ПОРОШКОВЫЙ ИНГАЛЯТОР Российский патент 2005 года по МПК A61M15/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, предназначенным для индивидуального введения порошкообразных лекарственных препаратов в дыхательные пути и легкие человека как через рот, так и через нос, то есть к порошковым ингаляторам.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Первые порошковые ингаляторы для лечения бронхиальной астмы и других хронических обструктивных заболеваний легких начали промышленно выпускаться ведущими фармацевтическими компаниями мира в конце 60-х годов двадцатого столетия. С тех пор объемы их производства и использования неуклонно возрастают, что обусловлено как высокой клинической эффективностью, так и глобальными экологическими соображениями сохранения озонового слоя Земли. Сегодня известны десятки конструкций порошковых ингаляторов, серийно выпускаемых во многих странах мира. Наиболее многочисленный и современный класс средств представляется дозирующими порошковыми ингаляторами, например такими как «TURBUHALER» фирмы «ASTRA», «NOVOLIZER» фирмы «ASTA MEDICA», «EASYHALER» фирмы «ORION», «ЦИКЛОХАЛЕР» фирмы «ПУЛЬМОМЕД» [1]. Такие конструкции ингаляторов включают многодозный контейнер с лекарственным порошком. Из контейнера при помощи встроенного дозирующего механизма единичная доза порошка, отмеряемая по объемному принципу в калиброванных дозирующих отверстиях, перемещается в воздушный канал. Обычно содержимое контейнера рассчитано на 100-200 единичных доз. Для контроля этого в ингаляторе дополнительно устанавливают либо счетчик доз, либо контейнер изготавливают из прозрачного материала, позволяющего визуально следить за остающимся количеством лекарственного препарата.

Практически все выпускаемые в настоящее время порошковые ингаляторы, за исключением ингалятора «TURBUHALER», предназначены для введения в легкие пациента лекарственных средств в форме порошковых смесей тонкодисперсных частиц активного компонента с грубодисперсными частицами инертного носителя, такого как лактоза. При этом массовая доля носителя, вводимого в состав смеси, достигает 99 процентов и более, а его частицы имеют размеры 50-100 мкм. Активный компонент, например сальбутамол, будесонид, беклометазон, составляет незначительную массовую долю исходной порошковой смеси и включает, преимущественно, частицы респирабельных размеров с аэродинамическими диаметрами менее 5-7 мкм, которые способны проникать в дистальные отделы легких. Однако при ингаляции происходит неполное разделение порошковой смеси и реально в легкие попадает не более 20-30 процентов от декларируемого количества активного компонента, содержащегося в водимой дозе лекарственного препарата. Большая доля частиц - до 70 процентов активного компонента в составе крупных агломератов исходной порошковой смеси, не разрушившихся в ингаляторе, осаждается в ротоглотке. При этом наблюдается ряд нежелательных местных и системных побочных эффектов: ирритативный кашель, дисфония, ротоглоточный кандидоз и др., особенно выраженных при применении ингаляционных глюкокортикостероидов.

Таким образом, в качестве основного критерия эффективности порошковых ингаляторов необходимо принять так называемую «респирабельную дозу», то есть массовую долю частиц активного компонента, осаждающихся в легких при заданных параметрах дыхательного маневра. Очевидно, что респирабельная доза зависит от величины вводимой дозы лекарственного препарата и его содержания в респирабельной фракции, которые в свою очередь определяются параметрами дыхательного маневра при ингаляции. Типичный дыхательный маневр состоит из трех фаз: глубокий выдох, форсированный вдох через ингалятор и задержка дыхания. Для порошкового ингалятора, активируемого вдохом, существует пороговое значение объемной скорости воздуха, создаваемой при ингаляции, ниже которого величина вводимой дозы и респирабельной фракции будет недостаточной для проявления терапевтического действия лекарственного препарата.

Известный дозирующий порошковый ингалятор «TURBUHALER» [1], [2], [3], [4] - многодозная резервуарная порошковая система, требующая установки дозы препарата пациентом перед каждой ингаляцией. Под мундштуком находится окошко индикатора доз. Когда в устройстве остается менее 20-ти доз, в окошке появляется красная метка.

«TURBUHALER» относится к ингаляторам среднего сопротивления проходящему через него воздушному потоку.

