Un módulo (54) de dispensación de polvo, que comprende:

un alojamiento (150) que define una entrada (130) de polvo para recibir polvo,

una salida (158) de polvo, y un conducto (152, 254) que conecta la entrada (130) de polvo y la salida (158) de polvo,

una varilla (160) de alimentación para mover polvo a través del conducto (152, 154) desde la entrada (130) de polvo hasta la salida (158) de polvo, y

un accionador (162) de varilla para rotar la varilla (160) de alimentación en el conducto (152, 154);

en el que el conducto (152, 154) incluye una zona (156a) de preparación de lecho de polvo por debajo de la entrada (130) de polvo, una zona (156b) de compresión de lecho de polvo por debajo de la zona (156a) de preparación de lecho de polvo, y una zona (156c) de descarga de polvo por debajo de la zona (156b) de compresión de lecho de polvo, y

en el que la varilla (160) de alimentación comprende un árbol (170), un elemento (164) de preparación de lecho de polvo en la zona (156a) de preparación de lecho de polvo, y un elemento (166) de descarga en la zona (156c) de descarga de polvo

Aparato y procedimientos de dispensación y detección de polvo.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a procedimientos y a un aparato para dispensar y detectar polvo y, más en particular, a procedimientos y a un aparato para dispensar cantidades de polvo controladas de manera precisa en múltiples cartuchos y para detectar de manera individual el estado de llenado de cada uno de los cartuchos. El polvo puede contener un medicamento y los cartuchos pueden usarse en un inhalador. Sin embargo, la invención no está limitada a esta aplicación.

Antecedentes de la invención

Se ha propuesto suministrar determinados tipos de medicamentos a pacientes mediante la inhalación de polvo como un mecanismo de suministro. Un ejemplo particular utiliza micropartículas de diketopiperazina conocidas como micropartículas de Technosphere®. Las partículas de Technosphere presentan una estructura de superficie de plaqueta y pueden cargarse con un medicamento. Véanse, por ejemplo, la patente estadounidense número 5.352.461, concedida el 4 de octubre de 1994 a Feldstein y col.; la patente estadounidense número 5.503.852, concedida el 2 de abril de 1996 a Steiner y col.; la patente estadounidense número 6.071.497, concedida el 6 de junio de 2000 a Steiner y col.; la patente estadounidense número 6.428.771, concedida el 6 de agosto de 2002 a Steiner y col.; la patente estadounidense número 6.444.226, concedida el 3 de septiembre de 2002 a Steiner y col.; y la patente estadounidense número 6.652.885, concedida el 25 de noviembre de 2003 a Steiner y col. Un uso de estas micropartículas es el suministro de insulina mediante inhalación. Un inhalador que presenta un cartucho o cápsula reemplazable que contiene el polvo del medicamento se utiliza para el suministro de medicamentos.

El documento DE 444 7051 A1 describe un sistema de alimentación para el suministro de productos secos, que comprende una tolva de almacenamiento, un alimento de tornillo y un tornillo de Arquímedes en una caja tubular, para el suministro de los productos secos en bolsas o similares.

La administración de medicamentos por inhalación requiere normalmente una cantidad muy pequeña de polvo en el cartucho del inhalador. A modo de ejemplo, la aplicación de insulina utilizando partículas de Technosphere puede requerir una dosis tan pequeña como 10 miligramos de polvo. Además, la dosis del medicamento debe ser bastante precisa. Una dosis inferior a la especificada puede no tener el efecto terapéutico deseado, mientras que una dosis mayor que la especificada puede tener un efecto negativo sobre el paciente. Además, aunque las micropartículas de Technosphere son altamente efectivas para el suministro de medicamentos por inhalación, su estructura de superficie de plaqueta hace que el polvo de Technosphere sea cohesivo y algo difícil de manipular.

En la comercialización del suministro de medicamentos por inhalación debe producirse de manera eficaz y económica un elevado número de cartuchos que contienen el medicamento. En cada cartucho debe suministrarse una dosis precisa de polvo y la dosis de medicamento debe verificarse en cada cartucho. Las técnicas y los equipos de fabricación deben tener una alta capacidad de producción para satisfacer la demanda y deben poder manipular polvo que sea cohesivo y que, por lo tanto, no fluya libremente. Las técnicas y los equipos de fabricación actuales no han resultado ser adecuados para satisfacer estas demandas.

Por consiguiente, se necesitan procedimientos y aparatos novedosos para detectar y dispensar el polvo.

