ES2250145T3 - Inhalador. - Google Patents

Abstract

Un inhalador que comprende: una cámara (11) que tiene una embocadura (13); un ciclón (1) configurado como una cavidad sustancialmente cilíndrica (3) provista de una entrada tangencial (9) y una salida axial (7) dispuesta de forma que eyecte un aerosol de medicamento al interior de la cámara (11); y un dispositivo dosificador de fármaco (15) dispuesto de forma que proporcione una dosis de medicamento en polvo arrastrado en un flujo de gas hasta el ciclón (1), caracterizado porque el diámetro de la cavidad cilíndrica es de entre 4 y 10 mm, y el inhalador comprende una bomba de pistón (A) o un depósito metálico de gas destinado a proporcionar el flujo de gas al dispositivo dosificador de fármaco (15).

Description

Inhalador.

La presente invención se refiere a inhaladores y en particular a inhaladores destinados a la administración de un medicamento al pulmón, más particularmente un medicamento en polvo.

Recientemente ha habido un interés creciente en la administración sistémica de medicamentos farmacológicamente activos a través del pulmón. Tal procedimiento de administración generalmente resulta más atractivo para el paciente que procedimientos tales como la inyección, ya que éste no implica aguja y puede realizarse en público con discreción.

En el caso de medicamentos en forma líquida, el suministro de un aerosol inhalable del medicamento puede conseguirse con un nebulizador o similares. Un dispositivo conocido para generar un flujo de aire turbulento en un nebulizador es lo que se denomina un "ciclón". El ciclón comprende una cámara cilíndrica con una salida axial y una entrada tangencial.

Sin embargo, para un medicamento en forma sólida, tal como cristales, el suministro de un aerosol inhalable es más difícil, ya que es necesario obtener una dosis elevada repetible de partículas finas. Con el fin de que las partículas de medicamento alcancen el pulmón y por lo tanto sean absorbidas en la corriente sanguínea, las partículas deben tener un diámetro efectivo aproximadamente en el intervalo 3-5 \mum. Si las partículas son más grandes de 5 \mum, éstas no pueden ser transportadas profundamente al pulmón por el flujo de aire inhalado, ya que es probable que queden atrapadas en las vías respiratorias antes de llegar al interior del pulmón. Por ejemplo, no es probable que partículas del orden de 10 \mum progresen más lejos de la tráquea, y partículas del orden de 50 \mum tienden a depositarse en el fondo de la garganta cuando se inhalan. Asimismo, si las partículas tienen un diámetro efectivo inferior a 1 \mum, las partículas no pueden ser absorbidas en el pulmón, ya que son suficientemente pequeñas para ser expulsadas del pulmón con el flujo de aire exhalado.

Así, se verá que es importante que el medicamento en polvo se administre con un intervalo de tamaño de partícula controlado con precisión, con el fin de que sea absorbido eficazmente en el pulmón.

Se sabe que el medicamento en polvo se mezcla con un excipiente (una sustancia inerte, tal como lactosa, que se combina con el medicamento para preparar una forma de dosificación conveniente) de tamaño de partícula relativamente grande, por ejemplo 50-100 \mum, para mejorar las propiedades de manipulación del medicamento. El medicamento se une electrostáticamente a la superficie del excipiente. En algunos casos, las partículas de medicamento se aglomeran para formar partículas de un diámetro efectivo más grande. En cualquier caso, es necesario separar las partículas de medicamento del excipiente y unas de otras con el fin de proporcionar un aerosol inhalable que administrará el medicamento para su absorción a través del pulmón.

Con el fin de separar las partículas, deben generarse fuerzas de cizallamiento entre las partículas, proporcionando por ejemplo un gradiente de velocidad sustancial a través de las partículas. Esto puede efectuarse, por ejemplo, obligando al polvo a pasar a través de una boquilla estrecha a alta velocidad o introduciendo el polvo dentro de una corriente de aire
turbulenta.

En los inhaladores de dosis medida (MDIs) tradicionales, es común que la dosis emitida (la cantidad de medicamento que entra en la vía aérea del paciente) sea aproximadamente el 80-90% de la dosis eyectada desde el inhalador. La dosis respirable (la cantidad de medicamento que alcanza el pulmón) puede ser sólo aproximadamente el 50% de la dosis emitida. Sin embargo, la variación de la dosis respirable de los inhaladores conocidos puede ser \pm20-30%. Tal variación puede ser aceptable en el caso de fármacos para el asma y similares, pero cuando el medicamento es un fármaco más potente tal como insulina, hormona del crecimiento o morfina, esta cantidad de variabilidad en la dosificación es inaceptable. La dosis respirable relativamente baja también representa un derroche de lo que puede ser un fármaco caro. Asimismo, puede haber efectos secundarios si se traga la proporción de dosis emitida que no se
respira.

