Изобретение относится к картриджу для системы подачи аэрозоля и к устройству, выполненному с возможностью размещения картриджа. Изобретение также относится к системе подачи аэрозоля для подачи пользователю лекарственного средства в виде аэрозоля, такого как частицы никотиновой соли, содержащей устройство и картридж, в частности, к курительному устройству для подачи пользователю частиц никотиновой соли в виде аэрозоля. Изобретение дополнительно относится к способу подачи пользователю лекарственного средства в виде аэрозоля, такого как частицы никотиновой соли.
В данной области техники известны так называемые «электронные сигареты» и другие электрически управляемые курительные системы, испаряющие жидкую никотиновую композицию для формирования аэрозоля, вдыхаемого пользователем. Например, в WO 2009/132793 A1 раскрыта электрически нагреваемая курительная система, содержащая корпус и заменяемый мундштук, при этом корпус содержит электрический источник питания и электрическую цепь. Мундштук содержит часть для хранения жидкости, капиллярный фитиль, содержащий первый конец, проходящий в часть для хранения жидкости для контакта с жидкостью, расположенной там, и нагревательный элемент для нагревания второго конца капиллярного фитиля. При эксплуатации жидкость перемещается из части для хранения жидкости по направлению к нагревательному элементу за счет капиллярного действия в фитиле. Жидкость на втором конце фитиля испаряется с помощью нагревательного элемента. Жидкость предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из жидкости при нагревании.
Доступные на рынке электронные сигареты обычно требуют значительной мощности для формирования аэрозоля, обладающего подходящим размером частиц для подачи пользователю.
В WO 2008/121610 A1 и WO 2011/034723 A1 раскрыты устройства и способы для подачи никотина или других лекарственных средств субъекту, в которых пировиноградная кислота вступает в реакцию с никотином или другими лекарственными средствами в газовой фазе для формирования аэрозоля, состоящего из частиц соли пирувата никотина или лекарственного средства. При комнатной температуре как пировиноградная кислота, так и никотин являются достаточно летучими для образования соответствующих паров, которые вступают в реакцию друг с другом для образования частиц соли пирувата никотина. Тем не менее, пировиноградная кислота обладает большим давлением пара, чем никотин при заданной температуре. В результате, эффективность газофазной реакции между пировиноградной кислотой и никотином сильно зависит от температуры окружающей среды, что может неблагоприятным образом привести к непостоянной подаче никотина пользователю.
Было бы желательно предоставить систему подачи аэрозоля, работающую с уменьшенным энергопотреблением по сравнению с доступными на рынке электронными сигаретами. Также было бы желательно предоставить систему подачи аэрозоля, позволяющую осуществлять более равномерную подачу никотина или другого лекарственного средства за одну затяжку по сравнению с известными устройствами для подачи частиц никотиновой соли в виде аэрозоля.
Согласно изобретению предоставлен картридж, содержащий: первое отделение, содержащее источник летучего соединения, ускоряющего доставку; второе отделение, содержащее источник лекарственного средства; испаритель для нагревания лекарственного средства; и перемещающий элемент для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель.
Как подробнее описано ниже, использование картриджей согласно изобретению в системе подачи аэрозоля преимущественно позволяет осуществлять более равномерную подачу лекарственного средства по сравнению с известными устройствами для подачи частиц соли никотина или лекарственного средства в виде аэрозоля. Другими словами, подача лекарственного средства за одну затяжку при использовании картриджей согласно изобретению в системе подачи аэрозоля является более равномерной, чем в известных устройствах для подачи частиц соли никотина или лекарственного средства в виде аэрозоля. Кроме этого, подача лекарственного средства за одну затяжку при использовании картриджей согласно изобретению в системе подачи аэрозоля является более постоянной, чем в известных устройствах для подачи частиц соли никотина или лекарственного средства в виде аэрозоля.
В данном контексте термин «летучий» означает, что соединение, ускоряющее доставку, имеет давление пара по меньшей мере приблизительно 20 Па. Если не указано иное, все давления пара, упоминаемые в настоящем документе, – это давления пара при температуре 25°C, измеренные в соответствии со стандартом Американского общества по испытанию материалов ASTM E1194–07.
Предпочтительно, летучее соединение, ускоряющее доставку, имеет давление пара по меньшей мере приблизительно 50 Па, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 75 Па, наиболее предпочтительно по меньшей мере 100 Па при температуре 25°C.
Предпочтительно, летучее соединение, ускоряющее доставку, имеет давление пара менее чем или равное приблизительно 400 Па, более предпочтительно менее чем или равное приблизительно 300 Па, еще более предпочтительно менее чем или равное приблизительно 275 Па, наиболее предпочтительно менее чем или равное приблизительно 250 Па при температуре 25°C.
В определенных вариантах осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, может иметь давление пара от приблизительно 20 Па до приблизительно 400 Па, более предпочтительно от приблизительно 20 Па до приблизительно 300 Па, еще более предпочтительно от приблизительно 20 Па до приблизительно 275 Па, наиболее предпочтительно от приблизительно 20 Па до приблизительно 250 Па при температуре 25°C.
В других вариантах осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, может иметь давление пара от приблизительно 50 Па до приблизительно 400 Па, более предпочтительно от приблизительно 50 Па до приблизительно 300 Па, еще более предпочтительно от приблизительно 50 Па до приблизительно 275 Па, наиболее предпочтительно от приблизительно 50 Па до приблизительно 250 Па при температуре 25°C.
В дополнительных вариантах осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, может иметь давление пара от приблизительно 75 Па до приблизительно 400 Па, более предпочтительно от приблизительно 75 Па до приблизительно 300 Па, еще более предпочтительно от приблизительно 75 Па до приблизительно 275 Па, наиболее предпочтительно от приблизительно 75 Па до приблизительно 250 Па при температуре 25°C.
В еще одних вариантах осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, может иметь давление пара от приблизительно 100 Па до приблизительно 400 Па, более предпочтительно от приблизительно 100 Па до приблизительно 300 Па, еще более предпочтительно от приблизительно 100 Па до приблизительно 275 Па, наиболее предпочтительно от приблизительно 100 Па до приблизительно 250 Па при температуре 25°C.
Летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать одно соединение. В качестве альтернативы летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать два или более разных соединений.
Если летучее соединение, ускоряющее доставку, содержит два или более разных соединений, тогда два или более разных соединений в комбинации имеют давление пара по меньшей мере приблизительно 20 Па при температуре 25°C.
Предпочтительно, летучее соединение, ускоряющее доставку, является летучей жидкостью.
Летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать смесь двух или более разных жидких соединений.
Летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать водный раствор одного или нескольких соединений. В качестве альтернативы летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать безводный раствор одного или нескольких соединений.
Летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать два или более разных летучих соединений. Например, летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать смесь двух или более разных летучих жидких соединений.