Больные обструктивными заболеваниями легких, такими, например, как бронхиальная астма, хронический бронхит, в зависимости от возраста и степени тяжести заболевания не всегда способны сделать вдох через данный ингалятор с оптимальной объемной скоростью 60-90 л/мин, обеспечивающей эффективное введение дозы лекарственного препарата и высокую величину его респирабельной фракции. Известна сильная зависимость характеристик этого типа ингаляторов от величины инспираторного потока воздуха [1], [2], [3], [4].

Так, при потоке, равном 30 л/мин, величина вводимой дозы составляет около 70% от отмеряемой дозатором, а величина респирабельной фракции составляет около 15 процентов.

При потоке, равном 70 л/мин, вводится практически вся отмеряемая доза, а величина респирабельной фракции превышает 50 процентов.

Отмеченная вариабельность основных характеристик ингалятора «TURBUHALER» существенно затрудняет назначение адекватной дозировки лекарственных препаратов пациенту.

Наиболее близким аналогом можно считать дозирующий порошковый ингалятор «PULVINAL» [1], [6], который относится к ингаляторам высокого сопротивления и обеспечивает эффективное введение лекарственных препаратов при объемных скоростях воздушного потока в диапазоне значений от 25 до 60 л/мин.

Снижение пороговой величины скорости воздушного потока позволяет также снизить инерционное осаждение частиц лекарственных препаратов в ротоглотке и повысить их проникновение в легкие. Однако при снижении скорости воздушного потока до величины, меньшей 25 л/мин, эффективность ингалятора «PULVINAL» начинает заметно уменьшаться. Так, при скорости, равной 20 л/мин, величина вводимой дозы снижается примерно до 80%, а содержание респирабельной фракции снижается до 20 процентов, в то время как при скорости, равной 60 л/мин, из ингалятора выводится практически вся отмеренная доза, а содержание респирабельной фракции составляет примерно 35 процентов.

Таким образом, существует проблема создания порошкового ингалятора высокого сопротивления, близкого по сопротивлению, например, к ингалятору «PULVINAL», который бы эффективно функционировал при скоростях воздушного потока меньших, чем 20 л/мин.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание такого порошкового ингалятора, который являлся бы дозирующим, несложным при эксплуатации и который обеспечивал бы эффективное введение лекарственного препарата в дыхательные пути и легкие человека при минимальной величине создаваемого инспираторного потока.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат достигается тем, что предлагается порошковый ингалятор, включающий накрываемый защитным чехлом корпус с отверстиями для входа воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом, в котором выполнены разгонные каналы, соединенные с диспергатором, контейнер для порошка и дозатор, выполненный в виде подвижной пластины с мерным отверстием для подачи дозы порошка в разгонный канал, отличающийся тем, что в подвижной пластине дозатора выполнено дополнительное мерное отверстие, идентичное первому, расположенное на том же расстоянии от оси вращения дозатора и смещенное относительно первого отверстия на угол 90 градусов так, что при повороте дозатора каждое из мерных отверстий поочередно размещается то под отверстием в основании контейнера с порошком, то в одном из разгонных каналов, каждый из которых разделен перегородкой, отходящей от одной из стенок разгонного канала на его выходе, плотно примыкающей к подвижной пластине дозатора и проходящей над мерным отверстием на два канала так, что только один из каналов соединен с диспергатором, а другой канал сообщается с первым каналом через мерное отверстие.

Порошковый ингалятор представлен на фигурах 1-4.

На фигуре 1 (Фиг.1) представлен внешний вид порошкового ингалятора с защитным чехлом.

На фигуре 2 (Фиг.2) представлен сборочный чертеж

порошкового ингалятора.

На фигуре 3 (Фиг.3) представлена схема выполнения разгонных каналов во вставке.

На фигуре 4 (Фиг.4) представлено изображение дозатора с мерными отверстиями.

На фигурах чертежей представлены следующие позиции:

1 - защитный чехол (Фиг.2),

2 - разгонные каналы (Фиг.3),

3 - мундштук, соединенный с диспергатором (Фиг.2),

4 - контейнер (Фиг.2),

5 - вставка в основание контейнера (Фиг.2),

6 - дозатор (Фиг.2),

7 - мерное отверстие (Фиг.4),

8 - заглушка (Фиг.2),

9 - пружина (Фиг.2),

10 - дополнительное мерное отверстие (Фиг.4),

11 - перегородка (Фиг.3).