Así, es importante para la administración sistémica de medicamentos por inhalación que se pueda producir una dosis repetible de partículas finas.

Se sabe que los denominados "espaciadores" se usan en la generación del aerosol a partir de un inhalador de dosis medida. El espaciador se ajusta sobre la embocadura del inhalador y comprende una cámara al interior de la que es eyectada la dosis de medicamento por el inhalador. El paciente es capaz entonces de inhalar la dosis desde el espaciador a través de una embocadura correspondiente sobre el espaciador.

Los espaciadores de gran volumen se usan cuando el paciente es incapaz de inhalar al mismo tiempo que funciona el inhalador de dosis medida, debido a una falta de coordinación. Los espaciadores de volumen pequeño se usan para atrapar grandes partículas que se pegarían al fondo de la garganta y podrían provocar efectos secundarios no deseables.

La presente invención, al menos en sus formas de realización preferentes, trata de proporcionar un inhalador destinado a generar un aerosol inhalable de un medicamento en polvo con un tamaño de partícula efectivo que sea suficientemente pequeño para que el medicamento sea administrado y absorbido en los pulmones de un paciente.

El documento US-A-5.476.093 desvela un inhalador según el preámbulo de la reivindicación 1. El inhalador de la invención se distingue de esta descripción por los rasgos caracterizadores de la reivindicación 1.

Durante el uso del inhalador, el medicamento en polvo es impulsado en un flujo de aire por el dispositivo dosificador de fármaco y expulsado a través del ciclón al interior de la cámara como aerosol, para una inhalación subsiguiente por un paciente.

Así, la invención proporciona una disposición simple que puede generar una dosis inhalable, en partículas finas, de un medicamento en polvo seco.

En general, el ciclón está configurado como una cavidad sustancialmente cilíndrica provista de una entrada tangencial y una salida axial. El ciclón puede estar provisto de una sección troncocónica en la región de la salida para dirigir el flujo de aire en el interior del ciclón hacia la salida.

En una disposición, el ciclón está provisto de una entrada axial adicional. La entrada axial adicional está dispuesta de forma que introduzca el medicamento cerca del eje del ciclón para reducir la formación de depósito del medicamento sobre las superficies internas del ciclón.

Es deseable que el ciclón genere tanto cizallamiento como sea posible dentro del flujo de aire. En radios pequeños, cercanos al eje del ciclón, las velocidades angulares elevadas incrementan la viscosidad efectiva del aire que provoca una región cilíndrica central que se sitúa a lo largo del eje, para girar como un cuerpo rígido en cuyo interior las fuerzas de cizallamiento son mínimas. Así, de acuerdo con una disposición ventajosa, el ciclón está provisto de un elemento axial destinado a dirigir el medicamento hacia las paredes del ciclón. De esta forma, el aerosol no es capaz de entrar en la zona más central del ciclón, en la que las fuerzas de cizallamiento están al mínimo. Como variante o además de esto, la salida del ciclón puede ser anular con el fin de impulsar el flujo de aire lejos de la región axial central del ciclón.

También es deseable reducir la cantidad de depósito en la cámara del inhalador y permitir el uso de una cámara más pequeña. Así, se puede proporcionar un difusor en la salida del ciclón. El difusor puede comprender un difusor axial y/o anular con un incremento gradual del área de sección transversal, preferentemente con un incremento exponencial del área para una difusión mejorada.

En la salida del ciclón puede estar prevista una cámara pequeña de volumen comparable al propio ciclón para actuar como difusor. De forma similar, se puede proporcionar un espaciador en la salida del ciclón para actuar como difusor.

Se puede proporcionar una pluralidad de ciclones de modo que sus flujos de salida coincidan e interfieran mutuamente para crear fuerzas de cizallamiento suplementarias.

