Dispositivo de generación de aerosol y método de uso del mismo.
Un dispositivo de generación de aerosol (100), que comprende:
una fuente de líquido (106);
un pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) que tiene una porción calentada, en comunicación de fluido conla fuente de líquido (106), incluyendo el p 5 asaje de flujo una primera sección (270; 370; 470; 570) que tieneun extremo de entrada (166; 266; 366; 466; 566) y una sección de salida (272; 372; 472; 572) que tiene unextremo de salida (168; 268; 368; 468; 568), en el que la primera sección está situada aguas arriba de lasección de salida y tiene un área de sección transversal diferente de la de la sección de salida;
un calentador (130);
una fuente de alimentación (116); y
un controlador (120) operable para suministrar energía desde la fuente de alimentación (116) al calentador(130)caracterizado porque el calentador (130) está dispuesto para calentar el líquido en la primera sección (270;370; 470; 570) del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) y porque el controlador (120) es operable paramantener el calentador (130) en un intervalo de temperatura eficaz para vaporizar el líquido en la primera sección(270; 370; 470; 570) del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560), teniendo el vapor en la primera sección(270; 370; 470; 570) una primera velocidad, y siendo determinada la velocidad de salida del vapor a través delextremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) por el área de la sección transversal de la sección de salida (272;372; 472; 572), saliendo el vapor por el extremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) y mezclándose con el airepara formar un aerosol.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2003/027729.
Solicitante: PHILIP MORRIS USA INC..
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 6601 WEST BROAD STREET RICHMOND, VA 23230 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: NICHOLS, WALTER, A., COX, KENNETH A., GROLLIMUND, GARY E., SMITH, ULYSSES, NGUYEN,TUNG T, MCREA,DOUGLAS D, BROOKMAN,DONALD L.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61M11/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61M DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO O PARA DEPOSITARLOS SOBRE EL MISMO (introducción de remedios en o sobre el cuerpo de animales A61D 7/00; medios para la inserción de tampones A61F 13/26; dispositivos para la administración vía oral de alimentos o medicinas A61J; recipientes para la recogida, almacenamiento o administración de sangre o de fluidos médicos A61J 1/05 ); DISPOSITIVOS PARA HACER CIRCULAR LOS AGENTES POR EL CUERPO O PARA SU EXTRACCION (cirugía A61B; aspectos químicos de los artículos quirúrgicos A61L; magnetoterapia utilizando elementos magnéticos colocados dentro del cuerpo A61N 2/10 ); DISPOSITIVOS PARA INDUCIR UN ESTADO DE SUEÑO O LETARGIA O PARA PONERLE FIN. › Pulverizadores o vaporizadores especialmente concebidos para usos médicos.
- B05B1/24 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B05 PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION DE MATERIALES FLUIDOS A SUPERFICIES, EN GENERAL. › B05B APARATOS DE PULVERIZACION; APARATOS DE ATOMIZACION; TOBERAS O BOQUILLAS (mezcladores de pulverización con toberas B01F 5/20; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a superficies por pulverización B05D). › B05B 1/00 Boquillas, cabezas de pulverización u otros dispositivos de salida, con o sin dispositivos auxiliares tales como válvulas, medios de calentado (B05B 3/00, B05B 5/00, B05B 7/00 tienen prioridad; dispositivos para aplicar por contacto líquidos u otros materiales fluidos sobre una superficie B05C; boquillas para mecanismos de impresión por proyección de tinta B41J 2/135; boquillas para distribuir líquidos, p. ej. en las estaciones de servicio para vehículos, B67D 7/42). › con medios para calentar el líquido u otro material fluido, p. ej. eléctricamente.
- B05B17/04 B05B […] › B05B 17/00 Aparatos de pulverización o de atomización de líquidos o de otros materiales fluidos, no cubiertos por ningún grupo de esta subclase (soltado o largado en vuelo de materia polvorienta, líquida o gaseosa B64D 1/16). › que operan siguiendo procedimientos especiales.