В качестве альтернативы летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать одно или несколько нелетучих соединений и одно или несколько летучих соединений. Например, летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать раствор одного или нескольких нелетучих соединений в летучем растворителе или смесь одного или нескольких нелетучих жидких соединений и одного или нескольких летучих жидких соединений.
В одном варианте осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, содержит кислоту. Летучее соединение, ускоряющее доставку, может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту. Предпочтительно, летучее соединение, ускоряющее доставку, содержит органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа-кетокислоту или 2-оксокислоту.
В предпочтительном варианте осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, в первом отделении содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты и их сочетаний. В особенно предпочтительном варианте осуществления первое отделение содержит пировиноградную кислоту.
В одном варианте осуществления летучее соединение, ускоряющее доставку, содержит хлорид аммония.
В предпочтительном варианте осуществления источник летучего соединения, ускоряющего доставку, содержит сорбционный элемент и летучее соединение, ускоряющее доставку, сорбированное на сорбционном элементе.
В данном контексте термин «сорбированный» означает, что летучее соединение, ускоряющее доставку, адсорбировано на поверхности сорбционного элемента, или абсорбировано в сорбционном элементе, или как адсорбировано, так и абсорбировано в сорбционном элементе. Предпочтительно, летучее соединение, ускоряющее доставку, адсорбировано на сорбционном элементе.
Сорбционный элемент может быть сформирован из любого подходящего материала или сочетания материалов. Например, сорбционный элемент может содержать одно или несколько из следующего: стекло, нержавеющая сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), расширенный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX®.
В предпочтительном варианте осуществления сорбционный элемент является пористым сорбционным элементом.
Например, сорбционный элемент может являться пористым сорбционным элементом, содержащим один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из пористых пластиковых материалов, пористых полимерных волокон и пористых стеклянных волокон.
Сорбционный элемент предпочтительно химически инертен по отношению к летучему соединению, ускоряющему доставку.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размер и форму.
В одном предпочтительном варианте осуществления сорбционный элемент является по существу цилиндрическим штрангом. В одном особенно предпочтительном варианте осуществления сорбционный элемент является пористым по существу цилиндрическим штрангом.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления сорбционный элемент является по существу цилиндрической полой трубкой. В еще одном особенно предпочтительном варианте осуществления сорбционный элемент является пористой по существу цилиндрической полой трубкой.
Размер, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить сорбцию необходимого количества летучего соединения, ускоряющего доставку, на сорбционном элементе.
В предпочтительном варианте осуществления на сорбционном элементе сорбируется от приблизительно 20 мкл до приблизительно 200 мкл, более предпочтительно от приблизительно 40 мкл до приблизительно 150 мкл, наиболее предпочтительно от приблизительно 50 мкл до приблизительно 100 мкл летучего соединения, ускоряющего доставку.
Сорбционный элемент преимущественно выполняет функцию резервуара для летучего соединения, ускоряющего доставку.
Адсорбционный элемент может быть выполнен с возможностью передачи летучего соединения, ускоряющего доставку, из первого отделения в воздух, втягиваемый сквозь картридж. Например, адсорбционный элемент может содержать капиллярный материал для передачи летучего соединения, ускоряющего доставку, из первого отделения в воздух, втягиваемый сквозь картридж, за счет капиллярного действия. В некоторых вариантах осуществления адсорбционный элемент может содержать капиллярный фитиль для передачи летучего соединения, ускоряющего доставку, из первого отделения в воздух, втягиваемый сквозь картридж, за счет капиллярного действия.
Использование летучего соединения, ускоряющего доставку, преимущественно позволяет системам подачи аэрозоля, содержащим картриджи согласно изобретению, работать с уменьшенным энергопотреблением по сравнению с доступными на рынке электронными сигаретами. Энергопотребление системы подачи аэрозоля может быть уменьшено путем уменьшения энергии, требуемой для испарения лекарственного средства, поскольку летучее соединение, ускоряющее доставку, увеличивает скорость доставки лекарственного средства пользователю. В отличие от этого, в доступных на рынке электронных сигаретах для того, чтобы увеличить скорость доставки никотина пользователю, необходима дополнительная энергия для испарения никотиновой композиции для создания меньших аэрозольных частиц. Путем уменьшения энергии, требуемой для образования подходящего аэрозоля для доставки пользователю, рабочая температура систем подачи аэрозоля, содержащих картриджи согласно изобретению, также может быть преимущественно уменьшена.
Таким образом, изобретение позволяет предоставить экономически эффективную, компактную и легкую в использовании систему подачи аэрозоля. Кроме этого, путем использования кислоты или хлорида аммония в качестве соединения, ускоряющего доставку, в картриджах согласно изобретению, фармакокинетическая скорость лекарственного средства по сравнению с доступными на рынке электронными сигаретами может быть преимущественно увеличена.
В предпочтительном варианте осуществления картридж дополнительно содержит камеру, образующую аэрозоль, пребывающую в связи по текучей среде с первым отделением и вторым отделением. При эксплуатации лекарственное средство вступает в реакцию с летучим соединением, ускоряющим доставку, в газовой фазе в камере, образующей аэрозоль, для образования частиц в виде аэрозоля, содержащих лекарственное средство.
Предпочтительно, картридж дополнительно содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха выше по потоку относительно первого отделения, и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха ниже по потоку относительно камеры, образующей аэрозоль, при этом по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха расположены таким образом, чтобы ограничивать траекторию потока воздуха, проходящую по меньшей мере от одного впускного отверстия для воздуха по меньшей мере к одному выпускному отверстию для воздуха через первое отделение, испаритель и камеру, образующую аэрозоль.
В данном контексте термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов, картриджей, устройств подачи аэрозоля и систем подачи аэрозоля согласно изобретению относительно направления воздуха, втягиваемого сквозь картриджи, устройства подачи аэрозоля и системы подачи аэрозоля при их использовании.
В данном контексте термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или нескольких отверстий, через которые воздух может быть втянут в картридж.
В данном контексте термин «выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или нескольких отверстий, через которые воздух может быть вытянут из картриджа.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха содержит множество перфорационных отверстий, расположенных в наружном корпусе картриджа. Предпочтительно перфорационные отверстия располагаются по окружности вокруг наружного корпуса.
Предпочтительно лекарственное средство имеет точку плавления ниже приблизительно 150 градусов Цельсия.
В качестве альтернативы или дополнения предпочтительно лекарственное средство имеет точку кипения ниже приблизительно 300 градусов Цельсия.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления лекарственное средство содержит одно или несколько алифатических или ароматических, насыщенных или ненасыщенных азотистых оснований (азотсодержащих щелочных соединений), в которых атом азота присутствует в форме гетероциклического кольца или ациклической цепи (замещение).