El flujo de aire destinado al dispositivo dosificador de fármaco puede ser proporcionado por una fuente de aire externa, por ejemplo una fuente de aire comprimido. Sin embargo, en una disposición preferente, el flujo de aire es proporcionado por una bomba en el inhalador. De este modo, el inhalador puede comprender una bomba. La bomba puede tener forma de, por ejemplo, una bomba de pistón, un depósito resiliente o una fuente de gas comprimido, tal como un depósito metálico de gas. Con preferencia, la bomba está dispuesta de forma que proporcione un flujo de aire de volumen y velocidad repetibles. Así, la bomba puede tomar la forma de un pistón accionado por resorte recibido en un cilindro.

Se ha identificado que un problema asociado a los inhaladores del tipo según la invención es que, cuando se expulsa el aerosol al interior de la cámara, el aerosol tiende a interactuar desfavorablemente con el aire en la cámara. Se sabe que la cámara se abre y que el aire inicialmente en el interior de la cámara se expulsa a través de la embocadura de la cámara a medida que se introduce el aerosol a través de una boquilla. Sin embargo, se ha demostrado que esto es insatisfactorio, ya que la cantidad de medicamento que se escapa a través de la embocadura antes de que el usuario inhale no es cuantificable.

Así, la invención puede proporcionar además un inhalador que comprende:

Una cámara que tiene una embocadura; y

Un dispositivo de formación de aerosol que tiene una entrada destinada a introducir un flujo de aire y una salida destinada a expulsar un aerosol al interior de la cámara, en el que la entrada del dispositivo de formación de aerosol está conectada con la cámara, de modo que, durante el uso, el flujo de aire se extrae de la cámara para generar el aerosol.

Así, de acuerdo con este rasgo, aire procedente del interior de la cámara pasa a través del dispositivo de formación de aerosol para generar el aerosol, de modo que la cámara pueda llenarse de aerosol sin expulsar aire, y potencialmente medicamento, a través de la embocadura de la cámara.

El dispositivo de formación de aerosol comprende un ciclón y un dispositivo dosificador de fármaco tal y como se ha descrito anteriormente. El dispositivo de formación de aerosol puede comprender también una bomba dispuesta de forma que extraiga aire de la cámara a través de la entrada.

En una disposición, la cámara recibe un émbolo que está dispuesto de forma que obliga al aire a pasar a través del dispositivo de formación de aerosol a medida que el émbolo se desplaza a través de la cámara. En una forma de realización particularmente preferente, el dispositivo de formación de aerosol está montado sobre el émbolo.

Así, la invención puede proporcionar un inhalador que comprende una cámara que tiene una embocadura y un émbolo recibido en la cámara, en la que el pistón está dispuesto de forma que obliga al aire a pasar a través de un dispositivo de formación de aerosol para generar un aerosol de medicamento en la cámara destinado a inhalación a través de la embocadura.

A continuación se describirán algunas formas de realización solamente a título de ejemplo y en referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que:

la Figura 1 muestra un ciclón para uso en la invención;

La Figura 2 muestra una primera forma de realización de la invención;

la Figura 3 muestra una segunda forma de realización de la invención;

la Figura 4 muestra una tercera forma de realización de la invención;

la Figura 5 muestra una cuarta forma de realización de la invención; y

la Figura 6 muestra una quinta forma de realización de la invención.

En cada forma de realización de la invención se han usado referencias numéricas que corresponden a partes correspondientes.

La Figura 1 muestra un ciclón 1 para uso en la formación de aerosol de un medicamento en polvo según la invención. El ciclón 1 tiene forma de un cilindro 3 con un diámetro entre 4 y 10 mm. El cilindro 3 está cerrado en un extremo de entrada y está provisto de una sección troncocónica 5 en un extremo de salida. El ciclón 1 tiene una entrada 9 en la región del extremo cerrado de entrada del cilindro 3, cuya entrada 9 es sustancialmente tangencial a la pared del cilindro 3. La sección troncocónica 5 tiene una salida 7 definida en su interior, cuya salida 7 es concéntrica con el eje del cilindro 3.

En uso, un flujo de aire arrastra un medicamento en polvo y entra en el ciclón 1 a través de la entrada tangencial 9, como está indicado por las flechas A. El flujo de aire (y el medicamento) son dirigidos por la superficie interna del cilindro 3 en un trayecto helicoidal hacia la salida 7. La sección troncocónica 5 del ciclón 1 estrecha el radio del trayecto helicoidal, incrementando con ello la velocidad del flujo de aire e incrementando las fuerzas de cizallamiento del medicamento arrastrado. En consecuencia, un aerosol de medicamento en polvo que tiene partículas de tamaño respirable sale desde la salida 7 del ciclón 1, como está indicado por las flechas B.

