/o el volumen predefinido de partículas aerosolizadas con base en las mediciones.