Лекарственное средство может содержать одно или несколько соединений, выбранных из группы, состоящей из: никотина, 7-гидроксимитрагинина; ареколина; атропина; бупропиона; катина (D-норпсевдоэфедрина); хлорфенирамина; дибукаина; димеморфана; диметилтриптамина; дифенгидрамина; эфедрина; горденина; гиосциамина; изоареколина; леворфанола; лобелина; мезембрина; митрагинина; мускатина; прокаина; псевдоэфедрина; пириламина; раклоприда; ритодрина; скополамина; спартеина (лупинидина) и тиклопидина; составляющих табачного дыма, таких как 1,2,3,4 тетрагидроизохинолины, анабазин, анатабин, котинин, миосмин, никотрин, норкотинин и норникотин; противоастматических препаратов, таких как орципреналин, пропранолол и тербуталин; антиангинальных препаратов, таких как никорандил, окспренолол и верапамил; антиаритмических препаратов, таких как лидокаин; никотиновых агонистов, такие как эпибатидин, 5-(2R)-азетидинилметокси)-2- хлорпиридин (ABT-594), (S)-3-метил-5-(l-метил-2- пирролидинил)изоксазол (ABT 418) и (±)-2-(3- пиридинил)-l- азабицикло[2.2.2]октан (RJR-2429); никотиновых антагонистов, таких как метилликакотинин и мекамиламин; ингибиторов ацетилхолинэстеразы, таких как галантамин, пиридостигмин, физостигмин и такрин; и ингибиторов МАО, таких как метокси-N,N-диметилтриптамин, 5-метокси-α-метилтриптамин, альфа-метилтриптамин, ипроклозид, ипрониазид, изокарбоксазид, линезолид, меклобемид, N,N-диметилтриптамин, фенелзин, фенилэтиламин, толоксатон, транилципромин и триптамин.
Источник лекарственного средства предпочтительно является источником никотина.
Источник лекарственного средства может содержать сорбционный элемент и лекарственное средство, сорбированное на сорбционном элементе.
Второе отделение может содержать сорбционный элемент с лекарственным средством, сорбированным на нем. Более предпочтительно, второе отделение содержит пористый сорбционный элемент с лекарственным средством, сорбированным на нем. Пористый сорбционный элемент может содержать один или несколько пористых материалов, выбранных из группы, состоящей из пористых пластиковых материалов, пористых полимерных волокон и пористых стеклянных волокон. Один или несколько пористых материалов могут являться или не являться капиллярными материалами и предпочтительно являются инертными по отношению к лекарственному средству. Особенно предпочтительный пористый материал или материалы будут зависеть от физических свойств лекарственного средства. Один или несколько пористых материалов может иметь любую подходящую пористость для использования с разными лекарственными средствами, имеющими разные физические свойства.
Размещение сорбционного элемента с лекарственным средством, сорбированным на нем, во втором отделении может преимущественно уменьшить риск утечки лекарственного средства из картриджа.
Кроме этого, путем выбора сорбционного элемента, обладающего подходящими свойствами, размещение сорбционного элемента может позволить осуществлять улучшенное управление высвобождением лекарственного средства.
В предпочтительных вариантах осуществления первое отделение картриджа содержит источник летучего соединения, ускоряющего доставку, и второе отделение картриджа содержит источник никотина. Источник никотина может содержать одно или несколько из следующего: никотин, основание никотина, соль никотина, такую как никотин-HCl, никотин-битартрат, или никотин-дитартрат, или производное никотина.
Источник никотина может содержать натуральный никотин или синтетический никотин.
Источник никотина может содержать чистый никотин, раствор никотина в водном или безводном растворителе или жидкий экстракт табака.
Источник никотина может дополнительно содержать образующее электролит соединение. Образующее электролит соединение может быть выбрано из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, солей щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов и их сочетаний.
Например, источник никотина может содержать образующее электролит соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, оксида лития, оксида бария, хлорида калия, хлорида натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, сульфата аммония и их сочетаний.
В определенных вариантах осуществления, источник никотина может содержать водный раствор никотина, основание никотина, соль никотина, или производное никотина и образующее электролит соединение.
В качестве альтернативы или дополнения источник никотина может дополнительно содержать другие компоненты, включая, без ограничения, натуральные ароматизаторы, искусственные ароматизаторы и антиоксиданты. Предпочтительно, второе отделение содержит источник жидкого лекарственного средства. Предпочтительно, второе отделение выполнено с возможностью содержания от приблизительно 50 микролитров до приблизительно 150 микролитров жидкого лекарственного средства, более предпочтительно приблизительно 100 микролитров жидкого лекарственного средства.
Жидкое лекарственное средство имеет точку кипения, подходящую для использования в системе подачи аэрозоля, как описано в данной заявке: если точка кипения слишком высока, испаритель не сможет испарять жидкое лекарственное средство. Жидкое лекарственное средство также обладает физическими свойствами, позволяющими передавать лекарственное средство посредством перемещающего элемента из второго отделения в испаритель. Предпочтительно, жидкое лекарственное средство обладает физическими свойствами, включая вязкость, позволяющими передавать жидкое лекарственное средство посредством перемещающего элемента из второго отделения в испаритель за счет капиллярного действия.
Испаритель предпочтительно расположен ниже по потоку относительно первого отделения, таким образом чтобы воздух, втягиваемый сквозь картридж, проходил сквозь первое отделение перед прохождением над испарителем.
Испаритель предпочтительно содержит электрически управляемый нагреватель, при этом нагреватель может соединяться с электрическим источником питания. Нагреватель предпочтительно содержит по меньшей мере один нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания лекарственного средства для образования пара, содержащего лекарственное средство. Нагреватель может содержать один нагревательный элемент. В качестве альтернативы, нагреватель может содержать более одного нагревательного элемента, например два, три, четыре, пять, шесть или больше нагревательных элементов. Нагревательный элемент или нагревательные элементы могут быть расположены соответствующим образом для обеспечения наиболее эффективного испарения лекарственного средства. Картридж предпочтительно содержит электрические контакты, выполненные с возможностью присоединения к источнику питания в устройстве подачи аэрозоля для подачи питания по меньшей мере одному нагревательному элементу.
По меньшей мере один нагревательный элемент предпочтительно содержит электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из группы платины. Примеры подходящих металлических сплавов включают нержавеющую сталь, сплавы, содержащие никель, кобальт, хром, алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, марганец и железо, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal® и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть необязательно встроен в, инкапсулирован или покрыт изолирующим материалом или наоборот, в зависимости от кинетики передачи энергии и необходимых внешних физико-химических свойств. Примеры подходящих композиционных нагревательных элементов раскрыты в US 5498855, WO 03/095688 A2 и US 5514630.