- B05C1/00 B05 […] › B05C APARATOS PARA LA APLICACION DE MATERIALES FLUIDOS A LAS SUPERFICIES, EN GENERAL (aparatos de pulverización, aparatos de atomización, toberas o boquillas B05B; instalaciones para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a objetos por pulverización electrostática B05B 5/08). › Aparatos en los que un líquido u otro material fluido es depositado sobre la superficie de una pieza por contacto con un elemento portador del líquido u otro material fluido, p. ej. un elemento poroso impregnado de un líquido que va a ser aplicado como revestimiento (B05C 5/02, B05C 7/00, B05C 19/00 tienen prioridad).
PDF original: ES-2400706_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Dispositivo de generación de aerosol y método de uso del mismo
Antecedentes Los aerosoles son suspensiones gaseosas de partículas sólidas o líquidas finas. Los aerosoles son útiles en una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, los líquidos medicinales pueden ser administrados en forma de aerosol. Los aerosoles medicinales incluyen materiales que son útiles en el tratamiento de enfermedades respiratorias. En tales aplicaciones, los aerosoles pueden ser producidos por un generador de aerosol y son inhalados en los pulmones de un paciente. Los aerosoles se utilizan también en aplicaciones no médicas que incluyen, por ejemplo, dispensación de ambientadores e insecticidas y entrega de pinturas y lubricantes.
Son conocidos generadores de aerosol que incluyen un tubo calentado para vaporizar el líquido. Por ejemplo, la Patente norteamericana asignada comúnmente número 5.743.251, describe un generador de aerosol que incluye un tubo y un calentador operable para calentar el tubo a una temperatura suficiente para volatilizar el líquido en el tubo. El material volatilizado se expande hacia fuera de un extremo del tubo y se mezcla con el aire ambiente, formando de esta manera un aerosol.
Como se muestra en la figura 1, un generador de aerosol 21 descrito en la patente norteamericana número 5.743.251 incluye un tubo 23 que define un pasaje de fluido de tamaño capilar y que tiene un extremo abierto 25. Un calentador 27 está situado en posición adyacente al tubo 23. El calentador 27 está conectado a una fuente de alimentación 29. El tubo 23 incluye también un extremo de entrada 31 en comunicación de fluido con una fuente 33 de material líquido. En funcionamiento, el líquido es introducido en el tubo 23. El calentador 27 calienta una porción del tubo 23 a una temperatura suficientemente alta para volatilizar el líquido. El material volatilizado se expande fuera del extremo abierto 25 del tubo. El material volatilizado se mezcla con el aire ambiente y se condensa para formar un aerosol de condensación.
Otros generadores de aerosol ejemplares que incluyen un tubo calentado para vaporizar líquidos y producir un aerosol de condensación se describen en las Solicitudes de Patente norteamericana comúnmente asignadas números 09/956.966 presentada el 21 de septiembre de 2001 (US 2003/0056790) y 10/003.437 presentada el 6 de diciembre de 2001, y en la patente norteamericana número 6.234.167 comúnmente asignada.
El documento US 2002/0079309 A1 describe un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, así como un método de generación de aerosol de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 21.
Sumario Se proporciona un dispositivo de generación de aerosol que puede producir aerosoles que tienen un tamaño de partícula deseado a partir de líquidos.
Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la invención se define en la reivindicación 1.
La sección de salida del pasaje de flujo puede estar configurada ya sea para aumentar o para disminuir la velocidad de salida del vapor. Controlando la velocidad de salida del vapor, el dispositivo de generación de aerosol puede producir a partir de varios líquidos, aerosoles que tienen un tamaño de partícula controlado. La porción del pasaje de flujo calentado por el calentador es preferentemente de tamaño capilar.
Una realización ejemplar de un método de generación de un aerosol comprende suministrar un líquido a un pasaje de flujo que incluye una sección de salida; calentar el líquido en el pasaje de flujo para producir un vapor; y cambiar la velocidad del vapor en el pasaje de flujo en la sección de salida de tal manera que el vapor salga de la sección de salida a una velocidad de salida controlada. El vapor que sale de la sección de salida se mezcla con aire para producir un aerosol con un tamaño de partícula deseado.
Dibujos La figura 1 ilustra un generador de aerosol que tiene un pasaje capilar calentado de acuerdo con la técnica anterior.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una realización del dispositivo de generación de aerosol portátil (inhalador) con la tapa quitada.
La figura 3 muestra el dispositivo de generación de aerosol de la figura 2 con la tapa instalada.