Корпус порошкового ингалятора, представленный на Фиг.2, включает в себя мундштук 3, соединенный с диспергатором, контейнер 4 для порошка, вставку 5 в основание контейнера 4, дозатор 6, заглушку 8, пружину 9.

Предлагаемый порошковый ингалятор включает накрываемый защитным чехлом 1 корпус с отверстиями для входа воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом, в котором выполнены разгонные каналы 2, соединенные с диспергатором, контейнер 4 для порошка и дозатор 6, выполненный в виде подвижной пластины с мерным отверстием 7 для подачи дозы порошка в разгонный канал, при этом порошковый ингалятор отличается тем, что в подвижной пластине дозатора выполнено дополнительное мерное отверстие 10, идентичное первому, расположенное на том же расстоянии от оси вращения дозатора и смещенное относительно первого отверстия на угол 90 градусов так, что при повороте дозатора каждое из мерных отверстий поочередно размещается то под отверстием в основании контейнера с порошком, то в одном из разгонных каналов, каждый из которых разделен перегородкой 11, отходящей от одной из стенок разгонного канала на его выходе, плотно примыкающей к подвижной пластине дозатора и проходящей над мерным отверстием на два канала так, что только один из каналов соединен с диспергатором, а другой канал сообщается с первым каналом через мерное отверстие.

Порошковый ингалятор работает следующим образом.

Расположенное под отверстием в основании контейнера 4 мерное отверстие 7(10) заполняется порошком лекарственного препарата. При повороте дозатора 6 на угол 90 градусов заполненное мерное отверстие перемещается в один из разгонных каналов 2, при этом другое мерное отверстие 10 (7) перемещается под отверстие в основании контейнера 4 с порошком. Под действием разрежения, создаваемого в корпусе порошкового ингалятора при вдохе пациента, атмосферный воздух поступает в разгонные каналы 2 воздухопровода, в одном из которых располагается заполненное порошком мерное отверстие 7 (10). Воздушный поток в этом разгонном канале разделяется перегородкой 11 на два потока, один из которых движется по каналу, непосредственно соединенному с диспергатором, а второй поток соединяется с первым через мерное отверстие 7 (10), увлекая собой порошок лекарственного препарата и создавая дополнительную турбулентность, способствующую разрушению конгломератов частиц на входе в диспергатор. Поступающая в диспергатор воздушно-порошковая смесь смешивается с потоком атмосферного воздуха, поступающего в диспергатор дополнительно через другой разгонный канал 2.

В результате многократных столкновений между собой и со стенками диспергатора происходят разрушение конгломератов частиц и генерация респирабельной фракции частиц лекарственного препарата. Образующийся таким образом аэрозоль поступает в дыхательные пути и легкие пациента. Для введения следующей дозы лекарственного препарата с помощью порошкового ингалятора необходимо повернуть дозатор 6 на угол 90 градусов в обратном направлении. При этом заполненное порошком мерное отверстие 10 (7) перемещается в другой разгонный канал 2, одновременно опустошенное мерное отверстие 7 (10) располагается под отверстием в основании контейнера 4 и заполняется порошком.

Таким образом, предлагаемый порошковый ингалятор является дозирующим, несложным при эксплуатации и обеспечивает эффективное введение лекарственного препарата в дыхательные пути и легкие человека при минимальной величине создаваемого инспираторного потока. Предлагаемое техническое решение существенно упрощает использование порошкового ингалятора по сравнению с прототипом [1], [6], в котором для отмеривания одной дозы порошка требуется сначала повернуть дозатор на угол поворота 180 градусов в одном направлении, одновременно удерживая фиксатор в нажатом положении, а затем повернуть дозатор на 180 градусов в противоположном направлении.

Используя предлагаемый порошковый ингалятор, представляется возможным повысить так называемый «комплайнс» - возможность и желание пациента правильно следовать предписаниям врача и на практике принимать назначенные лекарственные препараты в указанной дозировке.