По меньшей мере один нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, по меньшей мере один нагревательный элемент может иметь форму нагревательной пластины, подобной пластинам, описанным в US 5388594, US 5591368 и US 5505214. В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент может быть выполнен в виде гильзы или субстрата, имеющих разные электропроводящие части, как описано в EP 1 128 741 A1, или в виде электрически резистивной металлической трубки, как описано в WO 2007/066374 A1. В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент может представлять собой дисковый (концевой) нагреватель или комбинацию дискового нагревателя с нагревательными иглами или стержнями. В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент может иметь форму металлической травленой фольги, изолированной между двумя слоями инертного материала. В таких вариантах осуществления инертный материал может содержать Kapton®, фольгу, полностью состоящую из полиимида или слюды. В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент может иметь форму листа материала, который может быть обернут вокруг испарителя. Лист может быть изготовлен из любого подходящего материала, например сплава на основе железа и алюминия, сплава на основе железа, марганца и алюминия или Timetal. Лист может иметь прямоугольную форму или может иметь структурированную форму, которая может образовывать спиралевидную структуру, когда она обернута вокруг испарителя. Другие альтернативные варианты включают нагревательную проволоку или нить, например, хромоникелевую (Ni-Cr), платиновую, вольфрамовую проволоку или проволоку из сплава, такие как описаны в EP 1 736 065 A1, или нагревательную пластину.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один нагревательный элемент содержит проволочную спираль, окружающую испаритель. В этом варианте осуществления, предпочтительно, проволока представляет собой металлическую проволоку. Еще предпочтительнее, проволока представляет собой проволоку из металлического сплава. Нагревательный элемент может полностью или частично окружать испаритель.
В альтернативном варианте осуществления испаритель может содержать распылитель, включающий в себя по меньшей мере один нагревательный элемент. Помимо нагревательного элемента, распылитель может включать в себя один или несколько электромеханических элементов, таких как пьезоэлектрические элементы. В качестве дополнения или альтернативы, распылитель также может включать в себя элементы, использующие электростатические, электромагнитные или пневматические эффекты.
Перемещающий элемент может содержать пористый материал. Перемещающий элемент может иметь первую часть, проходящую во второе отделение, и вторую часть, расположенную рядом с испарителем.
Предпочтительно, перемещающий элемент содержит капиллярный материал для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может представлять собой капиллярный фитиль, имеющий первую часть, проходящую во второе отделение, и вторую часть, расположенную рядом с испарителем. При эксплуатации, лекарственное средство перемещается из второго отделения в испаритель за счет капиллярного действия в капиллярном фитиле. При активации испарителя лекарственное средство во второй части капиллярного фитиля испаряется и образует пар, содержащий лекарственное средство.
Предпочтительно, испаритель выполнен с возможностью нагревания лекарственного средства во второй части капиллярного фитиля до температуры от приблизительно 60°C до приблизительно 150°C. Более предпочтительно, испаритель выполнен с возможностью нагревания лекарственного средства во второй части капиллярного фитиля до температуры от приблизительно 65°C до приблизительно 120°C. Еще предпочтительнее, испаритель выполнен с возможностью нагревания лекарственного средства во второй части капиллярного фитиля до температуры от приблизительно 70°C до приблизительно 100°C для образования пара, содержащего лекарственное средство.
Капиллярный фитиль может представлять собой линейный капиллярный фитиль, имеющий первый свободный конец, проходящий во второе отделение, и второй свободный конец, расположенный рядом с испарителем. В качестве альтернативы, капиллярный фитиль может представлять собой свернутый спирально капиллярный фитиль. В таких вариантах осуществления первая часть капиллярного фитиля, проходящая в испаритель, и вторая часть капиллярного фитиля, расположенная рядом с испарителем, могут представлять собой свободные концы капиллярного фитиля или свернутые спирально части капиллярного фитиля. Например, капиллярный фитиль может представлять собой U-образный капиллярный фитиль, где изогнутая часть U-образного капиллярного фитиля проходит во второе отделение, и свободные концы U-образного капиллярного фитиля расположены рядом с испарителем. В качестве альтернативы, капиллярный фитиль может представлять собой U-образный капиллярный фитиль, где свободные концы U-образного капиллярного фитиля проходят во второе отделение, и изогнутая часть U-образного капиллярного фитиля расположена рядом с испарителем. Следует понимать, что также может использоваться любая другая подходящая форма капиллярного фитиля.
Капиллярный фитиль может иметь волокнистую или губчатую структуру. Например, капиллярный фитиль может содержать множество волокон или нитей, в общем выровненных в продольном направлении картриджа, или губчатый материал, выполненный в форме стержня вдоль продольного направления картриджа. Структура фитиля образует множество небольших отверстий или трубок, через которые лекарственное средство может проходить от второго отделения к испарителю за счет капиллярного действия. Капиллярный фитиль может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спекшихся порошков. Капиллярный фитиль может иметь любые подходящие капиллярность и пористость с тем, чтобы использовать его с лекарственными средствами с разными физическими свойствами, такими как плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление пара.
Пористый материал может быть расположен между капиллярным фитилем и испарителем. Пористый материал может представлять собой любой подходящий материал, проницаемый для лекарственного средства и позволяющий лекарственному средству перемещаться из капиллярного фитиля в испаритель. Пористый материал предпочтительно инертен относительно лекарственного средства. Пористый материал может являться или не являться капиллярным материалом. Пористый материал может содержать гидрофильный материал для улучшения распределения и распространения лекарственного средства. Это может способствовать равномерному образованию пара. Особенно предпочтительный материал или материалы будут зависеть от физических свойств лекарственного средства. Пористый материал может иметь любую подходящую пористость для использования с лекарственными средствами, имеющими разные физические свойства. Предпочтительно, капиллярный фитиль и пористый материал соприкасаются, так как это обеспечивает хорошую передачу лекарственного средства.
По меньшей мере один нагревательный элемент может нагревать лекарственное средство на втором конце капиллярного фитиля посредством теплопроводности. Нагревательный элемент может по меньшей мере частично соприкасаться со вторым концом капиллярного фитиля. В качестве альтернативы, тепло от нагревательного элемента может быть проведено к лекарственному средству на втором конце капиллярного фитиля посредством теплопроводного элемента. В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент может передавать тепло окружающему воздуху, втягиваемому сквозь картридж при использовании, который, в свою очередь, нагревает лекарственное средство на втором конце капиллярного фитиля путем конвекции. Окружающий воздух может нагреваться перед прохождением поверх второго конца капиллярного фитиля. В качестве альтернативы, окружающий воздух может быть сначала втянут поверх второго конца фитиля и затем нагрет, как описано в WO 2007/078273 A1.
Первое отделение, содержащее летучее соединение, ускоряющее доставку, может быть расположено вдоль окружности вокруг по меньшей мере части второго отделения. В таких вариантах осуществления первое отделение может быть ограничено наружной стенкой второго отделения и наружным корпусом картриджа. В качестве альтернативы, первое отделение и второе отделение могут быть расположены последовательно вдоль продольного направления картриджа, при этом первое отделение расположено выше по потоку, чем второе отделение. В таких вариантах осуществления первое отделение и второе отделение могут примыкать друг к другу или могут быть расположены на расстоянии друг от друга вдоль продольного направления картриджа.