La figura 4 ilustra una realización de un dispositivo de generación de aerosol.
La figura 5 ilustra una realización del conjunto de entrega de fluido del dispositivo de generación de aerosol.
La figura 6 ilustra un pasaje capilar que incluye una sección de salida que tiene una sección transversal de área ampliada de acuerdo con una primera realización.
La figura 7 ilustra un pasaje capilar que incluye una sección de salida que tiene una sección transversal de área reducida de acuerdo con una segunda realización.
La figura 8 ilustra un pasaje capilar de una pieza que incluye una sección de salida de acuerdo con una tercera realización.
La figura 9 ilustra un pasaje capilar de una pieza que incluye una sección de salida de acuerdo con una cuarta realización.
La figura 10 ilustra una realización del pasaje capilar que incluye dos electrodos.
La figura 11 ilustra la relación entre el diámetro aerodinámico medio de masa (MMAD) de las partículas de aerosol y el inverso de la velocidad de salida de vapor utilizado para formar aerosoles generados a partir de propilenglicol.
La figura 12 ilustra la relación entre el MMAD del propilenglicol (PG) en aerosol y el porcentaje de alcohol oleico (OA) en el propilenglicol.
La figura 13 ilustra la relación entre el MMAD del alcohol oleico en aerosol y el porcentaje de alcohol oleico en propilenglicol.
Descripción detallada Se proporciona un dispositivo de generación de aerosol. El dispositivo de generación de aerosol puede tener diferentes construcciones y tamaños y se puede utilizar para producir aerosoles que tienen tamaños de partículas diferentes.
El dispositivo de generación de aerosol puede producir aerosoles que tienen tamaños de partícula controlados, por lo que son adecuados para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, para la administración de fármacos al pulmón humano, el diámetro aerodinámico medio de masa deseado (MMAD) de un aerosol depende de la porción del pulmón a la que se desea administrar el aerosol. En general, los aerosoles que tienen un MMAD menor pueden penetrar más profundamente en el pulmón que los aerosoles que tienen un MMAD más grande. El dispositivo de generación de aerosol puede producir aerosoles que tienen un tamaño de partícula controlado que son efectivo para suministrar eficientemente formulaciones de fármacos a regiones seleccionadas del pulmón.
En una realización preferida del dispositivo de generación de aerosol, se hace circular un líquido medicinal a través de un pasaje de flujo de tamaño capilar en el que el líquido es calentado a una temperatura suficientemente elevada para vaporizar el líquido. El vapor sale del pasaje de flujo y se mezcla con gas, típicamente aire ambiental para producir un aerosol, que es inhalado por un usuario. El tamaño de las partículas de aerosol producidas de esta manera se puede controlar para la administración a una región objetivo del pulmón.
Las figuras 2 - 4 ilustran una realización ejemplar de un dispositivo 100 de generación de aerosol. El dispositivo 100 de generación de aerosol incluye una carcasa 102, una tapa de protección retirable 104 que activa un conmutador principal de encendido / apagado, (no mostrado) , un conjunto 110 de entrega de fluido que incluye una fuente 106 de líquido y una unidad calentadora 130; una pantalla 114; una unidad de batería 116, un conector de carga 118; electrónica de control 120, un sensor de presión 122; una entrada de aire 124; un liberador 126 para separar el conjunto 110 de entrega de fluido del dispositivo 100 de generación de aerosol, un interruptor principal de activación actuado manualmente 128; un pasaje de aire 132 y una boquilla retirable 134. La figura 2 muestra la tapa 104 retirada del dispositivo 100 de generación de aerosol, mientras que la figura 3 muestra la tapa instalada.
La carcasa 102, la tapa 104, y la boquilla 134 se hacen preferiblemente de un material polimérico. Estas partes pueden ser fabricadas mediante moldeo por inyección de plástico, o por cualquier otra técnica adecuada. La carcasa 102 se puede fabricar en una configuración ergométrica que sea cómoda cuando la sostiene un usuario.