La Figura 2 muestra una primera forma de realización de la invención. De acuerdo con esta forma de realización, un ciclón 1 está conectado a una cámara 11 que tiene una embocadura 13. La cámara tiene un volumen de aproximadamente 300 ml. El ciclón 1 está ubicado en un extremo de la cámara 11 opuesto a la embocadura 13, y la salida 7 del ciclón 1 está dispuesta de forma que eyecte el aerosol de medicamento al interior de la cámara 11 hacia la embocadura 13, como está indicado por las flechas B.

Un dispositivo dosificador de fármaco 15 está conectado a la entrada 9 del ciclón 1 y está dispuesto de modo que, a medida que un flujo de aire pasa a través del dispositivo dosificador 15, una dosis controlada de medicamento es arrastrada al flujo de aire.

El flujo de aire destinado al dispositivo dosificador 15 de fármaco es proporcionado por una bomba 17, que comprende un émbolo 19 recibido en un cilindro de bomba 21 y solicitado hacia una salida 23 de la bomba 17 por un resorte 25. Un mecanismo accionado por la respiración (no mostrado) se usa para retener el émbolo 19 en una posición retraída contra la fuerza de solicitación del resorte 25 hasta que se administre el medicamento.

Durante el uso, esta forma de realización de la invención funciona del siguiente modo. El usuario ceba el inhalador empujando el émbolo 19 de la bomba 17 a la posición retraída, en la que éste es retenido por el mecanismo accionado por la respiración. El usuario inhala entonces a través de la embocadura 13 de la cámara 11, y la caída de presión resultante lleva al mecanismo accionado por la respiración a liberar el émbolo 19, que obliga a un chorro de aire a pasar a través de la salida 23 y el dispositivo dosificador de fármaco 15. El flujo de aire arrastra una dosis medida de medicamento desde el dispositivo dosificador 15 y transporta esta dosis al interior del ciclón 1. En el ciclón 1, la dosis de medicamento se convierte en aerosol, tal y como se ha descrito en relación con la Figura 1, y se expulsa al interior de la cámara 11 a través de la salida 7, como está indicado por las flechas B. El usuario puede entonces inhalar el aerosol de medicamento profundamente a los pulmones a través de la embocadura 13.

La Figura 3 muestra una segunda forma de realización de la invención. En esta forma de realización, la disposición de la bomba 17, el dispositivo dosificador 15 y el ciclón 1 corresponde sustancialmente a la de la forma de realización de la Figura 2. Sin embargo, en este caso, la cámara 11 es más grande que la mostrada en la Figura 2 y la embocadura 13 está desviada del eje de la cámara 11 y del ciclón 1. La embocadura está provista de un capuchón 27 que bloquea la embocadura, sellando la cámara 11 de la atmósfera. El capuchón 27 bloquea también un conducto de admisión 29 que está provisto en la cámara 11 para permitir que entre aire en la cámara 11 cuando el usuario inhala a través de la embocadura 13. La cámara 11 conecta con la salida 23 de la bomba 17 a través de un conducto de aire 31 y una primera válvula de retención 33. Una segunda válvula de retención 35 está provista entre la salida 23 de la bomba 17 y el dispositivo dosificador de fármaco 15.

En el funcionamiento de esta forma de realización, el émbolo 19 de la bomba 17 es extraído (como en la forma de realización de la Figura 2), lo que provoca que se saque el aire fuera de la cámara 11 a través del conducto de aire 31 y al interior del cilindro de bomba 21 a través de la primera válvula de retención 33. De este modo, se reduce la presión en la cámara 11 por debajo de la atmosférica. Debe advertirse que la liberación del émbolo 19 en esta forma de realización no se efectúa por un dispositivo accionado por la respiración, sino por un mecanismo de liberación accionado manualmente (no mostrado). Cuando se acciona el mecanismo de liberación, el émbolo 19 obliga a un chorro de aire a pasar a través de la segunda válvula de retención 35 al interior del dispositivo dosificador de fármaco 15, en el que se arrastra una dosis medida del medicamento en la corriente de aire. El flujo de aire y el medicamento arrastrado pasan al interior del ciclón 1, en el que el medicamento se convierte en aerosol y se expulsa desde la salida 7 del ciclón 1 al interior de la cámara 11, como está indicado por las flechas B. La presión reducida en la cámara 11 en este punto garantiza una distribución uniforme del aerosol dentro de la cámara 11. La presión se iguala por la eyección del aerosol al interior de la cámara 11. Una vez que se ha entregado el aerosol al interior de la cámara 11, el usuario retira el capuchón 27 e inhala el aerosol a través de la embocadura 13.