Предпочтительно, первое отделение по существу герметично закрыто перед первым использованием картриджа. Например, первое отделение может содержать одно или несколько уплотнений, которые могут быть проколоты или открыты другим образом при первом использовании картриджа.
Как описано выше, летучее соединение, ускоряющее доставку, взаимодействует с лекарственным средством в газовой фазе для образования частиц, содержащих лекарственное средство. Если летучее соединение, ускоряющее доставку, представляет собой кислоту, и источник лекарственного средства является источником никотина, кислота взаимодействует с никотином в газовой фазе для образования частиц никотиновой соли. Предпочтительно, масс-медианный аэродинамический диаметр частиц никотиновой соли составляет менее чем приблизительно 6 микрон. Масс-медианный аэродинамический диаметр частиц никотиновой соли может составлять менее чем приблизительно 1 микрон. Предпочтительно, масс-медианный аэродинамический диаметр частиц никотиновой соли составляет от приблизительно 0,5 микрона до приблизительно 5 микрон.
Картридж может дополнительно содержать третье отделение. Предпочтительно, третье отделение расположено ниже по потоку относительно второго отделения. Если картридж содержит камеру, образующую аэрозоль, третье отделение предпочтительно расположено ниже по потоку относительно камеры, образующей аэрозоль. Третье отделение может содержать источник ароматизатора. В качестве альтернативы или дополнения третий компонент может содержать фильтрующий материал, способный удалять по меньшей мере часть какого-либо непрореагировавшего летучего соединения, ускоряющего доставку, смешанного с частицами в виде аэрозоля, содержащими лекарственное средство, втягивающимися через третье отделение. Фильтрующий материал может содержать адсорбент, такой как активированный уголь. Следует понимать, что при необходимости может быть предусмотрено любое количество дополнительных отделений. Например, картридж может содержать третье отделение, содержащее фильтрующий материал, и четвертое отделение, расположенное ниже по потоку относительно третьего отделения и содержащее источник ароматизатора.
Предпочтительно, картридж содержит непрозрачный наружный корпус. Это преимущественно уменьшает риск деградации летучего соединения, ускоряющего доставку, и лекарственного средства, вызванной воздействием света.
Согласно дополнительному аспекту изобретения предоставлено устройство, выполненное с возможностью размещения картриджа, как описано здесь. Устройство содержит: наружный корпус; источник питания; средство регулирования температуры для регулирования температуры первого отделения картриджа; и электронную цепь, выполненную с возможностью регулирования питания, подаваемого средству регулирования от источника питания; при этом, электронная цепь выполнена с возможностью поддержания температуры в первом отделении картриджа, составляющей от приблизительно 30°C до приблизительно 50°C.
В предпочтительном варианте осуществления средство регулирования содержит нагреватель для нагревания первого отделения картриджа.
Использование такого устройства в сочетании с картриджем согласно изобретению преимущественно позволяет осуществлять более равномерное создание аэрозоля и подачу лекарственного средства за одну затяжку. Благодаря тому, что устройство выполнено с возможностью поддержания температуры в первом отделении картриджа, составляющей от приблизительно 30°C до приблизительно 50°C, можно уменьшить влияние условий окружающей среды на создание аэрозоля и подачу лекарственного средства за одну затяжку.
В качестве альтернативы или дополнения, устройство может содержать нагреватель для нагревания окружающего воздуха, втягиваемого через устройство, до температуры от приблизительно 30°C до приблизительно 50°C перед его прохождением сквозь первое отделение картриджа.
Согласно еще одному аспекту изобретения предоставлена система подачи аэрозоля. Система подачи аэрозоля содержит: устройство, как описано здесь, взаимодействующее с картриджем, как описано здесь. Устройство или картридж содержит первое отделение, содержащее летучее соединение, ускоряющее доставку. Устройство или картридж содержит второе отделение, содержащее источник лекарственного средства. Устройство или картридж содержит испаритель для нагревания лекарственного средства. Устройство или картридж дополнительно содержит перемещающий элемент для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель. Устройство или картридж дополнительно содержит камеру, образующую аэрозоль, пребывающую в связи по текучей среде с первым отделением и вторым отделением. При эксплуатации лекарственное средство вступает в реакцию с летучим соединением, ускоряющим доставку, в газовой фазе в камере, образующей аэрозоль, для образования частиц в виде аэрозоля, содержащих лекарственное средство.
Предпочтительно, устройство или картридж дополнительно содержит мундштук, пребывающий в связи по текучей среде с камерой, образующей аэрозоль. Предпочтительно, мундштук составляет часть картриджа.
Мундштук может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают термопласты, которые подходят для пищевых или фармацевтических применений, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен.
Предпочтительно, картридж не является многоразовым. Таким образом, когда лекарственное средство во втором отделении картриджа израсходовано, картридж заменяют.
В определенных вариантах осуществления устройство, а также картридж, могут быть одноразовыми.
Преимущественно, все элементы устройства, потенциально соприкасающиеся с летучим соединением, ускоряющим доставку, или лекарственным средством, заменяются при замене картриджа. Это предотвращает любое перекрестное загрязнение в устройстве между разными мундштуками и разными картриджами, например картриджами, содержащими разные летучие соединения, ускоряющие доставку, или лекарственные средства.
Лекарственное средство во втором отделении может быть преимущественно защищено от воздействия кислорода (поскольку кислород не может в общем поступать во второе отделения по капиллярному фитилю или другому перемещающему элементу) и, в некоторых вариантах осуществления, от воздействия света, так что вероятность деградации лекарственного средства значительно снижается. Следовательно, может поддерживаться высокий уровень гигиены. Кроме этого, риск засорения испарителя лекарственным средством может быть значительно снижен преимущественным образом путем замены картриджа с подходящими интервалами.
В предпочтительных вариантах осуществления испаритель содержит электрически управляемый нагреватель, при этом нагреватель может присоединяться к источнику питания в устройстве. Когда устройство и картридж соединены друг с другом, нагреватель в картридже электрически соединен с источником питания посредством цепи, при этом цепь расположена таким образом, чтобы подавать питание нагревателю в картридже. В одном варианте осуществления питание подается нагревателю в картридже когда пользователь приводит в действие переключатель. В этом варианте осуществления нагревателю в картридже затем подается по существу непрерывное питание в течение фиксированного периода времени. Предпочтительно, источник питания имеет достаточно питания для подачи питания нагревателю в картридже в течение по меньшей мере приблизительно 4 минут, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 5 минут, и более предпочтительно приблизительно 6 минут. Было обнаружено, что средняя продолжительность процесса курения составляет примерно 6 минут.