Resumen de la invención

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un módulo de dispensación de polvo como se indica en la Reivindicación 1 a continuación.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para dispensar un polvo en cartuchos como se indica en la Reivindicación 24 a continuación.

En relación con la presente invención, se pueden proporcionar sistemas y procedimientos para dispensar simultáneamente dosis de polvo controladas de manera precisa en múltiples cartuchos. El polvo puede contener un medicamento y los cartuchos pueden utilizarse en inhaladores. El estado de llenado de cada cartucho, normalmente el peso del polvo, se puede detectar durante el llenado, y los módulos de dispensación de polvo se pueden controlar de manera individual como respuesta al peso detectado para garantizar una dosis precisa. El sistema puede funcionar a gran velocidad y puede ser muy compacto para permitir la realización de operaciones de llenado con unos requisitos mínimos de espacio.

Utilizable en relación con la presente invención, un aparato de dispensación y de detección de polvo puede comprender una estructura de soporte de bandeja para alojar una bandeja de cartuchos que contiene cartuchos, un conjunto de dispensación de polvo que incluye módulos de dispensación de polvo según la presente invención para dispensar polvo en cartuchos respectivos de un lote de cartuchos de la bandeja de cartuchos, un sistema de transporte de polvo para suministrar polvo a los módulos de dispensación de polvo, un módulo de detección que incluye células de detección para detectar estados de llenado respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos, en el que las células de detección están configuradas para detectar de manera individual el estado de llenado de cada uno de los cartuchos durante la dispensación del polvo, y un sistema de control para controlar los módulos de dispensación de polvo como respuesta a los estados de llenado detectados respectivos de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos, de manera que la dispensación de polvo puede terminar cuando se haya dispensado una cantidad de polvo deseada en cada cartucho.

Los módulos de dispensación de polvo, el sistema de transporte de polvo y las células de detección pueden configurarse para dispensar concurrentemente el polvo en el lote de cartuchos y para detectar concurrentemente el estado de llenado de cada uno de los cartuchos del lote de cartuchos. Las células de detección pueden comprender células de detección de peso. La bandeja de cartuchos puede configurarse para soportar los cartuchos en una matriz bidimensional de filas y columnas.

El sistema de transporte de polvo puede incluir un conjunto soplador para desplazar un gas de transporte, un aireador de polvo para suministrar polvo al conjunto de dispensación de polvo y un conjunto de tolva para suministrar polvo al aireador de polvo. El sistema de transporte de polvo puede incluir además un colector que acopla el gas de transporte desde el conjunto de dispensación de polvo hasta el conjunto soplador para formar un sistema de transporte de gas de recirculación de bucle cerrado. El sistema de transporte de polvo puede incluir un sistema de acondicionamiento de gas de transporte para controlar la humedad relativa, la temperatura, o ambas, del gas de transporte.

El mecanismo de alimentación puede incluir un accionador para hacer funcionar la varilla de alimentación, una válvula para controlar la salida y un accionador para hacer funcionar la válvula. La varilla de alimentación puede incluir un árbol y una estructura tridimensional helicoidal que incluye barras separadas fijadas al árbol. Las barras separadas pueden presentar una disposición helicoidal en el árbol. La varilla de alimentación puede comprender además una disposición de uno o más alambres fijados entre algunas o todas las barras separadas. Los alambres pueden incluir una o más disposiciones helicoidales fijadas entre los extremos de las barras y una o más disposiciones en forma de cheurón fijadas entre las barras en ubicaciones radiales seleccionadas. En algunas realizaciones, cada alambre está fijado de manera deslizante a través de orificios en barras intermedias y está acoplado en cada extremo a una de las barras.

La varilla de alimentación puede incluir además un elemento de descarga fijado al árbol debajo de la estructura tridimensional helicoidal. En diferentes realizaciones, el elemento de descarga puede implementarse como una barra modificada que presenta una configuración de doble hélice, un pasador cilíndrico y un elemento de soporte utilizados en combinación con un elemento de orificios o álabes de barrena utilizados en combinación con un elemento de orificios.

El conjunto de dispensación de polvo puede incluir un bloque de matriz que presenta una matriz de orificios verticales. Los módulos de dispensación de polvo pueden montarse en orificios verticales respectivos del bloque...