La Figura 4 muestra una tercera forma de realización de la invención. De acuerdo con esta forma de realización, no existe bomba 17, sino que está previsto un émbolo 19 dentro de la cámara 11 de modo que la propia cámara actúe como un cilindro de bomba. Así, según se impulsa al émbolo 19 en la dirección de la flecha C, se obliga al aire a salir de la cámara 11 a través del conducto de aire 31 y al interior del dispositivo dosificador de fármaco 15. A medida que el aire pasa a través del dispositivo dosificador de fármaco 15, éste arrastra una dosis medida de medicamento que pasa al interior del ciclón 1 y se convierte en aerosol y se expulsa al interior de la cámara 11, como está indicado por las flechas B. El usuario inhala el aerosol de medicamento retirando el capuchón 27 e inhalando a través de la embocadura 13.

La Figura 5 muestra una cuarta forma de realización de la invención según la cual el ciclón 1, el dispositivo dosificador de fármaco 15 y el conducto de aire 31 están montados sobre el émbolo 19 y son movibles del mismo de modo que, cuando el émbolo 19 se desplaza en la dirección de la flecha C, aire procedente de la mitad inferior de la cámara 11 pasa al interior del conducto de aire 31 y a través del dispositivo dosificador de fármaco 15, de modo que se expulse un aerosol de medicamento desde el ciclón al interior de la mitad superior de la cámara 11, en la dirección de la flecha B.

La Figura 6 muestra una quinta forma de realización de la invención que corresponde sustancialmente a la de la Figura 4, salvo que el ciclón 1 en esta forma de realización está ubicado en una región inferior de la cámara 11 y está invertida la dirección de movimiento del émbolo 19 para generar el aerosol, como está indicado por la flecha C.

Las formas de realización de las figuras 3 a 6 tienen la ventaja particular de que el flujo de aire que se usa para arrastrar el medicamento y generar el aerosol a través del ciclón 1 se saca de la cámara 11. Así, se extrae de la cámara 11 un volumen de aire sustancialmente igual para generar el aerosol a medida que se devuelve a la cámara 11 cuando el aerosol es expulsado desde el ciclón 1. De esta manera, no es necesario que la cámara 11 tenga salida de aire a la atmósfera mientras que se genera el aerosol, y por lo tanto no existe riesgo de que se pierda medicamento alguno antes de la inhalación por el usuario.

Aunque se ha descrito en este documento un cierto número de formas de realización específicas, las características descritas en relación con cualquier forma de realización particular pueden usarse en combinación con las características de otras formas de realización descritas en este documento.

Aunque el aerosol de medicamento se ha descrito en este documento como un aerosol de medicamento en polvo en aire, el medicamento puede estar disperso en cualquier otro gas o mezcla de gases, según sea necesario.

Claims (6)

1. Un inhalador que comprende:

una cámara (11) que tiene una embocadura (13);

un ciclón (1) configurado como una cavidad sustancialmente cilíndrica (3) provista de una entrada tangencial (9) y una salida axial (7) dispuesta de forma que eyecte un aerosol de medicamento al interior de la cámara (11); y

un dispositivo dosificador de fármaco (15) dispuesto de forma que proporcione una dosis de medicamento en polvo arrastrado en un flujo de gas hasta el ciclón (1),

caracterizado porque

el diámetro de la cavidad cilíndrica es de entre 4 y 10 mm, y el inhalador comprende una bomba de pistón (A) o un depósito metálico de gas destinado a proporcionar el flujo de gas al dispositivo dosificador de fármaco (15).

2. Un inhalador según la reivindicación 1, en el que la cámara (11) es comparable en volumen al ciclón (1).

3. Un inhalador según la reivindicación 1, en el que la cámara (11) tiene un volumen de aproximadamente 300 ml.

4. Un inhalador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la entrada (9) del ciclón (1) está conectada a la cámara (11), de modo que, durante el uso, el flujo de gas se saca de la cámara (11) para generar el aerosol.

5. Un inhalador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara (11) recibe al émbolo (19) que está dispuesto de forma que obliga al aire a pasar a través del ciclón (1) a medida que el émbolo (19) se desplaza a través de la cámara (11).

6. Un inhalador según la reivindicación 5, en el que el ciclón (1) está montado sobre el émbolo (19).