Предпочтительно, источник питания содержит достаточно питания для того, чтобы пользователь мог инициировать от приблизительно 200 затяжек до приблизительно 500 затяжек.
В альтернативном варианте осуществления питание подается нагревателю в картридже лишь когда пользователь инициирует затяжку. Предпочтительно, электрическая цепь содержит датчик для обнаружения потока воздуха, характерного для затяжки, осуществляемой пользователем. Датчик может представлять собой электромеханическое устройство. В качестве альтернативы, датчик может представлять собой любое из перечисленного: механическое устройство, оптическое устройство, оптомеханическое устройство и датчик на основе микроэлектромеханических систем (MEMS). В таких вариантах осуществления электронная цепь предпочтительно расположена таким образом, чтобы подавать импульс электрического тока нагревателю в картридже, когда датчик обнаруживает затяжку, осуществляемую пользователем. Предпочтительно, временной период импульса электрического тока является предустановленным, в зависимости от количества никотиновой композиции, которую необходимо испарить. Электронная цепь предпочтительно является программируемой с этой целью.
В качестве альтернативы, электронная цепь может содержать управляемый вручную переключатель для того, чтобы пользователь инициировал затяжку. В таких вариантах осуществления временной период импульса электрического тока, отправленного в нагреватель в картридже при ручном управлении переключателем, осуществляемом пользователем, предпочтительно предустановлен в зависимости от количества никотиновой композиции, которую необходимо испарить. Электронная цепь предпочтительно является программируемой с этой целью.
Предпочтительно, источник питания содержит гальванический элемент, содержащийся в устройстве. Источник питания может представлять собой ионно-литиевую батарею или один из ее вариантов, например ионно-литиевую полимерную батарею. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею или топливный элемент.
Источник питания может содержать цепь, заряжаемую внешней заряжающей частью. В этом случае, предпочтительно цепь, в заряженном состоянии, подает питание для предопределенного количества затяжек, после чего цепь необходимо повторно подключить к внешней заряжающей части. Пример подходящей цепи представляет собой одну или несколько конденсаторных или перезаряжаемых батарей.
Предпочтительно, устройство и картридж расположены таким образом, чтобы при сцеплении они могли взаимно блокироваться с возможностью разъединения.
Наружный корпус устройства может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов. Примеры подходящих материалов включают, но не ограничиваются, металлы, сплавы, пластмассу или композиционные материалы, содержащие один или нескольких из данных материалов. Предпочтительно, наружный корпус является легким и нехрупким.
Система подачи аэрозоля и устройство предпочтительно являются портативными. Система подачи аэрозоля может иметь размер и форму, сравнимые с традиционным курительным изделием, таким как сигара или сигарета.
Согласно еще одному аспекту изобретения предоставлен способ подачи пользователю частиц в виде аэрозоля, содержащих лекарственное средство. Способ включает: регулировку температуры летучего соединения, ускоряющего доставку, до значения от приблизительно 30°C до приблизительно 50°C для образования пара, содержащего соединение, ускоряющее доставку; нагревание источника лекарственного средства до температуры от приблизительно 70°C до приблизительно 100°C для образования пара, содержащего лекарственное средство; и осуществление контакта пара, содержащего соединение, ускоряющее доставку, с паром, содержащим лекарственное средство, для образования частиц в виде аэрозоля, содержащих лекарственное средство.
В предпочтительном варианте осуществления, этап регулировки температуры соединения, ускоряющего доставку, может включать нагревание соединения, ускоряющего доставку.
Следует понимать, что на образование частиц, содержащих лекарственное средство, влияет ряд факторов. В общем, для регулировки подачи лекарственного средства важно регулировать испарение лекарственного средства и летучего соединения, ускоряющего доставку. Также важно регулировать относительные количества лекарственного средства и летучего соединения, ускоряющего доставку. В предпочтительном варианте осуществления, если летучее соединение, ускоряющее доставку, представляет собой кислоту и источник лекарственного средства представляет собой источник никотина, молярное отношение кислоты к никотину в камере, образующей аэрозоль, составляет приблизительно 1:1. Было установлено, что использование кислоты или хлорида аммония в качестве соединения, ускоряющего доставку, увеличивает приблизительно вдвое скорость доставки никотина пользователю при эквивалентном питании, подаваемом на испаритель.
Испарение летучего соединения, ускоряющего доставку, регулируется концентрацией летучего соединения, ускоряющего доставку, в первом отделении и площадью теплообменной поверхности летучего соединения, ускоряющего доставку, в первом отделении. Испарение летучего соединения, ускоряющего доставку, может регулироваться нагреванием первого отделения картриджа или нагреванием окружающего воздуха, втягиваемого сквозь устройство, перед его прохождением сквозь первое отделение картриджа. В предпочтительных вариантах осуществления, в которых первое отделение содержит пировиноградную кислоту, предпочтительно приблизительно 60 микрограмм пировиноградной кислоты испаряется за затяжку.
Испарение лекарственного средства может регулироваться посредством питания, подаваемого в испаритель, и посредством свойств перемещающего элемента для передачи лекарственного средства в испаритель.
Предпочтительно, если источник лекарственного средства представляет собой источник никотина, питание, подаваемое в испаритель, составляет от приблизительно 0,1 Вт до приблизительно 0,2 Вт для создания оптимальной подачи никотина пользователю, равной приблизительно 100 микрограмм за одну затяжку. Более предпочтительно, питание, подаваемое в нагреватель, составляет от приблизительно 0,13 Вт до приблизительно 0,14 Вт.
В серийно выпускаемых электронных сигаретах питание, подаваемое в испаритель, обычно намного выше; в некоторых случаях измерения показывают подачу питания от приблизительно 3,7 Вт до приблизительно 5 Вт. Таким образом, уменьшение энергопотребления систем подачи аэрозоля и устройств согласно изобретению по сравнению с такими электронными сигаретами является существенным. Кроме этого, рабочая температура испарителя в системах подачи аэрозоля и картриджах согласно изобретению может быть уменьшена до величины от приблизительно 80°C до приблизительно 100°C по сравнению с величиной от приблизительно 200°C до приблизительно 300°C в серийно выпускаемых электронных сигаретах.
Во избежание сомнений, признаки, описанные выше применительно к одной особенности изобретения, могут быть применены также к другим особенностям изобретения. В частности, признаки, описанные выше применительно к картриджам, устройствам и системам подачи аэрозоля согласно изобретению могут также относиться, при необходимости, к способам согласно изобретению и наоборот.
Далее примерный вариант осуществления изобретения будет описан со ссылкой на сопроводительные графические материалы, в которых:
на фиг. 1(a)-(d) показан вариант осуществления системы подачи аэрозоля согласно изобретению; и
на фиг. 2 показан подробный вид картриджа согласно варианту осуществления изобретения без наружного корпуса.