En una realización preferida, el conjunto 110 de entrega de fluido se puede unir de forma retirable a una porción del dispositivo 100 de generación de aerosol por cualquier construcción de unión adecuada. Por ejemplo, el conjunto 110... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un dispositivo de generación de aerosol (100) , que comprende:
una fuente de líquido (106) ;
un pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) que tiene una porción calentada, en comunicación de fluido con la fuente de líquido (106) , incluyendo el pasaje de flujo una primera sección (270; 370; 470; 570) que tiene un extremo de entrada (166; 266; 366; 466; 566) y una sección de salida (272; 372; 472; 572) que tiene un extremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) , en el que la primera sección está situada aguas arriba de la sección de salida y tiene un área de sección transversal diferente de la de la sección de salida;
un calentador (130) ;
una fuente de alimentación (116) ; y
un controlador (120) operable para suministrar energía desde la fuente de alimentación (116) al calentador
(130)
caracterizado porque el calentador (130) está dispuesto para calentar el líquido en la primera sección (270; 370; 470; 570) del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) y porque el controlador (120) es operable para mantener el calentador (130) en un intervalo de temperatura eficaz para vaporizar el líquido en la primera sección (270; 370; 470; 570) del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) , teniendo el vapor en la primera sección (270; 370; 470; 570) una primera velocidad, y siendo determinada la velocidad de salida del vapor a través del extremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) por el área de la sección transversal de la sección de salida (272; 372; 472; 572) , saliendo el vapor por el extremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) y mezclándose con el aire para formar un aerosol.
2. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el pasaje de flujo (460)
(560) tiene una construcción de una pieza.
3. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección de salida (272; 372; 472; 572) del pasaje de flujo tiene una área de sección transversal mayor que la primera sección (270; 370; 470; 570) de tal manera que la sección de salida está configurada para disminuir la velocidad de salida del vapor de forma que el diámetro aerodinámico medio de masa de las partículas de aerosol de vapor se incrementa.
4. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la sección de salida (272; 372; 472; 572) es un material seleccionado del grupo que consiste en metales, plásticos, polímeros, materiales cerámicos, vidrios, y combinaciones de los mismos.
5. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección de salida (272; 372; 472; 572) es un material diferente que una porción del pasaje de flujo adyacente a la sección de salida.
6. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección de salida (272; 372; 472; 572) está unida a una porción del pasaje de flujo adyacente a la sección de salida.
7. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección de salida (272; 372; 472; 572) tiene una forma de la sección transversal redonda.
8. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) comprende una segunda sección de salida aguas arriba de la sección de salida.
9. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección de salida (272; 372; 472; 572) tiene un área de flujo de sección transversal que varía a lo largo de la longitud de la sección de salida.
10. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el área de flujo en sección transversal de la sección de salida (272; 372; 472; 572) varía de manera continua a lo largo de la longitud de la sección de salida.
11. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pasaje de flujo es un pasaje de flujo de tamaño capilar (160; 260; 360; 460; 560) .
12. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pasaje de flujo es un pasaje de tamaño capilar que comprende un tubo capilar, un cuerpo monolítico, o una estructura de capas múltiples.
13. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, al menos una válvula (156) dispuesta entre la fuente de líquido (106) y el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) , siendo
operativo el controlador para accionar la válvula (156) y abrir y cerrar el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) para controlar el flujo del líquido desde la fuente de líquido (106) al pasaje de flujo.
14. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
una boquilla (134) a través del cual el aerosol es inhalado por un usuario del dispositivo de generación de aerosol;
un sensor de presión (122) ;
un pasaje de aire (132) a través del cual se suministra aire al interior de la boquilla; y
una válvula que abre y cierra el pasaje de aire (132) ;
en el que el controlador (120) es operable para actuar la válvula dentro de un periodo de tiempo predeterminado después de que el sensor de presión detecta una caída de presión en la boquilla (134) cuando el usuario inhala por la boquilla (134) para permitir que el aire sea suministrado a la boquilla (134) .
15. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) comprende una cámara de dosificación (162) que tiene un volumen predeterminado, y el dispositivo generador de aerosol comprende un miembro de descarga (164) operable para entregar una cantidad de líquido igual al volumen predeterminado al interior de la porción calentada del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) .
16. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el líquido comprende un medicamento y un vehículo portador.
17. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, que es un inhalador portátil.
18. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la fuente de líquido (106) , el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) y el calentador (130) comprenden un conjunto (110) de entrega de fluido que está unido de manera separable al dispositivo de generación de aerosol.
19. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) tiene una anchura máxima de 0, 05 mm a 1 mm.
20. Un dispositivo de generación de aerosol de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) tiene una longitud de 0, 5 cm a 10 cm.
21. Un método para generar un aerosol, que comprende:
suministrar un líquido desde una fuente de líquido (106) a un pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) , que tiene una porción calentada, incluyendo una primera sección (270; 370; 470; 570) que tiene un extremo de entrada (166; 266; 366; 466; 566) y una sección de salida (272; 372; 472; 572) que tiene un extremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) , en el que la primera sección se encuentra dispuesta aguas arriba de la sección de salida y tiene un área de sección transversal diferente a la de la sección de salida;
calentar el líquido en la primera sección (270; 370; 470; 570) del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) utilizando un calentador (130) ; caracterizado porque el método comprende, además:
mantener el calentador (130) en un intervalo de temperatura seleccionado para vaporizar el líquido en la primera sección (270; 370; 470; 570) del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) aguas arriba de la sección de salida (272; 372; 472; 572) ;
determinar el área de la sección transversal de la sección de salida (272; 372; 472; 572) para controlar la velocidad de salida del vapor a través del extremo de salida (168; 268; 368; 468; 568) ; y
mezclar el vapor con aire para producir un aerosol, controlando la velocidad de salida del vapor el tamaño de partícula del aerosol.
22. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, que comprende reducir el área de la sección transversal de la sección de salida (272; 372; 472; 572) para aumentar la velocidad de salida del vapor, de tal manera que el diámetro aerodinámico medio de masa de las partículas de aerosol del aerosol se reduzca.
23. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que las partículas de aerosol del aerosol tienen un diámetro aerodinámico medio de masa de menos de 2, 5 micrómetros.
24. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el pasaje de flujo es un pasaje de flujo de tamaño capilar (160; 260; 360; 460; 560) .
25. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, que comprende, además:
suministrar un volumen predeterminado de líquido dentro de la porción calentada del pasaje de flujo (160; 260; 360; 460; 560) ; y calentar el volumen predeterminado del líquido para producir el vapor.
26. Un método de acuerdo con la reivindicación 25 que comprende, además:
detectar una caída de presión en una boquilla (134) del dispositivo de generación de aerosol causada por la inhalación de un usuario en la boquilla (134) ; suministrar el volumen predeterminado de líquido al interior de la porción calentada del pasaje de flujo (160;
260; 360; 460; 560) después de la detección de la caída de presión; y entregar el aerosol al usuario a través de la boquilla (134) .
27. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, que comprende producir continuamente el aerosol.
28. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el líquido comprende un medicamento y un vehículo portador.
29. Un método de acuerdo con la reivindicación 21, que comprende, además: realizar las etapas de la reivindicación 21 utilizando un primer conjunto (110) de entrega de fluido; retirar el primer conjunto de entrega de fluido del dispositivo de generación de aerosol; unir un segundo conjunto de entrega de fluido al dispositivo de generación de aerosol; y repetir las etapas de la reivindicación 21 utilizando el segundo conjunto de entrega de fluido.
30. Un método de acuerdo con la reivindicación 29, en el que el primer conjunto de entrega de fluido (110) suministra un primer líquido, y el segundo conjunto de entrega de fluido suministra un segundo líquido diferente del primer líquido.
31. Un método de acuerdo con la reivindicación 29, que comprende producir un primer aerosol que contiene partículas que tienen un primer diámetro aerodinámico medio de masa con el primer conjunto de entrega de fluido (110) , y producir un segundo aerosol que contiene partículas que tienen un segundo diámetro aerodinámico medio de masa diferente del primero diámetro aerodinámico medio de masa con el segundo conjunto de entrega de fluido.
32. Un método de acuerdo con la reivindicación 29, en el que el primer conjunto (110) de entrega de fluido comprende una primera sección de salida que tiene un primer extremo de salida con una primera área en sección transversal de flujo, y el segundo conjunto de entrega de fluido comprende una segunda sección de salida que tiene un segundo extremo de salida con una segunda área de flujo en sección transversal diferente de la primera área de sección transversal
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