1. Un módulo (54) de dispensación de polvo, que comprende:

un alojamiento (150) que define una entrada (130) de polvo para recibir polvo, una salida (158) de polvo, y un conducto (152, 254) que conecta la entrada (130) de polvo y la salida (158) de polvo,

una varilla (160) de alimentación para mover polvo a través del conducto (152, 154) desde la entrada (130) de polvo hasta la salida (158) de polvo, y

un accionador (162) de varilla para rotar la varilla (160) de alimentación en el conducto (152, 154);

en el que el conducto (152, 154) incluye una zona (156a) de preparación de lecho de polvo por debajo de la entrada (130) de polvo, una zona (156b) de compresión de lecho de polvo por debajo de la zona (156a) de preparación de lecho de polvo, y una zona (156c) de descarga de polvo por debajo de la zona (156b) de compresión de lecho de polvo, y

en el que la varilla (160) de alimentación comprende un árbol (170), un elemento (164) de preparación de lecho de polvo en la zona (156a) de preparación de lecho de polvo, y un elemento (166) de descarga en la zona (156c) de descarga de polvo.

2. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que la varilla (160) de alimentación comprende un árbol (170) y un elemento (166) de descarga unido al árbol (170) en una zona (156c) de descarga de polvo del conducto (152, 154).

3. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 2, que comprende adicionalmente un elemento (187) de orificios, que tiene al menos un orificio, posicionado adyacente a la salida (158) de polvo, en el que el accionador (162) de varilla rota el elemento (166) de descarga con relación al elemento (187) de orificios.

4. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 3, en el que el elemento (166) de descarga comprende un pasador cilíndrico (183) situado adyacente al elemento (187) de orificios y un miembro (185) de soporte acoplado entre el pasador cilíndrico (183) y el árbol (170) de la varilla (160) de alimentación, en el que el accionador (162) de varilla rota el pasador cilíndrico (183) con relación al elemento (187) de orificios.

5. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 3, en el que el elemento (166) de descarga comprende una barrena (240, 242) acoplada al árbol (170) de la varilla (160) de alimentación, en el que el accionador (162) de varilla rota la barrena (240, 242) con relación al elemento (187) de orificios.

6. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que la varilla (160) de alimentación comprende un árbol (170), una estructura tridimensional helicoidal unida al árbol (170) y situada en la zona (156a) de preparación de lecho de polvo y la zona (156b) de compresión de lecho de polvo, y un elemento (166) de descarga unido al árbol (170) y situado en la zona (156c) de descarga de polvo.

7. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 6, que comprende adicionalmente un elemento (187) de orificios, que tiene al menos un orificio, posicionado adyacente a la salida (158) de polvo, comprendiendo el elemento (166) de descarga una barrena (240, 242) acoplada al árbol (170) de la varilla (160) de alimentación en la zona (156c) de descarga del conducto (152, 154), teniendo la barrena (240, 242) una inclinación inversa con respecto a la estructura tridimensional helicoidal.

8. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 6, que comprende adicionalmente un elemento (187) de orificios, que tiene al menos un orificio, posicionado adyacente a la salida (158) de polvo, comprendiendo el elemento (166) de descarga un pasador cilíndrico (183) situado adyacente al elemento (187) de orificios y un miembro (185) de soporte acoplado entre el pasador cilíndrico (183) y el árbol (170) de la varilla (160) de alimentación, en el que el accionador (162) de varilla rota el pasador cilíndrico (183) con relación al elemento (187) de orificios.

9. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 3, 5 ó 7, que comprende adicionalmente un cojinete (246) posicionado entre el árbol (170) de la varilla (160) de alimentación y el elemento (187) de orificios para definir una separación entre la barrena (240, 242) y el elemento (187) de orificios.

10. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 3, 5 ó 7, en el que el elemento (187) de orificios incluye una región cónica (244) de orificios.

11. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 3, 4 ó 7, en el que el elemento (187) de orificios incluye una región plana de orificios.

12. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 2 ó 6, en el que el elemento de descarga comprende unas barras primera y segunda (172) que se extienden desde el árbol (170) de la varilla (160) de alimentación en una configuración helicoidal.

13. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:

una válvula (180) para controlar la salida de polvo, y

un accionador (182) de válvula para hacer funcionar la válvula (180).

14. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 13, en el que la varilla (160) de alimentación incluye un árbol (170), una pluralidad de barras separadas (172) fijadas al árbol (170) y que tienen una disposición helicoidal, y uno o más alambres (174, 176a, 178a) asegurados entre algunas o la totalidad de las barras separadas.

15. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 14, en el que los uno o más alambres incluyen alambres (174) asegurados entre algunas o la totalidad de las barras separadas (172) en o cerca de los extremos de ellas en una configuración de doble hélice y alambres (176a, 178a) asegurados entre algunas o la totalidad de las barras separadas (172) en una configuración de doble cheurón.

16. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que el conducto (152, 154) incluye una porción cilíndrica (152) por debajo de la entrada (130) de polvo y una porción ahusada (154) por debajo de la porción cilíndrica (152).

17. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 13, que comprende adicionalmente un circuito (184) para controlar el accionador (162) de varilla y el accionador (182) de válvula en respuesta a señales de control.

18. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que la varilla (166) de alimentación produce el volteo del polvo en la zona (156a) de preparación de lecho de polvo.

19. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 18, en el que el volteo del polvo produce aglomerados de polvo en un intervalo de tamaño de aglomerado.

20. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 18, en el que el polvo se dispensa como aglomerados de caída libre producidos mediante volteo del polvo en la zona (156a) de preparación de lecho de polvo.

21. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que la rotación de la varilla (160) de alimentación produce el acondicionamiento ascendente del polvo en la zona (156a) de preparación de lecho de polvo.

22. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que el elemento (164) de preparación de lecho de polvo comprende una estructura de alambre.

23. Un módulo de dispensación de polvo como se define en la reivindicación 1, en el que la estructura de alambre comprende una estructura tridimensional helicoidal.

24. Un método para dispensar polvo adentro de un cartucho, que comprende:

posicionar un cartucho (20) debajo de un módulo (54) de dispensación que tiene una tolva (156) de dispensación que contiene polvo;

abrir una válvula (180) que controla la tolva (156) de dispensación;

hacer funcionar una varilla (160) de alimentación en la tolva (156) para dispensar polvo a través de la válvula (180) hasta el cartucho (20),

en el que hacer funcionar la varilla de alimentación comprende hacer funcionar un elemento (164) de preparación de lecho de polvo en una zona (156a) de preparación de lecho de polvo de la tolva (156) por debajo de una entrada (130) de polvo y hacer funcionar un elemento (166) de descarga en una zona (156a) de descarga de polvo de la tolva (156); y

cerrar la válvula (180) cuando se alcanza un estado deseado de llenado del cartucho (20).

25. Un método como se define en la reivindicación 24, en el que hacer funcionar la varilla (160) de alimentación comprende rotar la varilla (160) de alimentación alrededor de un eje de ella.

26. Un método como se define en la reivindicación 25, que comprende adicionalmente invertir la rotación de la varilla (160) de alimentación para acondicionar el polvo en la tolva (156) de dispensación.

27. Un método como se define en la reivindicación 25, en el que rotar la varilla (160) de alimentación comprende agitar la varilla (160) de alimentación durante la rotación.

28. Un método como se define en la reivindicación 24, que comprende adicionalmente llenar la tolva (156) de dispensación con polvo y acondicionar el polvo antes de abrir la válvula (180).

29. Un método como se define en la reivindicación 24, en el que cerrar la válvula (180) comprende detectar un peso de polvo en el cartucho (20) y cerrar la válvula (180) cuando el peso detectado es igual o mayor que un peso destino.

30. Un método como se define en la reivindicación 24, en el que abrir la válvula comprende rotar un miembro (190) de válvula en una dirección seleccionada y en el que cerrar la válvula (180) comprende rotar el miembro (190) de válvula en la dirección seleccionada.

31. Un método como se define en la reivindicación 30, en el que abrir la válvula (180) comprende posicionar el miembro (190) de válvula posteriormente con respecto a la apertura de la boquilla (158) de dispensación.

32. Un método como se define en la reivindicación 24, en el que hacer funcionar la varilla (160) de alimentación comprende hacer funcionar la varilla (160) de alimentación a una velocidad máxima seleccionada durante una primera porción de un ciclo de llenado y después hacer funcionar la varilla (160) de alimentación a una velocidad reducida durante una segunda porción del ciclo de llenado.

33. Un método como se define en la reivindicación 32, en el que la segunda porción del ciclo de llenado se inicia cuando el polvo dispensado adentro del cartucho (20) alcanza un peso seleccionado.

34. Un método como se define en la reivindicación 33, en el que se utiliza control proporcional durante la segunda porción del ciclo de llenado.

35. Un método como se define en la reivindicación 34, en el que se usa control integral durante la segunda porción del ciclo de llenado.

36. Un método como se define en la reivindicación 28, en el que acondicionar el polvo comprende la agitación del polvo.

37. Un método como se define en la reivindicación 36, en el que la agitación del polvo produce aglomerados de polvo en un intervalo de tamaño de aglomerado.

38. Un método como se define en la reivindicación 37, en el que el polvo se dispensa como aglomerados de caída libre producidos mediante la agitación del polvo.