На фиг. 1(a) показана система 100 подачи аэрозоля, имеющая приблизительный размер и форму традиционного курительного изделия, такого как сигара или сигарета. Система 100 подачи аэрозоля содержит устройство 102, картридж 104 и мундштук 106. Мундштук 106 образует часть картриджа 104. Картридж 104 содержит впускные отверстия 108 для воздуха, расположенные выше по потоку относительно мундштука, и выпускное отверстие 110 для воздуха на подносимом ко рту конце мундштука 106. Переключатель 112 расположен на устройстве.
На фиг. 1(b) показан вид в поперечном сечении системы 100 подачи аэрозоля, на котором изображены дополнительные детали устройства 102 и картриджа 104. Картридж 104 содержит первое отделение 114, содержащее пировиноградную кислоту, и второе отделение 116, содержащее жидкую никотиновую композицию. Как показано на фиг. 1(b), первое отделение 114 расположено вдоль окружности вокруг второго отделения 116 и ограничено наружной круговой поверхностью второго отделения 116 и внутренней круговой поверхностью наружного корпуса 118 картриджа 104.
Как показано на фиг. 1(c), первое отделение 114 содержит пористый штранг волокнистого материала 120 с пировиноградной кислотой, адсорбированной на нем. Картридж 104 дополнительно содержит капиллярный фитиль 122, содержащий первый конец, расположенный внутри второго отделения 116, и второй конец, расположенный снаружи второго отделения. Капиллярный фитиль 122 выполнен с возможностью передачи жидкой никотиновой композиции из второго отделения 116 в испаритель, окружающий второй конец капиллярного фитиля 122. Испаритель содержит электрический нагреватель. Камера 124, образующая аэрозоль, расположена ниже по потоку относительно второго отделения 116 в мундштуке 106. Мундштук 106 может содержать третье отделение (не изображено), содержащее фильтрующий материал.
Устройство 102 содержит источник 126 питания в форме перезаряжаемой батареи. Устройство 102 дополнительно содержит электронную цепь 128, выполненную с возможностью регулировки подачи питания из источника 126 питания в испаритель. Устройство 102 также дополнительно содержит нагреватель (не изображен), выполненный с возможностью нагревания первого отделения 114 картриджа 104.
На фиг. 1(c) показана система 100 подачи аэрозоля с отделенными составными частями. Система 100 подачи аэрозоля выполнена таким образом, что картридж 104 является одноразовым и, таким образом, его можно отделить от устройства 102 и заменить. Соединительная часть 130 предоставлена для обеспечения присоединения картриджа 104 к устройству 102. Соединительная часть 130 содержит часть с наружной резьбой на устройстве 102 и часть с внутренней резьбой на картридже 104. Соединительная часть 130 также содержит электрические разъемы (не изображены), позволяющие подавать питание в испаритель. На фиг. 1(d) показан альтернативный вид системы подачи аэрозоля, изображенной на фиг. 1(c).
При эксплуатации, пользователь делает затяжку на подносимом ко рту конце мундштука 106, так что воздух втягивается в картридж 104 сквозь впускные отверстия 108 для воздуха в наружном корпусе 118, ниже по потоку сквозь картридж 104, и затем из выпускного отверстия 110 для воздуха в мундштуке 106 в рот пользователя. Воздух поступает в первое отделение 114 и захватывает пар пировиноградной кислоты, проходя поверх пористого штранга волокнистого материала 120 с пировиноградной кислотой, адсорбированной на нем. Для обеспечения равномерного создания пара пировиноградной кислоты, первое отделение нагревается нагревателем в устройстве до приблизительно 40°C. В качестве альтернативы, нагреватель может нагревать воздух, втягиваемый в картридж 104 сквозь впускные отверстия 108 для воздуха в наружном корпусе 118, перед его прохождением сквозь первое отделение 114. Поток воздуха, выходящий из первого отделения 114 и впоследствии проходящий поверх испарителя, представляет собой поток воздуха, содержащий пировиноградную кислоту.
Предоставлены датчики обнаружения затяжки (не изображены), обменивающиеся данными с электронной цепью 28. При обнаружении затяжки электронная цепь активирует испаритель для испарения жидкой никотиновой композиции. Поток воздуха, содержащий пировиноградную кислоту, и испаренная никотиновая композиция втягиваются ниже по потоку в камеру 124, образующую аэрозоль. Пировиноградная кислота и никотин взаимодействуют в газовой фазе в камере 124, образующей аэрозоль, для образования частиц никотиновой соли, обладающих масс-медианным аэродинамическим диаметром частиц, составляющим от приблизительно 0,5 микрона до приблизительно 5 микрон. Частицы никотиновой соли в виде аэрозоля втягиваются из картриджа 104 в рот пользователя сквозь выпускное отверстие 110 для воздуха в мундштуке 106. Система 100 подачи аэрозоля выполнена с возможностью подачи приблизительно 100 микрограмм никотина пользователю за одну затяжку. Электронная цепь выполнена с возможностью подачи приблизительно 0,14 Вт мощности испарителю на каждую затяжку.
Любая не ступившая в реакцию пировиноградная кислота может быть удалена из частиц никотиновой соли в виде аэрозоля с помощью фильтрующего материала в третьем отделении в мундштуке 106.
Первое отделение 116 выполнено с возможностью содержания приблизительно 150 микролитров пировиноградной кислоты, и второе отделение выполнено с возможностью содержания приблизительно 100 микролитров жидкой никотиновой композиции. Источник 126 питания имеет достаточно питания для осуществления приблизительно 200-500 затяжек перед тем, как ему понадобится перезарядка. Объем первого и второго отделений также является достаточным для осуществления приблизительно 200-500 затяжек перед тем, как картридж понадобится заменить. Каждая затяжка высвобождает приблизительно 100 микрограмм никотина и приблизительно 60 микрограмм пировиноградной кислоты. Для оптимизации взаимодействия между никотином и пировиноградной кислотой, молярное отношение, составляющее приблизительно 1:1, является предпочтительным.
На фиг. 2 показан подробный вид картриджа 200, содержащего первое отделение и второе отделение; при этом данная конфигурация является альтернативным вариантом осуществления, отличающимся от изображенного на фиг. 1(a)-(d). Для простоты, наружный корпус картриджа на фиг. 2 не изображен. На фиг. 2 также показана траектория воздушного потока, проходящего сквозь картридж. Как видно, картридж 200 содержит первое отделение 202, окружающее часть второго отделения 116 вдоль длины окружности. Второй конец капиллярного фитиля 204 ограничен электрическим нагревателем 206. Электрический нагреватель 206 имеет форму удлиненной проволоки, свернутой в спираль вокруг капиллярного фитиля 204. Стрелка 208 показывает траекторию воздушного потока от впускных отверстий для воздуха сквозь первое отделение 202 и поверх капиллярного фитиля 204. Электрические контакты 210 предоставлены для присоединения электрического нагревателя 206 к источнику питания в устройстве (не изображено).