Исследования, проведенные с использованием предлагаемого порошкового ингалятора, показали, что он обеспечивает эффективное введение лекарственного препарата при скорости воздушного потока от 15 л/мин. Это позволяет использовать его для введения лекарственного препарата в виде порошка через нос, что является актуальной задачей.

Примерно 70 процентов больных бронхиальной астмой одновременно страдают и аллергическим ринитом.

При вдохе одним носовым ходом через предлагаемый порошковый ингалятор практически все пациенты, страдающие бронхиальной астмой и аллергическим ринитом, смогли создать пиковые инспираторные потоки выше 15 л/мин.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет расширить область применения дозирующих порошковых ингаляторов.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Порошковый ингалятор имеет достаточно простое устройство, что позволяет быстро наладить его серийный выпуск, так как он может быть изготовлен из прозрачных и непрозрачных пластмассовых и других подобных материалов. Наполнением могут являться различные лекарственные порошковые смеси, изготавливаемые фармацевтическими предприятиями. Благодаря простоте использования и эффективности воздействия, а также несложному процессу производства, предлагаемый порошковый ингалятор может занять достойное место на потребительском рынке.

Источники информации

1. Медицинская библиотека. Устройства доставки ингаляционных препаратов. «Русский медицинский журнал» Том 10, №5, 2002 г.

2. Интернет:www.allergist.ru «Школа бронхиальной астмы. Порошковые ингаляторы»

3. Интернет: www.astma.com.ua «Астма. Информация. Методы лечения. Ингаляционная терапия. Вдохом управляемые порошковые ингаляторы».

4. Интернет: www. Medi.ru. «Симбикорт. Турбухалер. Особенности и преимущества. АстраЗенека».

5. Интернет: www.sanaris.com.ua «Бекломет Изихейлер».

6. «The Effect of Flow Rate on Drug Delivery from the Pulvinal, a High-Resistance Dry Powder Inhaler». B.J.MEAKIN, Журнал «Аэрозольная медицина, Изд. Мэри Анн Либерт, Инк., Том 11, №5, 1998, стр.143152.

Изобретение относится к медицинской технике. Технический результат - обеспечение эффективного введения лекарственного препарата в дыхательные пути и легкие человека при минимальной величине создаваемого инспираторного потока. Порошковый ингалятор содержит накрываемый защитным чехлом корпус с отверстиями для входа воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом, в котором выполнены разгонные каналы, соединенные с диспергатором, контейнер для порошка и дозатор, выполненный в виде подвижной пластины с мерным отверстием для подачи дозы порошка в разгонный канал. В подвижной пластине дозатора выполнено дополнительное мерное отверстие, идентичное первому, расположенное на том же расстоянии от оси вращения дозатора и смещенное относительно первого отверстия на угол 90 градусов так, что при повороте дозатора каждое из мерных отверстий поочередно размещается то под отверстием в основании контейнера с порошком, то в одном из разгонных каналов, каждый из которых разделен перегородкой, отходящей от одной из стенок разгонного канала на его выходе, плотно примыкающей к подвижной пластине дозатора и проходящей над мерным отверстием на два канала так, что только один из каналов соединен с диспергатором, а другой канал сообщается с первым каналом через мерное отверстие. 4 ил.

Порошковый ингалятор, включающий накрываемый защитным чехлом корпус с отверстиями для входа воздуха и выхода аэрозоля, соединенными воздухопроводом, в котором выполнены разгонные каналы, соединенные с диспергатором, контейнер для порошка и дозатор, выполненный в виде подвижной пластины с мерным отверстием для подачи дозы порошка в разгонный канал, отличающийся тем, что в подвижной пластине дозатора выполнено дополнительное мерное отверстие, идентичное первому, расположенное на том же расстоянии от оси вращения дозатора и смещенное относительно первого отверстия на угол 90° так, что при повороте дозатора каждое из мерных отверстий поочередно размещается то под отверстием в основании контейнера с порошком, то в одном из разгонных каналов, каждый из которых разделен перегородкой, отходящей от одной из стенок разгонного канала на его выходе, плотно примыкающей к подвижной пластине дозатора, и проходящей над мерным отверстием на два канала так, что только один из каналов соединен с диспергатором, а другой канал сообщается с первым каналом через мерное отверстие.