ПРИМЕР ПРЕРЫВИСТОГО НАГРЕВАНИЯ НИКОТИНА
Во избежание потерь никотина между затяжками и для моделирования системы обнаружения затяжки был применен эталонный режим курения согласно Министерству здравоохранения Канады (объем затяжки 55 мл, длительность затяжки 2 секунды, интервал между затяжками 30 секунд), и сигнал насоса PDSP был использован для приведения в действие нагревания/испарения никотина посредством блока питания в ходе затяжек длительностью 2 сек.
В следующем эксперименте была подготовлена система подачи аэрозоля, изображенная на фиг. 1b. Картридж, включающий в себя капиллярный фитиль и нагревательную проволоку, был заполнен чистым никотином, в то время как пористый штранг (Porex XMF-0507), насыщенный 150 мкл пировиноградной кислоты, был расположен выше по потоку в воздушном потоке затяжки. Пять сеансов курения по 30 затяжек было выполнено, используя увеличение тепловой мощности от 0 до 0,2 Вт. Подачи от групп из 30 затяжек были собраны на фильтрах Cambridge и проанализированы на содержание никотина и пировиноградной кислоты. Результаты предоставлены в таблице ниже:
Поскольку штранг с пировиноградной кислотой не нагревался (поддерживался при лабораторной температуре, равной 22°C), подачи пировиноградной кислоты являются относительно постоянными, в то время как подачи никотина увеличиваются в зависимости от тепловой мощности. В конфигурации эксперимента, оптимальное эквимолярное отношение достигается при нагревании никотина с мощностью от 0,1 Вт до 0,15 Вт.
Эксперимент подтверждает, что очень низкое требование к тепловой мощности (по сравнению с традиционными электронными сигаретами) предоставляет желаемое количество ингредиентов в камеру, образующую аэрозоль, для подачи потребителю.
Изобретение относится к картриджу для системы подачи аэрозоля и к устройству, выполненному с возможностью размещения картриджа. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник летучего соединения, ускоряющего доставку; второе отделение, содержащее источник лекарственного средства; испаритель для нагревания лекарственного средства, причем испаритель содержит электрически управляемый нагреватель, при этом указанный нагреватель выполнен с возможностью подключения к электрическому источнику питания; и перемещающий элемент для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель. Техническим результатом изобретения является предоставление системы подачи аэрозоля, работающей с уменьшенным энергопотреблением по сравнению с доступными на рынке электронными сигаретами и позволяющей осуществлять более равномерную подачу никотина или другого лекарственного средства за одну затяжку по сравнению с известными устройствами для подачи частиц никотиновой соли в виде аэрозоля. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Картридж, содержащий:
первое отделение, содержащее источник летучего соединения, ускоряющего доставку;
второе отделение, содержащее источник лекарственного средства;
испаритель для нагревания лекарственного средства, причем испаритель содержит электрически управляемый нагреватель, при этом указанный нагреватель выполнен с возможностью подключения к электрическому источнику питания; и
перемещающий элемент для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель.
2. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит камеру, образующую аэрозоль, пребывающую в связи по текучей среде с первым отделением и вторым отделением.
3. Картридж по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха выше по потоку относительно первого отделения и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха ниже по потоку относительно камеры, образующей аэрозоль, при этом по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха расположены таким образом, чтобы ограничивать траекторию потока воздуха, проходящую по меньшей мере от одного впускного отверстия для воздуха по меньшей мере к одному выпускному отверстию для воздуха через первое отделение, испаритель и камеру, образующую аэрозоль.
4. Картридж по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что перемещающий элемент содержит капиллярный материал для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель за счет капиллярного действия.
5. Картридж по п. 4, отличающийся тем, что капиллярный материал представляет собой капиллярный фитиль, имеющий первую часть, проходящую во второе отделение, и вторую часть, расположенную рядом с испарителем.
6. Картридж по любому из пп. 1-3, 5, отличающийся тем, что второе отделение содержит сорбционный элемент с лекарственным средством, сорбированным на нем.
7. Картридж по любому из пп. 1-3, 5, отличающийся тем, что лекарственное средство содержит чистый никотин, раствор никотина или жидкий экстракт табака.
8. Картридж по любому из пп. 1-3, 5, отличающийся тем, что первое отделение содержит сорбционный элемент с летучим соединением, ускоряющим доставку, сорбированным на нем.
9. Картридж по любому из пп. 1-3, 5, отличающийся тем, что летучее соединение, ускоряющее доставку, содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты и их сочетаний.
10. Устройство, выполненное с возможностью размещения картриджа по любому предшествующему пункту, при этом устройство содержит:
наружный корпус;
источник питания;
средство регулирования температуры для регулирования температуры первого отделения картриджа;
средство регулирования температуры для регулирования температуры испарителя для нагревания лекарственного средства; и
электронную цепь, выполненную с возможностью регулирования питания, подаваемого средству регулирования температуры от источника питания,
при этом электронная цепь выполнена с возможностью поддержания температуры в первом отделении картриджа, составляющей от приблизительно 30 до приблизительно 50°C.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что электронная цепь выполнена с возможностью поддержания температуры лекарственного средства, составляющей от приблизительно 70 до приблизительно 100°C.
12. Система подачи аэрозоля, содержащая:
устройство, взаимодействующее с картриджем, при этом устройство или картридж содержит первое отделение, содержащее источник летучего соединения, ускоряющего доставку;
устройство или картридж, содержащее второе отделение, содержащее источник лекарственного средства;
устройство или картридж, содержащее испаритель для нагревания лекарственного средства, причем испаритель содержит электрически управляемый нагреватель, при этом указанный нагреватель выполнен с возможностью подключения к электрическому источнику питания; и
устройство или картридж, дополнительно содержащее перемещающий элемент для передачи лекарственного средства из второго отделения в испаритель;
при этом устройство или картридж дополнительно содержит камеру, образующую аэрозоль, пребывающую в связи по текучей среде с первым отделением и вторым отделением.
13. Система подачи аэрозоля по п. 12, отличающаяся тем, что устройство или картридж дополнительно содержит мундштук, пребывающий в связи по текучей среде с камерой, образующей аэрозоль.
14. Способ подачи частиц в виде аэрозоля, содержащих лекарственное средство, пользователю, включающий:
регулировку температуры соединения, ускоряющего доставку, до величины от приблизительно 30 до приблизительно 50°C для образования пара, содержащего соединение, ускоряющее доставку;
нагревание лекарственного средства до температуры от приблизительно 70 до приблизительно 100°C для образования пара, содержащего лекарственное средство; и
осуществление контакта пара, содержащего соединение, ускоряющее доставку, с паром, содержащим лекарственное средство, для образования частиц в виде аэрозоля, содержащих лекарственное средство.
| WO 2010107613 A1, 23.09.2010 | |||
| WO 2013030202 A1, 07.03.2013. |
